선반, 旋盤, 공작기계,

선반 (旋盤, 영어: lathe)은 깎을 소재을 회전시키며 고정된 바이트(깎는 공구)로 깎거나 파내는 가공을 하는 공작기계이다. 깎이는 재료가 회전하기 때문에, 가공품은 원통이나 원뿔, 접시 모양 등 회전축에 대해서 대칭형이 된다. 갈이판, 돌이판이라고도 한다.  

선반은 주축 끝단에 부착된 척에 가공물을 고정하여 회전시키고, 공구대에 설치된 바이트로 절삭 깊이와 이송을 주어 가공물을 주로 원통형으로 절삭하는 공작기계로서 가장 많이 이용되고 있다. 보통선반은 각종 선반 중에서 기본이 되고, 가장 많이 사용하는 선반이다. 

초기에는 사람의 힘을 이용한 수족선반에서 발전하여, 증기기관을 이용한 엔진에서 동력을 이용하면서 engine lathe 라는 이름으로 불렸다. 선반의 주요 명칭"  주축대, 이송레버, 주축구동레버, 트래버스로드, 왕복대, 리드스크류의역전레버, 리드스크류, 베드, 심압대, 나사결각, 왕복대 횡측 급송레버, 복식공구대, 왕복대 종축 급속레버, 왕복대 이송용핸들, 푸쉬버튼, 속도선택레버. 특정 부품을 전문으로 가공하는 전용 공작 기계에 대하여 1대로 여러 가지 가공을 할 수 있는 공작기계.  공작기계 중에서 가장 역사가 오래되며, 많이 사용되는 대표적인 것이다. 

H.모즐리가 근대적인 미끄럼공구대가 붙은 선반을 1877년 완성한 후, 바이트를 사용하는 작업을 사람의 손으로부터 기계로 할 수 있게 되었다. 또한, 기계동력으로 선반을 운전하면서, 변환기어 등을 사용하여 나사 깎는 작업은 물론 각종 기계부품을 정밀하게 가공할 수 있게 되었다. 주요 구성요소는 베드·주축대·심압대·왕복대·공구대 및 이송장치로 되어 있다. 

주축대와 심압대 사이에 가공물을 고정시키고, 회전운동을 주축대로부터 받도록 설계되어 있다. 그러나 수직선반이나 터릿선반처럼 심압대 없이 주축대만으로 가공품을 유지하는 것도 있다. 절삭공구는 왕복대에 장치되어 있는 공구대에 유지하고, 공구대를 전후좌우로 움직여서 적당한 절삭길이를 주어 칩의 발생과 함께 가공물을 절삭해간다. 

공구대는 베드의 전면에 있는 이송봉(移送棒)과 리드스크루를 따라 움직이게 된다. 이송봉이나 리드스크루의 회전을 위하여 주축의 회전운동을 이용한 기어장치가 널리 쓰이고, 이송속도 변환장치 역시 그 속도를 적당히 변화를 줄 수 있도록 되어 있다. 그리고 나사를 절삭할 때는 주축의 회전과 이송기구를 이용하게 된다. 

크기는 베드 위의 스윙, 왕복대 위의 스윙, 두 센터 사이의 최대거리로 나타낸다. 또한 베드의 길이로도 나타낼 수 있다. 여기서 말하는 베드 위의 스윙은 주축에 장치할 수 있는 공작물의 최대지름을 말한다. 왕복대 위의 스윙은 왕복대에 접촉됨이 없이 주축에 장치할 수 있는 가공물의 최대지름을 뜻한다. 

센터 사이의 최대거리는 심압대를 베드 위에서 주축으로부터 가장 멀리 떨어진 곳에 설치하였을 때, 주축과 심압대에 장치되어 있는 센터 사이의 거리를 말한다. 이 두 센터 사이에 지탱할 수 있는 가공물의 최대길이를 나타내기도 한다. 이송량(feed per revolution)을 조절할 수 있는 절삭공구(cutting tool) 등을 사용해서 주축(main shaft)과 심압대(tail stock)에 고정되어 회전하는 가공물에 선삭(lathe turning), 보오링(boring), 절단(cutting-off), 정면절삭(surfacing), 나사절삭(screw cutting) 등의 가공을 실시하는 공작기계를 말하며, 금속 가공용과 목공용이 있으며, 금속 가공용에는

 (1) 보통선반(engine lathe). 

(2) 탁상선반(bench lathe). 

(3) 고속도선반(high speed lathe).

 (4) 정면선반(face lathe). 

(5) 터리트 선반(turret lathe). 

(6) 수직선반(vertical boring turning lathe). 

(7) NC선반(numerical control lathe). 크기에 의한 분류는 일반 선반과 특별히 다른 것은 없다. 베드의 기본형태에 의한 분류도 종래 선반을 토대로 한 것이다. 예를 들면, 다음과 같이 분류할 수 있다. 

(a) 주축 수평ㆍ수평베드, (b) 주축수평ㆍ경사베드, (c) 주축수직ㆍ수직베드. 

(8) 모방선반(copying lathe). 금속가공용 선반에 의한 재해는 회전중인 척(chuck) 이나 가공물 등에 접촉, 칩과의 접촉 또는 비래, 가공물 부착 불량 등에 의한 것이다. 대책으로는 회전부분에 접촉과 칩이나 절삭제의 비산을 방지하기 위해 척이나 가공부분에 덮개를 설치한다, 칩을 취급할 때는 브러시 등을 사용한다, 

흐름형의 절삭 칩은 칩 브레이커(chipbreaker) 등을 사용해 가늘게 절단해 후드나 슈트에서 포집(捕集)한다, 와인딩(winding)장치 등을 사용해 포집한다, 이형(異形)의 가공물은 지그(jig) 를 사용해 확실하게 부착하는 등이 필요하다. 베드는 주축대·심압대·공구대 등 선반의 본체를 구성하는 주요부분을 싣고 있으므로 견고한 구조로 되어 있다. 

베드의 상부는 왕복대가 좌우로 미끄러져서 그것을 안내하는 부분이므로, 정밀한 다듬질을 통하여 높은 정밀도를 유지하게 되어 있다. 종류는 대단히 많으며, 목적·용도에 따라 여러 가지의 것이 있다. 가장 일반적으로 사용되고 있는 것을 보통 선반이라고 하며, 수직깎기·수평깎기·절단·홈깎기·나사깎기 등 광범위한 가공을 할 수 있도록 설계되어 있다. 그밖에 주요한 것으로는 다음과 같은 것들이 있다. 

① 터릿선반(turret lathe): 봉재(棒材)로부터 나사·핀 등 소형 부품을 대량생산하는 데 적합한 선반이다. 

회전하는 공구대에 여러 개의 절삭공구를 작업공정 순서에 따라 장치하고, 가공물을 주축에 장치하여 놓은 다음, 터릿 공구대를 회전시켜가면서 장치한 공구순으로 가공하여 부품을 완성하게 된다. 그러므로 이 선반은 작업 중에 공구의 장치와 교환에 필요한 시간을 절약할 수 있고, 동일한 치수의 제품을 대량으로 제작할 때 편리하다.

 

② 모방선반(copying lathe): 원형의 형태를 모방하여 공구를 안내함으로써, 원형과 같은 계단면이나 곡면 등의 모양을 절삭할 수 있게 만든 것이다. 이는 복잡한 형의 부품을 제작하는 데 적합하다. 그리고 설치한 후에는 전혀 인력을 필요로 하지 않는 전자동 모방선반도 있다.

 ③ 수직선반(vertical lathe): 지름이 크고 길이가 짧은 것 또는 무게가 무거운 것을 절삭하는 데 사용한다. 가공물을 수평으로 된 회전 테이블 위에 장치하여 놓고 가공하게 된다.

④ 공구선반(tool room lathe): 밀링커터나 드릴 등과 같은 절삭공구를 제작하는 선반이다. 

⑤ 자동선반(automatic lathe): 여러 개의 절삭공구가 자동적으로 움직여서, 각종 작업을 단계적으로 행하는 선반이다. 공작물을 자동적으로 공급하는 것도 있다. 이 선반은 시계나 계측기류(計測器類) 의 부품을 대량생산하는 데 쓰인다.보통 선반을 자동적으로 움직이게 하여, 대량 생산에 적합하도록 만들어진 선반. [종류] 터릿 선반(turretlathe)을 자동화한 단축(單軸) 자동 선반과, 주축이 4축 또는 6축이고 각 주축에서 공작물을 각각의 바이트가 동시 가공하는 다축 자동 선반이 있다. 

⑥ 스피닝선반(spinninglathe): 제품의 내면 모양에 맞춘 형(型)과 소재판을 고속으로 회전시키면서, 공구를 밀어붙여 성형가공을 하는 선반이다. 생산 개수가 그다지 많지 않거나 모양이 복잡한 경우, 축대칭의 부품 등을가공하는 데 적합하다. 

⑦ 폴선반(polelathe): 선반의 기초 형태로, 천장에 1개의 막대를 장치한다. 그런 다음 한쪽 끝을 고정시키고, 다른 끝에 밧줄을 묶는다. 그 줄을 아래로 늘어뜨려서 공작물 부착용 환봉(丸棒)에 감고, 다른 끝을 아래로 늘어뜨려서 디딤판에 맨 것이다. 

환봉에 공작물을 장치하고, 커터를 대어 가공한다. 이밖에도 보링선반, 세장물(細長物)을 절삭하는 세장선반, 소품을 절삭하는 탁상선반, 차륜선반, 크랭크선반, 롤선반 등과 같이 특정한 공작물(工作物)을 절삭하는 선반이 있다. 이송량(feedperrevolution)을 조절할 수 있는 절삭공구(cuttingtool) 등을 사용해서 주축(mainshaft)과 심압대(tailstock)에 고정되어 회전하는 가공물에 선삭(latheturning), 보오링(boring), 절단(cutting-off), 정면절삭(surfacing), 나사절삭(screwcutting) 등의 가공을 실시하는 공작기계를 말하며, 금속 가공용과 목공용이 있으며, 금속 가공용에는 

(1) 보통선반(enginelathe).

 (2) 탁상선반(benchlathe). 

(3) 고속도선반(highspeedlathe).

(4) 정면선반(facelathe). 

(5) 터리트 선반(turretlathe).

(6) 수직선반(verticalboringturninglathe).

(7) NC선반(numericalcontrollathe). 크기에 의한 분류는 일반 선반과 특별히 다른 것은 없다. 베드의 기본형태에 의한 분류도 종래 선반을 토대로 한 것이다. 예를 들면, 다음과 같이 분류할 수 있다.

(a) 주축 수평ㆍ수평베드, 

(b) 주축수평ㆍ경사베드, 

(c) 주축수직ㆍ수직베드. 

(8) 모방선반(copyinglathe). 금속가공용 선반에 의한 재해는 회전중인 척(chuck)이나 가공물 등에 접촉, 칩과의 접촉 또는 비래, 가공물 부착 불량 등에 의한 것이다. 대책으로는 회전부분에 접촉과 칩이나 절삭제의 비산을 방지하기 위해 척이나 가공부분에 덮개를 설치한다, 

칩을 취급할 때는 브러시 등을 사용한다, 흐름형의 절삭 칩은 칩 브레이커(chipbreaker) 등을 사용해 가늘게 절단해 후드나 슈트에서 포집(捕集)한다, 와인딩(winding)장치 등을 사용해 포집한다, 이형(異形)의 가공물은 지그(jig)를 사용해 확실하게 부착하는 등이 필요하다. 

NC 선반" lathe  -  旋盤, 컴퓨터 제어 선반을 말한다. 

공구대의 이동이나 주축의 회전, 공구의 교환, 절삭유의 입출 등을 프로그램으로 제어할 수 있다.

수동으로 공구대를 움직이는 범용선반에서는 X축(전후 방향)과 Y축(좌우 방향)을 동시에 규칙적으로 움직이는 것은 극히 어려운 일이다.

NC선반은 프로그램에서 정해진 대로 공구대를 움직일 수 있기 때문에 테이퍼 형상이나 구면 형상의 부품을 비교적 간단하게 제작할 수 있다.

CNC 선반" 소형 컴퓨터를 내장한 NC공작기계. 가공형상ㆍ가공조건ㆍ가공동작 등의 데이터를 컴퓨터에 의해 자동 프로그래밍을 하여 NC데이터로 변환시키고 펄스 신호화 된 상태로 보유하고 필요에 따라서 공작기계를 가동한다.