일반적으로 냉간가공과 열간가공으로 구분하는 온도는?
- 공구 온도
- 재결정 온도
- 기계 온도
- 작업장 온도
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 냉간가공과 열간가공을 구분하는 기준 온도가 무엇인지 묻고 있다. 금속 가공에서는 재결정 온도를 기준으로 삼아 재결정 온도 이상에서 가공하면 열간가공, 이하이면 냉간가공으로 구분한다.
냉간가공과 열간가공은 재결정 온도를 기준으로 구분하며, 재결정 온도 이상이면 열간가공이다.
개념 한 쪽
승강기기사 판금 가공 종류 및 특징 — 소성가공 주요 공정 이해
판금 및 소성가공법은 금속 재료를 영구 변형시켜 원하는 형상을 만드는 방법을 말한다. 각 공정은 변형 방식과 적용 대상이 달라서, 문제는 공정의 동작 원리나 적합한 용도를 묻는 방식으로 출제된다. 대표 공정으로는 압출, 전조, 단조, 벌징, 드로잉, 쇼트 피닝 등이 있다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「판금 가공 종류 및 특징」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 냉·열간 가공 구분 | 1 | 재결정 온도를 기준으로 냉간·열간 가공을 가려내기 |
| 압출 공정 특징 판별 | 1 | 컨테이너·램·다이 설명으로 압출 여부 판단하기 |
| 표면 처리(쇼트 피닝) 판정 | 1 | 쇼트 분사로 잔류 압축 응력을 만들어 피로강도 향상 설명 |
뜻
소성가공은 재료를 영구적으로 변형시켜 형상을 만드는 공정으로, 재료 내부 결정구조가 변하면서 제품의 형상과 기계적 성질이 달라진다. 동일한 형상을 빠르게 많이 생산할 수 있어 대량생산에 적합하고, 금형을 사용하면 품질의 균일성을 확보할 수 있다.
냉간가공과 열간가공의 구분 기준은 재결정 온도이다. 재결정 온도 이상에서 가공하면 열간가공으로, 재결정 온도 이하에서 가공하면 냉간가공으로 분류된다. 공구나 작업장 온도가 기준이 아니므로 재결정 온도를 기억해야 한다.
압출가공은 컨테이너에 재료를 넣고 램으로 압력을 가해 다이의 구멍으로 밀어내어 일정한 단면 형상의 긴 제품을 만드는 공정이다. 일정한 단면을 가진 프로파일이나 속이 빈 용기 생산에 적합하며, 단면이 일정하지 않거나 곡선 제품을 직접 만드는 것은 일반적이지 않다.
전조가공은 원주형 금속에 공구를 돌리거나 왕복시키며 압입하여 나사산 같은 표면 요철을 만드는 소성가공법을 말한다. 깎아내지 않고 눌러서 형성하므로 재료 낭비가 적고 나사의 표면 경도와 강도를 높이는 데 유리하다.
단조는 금형에 재료를 넣고 강한 압력으로 성형하는 공정으로, 형상이 복잡하고 고강도가 요구되는 부품에 적합하다. 드로잉은 평판을 펀치로 다이 공동부로 밀어 넣어 컵형 같은 입체 형상을 만드는 공정이며, 벌징은 판금의 일부를 불려서 주름이나 볼록 형상을 만드는 공정이다.
쇼트 피닝은 작은 쇼트를 고속으로 표면에 충격하여 표면층에 잔류 압축 응력을 부여함으로써 피로 강도를 향상시키는 표면 처리 공정이다. 열처리가 아닌 기계적 충격에 의한 공정이므로 열응력과 연결시키면 오답이 된다.
예제
압출가공 문제는 '밀어내어 일정한 단면을 만든다'는 특징을 기준으로 판단한다. 문제에서 컨테이너에 재료를 넣고 램으로 밀어낸다는 설명이 나오면 압출을 선택한다. 반대로 단면이 일정하지 않거나 단면 변화가 큰 제품을 바로 만든다고 하면 압출의 일반적 특징과 어긋난다.
나사산 관련 문제는 '회전 압입으로 표면 요철을 형성'하는 전조를 떠올린다. 나사를 깎아내는 대신 눌러서 만들고 강도와 표면 경도를 높이는 방식이라는 점이 핵심이다.
복잡한 형상과 높은 강도가 요구되는 커넥팅 로드와 같은 부품에는 금형을 이용한 단조가 적합하다. 평판을 입체로 성형하는 문제에서는 드로잉을 선택하고, 판재의 일부를 불려 주름이나 볼록함을 만들라는 표현이 있으면 벌징을 선택한다.
쇼트 피닝 관련 문제는 '표면에 충격을 주어 잔류 압축 응력을 만들어 피로강도를 증가'시키는 원리를 확인한다. 열처리나 열응력 관련 설명은 쇼트 피닝의 특성과 맞지 않으므로 오답으로 판단한다.
대표 기출 3문항
압출가공에 대한 설명이다. 거리가 먼 것은?
- 속이 빈 용기를 만드는 데는 충격압출이 적합하다.
- 압출에 의한 표면 결함은 소재온도와 가공 속도를 늦춤으로써 방지할 수 있다.
- 단면의 형태가 다양한 직선, 곡선 제품의 생산이 가능하다.
- 납 파이프나 건전지 케이스를 생산하는데 적합하다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 압출 가공은 다이의 구멍을 통해 소재를 밀어내어 일정한 단면 형상의 길다란 제품을 만드는 가공법입니다. 주로 일정한 단면을 갖는 직선 제품을 생산하는 데 적합하며, 곡선 형태의 제품을 직접 압출하여 가공하는 것은 일반적인 압출법의 특징이 아닙니다.
압출가공은 일정한 단면 형상을 가진 길다란 제품을 생산하는 공정이므로, 단면 형태가 다양한 직선과 곡선 제품을 모두 생산하는 것은 일반적인 특징이 아니다.
쇼트 피닝에 관한 설명으로 틀린것은?
- 쇼트라는 작은 덩어리를 가공물에 분사한다.
- 피닝 효과는 열응력을 향상 시킨다.
- 자동차용 코일 또는 판 스프링 가공에 쓰인다.
- 두께가 큰 재료는 효과가 적고, 균열이 원인이 될 수 있다.
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 쇼트 피닝의 설명 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 쇼트 피닝은 작은 금속 입자를 표면에 고속 분사하여 표면에 압축 잔류응력을 만들어 피로강도를 향상시키는 기계적 충격 공정으로 열응력과는 관계가 없다.
쇼트 피닝은 충격 하중을 가해 표면 잔류 압축 응력을 발생시켜 피로 강도를 높이는 공정이다.
자주 묻는 물음
- 냉간가공과 열간가공은 무엇을 기준으로 구분하나?
- 재결정 온도를 기준으로 구분한다. 재결정 온도 이상이면 열간가공, 이하이면 냉간가공으로 본다.
- 압출가공의 핵심 특징과 주의점은 무엇인가?
- 압출은 재료를 다이 구멍으로 밀어내어 일정한 단면의 긴 제품을 만드는 공정이다. 단면이 일정해야 하는 점이 핵심이며, 단면 변화가 큰 제품이나 곡선 형태를 직접 만들기 어렵다는 점을 주의한다.
- 전조가공과 드로잉, 단조의 적용 대상 차이는 무엇인가?
- 전조는 원주형 소재에 회전 압입으로 나사 등 표면 요철을 만들 때 적합하고, 드로잉은 평판을 다이로 밀어 넣어 입체 형상을 만들 때 적합하다. 단조는 금형을 사용해 복잡 형상과 고강도를 요구하는 부품을 성형할 때 적합하다.
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