개념 한 쪽
선반 가공에서는 절삭속도, 회전수, 이송, 절삭깊이 등이 가공 결과와 공구 수명에 큰 영향을 미친다. 절삭속도와 공작물 직경으로부터 주축 회전수를 계산하며 단위 변환을 항상 확인해야 한다. 이송은 공작물이 회전하는 동안 공구가 이동하는 거리이고 절삭깊이는 반지름 방향의 절삭량이라는 점을 구분해서 이해해야 한다.
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출제기준 단원 「선반의 절삭조건(절삭속도,절삭깊이, 이송, 절삭동력 등)」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 절삭속도→회전수 계산 | 1 | 절삭속도와 지름으로 주축 회전수를 계산하는 능력을 묻는다 |
| 절삭속도 변환 계산 | 1 | 절삭속도·지름 데이터로 회전수를 근사 계산하는 능력을 묻는다 |
| 선반 용어 정의 | 1 | 공작물이 회전하는 동안 공구 이동거리를 이송으로 식별하는 능력을 묻는다 |
절삭속도(V)는 공작물 표면이 이동하는 선속도를 말한다. 선반에서는 V와 공작물 지름(D), 회전수(N) 사이에 관계가 있어 V = π × D × N / 1000의 식으로 표현한다. 여기서 V는 m/min, D는 mm, N은 rpm 단위를 사용한다.
주축 회전수 N은 위 식을 변형하여 N = (1000 × V) / (π × D)로 구한다. 단위 변환 계수 1000을 잊지 않고 π는 보통 3.14로 근사하여 계산한다. 제시된 조건을 대입해 소수점 이하를 반올림하여 가장 근접한 값을 선택한다.
이송(feed)은 공작물이 회전하는 동안 바이트(공구)가 이동하는 거리를 의미한다. 선반 용어를 명확히 구분하면 이송은 길이 방향 이동량으로, 절삭깊이는 반지름 방향의 절삭량으로 구분한다. 절삭깊이와 이송을 혼동하면 공구 선택이나 가공 조건 설정에서 오류가 발생한다.
절삭조건 문제는 주로 계산식의 올바른 변형과 단위 일치 여부, 용어의 정확한 정의를 묻는다. π의 근사값, 1000의 단위 환산 계수, 그리고 각 값의 단위를 정확히 적용하는 습관을 갖는 것이 중요하다.
예1: 지름 100mm인 연강을 절삭속도 157 m/min으로 가공할 때 회전수를 구하면 식 N = 1000V/(πD)에 V=157, D=100을 대입하여 N = 1000×157/(3.14×100) = 157000/314 ≈ 500 rpm으로 계산한다. 이 계산은 단위 환산 계수 1000과 π 값을 바르게 적용한 결과라고 판단한다.
예2: 지름 120mm인 봉을 절삭속도 150 m/min으로 가공할 때 회전수는 N = 1000×150/(3.14×120) = 150000/376.8 ≈ 398 rpm으로 계산한다. π≈3.14로 근사하여 계산하고 소수점 이하를 반올림하여 가장 가까운 값을 선택한다.
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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