소성가공-기계공작법

소개글

소성가공-기계공작법에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 소성가공의 개요------------------------2

2. 소성가공기술의 특성---------------------3

3. 소성가공에 이용되는 재료의 성질-----------3

4. 소성변형의 개요------------------------4

5. 열간가공. 냉간가공. 온간가공.--------------5
(1) 열간가공 ( hot working )
(2) 냉간가공 ( cold working )
(3) 온간가공

6. 단조 ( forging )------------------------6
(1) 가열로
(2) 단조용 공구
(3) 단조 작업

7. 압연 ( rolling )------------------------10

8. 압출 ( extrusion )----------------------11

9. 전조 ( form rolling )--------------------12

본문내용

: 단조물 을 집어 노에 넣거나 꺼낼 때, 또는 단조할 때 가열물 을 잡기 위하여 사용되며, 사용 목적에 따라 그 형상과 크기를 정하여 제작한다. 다듬개는 단조물의 표면에 대고 다듬기 하는 공구로서, 다듬면의 형상에 따라 평면 및 곡면 다듬기용이 있다.
< 여러 가지 집게와 다듬개 >
- 정(chisel) 과 단조용 탭 : 정은 금속재료를 절단하거나 부분적으로 깍아 낼때 사용되는 공구로서, 절인이 직선인 것과 곡선인 것이 있다. 단조용 tap은 단조재에 원형, 4각형, 6각형 등의 단면을 얻는 데 사용되는 공구이다.
< 정 및 단조용 탭 >
- 단조용 기계 : 단조용 hammer는 위치 에너지를 운동 energy로 변환하여 가공물에 순간적으로 타격력을 작용시키는 기계로서 용량은 상부die의 낙하중량 또는 그 일량으로 표시한다. hammer는 press와는 달리 고속가공을 하고 가공시간이 짧아 고온의 상태에서 가공할 수 있다. 아래 그림은 각종 hammer를 보여 준다.
< 스프링 해머, 레버해머, 공기해머 >
(3) 단조 작업
- 자유단조 : 가공물에 압력을 가할 때 가압력의 방향과 직각인 방향으로의 금속유동에 구속을 주지않는 단조를 자유단조라 하며, 주로 소형물이 많고 단조 후에 기계가공을 하는 경우가 많다. 자유단조에는 늘리기, 축박기, 넓히기, 굽히기, 단짖기, 구멍뚫기, 비틀기 등이있다. 늘리기(drawing)는 그림과 같이 단면적을 감소시키고 길이 방향으로 늘리는 단조작업이다.
굽히기(bending)할 때 외측은 연신되고, 내측은 압축되며, 응력과 인장 및 압축이 없는 중립면은 내측으로 이동한다.
< 굽히기 및 구멍 뚫기 >
- 형단조 : 압축에 의한 금속의 유동이 형 내에서만 행해지여 지며, 여분의 금속은 형의 접합면 사이에 flash로 유출된다. 절삭가공 또는 자유단조 후 절삭가공에 의한 제품에 비하여 조직이 미세하고 강도가 크다. 스패너, 크랭크샤프트, 커낵팅로드, 차축 등이 형단조에 의하여 제작된다.
< 형단조품 >
7. 압연 ( rolling )
금속재료를 회전하는 roller 사이에 넣어 가압함으로써 두께 또는 단면적을 감소시키고 길이방향으로 늘리는 가공을 압연이라 한다. 작업온도에 따라 열간압연과 냉간압연이 있으며, 열간압연에서는 가공물의 소성이 크므로 압연동력이 적게 소비되고 변형을 크게 할 수 있는데 반하여, 냉간압연에서는 동력 소비는 크나 정밀한 완성가공을 할 수 있고 기계적 강도를 증가시킬 수 있다. 압연에 의하여 금속의 주조조직을 파괴하고, 내부의 기공을 압착하여 균질하게 한다.
< 냉간 압연과 재결정 조직 >
< 열간 압연과 재결정 조직 >
압연기의 종류 : 다음장의 그림 (a)는 비가역 2단압연기로서, 지름이 같은 2개의 roll을 1쌍으로 하여 한쪽 방향으로만 압연한다. 그림 (b)는 가역 2단압연기로서, (a)와 비슷하나 roll을 역전시킬 수 있기 때문에 재압연시 소재를 운반할 필요가 없다. 그림 (c)는 3단압연기로서, 중간 roll이 구동하고, 상하의 roll은 마찰에 의하여 구동하며, 동시에 2단압연기 2대의 기능을 한다. 그림 (d)는 4단압연기로서, 소재와 접촉하는 roll의 지름이 작고, 외측에 보강 roll이 있다. roll의 지름이 작으면 압연압력이 크게되어 소성이 적어 압연이 어려운 소재의 압연에 사용된다. 그림 (e)는 다단압연기의 예이다.
이어서 아래 그림은 연속압연기이며 이 같은 연속압연기를 사용함으로써 생산능률을 올릴 수 있다.
< 압연기의 종류 >
8. 압출 ( extrusion )
Al, Cu, Mg, Pb 등 및 그 합금의 각종 단면재, 관재를 얻을 때 소성이 큰 상태에서 billet을 용기에 넣고 램에 강력한 압력을 작용시켜 die orifice를 통하여 밀어내는 가공을 압출 이라 한다. 압출이 되는 동안 die의 형상과 크기가 정해져 있으므로 제품의 단면은 일정하며 Al, Cu, Mg, Pb 등 재료의 거의 모든 단면재의 압출이 가능하다. 압출에는 큰 압력이 필요하므로 일반적으로 열간압출을 시행하나, 연성이 큰 재료에 대하여는 냉간압출 이 가능하다. 압출 제품의 특징 들은 다음과 같다.
-대형의 주괴를 수차에 걸쳐 압연할 것을 1회의 압출로 얻을 수 있다.
-압연제품에 비하여 "강도/비중"의 값이 크다.
-절삭성이 양호하다.
-치수정밀도와 표면의 정도가 높다.
-측면의 내외부에 rib를 둘 수 있다.
< internal mandrel을 이용한 관재압출 >
충격압출(impact extrusion): Zn, Pb, Sn, Al, 및 Cu와 같은 연질금속을 die에 놓고 punch로 충격을 가함으로써 치약 tube나 약품의 용기, 건전지 case 등을 제작하는데 이용되는 방법인데, 간접압출과 유사하다. 보통 crank press가 사용되며, 대부분의 비철금속은 수직식 press에서 1초에 2개 정도의 압출을 할 수 있는 냉간압출 의 일종이다. die와 punch 사이의 마찰을 적게 하기 위하여 die의 깊이를 작게 하고, Zn에 대하여 지름 60mm, Sn에 대하여 75mm, Al에 대하여 130mm , 깊이는 지름의 4 ~ 6배, 지름의 1/200까지의 최소두께를 갖는 압출제품을 얻을 수 있다.
< 후방 충격압출 전방 충격압출 복합 충격압출 >
9. 전조 ( form rolling )
소재나 공구 또는 양자를 회전시켜 소재에 공구의 표면형상을 각인하는 일종의 특수압연이라 볼 수 있는 가공을 전조 또는 전조가공이라 한다. 전조는 냉간가공으로서 제조되는 것에는 원통 roll, ball, ring, gear, spline 축, 냉각핀이 붙은 관 등을 들 수 있다. 전조의 특징을 열거하면 다음과 같다.
- 압연이나 압출 등에서 생긴 소재의 섬유가 절단되지 않기 때문에 제품의 강도가 크다.
- 소재와 공구가 국부적으로 접촉하기 때문에 비교적 작은 가공력 으로 가공할 수 있다.
- 칩이 생성되지 않으므로 소재의 이용률이 높다.
- 소성변형에 의하여 제품이 가공 경화되고, 조직이 치밀하게 되어 기계적 강도가 크다.
< roller die 전조기 와 원통 roller전조 방식 >

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소성가공,   기계공작,   기계공학,   소성변형,   열간가공,   냉간가공,   온간가공,   전조