기계공작법 기초 4. 열처리, 다듬질

1. 일반열처리

① 담금질(quenching) : 급랭으로 재질경화

담금질액의 냉각능력 : NaOH(2.06), NaCl(1.96), 보통물(1,열처리효과 가장큼), 기름.

열처리 조직변화순서 : A → M → T → S → P (강도,경도 크기 : M>T>S>P>A)

* 질량효과 : 담금질시 재료의 크기에 따라 냉각속도변화로 내․외부의 경도차가 생기는 것.

* 심랭(sub-zero)처리: 잔류 오스테나이트를 마아텐자이트화 하기 위하여 0℃이하로 처리하는 것.

(주로 게이지강에 사용)

② 뜨임(tempering) : 내부응력 제거 및 인성 부여

③ 풀림(annealing) : 내부응력 제거 및 재질을 연하고 균일하게 함.

④ 불림(normalizing) : 내부응력 제거 및 재질의 조직을 균일화(표준화)

 

2. 항온열처리

강을 가열하여 염욕중에서 냉각 도중 특정온도에서 정지후 변태시켜 담금질 변형 및 균열을 방지할

수 있는 열처리. 항온변태곡선(S선, C선, TTT곡선)를 이용한다.(담금질과 뜨임을 동시에 시행)

① 오스템퍼 : B ② 마아템퍼 : M+B ③ 마아퀜칭 : M

 

3. 표면경화 열처리

(1) 화학적인 방법

① 침탄법 : 탄소 침투.

* 종류 : 고체침탄법(목탄,코우크스), 가스침탄법(CO, CH4, C2H6, C3H8)

② 질화법 : NH3. 용도는 자동차의 크랭크축, 캠, 동력전달용 체인 등이 있다.

③ 시안화법(청화법) : NaCN(시안화나트륨), KCN

(2) 물리적인 방법

① 화염경화법 : 갯수가 적은 복잡한 형상 및 대형가공물. 선반의 주축, 베드 등에 사용.

② 고주파경화법 : 짧은 시간(수초)에 열처리가 가능하며 대량생산의 동일제품에 적용

 

(3) 시멘테이션에 의한 경화법(금속침투법)

Al (칼로라이징) : 고온산화성이 크다. Zn(세라다이징): 내마모성이 크다.

Si (실리코나이징) , Cr(크로마이징) : 줄의 표면경화에 사용. B (보론나이징)

* 패턴팅 : 탄소강선의 냉간 인발에 있어서 가공경화가 나타나서 계속 작업이 어려울 때 조직을

소르바이트화 시키는데 이용되는 방법으로 연욕로 중에서 항온변태를 일으키게 하는 열처리

 

제5장 수기가공(손다듬질) 및 정밀측정

 

1. 손다듬질 작업순서

① 금긋기 작업 * 바이스의 크기 : 물릴수 있는 조오의 최대폭

② 펀칭 및 드릴링 : 펀치의 끝각은 90°이다.

③ 쇠톱질 : 쇠톱은 밀때 절단되며, 톱날의 크기는 양단 구멍중심에서 중심까지의 길이로 표시

④ 정작업 : 정의 날끝각은 연강(45~55°),주철(55~60°),경강(60~70°)

⑤ 줄작업 : 탄소공구강(STC)으로 만든다.

ⅰ) 종류: 직진법(일반적, 정삭), 사진법(거친절삭, 모따기), 횡진법(병진법:좁은 면)이 있다.

ⅱ) 줄눈의 형상 : 홑줄날(연철 및 얇은판의 가장자리절삭), 겹줄날(상목:절삭, 하목:칩배출)

라스프줄(목재, 가죽 등의 비금속재료), 곡선줄(칩배출이 용이) 등이 있다.

ⅲ) 줄눈의 크기는 1인치에 대한 눈금 수.

⑥ 스크레이퍼 작업 : 줄질 작업 후 더욱 정밀한 평면 또는 곡면으로 다듬질할 때

작업시 정반, 광명단, 스크레이퍼를 사용.

 

2. 리이머 작업 및 태핑

① 리이머 작업 : 드릴로 뚫은 구멍을 더욱 정밀하게 다듬는 공구이며, 떨림(채터링)을 방지하기 위해

날의 간격을 다르게 한다.

* 리이머는 드릴보다 절삭속도는 느리게 이송은 빠르게 한다 (3~4배)

② 태핑 : 암나사를 만드는 공구이며, 핸드탭은 3개가 1조로 되어 있다.

가공률 => 1번탭: 55%, 2번탭: 25%, 3번탭: 20%

* 탭 구멍의 지름 : d = D - p

 

3. 직접측정기

① 버어니어 캘리퍼스 : 길이(외경), 폭(내경), 깊이를 측정. 종류: M형, CB형, CM형 등이 있다.

② 마이크로미터 : 보통 삼각나사의 피치가 0.5㎜에 딤블의 원주를 50등분하여 최소 측정값이 0.01㎜

이며, 크기는 0~25㎜, 25~50㎜, 50~75㎜, 75~100㎜ 등이 있다.

③ 하이트 게이지 : 높이 측정 및 금긋기 작업에 사용.

종류는 HT형(0점 조정이 가능), HB형, HM형 등이 있다.

④ 측장기 : 안지름, 작은구멍, 암나사, 테이퍼 측정이 가능. 정밀게이지, 공구검사에 사용.

* 아베의 원리: "표준자와 피측정물은 같은 축선상에 있어야 한다."

적용: 외측 마이크로미터, 위배: 버어니어 캘리퍼스

 

4. 비교측정기

① 다이얼게이지 : 비교측정기의 대표적이며, 평면도, 진원도, 축의 흔들림, 직각도 등의 측정에 사용.

* 진원도 측정방법에는 직경법, 반경법, 삼점법 등이 있다. (기어를 이용한 확대지시장치)

② 공기 마이크로미터: 공기의 흐름을 확대기구로 하여 길이를 측정하는 방법

③ 전기 마이크로미터: 측정자의 기계적 변위를 전기량으로 변환하여 지시계의 지침을 측미기로 측정.

④ 옵티미터 : 광학적으로 미소범위를 확대하여 측정

⑤ 미니미터 : 레버 확대기구를 이용하여 수백, 수천배 확대시켜서 측정

 

5. 블록게이지 : 게이지중 가장 정밀도가 높으며, 건식래핑에서 얻어진다. (조합밀착하여 사용가능)

* 분류 : 연구소용,참조용(AA급), 표준용(A급), 검사용(B급), 일감용,공작용(C급)

 

6. 한계 게이지 : 다량의 동일제품의 치수를 측정할 때 사용하는 게이지로 한쪽은 통과 다른 한쪽은

정지측으로 되어 있다.

① 구멍용 한계게이지 : 플러그 게이지, 평 게이지, 봉 게이지 등이 있다.

② 축용 한계게이지 : 스냅 게이지, 링 게이지 등이 있다.

③ 테일러의 원리 : "통과측에는 모든 치수 또는 결정량이 동시에 검사되고 정지측에는 각 치수를

개개로 검사하지 않으면 안 된다."

 

7. 각종 게이지(표준 게이지)

① 센터 게이지 : 선반작업의 나사 절삭시 바이트 위치나 바이트의 각도를 검사하는데 사용.

② 틈새 게이지(thickness gauge) : 미세한 간격이나 틈새를 측정하는데 사용.

③ 피치 게이지 : 나사산의 피치를 측정.

④ 와이어 게이지 : 철사의 지름 및 판의 두께 측정.

⑤ 반지름 게이지(radius gauge)

⑥ 드릴 게이지(drill gauge)

8. 사인 바(sine bar) : 45°이하의 각도측정에 사용.

 

 

9. 광선정반(optical flat) : 평면도 검사, 간섭 무늬수 2개(250㎜미만), 4개(250㎜이상)

평행광선정반(optical parallel) : 평행도 검사 및 마이크로미터의 정도 검사.

* 이두께 측정법 : 현 이두께법, 걸치기 이두께법, 오우버핀법등이 있다.

* 기어의 측정에는 치형의 정확도, 이두께, 피치, 편심오차 등을 측정하고 검사한다.

 

10. 나사의 유효지름 측정

① 나사 마이크로미터

② 삼선법(삼침법) : 가장 정밀 (미터나사: de=M-3d+0.86603p)

③ 공구현미경 또는 투영기 : 나사산의 각, 높이, 피치 및 d, de, d1을 측정할 수 있다.