선반의 구성요소와 크기 표시

핵심 정리

선반은 회전하는 원통형 소재를 고정된 절삭 공구로 깎아 원통, 원뿔, 평면 등 회전대칭 형상을 만드는 절삭 가공용 공작기계이다. 가공에는 주로 바이트를 쓰며, 소재는 주축에 물려 회전하고 공구는 공구대에 고정된 채 이송되어 절삭한다. 선반을 이해하려면 기계를 이루는 각 부분의 역할부터 구분해야 한다.

선반의 주요 구성요소 가운데 주축대는 가공물을 고정하고 회전 운동을 주는 부분이다. 심압대는 가공물의 반대쪽 끝을 지지하며 베드 위에서 이동한다. 왕복대는 베드 위를 좌우로 움직이며 공구대를 싣는다. 반면 분할대는 선반의 구성요소가 아니며, 주로 밀링에서 가공물을 등분할하는 장치이다.

선반의 크기는 기계가 가공할 수 있는 공작물의 치수로 나타내며, 표시법에 따라 기준으로 삼는 치수가 다르다. 따라서 크기 표시로 인정되는 치수와 그렇지 않은 치수를 짝지어 정리해야 한다. 표시 치수는 공작물이 놓이는 공간과 관련되므로, 그 공간을 정하는 요소를 떠올리면 기억하기 쉽다.

테이퍼 가공의 대표적인 방법은 복식 공구대를 돌려 쓰는 방법과 심압대를 편위시키는 방법이다. 두 방법은 쓰임과 계산식이 다르므로 구분해야 한다. 공작물의 길이를 기준으로 두 방법을 나누어 기억하는 것이 중요하다.

선반은 회전 대칭 형상을 가공하는 데 특화된 기계이다. 회전 대칭이 아닌 형상은 다른 공작기계나 특수 부속을 사용해 가공해야 한다.

자세히

절삭 작업의 명칭과 범위

선삭은 바이트로 재료를 깎아 내는 절삭가공이다. 외경절삭은 선반에서 원통의 바깥면을 깎는 작업이다. 깎는 면의 위치로 구분 축에 직각인 부품 끝단을 평평하게 가공하는 작업은 단면깎기(facing)다. 공구를 회전축에 비스듬히 이송해 외면을 깎는 작업은 테이퍼 절삭이다. 이전 공정에서 만든 구멍이나 원통 내부를 넓히는 작업은 보링이다. 미끄럼 방지용으로 원통 외면에 규칙적인 무늬를 만드는 작업은 널링이다. 선반으로 널링 가공을 할 수 있다. 반면 더브테일 가공은 선반의 기본 가공 종류가 아니다.

작업 이름이 헷갈리면 공구가 깎는 면과 축의 관계부터 확인한다. 면이 축과 나란한지, 직각인지, 기울었는지에 따라 작업이 정해진다. 작업을 순서대로 기억할 수도 있다. 먼저 외경절삭으로 원통을 만들고, 단면깎기로 끝면을 정리하며, 보링으로 안쪽을 넓힌다. 외면에 무늬를 만들 때는 널링을 한다.

테이퍼 가공의 두 방법

복식 공구대의 회전각은 tan α = (D−d)/(2l)로 구한다. 여기서 D는 큰 지름, d는 작은 지름, l은 테이퍼의 길이이다. 반면 심압대 편위량은 (D-d)L/(2l)로 구한다. 여기서 L은 공작물 전체 길이이다.

복식 공구대는 길이가 짧고 테이퍼 각이 큰 공작물에 사용한다. 심압대 편위에 의한 가공은 길이가 긴 공작물에 사용한다. 두 방법은 공작물 길이로 가른다는 기준으로 먼저 구분하면 된다.

두 식은 모두 D와 d의 차이를 2l로 나눈 값을 바탕으로 한다. 심압대 편위량 식은 여기에 공작물 전체 길이 L을 곱한 형태이다. l과 L은 같은 값이 아니므로, 테이퍼의 길이와 공작물 전체 길이를 구분해야 한다. 식을 기억할 때는 분모에 테이퍼 길이 l이 오고, 편위량 식에만 전체 길이 L이 곱해진다는 점을 함께 익히면 혼동을 줄일 수 있다.

크기 표시의 기준

양 센터 간의 최대 거리는 선반의 크기를 나타내는 방법이다. 베드 위의 스윙도 선반의 크기를 나타내는 방법이다. 반면 주축대의 크기는 선반의 크기를 나타내는 표시법이 아니다. 보통 선반의 크기는 테이블의 크기로 나타내지 않는다.