연삭 조건과 숫돌의 결함·복원 작업 — 트래버스·플런지·원주 속도·연삭 시간·눈메움·눈무딤·눈탈락·드레싱·트루잉 | 기계공작법 8.1-3
기계공작법Chapter 08 연삭·정밀 입자·특수 가공 › Section 01
8.1-3 연삭 조건과 숫돌의 결함·복원 작업
연삭의 능률과 정밀도는 작업 방식과 다섯 가지 연삭 조건으로 결정. 자생 작용이 어긋나 생긴 숫돌 결함은 드레싱과 트루잉, 또는 숫돌·조건의 재선정으로 회복.
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01트래버스 연삭과 플런지 연삭교재 178p
- 앞 편의 연삭기로 어떻게 갈 것인가의 문제. 연삭의 능률과 정밀도는 작업 방식과 연삭 조건에 따라 크게 달라지며, 작업 방식은 공작물의 형상에 따라, 조건은 재질과 가공 목적에 따라 결정.
- 트래버스 연삭(이송 연삭)은 숫돌을 일정한 깊이로 고정한 채 공작물을 축 방향으로 길게 왕복 이송하며 깎는 방식. 숫돌 폭보다 긴 공작물의 바깥지름 전체를 연삭할 때 사용.
- 플런지 연삭은 공작물을 축 방향으로 이송하지 않고 숫돌이 연삭 깊이 방향(반지름 방향)으로만 이송하는 방식. 숫돌 폭보다 짧은 구간이나 숫돌 형상을 그대로 옮겨 찍는 홈·단이 있는 형상에서 능률이 높음.
02숫돌의 원주 속도교재 178p
- 연삭의 주요 조건은 숫돌의 원주 속도·공작물의 속도·이송량·연삭 깊이·연삭유의 다섯 가지. 그중 연삭 능률에 가장 큰 영향을 주는 것이 숫돌의 원주 속도.
- 숫돌의 원주 속도 V = πDN/1000 (m/min). D는 숫돌 지름(mm), N은 숫돌의 분당 회전수. 너무 느리면 숫돌 마모가 심해지고, 너무 빠르면 자생 작용이 억제되어 눈무딤이 생기기 쉬움.
- 최고 사용 주속도는 호칭 기호 끝에 [m/s]로 적지만 식은 [m/min]이므로 60을 곱해 단위를 맞춤. 교재 예제 8.2(바깥지름 200 mm·25 m/s)의 답은 2,500 rpm.
03공작물의 속도·이송량·연삭 깊이교재 179p
- 공작물의 속도는 원통 연삭에서는 공작물의 원주 속도, 평면 연삭에서는 테이블의 왕복 속도로 나타내며 대체로 숫돌 원주 속도의 1/100 정도. 너무 빠르면 입자 하나의 절삭량이 많아져 눈탈락, 너무 느리면 입자가 얕게 스쳐 눈메움과 눈무딤이 생기기 쉬움.
- 이송량은 트래버스 방식에서 공작물이 한 바퀴 도는 동안 축 방향으로 이동하는 거리(mm/rev). 나선 무늬가 남지 않도록 숫돌 폭 B의 비율로 잡아 거친 연삭은 (1/2~3/4)B, 다듬질 연삭은 (1/5~1/3)B.
- 연삭 깊이는 한 번 이송할 때 깎는 깊이로 거친 연삭이라도 0.01~0.04 mm, 다듬질 연삭은 0.0025~0.005 mm. 다듬질로 갈수록 이송량도 깊이도 더 작게 잡음.
04연삭유와 연삭 시간교재 179p
- 연삭은 마찰열이 매우 커서 공작물에 열 변형이나 균열이 생기기 쉬움. 연삭유는 냉각·세척·윤활의 세 작용으로 가공 정밀도를 높이고 숫돌 수명을 늘리며, 조건에 따라 연삭유 없이 건식 연삭도 함.
- 원통 연삭의 연삭 시간 T = L × i × K / (f × N) (min). L은 연삭 길이, i는 연삭 횟수, K는 스파크 아웃 등을 고려한 여유 계수, f는 공작물 한 바퀴당 이송량, N은 공작물의 회전수.
- 교재 예제 8.3(길이 300 mm·숫돌 폭 45 mm·f = (2/3)B·120 rpm·4회·K = 1.2)의 답은 0.4 min.
단위와 기호를 헷갈리기 쉬운 자리
- 최고 사용 주속도 [m/s]를 식에 넣을 때 60을 빠뜨리면 회전수가 60분의 1로 나옴.
- 연삭 시간 식의 f는 숫돌 폭 B가 아닌 공작물 한 바퀴당 이송량. 같은 N이라도 원주 속도 식은 숫돌의 회전수, 연삭 시간 식은 공작물의 회전수.
05숫돌의 세 가지 결함교재 180p
- 결함은 숫돌의 마모나 잘못된 선정으로 자생 작용이 원활하지 않을 때 나타나며 연삭 성능을 급격히 떨어뜨림.
| 결함 | 생기는 때 | 현상 |
|---|---|---|
| 눈메움(loading) | 구리·알루미늄 등 연성이 큰 재료, 조직이 치밀하거나 결합도가 높을 때 | 미세한 칩이 기공을 막아 마찰열 급상승 |
| 눈무딤(glazing) | 결합도가 지나치게 단단할 때 | 무뎌진 입자가 탈락하지 못해 표면이 윤이 남 |
| 눈탈락(shedding) | 결합도가 작업에 비해 지나치게 낮을 때 | 입자가 일찍 떨어져 숫돌 마모가 심하고 형상 붕괴 |
- 눈메움·눈무딤은 숫돌 표면을 깎아 내는 드레싱으로 해결. 눈탈락은 드레싱으로 해결되지 않으므로 결합도가 한 단계 단단한 숫돌로 바꾸거나 공작물의 속도·이송량·연삭 깊이를 줄임.
06드레싱과 트루잉교재 180p
- 드레싱(dressing)은 무뎌진 입자와 막힌 칩을 깎아 내어 새 예리한 입자를 드러내는 「날 세우기」. 숫돌의 절삭 성능을 되살리는 것이 목적이며 쓰는 공구는 드레서.
- 트루잉(truing)은 불균일한 마모로 변형된 숫돌의 동심도·형상을 정확한 기하학적 형상으로 고치는 「모양 잡기」. 과정에서 불량 입자도 떨어져 나가 드레싱 효과가 함께 나타남.
- 연삭을 다 봄 — 더 고운 면은 다음 편 정밀 입자 가공.
이 절의 핵심 정리
- 트래버스 연삭은 공작물을 축 방향으로 왕복 이송하고 플런지 연삭은 숫돌이 연삭 깊이 방향으로만 이송한다.
- 숫돌의 원주 속도는 πDN/1000으로 구하며 최고 사용 주속도에는 60을 곱해 단위를 맞춘다.
- 공작물의 속도는 숫돌 원주 속도의 1/100 정도이고 이송량은 숫돌 폭의 비율로 잡는다.
- 연삭 시간 식의 f는 숫돌 폭이 아니라 공작물 한 바퀴당 이송량이다.
- 눈메움과 눈무딤은 드레싱으로 고치고 눈탈락은 결합도와 조건을 다시 잡으며 트루잉은 숫돌의 형상을 바로잡는다.
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1. 7.4-2 나사 가공용 공구와 보링 머신 (표지)
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