개념 한 쪽
선반가공은 회전하는 공작물을 공구로 깎아 형상을 만드는 기본 가공 방식으로, 절삭속도와 공작물 직경으로 스핀들 회전수를 구하고 이송량과 노즈반경으로 이론 조도를 계산하며 가공 길이와 이송률로 소요시간을 산정한다.
이 개념을 문제로 확인하고 싶으면 이 개념 문제 10개 풀기 회원용
가입 없이 오늘의 10문제 바로 풀기 →
출제기준 단원 「선반가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 이론 조도 계산 | 1 | 이송량과 노즈반경으로 이론적 조도 값을 구하라 |
| 회전수 산정 | 1 | 절삭속도와 직경으로 스핀들 회전수를 계산하라 |
| 회전수(다른 속도) 산정 | 1 | 다른 절삭속도 조건에서 스핀들 회전수를 산출하라 |
선반가공에서 스핀들 회전수는 절삭속도(Vc, m/min)와 공작물 직경(D, mm)을 이용해 n = 1000·Vc / (π·D) 공식으로 계산한다. Vc는 미터/분 단위, D는 밀리미터 단위를 사용하므로 공식을 적용할 때 단위 일치를 확인해야 한다.
가공면의 이론 조도(Rt)는 이송량 f와 공구 노즈반경 r 사이의 기하학적 관계로부터 Rt = f² / (8r) 공식으로 산출한다. 이 식에서는 회전수나 공작물 지름이 직접적으로 영향을 주지 않으며, 이송량을 줄이거나 노즈반경을 키우면 조도가 개선된다.
선반의 가공 소요시간은 가공 길이 L을 분당 이동 거리(이송률×주축회전수)로 나눈 T = L / (f×N) 공식을 사용하여 구한다. 문제에 따라 단위를 분이나 초로 변환하는 단계를 포함해야 하며 절삭 깊이는 시간 계산식에 직접적으로 포함되지 않는 경우가 많다.
공작물의 형상이나 길이에 따라 적합한 지지장치나 선반 종류를 선택해야 한다. 지름에 비해 길이가 긴 공작물은 떨림을 방지하기 위해 방진구를 사용하며, 직경이 매우 큰 짧은 공작물은 정면선반이 적합하다.
선반문제 유형은 크게 세 가지 계산 패턴으로 반복된다. 첫째, 회전수 계산을 위한 절삭속도 공식 적용, 둘째, 조도 계산을 위한 f²/8r 공식 적용, 셋째, 가공시간 계산을 위한 L/(f×N) 공식 적용으로 구성된다.
이론 조도 예시 — 한 문제에서 이송량을 0.3mm/rev로, 공구 코 반경을 0.4mm로 주었을 때 Rt = f²/(8r) 공식을 적용한다. 먼저 f²는 0.3×0.3=0.09이고 8r는 8×0.4=3.2이다. 따라서 Rt = 0.09/3.2 ≈ 0.028mm가 되어 이론 조도는 약 0.028mm가 된다.
회전수 계산 예시 — 지름 50mm 공작물을 절삭속도 30m/min로 선삭할 때 n = 1000·Vc/(π·D) 공식을 적용한다. 분자는 1000×30=30000이고 분모는 π×50≈157.08이므로 n ≈ 30000/157.08 ≈ 190.9rpm이 된다.
가공시간 확인 팁 — 가공시간 문제는 먼저 회전수나 분당 이송량을 구한 뒤 전체 길이를 나누어 분 단위 시간을 얻고 필요하면 초로 환산한다는 점을 항상 점검한다.
선반가공시 지름 50mm 환봉을 350rpm, 이송 0.3mm/rev, 노즈반경이 R0.4 일때 가공면의 이론조도는?
정답 ③ · 문제는 선반가공에서 이론 조도 Rt를 계산하라고 요구하고 있으며 필요한 값은 이송량과 노즈반경이다. 이론 조도는 Rt ≈ f²/(8r) 공식을 사용하므로 f=0.3 mm/rev, r=0.4 mm를 대입하면 Rt = 0.3²/(8×0.4) = 0.09/3.2 = 0.028125 mm로 약 0.028 mm가 된다.
이론 조도 Rt는 이송량 f와 노즈반경 r을 이용해 Rt ≈ f²/8r 공식으로 계산하며, 단위는 mm이다.
지름 50㎜인 연강 둥근 봉을 20m/min의 절삭 속도로 선삭할 때, 스핀들의 회전수는?
정답 ② · 문제는 선삭시 절삭속도와 공작물 지름으로 스핀들 회전수를 계산하는 문제이다. 회전수 공식은 n = 1000·Vc/(πD)이므로 Vc=20 m/min, D=50 mm를 대입하면 n = 1000·20/(π·50) = 20000/(50π) = 400/π ≈ 127.32 rpm이 된다.
선삭 회전수는 n=1000Vc/(πD) 공식에 Vc=20, D=50를 대입하여 약 127.3rpm을 계산한다.
지름 50㎜인 연강 둥근봉을 30m/min의 절삭속도로 선삭할때, 스핀들의 회전수는 얼마인가?
정답 ② · 문항은 선삭 시 주어진 절삭속도와 공작물 직경으로부터 스핀들 회전수를 계산하는 문제이다. 회전수 n은 공식 n = 1000·v / (π·d)를 사용하며 여기서 v=30 m/min, d=50 mm를 대입하면 n ≈ 1000×30/(π×50) ≈ 30000/(157.0796) ≈ 190.985 rpm이 나온다.
회전수 n은 절삭속도 v와 직경 d를 이용해 n=1000v/(πd) 공식으로 계산하여 약 190.9rpm이 된다.
컴퓨터응용가공산업기사 풀이 세트에서 이 개념의 문제 10개를 바로 풀어 보세요.