주요 소성가공의 종류와 특징을 설명하시오.목차1. 소성가공의 정의와 특징2. 재결정3. 소성가공의 종류-1차 가공-2차 가공4. 그 밖의 가공1. 소성가공의 정의와 특징물체에 힘을 가하면 그 힘이 작은 경우 길이나 크기가 약간 변하고, 그 힘을 제거하면 운상태로 돌아오게 되는데 이것을 우리는 ‘탄성’이라고 부른다. 하지만 힘이 어느 한계를 벗어나 더 커지게 되면 영구적인 변형이 일어나고 원래 모양으로 돌아오지 않는다. 이러한 성징을 ‘소성’이라고 하며 이때의 변형을 ‘소성변형’이라고 한다. 다음 그림은 강철의 변형력-변형 곡선을 나타낸 그림이다. 그림과 같이 항복점을 넘어서면 영구적으로 모양이 바뀌는 걸 알수있다. 물질의 종류와 온도에 따라 모양은 변한다. 이와 같이 소성을 가지고 있는 재료에 소성변형을 일으켜 원하는 모양의 제품을 만드는 가공기술이 ‘소성가공’이다.소성가공은 주로 금속을 변형하여 공업적인 수단으로 활용되는 가공 방식이다. 금속 재료는 가공 방법에 따라서 재료의 조직과 기계적 성질이 달라지며 금속 재료의 소성은 재료에 따라 다르고, 같은 재료여도 온도에 따라 다르게 나타난다.일반적으로 금속재료에 열을 가한만큼 물러지는 동시에 그만큼 소성은 커진다. 소성의 특징은 다음과 같다. 정확한 치수의 제품을 대량 생산할 수 있다.가공에 의해 조직이 개량되고, 강한 성질을 가지게 할 수 있다.재료의 손실이 적고, 가공면이 깨끗하며 균일한 품질을 얻을 수 있다.2. 재결정재결정이란 경화된 재료를 가열하면 연화되기 전에 먼저 내부응력이 제거되고, 더욱더 가열하게 되면 내부 응력이 없는 새로운 결정핵이 결정 경계에 생기게 된다. 재료 내부에 새로운 결정이 발생하고, 성장하여 전체가 새 결정으로 바뀌는 현상이다. 이러한 현상을 이용하여 하는 가공이 열간가공과 냉간가공이다. 이 두가지 가공은 재결정 온도를 중심으로 분류하는데 재결정 온도 이상이면 열간가공 반대로 낮은 온도에서 하는 가공은 냉간가공이다.열간가공은 가공 경화가 일어나지 않는 것으로 연속하여 가공을 할 수 있고, 조밀하고 균질한 조직이 되어 안정된 재질을 얻을 수 있다. 하지만 냉간가공에 비해 치수는 부정확하다.냉간가공은 가공 도중에 가공 경화와 내부응력이 생겨 가공이 어렵게 되므로 가공을 계속하려면 연화 풀림을 해야한다.3. 소성가공의 분류소성가공은 1차 가공과 2차 가공으로 나뉘어 진다. 1차 가공에는 단조가공, 압연가공, 인발가공 그리고 압출가공이있다. 2차 가공에는 판금, ㅍ레스가공, 전단가공, 굽힘가공 등이 있다.①1차 가공1-1 단조가공금속 재료를 적당한 온도로 가열한 다음 외력을 가하여 필요한 모양과 치수로 가압, 성형하여 소재 또는 제품을 만드는 방법을 단조(forging)라고 한다. 단조작업에는 자유 단조와 형 단조로 크게 분류할 수 있다.자유 단조는 형을 상용하지 않는 단조를 자유 단조라 한다. 형 단조는 금형을 사용하여 소재에 대해 전체적으로 외력을 가하여 성형하는 것을 형 단조라 한다. 형 단조는 비교적 복잡한 형상의 기계 부품 제작에 이용한다.1-2 압연가공소성변형이 비교적 잘되는 금속 재료를 상온 또는 고온에서 회전하는 롤 사이로 통과시켜 여러 가지의 판재, 형재, 관재 등 의 소재를 만드는 가공법을 압연이라 한다. 압연 가공은 고르고 양질이 소재를 얻을 수 있고, 변형이 연속적으로 이루어져 치수나 재질이 균일한 제품을 다량으로 얻을 수 있다. 주로 판재, 형재, 봉재, 선재 및 관재 등 2차 가공의 소재가 되는 것을 제조한다.1-3 인발가공그림과 같이 다이의 구멍보다 큰 일정한 단면의 소재를 구멍의 크기와 모양으로 줄이는 가공법을 인발이라 한다. 압출은 압출력에 의한 소성변형이지만 인발은 다이의 바깥쪽에서 작용하는 인장력으로 변형을 시킨다. 인발은 주로 강선, 송전선, 케이블선 등과 같이 가늘고 긴 선의 제조와 정밀 나사, 스프링 등 전자기기에 사용되는 소재의 제조에 사용한다.1-4 압출가공알루미늄, 동, 아연 합금 등과 소성이 큰 재로의 billet을 압출 컨테이너에 넣고 램으로 압력을 가하여 다이의 구명으로 밀어내면, 단면이 일정한 각종 형상의 단면재와 관재 또는 선재 등의 제품을 만들 수 있다.압출가공은 중간 소재를 다량으로 생산이 가능하여 작업 공정이 단순화가 가능하다.② 2차 가공2-1 판금 가공판금 가공은 소성이 있는 연강이나 동, 알루미늄 등의 얇은 금속 판재를 소재로 하여 여러 가지 제품을 만드는 가공을 말한다. 판금 가공은 크게 2가지로 분리된다. 작업 과정에 따른 분류 그리고 작업 방법에 따른 분류이다. 작업 과정에 따르면 전단가공, 성형가공, 접합가공이 있고, 작업 방법에 따라 분류하면 수공판금과 기계 판금이 있다. 판금 작업은 기계 제조 분야에서 매우 중요한 가공이다. 판금 가공의 특징으로 다음과 같다.기계적 성질이 개선되고 제품이 가볍고 튼튼하다동일 판재로부터 연속가공되므로 제품이 균일하다.재료의 손실이 적고 제조 원가가 싸다.대량 생산이 가능하고 자동화가 용이하다.비교적 간단한 설비와 공구로 가공할 수 있다.용접작업으로 조립하면 복잡한 모양이나 각 부분의 두께와 강도가 다른 제품을 생산할 수 있다.수리, 개조가 쉽다..2-2 프레스 가공프레스 가공은 스탬핑이라고도 하며 전단, 구부림, 다이스의 구멍 속에 펀치로 밀어 넣어 용기를 만드는 디프 드로잉, 판재에 면압을 거러 곡면상으로 성형하는 스트레치-기스팬드, 단조, 압출, 압인 등 여러 가공의 총칭을 말한다.4. 그 밖의 성형법1. 게이린법프레스 베드 위에 놓인 성형 다이 위에 블랭크를 놓고, 위에 틀에 채워 있는 고무 탄성에 의해 같이 밀어 눌러, 다이의 모양으로 성형하는 성형법을 게이린법이라한다. 펀치 또는 다이 어느 한쪽만을 만들면 되고 상대형은 생략이 가능하여 깊이가 얕은 부품이나 소량 생산에 이용되고 있다.2. 마폼법틀에 채워진 고무 속에 블랭크를 펀치로 밀어 넣어 성형하는 방법이다. 게이린법과 유사하나 판 누르개의 역할을 하는 부판이 있으며 고무의 압력에 따라 펀치와 같은 모양으로 성형된다.3. 하이드로폼법마폼법의 고무 대신에, 액체를 이용한 성형법을 하이드로폼법이라 한다. 액체는 고무막으로 밀폐되어 있으며 압력은 펌프로 조절한다, 깊거나 복잡한 모양의 제품을 성형할 수 있다.4. 스탬핑펀치와 다이 사이에 판금 재료를 놓고 형에 새겨진 요철 부분을 재료에 밀어 눌러서 옮기는 가공법을 스탬핑이라 한다. 엠보싱과 코이닝으로 분류도니다.엠보싱은 장식이나 재료의 보강을 위해 판재의 앞면과 뒷면이 서로 반대가 되는 파형이나 홈을 만드는 가공법이다.코이닝은 형의 요철 부분을 소재의 면에 찍어 내는 가공법을 코이닝이라고 한다. 주화, 메달, 그 밖의 장식품 등의 여러가지 그림이나 문자 등을 가공한다.출처- 기계공작법 출판사 저자: 기계공작법 고재편찬위원회
