기계공작

요약 기계를 구성하는 여러 재료가 가지고 있는 성질을 이용해 그것에 열을 가하거나 기계적인 힘을 가하여 모양을 바꾸거나 기계적 성질을 바꾸어 원하는 형상, 치수로 가공하는 일이다.

금속재료의 가공에는 가융성(可融性)·전성(展性)·절삭성(切削性) 등을 이용한다. 가융성을 이용하는 가공법에는 주조나 용접 등이 있으며, 전성을 이용하는 가공법에는 단조(鍛造)·압연(壓延)·프레스 등의 소성가공(塑性加工)이 있고, 절삭성을 이용하는 가공법에는 절삭·연삭(硏削) 등이 있다.

주조
만들고자 하는 제품과 거의 같은 모양으로 목재 원형을 만들고 그 원형을 모래 속에 묻고 모래를 다져서 굳힌 후 빼낸다. 그렇게 하면 원형과 같은 모양의 공간이 모래 속에 만들어지는데, 이것을 주형(鑄型)이라고 한다.

이 주형에 용해한 금속을 부어 냉각시켜 굳은 후 형(型)을 부수고 꺼내어, 적당한 기계가공을 해서 제품으로 한다. 이 제품을 주물이라고 한다. 주조는 단조에 비해 모양이 복잡한 것이나 또는 큰 제품을 만드는 데 적합하다. 주조용 금속은 주철·강·구리합금·경합금 등이 사용된다.

단조
단조란 금속을 적당한 온도로 가열하여 연화(軟化)되었을 때, 해머 등으로 두들겨 원하는 모양이나 치수로 가압성형(加壓成形)하는 동시에 기계적인 성질을 개량하는 작업을 말한다. 단조품은 주물에 비하면 조직이나 기계적 성질이 우수한 점이 있으므로 기계의 중요한 부품을 만들 때는 이 방법을 이용한다.

그러나 완성된 제품이 너무 비싸다거나, 모양이 복잡하거나 큰 것은 만들기가 곤란하다. 단조용의 금속재료로는 두들겨도 균열이 생기지 않고 쉽게 변형되는 것이 사용된다. 그러한 재료로는 탄소강·합금강·놋쇠·알루미늄합금 등이다.

열처리
대체로 금속은 적당한 온도로 가열했다가 적당한 속도로 냉각시키면 가열하기 전과는 매우 다른 성질의 것이 된다. 이와 같이 사용하는 목적에 따라 금속의 성질이라든지 결정조직(結晶組織)을 바꾸는 조작을 열처리라고 한다. 압연·드로잉·압출(押出)·전조(轉造)는 금속의 소성(塑性)을 이용해서 판(板)·봉(棒)·관(管)·형재(形材)를 만드는 작업이다.

프레스
금속판을 소성변형시켜서 여러 가지 모양의 제품을 만드는 가공법을 판금가공(板金加工)이라고 하는데, 이것에는 박판(薄板)을 다루는 수공(手工)판금가공과 기계판금가공이 있다. 기계판금가공에는 프레스라는 기계를 사용하므로 이것을 일반적으로 프레스 가공이라고 한다. 프레스 가공에 사용되는 재료는 강판(鋼板)·황동판·알루미늄판 등이다.

용접
금속과 금속을 가열 용해하여 접합시켜서 일체(一體)로 만드는 작업으로, 용접 방법에는 아크용접·가스용접·전기용접 등이 있다.

다듬질
주조나 단조에 의해 만든 기계부품을 절삭하여 일을 끝낼 때 손다듬질용 공구를 써서 마무리하는 것을 손다듬질이라 하고, 기계를 써서 작업하는 것을 기계다듬질이라고 하며, 이때 사용하는 기계를 공작기계라고 한다.