기계 가공은 기계를 사용하여 재료를 목적의 형태로 가공하는 것을 말합니다. 부품이나 기계를 설계할 때는 어떤 기계로 어떤 가공을 할 수 있는지를 알고 있어야 합니다. 이 지식이 없으면 그 기계에서 실제로 만들 수 없는 형태를 설계해 버릴 수도 있기 때문입니다. 이번에는 기계 가공의 기초에 대하여 그리고 가공 방법과 공작 기계에 대해 알아보겠습니다. 
목차
기계 가공과 공작 기계
기계 가공은 기계를 사용하여 재료를 가공하고 목적의 형태를 만드는 것으로 절삭 가공이나 연삭 가공 등 여러 종류가 있습니다. 예를 들어 드릴로 홀을 가공하거나 전동 톱으로 목재를 절단하거나 하는 작업도 기계 가공의 일종입니다. 기계를 사용하여 가공품의 사이즈 등 품질을 유지하면서 효율적으로 가공 작업을 할 수 있습니다. 기계 가공에 사용하는 기계를 모두 통틀어 「공작 기계」라고 합니다. 공작 기계는 재료를 자르거나 깎는 기계나 재료를 녹여 굳히는 기계 등 많은 종류가 있습니다. 예를 들어 드릴로 홀은 가공할 수 있지만 용접은 할 수 없는 것처럼 공작 기계는 기계마다 가능한 가공은 정해져 있습니다. 따라서 목적으로 하는 형상과 하고 싶은 가공에 맞춰 공작 기계를 선택합니다.
기계 가공의 종류와 공작 기계
기계 가공은 가공의 원리에 따라 제거 가공, 성형 가공, 결합 가공의 3종류로 크게 나뉩니다. 각각의 가공 원리에 여러 가공 방법이 있고 또한 가공 방법에 맞는 공작 기계가 있습니다. 아래 표는 가공 원리부터 각 가공 방법의 개요와 가공할 수 있는 것을 간단하게 정리한 것입니다.
| 가공 원리 | 가공 방법 | 사용하는 공작 기계 | 가공 방법의 개요 | |
|---|---|---|---|---|
| 제거 가공 | 절삭 가공 | 선반 가공 | 선반, NC 선반 | 재료를 회전시켜 그곳에 커터를 대고 재료를 가공한다 |
| 밀링 가공 | 밀링 머신, 머시닝 센터 | 고정된 재료에 회전하는 커터를 대고 재료를 가공한다 | ||
| 타공 가공 | 드릴 프레스, 머시닝 센터 | 회전하는 드릴을 재료에 밀어넣고 홀을 가공한다 | ||
| 연삭 가공 | 연삭반, 원통 연삭반 | 고속으로 회전하는 숫돌에 재료를 조금씩 깎아내서 가공한다 | ||
| 연마 가공 | 그라인더, 배럴 가공기 | 연삭 가공보다 더욱 세심하게 깎고 연마한다 | ||
| 방전 가공 | 방전 가공기, 와이어 가공기 | 방전 시 발생하는 아크를 이용해 재료 표면을 튕겨 가공한다 | ||
| 성형 가공 | 프레스 가공 | 프레스기 | 강한 힘으로 재료를 틀에 누르고 틀을 따른 모양으로 구부린다 | |
| 판금 가공 | 프레스 브레이크 | 범용형이라는 틀을 사용하여 금속판을 구부린다 | ||
| 주조 | 다이캐스트 머신 | 녹인 금속을 모래나 금속 틀에 부어넣고 식혀 굳힌다 | ||
| 단조 | 단조 해머, 단조 프레스 | 강한 힘으로 금속 재료를 두드려 변형시킨다 | ||
| 수지 가공 | 사출 성형 | 사출 성형기 | 가열하여 녹인 수지를 금속 틀에 사출하고 식혀 굳힌다 | |
| 결합 가공 | 용접 | 레이저 용접기, 스팟 용접기 | 재료(금속)가 접합하는 부분을 가열하고 녹여 접합한다 | |
| 접착·경납땜 | 경납땜기 | 납(녹인 금속)이나 접착제로 재료를 접합한다 | ||
기계 가공 시 주의점
공작 기계는 사이즈 등의 품질 관리에 도움이 된다고 기술했지만 가공품 공통의 주의점은 있습니다. 기계 가공 시 주의해야 하는 3가지 포인트를 소개합니다.
- 가공 정밀도 기계 가공에서는 가공법에 따라 정밀도나 치수 공차가 바뀝니다. 그러므로 가공품에 요구되는 정밀도에 대응할 수 있는 방법을 선택하는 것이 중요합니다. 가공 방법별로 대략적인 정밀도 기준을 아래 표에 정리했습니다. 가공 방법이 더욱 세분화되고 이에 따라 크게 정밀도가 바뀌는 것이나 가공 후 형상에 따라 정밀도의 지정 방법이 바뀌는 것은 정밀도에 「-」이 들어가 있습니다.
가공 원리 가공 방법 대략의 정밀도 제거 가공 절삭 가공 선반 가공 0.03 밀링 가공 0.03 타공 가공 0.06 연삭 가공 0.01 연마 가공 – 방전 가공 0.01 성형 가공 프레스 가공 0.15 판금 가공 0.15 주조 0.4~1.6 단조 – 수지 가공 사출 성형 0.1 결합 가공 용접 – 접착·경납땜 – - 표면 거칠기 일반적으로 연삭 가공에 비해 절삭 가공은 표면 거칠기가 거칠어집니다. 방전 가공에서는 추가 가공을 하지 않아도 매끄러운 절단면을 얻을 수 있습니다. 제거 가공에서는 가공 속도와 가공면의 표면 거칠기에 강한 상관 관계가 있어 가공 속도가 빠르면 면은 거칠고 느리면 면은 매끄러워지는 경향이 있습니다. 프레스 가공품이나 판금 가공품의 면 거칠기에는 원래 금속 재료의 면 거칠기도 크게 관련되므로 가공 방법과 면 거칠기의 관계는 정의하기 어렵습니다. 주조에서는 역시 모래 틀의 경우가 상당히 면이 거칠어집니다. 다이캐스트 등에서는 비교적 매끄러운 면도 얻을 수 있지만 정밀도의 문제도 있어 다른 부품과 정밀하게 조립할 때는 조립면에 절삭 등의 제거 가공을 하는 경우가 많습니다.
- 버 절삭 가공과 용접을 하는 경우는 버에도 주의를 기울여야 합니다. 특히 절삭 가공에서는 기본적으로 버가 발생하는 것이라고 생각하는 편이 좋을 것입니다. 버 발생을 줄이려면 날 이송 방향이나 속도를 조정하거나 제품의 형상을 연구하는 것도 효과적입니다.
정리
기계 가공이란 기계나 도구를 사용하여 재료를 가공하는 것을 말하고 다양한 가공 방법이 있습니다. 또한 이 때 사용하는 기계를 통틀어 공작 기계라고 합니다. 공작 기계에는 여러 종류가 있고 각각 가능한 가공과 특징이 있습니다. 공작 기계와 가공의 지식은 기계나 부품의 설계에 결여될 수 없습니다. 한국미스미 meviy는 공장의 설비와 장치에 필요한 기계 부품을 판금 가공 및 절삭 가공할 수 있습니다. 지금 바로 3D CAD 데이터를 meviy에 업로드하여 견적 받아보세요.
