기계 가공에서 열변형이 가공품에 미치는 영향은 무엇일까요.
기계가공을 할 때 열변형이란 것이 생긴다고 들었습니다. 열변형이 가공품에 어떠한 영향을 미치는지 궁금하고 이를 최소화하기 위해서는 어떤 방법이 있을지 알려주시면 감사하겠습니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
열변형을 최소화 하기위한 방법
작업환경의 온도를 일정히 유지합니다
열전도도와 선형팽창계수가 낮은 재료를 사용합니다
기계구조물의 열강성을 높입니다
1명 평가안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
기계 가공 중 열 변형이 가공품의 치수 정확도와 형상에 미치는 영향에 대해 설명드리겠습니다.
열변형의 원인 : 기계 가공 과정에서 발생하는 열은 절삭 공정, 마찰, 그리고 절삭 유체의 온도 변화 등 여러 요인으로 인해 발생합니다. 이 열은 가공 재료의 온도를 상승시켜 열팽창을 유발합니다.
치수 정확도에 미치는 영향 :
확장 및 수축 : 재료가 열에 의해 팽창하면 가공후 냉각시 원래의 치수로 돌아가지 않을수있습니다. 이로인해 가공품의 치수가 설계치와 다르게 나타날수있습니다.
변형 : 열변형으로 인해 부품의 형상이 왜곡될수있으며, 이는 조립시 맞지 않거나 기능에 영향을 줄수있습니다.
형상에 미치는 영향 :
형상 왜곡 : 열변형은 가공품의 형상에 직접적인 영향을 미쳐, 예를 들어 직성이 휘거나 평면이 불균형해질수있습니다. 이는 특히 정밀 가공이 요구되는 부품에서문제가 생깁니다.
표면 품질 저하 : 열로 인한 변형은 표면의 품질에도 영향을 미쳐, 마감 처리가 어려워질수있습니다.
예방 및 관리 방법 :
냉각 시스템 : 가공중 적절한 냉각을 통해 열 발생을 최소화하고, 열변형을 줄일수있습니다.
가공 조건 최적화 : 절삭속도, 이송속도, 절삭 깊이 등을 조절하여 열 발생을 관리할수있습니다.
재료 선택 : 열에 대한 저항성이 높은 재료를 선택함으로써 열변형의 영향을 줄일수있습니다.
결론적으로, 열변형은 기계 가공에서 치수 정확도와 형상에 큰 영향을 미치므로, 이를 관리하기 위한 적절한 대책이 필요합니다.
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
절삭 가공 시 가장 큰 문제라면
공구와 피삭재간의 마찰 등에 의한 절삭열 인데요.
이 절삭열에 의한 영향으로는
1, 피삭재의 열변형 : 가공품이 가열되어 변형일으키는 현상
2, 공구 손상 : 공구 가열로 인한 변형 및 마모 손상
3, 가공품질 저하 : 절삭열로 인한 피삭재 의 표면이 거칠어지거나 변형가능.
4, 재료성질 변화 : 고온에서 금속이 상태변화를 일으켜, 경도 / 강도의 변화 발생가능
(고온 경도에 영향, 재결정 현상)
으로 정리 가능합니다.
이 문제점 해결을 위한 대책을 나열해 본다면
1, 절삭공구의 재질 개선 : 절삭열에 강한 재질의 절삭공구를 사용하여 공구파손 방지
2, 절삭유 사용 : 올바른 절삭유 적용에 따라 마찰열 감소시켜 열변형 방지
3, 절삭 조건의 최적화 : 절삭공구의 전진속도, 절삭깊이, 절삭날 형상 등 최적화통해 절삭열 감쇠
등의 방법이 있겠습니다.
또한 그 외에 절삭열로 인한 잔류응력 문제도 있습니다
일단 절삭열이 표면에서만 국부적으로 영향을 미치다보면
불균일한 냉각조건에 의해 잔류응력이 발생 가능 한데요.
불균일 정도가 증가하면 열변형까지 발생이 가능합니다.
또한, 잔류응력 방치 시 , 시간이 흐른 후 잔류응력 소실 될 경우
응력의 밸런스가 무너지면서 변형이 야기 될 수 있고, 외부에 변형이나 응력이 가해진다면
잔류응력에 의해 재료변형이 야기될 수 있습니다.
절삭열로 인한 잔류응력에 대한 대책을 나열해 보면
1, 예열 : 절삭 전 피삭재를 예열 후 절삭하여 열의 불균형 감쇠
2, 숏피닝 : 소형 쇠구슬로 표면을 연속적 타격하여 , 용접 표면상 압축잔류응력 발생으로, 잔류을력 상쇄
압축잔류응력이 인잔응력을 완화 및 피로특성 개선 효과
3, 열처리(풀림) : 제품 전체를 가열로 안에 넣고 적당온도에서 일정 유지 후, 노 내에서 서서히 냉각시켜 잔류응력제거
이상의 방법 들로 절삭열을 제어하여
가공 시 열에의한 가공 품질 및 생산성 저하를 방지가능 하겠습니다.
안녕하세요. 김민규 전문가입니다.
열변형에 의해서 팽창 또는 수축, 틀어짐 등이 발생하게 됩니다. 이에 따라 조립 전이라면 조립에 영향을 주고 조립 후라면 팽창에서 의해서 형상 변형, 치수 변경 등의 영향을 받게 됩니다.
안녕하세요. 김민선 전문가입니다.
기계가공시 열변형은 기계제품에 치수랑 원래 설계 의도했던 제품과 다른 제품이 나옵니다. 열 변형에 따른 재질마다
각각의 역치값이 있습니다. 어떤 재질에서는 몇도의 열까지 버티고 어떤 재질은 못 버티고... 이처럼 버틸 수 있는 온도
초과해버리면 제품의 변형이 생깁니다. 형상이 이상해지던, 변색이되던, 그러면 처음에 의도한 제품이 안나오기에 누적 공차적인 문제도 발생하여 제품을 사용 못할 수도 있습니다.
그래서 이를 해결하기 위해서는 작업환경에서의 온도관리와 CNC,선반에서는 냉각용액을 사용합니다. 제품 끝나거나 중간중간 냉각용액을 이용하여 일정 온도를 유지하기 위함입니다.
안녕하세요. 박온 전문가입니다.
기계 가공 시 발생하는 열변형은 가공품의 정밀도와 치수 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다. 열로 인해 재료가 팽창하거나 수축하면서 제품의 품질이 떨어질 수 있죠. 이를 최소화하기 위해서는 절삭 속도 조절, 냉각제 사용, 가공 중 휴식 시간을 주는 등의 방법이 효과적입니다.