기계공작법-인발가공
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기계공작법-인발가공
인발가공(drawing)
인발가공은 금속의 봉재나 관재를 선단에 가는 구멍이 뚫린 다이(die)를 통하여 축방향으로 인장해서 그 단면적을 축소하여 다이구멍의 모양과 동일한 단면의 봉, 관 및 선재를 제조하는 가공법이다. 대부분의 경우 냉간가공이나 텅스텐, 몰리브덴같은 일부의 금속에 대해서는 열간에서 가공을 한다. 또한 강선이나 케이블선과 같이 가늘고 긴 선의 제조와 길지는 않으나, 정밀나사, 스프링, 전기 기기에 사용되는 소재의 제조에도 사용된다. 제조할 수 있는 최소치수는 Cu나 Al의 경우 약 10μ, 스테인리스는 5μ 까지 제조 가능하다.
봉재인발(solid or bar drawing)
봉재 및 단면재로 인발하는 것을 말한다. 그리고 직격이 5mm이하의 가는 선재를 인발하는 것을 특히 선재인발(wire drawing)이라 한다.
관재인발 또는 중공인발 (hollow drawing)
관의 인발은 외경의 축소라는 점에서의 봉의 인발과 다를 바가 없으나, 내경과 살두께의 다듬질을 한다는 것이 서로 다르다. 관의 내부에 공구를 쓰지 않고 다듬질을 한다는 것이 서로 다르다. 관의 내부에 공구를 쓰지 않는 중공인발의 경우에는, 일반으로 살두께는 외경 감소율의 절반 정도의 비율로 증가한다. 때에 따라서는 살두께와 가공도와의 관계에 의해서 더욱 감소하는 것도 있다. 맨드릴(mandrel)을 이용한 심봉 인발(rod drawing)이라 불리며, 외경과 함께 두께도 감소시키는 방법으로서 직경이 작고 살이 얇은 관의 인발에 이용된다. 플러그 인발(plug drawing)이라 하며, 플러그를 지지봉으로 지지하고 다이 구멍 중의 소정의 위치에 고정한 것으로, 비교적 직경이 큰 관에 사용된다. 관의 내면과 플러그 간의 윤활을 좋게 하기 위하여 지지봉이나 플러그를 중공으로 하여 그 중에 윤활제를 통과시키도록 된 것도 있다. 플로팅 플러그 인발(floating plug drawing)은 인발가공 중에 플러그가 자동적으로 정해진 위치를 차지하도록 되어 있는 것으로 가늘고 긴 관의 일발에 쓰여진다.
인발가공의 이론
1)단면감소율
인발전의 단면적을 A0,인발후의 단면적을 A1이라면, 단면감소율 R은 R=A0-A1/A0X100(%)로 표시된다. 이는 인발가공에 있어서 가공도를 표시하는 척도로 사용된다.
그래프처럼 황동선을 여러 가지 각도로 된 다이로 인발한 때의 인발 응력과 감면율과의 관계를 구한 결과로 표시한 것이다. 어느 경우에도 인발 응력은 단면감소율이 크게 되면 증가하는 것을 알 수 있다. 목적으로 하는 크기까지 재료의 단면적을 감소시키는 경우, 한번에 단면 감소를 크게 하면 인발 횟수를 적게 할 수 있다. 그러나 이에 의해 인발응력이 증가되고, 다음에는 인장 강도를 넘어서 파단이 생기게 된다. 따라서 인장력을 가하지 않는 때의 인장 응력이 재료의 인장 강도보다 10% 정도 낮은 값으로 취하여 재료의 단면감소율을 결정하지 않으면 안된다.
2)인발력
선재를 인발할 때, 인발 전후의 재료의 지름을 각각 d0 및 d1 이라고 하면, P는 인발에 필요한 힘, p를 단위면적을 축소시키는 데 필요한 힘이라고 하면 P=dπ(d0²-d1²)/4와 같이 표시한다. 또한, P에 의하여 재료가 끊어지지 않기 위해서는 차식으로 표시되며, p≤δπd1²/
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