개념 한 쪽
내경가공은 선반 등에서 공작물을 회전시키고 공구를 대어 내부 지름을 가공하는 공정으로, 절삭속도·회전수·이송·절삭깊이 개념을 정확히 이해해야 한다고 본다.
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출제기준 단원 「내경가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 절삭속도에서 회전수 계산 | 1 | 주어진 절삭속도와 직경으로 주축 회전수를 계산하는 방법을 묻는 문제 |
| 회전수 산출의 단위 변환 적용 | 1 | 절삭속도와 지름을 이용해 단위 변환을 포함한 회전수를 구하는 문제 |
| 선반 이송량 정의 문제 | 1 | 공작물이 한 회전하는 동안 바이트가 이동하는 거리 용어를 묻는 문제 |
절삭속도(V)는 공작물 표면이 이동하는 선속도로 정의한다. 선반 가공에서 V는 m/min 단위를 사용하고, 공작물 지름(D)과 회전수(N)에 비례하는 관계식 V = (π × D × N) / 1000으로 표현한다는 점을 이해해야 한다고 본다.
회전수(N)는 분당 회전수(rpm)로 나타내며, 주어진 절삭속도와 공작물 직경에서 N을 구할 때는 공식을 변형하여 N = (1000 × V) / (π × D)를 사용한다는 점을 명확히 한다. 여기서 1000은 단위 변환(m→mm)을 위한 계수라는 점을 잊지 말아야 한다고 본다.
이송량(feed)은 공작물이 한 회전하는 동안 공구가 이동하는 거리로 정의한다는 점을 분명히 한다. 절삭깊이는 반지름 방향으로 공구가 들어가는 깊이로 이해하고, 이송량과 절삭깊이를 혼동하지 않아야 한다고 본다.
선반 가공 문제에서는 π를 약 3.14로 근사하여 계산하는 경우가 많으므로 계산 편의성 때문에 이 근사를 사용하는 관행이 있음을 인지한다. 또한 단위 혼용으로 인한 실수를 방지하기 위해 공식에 포함된 1000 계수를 반드시 적용해야 한다고 본다.
예제 1: 지름이 120mm이고 절삭속도가 150m/min일 때 회전수 N을 구하면 N = (1000×150) / (3.14×120) ≈ 398rpm이 된다는 계산 과정을 보여준다.
예제 2: 절삭속도 15.7m/min에 지름 200mm인 경우 N = (1000×15.7) / (3.14×200) = 25rpm이 되어 단위 변환과 π 적용만 정확하면 간단히 도출된다는 점을 설명한다.
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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