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작성일 : 15-10-30 23:32
기계공작법 III
 글쓴이 : hereis
조회 : 6,698  
7. 드릴링, 보오링

 

7-1 드릴링 머시인

1. 드릴링 머시인의 가공과 종류

(1) 드릴링 머시인의 기본 작업

    *드릴링(drilling) : 드릴로 구멍을 뚫는 작업이다.

    *스폿 페이싱(spot facing) : 너트가 닿는 부분을 절삭하여 자리를 만드는 작업이다.

    *카운터 보오링(counter boring) : 작은 나사, 둥근 머리 보울트의 머리를 공작물에 묻히게 하기 위한 턱 있는 구멍 뚫기 가공이다.

    *카운터 싱킹 : 접시 머리 보울트의 머리 부분이 묻히도록 원뿔자리 파기 작업이다.

    *보오링 : 뚫린 구멍이나 주조한 구멍을 넓히는 작업이다.

    *리이밍 : 뚫린 구멍을 리이머로 다듬느 작업이다.

    *태핑 : 탭을 사용하여 드릴링 머시인으로 암나사를 가공하는 작업이다.

(2) 드릴링 머시인의 종류

  *직립 드릴링 머시인 : 지름이5mm정도까지의 드릴가공을 할 수 있고, 직립 기둥은 스핀들 구동 장치 및 슬리이브를 지지하며, 구동과 변속은 단차 또는 기어를 사용한다.

  *레이디얼 드릴링 머시인 : 기둥을 중심으로 아암이 수평으로 선회하며, 아암에는 스핀들, 슬리이브, 구동변속장치 등이 장치되어 있다.

  *다축 드릴링 머시인 : 1대의 기계에 여러 개의 스핀들이 있어 같은 평면 안에 다수의 구멍을 동시에 드릴 가공할 수 있다.

  *다두 드릴링 머시인 : 여러 개의 스핀들이 나란히 있어 각 스핀들에 여러 가지 공구대를 꽂아 드릴링, 리이밍, 태핑 등을 순서에 따라 연속 작업을 할 수 있다.

  *탁상 드릴링 머시인 : 작업대 위에 설치하여 비교적 작은 공작물에 13mm이하의 구멍을 뚫는 데 편리하다.

  *심공 드릴링 머시인 : 각종 내연 기관의 크랭크축에 있는 오일 구멍과 같이 지름에 비해 비교적 깊은 구멍을 능률적으로 정확히 가공한다.

 

2. 드릴드릴의 종류

  ① 트위스트 드릴 : 홈이 2개인 것으로 가장 널리 쓰이며

  ② 직선 홈 드릴 : 홈이 직선으로 된 드릴로 선단 끝각이 0이므로 절삭성은 별로 좋지 않으나 황동이나 얇은 판의 구멍 뚫기에 사용한다.

  ③ 평 드릴 : 구멍 뚫기를 위한 가장 간단한 것으로 날끝의 안내가 없어 구멍이 휘어지기 쉽다.

  ④ 기름 홈 드릴 : 깊은 구멍 뚫기에서는 칩의 배출과 절삭유의 공급이 곤란하므로 이 드릴을 사용하면 해결이 된다.

  ⑤ 센터 드릴 : 센터 구멍을 뚫을 때 사용하는 드릴

 

3. 리이머 가공

  리이머는 구멍의 지름을 정확한 치수로 다듬고, 구멍을 매끈하게 다듬는 공구이다. 리이머 가공은 낮은 절삭 속도로 이송을 크게 하면 좋은 가공면을 얻을 수 있다.

  *리이머의 종류 : 손 작업에는 핸드 리이머, 드릴링 머시인에 꽂아서 사용하는 척 리이머가 있다.

  *리이머의 형상 : 끝은 약간의 테이퍼로 되어 있고, 날은 짝수로 여유각은3~5도, 표준 윗면경사각은 0도이다. 또 날의  간격은 부등 으로 되어 있어 떨림을 방지한다.

 

7-2 보오링

1. 보오링 머시인의 가공

  보오링은 뚫린 구멍을 넓히는 가공으로 일감은 이송 운동을 하고, 보오링 공구는 회전 운동을 한다.

2. 보오링 머시인의 종류

(1) 보오링 머시인의 종류

  *수평식 보오링 머시인 : 주축이 수평으로 배치된 보오링 머시인으로 크기는 주축의 지름, 주축의 이동거리, 주축 헤드의 상하 이동거리와 테이블 또는 기둥의 이동 거리고 나타낸다.

  *정밀 보오링 머시인 : 다이어몬드 바이트나 초경합금 바이트로 원통 내면을 작은 절삭 깊이와 이송량으로 높은 정밀도, 고속으로 보오링하는 기계이다.

  *지그 보오링 머시인 : 지그 등으로 다수의 구멍을 매우 정확한 위치에 정밀하게 구멍 뚫기 또는 보오링 가공을 하는 보오링 머시인으로 주축에 대해 공작물을 높은 정밀도로 위치 결정할수 있는 장치를 비치하고 있다.

(2) 보오링 공구

  *보오링 바아 : 보오링 바이트를 고정하고 주축에 끼워져 회전하여 공작물의 구멍을 다듬질하는데 사용하는 봉이다.

  *보오링 바이트 : 날끝은 선반용 바이트와 같으며 각형, 원형이다.

  *보오링 헤드 : 지름이 큰 구멍을 보오링할 때 직접 보오링 바아에 바이트를 고정하면 작어비 곤란하므로 보오링헤드를 보오링 바아에 고정하고 여기에 바이트를 고정해서 공작물을 깎는다.




8. 셰이퍼, 슬로터, 플레이너

 

8-1 셰이퍼

1. 셰이퍼의 가공 및 종류

(1) 셰이퍼의 가공 분야

  셰이퍼는 바이트를 램(ram)에 장치하여 왕복 운동을 시키고 일감은 테이블에 고정하여 좌우 방향으로 이송하므로 평면 가공을 한다.

(2)셰이퍼의 종류

  *수평식 보통형 셰이퍼(plain horizontal shaper) : 램이 안내면을 앞뒤로 왕복하고, 테이블은 좌우로 이송하여 평면을 가공

  *수평식 횡행형 셰이퍼(traverse shaper) : 일감은 테이블에 고정되어 상하 운동을 하며, 램은 왕복 운동을 하는 동시에 좌우로 이동하면서 가공하므로 대형 중량물의 가공에 적합하다.

 

2. 셰이퍼의 구조

(1) 셰이퍼의 주요부분

  *램의 운동 기구 : 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 기구로 크랭크와 레버, 래크와 피니언, 유압 등에 의해 구동된다.

  *이송 기구 : 테이블을 좌우로 이송시키는 장치이다.

  *공구대 : 램의 앞 끝에 있어 바이트를 상하로 이동시키거나 선회하도록 한다. 램의 복귀 행정때 바이트를 들어 올려 날끝과 가공면이 마찰하지 않도록 한다.

  *급속 귀환 운동 : 절삭 행정보다 귀환 행정 때의 속도를 빨리하여 귀환행정에서의 사간 낭비를 줄이는 장치

 

8-2 슬러터 및 플레이너

1. 슬로터

(1) 슬로터의 작업

  슬로터(slotter)는 셰이퍼를 수직으로 놓인 기계로 바이트를 설치한 램은 수직 왕복 운동을 한다. 키이 홈, 평면, 기타 특수한 형상, 곡면의 절삭 가공에 적합하다. 슬로터의 크기는 램의 최대 행정, 테이블의 크기, 테이블의 이동 거리, 회전 테이블의 직경으로 표시한다.

(2) 슬로터의 구조

  슬로터는 프레임, 램, 테이블 및 전동 기구로 되어 있다. 공작물은 테이블 위에 붙이고 가로, 세로 및 회전 이송을 준다.

 

2. 플레이너

(1) 플레이너의 가공 분야

  플레이너는 공작물을 테이블에 설치하여 왕복시키고, 바이트를 이송시켜 공작물의 수평면, 수직면, 경사면, 홈곡면, 등을 절삭하는 공작 기계로 작업의 종류는 셰이퍼와 거의 같으며, 셰이퍼에서 가공할 수 없는 대형 공작물을 가공한다.

크기는 테이블의 최대 행정과 가공할 수 있는 공작물의 최대폭 및 높이로 나타낸다.

(2) 플레이너의 종류

  *쌍주식 플레이너 : 테이블을 사이로 2개의 컬럼이 있어 마치 문 같은 모양을 하고 있다.

  *단주식 플레이너 : 폭이 넓은 공작물을 깎을 수 있도록 컬럼이 1개인 것이다.

(3) 플레이너의 구조

  *베드와 테이블 : 테이블은 직사각형으로 그 표면에 공작물을 설치할 수 있도록 T 홈과 원형의 작은 구멍이 있다. 베드의 상면은 V 형 홈이 있어 이홈을 따라 테이블이 움직인다.

  *공구대 : 구조와 기능이 셰이퍼의 공구대와 거의 같다.

  *테이블의 구동 장치 : 테이블을 베드 윗면에서 왕복 운동시키려면 테이블 아래에 있는 길이 방향으로 설치된 래크와 이것에 물리는 피니언에 의해 운전된다.




9. 밀링 머시인

 

9-1 밀링 머시인의 개요

1. 밀링 머시인의 가공 분야와 종류

(1) 밀링 머시인의 가공 분야

  밀링 머시인은 많은 날을 가진 커터를 회전시켜 테이블 위에 고정된 공작물을 절삭 가공하는 공작 기계이다. 이 기계에서 가공할 수 있는 작업은 다음과 같다.

(2) 밀링 머시인의 종류

  *니이형 밀링 머시인 : 가장 일반적인 형으로 기둥, 니이, 테이블로 구성되어 있으며 다음과 같은 것이 있다.

    ① 수평 밀링 머시인 : 니이는 기둥 앞면에서 상하 운동을 하며, 니이 위의 새들은 앞뒤 방향으로 이동하고, 새들 위의 테이블은 좌우 운동을 하므로 테이블은 전후, 좌우, 상하 셋방향으로 이동이 된다. 스핀들에 아아버가 고정되고 아아버에 커터가 고정되어 회전한다.

    ② 만능 밀링 머시인 : 외관은 수평 밀링 머시인과 거의 같으나 다만 새들 nl에 선회대가 있고, 그위에 테이블이 수평 선회를 할 수 있는 점이 다르다.

    ③ 직립 밀링 머시인 : 스핀들이 테이블면에 수직으로 되어 있어 주로 엔드밀, 정면 밀링에 알맞으며, 스핀들 헤드는 고정형, 상하 이동형 또 좌우로 임의의 각도록 경사시킬수 있는 것이 있다.

  *생산 밀링 머시인 : 대량 생산에 적합한 것으로 스핀들 헤드의 수에 따라 단두형, 쌍두형, 다두형, 회전 테이블형이 있다.

  *플래노밀러 : 플래노밀러는 외관이 플레이너와 같고 다만 공구대 대신에 밀링 헤드가 장치된 것이 다르다. 

  *특수 밀링 머시인 : 탁상 밀링 머시인, 공구 밀링 머시인, 나사 밀링 머시인, 키이 홈 밀링 머시인, 조각 밀링 머시인, 모방 밀링 머시인 등이 있다.

 

2. 밀링 머시인의 기본 장치

(1) 밀링 머시인의 구조

  *컬럼 : 기계의 본체로 베드와 일체로 되어 있고, 전면에 니이의 안내면을 가지며, 내부에는 주전동기 및 주축 속도 변환 장치가 들어 있다.

  *니이, 새들, 테이블 : 니이는 컬러 전방에 설치된 부분으로 컬럼의 안내면을 따라 상하로 움직이고, 니이 위에 새들과 테이블이 있어 각각 전후, 좌우로 움직인다.

  *오우버 아암 : 컬럼의 상부에 설치된 아암으로 임의의 길이로 조절하여 고정한다. 이것은 절삭력에 의해 아아버의 굽힘을 적게 하기 위해 보통 중간 부분과 끝 부분의 2개소에 아아버 베어링이 있어 아아버를 지지한다.

  *주축 : 주축은 중공으로 앞 끝에 테이퍼구멍이 있고, 커터, 아아버를 공전시키지 않게 하기위해 2개의 키이와 또 정면 커터를 설치하기 위해 4개의 보울트 구멍이 있다.

(2) 밀링 머시인의 크기 표시

  *수평 밀링 머시인

      ㉠ 테이블면의 크기

      ㉡ 테이블의 최대 이동(좌우*전후*상하)거리

      ㉢ 주축의 중심선에서 테이블면까지의 최대 거리

  *수직 밀링 머시인

      ㉠ 테이블면의 크기

      ㉡ 테이블의 최대 이동(좌우*전후*상하) 거리

      ㉢ 주축단에서 테이블면까지의 최대 거리

      ㉣ 주축대의 최대 이동거리

(3) 밀링 머시인의 부속 장치

  *분할대 : 주축대와 심압대가 한 쌍으로 되어 있어, 이것을 테이블에 부착시킨 후 공작물을 지지하여 공작물의 주위를 임의의 수로 분할할 수 있는 장치이다.

  *직립 밀링 장치 : 수평 또는 만능 밀링 머시인의 주축 헤드에 부착시켜 직립 밀링 머시인의 역할을 하는 것으로 주축은 수직한 내면에서 자유롭게 선회한다.

  *만능 밀링 장치 : 이 장치는 수평,수직의 양 회전면에 따라 밀링 커터 주축을 자유롭게 임의의 방향으로 경사시켜 헬리컬 기어, 래크를 절삭할 수 있다.

  *슬로팅 장치 : 수평 및 만능 밀링 머시인의 주축에 부착시켜 슬로터와 같이 회전 운동을 왕복 운동으로 변화시켜 커터를 상하로 움직여 키이 홈을 절삭한다.

  *래크 밀링 장치 : 긴 래크를 절삭할 때 사용하느 장치로 테이블을 요구하는 피치 만큼 정확히 이소앟여 분할할 수 있는 장치이다.

  *회전 테이블 : 보통 직선 이송만을 행하는 밀링 머시인에서 회전 이송을 할 수 있도록 만든 장치로, 연속 정면 절삭이나 원주형 또는 반원형 모양의 윤곽 절삭을 가능토록 한 것 이다.

 

3. 밀링 커터

(1) 밀링 커터의 종류

  밀링 커터에는 커터 전체를 동일 재료로 만든 단체 밀링커터, 팁을 용접한 날붙이 밀렁 커터, 날을 커터 본체에 고정한 심은날 밀링 커터가 있다.

  *플레인 밀링 커터 : 원통면에만 절삭날이 있어 평면 절삭에 쓰인다.

  *측면 밀링 커터 : 폭이 좁은 플레인 커터의 양 측면에도 날이 만들어진 커터로 직각을 이루는 두 면을 동시에 절삭하는데 쓰인다.

  *메탈 소오 : 폭이 좁고, 바깥 둘레가 커터로 되어 있어 주로 절단에 쓰인다.

  *엔드밀 : 주로 홈, 측면, 좁은 평면을 깎는데 사용되는 것으로 곧은날 엔드밀, 쌍날 엔드밀, 비틀림날 엔드밀, 셀 엔드밀이 있다.

  *T홈 밀링 커터 : 공작 기계의 테이블에 있는 T형 홈을 깎는데 쓰인다.

  *정면 밀링 커터 : 넓은 평면 깎기에 사용하는 커터이다.

  *앵글 커터 : 각도면, 리이머나 커터의 날을 절삭할 때 쓰인다.

  *총형 커터 : 특별한 형상을 가진 면을 깎을 때 쓰는 커터이다.

(2) 밀링 커터의 각부 명칭

  *랜드 : 날 끝에 적당한 두께를 주어강도를 증가시키기 위해 만든다.

  *절인각 : 경사면과 여유면이 이루는 각으로, 각이 작으면 날이 약하다.

  *경사각 : 밀링 커터의 중심선과 경사면이 이루는 각으로 이 각이 클수록 절삭 저항은 감소하면, 날끝 각이 작으면 날끝은 약해진다.

  *여유각 : 늘 끝에 적당한 각도를 주어 날끝의 배면이 공작무로가 마찰되지 않도록 하기위한 것이다.

 

9-2 밀링 가공

1. 밀링 커터의 절삭 방향과 고정법

(1) 절삭 방향

  *상향 절삭 : 밀링 커터의 회전 방향과 공작물의 이송 방향이 서로 반대인 때의 절삭이다.

  *하향 절삭 : 밀링 커터의 회전 방향과 같은 방향으로 공작물에 이송을 주는 절삭이다.

  *상향 절삭과 하향 절삭의 장단점

              상  향  절  삭
                하  향  절  삭
 
㉮ 칩이 잘 빠져나와 절삭을 방해하지 않는다.

㉯ 백래시가 제거된다.

㉰공작물이 날에 의하여 끌려 올라오므로 확실히 고정 해야 한다.

㉱ 커터의 수명이 짧다.

㉲ 동력 소비가 크다.

㉳ 가공면이 거칠다.
 ㉮ 칩이 잘 빠지지 않아 가공면 흠집이 생기기 쉽다.

㉯ 백래시 제거 장치가 필요하다.

㉰ 커터가 공작물을 누르므로 공작물 고정에 신경 쓸    필요가 없다.

㉱ 커터의 마모가 적다.

㉲ 동력 소비가 적다.

㉳ 가공면이 깨끗하다.

 


 

2. 밀링 가공의 절삭 조건

(1) 절삭 속도

  절삭 속도는 밀링 커터 날끝의 원주 속도로 나타내며, 기계의 성능, 절이보가 이송, 공작물의 설치 방법등의 절삭 조건을 고려해야 한다.

(2) 절삭 깊이와 이송

  *절삭 깊이 : 절삭 조건에 따라 적당히 선택하나 보통 거친 깎기에는 2mm 이상, 정밀 다듬질에는 0.1~1mm종도로 한다.

  *이송 : 절삭 운동을 연속으로 밀링 커터에 일으키기위해 공작물을 이동시키는 속도를 이송이라 한다.

 

9-3 분할법

1. 분할대의 구조

  분할대는 일감의 원주나 직선을 같은 간격으로 등분하는데 쓰이는 장치로 테이블에 고정되고, 스핀들과 심압대에 일감이 고정된다. 분할때의 주축에 잇수 40개의 워엄 기어가 고정되고, 워엄축에는 1줄의 워엄이 있어 워엄축을 1회전 시키면 주축은 1/40회전한다. 또 워엄축과 주축의 앞끝에는 각각 분할판이 붙어 있어 분할시는 이것에 설치된 작은 구멍으로 행한다. 분할대의 부속품으로 심압대, 분할판, 차동 분할 장치, 비틀림 홈 가공을 할 때 사용하는 변환기어가 있다.

 

2. 분할 방법

(1) 직접 분할법

  직접 분할판을 써서 분할하는 방법으로 분할판에는 24구멍이 있어, 24의 인자인 2,3,4,6,8,12,24의 분할이 있다.

(2)단식 분할법

  직접 분할을 할 수 없는 수를 반할하는 방법이다.

(3)차동 분할법

  단식 분할법으로 분할되지 않는 수를 모두 반할할 수 있느 s방법으로 변환 기어로서 번할판을 차동시켜 분할한다.

만능분할대에 부속되는 변환 기어는 보통 12개이며, 잇수는 24(2개), 28, 32, 40, 44, 48, 56, 64, 72, 86, 100 이 있고 이 방법으로는 1008등분까지 가능하다.

 

3. 헬리컬 가공

  헬리컬 밀링 커터, 드릴, 리이머의 헬리컬 홈, 헬리컬 기어의 치형 절삭을 할 때 공작물을 만능 분할대에 설치하여 만능 밀링 머시인의 테이블을 비틀림각0만큼 돌러놓고, 테이블의 이송 나사의 회전을 기어로 분할대에 전달하도록 하면 테이블의 길이 방향으로 이송하는 동시에 만능 분할대에 설치한 공작물에 회전이 절달되어 헬리컬 홈이 깎아진다.




10. 기어 절삭

 

10-1 기어 가공

1. 기어의 개요

(1) 치형 크기의 표시

  치형의 크기를 표시하는 방법에는 모듀울, 원주 피치, 지름 피치등이 있다.

(2) 압력각

  기어가 물고 있을 때 힘이 전달되는 방향을 나타내는 각으로 기준 압력각은 14.5도와 20도이다.

 

2. 기어 가공 방식

(1) 성형법

  *총형 커터에 의한 방법 : 기어의 이 홈과 같은 모양의 인벌류우트 커터로 분할대에 고정된 기어 소재에서 치형 1개씩을 분할하여 깎는 방법이다. 이 방법은 주로 밀링 가공이며, 세이퍼에서는 총형 바이트를 사용한다.

  *형판에 의한 방법 : 형판을 사용하여 형판의 치형과 같이 바이트를 이송시켜 치형의 한쪽 면을 절삭 완료한 뒤에 1피치 분할하여 치형을 깎는 방법이다.

(2) 창성법

  인벌류우트 곡선을 그리는 성질을 응용하여 기어를 깎는 방법이다. 기어 절삭기는 거의 창성법의 원리로 가공하며, 래크커터, 피니언 커터, 호브 등의 기어 커터가 사용된다.

 

10-2 기어 절삭기

1. 호빙 머시인

(1)가공 원리

  래크 커터를 변형시킨 호브를 회전시키고 이에 접한 기어 소재에 회전 이송을 주어 치형을 창성한다. 이 기계로는 스퍼어 기어, 헬리컬기어, 워웜휘일, 스프로킷, 스플라인축 등을 가공 할 수 있다. 호빙 머시인의 크기는 가공할 수 있는 기어의 최대 피치원 지름, 이 나비, 최대 모듀울로 표시한다.

(2) 구조

  주요부분은 호브 추축대, 테이블, 컬럼, 베드 이송변환기어장치, 분할 변환 기어 장치, 속도 변환 기어 장치 등으로 되어 있다.

(3) 호브

  치형은 래크로 되어 있고, 워웜에 여러 줄의 세로 홈을 넣어 만든 밀링 커터로 래크공구가 연속적으로 가공한다. 끝면에는 모듀울, 압력각, 나선각이 새겨져 있다.

(4) 호브의 이송

  *상하 방향 이송:기어 소재에 대하여 호브를 이송하는 방법에는 상향 호빙과 하향 호빙이 있고, 원리는 밀링 가공과 같다.

  *반지름 방향 이송:워엄 휘일 가공에 이용되는 이송 방법이다.

 

2. 기어 셰이퍼

(1) 피니언 커터에 의한 창성법

  기어의 치형과 같은 정밀도가 높은 피니언 커터를 잇줄 방향으로 왕복 운동을 시켜 치형을 만드는 것으로 펠로우즈 기어 셰이퍼가 대표적이다.

(2) 래크 커터에 이한 창성법

  래크 커터로 치형을 가공하는 방법으로 마아크식 기어 절삭기와 선더랜드식 기어 절삭기가 있다.