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6 편     측         정

4 장   면측정(교과서 p.533)

기계가공면은 기하학적인 이상면(理想面)에 크고 작은 요철면(凹凸面)이 연속해 있는 면이며, 이들 면은 공작기계의 정도, 공구의 형상, 가공방법, 소재 등의 영향을 받는다. 면의 정도를 측정하는 대상은 평면도(平面度; flatness), 진직도(眞直度; straightness) 및 표면거칠기(粗度; roughness) 등이 있다.

[1] 평면도 및 진직도

가공면의 이상평면(理想平面)에 대한 접근 정도를 평면도라 하고, 가공물의 직선 부분이 이상직선에 접근하는 정도를 진직도라 한다.

(1) 직정규(直定規; straight edge)에 의한 측정:

직정규에는 강제(鋼製) 직정규, 주철제(鑄鐵製) 직정규, ceramics 직정규, 석(石) 직정규 및 aluminum 직정규 등이 있으나 본서에서는 강제 직정규와 주철체 직정규 만을 취급하기로 한다.
형태에 따라 다음과 같이 knife edge 형 직정규, 장방형단면 직정규(長方形斷面 直定規) 등이 있다.
knife edge 형 직정규는 그림과 같이 edge 부는 약간 round 되어 있고 열의 전도를 피하기 위하여 절연체의 손잡이가 있는 것이 있다. 측정법은 직정규를 측정면에 접촉시켜 edge와 측정면 사이에서 새어 나오는 반대편 조명빛에 의한다. 3㎛ 이상이면 백색이고, 그보다 좁으면 다른 색으로 보인다. 0.5㎛ 이하이면 보이지 않는다.

knife edge 형 직정규

장방형단면 직정규는 그림과 같은 형상으로서, 측정법은 직정규를 측정면 위에 놓고 한쪽 끝을 손으로 밀면 중간에 높은 곳이 있을 때 그곳을 중심으로 직정규가 회전한다. 또 다른 끝을 움직여 같은 것을 관찰한다. 이 방법은 불확실하나 대체적인 면의 검사에 이용된다.

장방형단면 직정규

측정값을 숫자로 나타내기 위해서는 그림 (a)에서와 같이 동일 치수의 block gauge를 받쳐 직정규와 측정면간의 거리를 block gage에 의하여 측정하거나, 그림 (b)에서와 같이 직정규 위에서 dial gauge를 활동(滑動)시키면서 측정면의 높낮이를 측정한다.

장방형단면 직정규, block gage 및 dial gage의 조합에 의한 측정

그림과 같이 넓은 면을 측정할 때에는 A, E, U 점에 동일 치수의 block gage를 놓고, M 점을 구하여 그 간격에 맞는 block gage를 놓고, 같은 방법으로 나머지 점에 대해서도 block gauge를 놓는다.

장방형단면 직정규에 의한 큰 정반의 측정

주철제 직정규는 좁고 긴 정반이라 할 수 있으며, 이것은 기계의 설치, 공구지지면의 수평 맞추기 및 평면 측정 등에 사용된다. 평면 측정에는 표면에 광명단(光明丹) 등을 바르고 측정면을 접촉시켜 밀어 보아 광명단이 묻어 있는지를 확인하는 방법도 있다.

주철제 직정규

(2) 강선(鋼線)에 의한 측정:

그림과 같이 팽팽하게 당겨진 강선을 기준으로 하여 활동면(滑動面)인 bed에 설치한 측미(測微) 현미경을 bed에 따라 이동시키면서 bed의 상하 편위(偏位)를 측정한다.

강선에 의한 bed의 진직도 측정

(3) 광선정반(光線定盤; optical flat)에 의한 측정:

광선정반은 수정(水晶)이나 광학유리로 된 지름 30 ~ 60mm, 두께 10 ~ 12mm의 원판(圓板)으로서 상하면이 평행하게 정밀가공되어 있다. 측정물 위에 광선정반을 놓고 빛을 투과시키면 측정면과 광선정반간의 접촉상태 즉 틈새에 의하여 그림과 같은 무늬가 다르게 나타나며, 면의 평면도, 평행도 등을 검사하는 데 사용된다.

실물사진 광선정반에 의한 간섭무늬

간섭무늬의 간격은 사용광선의 반파장(半波長)에 상당하며, 백색관(白色光)에 대해서는 약 0.25㎛ 이다. 이와 같이 간섭무늬의 형상과 수에 의하여 측정면의 평면도를 측정할 수 있다는 것을 알 수 있다. 위 그림 (d)와 그림 (e)는 무늬가 비슷하나, 광선정반의 중앙을 손으로 눌러 무늬가 중앙에서 외측으로 움직이면 볼록면이고, 외측에서 중앙으로 움직이면 오목면이며, 본 예에서는 무늬가 4개이므로 측정면의 중앙에서는 의 높이 및 깊이를 갖고 있다.

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