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▶ 기계공학에서 기계가공법에 대해 설명하는 포스팅
정의 및 개요
주조는 액체 상태의 금속을 특정 형태의 공동(모형)에 부어 굳혀서 원하는 형상의 금속 부품을 만드는 공정입니다.
주조에 사용되는 금속과 녹는점
- 알루미늄(Al): 녹는점 약 660.3°C
- 아연(Zn): 녹는점 약 419.5°C
- 납(Pb): 녹는점 약 327.5°C
- 주석(Sn): 녹는점 약 231.9°C
주조 결함
- Burr (거친면): 윤활유 부족으로 발생하는 거친 면.
- 지느러미: 과한 용해액 사용으로 발생.
- 금속은 가열하면 용해되며 이 용해 된 금속을 형틀에 주입하여 주물을 만든다.
- 주조란 주물을 만드는 작업이며, 형틀을 만들어 주입하는 형을 주조라 한다.
공정 순서
- 목형제도(현도) – 목형 제도 – 주형 제작(주물사) – 금속 용해 – 주입 – 모래 제거 – 탕구 제거 – 표면 점검
1) 목형용 목재의 구비조건
| 조건 | 상세 설명 |
|---|---|
| 강도 | 목형용 목재는 주조 과정 중 견뎌야 하는 압력과 열에 대해 높은 강도를 가져야 합니다. 이는 목형이 변형되거나 파손되지 않도록 보장하는 중요한 요소입니다. 강도가 높은 목재는 정밀한 주조 작업에 적합합니다. |
| 내구성 | 반복적인 사용, 환경 변화, 열변형 등에 강한 내구성을 갖춰야 합니다. 내구성이 높은 목재는 장기간에 걸친 사용에서도 안정적인 성능을 보장합니다. |
| 가공 용이성 | 목재는 복잡한 형태의 목형을 쉽게 형성할 수 있어야 합니다. 이는 생산성을 높이고, 다양한 디자인의 주조 작업을 가능하게 합니다. |
- 가공이 용이하고 표면이 고울 것.
- 잘 가공되어 수축이 적을 것.
- 균일하고 마디가 없을 것.
- 사용 중 파손이나 마모가 없을 것.
- 저렴할 것.
2) 목재의 수축 방지 조건
| 조건 | 상세 설명 |
|---|---|
| 적절한 건조 | 목재 내부의 수분을 제거하여 수축 및 변형을 최소화합니다. 건조는 목재의 안정성을 높이며, 공정 중 정밀도 유지에 기여합니다. |
| 방부 처리 | 목재가 환경 요인으로 인한 부패나 변형을 겪지 않도록 화학적 처리를 합니다. 이는 목재의 수명을 연장하고, 주조 과정에서의 안정성을 높입니다. |
3) 목재의 수축 방향
| 조건 | 상세 설명 |
|---|---|
| 수축 방향 | 목재의 섬유 방향에 따라 수축이 일어납니다. 목형 설계와 제작 시 이를 고려하는 것이 중요하며, 이는 최종 주물의 치수 정확도에 영향을 미칩니다. |
- 길이방향(z) < 연수방향(Θ) < 나이테연륜방향(R)
4) 목재의 장단점
| 장점 | 단점 |
|---|---|
| 가공 용이성 높음 | 내구성이 상대적으로 낮아 장기간 사용에 적합하지 않음 |
| 다양한 형태와 크기의 목형 제작 가능 | 환경 요인에 의한 변형 가능성 있음 |
5) 목재의 종류
| 종류 | 특징 |
|---|---|
| 소나무 | 가볍고 가공이 용이하며, 일반적으로 널리 사용됩니다. 적절한 강도와 내구성을 가지며, 비교적 저렴한 비용으로 다양한 형태의 목형을 제작할 수 있습니다. |
| 박달나무 | 더 높은 강도와 내구성을 가지지만, 가공이 더 어려움. 무거운 주조 작업이나 고강도가 요구되는 작업에 적합합니다. |
- 참나무는 너무 단단해서 잘 사용하지 않는다.
6) 목재 건조법 및 방부법
| 방법 | 상세 설명 |
|---|---|
| 도포법 | 방부제를 목재 표면에 직접 도포하는 방식입니다. 표면 보호를 강화하고, 방부제가 목재 내부로 침투하지 못하는 경우에 사용됩니다. 표면에 크레오솔, 페인트를 주입 및 도포 |
| 충진법 | 방부제를 목재 내부로 주입하는 방식입니다. 이는 목재의 내부 구조를 강화하며, 장기간 사용에 적합한 방부 효과를 제공합니다. |
| 자비법 | 목재를 방부제에 담가 두는 방식입니다. 간단하면서도 효과적인 방법으로, 목재 전체에 방부제를 균일하게 도포할 수 있습니다. 방부제를 끓여서 부분적 침투 |
| 침투법 | 고압을 이용해 방부제를 목재 내부까지 침투시키는 방식입니다. 이 방법은 목재의 깊은 부분까지 방부제를 침투시켜, 더욱 강력한 보호 효과를 제공합니다. ZnCl, 승홍, 유산동 또는 크레오소트에 침륜 |
7) 목형의 종류
| 종류 | 상세 설명 |
|---|---|
| 현형 목형 | 단체형, 분할형, 조립형 등 다양한 형태로 구분됩니다. 각각의 형태는 특정 주조 요구 사항에 맞춰 설계되며, 복잡한 주조 작업에 적합합니다. – 단체형: 1개의 목편, 여러 개의 목편 – 분할형: 주형 파괴 없이 2 or 3 분할 – 조립형: 다우얼, 소켓, 더브테일 |
| 부분목형 | 특정 부분만 주조할 때 사용됩니다. 특정 부위에 집중된 디자인을 필요로 하는 주조 작업에 유용합니다. |
| 회전목형 | 원통형 부품 제작에 적합합니다. 이 방법은 동일한 형태의 부품을 일관된 품질로 대량 생산하는 데 유리합니다. |
- 그 외에도 고르개목형, 골격목형, 코어목형, 매치플레이트 등이 있다.
8) 목형 제작법 유의사항
| 유의사항 | 상세 설명 |
|---|---|
| 정밀도 유지 | 최종 주물의 정확도에 영향을 미치므로, 목형의 정밀도 유지가 중요합니다. 이는 복잡한 디자인과 높은 품질 기준을 충족시키는 데 필수적입니다. |
| 강도 확보 | 주조 과정에서 발생하는 압력과 열에 견딜 수 있는 강도가 필요합니다. 이는 목형이 파손되거나 변형되지 않도록 보장합니다. |
9) 현도 제작법
- 수축여유 : 주조 과정에서 금속의 수축을 고려하여 목형의 크기를 결정하는 비율입니다. 이는 최종 주물의 치수 정확도를 보장하는 데 중요합니다.
- 코어프린트와 라운딩: 목형 내부에 설정된 공동을 형성하는 코어프린트와, 목형의 날카로운 모서리를 둥글게 만드는 라운딩은 주조된 부품의 품질 향상에 기여합니다.
- 목형의 착색 구분
- 다듬질면: 적색, 코어프린트: 흑색
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