선반가공 종류 알아보기

모형제작 시 3d프린터 뿐만 아니라 CNC가공을 활용해서 제작하기도 하는데요, 오늘은 다양한 가공 종류 중에서도 선반가공이 무엇인지, 종류와 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

선반은 CNC가공 기술의 주춧돌이라고도 할 수 있는데요, 스핀들에 고정된 재품이 될 재료 덩어리가 고속으로 회전하면서 절삭 공구와 맞닿아 절삭되는 방식을 말합니다.

선반에 있는 스핀들은 밀링의 절삭 공구보다 회전속도가 빠르기 때문에 생산성이 뛰어나고, 보다 저렴해서 많이 찾는 가공법이라 할 수 있습니다.

그럼 지금부터 선반이란 무엇인지 뜻과 종류에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

1. 선반(lathe)가공이란..?

- 선반이란 공작물에 회전 운동을 주고 절삭 공구가 전후 또는 좌우로 직선 운동을 하여 원통형으로 절삭하는 공작기계를 말하는데요, 주축에 고정된 바이트라는 날붙이 형태의 공구에 접촉시켜 가공하는 기술을 말합니다.

보통 이 가공기술을 이용해 원통 형상의 공작물 외주를 원형이나 테이퍼 형상으로 만들거나 구멍뚫기, 구멍을 확대하는 보링, 나사내기, 홈을 깎으며 절단하기 등이 가능합니다.

 

1877년 모즐 리가 완성한 근대적인 미끄럼공구대가 붙은 선반 기계를 말하며 역사가 가장 오래된 공작기계로 동작 구조를 살펴보면 도자기를 빚는 물레와 상당히 유사하며 원리 자체도 같다고 할 수 있습니다.

종류나 사용 용도에 따라 범용선반, NC선반, CNC선반, 전용선반 등 여러 가지로 나뉘어지지만 보통 산업현장에서는 사람이 직접 조작해야 하는 범용선반과 컴퓨터로 프로그램을 입력하면 기계가 스스로 가공하는 CNC선반을 많이 사용합니다.

 

범용선반은 작업자가 이송 조작이나 공구 교환을 수동으로 실시하는 선반 가공으로 척이라는 파지구로 고정한 공작물을 고속 회전시켜 가공하는 것이고, NC선반은 컴퓨터로 제어하여 작업하는 것으로 초심자도 일정 수준 이상 품질의 가공이 가능하며 여러 공구를 자동으로 교환하는 기기도 있어서 효율적으로 작업할 수 있습니다.

2. 선반 작업 종류

절삭 가공을 하기 위해서는 절삭과 이송 2가지 동작이 있어야 합니다.

절삭이란 대상 물체에서 일부를 깎아내는 작업을 말하며 이 작업을 위해서는
깎는 도구인 바이트와 가공할 공작물이 있어야 합니다.

절삭가공 방식에는 가공하는 공작물을 고정한 채 공구를 회전시키는 전삭과 공작물 그 자체를 회전시키는 선삭이 있는데요, 전삭은 밀링으로 하는 가공 그리고 선삭은 선반으로 하는 가공을 말합니다.

① 원통 가공

② 테이퍼 가공

③ 홈(절단) 가공

④ 윤곽 가공

⑤ 단면 가공

⑥ 단면 홈 가공

⑦ 총형 가공

⑧ 보링 및 내부 홈 가공

⑨ 드릴링

⑩ 절단

⑪ 나사 가공

⑫ 널링

3. 선반의 종류

분류 기준에 따라 종류가 나눠지는데요,

1) 재료에 따라

① 금속용

② 목공용

2) 설치 방법에 따라

① 고정식

② 이동식

3) 동력 전달 방식에 따라

① 피대차식

② 유압식

③ 치차식

④ 무단차식

⑤ 변속전동기식

4) 축방향에 따라

① 수평식

② 수직식

5) 이송기구에 따라

① 자동식

② 비자동식

6)축의 회전수에 따라

① 저속

② 고속

7) 절삭량에 따라

① 경력

② 중력

③ 강력

8) 축의 수에 따라

① 단축

② 다축

9) bed의 형상에 따라

① 영식

② 미식

10) 작업 목적에 따라

① 보통선반 – 기본적인 구조와 기능을 가진 대표적인 기계로 구성은 주축대, 심압대, 왕복대, 베드로 나눠지고 작업 범위가 넓다.

② 탁상식 선반 – 작업대에 설치하여 사용하는 소형선반

③ 공구선반 – 보통 선반과 같지만 정밀한 형식으로 되어 있고, 부속장치가 있다.

④ 정면선반 – 길이가 짧고, 지름이 큰 일감. 주축대에 지름이 큰 면판을 설치해서 왕복되는 주축 중심선과 직각으로 왕복. 베드에 있다.

⑤ 터릿선반 – 여러 개의 공구를 공정 순서대로 고정하여 작업하는 것으로 대량생산에 사용한다.

⑥ 다이선반 – 공구대에 여러 개의 바이트가 부착되어 이 바이트 전부 또는 일부가 동시에 절삭가공을 하는 선반이다.

⑦ 차축선반 – 철도 차량의 차축을 전문으로 절삭하기 위한 선반을 말한다.

⑧ 수직선반 – 공구의 길이방향 이송 및 주축이 수직으로 설치되어 있으며 중량물 절삭에 사용하며 공작물의 탁착이 편리하다.

⑨ 모방선반 – 형판이나 모형을 이용해 형판과 같은 윤곽절삭. 모방 장치를 갖춘 선반으로 소량생산에도 적합하다.

⑩ 나사절삭선반 – 나사깎이를 전문으로 하는 선반으로 일정한 길이만큼 나사가 각이면 공구가 자동적으로 나사에서 떨어지는 구조로 되어 있다.

 

4. 구조 – 선반의 부속장치

① 주축대 : 공작물을 고정하여 회전 운동을 부여하는 역할을 한다.

② 왕복대 : 베드 위에 위치해 바이트나 기타 공구를 부착한 공구대를 가로와 세로로 이송할 때 사용한다.

③ 심압대 : 공작물의 한쪽 끝을 지지할 때나 드릴링, 나사내기, 리머 작업 시 공구를 고정하거나 지지하는 역할을 한다.

④ 베드 : 주축대, 왕복대, 심압대 등 선반의 중요 부분을 지탱하며 절삭정도와 절삭 능력의 기초가 되는 부분을 말한다.

⑤ 이송장치 : 왕복대의 자동 이송이나 나사를 절삭할 때 적당한 리드를 얻기 위하여 주축에서 운동을 전달 받아 이송축이나 리드 스크루까지 전달하는 장치를 말한다.

5. 특징

① 생산 속도가 빠르다.

② 단가가 저렴하다.

③ 대칭 형태의 제품 생산이 가능하다.

④ 간단한 부품 형상만 제작 가능하다.

⑤ 회전 대칭 형상만 제작 가능하다.

⑥ 추가적인 프로세스가 요구되는 경우가 많다.

지금까지 선반가공에 대해 알아보았는데요, 가공은 모형제작 뿐만 아니라 시제품 등 여러 부품을 생산하기에 적합한 방법입니다.

가공 종류가 다양하다 보니 사용 용도나 목적에 따라 선택해서 활용합니다.

앞으로는 다양한 가공의 종류와 그 특징에 대해 계속 포스팅하도록 하겠습니다.

감사합니다~