2010 프레스 사출 금형설계 문제해설

1. 금형 설계

제1장 프레스 금형 설계

1. 소성변형과 소성가공 15
* 예상문제 17

2. 프레스 가공의 종류 19
2-1 프레스 가공의 개요 19
2-2 프레스 가공의 분류 19
2-3 전단가공 그룹 20
2-4 굽힘성형가공 그룹 22
2-5 드로잉 가공 그룹 23
2-6 압축가공 그룹 23
2-7 기타 가공 그룹 24
* 예상문제 25

3. 프레스 금형 각부 구성요소의 기능과 설계 30
3-1 섕 크 30
3-2 가이드 포스트가이드 부시 30
3-3 다이 세트 30
3-4 맞춤핀 32
3-5 펀 치 33
3-6 펀치 고정판 37
3-7 받침판 38
3-8 스트리퍼 38
3-9 다 이 40
3-10 다이의 설계 42
3-11 녹아웃 장치 44
3-12 이젝터 45
3-13 스토퍼 45
3-14 재료 가이드 49
3-15 금형용 스프링 및 쿠션 고무 52
* 예상문제 54

4. 전단금형의 설계 65
4-1 전단가공 65
4-2 전단된 면의 형상 66
4-3 전단면의 형상과 클리어런스의 관계 67
4-4 섕크의 위치 결정 74
4-5 제품의 판뜨기 75
4-6 재료이용률 76
4-7 잔폭(여유폭, 이송잔폭, 앞뒤잔폭, 노칭잔폭)의 결정 78
4-8 전단금형 80
4-9 전단금형의 조립 84
* 예상문제 85

5. 굽힘금형의 설계 99
5-1 굽힘가공 99
5-2 가공한계와 최소 굽힘반지름 100
5-3 스프링백 100
5-4 굽힘가공 압력의 계산법 102
5-5 굽힘제품의 전개길이 계산법 103
5-6 V자굽힘금형 108
5-7 V자 이외의 굽힘금형 109
* 예상문제 110

6. 드로잉 금형의 설계 115
6-1 드로잉 가공 115
6-2 한계 드로잉률 및 드로잉비 116
6-3 재드로잉 가공 117
6-4 드로잉 금형에서의 곡률반지름 117
6-5 드로잉 금형의 클리어런스 118
6-6 드로잉 가공 시 소요되는 압력과 일량 122
6-7 드로잉 가공 시 제품의 불량 원인과 대책 125
6-8 드로잉 금형 127
6-9 아이어닝 가공 129
* 예상문제 129

7. 프레스 기계 138
7-1 프레스의 능력 기준 138
7-2 공칭압력(압력능력, 호칭압력) 138
7-3 공칭압력(토크 능력)의 위치 138
7-4 작업용량(일능력) 139
7-5 프레스의 종류 139
7-6 프레스의 정도 142
7-7 금형의 설치 143
7-8 금형의 설치 및 시험 작업 144
* 예상문제 144

제2장 사출 금형 설계

1. 사출 금형의 개요 147
1-1 사출성형의 원리 147
1-2 사출 금형의 특성과 기술적 동향 148

2. 플라스틱 금형의 분류 150
2-1 압축금형 150
2-2 이송금형 150
2-3 압출금형 151
2-4 취입금형 152
2-5 진공금형 152
2-6 사출금형 153
* 예상문제 155

3. 사출성형품 설계 158
3-1 성형 수축 158
3-2 파팅 라인 158
3-3 성형품 빼기구배 159
3-4 성형품의 살두께 162
3-5 성형품 보강과 변형 방지 163
3-6 보 스 165
3-7 구 멍 166
3-8 성형나사의 설계 167
3-9 금속 인서트 167
* 예상문제 168

4. 사출 금형의 구조와 기능 174
4-1 사출 금형의 기본 구조 174
4-2 금형 각부의 기능 174
4-3 유동기구 175
4-4 이젝터 기구 177
* 예상문제 180

5. 성형 재료 186
5-1 플라스틱의 개요 186
5-2 플라스틱의 분류 186
5-3 성형용 수지 재료의 특성 187
5-4 성형 재료의 선택 187
* 예상문제 193
6. 사출성형기 197
6-1 사출성형기의 구조 197
6-2 사출성형기의 분류 198
6-3 사출성형기의 설명서 201
6-4 사출성형기의 동작 203

* 예상문제 204
7. 사출성형용 금형 설계 209
7-1 사출성형용 금형의 설계 209
7-2 형판 캐비티 기구 설계 212
7-3 유동기구의 설계 218
7-4 이젝터 기구 설계 231
7-5 금형의 온도 조절 기구 240
7-6 언더컷 처리 기구 244
7-7 러너리스 사출 250
7-8 러너리스 금형의 종류 251
7-9 금형 가열 히터 계산식 253
7-10 러너리스 성형에 적합한 성형품과 수지 254
* 예상문제 254

8. 사출성형의 트러블과 그 대책 272
8-1 개선이 용이한 트러블 272
8-2 개선이 어려운 트러블 277
* 예상문제 280

2. 금형 제작법

제1장 금형 공작

1. 금형 공작의 개요 285
1-1 금형의 분류 285
1-2 각종 금형의 제작법과 그 특징 286
1-3 금형 재료 287
* 예상문제 290

2. 금형 제작과 형 조각용 설비 292
2-1 금형 제작 공정 292
* 예상문제 295

3. 모델의 제작 296
3-1 모델 재료와 모델 분류 296
3-2 모델 제작 296
* 예상문제 298

4. 특수 기계에 의한 형 제작 300
4-1 모방가공에 의한 형 조각 300
4-2 조각기에 의한 형 제작 301
4-3 콘투어 머신에 의한 형 조각 302
4-4 특수가공에 의한 형 제작 303
* 예상문제 305

제2장 소성 및 판금가공

1. 소성가공 312
1-1 탄성과 소성 312
1-2 소성가공의 특성 312
1-3 소성가공법 314
* 예상문제 318
2. 판금가공 323
2-1 판금가공의 개요 323
2-2 각종 판금가공 325
* 예상문제 331

제3장 절삭 이론

1. 기계 공작 일반 336
1-1 절삭 가공의 종류 336
1-2 공작 기계의 종류 337
1-3 절삭 속도와 회전수 338
2. 절삭 공구 339
2-1 절삭 공구와 공구 재료 339
2-2 바이트의 모양과 종류 342
2-3 절삭 칩의 생성과 구성 인선 346
2-4 절삭 저항의 3분력 347
3. 절삭유 및 윤활 348
3-1 절삭유 348
3-2 윤 활 349
* 예상문제 351

제4장 선반 가공법

1. 선반의 종류와 구조 361
1-1 선반의 종류와 특징 및 용도 361
1-2 선반의 각부 명칭 및 구조 362
1-3 선반의 부속 장치 365
1-4 선반의 조작 기호와 작업의 종류 368
* 예상문제 370
2. 선반 작업 374
2-1 선반 가공의 종류 374
2-2 가공물 고정 374
2-3 선반 절삭 작업 376
2-4 나사절삭 379
2-5 공작물 측정 382
2-6 선반 점검법 383
* 예상문제 384

제5장 밀링 가공법

1. 밀링 머신의 개요 388
1-1 밀링 머신의 종류 및 특성과 용도 388
1-2 밀링 절삭 조건 390
1-3 절삭제 392
* 예상문제 393
2. 밀링 부속 장치 397
2-1 바이스 397
2-2 부속 장치 397
* 예상문제 398
3. 밀링 커터 401
3-1 밀링 커터의 종류와 용도 401
3-2 밀링 커터의 각도 402
* 예상문제 406
4. 밀링 가공법 409
4-1 밀링 가공 준비 409
4-2 밀링 작업 410
4-3 분할대와 분할 작업 414
4-4 기타 가공법 417
* 예상문제 418

제6장 연삭 가공법

1. 각종 연삭기 422
1-1 연삭 가공 422
1-2 각종 연삭기의 특징 및 용도 423
* 예상문제 427
2. 연삭 숫돌 430
2-1 연삭 숫돌의 구성 430
2-2 숫돌바퀴의 모양과 표시 432
2-3 다이아몬드 숫돌 433
* 예상문제 434
3. 연삭작업 437
3-1 연삭 가공의 일반 사항 437
3-2 연삭 작업 438
3-3 연삭 작업 시의 결함 439
* 예상문제 440

제7장 기타 범용 기계 가공

1. 드릴링보링브로치 444
1-1 드릴링 머신 444
1-2 보링 머신 447
1-3 브로치 작업 449
* 예상문제 450
2. 셰이퍼플레이너슬로터 456
2-1 셰이퍼 456
2-2 플레이너 458
2-3 슬로터 459
* 예상문제 460

제8장 기어 가공

1. 기어의 개요 465
1-1 드릴링 머신 465
1-2 기어 각부의 명칭과 이의 크기 467
* 예상문제 469
2. 기어 가공법 472
2-1 기어 가공법의 종류 472
2-2 기어 절삭기의 종류 473
2-3 기어 연삭기 474
2-4 기어 셰이빙 머신 475
2-5 기어 셰이빙 작업 475
* 예상문제 476
3. 각종 기어 절삭법 478
3-1 평기어 절삭법 478
3-2 헬리컬 기어 절삭법 479
3-3 베벨 기어 절삭법 479
3-4 래크 기어 절삭법 480
* 예상문제 481
4. 정밀 입자 가공 및 특수 가공 484
4-1 정밀 입자 가공 484
4-2 특수 가공 485
* 예상문제 487
5. 손다듬질 작업(수기 가공) 492
5-1 손다듬질용 설비와 공구 492
5-2 금긋기 작업 492
5-3 절단 작업 495
5-4 정 작업 497
5-5 줄 작업 499
5-6 스크레이퍼 작업 500
5-7 리머 작업 501
* 예상문제 503

제9장 CNC 공작법

1. NC의 원리 506
1-1 NC의 개요 506
1-2 서보 기구 방식 508
* 예상문제 510
2. NC 프로그래밍 515
2-1 개 요 515
2-2 지령절 516
* 예상문제 521

제10장 금형의 조립검사 및 안전

1. 금형의 조립 526
1-1 조립의 일반 사항 526
1-2 금형 부품의 위치 결정 527
1-3 금형 부품의 고정 529
1-4 금형의 조립 530
2. 금형의 검사 532
2-1 프레스 금형의 검사 532
2-2 사출금형의 검사 532
3. 금형 제작의 안전 533
3-1 프레스 금형 설치의 안전 533
3-2 프레스 안전 537

3. 금형 재료

제1장 금속 재료의 성질과 분류

1. 금속 재료의 일반적 성질 541
1-1 금속과 합금 541
1-2 금속 재료의 물리적 성질과 기계적 성질 542
* 예상문제 543
2. 금속의 결정과 합금 조직 545
2-1 금속의 결정 545
2-2 합금의 조직 546
* 예상문제 548
3. 재료의 시험 및 검사 554
3-1 정적 시험 554
3-2 동적 시험 555
* 예상문제 556
4. 금속의 가공과 풀림 561
4-1 금속 가공 561
4-2 재결정과 풀림 561
* 예상문제 562

제2장 철강 재료

1. 철과 강 564
1-1 제철법 및 제강법 564
1-2 철강의 분류와 성질 566
* 예상문제 567
2. 순철과 탄소강 570
2-1 순 철 570
2-2 탄소강 570
* 예상문제 574
3. 열처리 577
3-1 일반 열처리 577
3-2 항온 열처리 579
3-3 표면 경화법 579
* 예상문제 580
4. 합금강 585
4-1 합금강의 개요 585
4-2 구조용 합금강 585
4-3 공구용 합금강 586
4-4 특수 용도용 합금강 587
* 예상문제 588
5. 주철과 주강 592
5-1 주철의 개요 592
5-2 주철의 종류 594
5-3 주 강 595
* 예상문제 596

제3장 비철금속 재료

1. 알루미늄과 그 합금 600
1. 표면 거칠기와 면의 지시 기호 647
1-1 알루미늄 600
1-2 알루미늄 합금 601
* 예상문제 602
2. 구리와 그 합금 604
2-1 구 리 604
2-2 구리 합금 604
* 예상문제 606

제4장 신소재

신소재 610
* 예상문제 611

4. 정밀 계측

제1장 정밀 측정

1. 측정의 기초 615
1-1 측정의 개념과 측정의 종류 615
1-2 측정 단위와 측정 오차 616
* 예상문제 618
2. 길이 측정 619
2-1 길이 측정의 분류 619
2-2 일반 측정기 619
2-3 정밀 측정기 620
* 예상문제 631
3. 각도, 평면 및 테이퍼 측정 638
3-1 각도 측정 638
3-2 평면 측정 640
3-3 테이퍼 측정 642
3-4 표면 거칠기 측정 642
* 예상문제 644

제2장 표면 거칠기와 끼워 맞춤

1. 표면 거칠기와 면의 지시 기호 647
1-1 표면 거칠기 647
1-2 표면 거칠기의 표시 649
1-3 다듬질 기호 654
1-4 가공 방법의 약호 656
* 예상문제 656
2. 치수 공차와 끼워 맞춤 658
2-1 공차 658
2-2 끼워 맞춤 660
2-3 치수 공차와 끼워 맞춤 기호의 기입법 663
* 예상문제 666

제3장 나사 및 기어 측정

1. 나사 측정 669
1-1 나사의 기준산 모양과 기준치수 669
1-2 등가유효지름 670
1-3 수나사의 측정법 670
2. 기어 측정 672
2-1 인벌류트 평기어의 기본 치수 672
2-2 걸치기 이두께의 측정 673
2-3 이두께 버니어의 캘리퍼스에 의한 이두께 측정 674
2-4 평기어 정도와 이 모양 치수의 허용오차 675
2-5 기어의 물림 시험 675
* 예상문제 675

제4장 3차원 측정 및 정도 관리

1. 3차원 측정기의 일반 678
2. 측정점 검출기 679
3. 측정기의 정도 관리 680
4. 정밀 측정의 자동화 681

*** 부 록 ***

과년도 출제 문제 685

책 머리에...

바야흐로, 21세기는 우리나라가 세계의 무대에서 서구의 선진국들과 어깨를 나란히 하여 기술선진국으로서 주도적인 역할을 해나가야 할 때이다.
이러한 시점에서 가장 염려스러운 것은 우리의 산업현장에 활기를 불어 넣을 우수한 기술인력의 부족이다. 이를 해결하기 위해 국가에서는 매년 국가기술자격시험을 통하여 고급 인력을 확보하려는 노력을 아끼지 않고 있다.

이러한 시대적 요구에 발맞춰 수년간 산업현장에서 실무에 종사한 경험과 교단에서 강의를 통해 얻은 산지식을 바탕으로 금형 설계에 관심 있는 공학도와 수험생은 물론, 현장에서 금형 설계를 하고 있는 실무자에게도 도움이 될 수 있도록 심혈을 기울여 이 책을 엮었다.
이 책은 프레스/사출 금형설계 기사 산업기사 시험대비서로서 새롭게 바뀐 출제 기준에 맞추어 기초적인 내용에서부터 실무적인 내용까지 체계적으로 다루고 있으며, 짜임새 있는 내용과 더불어 가능한 많은 그림을 넣음으로써 이해를 높였다. 또한 각 단원마다 풍부하고 정선된 * 예상문제를 실음으로써 시험대비에 많은 도움이 되도록 하였다.

우수한 기능과 자질을 갖추기 위해서는 많은 노력이 필요하다. 항상 연구하고 노력하는 자세로 열심히 실력을 쌓아서 좋은 결과가 있기를 바라며, 나아가 이 분야에서 최고의 기술인이 되기를 바란다.

끝으로, 이 책의 내용 중 미비한 점이나 뜻하지 않은 오류가 있다면 기탄없는 충고를 바라며 그때그때 바로 수정보완할 것을 약속드린다. 그리고 이 책이 나오기까지 여러 모로 애써주신 선후배님들과 도서출판 일진사 여러분께 감사드린다.