개념 한 쪽
단면가공 문제는 선반 가공에서 절삭속도, 공작물 지름, 회전수 사이의 관계를 이해하고 공식을 올바르게 변형하여 계산하는 능력을 묻는다. 대표 공식은 절삭속도 V와 지름 D, 회전수 N을 연결하는 V = πDN/1000이며, 이를 기준으로 회전수 또는 속도를 구하는 계산 문제를 해결한다.
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출제기준 단원 「단면가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 회전수 계산 | 1 | 절삭속도와 지름을 주고 주축 회전수를 계산하게 한다 |
| 회전수 근사값 선택 | 1 | 절삭속도와 지름으로 계산한 회전수 근삿값을 고르게 한다 |
| 용어 정의 | 1 | 공작물이 한 바퀴 도는 동안 공구 이동 거리를 묻는 용어 판단을 요구한다 |
절삭속도 V는 공작물 표면이 단위 시간에 이동하는 선속도를 의미한다는 점을 명확히 한다. 선반 가공에서는 V, D, N이 서로 비례 관계에 있으므로 하나를 알면 나머지 하나를 계산할 수 있는 공식적 연결이 존재한다.
공식 V = (π × D × N) / 1000을 회전수 N에 대해 정리하면 N = (1000 × V) / (π × D)가 된다는 점을 설명한다. 여기서 1000은 단위 변환(m을 mm로) 계수이며, π는 일반적으로 3.14로 근사하여 계산한다는 점을 기억한다.
선반 문제는 단위 혼동과 π 값 적용 오류에서 실수가 발생하므로 분자와 분모의 단위를 맞추는 과정과 계산 순서를 명확히 한다. πD를 먼저 계산한 뒤 1000V를 나누는 방식이 계산 실수를 줄이는 방법임을 안내한다.
선반 가공의 주요 용어로서 이송량(feed)은 공작물이 한 바퀴 도는 동안 공구가 이동한 거리로 정의된다는 점을 구분하여 설명한다. 절삭깊이와 회전수, 이송량의 의미를 구별하여 용어 문제의 출제 의도를 파악한다고 한다.
(참고로 위 계산 방식은 동일한 공식을 다른 문제의 수치에 대입하여 회전수 또는 절삭속도를 구하는 다른 문항들에도 그대로 적용한다고 한다)
지름 120 mm, 길이 340 mm인 중탄소강 둥근막대를 초경합금 바이트를 사용하여 절삭속도 150 m/min으로 절삭하고자 할 때, 그 회전수는?
정답 ① · 절삭 속도 공식 V = (π * D * N) / 1000을 사용하여 계산합니다. 여기서 V는 150m/min, D는 120mm입니다.
절삭속도 공식 V=πDN/1000을 회전수 N에 대해 정리하여 대입하면 약 398rpm이 된다.
선삭에서 절삭속도 υ = 15.7m/min 일 때, 가공물의 지름이 200mm 였다면 스핀들의 회전수는?
정답 ① · 절삭 속도와 가공물 지름, 회전수의 관계를 나타내는 공식은 v = π × D × N / 1000 이다. 주어진 수치를 대입하면 15.7 = (3.14 × 200 × N) / 1000이 되며, 이를 정리하면 N = 25rpm이 도출된다.
v=πDN/1000 공식에 v=15.7, D=200 대입하면 N=25rpm이다.
선반에서 일감이 1회전 하는 동안, 바이트가 이동하는 거리는?
정답 ④ · 선반 가공에서 이송량(feed)이란 일감(공작물)이 1회전하는 동안에 공구(바이트)가 공작물의 길이 방향으로 이동하는 거리를 의미합니다. 이는 절삭 깊이나 회전수와는 다른 개념으로, 1회전당 이동 거리를 뜻하는 용어인 '이송량'이 정확한 답입니다.
선반 가공에서 공작물 1회전당 공구가 이동하는 거리를 이송량(feed)이라 하며 절삭량과는 다른 개념이다.
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