비절삭가공 - 소성가공에 대하여

비절삭가공 : chip이 발생하지 않음, chuck working이 아님	주조	목형,주형,주조,특수주조,플라스틱 몰딩
	소성가공	단조,프레스 가공, 인발, 압출
	용접	압접, 납땜  융접--전기용접       └가스용접       └고주파 용접
	특수 비절삭가공	버니싱, 숏 블래스트
절삭가공 : chip이 발생 chuck working	절삭공구가공	고정공구	플레이너(planer machine), 브로칭, 형삭기(shaper), 입삭기(slotter),선반(lathe)
		회전공구	밀링(milling), 드릴링(drilling), 보링(boring), 호빙(hobbing), 소잉(sawing)
	연삭공구가공	고정입자	연삭(grinding), 호우닝(honing), 랩핑(lapping)
		분발입자	초음파 가공,액체 호우닝

 

소성가공(plastic working)은 가공물에 외력을 제거해도 원상으로 복귀하지 않으려는 성질을 이용한 가공방법이다.

 

소성가공의 종류 가공을 하는 방식에 따라서는 크게 단조(Forging), 압연(Rolling), 인발(Drawing), 압출(Extrusion), 프레스(Press), 스피닝(Spinning)가 있으며 가공을 하는 온도에 따라서 냉간 가공과 열간 가공이 있다.

다음 표는 냉간가공과 열간 가공을 비교한 것이다.

	냉간가공	열간가공
가공방식	상온에 근접한 온도로 가공함	재결정 온도 이상에서 가공함
각 방식의 장점	성형의 완성도가 높고 강도가 커짐	짧은 시간에 적은 힘으로 가공이 가능함

 

이제 가공하는 방식에 따라 자세한 분류를 알아보자

 

1. 단조(Forging)

 

 

 

금속재료를 소성유동하기 쉬운 상태(뜨겁게 달군상태)에서 압축 또는 충격을 가하여 단련하는것을 말한다.

대부분 금속은 고온에서 가공하기가 쉽다. ex) 대장간에서 쇠를 달구어 망치질을 하는것

 

이러한 단조에는 두가지 변형 틀이 있는데 하나는 free forging이며 다른 하나는 die forging이다.

여기서 free forging은 틀을 사용하지 않는다고 보면 되고 die forging은 형틀을 이용해서 소재를 변형하는것이다.

 

단조에는 위에서 언급했듯이 충격을 가해야하는데 충격을 가하는 대표적 방법으로 해머로 치는게 있다.

단조 해머의 방식은 크게 4가지가 있는데 에어 해머, 증기 해머, 스프링 해머, 자유낙하 해머가 있다.

 

 

 

 

2. 압연(Rolling)

상온 또는 고온에서 회전하는 롤러 사이에 재료를 통과하여 재료를 소성변형을 하는 가공방법이다.

재료 속에 있는 기공이나 조직이 파괴되어 압착 결국 균등한 조직으로 바뀐다.

또한 롤러사이에 재료를 넣고 돌리면되기때문에 대량생산에 용이하고 작업속도가 빠르며 생산비가 저렴하다.

 

-전조

 

압연의 응용 가공방법인데 롤러에 줄이나 문양따위가 새겨저 있어 그 롤러 사이에 재료를 넣고 돌리면 그 문양이 재료에 찍혀 나오게 되는 가공 방식이다. 보통 롤러에 줄을 세겨 나사를 가공하는데 많이 쓰인다.

 

 

--나사 전조

 

 

3. 인발(Drawing)과 압출(Extrusion)

인발은 재료를 구멍이 있는 틀에 넣어 그 구멍으로부터 재료를 뽑아내는 가공방법이다. ex)가래떡 기계

압출도 인발과 비슷하지만 차이점이 있다.

인발은 재료를 뽑아내는데 뽑아낸 재료를 잡아서 당기는 것으로 뽑아낸다.

반대로 압출은 재료를 뒤에서 밀어서 뽑아낸다는 것이 차이점이다.

이런 인발과 압출은 파이프를 만드는데 자주 쓰인다.

 

-인발

 

 

-압출

 

 

 

 

 

5. 프레스 가공(Press working)

​프레스 가공은 말그대로 기계로 재료를 찍어내려 가공을 하는 가공방식을 말한다.

프레스 가공에는 세부적으로 3가지의 세부가공으로 나뉠수 있는데 전단가공, 벤딩가공, 성형가공이있다.

 

-벤딩(bending)

 

 

프레스기를 이용하여 소재의 연성을 이용해 구부릴 수 있다. 다만 취성이 큰 재료는 사용불가

 

-전단(shear) = 펀칭(punching)

 

펀칭머신이라고도 하며 판 형태의 재료에 충격을 가하여 소재를 얻는 방식이다.

보통 동전 재료를 만드는데 사용한다.

 

 

-블랭킹(blanking)

 

 

위처럼 펀칭프레스를 이용하여 판 형태의 재료에 충격을 가하는것은 똑같은데 차이점이 있다.

블랭킹은 일단 판이 어느정도 완성된 파트이며 프레스를 통해 떯어져 나간 소재는 사용하지 않고 펀칭된 판만 사용한다.

 

Deep drawing

 

이름에 드로잉이 붙어서 인발인줄알았는데 보니 프레스 가공과 흡사해 프레스에 넣었다.

 

 

 

 

 

 

6. 스피닝(Spinning)

 

스피닝은 재료를 주축에 고정하고 주축을 회전하여 롤러로 소성가공을 하는 가공방식을 말한다.

보통 스피닝으로 스텐리스 세숫대야 같은것을 만든다.

동영상작업을 보면 롤러로 재료에 한번에 그다지 많은 변화를 가하지 않는것을 볼수 있다.

왜냐하면 너무 한번에 변화량을 크게하면 크랙이나 주름이 생기기 때문이다.

 

 

 

7. 파이핑(piping)

파이프를 제조하는 것을 말한다.

보통 파이핑은 여러 소성가공방식을 변형하거나 합쳐서 사용한다.

파이프에는 두가지 종류가 있는데 심(seam)이 있냐 없냐의 구분으로 나뉜다.

여기서 심(seam)이란 파이프를 제조하면서 생기는 이음매를 말한다.

 

다음은 심이없는 파이프 제조과정이다.(seamless piping)

 

 

보면 파이프의 소재를 재결정 온도까지 가열한다음 그것을 압출과 압연으로 대강의 파이프 모양을 만든다음 압연으로 파이프의 크기를 맞춰 제작하는것을 볼 수 있다.

 

 

 

 

심이 있는 파이프 제조과정이다.(seam piping)

 

 

파이프를 냉각할때 자세히보면 심이 있는 것을 확인 할 수 있다.