개념 한 쪽
절삭이론 세트는 공식 계산과 절삭 현상이 반반이다. 공구 수명은 VT^n=C, 밀링 회전수는 n=1000Vc/(πD), 선반 가공시간은 T=L/(f×n)로 잰다. 절삭 속도가 올라가면 마찰계수가 줄어 구성인선이 감소하고, 경사각이 줄면 전단각이 줄고 칩은 두꺼워진다.
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출제기준 단원 「절삭이론」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 탭 용도 판별 | 1 | 탭 종류와 쓰임에 대한 설명 고르기 |
| 지그 용도 선택 | 1 | 박스지그가 많이 쓰이는 작업 고르기 |
| 절삭 대책 선택 | 1 | 구성인선 발생을 막는 대책 고르기 |
세 공식이 계산 문항의 축이다. Taylor 공구 수명 실험식 VT^n=C에서 세라믹 공구 n=0.5, C=200, 공구 수명 T=30분이면 V = 200/√30 ≈ 36.5 m/min이다. 밀링 회전수는 n=1000Vc/(πD)에 절삭속도 60 m/min·지름 50 mm를 넣어 약 382 rpm이다. 선반 가공시간은 연쇄 계산이다 — 절삭속도 120 m/min·지름 80 mm면 회전수 n = 120/(0.08π) ≈ 477 rpm, 분당 이송 0.25 mm/rev × 477 ≈ 119 mm/min, 500 mm를 1회 선삭하는 시간 T = 500/119 ≈ 4.2분. 가공시간은 가공 길이·이송·분당 회전수로 정해지고 절삭 깊이는 직접 인자가 아니다.
절삭 현상은 인과 연결로 외운다. 연강 절삭에서 칩이 경사면 위를 연속적으로 원활하게 흘러나가 매끄러운 가공 표면을 주는 것은 유동형 칩(연속칩)이고, 칩이 조각조각 부러지는 열단형·균열형은 표면 품질을 낮춘다. 구성인선은 절삭 속도가 증가하면 공구-칩 접촉면 온도가 올라가 마찰계수가 감소해 줄어든다. 공구 윗면 경사각이 감소하면 마찰계수 증가와 같이 작용해 절삭 저항이 커지고 전단각이 감소하며 칩 두께는 증가한다 — 「칩이 얇아진다」가 반대 선지다. 절삭제는 냉각·윤활·칩 배출이 기능이며 고속 절삭일수록 열에 강한 높은 점도를, 저속에서는 낮은 점도를 쓴다.
CNC 선반 프로그램의 경계도 묻는다. 이송 속도·주축 회전수·공구 교환은 프로그램이 제어하는 자동 동작이지만, 가공물 장착·제거는 작업자가 직접 수행하는 수동 공정이라 프로그램에 넣을 수 없다.
출제 패턴은 세 가지다. ① 공식 대입 — Taylor 식에서 V=C/√T(빠른 제곱근 계산), 회전수는 π≈3.14 근사로 n=1000Vc/(πD). ② 현상 판단 — 「절삭속도 증가 → 구성인선 감소」, 「경사각 감소 → 칩 두께 증가」 방향을 묻는다. ③ 함정 — 가공시간 문제에서 이송률을 빼먹거나 회전수 계산 실수로 나온 값, 「고속 절삭에 낮은 점도 절삭유」처럼 반대 조건을 적은 선지가 단골 오답이다.
밀링 가공에서 2차원 절삭 시 칩과 공구 윗면 사이의 마찰계수가 일정할 때 공구의 윗면 경사각이 감소할 경우, 나타나는 현상으로 틀린 것은?
정답 ③ · 밀링 절삭에서 윗면 경사각 감소 시 나타나는 현상 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 윗면 경사각이 감소하면 칩과 공구 윗면 사이의 접촉길이가 길어져 마찰이 증가하므로 절삭 저항이 증가한다.
공구 윗면 경사각이 감소하면 마찰 증가로 전단각이 줄고 칩 두께가 증가한다.
절삭제의 사용에 대한 설명 중 틀린 것은?
정답 ④ · 절삭제의 사용 목적에 관한 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 절삭제의 주 기능은 절삭열을 흡수하여 공구와 공작물을 냉각시키고, 마찰을 줄이며, 칩을 배출 처리하는 것이다.
절삭속도 120 m/min, 이송속도 0.25 mm/rev로 지름 80mm의 원형 단면 봉을 선삭한다. 500mm 길이를 1회 선삭하는데 필요한 가공시간(분)은?
정답 ② · 선삭 가공에서 주어진 조건으로 1회 절삭 시간을 계산하는 문제이다. 회전 절삭에서 주축 회전수는 n = 절삭속도 / (π x 지름)로 구하면 n = 120000 / (3.14 x 80) ≈ 477rpm이고, 분당 이송 거리는 이송속도와 회전수의 곱인 0.25 x 477 ≈ 119mm/min이 된다.
가공시간은 '길이÷(절삭속도×이송률)' 공식을 적용하여 계산하며, 단위를 통일하는 것이 핵심이다.
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