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1[7급 국가직 기계공작법] 21년 1회차

직교 절삭(orthogonal cutting)으로 근사화한 절삭 가공 공정에서 절삭 속도  $v = 100\,\text{m/min}$ , 미변형 칩두께  $t_0 = 0.5\,\text{mm}$ , 절삭 폭  $w = 3.0\,\text{mm}$ 이다. 절삭 주분력  $\text{F}_\text{c} = 1{,}557\,\text{N}$ 일 때 가공에 필요한 최소 동력(P)과 비절삭에너지(U)가 모두 옳은 것은?
P U

약 156 kW 약 1 N·m/mm³

약 156 kW 약 1 kN·m/mm³

약 2.6 kW 약 1 N·m/mm³

약 2.6 kW 약 1 kN·m/mm³

해설

최소 동력은 약 2.6 kW, 비절삭에너지는 약 1  $\mathrm{N\cdot m/mm^3}$ 이다.
동력은 주분력과 절삭속도의 곱이다.
 $P = F_c v = 1557 \times \dfrac{100}{60} \approx 2595\,\mathrm{W} \approx 2.6\,\mathrm{kW}$ 
재료제거율은 속도·칩두께·폭의 곱이다.
 $Z = v t_0 w = \dfrac{100 \times 10^3}{60} \times 0.5 \times 3.0 = 2500\,\mathrm{mm^3/s}$ 
비절삭에너지는 동력을 제거율로 나눈 값이다.
 $U = \dfrac{P}{Z} = \dfrac{2595\,\mathrm{N\cdot m/s}}{2500\,\mathrm{mm^3/s}} \approx 1.04\,\mathrm{N\cdot m/mm^3}$ 
약 156 kW: 절삭속도를 m/min 그대로 곱해 초당 값으로 바꾸지 않은 결과이다.
약 1  $\mathrm{kN\cdot m/mm^3}$ : 단위를 1000배 크게 잡은 값이다.

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