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기본사항 1-1

기계요소설계 1-기본사항-

중앙대학교 기계공학부

담당: 이진상

기본사항 1-2

• 원활한 기능 및 작동원리

• 안전성: fail-safe design

• 역학적 타당성

• 생산성

• 내구성

• 경제성

• 규격화 및 표준화

• 인간공학

• 미학적 측면

• 재활용 측면

◆ 기계 설계시 고려사항

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기본사항 1-3

용접부에 작용하는 힘의 성질을 고려한 용접부의 형상설계 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-4

용접부에 작용하는 힘의 성질을 고려한 용접부의 형상설계 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-5

변형방지를 위한 용접부의 형상 설계 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-6

응력집중을 피하기 위한 용접부의 형상 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-7

생산성을 고려한 용접부 형상 설계 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-8

치수의 정밀도를 높이기 위한 용접부 형상 설계 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-9

용접결함이 발생하지 않도록 설계한 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-10

용접결함이 발생하지 않도록 설계한 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-11

가공을 위한 부품설계

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

A. 전단 가공품

펀칭가공품에서 외형선과 전단면과의 최소거리

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-12

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

A. 전단 가공품

펀칭가공품에서 돌기부와 놋치부의 길이와 폭의 한계

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-13

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

A. 전단 가공품

펀칭가공품에서 전단 부분이 형상(너무 예리하면 공구절손이 발생하기 쉽다)

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-14

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

B. 굽힘가공품

후가공에 의하여 펀칭구멍과 굽힘면이 가까워정밀도가 저하하는 예와 개선예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-15

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

B. 굽힘가공품

굽힘가공(후가공)을 하여도 편칭에 의한 구멍이변형되지 않도록 설계한 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-16

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

굽힘 변형(후가공)으로 모서리 부분이 파손되지않도록 개선한 예

B. 굽힘가공품

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-17

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

탄성회복(spring back)에 의한 정밀도저하를 막기 위한 설계 변경 예

B. 굽힘가공품

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-18

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

냉간압연의 경우 압연방향과 굽힘가공 방향

B. 굽힘가공품

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-19

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

C.보강용 비이드 성형품

압축응력에 대응하기 위한 평행비이드

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-20

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

굽힘응력에 대응하는 비이드

C.보강용 비이드 성형품

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-21

• 소성가공품의 형상설계 프레스 가공품

C.보강용 비이드 성형품

전단응력에 대응하기 위해 비이드를 교차시킨 예

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-22

가공 평면이 수를 줄인 설계

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-23

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

• 절삭가공품의 설계

※가공이 용이한 형상의 부품설계

①가공 가능성 및 가공이 난이도를 고려한다

②끼워 맞춤을 하는 경우 내면가공보다 외면가공이저렴하다

구멍가공대신 축가공을 하여 개선한 예

기본사항 1-24

• 절삭가공품의 설계

드릴 구멍에 최초 공구 접촉면과 공구가 수직

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

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기본사항 1-25

중심을 일치시키기 위한 부품

조립을 위한 부품 설계

생산 및 가공을 고려한 기계 부품의 형상 설계

기본사항 1-26

결합용 요소

나사(볼트, 너트)

리벳

용접

축계 요소축이음(커플링,클러치)

베어링

축

키, 핀, 코터

◆ 기계 요소의 분류

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기본사항 1-27

전동 요소

마찰차

체인

로프

벨트

기어

운동조정용 요소제동요소

완충요소

관용 요소파이프 이음

파이프

기본사항 1-28

금속 및 비금속 재료를 총칭

기계적 성질

- 강도, 경도, 연성, 전성, 탄성계수, Poisson 비 등

물리적 성질

- 밀도, 열전도율, 전기전도율, 열팽창계수 등

화학적 성질

- 부식성, 융해잠열 등

◆ 기계재료

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기본사항 1-29

기계재료 선정시 고려사항

물리적 성질 – 밀도, 열전도성, 전기도전율 등

사용환경 – 내식성, 고온, 저온, 크리프 등

기계적 성질 – 내충격성, 내피로성, 내마모성 등

가공성 – 주조, 용접, 절삭 등

기타 - 경제성, 상품성 등

기본사항 1-30

공업규격(engineering standards)

표4.1 각국의 공업규격

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기본사항 1-31

공업규격(engineering standards)

표4.2 KS의 부문별 기호 표4.3 기계부문(KS B)의 분류번호

기본사항 1-32

공차(公差)의 필요성

가공품이 호환성이나 기능성 측면에서 정확한 치수나형상으로부터 어느 정도 벗어남이 허용되는지 나타낼필요성이 있다. 이것에 대한 지침으로 공차를 제시한다

공식적으로 인정되는 오차를 말하여 대량생산에서 부품간이 호환성을 확립하기 위한 것이다

공차란

•부품간의 호환성을 확립-부품의 원활한 기능이 수행됨

•부품의 가공방법을 결정하는데 도움을 줌

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기본사항 1-33

상용하는 구멍기준 끼워맞춤(KS B 0401)

치수공차(tolerances)와 끼워맞춤(fits) (KS B 0401)

기본사항 1-34

상용하는 축기준 끼워맞춤(KS B 0401)

치수공차(tolerances)와 끼워맞춤(fits) (KS B 0401)

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기본사항 1-35

기하공차

기하공차의 종류

기하공차의 종류와 기호 (KS B 0608)