12년 3회차

델타메탈은 6:4 황동에 철(Fe)을 1~2% 첨가하여 강도와 내식성을 높인 합금이다.

나머지 조성은 다른 황동 합금에 해당하므로 델타메탈의 성분과는 다르다.

• 7:3 황동에 주석 1% 내외를 첨가하면 애드미럴티 황동이다.
• 6:4 황동에 망간을 첨가하면 망간 황동이다.
• 7:3 황동에 니켈 10~20%를 첨가하면 양백(니켈 황동)이다.

열처리 방법과 목적의 대응 관계를 검토하면, 풀림(annealing)의 목적이 오류이다. 풀림은 가열 후 서냉(천천히 냉각)하여 내부 응력을 제거하고 결정립을 균일하게 하면서 경도를 낮추는 열처리이므로, "단단하고 균일하게 한다"는 표현은 부정확하다. 노멀라이징(1번)은 공냉으로 표준화하고, 담금질(3번)은 급냉으로 경화시키며, 뜨임(4번)은 경화된 재질에 인성을 부여하는 것이 모두 올바르다.

흑연을 구상화 처리한 뒤 용탕 상태로 오래 방치하면 구상화 효과가 점차 사라지는데, 이 현상을 페이딩(fading)이라 한다.

나머지 용어는 모두 구상화 효과의 소멸과 관계가 없다.

• 패턴팅은 강선 제조 시 실시하는 열처리이다.
• 바우싱거 효과는 하중 방향을 반대로 바꾸면 항복강도가 낮아지는 현상이다.
• 전위는 결정 내부의 선 결함이다.

주철은 인장강도와 충격치가 작아 취성이 크기 때문에 단조 가공이 어렵다.

나머지 설명은 주철의 성질과 일치한다. 주조성이 우수해 복잡한 형상도 만들 수 있고, 절삭가공이 비교적 쉬우며, 주물 표면이 단단해 녹이 잘 슬지 않는다.

항공기 부품 등에 가장 많이 사용되는 경금속은 알루미늄 합금인 두랄루민이다.

나머지는 모두 항공기 기체를 대표하는 재료가 아니다.

• 고속도강은 절삭공구용 강이다.
• 스테인리스강은 내식성이 중시되는 강이다.
• 인청동은 스프링·베어링 등에 쓰이는 구리 합금이다.

청동에 탈산제인 인(P)을 0.05~0.5% 첨가하면 용탕의 유동성이 좋아지고 경도·강도, 내마멸성, 탄성이 개선되는데, 이 합금이 인청동이다.

나머지 합금은 인(P) 첨가와 구분된다.

• 연청동은 납(Pb)을 첨가한 합금이다.
• 알루미늄 청동은 알루미늄(Al)을 첨가한 합금이다.
• 주석 청동은 구리-주석으로 이루어진 기본 청동이다.

황동 스프링재가 시간이 지나면서 경도 등 스프링 특성을 서서히 잃는 현상을 경년변화라 한다.

탈아연부식은 아연이 선택적으로 녹아 나가는 부식 현상이고, 인공균열과 고온탈아연도 각각 다른 손상 현상을 가리킨다. 따라서 시간 경과에 따른 특성 저하와는 다른 개념이다.

웜과 웜기어의 속도비는 웜의 줄 수를 웜기어의 잇수로 나눈 값이다.

2줄 웜과 잇수 30개인 웜기어이므로 $\dfrac{2}{30} = \dfrac{1}{15}$ 가 되어, 속도비는 1/15이다.

합성 스프링 상수는 약 3.33kgf/㎜이다.

그림은 5kgf/mm 스프링과 10kgf/mm 스프링을 위아래로 이어 추를 매단 직렬 연결이다. 직렬 연결에서는 각 스프링 상수의 역수를 더한다.

$\dfrac{1}{k}=\dfrac{1}{k_1}+\dfrac{1}{k_2}=\dfrac{1}{5}+\dfrac{1}{10}=\dfrac{3}{10}$
$k=\dfrac{10}{3}\approx 3.33\,\mathrm{kgf/mm}$

• 15kgf/㎜: 두 상수를 그대로 더한 값으로 병렬 연결일 때의 합성 상수다.
• 1.5kgf/㎜·33.3kgf/㎜: 자릿수를 잘못 잡은 값이다.

포아송의 비는 재료에 일방향 하중(인장 또는 압축)이 작용할 때 그 방향의 세로변형률에 대한 수직방향의 가로변형률의 비로 정의된다. 보기 1에서 언급한 압축하중과 인장하중은 모두 축방향 하중을 의미하며, 축방향 하중 작용 시 축과 직각방향(가로)의 수축 또는 팽창 현상을 설명하고 있어 정확하다. 보기 2의 전단하중은 포아송의 비 정의와 무관하며, 보기 3과 4는 영 계수(탄성계수)의 정의로서 응력과 변형률의 직접 비를 다루므로 포아송의 비와는 다르다.

턴 버클은 와이어로프나 로드의 장력을 조절하는 부품으로, 너트의 풀림을 방지하는 방법이 아니다.

자동 죔너트, 분할 핀, 로크너트를 이용하는 방법은 모두 볼트·너트 체결부의 풀림을 막는 대표적인 방법이다.

둥근 축이나 원뿔 축과 보스의 둘레에 같은 간격으로, 나사산 모양의 작은 삼각형 이를 많이 가공한 스플라인을 세레이션이라 한다.

코터는 평판 모양의 쐐기이고, 반달키는 반달 모양, 묻힘키는 사각형 단면의 키이다. 따라서 둘레 전체에 작은 삼각형 이가 촘촘히 형성되는 세레이션과는 형태가 다르다.

베어링 호칭번호의 뒤 두 자리(05)는 안지름 번호로, 5를 곱하면 안지름이 된다.

호칭번호 6205이므로 $05 \times 5 = 25\,\mathrm{mm}$ 가 되어, 안지름은 25mm이다.

축방향의 큰 하중을 받아 운동을 전달하고, 방향이 일정하지 않은 교번하중을 받는 곳에 쓰도록 나사산을 사각 모양으로 만든 나사는 사각나사이다.

나머지 나사는 교번하중을 받는 용도와 구분된다.

• 볼나사는 마찰이 작아 정밀 이송에 쓰인다.
• 톱니나사는 한쪽 방향으로만 큰 하중을 받는 곳에 쓰인다.
• 너클나사는 먼지나 모래가 들어가기 쉬운 곳에 쓰인다.

강선을 나사 모양으로 여러 겹 감아 만들어 자유롭게 휠 수 있는 축을 플렉시블 축이라 한다.

직선 축과 테이퍼 축은 곧거나 일정한 테이퍼를 가진 축이고, 크랭크 축은 왕복운동과 회전운동을 서로 바꾸는 축이다. 모두 형태가 고정되어 있으므로 자유롭게 휘는 용도와는 다르다.

연삭 가공(grinding)은 숫돌이나 연삭휠을 회전시켜 공작물의 표면을 연마·절삭하는 가공 방법으로, G로 표기한다. L은 선반 가공(Lathe), D는 드릴링(Drilling), M은 밀링(Milling)을 나타내며, ISO 기호 체계에서 연삭은 G(Grinding)로 규정되어 있다.

치수 50±0.2는 기준 치수 50mm에 위·아래 허용차 0.2mm를 둔 것이다. 치수 공차는 0.4mm이고, 49.8~50.2mm가 합격 범위이다.

가공 후 치수가 50.15mm이면 이 범위 안에 들어가는 합격품이므로, 불합격품이라는 설명은 틀린 내용이다.

데이텀이 필요 없는 것은 평면도(▱)이다.

평행사변형 모양 기호는 평면도 공차로, 진직도·진원도·원통도와 같은 모양 공차에 속한다. 모양 공차는 형체 자체의 형상만 규제하므로 데이텀 없이 지시한다.

• ⊥ 직각도: 데이텀에 대한 직각 정도를 규제하는 자세 공차라 데이텀이 필요하다.
• ∠ 경사도: 데이텀에 대한 기울기를 규제하는 자세 공차다.
• // 평행도: 데이텀과의 평행 정도를 규제하는 자세 공차다.

투상선이 투상면에 대해 63°26'의 경사를 가지며, Y축·Z축은 실제 길이로, X축은 실제 길이의 1/2로 나타내는 사투상도는 캐비닛도이다.

나머지 투상도는 캐비닛도와 구분된다.

• 카발리에도는 안길이 방향 축도 실제 길이 그대로 나타내는 사투상도이다.
• 2등각 투상도는 축측 투상도의 한 종류이다.
• 투시 투상도는 원근감을 표현하는 투상도이다.

물체 일부분을 생략하거나 단면의 경계를 나타낼 때 쓰는, 불규칙한 파형의 가는 실선은 파단선이다.

나머지 선은 각각 용도가 다르다.

• 지지선(지시선)은 기술·기호 등을 나타내기 위해 끌어내는 선이다.
• 가상선은 인접 부분이나 이동 위치를 나타내는 선이다.
• 절단선은 단면도의 절단 위치를 나타내는 선이다.

"50±0.01"에서 아래 치수 허용차는 기준 치수보다 작은 쪽의 허용차인 -0.01이다.

50은 기준 치수, 49.99는 최소 허용 치수, 0.02는 치수 공차(위·아래 허용차의 차)에 해당하므로 아래 치수 허용차 자체와는 구분된다.

나사의 도시법에서 측면도 및 단면도에서 보이는 나사의 골 밑(골지름, minor diameter)은 가는 실선으로 표현된다.

KS 기계제도 규격에 따르면 나사의 주요 지름 표현 방식은 다음과 같다: 바깥지름(major diameter)은 굵은 실선, 골지름(minor diameter)은 가는 실선으로 도시하며, 이는 나사의 기하학적 형상을 명확하게 구분하기 위한 표준화된 규칙이다. 측면도에서 나사 골의 깊이를 인식시키고 단면도에서도 일관되게 가는 실선으로 표현하여 도면 판독의 통일성을 확보한다.

축의 키 홈처럼 물체의 일부분의 형상만을 나타내는 것으로 충분한 경우, 그 부분만 투상하여 나타내는 투상도를 국부 투상도라 한다. 회전 투상도는 각도를 가진 부분을 회전시켜 실제 모양을 나타낼 때, 부분 확대도는 작은 부분을 확대하여 나타낼 때, 대칭 투상도는 대칭인 도형의 절반만 표시할 때 사용하므로 그림의 키 홈 표시에는 적합하지 않다.

최대 틈새는 구멍의 최대 허용 치수에서 축의 최소 허용 치수를 뺀 값으로 구한다.

틈새 끼워맞춤에서는 구멍이 축보다 클 때 틈새가 생기므로, 틈새가 가장 크게 벌어지는 경우는 구멍이 가장 크고 축이 가장 작을 때이다.

반대로 최소 틈새는 구멍의 최소 허용 치수에서 축의 최대 허용 치수를 뺀 값이 되어 최대 틈새와는 기준이 서로 반대이다.

누락된 정면도는 바깥 직사각형 안에 세로 실선 두 줄만 있는 그림이다.

평면도는 직사각형의 앞쪽(아래 변) 가운데가 뒤쪽으로 절반쯤 파인 ㄇ자 모양이고, 우측면도는 직사각형 가운데에 세로 숨은선 하나만 있다. 따라서 이 물체는 앞쪽이 트인 홈이 위에서 아래까지 관통한 블록이며, 홈의 안쪽 벽은 우측면도에서 가려져 숨은선이 된다.

정면에서 보면 홈이 앞으로 트여 있으므로 홈의 양 옆벽이 보이는 세로 실선으로 나타나고, 홈이 위아래로 관통해 중간 모서리가 없으므로 가로선은 생기지 않는다.

• 세로 실선 사이에 가로 실선이 있는 그림: 홈 중간에 턱이 있어야 하는데 우측면도에 가로선이 없어 맞지 않는다.
• 세로 숨은선 사이에 가로 숨은선이 있는 그림: 홈이 앞에서 보이지 않는 내부 공간이어야 하는데 평면도에서 홈이 앞면까지 트여 있어 맞지 않는다.
• 세로 숨은선 두 줄만 있는 그림: 홈이 앞면에 트여 있으므로 옆벽은 숨은선이 아니라 실선이어야 한다.

보링은 이미 뚫려 있는 구멍(주조된 구멍 포함)을 필요한 크기나 정밀한 치수로 넓히는 가공이다.

• 스폿 페이싱은 볼트·너트가 닿는 자리면을 평평하게 깎는 가공이다.
• 태핑은 암나사를 절삭하는 가공이다.
• 카운터 보링은 볼트 머리가 묻히도록 단이 진 큰 구멍을 가공하는 것이다.

연삭숫돌을 이루는 3요소는 입자·결합제·기공이며, 크기는 숫돌의 치수를 나타낼 뿐 구성 3요소에는 포함되지 않는다.

입자는 실제 절삭을 담당하고, 결합제는 입자를 붙잡아 숫돌의 형태를 유지시키며, 기공은 칩 배출과 절삭유 유입 통로 역할을 한다.

테이블의 분당 이송량은 약 860㎜/min이다.

먼저 커터의 회전수를 구하면 $N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times 90}{\pi\times 80}\approx 358\,\mathrm{rpm}$이다.

이송속도는 $f=f_z\times Z\times N=0.2\times 12\times 358\approx 860\,\mathrm{mm/min}$으로 계산된다.

래칫 스톱(랫치스톱)은 딤블을 돌릴 때 일정한 힘 이상이 가해지면 헛돌아 측정압을 일정하게 유지시켜 주는 장치이다.

• 스핀들은 실제로 측정물에 닿아 이동하는 축이다.
• 프레임은 마이크로미터의 몸체(활 모양 뼈대)이다.
• 딤블은 스핀들을 회전시켜 이송시키는 부분으로 측정압 조절 기능은 없다.

라드유는 돼지기름에서 얻는 동물성유로 광물성 절삭유가 아니다.

스핀들유·경유·등유는 모두 원유에서 얻어지는 광물성 절삭유에 속한다.

전용공작기계는 특정한 모양이나 같은 치수의 제품을 대량으로 생산하는 데 적합하도록 만들어진 공작기계이다.

• 소량 생산에는 능률적이지만 대량 생산에는 부적당하다는 설명은 범용공작기계에 해당한다.
• 한 가지 가공만 할 수 있는 단순 기능의 기계라는 설명은 단능공작기계에 해당한다.
• 여러 작업을 순서대로 할 수 있으나 대량 생산체제에는 부적합하다는 설명은 만능공작기계에 해당한다.

절삭공구는 인성과 내마모성이 커야 하므로, 인성과 내마모성이 작아야 한다는 설명은 절삭공구의 조건으로 틀리다.

절삭공구는 이 외에도 가공재료보다 경도가 크고, 고온에서도 경도를 유지하며(적열경도), 성형성이 좋아야 한다.

M10×1.0 탭의 기초구멍 지름은 약 ø9.0이다.

탭 기초구멍은 대략 호칭지름에서 피치를 뺀 값으로 구하므로 $D_{drill}\approx D_{tap}-P=10-1.0=9.0\,\mathrm{mm}$가 된다.

밀링 가공에서 떨림(chattering)이 발생하면 가공면이 거칠어지므로, 가공면에 광택이 난다는 설명은 틀리다.

떨림은 가공면을 거칠게 하고 커터의 수명을 단축시키며 생산 능률을 저하시키는 부정적인 현상이다.

만능 공구 연삭기는 밀링커터·엔드밀·드릴 등 각종 절삭공구를 높은 정밀도로 연삭하는 데 가장 적합한 연삭기이다.

• 평면 연삭기는 공작물의 평면을 연삭하는 기계이다.
• 외경 연삭기는 원통형 공작물의 바깥지름을 연삭한다.
• 센터리스 연삭기는 중심 지지 없이 원통 외경을 연삭한다.

방전 가공은 공작물을 가공액 속에 넣고 공작물을 양극, 가공할 모양으로 성형한 전극봉 공구를 음극으로 하여 방전 에너지로 재료를 제거하는 가공법이다.

• 초음파 가공은 공구의 초음파 진동과 연삭입자로 재료를 제거하는 방식이다.
• 레이저 가공은 빛 에너지를 집속하여 가공한다.
• 화학적 가공은 화학 약품의 부식 작용으로 재료를 제거한다.

테이퍼의 각이 크고 길이가 짧은 가공물을 선반에서 가공할 때는 복식공구대(compound rest)를 경사시키는 방법이 가장 적합하다. 복식공구대 방식은 공구대 자체를 테이퍼 각도만큼 회전시켜 절삭하므로, 각이 크고 길이가 짧은 경우에도 정확한 각도 조절이 용이하고 진동 없이 안정적으로 가공할 수 있다. 반면 왕복대 조정은 긴 테이퍼에, 심압대 편위는 긴 테이퍼에 사용되며, 각도계 방법은 보조적 수단일 뿐 주요 절삭 방법이 아니다.

구성인선(built-up edge)을 방지하려면 경사각을 크게 해야 하므로, 경사각을 작게 하는 것은 방지대책이 아니다.

절삭 깊이를 적게 하고, 절삭속도를 크게 하며, 절삭 공구의 인선을 예리하게 하는 것은 모두 구성인선을 줄이는 대책이다.

선반에서 불규칙한 형상의 공작물을 앵글 플레이트와 함께 고정할 때는 면판(face plate)이 가장 적합하다. 면판은 평평한 원판 형태로 여러 개의 슬릿(슬로우)이 있어 앵글 플레이트, 클램프, 스트랩 등의 지그를 자유롭게 장착할 수 있고, 불규칙한 형상의 공작물을 다양한 방향으로 고정할 수 있기 때문이다. 연동척은 정밀한 원형 공작물을 고정하고, 벨척은 작은 공작물용이며, 방진구는 진동 방지 부품으로 고정 용도가 아니다.

슬로팅 장치는 밀링 주축의 회전 운동을 직선 왕복 운동으로 바꾸어, 바이트로 가공물 안지름의 키홈·스플라인·세레이션 등을 가공하는 부속 장치이다.

• 분할대는 원주를 등분하여 기어나 홈 가공 시 각도를 분할하는 장치이다.
• 수직 밀링 장치는 수평 밀링 주축을 수직으로 사용할 수 있게 하는 장치이다.
• 태크(랙) 절삭 장치는 랙 기어를 절삭하는 장치이다.

공구현미경으로 나사산의 윤곽을 확대하여 관찰하면 피치를 측정할 수 있다.

• 탄젠트바는 각도를 측정하는 데 쓰인다.
• 게이지블록은 길이의 표준을 옮기는 데 쓰인다.
• 서피스게이지는 금긋기 작업에 쓰인다.

심압대(tailstock)는 선반의 후미에 위치하여 긴 재료를 지지하거나 드릴 작업을 보조하는 부분이다. '심압축은 고속 회전한다'가 틀린 이유는 심압축은 고속 회전하지 않고 정지 상태에서 재료를 지지하거나 구멍을 뚫기 때문이다.

• '드릴 작업을 할 때 사용한다'는 참이다 — 드릴이나 센터 드릴 등을 심압축에 장착하여 드릴 작업을 수행한다.
• '심압축의 끝은 모스 테이퍼로 되어 있다'도 참이다 — 심압축의 끝(quill)은 모스 테이퍼(Morse taper) 규격으로 표준화되어 드릴이나 센터 등을 교환 가능하게 장착한다.
• '베드위의 임의의 위치에 고정할 수 있다'도 참이다 — 심압대는 베드(bed) 위에서 축방향으로 자유롭게 이동하여 임의의 위치에 고정할 수 있다.

CNC 서보기구는 개방회로·반폐쇄회로·폐쇄회로·하이브리드회로 방식으로 분류되며, 다이오드회로 제어방식이라는 구분은 존재하지 않는다.

개방회로는 피드백이 없는 방식, 반폐쇄회로는 서보모터 축에서 위치를 검출해 피드백하는 방식, 폐쇄회로는 테이블에서 직접 위치를 검출해 피드백하는 방식이며, 하이브리드회로는 반폐쇄회로와 폐쇄회로를 함께 사용하는 절충 방식이다.

측정기와 공구 등을 밀링머신 테이블 위에 올려놓고 가공하면 진동이나 충돌로 파손·사고 위험이 있으므로 이는 잘못된 안전수칙이다.

윤활유를 미리 주입하고, 칩을 손 대신 청소용 솔로 제거하며, 칩이 작업자 반대쪽으로 날아가도록 공작물을 이송시키는 것은 모두 올바른 안전·유의사항이다.

CNC 선반에서 홈 가공 시 진원도를 향상시키기 위해 공구가 홈 바닥에서 휴지(드웰, dwell) 시간을 지령할 때 사용되는 어드레스를 파악하는 문제다. X는 X축 좌표, U는 X축 증분값, P는 밀리초 단위의 휴지 시간을 지령하는 어드레스로 모두 홈 가공 시 진원도 향상에 사용된다. Q는 일반적으로 반복 횟수나 공구 오프셋 번호 등 다른 용도로 쓰이며, 휴지 시간 지령 어드레스가 아니다.

조이스틱은 막대를 수직·수평으로 움직여 화면의 포인터를 이동시키는 입력 장치로, 게임 시뮬레이터 등에 많이 사용된다.

• 키보드는 문자·숫자를 입력하는 장치이다.
• 스캐너는 도면이나 사진을 읽어들이는 장치이다.
• 디지타이저는 좌표를 지시하여 도형 정보를 입력하는 장치이다.

첫째 괄호에는 X45.0, 둘째 괄호에는 W-15.0이 들어간다.

그림에서 (a)는 Φ20 끝면(Z0) 위치, (b)는 테이퍼가 끝나는 Φ45·Z-30 위치, (c)는 (b)에서 왼쪽으로 15mm 더 간 Φ45·Z-45 위치다.

(a)→(b): 지름 20에서 45로 커지며 Z-30까지 테이퍼 절삭 → G01 X45.0 Z-30.0 F0.2 ;
(b)→(c): 지름 45는 그대로 두고 Z 방향으로만 15mm 이동 → 증분 지령 W-15.0(절대 지령이면 Z-45.0)

• X45.0, W-45.0: (b)에서 45mm를 더 가게 되어 Z-75 위치로 넘어간다.
• X15.0, Z-30.0: 지름 자리에 길이 치수 15를 넣었고, Z-30.0은 (b) 위치 그대로라 이동이 없다.
• U15.0, Z-15.0: U15.0은 지름을 20에서 35로만 키우고, Z-15.0은 (b)보다 오른쪽으로 되돌아가는 값이다.

기능을 알지 못하는 버튼을 눌러서 알아보는 행동은 오작동이나 충돌 사고로 이어질 수 있어 안전수칙에 어긋난다.

전원을 정해진 순서로 공급하고, 좌표계 설정을 확인하며, 그래픽 기능으로 공구 경로를 미리 확인하는 것은 모두 올바른 안전 조치이다.

G90 사이클에서 한 블록에 X, Z를 동시에 지정하는 것만으로는 테이퍼 절삭이 되지 않으므로, 이 설명이 틀린 내용이다.

원통(직선) 절삭도 X, Z를 함께 지정하는 것은 마찬가지이며, 테이퍼 절삭이 되려면 R 값으로 기울기를 별도로 지정해야 한다.

고정 사이클은 가공이 끝나면 초기점으로 복귀하고, 모달(modal) 명령이므로 반복 절삭 시 X축 절입량만 다시 지정하면 된다. 또한 정해진 동작 패턴이라 작업자가 공구 경로를 바꿀 수 없어 일반 프로그램보다 가공 시간이 길어질 수 있다는 설명도 맞는 내용이다.

이송속도는 240㎜/min이다.

탭 가공의 이송속도는 나사의 피치와 주축회전수의 곱으로 구해지므로 $F=P\times N=0.8\times 300=240\,\mathrm{mm/min}$이다.

시작점이 A인 경로는 원의 중심을 기준으로 반시계 방향으로 진행하여 종점(50,30)에 도달하므로 반원의 회전 방향은 G03(반시계)이어야 한다. 그런데 A 경로 프로그램(G90 G02 X50. Y30. R30. F80 ;)은 G02(시계방향)로 지정되어 있어 실제 이동 방향과 반대이므로 틀린 프로그램이다.

• B는 시계방향 진행이므로 G02가 맞다.
• C는 반시계 방향이므로 G03이 맞다.
• D도 반시계 방향이므로 G03이 맞으며, 반원(180˚ 초과 영역 없음)에서 큰 원호가 아닌 작은 원호를 지정하기 위해 반지름을 음수(R-30)로 표기한 것도 올바르다.

괄호에는 차례대로 S, D, F, G03이 들어간다.

첫째 괄호 뒤 1500 M03: 주축 회전수를 지령하는 S(S1500, 주축 정회전)
둘째 괄호 뒤 07: G42 공구 지름 보정과 함께 쓰는 보정 번호 D(D07)
셋째 괄호 뒤 50: 절삭 이송속도 F(F50)

넷째 괄호 블록은 X110. Y40. R20.처럼 반지름 R로 원호를 지령하므로 원호 보간이어야 한다. 공구가 X90. Y20.까지 +X로 온 뒤 R20으로 모서리를 돌아 위(+Y)로 올라가 공작물 외곽을 반시계 방향으로 도는 경로이므로 G03이다.

• F, M, S, G02: 회전수 자리에 F, 보정 번호 자리에 M을 쓸 수 없고 원호 방향도 반대다.
• S, D, F, G01: G01은 직선 보간이라 R로 원호를 지령할 수 없다.
• S, H, F, G00: H는 공구 길이 보정 번호라 G42와 쓰지 않고, G00 급속이송은 원호를 그리지 않는다.

CNC 공작기계에서 각종 모터를 제어하며 주로 ON/OFF 동작을 수행하는 기능은 보조기능(M기능)이다.

• 주축기능(S)은 주축 회전수를 지정한다.
• 준비기능(G)은 이동·보간 등 동작 모드를 지정한다.
• 공구기능(T)은 사용할 공구 번호를 지정한다.

공구 경로 사이 간격에 의해 생기는 조개껍질 모양 흔적의 최고점과 최저점 높이차를 커습(cusp)이라 한다.

커습 높이는 공구 경로 간격이 좁을수록, 공구 지름이 클수록 작아져 가공면이 더 매끄러워진다.

머시닝센터에서는 공구를 교환하기 전에 공구 지름 보정을 취소(G40)해야 한다.

• 공구 지름 보정은 공구의 지름이 아니라 반지름만큼 이루어진다.
• 공구 진행방향을 기준으로 오른쪽 보정은 G42이고, 왼쪽 보정이 G41이다.
• 공구 지름 보정 취소는 G40이며, G42는 취소가 아니라 우측 보정 명령이다.

계산하면 회전수는 약 1085rpm, 이송속도는 약 86.8㎜/min이 되어, 보기 중 1087rpm, 86.8mm/min이 가장 가까운 답이다(회전수의 작은 차이는 반올림에 따른 근사값이다).

회전수는 $N=\dfrac{1000V}{\pi D}=\dfrac{1000\times150}{\pi\times44}\approx1085\,\mathrm{rpm}$으로 구해진다.

이송속도는 회전수에 회전당 이송을 곱하여 $f=N\times f_r\approx1085\times0.08\approx86.8\,\mathrm{mm/min}$이다.

나머지 보기들은 회전수부터 계산값과 크게 어긋난다.

절대좌표계의 기준점이 되며 프로그램 원점 또는 공작물 원점이라고도 부르는 좌표계는 공작물 좌표계이다.

• 기계 좌표계는 기계 자체의 기준점(기계원점)을 기준으로 한다.
• 상대좌표계는 작업자가 임의의 위치를 0으로 설정하여 그 점으로부터의 거리를 나타내는 좌표계이다.
• 공구보정 좌표계는 CNC의 일반적인 좌표계 구분(기계·공작물·상대 좌표계 등)에 포함되지 않는다.

이송 정지 버튼을 눌렀다가 다시 가공을 재개할 때는 위치 정보가 그대로 유지되므로 기계 원점 복귀가 필요하지 않다.

전원을 켰을 때, 비상 정지 버튼을 눌렀을 때, 정전 후 전원을 다시 공급하였을 때는 위치 정보가 소실되거나 불확실해지므로 반드시 기계 원점 복귀를 실시해야 한다.

주축의 절삭속도를 일정하게 제어하는 기능은 G96이며, G96 S170 M03 은 절삭속도를 170m/min으로 일정하게 유지하며 주축을 정회전시키라는 명령이다.

G97은 회전수를 일정하게 고정하는 기능이고, G50은 최고 회전수를 제한하는 기능이며, G99는 분당 이송이 아닌 회전당 이송을 지정하는 기능이므로 절삭속도 일정 제어와는 관계가 없다.

CNC 공작기계는 전원을 투입한 뒤 안전을 위해 가장 먼저 기계 원점 복귀를 실시하여 기계의 현재 위치를 기준점과 일치시킨다.

공구 보정값 설정, 공구 교환, 공작물 좌표계 설정은 기계 원점이 확정된 이후에 이루어지는 절차이다.