[기계안전기술사] 문제풀이 2024년 133회 133-1-4 목형 제작 위한 현도 작성 시 고려사항

4. 목형을 제작하기 위한 현도 작성 시 고려사항 4가지를 설명하시오.

문제해설

1) 개요
(1) 주물 제품을 만들기 위해서는 목형제작 - 주형제작 - 금속 용융 - 주입 - 주물 완성 순으 로 진행된다.
(2) 목형제작 시 설계 -> 도면 - *현도 - 가공 - 조립 - 검사 순으로 진행된다.
*현도: 입체의 실제의 형상을 척도 1/1, 즉 현척( )으로 나무 판자나 금속판 등에 그린 그림

제작하고자 하는 제품(주강, 주물품 등)의 설계가 완료되면 제작도면을 기반으로 가공 및 수축여유를 고려 한 현도를 작성한다. 즉, 제작 도면을 기초로 하여 원형 제작 방안이 결정되면, 원형을 제작하기 위한 실물 크기의 도면을 작성하게 되는데, 이것을 현도라고 한다.
제품구상 -> 제품설계 -> 제작도면 작성 -> 현도 작성 -> 목형 제작 -> 목형 조립 -> 주형 제작 ->용입 및 완 성품
현도 작성은 도면의 척도를 현척(1:1 Scale)으로 하고, 목형을 만들 때 생각할 사항들이 반드시 반영된 실 제 원형과 동일한 모양과 크기로 작성되어야 한다.

2) 현도 작성 시 유의 사항
1. 제작 도면을 보고, 모양의 특성을 분석하여 원형 제작에서 가장 중요한 분할 면을 결정한다.
2. 제품의 가공 부분, 핵심 부분 등은 원형의 하형 으로 하는 것이 바람직하다.
    (주물의 결함은 주로 윗부분에 많이 발생)
3. 코어가 있는 부분은 가공 여유를 계산하여 현도를 그린다
4. 기계 가공 부분은 가공 여유를 계산하여 현도를 그린다.
5 탕도, 게이트 및 압탕 등 주조 방안을 결정하여 그린다.
6. 원형의 기울기를 제품의 높이나 형상에 따라 알맞게 결정한다.

3) 주요 고려사항
0. 분할면의 결정
분할면은 주형을 만들 때 상, 하형으로 구분하는 것으로, 원형을 만들 때 가장 중요한 것이다. 상형(Cope), 하형(Drag)을 결정할 때는, 형을 씌울 때 코어가 안정할 것, 코어의 가스가 잘 배출될 것, 중요하거나 복잡 한 주물의 면은 원칙적으로 하형에 놓이게 할 것 등이며, 또한 분할면의 결정은 주형이 제작하기 쉬울 것, 원형이 잘 빠질 것, 형 씌우기가 용이하게 할 것 등이다. 분할형의 결정 기준은 아래와 같다.

1. 수축여유
- 용융금속이 냉각 및 응고 시 발생하는 수축량을 보정하기 위해 추가하는 여유
- 주물자를 사용하여 재질에 따른 수축량 계산 (예: 주철 8mm/m, 알루미늄 20mm/m)
- 현도에 수축여유를 반영하여 목형을 실제 주물보다 크게 제작

2. 가공여유
- 주물의 기계가공이나 수기가공을 위해 추가하는 여유치수
- 가공 정도와 재질, 주물 크기에 따라 1~10mm 정도 여유 부여
- 정밀도가 높을수록 더 큰 가공여유 필요

3. 목형구배
- 주형에서 목형을 쉽게 빼내기 위해 수직면에 주는 경사
- 일반적으로 길이 1m당 6~7mm (1~2°) 정도의 구배 적용
- 주형 파손 방지 및 목형 제거 용이성 확보

4. 코어프린트
- 중공부 형성을 위한 코어를 지지하는 부분
- 목형에 돌기 형태로 추가하여 코어의 위치 고정
- 주물 설계도면에는 표시되지 않으나 현도에 반드시 포함

5. 라운딩(rounding)
주물이 응고할 때 각진 부분은 결정조직의 경계가 생기고 불순물이 석출하여 취약해지므로 모서 리롤 둥글게 한 것으로 한 주형에서 목형을 빼낼 때 주형이 파손을 방지

6. 변형 여유와 덧붙임(stop-off)
두께가 균일하지 못하거나 형상이 복잡한 주물에 대한 주형에서는 용금의 응고 및 냉각속도의 차 에 의한 응력으로 주물이 변형되는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여 아래 그림과 같이 목형에 덧붙임을 두어 주형을 제작하면 덧붙임의 해 당 부위에 생긴 금속의 지지부가 주물의 변형과 균열을 방지할 수 있다.

4) 현도 작성 순서
1. 작업 준비를 한다.
2. 제도용지, 현도판 등 현도 용구를 준비한다.
3. 현도판에 제도 용지를 부착시킨다.
4. 표제란(품번, 품명, 주문자, 설계자, 일자, 주문자 등)을 작성한다.
5. 도면의 주기사항 (원형의 재질, 일반공차, 일반적 라운드, 표면조도, 허용하는 분할면 단차, 원형의 중량 등을 기재)
6. 주물의 수축율을 고려하여 치수를 계산한다.
7.중심선을 굿는다.
8.중심선에서 기준면을 그린다.
9. 각 형상을 그린다.
10. 정면도 평면도 측면도 순으로 그린다.
11. 치수 및 허용공차를 기입한다.
12.형상기호를 기입한다.
13. 분할면을 표시한다.
14. 가공 여유와 보정 여유를 표시한다.
15. 조형 작업 시 사용되는 플라스크의 크기(Flask Size)를 확인 후 정반 제작한다.
16. 재단 방법을 표시한다.
17. 결합 방법을 표시한다.
18.코어 프린트를 그린다.
19. 필요 부분에 대해 부품도를 그린다.
20. 필요공정에 관련된 공정도를 그린다.
21. 주위를 정리 정돈한다.