Kalpakjian 기계공작법 Ch.14 문제풀이(단조)

14.4 플래시는 무엇이고 그것의 기능은 무엇인가?

 

플래시는 다이 공동부에서 두 다이 사이를 통해 바깥 공간으로 짜내어 나와 남은 금속이다. 플래시는 a/h 비율이 높고 차가운 다이와 상대적으로 가깝게 접촉하므로 공동부의 소재보다 빠르게 냉각된다. 결과적으로 플래시는 다이공동부의 뜨거운 공작물보다 강도가 강하여 재료가 플래시 간극을 통해 밖으로 나가는데 큰 저항을 준다. 즉, 플래시는 복잡한 다이공동부를 채우는데 도움을 준다.

 

14.16 긴 사각형 빌렛의 코깅공정에서 퍼짐현상에 영향을 주는 요소들을 설명하라.

 

a) 마찰력: 마찰력이 낮을수록 폭방향의 재료 유동 저항이 적어서 폭퍼짐이 커진다.

b) 공작물의 폭-두께 비율: 비율이 클수록 폭퍼짐이 커진다.

c) 접촉길이(길이방향)-공작물 비율: 이 비율이 클수록 재료유동이 최소 저항을 따라 유동하므로 폭퍼짐이 커진다.

 

14.17 제품이 단조되었는지 주조되었는지 어떻게 구별할 수 있는가? 구별되는 특징들을 서술하라.

 

다양한 시험으로 단조와 주조를 구별하는데 사용된다. 단조온도에 따라 단조제품은 주조제품보다 일반적으로 단단하다. 그리고 이것은 인장시험에서 여러 지점의 시편에서 확인될 수 있다. 경도차이도 나타날 수 있다. 미세구조 또한 주조품과 단조품을 구분할 수 있을 것이다. 결정립의 크기는 보통 주조품보다 단조품이 더 작고 단조품 결정립은 선택적 방향성을 가지고 있다. 반면 주조품은 일반적으로 등방성을 가진다. 표면특성과 표면거칠기도 구체적인 어떤 주조 방식을 사용했는지나 주형, 금형의 표면의 상태에 따라 다를 것이다.

 

14.20 왜 형단조에서 소재의 부피를 조절하는 것이 중요한가?

 

만일 형단조에서 큰 부피의 소재를 금형 내에 두고 단조작업을 진행하면, 프레스는 (a) 먹통(jam)이 되거나, (b) 불완전 스트로크, (c) 프레스 기계에 과하중이 일어날 것이다. C-형강 프레스에서 수많은 극한파손이 이러한 과하중에 의해 발생했다. 반면 소재의 부피가 작다면 완전한 요구형상이 나타나지 않을 것이다.

 

14.21 왜 그렇게 많은 다양한 종류의 단조기계가 있는가? 각 기계의 능력과 한계를 설명하라.

 

각 단조기계는 장점과 단점을 각기 가지고 있고 서로 다른 상황에 따라 맞게 되어 설계되어있다. 장비를 선정하는데 주요한 요인으로는 다음과 같이 정리될 수 있다.

a)    힘과 에너지 요구정도

b)    힘-스트로크 특성

c)    램의 행정 길이

d)    생산률 요구정도

e)    공작물의 변형률 민감도

f)     열간단조를 할 때 다이에서 공작물의 냉각과 그에 따라 다이를 채우는 정도와 단조 하중

g)    경제적 고려

 

14.22 코깅공정의 한계와 장점은 무엇인가? 코깅공정은 열간에서 진행되어야 하는지 아니면 냉간에서 진행되어야 하는지를 설명하라.

 

코깅공정에서 보통의 단조공정에 비해서 소재와의 접촉부위가 작기 때문에 대부분의 바(bar)는 낮은 하중만 필요하므로 경제적인 낮은 카파시티의 기계가 요구된다. 게다가 코깅공정은 길이를 따라 스트로크를 변화시켜서 다양한 단면이 만들어질 수 있다. 이에 따른 단점으로는 많은 시간과 스트로크가 필요하다는 것이다. 게다가 적절한 치수정확도와 표면정도를 얻기에 변형을 조절하기가 어렵다.

 

14.50 단조 공정에서 윤활제를 쓸 때의 장점과 단점을 말해보라.

 

1) 장점

a)    요구 힘과 요구 에너지의 감소

b)    국부 변형 감소로 단조성 향상

c)    윤활유가 열차폐 역할을 하여 소재가 열을 유지하여 연성이 증가

d)    윤활유는 공작물을 주변 환경으로부터 보호할 수 있다. 특히 열간단조에서는 이형제로서의 역할도 한다.

2) 단점

a) 윤활유는 공정에서 추가적인 비용이다.

b) 두꺼운 유막은 공작물에 오렌지-필 효과를 발생시킨다.

c) 윤활유가 다이 공동부에 들어가면 공작물의 치수가 부적합하게 된다.