안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
기계공학
Q. CNC 선반에서 공구 마모가 발생할 때 나타나는 징후와 이를 조기에 감지하고 교체하는 방법은 무엇인가요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일단 공구마모 유형 및 방지방법을 나열하면1, 연마마모 마모 영역이 너무 커지거나 공구가 조기에 손상되면 절삭 속도를 줄이고 사용되는 냉각수 양을 최적화하는 것이 도움이 됩니다. 고효율 밀링(HEM) 도구 경로는 전체 절단 길이에 걸쳐 도구가 수행하는 작업을 분산시켜 마모를 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.2, 치핑 파편은 과도한 충격, 열 균열 또는 작동 중 마모와 같은 여러 가지 이유로 인해 발생합니다. 균열은 일반적으로 작동 중 과도한 하중과 충격 하중으로 인해 발생하지만 열 균열(또 다른 유형의 공구 마모)에 의해 발생할 수도 있습니다. 절삭 공구에 금이 갔는지 확인하는 몇 가지 단계가 있습니다. .. 먼저 CNC 밀링 머신이 진동하거나 덜거덕거리지 않는지 확인해야 합니다. 그런 다음 속도와 이송 속도를 적절하게 조정하고 속도를 높이고 이송 속도를 줄여야 합니다.3, 열균열 열 균열은 밀링 중 온도 변동으로 인해 발생합니다. 일반적으로 절삭날에 수직인 공구 균열로 식별됩니다. 열 균열을 전달하는 가장 좋은 방법 중 하나는 엔드밀에 적절한 내열성 코팅을 추가하는 것입니다. 마모와 유사하게 HEM 공구 경로는 열 균열 보호 기능이 탁월합니다.4, 파손 파손은 일반적으로 부적절한 속도 및 이송, 잘못된 코팅 또는 부적절한 절삭 깊이로 인해 발생하는 갑작스러운 파손으로 인한 공구 사용의 완전한 손실입니다. 속도, 이송 및 절삭 깊이를 조정하고 설정의 강성을 확인하면 균열을 줄이는 데 도움이 됩니다. 절삭유 사용을 최적화하면 절삭날을 무디게 하고 파손을 유발할 수 있는 재료의 핫스팟을 방지하는 데 도움이 됩니다. HEM 도구 경로는 도구에 보다 일관된 하중을 제공하여 파손을 방지합니다. 충격 하중을 줄여 공구에 가해지는 압력을 줄여 손상 가능성을 줄이고 공구 수명을 연장합니다.결론 마모는 열적 힘과 기계적 힘 모두에 의해 발생합니다. 적절한 작동 매개변수와 HEM 도구 경로를 사용하여 전체 절단 길이에 걸쳐 마모를 분산시켜 마모를 줄일 수 있습니다. 모든 공구는 결국 어느 정도의 공구 마모를 겪지만 속도, 이송 및 절삭 깊이에 세심한 주의를 기울이면 효과가 지연될 수 있습니다. 도구의 완전한 고장을 일으키지 않도록 문제를 해결하기 위한 사전 조치를 취해야 합니다. 이런 공구파손에 따른 낭비와 비용을 피하려면효과적인 공구 무결성 검사 시스템을 기계에 장착하여기계가공 공정 직후 파손여부를 파악 가능해야합니다.따라서 공구파손 감지 및 무결성 검사를 위한 시스템을 장착하여 빠른 소프트웨어 사이클에 따라 작동하도록해야합니다.공구테이블 치수를 기본으로 참조하여 , 작업자가 정의한 최대수용 가능 파손 공차 대로 기계가공 후 수행되도록 합니다.선반용 공구 검사 프로브툴파손 감지 장치공구 및 프로세스 실제 동력 모니터링 모듈공구 및 공정 모니터링 시스템프로빙 및 레이저 어플리케이션용 소프트웨어 통한 검증 사이클 비 접촉식 토크 센서 시스템등의 전체적인 무결성 검사 솔류션을 장착하여기계가공 후 검사값이 설정치보다 클경우 파손으로 감지하여생산에 지장을 주지않도록 교환 알람이 발생하도록 해야합니다.
기계공학
Q. 기계 부품을 3D 프린팅을 하고자 하는데 어떤 프로그램을 써야 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.프로그램으로 보자면1, FreeCAD프리캐드는 크로스 플랫폼(윈도우즈, 리눅스, 맥에서 모두 실행)을 지원하는 다목적 파라메트릭 3D CAD 자유 소프트웨어 입니다. 기계설계 및 제품디자인에 적합할뿐만 아니라 건축 디자인에 최적화된 FEM을 지원하는 Arch BIM 모듈도 있습니다. 제품 디자인, 기계, 건축, 커스컴 UI 등등에 필요한 부가 기능을 워크벤치 모듈/Addon으로 제공합니다.2, Onshape 강력한 엔터프라이즈급의 3D CAD소프트웨어 로 오픈소스 프로젝트 목적으로 사용한다면 무료로 사용이 가능합니다. 전문가급의 버젼 관리와 협업이 필요한 사용자들에게 적합한 툴로 웹브라우저에서 실행이 가능합니다. 아이폰이나 안드로이드 휴대폰에서도 사용을 할 수 있습니다. 정말 복잡한 엔진이나 자동차 등을 설계하는 수준이 아니라면 시제품 제작 정도는 온쉐이프 만으로도 충분합니다. 최근 3D프린터가 대중화되면서 캐드 배경지식이 거의 없는 일반인들도 누구나 쉽게 가격 부담없이 사용할 수 있는 장점이 있습니다.3, 솔리드웍스(SOLIDWORKS)솔리드웍스는 솔리드 모델링 컴퓨터 지원 설계(CAD) 및 컴퓨터 지원 공학(CAE) 컴퓨터 프로그램으로시작하였으나, 데이터관리, 시각화, 제조지원 등 설계 및 제조 관련 다양한 솔루션을 제공하고 있습니다.쉬운 사용법, 폭 넓은 산업분야를 아우르는 3D디자인/설계에 최적화된 수직계열화된 소프트웨어 패키지,다양한 3D/2D파일 호환성 등을 무기로 전 세계 약 25만 이상의 기업과 590만명 이상의 엔지니어와 디자이너가 사용중이며 특히 미국 및 유럽 기업들이 많이 사용 중에 있습니다.확장자라면 3D 프린터에서 프린팅 시 다루는 확장자로, 다음과 같습니다. STL3d 프린팅 대표 확장자, STL ( StereoLithography )은 3D Systems에서 제작한 조형 CAD 소프트웨어의 기본 파일 형식 STL 파일은 단위법선과 삼각형의 정점에 의해 하기와 같은 사진의 형식으로 표현이 됩니다. 정밀도를 위하여, 3각형의 개수가 많아지게 되면 원과 유사한 형태로까지 곡면 형상을 만들 수 있습니다. 대다수의 3D 모델링 프로그램에서 지원되며, Export 기능으로 파일 추출하시면 됩니다.주로 FDM, SLA 3D프린터에서 사용되는 확장자 PLY3D 스캐너의 3차원 데이터 저장하는 포맷색상, 및 투명도, 표면 법선, 좌표 등 다양한 속성을 저장주로 색깔을 표현할 수 있는 Polyjet 또는 SLS타입의 3D 프린터에서 사용 VRML (wrl,wrz)Virtual Reality Modeling Language의 약자로, 3차원 인터렉티브 벡터 그래픽을 표현하는 표준 파일 형식표면 색깔, 텍스쳐 UV 매핑, 반사 및 투명 효과 등을 표현 가능. X3D3D 컴퓨터 그래픽 을 나타내는 로열티가없는 ISO 표준 XML 기반 파일 형식VRML ( Virtual Reality Modeling Language )의 후속 버전 등 의 확장자가 대표적 확장자 입니다.
기계공학
Q. CNC 선반에 사용되는 냉각액은 어떤 역할을 하나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.CNC 선반에서의 냉각제 용액은 절삭유 라고 표현하기도 하는데요이 절삭유의 역할이라면 밀러와 선반 등 금속에 여러 가공을 하고 싶을 때 드릴에 대해서 방출되는 액체입니다. 주로 절삭 시의 마찰을 억제하거나 공작 가공물의 열을 빼앗아 열을 식히거나 냉각액의 역할을 하는 효과를 가지고 있습니다. 절삭 경우에 발생하는 칩 부스러기를 씼어내 주는 효과가 있고가공 시 발생하는 오류나 불량품 발생률을 감쇠시키는 역할을 담당합니다.단점도 있는데기름에 의해서 금속에 악영향을 끼칠 수도 있기에 모든 금속에 유용한 것도 아니고또한 소재의 변색과 녹의 원인이 될 가능성도 있습니다.절삭유 비산에 따른 작업 효율 저하와 환경적 문제 등도 있습니다.냉각액 선택은각 절삭의 종류/ 가공품 성질/ 절삭유 종류의 특성을 보면서 선택을 해야합니다.절삭유 종류를 나열한다면1, 극압유 절삭공구가 고압 / 고온 상태에서 마찰받을 시 사용, 윤활 목적 입니다.2, 염화유 공구와 절삭분 사이에서 고체막을 만들어 윤활을 돕습니다. 400도까지 상승하므로 비철금속 및 절삭가공 시 사용됩니다.3, 광물유 윤활효과는 좋으나 냉각성이 다른 유제들에 비해 떨어지므로 스핀들유, 머신유 등으로, 경절삭에 사용됩니다.4, 동식물유 광물보다 점성이 좋아 유막 강도가 큰데, 콩기름/ 올리브유/ 고래기름 등이 있으며 냉각작용은 약하므로 중 절삭용에 사용 됩니다.5, 유화염화유 중절삭용 절삭유제 대부분이 유화염화유를 사용합니다. 유화유 + 염화유 혼합상태로 염화유황을 지방유에 결합하여 광유로 희석한 방식입니다.6, 유화유 물에 원액 혼합방식으로 사용하며 윤활작용 / 냉각효과 가 좋아서 많은 절삭작업에 사용됩니다 혼합비율은 연삭용 50 -100 배, 절삭용은 10 - 30배로 혼합합니다.7, 알칼리성 수용액 칩과 냉각의 흐름으 좋게 도와주는데 냉각작용이 큰 물에 방청을 목적으로 알칼리를 첨가한 것으로 연삭가공에 주로 사용됩니다.8, 혼합 작업환경에 따라 광물성유와 동식물성유의 혼합비율 변화를 주어 사용하는데 냉각용/ 윤활용 으로 만들어 사용합니다.이를 수용성 / 불수용성으로 따로 나눠본다면1, 수용성 절삭유의 종류수용성 절삭유는 일반적으로 수돗물을 사용하여 10배 ~ 80배로 희석하여 사용합니다.농도가 짙으면 금속에 부착된 기름에 의한 영향이 염려되며,너무 옅으면 물에 의한 녹 등의 원인이 됩니다.수용성 절삭유는 냉각성이 뛰어나며, 절삭시 열, 불꽃으로 인해 인화할 위험성이 없으므로 무인작업의 자동화를 기대가능합니다.에멀션(A1종)에멀션은 10~30배 정도로 희석하고 사용되며 물에 녹이면 유백색이 됩니다.물과 기름, 계면 활성제로 이루어진 수용성 절삭유 중 가장 윤활성이 높은 절삭유입니다.철이나 알루미늄, 구리 등 절삭 가공 전반에 사용되고 있습니다.솔루블(A2종)솔루블은 10~50배 정도로 희석하고 사용되며 물에 녹이면 반투명 또는 투명하게 됩니다.에멀션에 비해서 세정성 및 냉각성이 높아 윤활성은 떨어집니다.솔루션(A3종)솔루션은 30~80배 정도로 희석하고 사용되며 물에 녹이면 투명하게 됩니다.삼투성과 냉각성이 뛰어난 한편 윤활성이 없고 피 절삭물에 대한 타격과 표면이 거칠어지는 것이일어나기 쉬운 유종입니다.2, 불수용성 절삭유의 종류불수용성 절삭유는 광유, 지방유를 주성분으로 하고 있습니다.수용성에 비해서 냉각성은 떨어지지만, 윤활성과 방청성에 뛰어나고 짜임새 좋거나 공구의 수명, 가공 면의 품질 향상이 기대됩니다.유성형(N1종)유성 형은 광물과 지방유를 주성분으로 합니다.절삭 때 국부 과열부와 절삭성의 향상을 목적으로 사용되는 극압 첨가제를 포함하지 않는 타입입니다.비철 금속 가공이나 주철의 절삭 가공에 많이 이용됩니다.불활성 극압형(N2종)N1종의 성분에 극압 첨가제를 포함한 동판 부식이 150℃에서 2미만의 것이 해당됩니다. 수용성 절삭유 가운데 가장 표준적인 타입으로, 일반적인 절삭 가공에 폭넓게 이용되고 있습니다.불활성 극압형(N3종)N1종의 성분에 극압 첨가제로 황 분을 포함한 동판 부식이 150℃에서 2이상의 것이 해당됩니다.내 용착 효과가 높고, 마무리 측면을 얻기 때문에 어려운 소재의 가공에 많이 선택됩니다.다만, 유황으로 변색하는 금속도 있어 사용에는 주의가 필요합니다.활성 극압형(N4종)N1종의 성분에 극압 첨가제로 꼭 황 분을 포함한 동판 부식이 100℃에서 3이상의 것이 해당됩니다.탭 가공이나 리머 가공, 브로치 가공을 비롯한 저속 가공에 많이 이용되고 난삭재의 가공에 적합합니다.절삭유 종류 열거를 통해선택에 필요한 사항을 체크할 수 있도록 해보았습니다.
기계공학
Q. 나사 홈이 마모가 되었는데 어떻게 빼나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.이런 저런 방법들이 많은데요괜히 이런저런거 다해보면서 잘되면 다행이지만안되면 시가낭비에 스트레스만 받는경우가 많습니다.나사 대가리 홈이 빠게져서 소위 말하는 빠가가 나버리면방법이 없는 경우가 많은데요특히 특수강 재질이 아닌 일반 철 나사는 그런 경우가 많지요그냥 이럴땐 역탭 볼트 리무버 라는 걸로 풀면 됩니다.일단 기본적으로 전동드라이버는 있어야 겠습니다역탭 볼트 리무버를 전동드라이버 앞에 일반 십자나 일자 탭 처럼 장착하고설명서에 있는 방향대로 돌려주면 됩니다.일반적으로 역회적(반시계방향) 으로 푸는 방향으로 돌리면 됩니다.빠르게 쫙 하면 걸리는게 없으니살살살 돌려주다보면턱 걸리면서 쫘!!!악 빠져나옵니다.
기계공학
Q. 볼트의 나사선은 어떻게 만들 수 있나요?
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.일반 적으로볼트는 나사산을 깎아서 만든다고 아시는 분들이 많습니다만(물론, 나나산을 깎아서 만드는 경우도 있습니다)대부분의 경우에는나사산이 나 있는 금형으로원재료를 강하게 압축하여 금형 모형대로 나사산을 형성하는 방식으로 볼트를 대량 생산하는 방식입니다.이 작업을 롤링이라하는데 볼트의 나사산을 내는 작업을 말하고규격에 맞는 롤링 다이스를 2~3개 사용하여 강력한 소성 변형력으로 굴려서 나사산을 만드는 과정이 되겠습니다.이 작업에 사용되는 기계가 롤링머신 입니다.너트 제조 공정의 경우헤드를 절단하고 내부를 깎아내는탭핑 작업을 통해 생산되는 경우가 대부분이며탭 이라는 공구를 통해드릴링 머신을 통해 깎아서 제조 됩니다.