본문내용
1. 선반가공
1.1. 선반가공의 정의
선반가공이란 공작물을 주축에 고정하여 회전하고 있는 동안 공구대에 고정된 바이트를 이송시켜 외경, 단면, 홈 및 절단, 테이퍼, 드릴링, 보링, 암나사, 수나사, 정면 절삭, 곡면 절삭, 총형 절삭 등 주로 원통형 제품과 부품들을 가공하는 기계로 이루어지는 작업을 말한다.
1.2. 선반가공의 종류
1.2.1. 터릿선반
터릿선반은 봉재로부터 나사, 핀 등의 소형 부품을 대량으로 생산하는데 적합한 선반이다. 회전하는 공구대에 여러 개의 절삭공구를 작업공정 순서에 따라 장치하고, 가공물을 주축에 장치한 다음 터릿 공구대를 회전시켜가며 장치된 공구순으로 가공하여 부품을 완성하게 된다. 따라서 이 선반은 작업 중에 공구의 장치와 교환에 필요한 시간을 절약할 수 있고, 동일한 치수의 제품을 대량으로 제작할 때 편리하다.
터릿선반은 작업순서에 따라 자동으로 공구를 교체하며 가공을 진행할 수 있어 생산성이 높다는 장점이 있다. 또한 공구를 장착하는 터릿 부분이 회전하여 교환 시간을 단축할 수 있어 작업 효율성을 높일 수 있다. 이에 따라 터릿선반은 시계나 계측기류 등의 소형 부품을 대량 생산하는 데 주로 활용된다.
그러나 터릿선반은 공구교환 시 공구 정렬의 어려움, 공구 동력전달의 복잡성 등의 단점도 존재한다. 따라서 복잡한 형상의 부품 가공에는 적합하지 않으며, 주로 단순 반복 작업에 특화되어 있다고 볼 수 있다.
최근에는 CNC 터릿선반의 발달로 공구교환이 자동화되고 정밀도가 높아져 보다 다양한 부품 가공이 가능해졌다. CNC 터릿선반은 프로그래밍을 통해 공구의 자동 교체와 이송 제어가 가능하여 생산성과 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 복잡한 형상의 부품 가공에도 활용도가 높아져 터릿선반의 활용 범위가 확대되고 있다.
1.2.2. 모방선반
모방선반(copying lathe)은 원형의 형태를 모방하여 공구를 안내함으로써, 원형과 같은 계단면이나 곡면 등의 모양을 절삭할 수 있게 만든 선반이다. 이는 복잡한 형의 부품을 제작하는 데 적합하다. 그리고 설치한 후에는 전혀 인력을 필요로 하지 않는 전자동 모방선반도 있다.
모방선반은 원본이 되는 형상을 가진 모형을 이용하여 이 모형의 형상을 그대로 재현할 수 있는 장치가 장착되어 있다. 이 모형을 따라서 공작물의 형상을 따라갈 수 있도록 구현된 선반이다. 따라서 복잡한 곡선이나 계단모양 등의 원형 형상을 가진 제품을 만드는 데 유용하게 사용될 수 있다.
전자동 모방선반의 경우 자동화된 시스템으로 별도의 인력 개입 없이 모형의 형상을 그대로 공작물에 옮길 수 있다. 따라서 생산성이 매우 높고 정밀한 가공이 가능하다는 장점이 있다. 다만 초기 설치 비용이 높고 모형 제작에 많은 시간과 비용이 드는 단점이 있다.
모방선반은 복잡한 형상의 부품 제작에 주로 사용되며, 자동화된 전자동 모방선반의 경우 대량생산에도 적합하다. 다양한 산업 분야에서 활용되고 있으며, 특히 자동차, 항공기, 가전제품 등의 제조에 중요한 역할을 하고 있다.
1.2.3. 수직선반
수직선반은 지름이 크고 길이가 짧은 것 또는 무게가 무거운 것을 절삭하는 데 사용된다.
가공물을 수평으로 된 회전 테이블 위에 장치하여 놓고 가공하게 된다.
일반 선반과 달리 공작물을 수직으로 배치하여 가공하기에 대형 공작물의 가공이 용이하다.
따라서 수직선반은 지름이 크고 길이가 짧은 공작물이나 무게가 무거운 공작물을 가공하는 데 적합하다.
1.2.4. 공구선반
공구선반은 밀링커터나 드릴 등과 같은 절삭공구를 제작하는 선반이다. 이는 기계의 부품을 생산하는 데 사용되는 중요한 공작기계이다.
공구선반은 정밀한 공구를 제작하기 위해 설계되었다. 이 선반은 정밀한 치수와 표면 마감을 요구하는 절삭공구를 생산할 수 있도록 되어있다. 공구 제작에 필요한 다양한 작업을 수행할 수 있도록 고안된 특수한 선반이라고 할 수 있다.
공구선반의 주요 특징은 다음과 같다. 첫째, 정밀한 부품 가공이 가능하다. 공구선반은 매우 정밀한 치수와 표면 마감을 요구하는 절삭공구를 제작하기 위해 설계되었기 때문에, 공작물의 치수 정밀도와 표면 품질이 매우 우수하다. 둘째, 다양한 공구 가공이 가능하다. 공구선반에는 밀링 기능, 드릴링 기능, 나사 가공 기능 등이 장착되어 있어, 다양한 공구 제작이 가능하다. 셋째, 고정밀 가공이 가능하다. 공구선반은 공작물을 고정하는 장치와 이송 장치가 매우 정밀하게 설계되어 있어, 극도의 정밀도를 요구하는 공구 가공이 가능하다.
이와 같은 특징으로 인해 공구선반은 주로 공구 제작 공장이나 공구 연구소 등에서 사용된다. 드릴 비트, End Mill, 선반 공구 등의 다양한 절삭공구를 제작하는 데 활용된다.
1.2.5. 자동선반
자동선반은 여러 개의 절삭공구가 자동적으로 움직여서, 각종 작업을 단계적으로 행하는 선반이다. 공작물을 자동적으로 공급하는 것도 있다. 이 선반은 시계나 계측기류의 부품을 대량생산하는 데 쓰인다.
자동선반은 절삭공구의 이동과 공작물의 공급이 자동화되어 있어 대량생산에 적합하다. 공작물을 자동으로 공급하는 기능이 있어 연속 생산이 가능하다는 특징이 있다. 시계나 계측기 부품과 같은 소형 정밀 부품의 대량생산에 주로 사용된다.
1.2.6. 스피닝선반
스피닝선반은 제품의 내면 모양에 맞춘 형과 소재판을 고속으로 회전시키면서, 공구를 밀어붙여 성형가공을 하는 선반이다. 생산 개수가 그다지 많지 않거나 모양이 복잡한 경우, 축대칭의 부품 등을 가공하는 데 적합하다.
스피닝 선반은 고속회전하는 소재판(원판)에 성형용 금형을 눌러서 소재를 성형하는 방식으로 작동한다. 소재판이 고속회전하면서 공구에 의해 소재가 압박되어 성형되는데, 이때 소재의 유동성 때문에 다양한 형상의 제품을 만들어낼 수 있다. 이러한 스피닝 선반은 단조나 압출 공정에 비해 제작 시간이 빠르고 공구 및 설비 비용이 저렴한 장점이 있다.
스피닝 선반은 일반적으로 얇은 금속판재를 성형하는 데 사용되며, 주로 항공기, 자동차, 가전제품 등의 외장 부품이나 장식품 등을 제작하는 데 활용된다. 축대칭 형상의 용기나 접시, 접시 덮개, 등기구 반사경 등을 제작할 때 유용하게 사용된다. 특히 항공기 외장 패널 등의 제작에 널리 사용되고 있다.
스피닝 선반의 주요 구성 요소로는 고속 회전하는 소재판, 성형용 금형, 소재판을 고정하는 척, 금형을 이송시키는 이송장치 등이 있다. 소재판은 보통 알루미늄이나 구리, 황동 등의 연성 금속으로 이루어지며, 성형용 금형은 공작물의 내면 형상에 ...
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