챕터 9. 연삭가공

챕터 9. 연삭가공 

1. 연삭의 개요

     연삭기는 공구대신에 숫돌바퀴를 고속으로 회전시켜 공작물의 원통면이나 평면을 극히 소량씩 깎는 정밀 공작기계.

    연삭가공은 숫돌바퀴의 단단하고 미세한 숫돌입자 하나하나가 각각 커터의 날과 같이 작용

2. 연삭기의 종류와 구조

 (1) 원통연삭기

     숫돌바퀴의 회전운동과 공작물의 회전, 이송운동으로 원통면, 내면, 정면, 측면 등을 연삭하는 것으로 종류로는 테이블 왕복형,

    숫돌대왕복형, 플런지컷형, 만능연삭기 등이 있다.

     원통연삭기의 크기 : 테이블위의 스윙, 양센터간의 최대거리, 숫돌의 크기( 바깥지름 X 두께 X 안지름 )

  1) 원통연삭방식

     1. 트래버스 연삭법 : 연삭숙돌을 일정한 위치에서 회전시키면서 공작물을 좌우로 이송시키거나 연삭숫돌을 좌우로 이송시켜 연삭

     2. 플런지컷 연삭법 : 공작물은 그 자리에서 회전시키고 숫돌바퀴에 회전과 전후이송을 주어 연삭

  2) 원통연삭기의 종류

     1. 테이블 왕복형 : 테이블을 왕복운동 시키는 형식, 소형공작물에 적합

     2. 숫돌대 왕복형 : 숫돌대를 왕복운동 시키는 형식, 대형공작물에 적합

     3. 플런지 컷형 : 숫돌을 테이블과 직각으로 이동시켜 연삭하는 형식

     4. 만능연삭기 : 보통 원통연삭기와 대체로 같으나 테이블, 숫돌대, 주축대를 각각 선회시킬 수 있다. , 내면 연삭 가능

 (2) 내면 연삭기

  1) 내면연삭방식

     1. 공작물회전형 : 공작물에 회전운동을 주어 연삭하는 방식

     2. 공작물고정형 : 공작물은 정지시키고 숫돌축이 회전운동과 동시에 공정운동을 하는 방식 ( 유성형, 플래니터리형 )

     3. 센터리스형 : 특수한 연삭기를 사용하여 공작물을 고정하지 않는 상태에서 연삭하는 방식

  2) 내면연삭기의 특징

     1. 숫돌의 바깥지름은 구멍의 지름보다 작아야하며 바깥지름 연삭에 비해 숫돌의 소모가 크고 회전수가 높아야한다.

     2. 바깥지름 원통연삭에 비해 가공면의 정밀도가 다소 떨어진다.

     3. 회전정밀도가 높은 구조로 되어 있으며 정밀한 볼베어링을 사용하여 고속회전에서 강력절삭에 견딘다.

     4. 가공중에 안지름을 측정하기 불편하여 자동치수장치가 쓰인다.

 (3) 평면연삭기

  1) 숫돌바퀴의 바깥둘레에 사용하여 연삭하는 방식

  2) 숫돌바퀴의 끝면을 사용하는 연삭방식

 (4) 센터리스 연삭기

     센터나 척을 사용하지 않고 공작물의 바깥원통면을 연삭하는 기계이고 가늘고 긴 공작물을 지지하는데 센터를 사용하지 않는다.

    센터리스연삭은 공작물을 연속적으로 밀어 넣을 수 있고 한번 조정해두면 작업이 자동으로 이루어 진다.

  1) 센터리스 연삭기의 특징

     1. 장점

      - 센터가 필요 없고 중공의 원통을 연삭하는데 편리하다.

      - 연속작업을 할 수 있어 대량생산에 적합

      - 긴 축 재료의 연삭이 가능

      - 연삭여유가 작아도 된다.

      - 연삭숫돌바퀴의 나비가 크므로 지름의 마멸이 적고 수명이 길다.

      - 가공이 쉽고 작업자의 숙련이 필요 없다.

      - 내경연삭 가능

    2. 단점

      - 긴 홈이 있는 공작물 연삭 불가

      - 대형중량물은 연삭 불가

  2) 센터리스 연삭기의 구조

     1. 연삭숫돌은 베드위에 고정하고 조정숫돌대는 베드위에서 미끄러지게하여 후퇴 시킨다. 공작물지지대는 조정숫돌 위를

        미끄러지게 하여 조정하게 된다.

     2. 조정숫돌의 결합제는 마찰계수가 크고 탄력성이 있는 고무를 사용한다.

  3) 공작물 이송방법

     1. 통과이송법

      지름이 같은 공작물을 한쪽에서 밀어넣으면 연삭되면서 자동으로 이송되는 방식

     2. 전후이송법

      연삭숫돌의 나비보다 짧은 공작물로서 턱붙이 또는 끝면플랜지붙이, 테이퍼가 있는 것, 곡선윤곽들이 있는 것들은 통과이송이

     되지 않으므로 지지대위에 올려놓고 조정숫돌을 접근시키거나 수평으로 이송하여 연삭

 (5) 공구 연삭기

     여러가지의 가공용 절삭공구를 연삭하는 것

 (6) 특수연삭기

     나사연삭기, 기어연삭기, 캠연삭기, 롤러연삭기

 

3. 연삭숫돌

 (1) 연삭숫돌의 3요소

  1) 숫돌입자

  2) 기공

  3) 결합제 

연삭숫돌의 구성요소

 (2) 연삭숫돌의 표시법

     순서 : 숫돌입자, 입도, 결합도, 조직, 결합제, 모양 및 연삭면의 모양, 치수( 바깥지름 X 두께 X 구멍지름 ),

            회전시험 원주속도 및 사용원주 속도범위, 제조자명, 제조번호, 제조년월일

  1) 숫돌입자

     천연산과 인조산이 있으며 천연산은 인조산보다 더 단단한 에머리, 코런덤, 다이아몬드 등의 숫돌재료가 있으나 천연산을 적당히

    가공하여 만든 천연숫돌은 경도가 작아서 단단한 재료를 연삭할 때에는 부적당 하다.

    따라서, 천연산보다 경도가 크며 질이 균일한 인조산의 숫돌입자(알루미나, 탄화규소계)를 사용

  2) 입도

     입자의 크기를 체눈의 번호로 표시하며 번호는 메시를 의미한다.

  3) 결합도

     숫돌입자를 결합하고 있는 결합제의 세기를 말하며 결합도가 낮은쪽부터 높은쪽으로 알파벳순으로 표시

  4) 조직

     숫돌의 단위체적당 입자의 양 즉, 입자의 조밀상태를 나타낸다. 조직의 표시는 번호와 기호로 나타냄

  5) 결합제

     - 결합제는 적당한 기공이 있어야한다.

     - 열이나 연삭액에 대하여 안정되어야 한다.

     - 고속회전으로 인한 기계적 강도가 충분해야 한다.

     - 균일한 조직을 만들 수 있어야 한다.

     - 비트리 파이드 : V

     - 실리케이트 : S

     - 고무 : R

     - 레지노이드 : B

     - 셸락 : E

     - 비닐 : PVA

     - 메탈 : M

4. 연삭작업

 (1) 원주속도

     원주속도가 느리면 숫돌의 마모가 심하여 표면이 거칠어지며 빠르면 날이 무뎌져 절삭성이 저하된다.

     원주속도=연삭숫돌의 원주속도 ± 공작물의 원주속도

 (2) 연삭깊이

     연삭할 때의 연삭깊이는 얕게 주도록하고 거친연삭을 할 때에는 될 수 있는대로 연삭깊이를 깊게 주고 다듬 연삭할 때에는

    얕게 주도록 한다.

 (3) 이송량

    원통연삭에서 공작물의 축방향 이송(세로이송)은 공작물 1회전에 대하여 연삭숫돌의 나비(B)이하로 해야한다.

    강철 : (1/3~3/4)B 주철 : (3/4~4/5)B 다듬연삭 : (1/4~1/3)B

 (4) 연삭동력

 (5) 연삭제

     연삭제 구비 조건

     - 냉각성, 윤활성, 유동성이 좋아야한다

     - 부식과 변질을 하지 않고 다른 기름과 화학반응을 일으키지 않아야 한다.

     - 녹을 내지 않아야 한다.

 (6) 연삭숫돌의 수정

  1) 드레싱

     자생작용이란 연삭숫돌을 정상상태에서 사용할 때에 숫돌입자를 끝이 무디게 되면 파괴 또는 탈락하여 항상 새로운 숫돌입자가

    표면에 나타나 연삭을 계속할 수 있는 현상이다. 연삭숙돌에서 로딩이나 글레이징이 일어나면 절삭상태가 나빠지기 때문에 표면에서   

    숫돌입자를 제거해야 한다. 이와 같은 작업이 드레싱

     1. 로딩(눈메움) : 결합도가 높은 숫돌에 구리와 같이 연한 금속을 연삭하였을때 숫돌표면의 기공에 칩이 메워져 연삭이 안되는 현상

     2. 글레이징(무딤) : 결합도가 높으면 자생작용이 잘 안되어 숫돌 입자가 탈락하지않고 마모에 의해 납작하게 무뎌지는 현상

     3. 입자탈락 : 결합도가 낮으면 숫돌입자의 파쇄가 일어나기 전에 결합제가 파쇄되어 숫돌입자가 입자 그대로 떨어져 나간다.

  2) 트루잉 

     정확한 숫돌의 형상이 필요할때 숫돌의 형상을 수시로 교정해야 하는 작업이다. 트루잉은 숫돌표면을 일정한

    두께만큼 제거하므로 드레싱도 동시에 된다.