연삭(마모컷)

Grinding (abrasive cutting)
앵글그라인더를 사용하여 금속을 연마하여 불꽃을 많이 일으키는 남자

연삭은 연마 가공 공정의 일종으로 연삭 휠을 절삭 공구로 사용합니다.

다양한 기계가 연삭에 사용되며, 휴대용 또는 고정식 기계로 가장 잘 분류됩니다.

밀링 프랙티스는 제조 및 공구 제조의 광범위하고 다양한 분야입니다.매우 미세한 마감과 매우 정확한 치수를 만들 수 있지만 대량 생산 상황에서는 많은 양의 금속을 매우 빠르게 거칠게 만들 수도 있습니다.통상적인 가공(즉, 공구 비트나 밀링 커터와 같은 절삭 공구로 더 큰 칩을 절단하는 것)보다 일반적으로 매우 단단한 재료의 가공에 더 적합하며, 최근 수십 년 전까지는 경화강과 같은 재료를 가공하는 유일한 실용적인 방법이었다.통상적인 가공에 비해 샤프트의 직경을 1/2,000인치 또는 12.7μm로 줄이는 등 매우 얕은 절삭에 적합합니다.

연삭은 진정한 금속 절단 공정이기 때문에 연삭은 절삭의 하위 집합입니다.연마재의 각 입자는 (높은 네거티브 레이크 각도의) 미세한 단일점 절삭날로서 기능하며, 기존의 "절삭" 칩(회전, 밀링, 드릴링, 탭핑 등)과 유사한 작은 칩을 절단합니다.[citation needed]그러나 가공 분야에서 일하는 사람들 사이에서 절삭이라는 용어는 거시적인 절삭 작업을 의미하는 것으로 이해되는 경우가 많고, 그라인딩은 정신적으로 "별도의" 공정으로 분류되는 경우가 많다.그래서 숍플로어에서는 이 용어를 따로 사용합니다.

래핑과 샌딩은 연삭의 하위 세트입니다.

과정

그라인딩 휠의 연마 입자가 공작물에서 재료를 제거하는 방법에 대한 스케치.

다음 연삭 작업 중 사용할 연삭 작업을 선택하는 것은 크기, 형상, 특징 및 원하는 생산 속도에 따라 결정됩니다.

크리프 피드 연삭

크리프 피드 그라인딩(CFG)은 1950년대 후반 에드먼드와 게르하르트 랑에 의해 독일에서 발명된 분쇄 공정이다.일반 연삭은 주로 표면을 마감하는 데 사용됩니다.그러나 CFG는 높은 비율의 재료 제거에 사용되며, 제조 공정에서 밀링 및 연삭과 경쟁합니다.CFG는 연삭 깊이가 최대 6mm(0.236인치)이며 공작물 속도가 느립니다.보다 부드러운 등급의 수지 본드를 가진 표면을 사용하여 워크 온도를 낮게 유지하고 표면 마감을 1.6μm Rmax까지 향상시킵니다.

CFG는 1인치3(16cm3)의 재료를 제거하는 데 117초가 걸립니다.정밀 연삭은 200초 이상 소요됩니다.CFG는 지속적으로 열화하며 높은 스핀들 출력(51hp 또는 38kW)을 필요로 하며 [1]기계화할 수 있는 부품의 길이가 제한된다는 단점이 있다.

휠 샤프성의 문제를 해결하기 위해 1970년대에 연속 드레스 크리프 피드 그라인딩(CDCF)이 개발되었습니다.CDCF 공정에서 가공하는 동안 휠이 지속적으로 드레싱되며 휠이 지정된 선명도 상태로 유지됩니다.1인치3(16cm3)의 재료를 제거하는 데 17초밖에 걸리지 않아 생산성이 크게 향상되었습니다.38hp(28kW)의 스핀들 파워가 필요하며, 스핀들 속도는 일반 스핀들 속도보다 낮습니다.부품 길이 제한이 지워졌습니다.

고효율 딥 그라인딩(HEDG)도 그라인딩의 한 종류입니다.이 공정은 도금된 초마모 휠을 사용합니다.이 바퀴는 드레싱이 필요 없고 다른 바퀴보다 수명이 길다.이를 통해 설비 투자 비용을 절감할 수 있습니다.HEDG는 긴 부품 길이에 사용할 수 있으며 83초에 16cm의3 속도로3 재료를 제거합니다. HEDG는 높은 스핀들 파워와 빠른 스핀들 속도를 [1]필요로 합니다.

1985년 독일 노르드라흐의 GmbH인 Erwin Junker Maschinenfabrik이 Quickpoint라는 이름으로 특허를 취득한 박리 연삭은 원통형 공작물에 거의 평행한 방향으로 얇은 초마모 연삭 원반을 사용하며 선반의 [1]회전 공구처럼 작동합니다.

초고속 연삭(UHSG)은 4만 fpm(200m/s) 이상의 속도로 주행할 수 있으며 16cm3(1인치3)의 재료를 제거하는 데 41초가 걸리지만 아직 연구개발(R&D) 단계에 있습니다.또한 높은 스핀들 파워와 높은 스핀들 [1]속도가 필요합니다.

원통 연삭

기계공들이 벤치 그라인더에서 공작물을 분쇄합니다.

원통형 연삭(중앙형 연삭이라고도 함)은 공작물의 원통 표면과 어깨를 연삭하는 데 사용됩니다.공작물은 중앙에 장착되고 선반 도그 또는 센터 드라이버로 알려진 장치에 의해 회전됩니다.연마 휠과 공작물은 별도의 모터에 의해 서로 다른 속도로 회전합니다.테이블을 조정하여 테이퍼를 만들 수 있습니다.휠 헤드는 회전할 수 있습니다.원통형 연삭에는 외경(OD) 연삭, 내경(ID) 연삭, 급지 연삭, 크리프 피드 연삭, 센터리스 [2]연삭의 5가지 유형이 있습니다.

원통형 그라인더는 그라인딩(마모) 휠, 워크를 고정하는 2개의 센터 및 워크를 구동하기 위한 척, 그라인딩 도그 또는 기타 메커니즘이 있습니다.대부분의 원통형 연삭기에는 테이퍼형 조각을 형성할 수 있는 회전 장치가 포함되어 있습니다.휠과 공작물은 반경 방향과 세로 방향 모두에서 서로 평행하게 움직입니다.연마 휠은 여러 가지 형태를 가질 수 있습니다.표준 디스크 모양의 휠은 테이퍼형 또는 직선형 워크 형상을 만드는 데 사용되며 성형된 휠은 성형된 워크를 만드는 데 사용됩니다.성형된 휠을 사용하는 공정은 일반 원반형 [3]휠을 사용하는 것보다 진동이 적습니다.

원통 연삭 공차는 직경의 경우 ±0.0005인치(13μm), 원형도의 경우 ±0.0001인치(2.5μm) 이내로 유지된다.정밀 작업은 직경의 경우 ±0.00005인치(1.3μm), 원형도의 경우 ±0.00001인치(0.25μm)의 공차에 도달할 수 있습니다.표면 마감의 범위는 2마이크로인치(51nm)~125마이크로인치(3.2μm)이며, 일반적인 마감 범위는 8~32마이크로인치(0.20~0.81μm)입니다.

표면 연삭

표면 연삭은 회전 연마 휠을 사용하여 재료를 제거하여 평평한 표면을 만듭니다.일반적으로 연삭을 통해 달성되는 공차는 평탄한 재료 연삭의 경우 ±2×10인치−4(5.1μm), 평행한 [4]표면의 경우 ±3−4×10인치(7.6μm)이다.

표면 연삭기는 연마 휠, 척이라고 하는 작업 유지 장치(전자파 또는 진공) 및 왕복 테이블로 구성됩니다.

그라인딩은 일반적으로 주철 및 다양한 종류의 강철에 사용됩니다.이러한 재료는 연삭기에 일반적으로 사용되는 마그네틱 척에 의해 고정될 수 있고, 절단 휠에 녹지 않아 막히고 절단되지 않기 때문에 연삭에 적합합니다.일반적으로 연마되지 않는 재료는 알루미늄, 스테인리스강, 황동 및 플라스틱입니다.모두 강철이나 주철보다 커팅 휠이 더 막히는 경향이 있지만, 특수한 기술로 연마할 수 있습니다.

다른이들

센터리스 연삭

센터리스 그라인딩은 공작물이 센터나 척이 아닌 블레이드로 지지되는 경우입니다.두 개의 바퀴가 사용됩니다.큰 휠은 공작물의 표면을 연마하는 데 사용되고 작은 휠은 공작물의 축방향 이동을 조절하는 데 사용됩니다.센터리스 연삭에는 스루피드 연삭, 인피드/플런지 연삭, 내부 센터리스 연삭 등이 있습니다.

전기화학적 연삭은 전도성 유체 중 양전하를 띤 공작물이 음전하를 띤 연삭 휠에 의해 침식되는 연삭의 일종입니다.공작물의 조각은 전도성 유체에 용해됩니다.

ELID 연삭 개략도

전해 공정 드레싱(ELID) 연삭은 가장 정확한 연삭 방법 중 하나입니다.이 초정밀 연삭 기술에서는 연삭의 정확도를 유지하기 위해 연삭 휠을 전기화학적 및 공정 중에 드레싱합니다.ELID 셀은 금속결합연삭휠, 음극전극, 펄스직류전원 및 전해액으로 구성된다.휠은 카본 브러시를 통해 DC 전원 공급기의 양극 단자에 연결되고 전극은 전원 공급기의 음극에 연결됩니다.일반적으로 알칼리성 액체는 연삭을 위한 전해질과 냉각수로 사용됩니다.노즐은 전해액을 휠과 전극 사이의 틈새에 주입하기 위해 사용된다.갭은 보통 약 0.1mm에서 0.3mm로 유지됩니다.연삭 작업 중 휠의 한쪽은 연삭 작업에 참여하고 다른 한쪽은 전기화학 반응에 의해 드레싱됩니다.금속 결합 재료의 용해는 드레싱에 의해 발생하며, 그 결과 새로운 날카로운 그리트가 [5]연속적으로 돌출됩니다.

폼 그라인딩은 특수화된 원통형 그라인딩으로, 그라인딩 휠이 최종제품의 정확한 형상을 가지고 있습니다.그라인딩 휠은 [6]공작물을 통과하지 않습니다.

공작물의 내경을 연마하기 위해 내부 연삭이 사용됩니다.테이퍼 홀은 수평으로 회전할 수 있는 내부 연삭기를 사용하여 연삭할 수 있습니다.

프리그라인딩 - 새 공구를 제작하고 열처리를 완료한 경우 용접 또는 경화 작업을 시작하기 전에 프리그라인딩됩니다.이 작업에는 일반적으로 피니시 그라인드 OD보다 약간 높은 외경(OD)을 연마하여 피니시 크기를 보장합니다.

숫돌

주요 기사 : 그라인딩 휠

그라인딩 휠은 다양한 그라인딩 및 연마 가공 작업에 사용되는 소모성 휠입니다.일반적으로 거친 연마재 입자가 압착 및 접합되어 단단한 원형 모양을 형성하며, 휠의 용도에 따라 다양한 프로파일과 단면을 사용할 수 있습니다.그라인딩 휠은 표면에 입자가 접합된 솔리드 스틸 또는 알루미늄 디스크로 만들 수도 있습니다.

윤활제

공작물을 윤활 용액에 담그는 기계공.

휠과 공작물을 냉각 및 윤활하고 연마 공정에서 생성된 칩을 제거하기 위해 연마 공정에서 유체를 사용해야 하는 경우가 많습니다.가장 일반적인 분쇄액은 수용성 화학 유체, 수용성 오일, 합성 오일 및 석유 기반 오일입니다.휠의 빠른 회전으로 인해 오일이 조각에서 날아가지 않도록 절단 부위에 오일을 직접 도포해야 합니다.

작업 자재 절삭액 어플
알루미늄 경질유 또는 왁스 홍수.
금관 악기 경질유 홍수.
주철 중질유, 경질화학유, 합성유 홍수.
연강 중질 수용성 오일 홍수.
스테인리스강 중유화성유, 중유화성유, 합성유 홍수.
플라스틱 수용성유, 중유화성유, 건식경량화학유, 합성유 홍수.

공작물

워크홀딩 방법

공작물은 전면 플레이트로 구동되는 선반 도그에 수동으로 고정되며, 선반 도그는 두 개의 중심 사이에 부품을 고정하고 회전시킵니다.부품과 그라인딩 휠은 반대 방향으로 회전하며, 그라인딩 휠을 통과할 때 조각의 작은 부분이 제거됩니다.경우에 따라 가장자리를 접지하기 위해 특수 드라이브 센터를 사용할 수 있습니다.워크홀딩 방식은 셋업 시간을 변경함에 따라 생산 시간에 영향을 미칩니다.

공작물 재료

대표적인 공작물 재료는 알루미늄, 황동, 플라스틱, 주철, 연강 및 스테인리스강입니다.알루미늄, 황동 및 플라스틱은 원통형 연삭에 대한 가공성 특성이 불량할 수 있습니다.주철과 연강은 원통 연삭에 매우 좋은 특성을 가지고 있습니다.스테인리스강은 인성과 경화 가공 능력 때문에 연삭이 매우 어렵지만, 적당한 등급의 연삭 휠로 가공할 수 있습니다.

공작물 형상

워크의 최종 형상은 그라인딩 휠의 미러 이미지이며, 원통형 휠은 원통형 조각을 생성하고 성형 휠은 성형된 조각을 생성합니다.공작물의 일반적인 크기는 0.75인치에서 20인치(18mm에서 1m) 및 0.80인치에서 75인치(2cm에서 4m)까지 다양하지만, 직경 0.25인치에서 60인치(6mm에서 1.5m) 및 길이 0.30인치에서 100인치(8mm에서 2.5m)까지 연마할 수 있습니다.결과적으로 생성되는 모양은 직선 실린더, 직선 모서리 원뿔 모양 또는 상대적으로 토크가 낮은 엔진의 경우 크랭크축이 될 수 있습니다.

공작물 재료에 미치는 영향

화학적 특성 변화에는 높은 표면 응력으로 인한 부식에 대한 민감도가 증가한다.

마감 시 부품에 가해지는 스트레스로 인해 기계적 특성이 변화합니다.높은 연삭 온도는 부품에 얇은 마텐사이트 층이 형성되어 미세 균열의 재료 강도가 저하될 수 있습니다.

물리적 특성 변화에는 강자성 재료의 자기 특성 손실이 포함됩니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d Salmon, Stuart (February 2010). "What is Abrasive Machining?". Manufacturing Engineering. Society of Manufacturing Engineers. Abrasive machining is not precision grinding. The objective is neither super precision nor high-luster surface finishes. Abrasive machining first and foremost generates high stock removal.
  2. ^ Stephenson, David A.; Agapiou, John S. (1997). Metal Cutting Theory and Practice (2nd ed.). Boca Raton: CRC Press. pp. 52–60. ISBN 978-0-8247-5888-2.
  3. ^ Nadolny, Krzysztof (9 April 2012). "The method of assessment of the grinding wheel cutting ability in the plunge grinding". Central European Journal of Engineering. 2 (3): 399–409. Bibcode:2012CEJE....2..399N. doi:10.2478/s13531-012-0005-5. S2CID 136037527.
  4. ^ Matthew, Sam (2016-12-17). "The basics of abrasive cutting". tungstengrinder.net. Retrieved 17 December 2016.
  5. ^ [1], T. Saleh, M. Sazedur Rahman, H.S. Lim, M. Rahman, 초정밀 ELID 연삭기 개발 및 성능 평가, Journal of Materials Processing Technology, Volume 192-193, Pages 287-291.
  6. ^ Adithan & Gupta 2002, 페이지 129

참고 문헌