이봐! 기계 부품의 공급 업체로서 저는 지금 게임에 꽤 오랫동안 게임을 해왔습니다. 특히 고객으로부터 많은 질문이 제기되는 한 가지 질문은 기계 부품의 치수 정확도에 대한 표준에 관한 것입니다. 치수 정확도가 엔드의 성능을 만들거나 깨뜨릴 수 있기 때문에 중요한 주제입니다.
먼저, 치수 정확도가 왜 중요한지에 대해 이야기합시다. 기계 부품의 세계에서는 필요한 치수에서 가장 작은 편차조차도 많은 문제를 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 부품이 다른 구성 요소에 정확하게 맞아야하는 경우 크기의 작은 오류로 인해 전혀 맞지 않을 수 있습니다. 이로 인해 오작동, 효율성 감소 및 경우에 따라 안전 위험이 발생할 수 있습니다. 엔진 부품에 대해 생각해보십시오. 올바른 크기가 아닌 경우 엔진이 부드럽게 작동하지 않거나 완전히 분해 될 수도 있습니다.
그렇다면 치수 정확도의 표준은 무엇입니까? 글쎄, 몇 가지 요소가 있습니다.
디자인 사양
첫 번째이자 가장 명백한 요소는 설계 사양입니다. 엔지니어가 기계 부품을 설계하면 부품의 정확한 차원을 지정합니다. 이 사양은 부품의 기능과 기계의 다른 구성 요소와 어떻게 상호 작용 하는지를 기반으로합니다. 예를 들어, 부품이 높은 정밀 기기에 사용되는 경우 설계 사양에 매우 타이트한 공차가 필요할 수 있습니다. 공차는 지정된 치수에서 허용 가능한 편차입니다.
직경이 20mm 인 샤프트가 설계되었다고 가정 해 봅시다. 설계는 ± 0.05 mm의 공차를 지정할 수 있습니다. 이는 샤프트의 실제 직경이 19.95mm ~ 20.05mm 일 수 있으며 여전히 허용 가능한 범위 내에서 고려 될 수 있음을 의미합니다. 이 설계 사양은 일반적으로 엔지니어링 도면에 문서화되어 있으며 제조 공정의 청사진 역할을합니다.
제조 공정
기계 부품을 만드는 데 사용되는 제조 공정은 차원 정확도에 큰 영향을 미칩니다. 프로세스마다 정밀도가 다릅니다. 예를 들어, 회전, 밀링 및 그라인딩과 같은 가공 프로세스는 일반적으로 캐스팅이나 단조보다 정확합니다.
회전시, 자료를 절단 도구에 대해 회전하여 재료를 제거하고 부품을 형성합니다. 현대 CNC (컴퓨터 수치 제어) 회전 기계는 종종 몇 마이크로 미터 내에서 매우 높은 수준의 정확도를 달성 할 수 있습니다. 반면에 밀링은 회전 절단기를 사용하여 공작물에서 재료를 제거합니다. CNC 밀링 머신은 또한 높은 정밀 작업을 할 수 있지만 정확도는 사용 된 커터 유형 및 기계의 강성과 같은 요인에 의해 영향을받을 수 있습니다.
그라인딩은 또 다른 높은 정밀 과정입니다. 연마 휠을 사용하여 공작물에서 매우 적은 양의 재료를 제거하여 매우 매끄러운 표면 마감과 높은 차원 정확도를 초래합니다. 그러나 그라인딩은 또한 비교적 느리고 비싼 프로세스이므로 일반적으로 최고 수준의 정밀도가 필요한 부품 용으로 예약됩니다.
반면에 캐스팅 및 단조는 더 적은 비용으로 부품을 대량으로 생산하는 데 더 적합합니다. 그러나 일반적으로 가공 프로세스보다 덜 정확합니다. 주조시, 용융 금속을 곰팡이에 붓고 굳어집니다. 최종 부분의 정확도는 곰팡이의 품질과 고형화 동안 금속의 수축률과 같은 인자에 따라 다릅니다. 단조에는 일반적으로 망치 또는 프레스로 압력을 가해 금속을 형성하는 것이 포함됩니다. 단조는 강력하고 내구성이 뛰어난 부품을 생산할 수 있지만 매우 타이트한 공차를 달성하기는 어렵습니다.
재료 특성
기계 부품을 만드는 데 사용되는 재료의 특성은 차원 정확도에도 영향을 줄 수 있습니다. 다른 재료마다 열 팽창 계수가 다르므로 가열되거나 냉각 될 때 다른 속도로 확장 또는 수축을 의미합니다. 예를 들어, 금속은 일반적으로 도자기 나 플라스틱보다 열 팽창 계수가 더 높습니다.
온도가 상당한 환경에서 부품을 사용하려면 재료의 열 팽창 계수를 고려해야합니다. 그렇지 않으면 부품은 시간이 지남에 따라 치수를 변경하여 적합성과 성능에 문제가 생길 수 있습니다. 예를 들어, 부품이 극도의 온도 변화에 노출되는 항공 우주 적용에서 열 팽창 계수가 낮은 재료가 종종 선호됩니다.
치수 정확도에 영향을 줄 수있는 또 다른 재료 특성은 재료의 경도입니다. 더 어려운 재료는 일반적으로 가공하기가 더 어렵지만 모양을 더 잘 유지할 수도 있습니다. 따라서 기계 부품의 재료를 선택할 때 제조업체는 가공의 용이성 및 강도 및 부식성과 같은 다른 특성과 치수 정확도 요구 사항의 균형을 맞춰야합니다.
품질 관리
품질 관리는 치수 정확도를 보장하는 데 필수적인 부분입니다. 제조 공정 전반에 걸쳐 부품이 검사하여 설계 사양을 충족하는지 확인합니다. 여기에는 캘리퍼, 마이크로 미터 및 좌표 측정 기계 (CMM)와 같은 다양한 측정 도구를 사용하는 것이 포함될 수 있습니다.
캘리퍼는 단순한 손 - 부품의 외부 및 내부 치수를 측정하는 데 사용할 수있는 단순한 도구입니다. 그것들은 비교적 저렴하고 사용하기 쉽지만 다른 측정 도구만큼 정확하지 않습니다. 반면, 마이크로 미터는 훨씬 높은 정확도로 치수를 측정 할 수 있으며, 종종 수천 분의 1 밀리미터까지.
CMM은 프로브를 사용하여 부품 표면의 점 좌표를 측정하는 매우 정확한 측정 기계입니다. 그들은 매우 높은 정밀도로 복잡한 모양과 형상을 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 부품의 측정 된 치수를 설계 사양과 비교함으로써 모든 편차를 감지하고 수정할 수 있습니다.
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참조
- Groover, MP (2010). 현대 제조의 기본 사항 : 재료, 공정 및 시스템. 와일리.
- ASME Y14.5-299. 치수와 허용. 미국 기계 엔지니어 협회.