배홍용님의 글
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안녕하십니까?
저는 자동차 조향시스템 설계자입니다.현재 당면한 관심은
기어의 소성가공입니다.기어의 절삭가공과 소성가공(예를
들면 전조 혹은 단조)입니다.가공 방법에 따른 기어 치부의
응력상태 혹은 내부에너지 상태를 계측 혹은 가시화하고
싶은데 연구기관,업체,설비등의 관련 정보를 주시면 감사하겠습니다.

아울러 기어의 절삭가공과 소성가공에 따른 제품의 주요
차이점을 지적해주실분은 꼭 연락주십시오.

----------------- [답 변] -------------------
안녕하십니까?

우선 Technonet에 기어분야의 전문가(류재완 기술사님, 이형우 박사님)께서 답변을 하지 않으신 것으로 보아 저와 같은 고민을 하지 않았나 하는 생각이 듭니다.

질문하신 의도로 보아 단순히 기어치부의 응력상태를 보고자함은 아닌 듯 싶습니다. 얻고자하는 것이 소성가공기어의 정형가공(near net-shaping)시 절삭가공(호빙)에대한 공정의 단축과 표면응력상태의 개선이라면 올바른 선택입니다.

하지만 가공상태에 따라 기어 치부의 응력상태, 또는 에너지 상태를 쉽게 논할수는 없을 것으로 사료되며, 그러한 효과가 실제 기어의 수명을 좌우한다고 일의적으로 말할수는 없습니다.

왜냐하면 일반적으로 소성가공이나 분말야금에의한 소결 기어의 경우 그 단일 공정 자체로는 쓰이는 곳이 제한되며(비록 소성가공에 의한 정형가공(near net-shaping)을 행하는 경우라도 기어 세이빙 정도나 래핑등을 행하여 기어의 등급을 맞추는 것이 보통입니다)일반적으로 절삭/연삭가공 등에 의해 완성품을 만들게 될 것입니다.

또한 소성가공만을 한 기어로 정밀급 기어를 제작하기는 쉽지 않습니다.

▶보통 냉간단조의 경우 공차는 ±0.3%, 분말소결의 경우 ±0.2%정도 입니다.

소성가공의 경우 단류선(fiber flow)에의한 결정의 방향성이 주어지므로 기계적 성질이 향상된다고 말할 수 있습니다.

상대적으로 기계가공한 기어보다는 단류선에 의한 잔류 압축응력에 의하여 굽힘강도의 향상을 기대할 수 있다고 생각 됩니다.

하지만 기어의 표면처리(주로 열처리와 코팅 등)를 행하는 경우 일의적으로 소성가공한 기어가 보다 우수하다고 쉽게 말할 수는 없습니다(기어의 수명은 표면의 피팅에의한 면압강도, 굽힙 피로파괴에 의한 굽힘강도, 윤활막에 관계된 스코링강도 등이 복합적으로 평가됩니다).

질문을 보다 정확히 해주시는 경우(예를 들면 기어의 등급, 표면처리 조건, 기존 공정의 문제점, 추구하고자하는 소성가공 공정에서 얻고자 하는 점 등), 각 문제점에 대한 상담을 기어의 전문가님께서 답변을 주실 것으로 사료됩니다.

감사합니다.