그라인딩 기초: 원리부터 실무 기술까지

I. 기본 프로세스 지식

1. 연삭의 원리 및 절단 형태

연삭은 그림 1과 같이 미세 절삭 가공을 위해 연삭 공구 또는 공작물 표면에 연마 분말 또는 연마재를 매립하거나 코팅하는 작업입니다.

특수한 가공 형태인 연마 입자는 공작물을 물리적으로 절단하기 위한 수많은 작은 절삭 공구 역할을 합니다. 화학 연마제(산화크롬과 스테아르산으로 만든 연마제 등)를 사용하면 가공된 재료를 연마할 수도 있습니다.

동안 연마하는 원리 연삭 공정 마찰과 절단으로 인해 연마되는 재료의 온도가 상승합니다. 절삭 열이 쉽게 방출되지 않아 공기와 접촉하면 가공된 금속 가공품 표면에 얇은 산화막이 빠르게 형성됩니다(강철은 0.05초, 납은 0.04초 만에 산화막이 형성됨). 화학 연마재를 사용하면 연삭 중에 이 산화막을 제거하여 산화막을 지속적으로 형성 및 제거할 수 있으므로 표면 거칠기 값을 지속적으로 감소시키고 공작물을 연마할 수 있습니다.

연삭 후 부품의 치수 정확도는 0.001~0.005mm에 달하고 표면 거칠기 값은 Ra0.2~0.05μm에 달할 수 있습니다. 한편 부품의 내마모성과 내식성도 향상됩니다.

위에서부터 연삭 절삭의 형태는 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다:

(1) 임베디드 그라인딩 방식

연마 입자가 두 연삭 공구의 작업 표면에 고르게 퍼진 다음 서로 연마되어 연마 입자가 연삭 공구의 작업 표면에 직접 묻히도록 합니다. 그런 다음 이 연삭 공구를 사용하여 공작물을 연삭할 수 있습니다(연삭 중에 연삭 표면에 약간의 오일을 추가할 수 있음).

이 연삭 공구의 가장 큰 장점은 여러 개의 작은 날이 동시에 공작물 표면을 긁어내는 것처럼 입자가 단단히 박혀 있다는 것입니다. 연삭 작업에서 절삭량은 일반적으로 수 마이크로미터에 달할 정도로 비교적 크며 절삭 치수 정확도가 높습니다. 단점은 절삭 효율이 낮으며 일반적으로 일반적인 정밀도 요구 사항이 있는 부품을 연삭하는 데 적합합니다.

(2) 코팅 연마 방법

코팅 연삭에는 공작물 또는 연삭 공구의 표면에 연마제를 도포하는 작업이 포함됩니다. 연삭유가 존재하기 때문에 연마 입자는 어느 정도의 유동성을 가지고 있습니다. 임베디드 연삭의 순수한 다날 절삭 작용과 비교하여 연마재는 공작물 표면에 롤링 및 마찰 효과도 있습니다. 따라서 연삭유가 충분하다는 전제하에 절삭 효율이 높고 표면 거칠기 값을 낮추기 쉽습니다. 일반적으로 중간 정도의 정밀도 요구 사항을 가진 부품 연삭에 적합합니다.

(3) 연마

화학 연마재를 사용한 연삭은 주로 연마 성능을 주로 활용하면서 절삭에 중점을 두며, 주로 연마에 사용됩니다.

2. 연삭 도구

(1) 연마제

1) 연마제의 일반적인 유형과 용도

표 1 일반적인 연마재 유형과 용도

2) 일반적인 연마제 모델 및 용도

연마 분말은 일반적으로 거친 연삭에 사용되며, 입자 수가 클수록 더 미세한 연마재입니다. 마이크로 파우더는 일반적으로 반정밀 연삭 및 정밀 연삭에 사용되며, 표 2와 같이 숫자가 작을수록 입자가 더 미세합니다.

표 2 일반적인 연마제 모델

(2) 연마제

연마제를 수동으로 준비할 때는 연마 입자 크기를 합리적으로 선택한 다음(표 1 참조) 일정 비율의 스테아르산, 희석유(등유, 가솔린, 엔진 오일) 등을 혼합해야 합니다.

거친 연마제를 준비하려면 연마제(연마 분말 또는 미세 분말) 8%(질량 분율 기준, 이하 동일), 스테아르산 4%, 올레산 8%, 변압기 오일 및 등유 각 40%, 소량의 밀랍 등을 사용할 수 있습니다. 미세 분쇄의 경우 올레산을 첨가하지 않고 등유를 더 많이 사용합니다.

연삭 기술의 지속적인 홍보와 적용으로 연마제, 윤활액, 스테아르산으로 만든 연삭 페이스트가 널리 사용되고 있습니다. 사용 시 연삭 페이스트는 엔진 오일로 희석한 다음 사용합니다. 일반적인 연삭 페이스트 성분으로는 40% 다이아몬드 연마재, 20% 산화크롬, 25% 스테아르산, 10% 커패시터 오일, 등유 등이 있습니다. 사용 시 관련 제품 정보를 참조하세요.

(3) 랩핑 도구

1) 래핑 도구 재료

래핑 공구를 선택하는 원칙은 공구 재료의 경도가 연마재보다 낮아야하며 일반적으로 부드럽고 내마모성 재료가 더 나은 성능을 발휘한다는 것입니다. 그중 연성 주철, 저탄소 강철, 구리 및 알루미늄은 주로 임베디드 랩핑 도구에 적합하고 Babbitt 합금은 정밀 베어링 연삭에 적합하며 유리 및 폴리 에스테르 직물은 주로 연마에 사용되는 반면 경질 목재 재료 및 가죽 랩핑 도구는 주로 비철 연마에 적합합니다. 금속.

2) 일반적인 래핑 도구 구조 및 형태

래핑 도구의 구조는 일반적으로 래핑할 공작물 표면의 모양과 일치해야 합니다. 그림 2a에서 볼 수 있듯이 래핑 플레이트는 주로 넓은 평평한 표면을 래핑하는 데 적합합니다. 홈이 있는 래핑 플레이트는 일반적으로 거친 표면 래핑에 사용되며, 매끄러운 플레이트는 일반적으로 미세한 표면 래핑에 사용됩니다.

그림 2b에 표시된 바 모양의 래핑 플레이트는 주로 좁고 긴 바 모양의 공작물 및 내부 홈의 래핑에 적합하고, 그림 2c는 일반적으로 사용되는 래핑 슬리브를 보여 주며 외부 원통형 표면 래핑에 적합하며, 그림 2d는 주로 내부 원통형 표면 래핑에 사용되는 래핑 도구를 보여줍니다. 래핑 플레이트와 마찬가지로 곡선형 홈이 있는 래핑로드는 일반적으로 내부 보어의 거친 래핑에 사용되며, 매끄러운 외부 원통형 표면은 일반적으로 내부 보어의 미세 래핑에 사용됩니다.

a) 대형 랩핑 플레이트
b) 좁은 평평한 표면을 위한 래핑 플레이트
c) 외부 원통형 표면용 랩핑 슬리브
d) 내부 원통형 표면용 래핑 로드

3. 분쇄 허용량 및 분쇄 용량

(1) 연삭 수당

일반적으로 0.005~0.03mm의 연삭 공차를 갖는 것이 적절합니다. 구체적인 선택 원칙은 다음과 같습니다:

1) 공작물의 형상 및 정확도 요구 사항에 따라 더 넓은 면적이나 높은 정확도가 필요한 복잡한 형상은 100mm 길이 이상의 연삭에 약 0.03mm의 더 큰 연삭 허용치를 사용해야 합니다.

2) 전처리(미세 연삭, 스크래핑 등 이전 단계)의 품질이 높은 경우 연삭 허용치는 100mm 길이에 대해 약 0.015mm 이하로 더 작을 수 있으며, 그렇지 않은 경우 더 큰 연삭 허용치를 취해야 합니다.

3) 실용적인 관점에서 양면, 다면 및 위치 정확도에 대한 요구 사항이 높고 전처리 중 품질을 보장하는 장비가 없는 공작물의 경우 연삭 공차를 실질적으로 고려해야 합니다.

(2) 분쇄 용량

경험에 따라 연삭 압력은 표 3에서 선택할 수 있습니다.

표 3 연삭 압력 선택 표

참고: 내부 구멍 직경 범위는 ϕ5~ϕ20mm입니다.

경험에 따라 연삭 속도는 표 4에서 선택할 수 있습니다.

표 4 연삭 속도 선택 표

참고: 1. 부드러운 소재나 높은 정밀도가 필요한 경우 속도를 더 낮은 값으로 설정할 수 있습니다.
2. 내부 구멍 직경 범위는 ϕ6~ϕ10mm입니다.

II. 기본 운영 기술

1. 연삭 평면 프로세스

1) 연삭 공구와 연삭할 공작물의 작업 표면을 청소합니다.

2) 연마제를 연마판에 골고루 바릅니다.

3) 연마해야 하는 공작물의 표면을 연삭판에 부착합니다.

4) 연삭 궤적. 선형 연삭 동작은 더 높은 기하학적 정확도를 얻을 수 있으며 계단이 있는 좁고 긴 평면에 적합하지만 낮은 표면 거칠기 값을 얻기가 어렵습니다.

그림 8 또는 그림 8 모양의 연삭 모션은 작은 평면 공작물을 연삭하는 데 사용되며, 연삭되는 두 표면이 균일한 접촉을 유지하여 연삭 품질을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

5) 연삭 과정 중 연삭 속도와 연삭 압력을 제어합니다(앞서 언급한 대로). 더 나은 연삭 결과를 얻기 위해 적용된 압력과 속도를 특정 범위 내에서 유연하게 조정할 수 있습니다.

거친 연삭이나 작고 단단한 공작물을 연삭할 때는 더 높은 압력과 느린 속도를 사용할 수 있습니다. 미세 연삭 또는 큰 공작물을 연삭할 때는 더 작은 압력과 더 빠른 속도를 적용해야 합니다.

6) 일정 시간 연삭 후 공작물을 뒤집거나 연삭 각도를 조정하여 고르지 않은 연삭을 방지해야 합니다.

7) 그림 3과 같이 다이얼 인디케이터로 그라인딩 표면의 평탄도 오차를 확인합니다. 연삭 두께가 고르지 않은 경우 두꺼운 부분에 더 큰 압력을 가하고 다시 연삭하여 수정합니다.

1-검사 플레이트
2-인디케이터 스탠드
3-다이얼 게이지
4-워크피스

8) 좁은 면을 연삭할 때 백킹 아이언을 사용하여 연삭하는 공작물을 함께 움직여 연삭 중 튀는 현상을 제거하여 공작물의 부드러운 이동을 가능하게 합니다. 그림 4는 직각 자의 안쪽 좁은 면을 연마하는 방법을 보여줍니다.

1-플레이트
2-백 아이언
3-직각 눈금자

2. 원통형 표면 연삭 공정

내부 및 외부 원통형 표면 연삭은 순수하게 수작업으로 수행하거나 수동 작업과 함께 공작 기계를 사용하여 수행할 수 있습니다. 그러나 수동 연삭의 품질과 효율성은 높지 않기 때문에 일반적으로 후자의 방법을 사용합니다.

(1) 내부 원통형 표면 연삭 공정

슬리브 연삭의 예를 들어 연삭 과정을 설명합니다.

1) 연삭 수당

연삭 공차는 일반적으로 부품 공차 범위 내에서 부품의 크기와 정확도에 따라 결정해야 합니다. 연삭 공차는 0.005mm를 초과해서는 안 되며, 각 연삭에서 제거되는 금속 층의 두께는 0.002mm를 초과해서는 안 된다는 것이 원칙입니다.

2) 슬리브형 부품의 연삭 방법

직경이 작은 슬리브를 교체할 때는 수동 연삭과 기계 연삭을 함께 사용할 수 있습니다. 내경이 더 큰 경우 수동 연삭을 사용할 수 있습니다. 그림 5와 같이 구체적인 연삭 작업 방법은 다음과 같습니다:

1) 연삭봉을 선반 척에 단단히 고정하고 회전시킨 다음 연삭을 위해 슬리브를 연삭봉 위에 놓습니다. 일반적으로 연삭봉의 작업 부분의 길이는 공작물 길이의 1.5~2배입니다.

2) 슬리브 안쪽 표면에 연마제를 골고루 발라줍니다. 슬리브를 수동으로 밀면서 연삭봉의 회전과 연삭봉의 축 방향을 따라 슬리브의 왕복 운동을 통해 연삭을 수행합니다.

3) 연삭봉의 일반적인 속도는 직경이 ϕ100mm 미만인 경우 100r/min, 직경이 ϕ100mm 이상인 경우 50r/min입니다. 공작물의 왕복 속도는 연삭 중에 나타나는 네트워크 패턴에 따라 제어할 수 있습니다. 45° 패턴이 나타나면 슬리브의 이동 속도가 적절하다는 것을 나타냅니다.

4) 슬리브 연삭 시 작업 시 주의사항

• 내경이 작은 슬리브를 거칠게 분쇄하거나 연삭할 때는 더 높은 압력과 느린 속도를 적용합니다. 미세 분쇄 또는 큰 슬리브의 경우 더 낮은 압력과 더 빠른 속도를 사용합니다.
• 순수 수동 연삭을 사용하는 경우, 편심 연삭을 방지하기 위해 슬리브 중심을 가능한 한 지면과 수직으로 유지해야 합니다.
• 슬리브의 내부 표면에 흠집이 생기지 않도록 분쇄제에 불순물이 섞이지 않도록 주의하세요.
• 연마제는 슬리브 안쪽 표면에 얇고 균일하게 도포해야 하며, 고르지 않게 도포하지 않도록 주의해야 합니다.
• 구멍에서 흘러나온 연마제가 있으면 즉시 닦아내어 구멍 가장자리가 확장되는 것을 방지합니다.
• 일정 시간 연삭한 후에는 슬리브 구멍의 타원형과 테이퍼링을 방지하기 위해 연삭 방향을 뒤집고 변경하는 데 주의를 기울여야 합니다.
• 슬리브가 휘어지거나 변형되지 않도록 너무 꽉 조여서는 안 됩니다.
• 분쇄 중 온도가 50℃를 초과하면 분쇄를 중단하세요.

(2) 외부 원통형 표면 연삭 공정

작동 방법 및 주의 사항은 내경 원통 표면 연삭과 유사합니다. 연삭하는 동안 먼저 그림 6과 같이 공작물을 기계에 고정합니다. 공작물의 외부 원통형 표면에 얇고 균일한 연삭제를 도포하고 연삭 공구를 장착하고 연삭 간극을 조정한 다음(거친 연삭 및 미세 연삭 허용치에 따라 조정 가능) 기계를 시동하고 연삭 슬리브를 수동으로 잡고 공작물의 전체 축 길이를 따라 일정한 속도로 앞뒤로 이동하여 어느 구간에서 멈추지 않고 연삭을 진행합니다.

동시에 연삭 슬리브도 간헐적으로 회전하여 공작물 또는 연삭 공구의 무게로 인한 진원도 오차를 제거해야 합니다. 일정 기간 연삭 후 연삭 품질을 점검해야 합니다. 공차를 벗어난 진원도가 감지되면 적절하게 표시하고 간격을 조정한 후 표시된 부분을 집중적으로 연삭합니다. 공작물에서 테이퍼 오차가 발견되면 연삭 공구 또는 공작물을 뒤집고 연삭 간격을 다시 조정한 후 보정 연삭을 수행합니다.