전조가공(Rolling)이란?
전조가공이란 소재나 공구를 양쪽으로 회전시켜 공구의 표면과 동일한 형상을 소재에 각인하는 방법입니다. 즉, 소재와 공구를 함께 회전시켜 소재에 공구의 표면 형상을 새기는 가공입니다.
전조는 냉간가공으로서 원통 롤, 볼, 링, 나사, 기어, 스플라인 축, 냉각 핀이 붙은 관 등을 제조할 때 사용됩니다.
전조가공의 종류
전조가공은 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 대표적으로 나사전조, 기어전조, 볼전조가 있습니다.
각각의 특징은 다음과 같습니다.
1. 나사전조 (Thread Rolling)
- 소재의 나사를 전조하여 나사 모양을 만드는 공정입니다.
- 소재의 강도를 유지하면서 정밀한 나사를 형성할 수 있습니다.
- 전조로 제작된 나사는 절삭가공에 비해 높은 정밀도와 강도를 가집니다.
- 체결력이 우수하고 공정 시간을 단축할 수 있습니다.
2. 기어전조 (Gear Rolling)
- 소재의 기어 모양을 전조하여 기어를 형성하는 공정입니다.
- 전조로 제작된 기어는 고정밀 및 고강도를 가지며, 치수 정밀도와 표면 품질이 우수합니다.
- 소재의 강도를 유지하면서 기어의 정확한 모양을 형성할 수 있습니다.
- 전조로 제작된 기어는 고부가 가공이 필요하지 않을 정도로 표면 품질이 우수합니다.
3. 볼전조 (Ball Rolling)
- 소재를 전조하여 구 형태의 볼을 형성하는 공정입니다.
- 볼전조는 고강도 및 고정밀한 볼을 제작하는데 사용됩니다.
- 소재의 강도를 유지하면서 정밀한 볼을 형성할 수 있습니다.
- 볼전조로 제작된 볼은 정확한 치수와 표면 품질을 가집니다.
전조가공의 특징
대표적인 특징으로는 아래 4가지가 있습니다.
| 특징 | 설명 |
|---|---|
| 가공경화 및 강도 증대 | 소재가 가공경화되고 결정의 미세화로 경합조직이 형성되어 정적 강도, 충격 강도, 피로 강도가 증대됨 |
| 냉간가공과 치수 공차 | 냉간가공으로 인해 치수 공차와 강도가 양호하며, 단류선이 형성되어 치밀한 섬유조직이 형성됨 |
| 비절삭가공 및 정밀도 | 비절삭가공으로 인해 칩이 생기지 않아 소재가 절약되고 정밀도가 높음 |
| 자동화 가능 | 전조가공은 자동화가 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있음 |
전조가공의 장단점
장점
| 장점 | 설명 |
|---|---|
| 작은 가공력으로 가공 가능 | 소재와 공구가 국부적으로 접촉하므로 작은 응력으로 가공 가능 |
| 제품 강도 향상 | 섬유가 절단되지 않아 강도 향상 |
| 소재 이용률 높음 | chip 생성되지 않아 소재 이용률 높음 |
| 기계적 강도 향상 | 소성변형에 의한 가공경화와 조직 치밀화 |
| 가공시간 단축 | 전조를 통한 가공시간 효율화 |
| 정밀도 및 체결력 우수 | 절삭가공보다 정밀도 및 체결력 우수 |
| 경제성 우수 | 유효경에 가까운 경으로 전조 가능 |
| 재료 절감 | 쇳밥 없이 나사산 생성으로 15-20% 재료 절감 |
| 공구 수명 길어 단축간격 | 공구 수명 길어 단축간격 가능 |
단점
| 단점 | 설명 |
|---|---|
| 표면 스케일 발생 및 산화 | 전조 후 표면에 스케일이 발생하고, 산화로 인해 표면이 지저분해짐 |
| 제품 불량 발생 | 가공 후 너트와의 정상적 조합 불량으로 사용할 수 없는 제품 불량 발생 가능 |
마무리
오늘은 전조가공(Rolling)의 종류 3가지와 특징 및 장단점에 대해 알아보았습니다.
전조가공(롤링)은 소재나 공구를 양쪽으로 회전시켜 공구의 표면 형상을 소재에 각인하는 가공 방법입니다. 이는 주로 냉간가공으로 이루어지며, 원통 롤, 볼, 링, 나사, 기어, 스플라인 축, 냉각 핀이 붙은 관 등의 제조에 사용됩니다. 전조가공의 주요 종류로는 나사전조, 기어전조, 볼전조가 있으며, 각각 나사, 기어, 볼 형태의 부품을 고정밀과 고강도로 제작할 수 있는 특징을 가집니다.
장점으로는 작은 가공력으로 가공 가능, 제품 강도 향상, 소재 이용률 높음, 기계적 강도 향상, 가공시간 단축, 정밀도 및 체결력 우수, 경제성 우수 등이 있습니다. 단점으로는 표면 스케일 발생 및 산화, 제품 불량 발생 가능성 등이 있습니다.
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