에이 연삭기 연마 휠 또는 기타 연마 절단 도구를 사용하여 마모를 통해 공작물에서 재료를 제거하는 정밀 전동 공구 또는 산업용 기계입니다. 그 결과 표면이 미세하게 마감되고, 치수가 정확하며, 모서리가 예리해집니다. 제조에서 연삭기는 공작 기계의 하위 유형으로 분류되며 공차가 엄격한 마무리 작업에서 중요한 역할을 합니다. ±0.001mm(1미크론) 필수입니다.
정의된 형상의 절삭 공구를 사용하는 선삭 또는 밀링과 달리 연삭은 연마 입자(산화알루미늄, 탄화규소, CBN(입방정 질화붕소) 또는 다이아몬드와 같은 경질 재료의 불규칙한 입자)가 휠에 결합되어 있는 방식입니다. 각 입자는 작고 정의되지 않은 절삭날 역할을 합니다. 따라서 연삭은 더 부드럽거나 큰 절삭 공구로는 달성할 수 없는 단단한 재료와 초정밀 마무리 작업에 이상적입니다.
연삭기는 자동차 부품 생산부터 항공우주 엔지니어링, 공구 및 금형 제작, 베어링 제조, 의료 기기 제조에 이르기까지 거의 모든 금속 제조 및 제조 환경에서 사용됩니다. 전 세계 연삭기 시장의 가치는 대략 2023년 51억 달러 첨단산업의 정밀부품 수요에 힘입어 계속해서 성장하고 있습니다.
연삭기의 작동 원리는 다음과 같습니다. 연마 가공 - 연마 입자에 의한 마찰과 미세 절단을 통한 재료의 기계적 제거. 이 프로세스가 어떻게 작동하는지 자세히 이해하면 작업자가 연삭 성능을 최적화하고 일관된 결과를 얻는 데 도움이 됩니다.
연삭 휠이 고속으로 회전할 때 — 일반적으로 1,500 및 3,000RPM 벤치 그라인더의 경우 또는 최대 60m/s 표면 속도 고속 생산 연삭용 - 휠 표면의 각 연마 입자는 공작물과 잠깐 접촉합니다. 이 접촉 중에 곡물은 작은 칩을 자르거나 재료를 갈아내거나(소성 변형 유발) 표면 위로 미끄러지듯 움직입니다(마찰과 열 유발).
절단, 쟁기질 및 슬라이딩 비율은 입자 크기, 휠 경도, 피삭재 재료 경도, 절단 깊이, 절삭유(냉각수) 유무 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 잘 조정된 연삭 설정은 절단을 최대화하고 쟁기질과 미끄러짐을 최소화하여 표면 마감을 개선하고 열 축적을 줄입니다.
연삭 휠과 공작물은 제어된 방식으로 서로 상대적으로 움직입니다. 휠이 높은 주변 속도로 회전하는 동안 공작물은 고정 장치(척, 센터 사이 또는 자기 테이블)에 고정되어 제어된 속도로 휠에 공급됩니다. 절삭 깊이와 결합된 이 이송 속도는 재료 제거율(MRR)과 그에 따른 표면 품질을 결정합니다.
예를 들어, 표면 연삭에서는 공작물(일반적으로 평평한 금속 부품)이 왕복 테이블의 회전 휠 아래에서 앞뒤로 이동하며 휠은 점차적으로 내려갑니다. 패스당 0.005~0.025mm — 원하는 치수가 달성될 때까지. 원통형 연삭에서는 공작물이 자체 축을 중심으로 회전하는 동시에 휠이 공작물의 길이를 따라 회전하고 이동합니다.
연삭 휠 동작의 가장 중요하고 독특한 측면 중 하나는 다음과 같습니다. 자체 선명화 . 사용 중에 연마 입자가 무뎌지면서 연마 입자에 작용하는 연삭력이 증가합니다. 결국, 곡물이 부서지거나(새 날카로운 가장자리가 노출됨) 곡물을 잡고 있는 결합이 끊어져 둔한 곡물이 풀려나고 그 아래에 새로운 날카로운 곡물이 노출됩니다. 이것이 연삭 휠의 "등급"(경도)이 중요한 이유입니다. 너무 단단한 휠은 둔한 입자를 너무 오랫동안 유지하고(유리 현상 및 열 축적 원인), 너무 부드러운 휠은 입자를 조기에 떨어뜨립니다(휠이 빠르게 마모됨).
올바른 휠 등급은 가공물 재질과 일치해야 합니다. 경화 공구강과 같은 단단한 재료에는 더 부드러운 등급의 휠이 필요하며(그래서 곡물이 더 쉽게 부서집니다), 알루미늄과 같은 부드러운 재료에는 휠이 너무 빨리 마모되는 것을 방지하기 위해 더 단단한 등급의 휠이 필요할 수 있습니다.
연삭은 마찰로 인해 상당한 열을 발생시킵니다. 분쇄 구역의 온도는 순간적으로 800°C ~ 1,500°C 극단적인 경우. 적절한 냉각이 이루어지지 않으면 이 열로 인해 가공물에 열적 손상이 발생합니다. 즉, 연소, 미세 균열, 잔류 응력, 표면 경도 변화, 치수 부정확성이 발생합니다. 일반적으로 수성 유제 또는 합성 유체인 절삭유(냉각수)는 연삭 영역에 적용되어 열을 흡수하고, 접촉 영역을 윤활하고, 부스러기(미세한 금속 및 연마 입자)를 씻어냅니다. 적절한 절삭유 적용은 휠 선택이나 이송 속도만큼 연삭 품질에 중요합니다.
단일 범용 연삭기는 없습니다. 특정 공작물의 형상, 재료 및 정밀도 요구 사항에 맞게 다양한 유형이 설계되고 최적화되었습니다. 다음은 가장 일반적인 유형에 대한 자세한 분석입니다.
표면 연삭기는 공작물에 평평한 표면을 생성합니다. 가장 일반적인 구성은 주변 연삭 휠과 왕복 작업대가 있는 수평 스핀들을 사용합니다. 공작물은 일반적으로 자기 척에 고정됩니다. 표면 연삭기는 공구 강판, 금형 베이스, 기계 슬라이드 및 평평하고 매끄러운 기준 표면이 필요한 모든 부품을 마무리하는 데 널리 사용됩니다. 평탄도 공차 0.002~0.005mm 일상적으로 달성 가능합니다.
원통형 연삭기는 샤프트, 핀, 슬리브 및 보어와 같은 원통형 가공물의 외부 또는 내부 표면을 연삭하는 데 사용됩니다. 외부 원통형 연삭에서는 공작물이 중심 사이 또는 척 내에서 회전하고 휠이 길이를 따라 이동합니다. 내부 원통형 연삭(ID 연삭)은 보어에 삽입된 작은 휠을 사용하여 내부 표면을 연삭합니다. 원통형 연삭은 베어링 시트, 유압 실린더 로드 및 정밀 스핀들(진원도 공차가 요구되는 부품)을 생산하는 데 필수적입니다. 0.001mm 이하 .
센터리스 연삭에서는 공작물이 센터 사이나 척에 고정되지 않습니다. 대신 작업대 블레이드에 지지되고 조절 휠로 제어되며 그라인딩 휠은 재료를 제거합니다. 이 설정을 통해 막대, 튜브, 핀과 같은 원통형 부품을 매우 높은 생산 속도로 연속적으로 자동 연삭할 수 있습니다. 센터리스 그라인더는 패스너, 유압 부품, 자동차 부품 생산에 많이 사용됩니다. 단일 센터리스 그라인더로 가공 가능 시간당 수백 개의 부품 일관된 직경 공차를 가지고 있습니다.
이러한 특수 기계는 엔드밀, 드릴 비트, 리머, 탭, 밀링 커터와 같은 절삭 공구를 연삭합니다. 복잡한 다축 설정이 특징이며 공구실과 연삭 공장에서 찾아볼 수 있습니다. 절삭 공구를 재연마할 수 있는 기능은 사용 수명을 크게 연장합니다. 적절하게 재연마한 엔드밀은 적은 비용으로 새 엔드밀의 성능과 맞먹을 수 있습니다.
벤치 그라인더는 수평 스핀들에 하나 또는 두 개의 연삭 휠이 장착되어 작업대에 장착된 간단하고 컴팩트한 기계입니다. 거친 연삭, 디버링, 수공구 연마 및 가벼운 재료 제거에 사용됩니다. 정밀 기계는 아니지만 전 세계 작업장, 차고 및 유지 관리 시설에서 볼 수 있는 가장 일반적인 연삭 기계 중 하나입니다. 표준 벤치 그라인더는 일반적으로 다음에서 작동합니다. 3,450RPM 6~8인치의 휠 직경을 사용합니다.
앵글 그라인더는 금속, 석재 및 기타 재료를 절단, 연삭 및 연마하는 데 사용되는 휴대용 전동 공구입니다. 건설, 제조 및 금속 가공 분야에서 가장 다재다능하고 널리 사용되는 전동 공구 중 하나입니다. 앵글 그라인더는 디스크형 연마 휠, 커팅 디스크, 플랩 디스크 또는 와이어 브러시를 사용하며 일반적으로 다음 속도에서 작동합니다. 6,000 및 12,000RPM . 일반적인 디스크 직경은 4.5인치(115mm), 5인치(125mm), 9인치(230mm)입니다.
| 유형 | 주요 용도 | 일반적인 공차 | 기간산업 |
|---|---|---|---|
| 표면 연삭기 | 평평한 표면 | ±0.002~0.005mm | 툴링, 금형 제작 |
| 원통형 연삭기 | 샤프트, 보어 | ±0.001mm | 에이utomotive, Aerospace |
| 센터리스 그라인더 | 대용량 실린더 | ±0.002mm | 패스너, 유압장치 |
| 공구 및 커터 그라인더 | 재연마 도구 | ±0.005mm | 도구실 |
| 벤치 그라인더 | 디버링, 샤프닝 | 정밀도가 아님 | 유지보수, 작업장 |
| 에이ngle Grinder | 절단, 연삭, 연마 | 정밀도가 아님 | 건설, 제작 |
연삭기의 주요 구성 요소를 이해하면 기계가 정밀도와 제어를 달성하는 방법을 이해하는 데 도움이 됩니다. 구성은 기계 유형에 따라 다르지만 대부분의 연삭기는 다음과 같은 핵심 구성 요소를 공유합니다.
연삭 휠은 모든 연삭기의 핵심입니다. 잘못된 휠을 선택하는 것은 타는 듯한 소리, 떨림, 빠른 휠 마모, 표면 마감 불량 등 좋지 않은 결과를 초래하는 가장 일반적인 원인 중 하나입니다. 연삭 휠은 다섯 가지 주요 특성을 인코딩하는 표준화된 시스템으로 지정됩니다.
에이s a practical example, a wheel marked 에이46-L5-V 산화알루미늄 휠, 46 입자(중), L 등급(중-경질), 구조 5(중 밀도), 비트리파이드 본드 — 일반적인 표면 연삭용 범용 휠입니다.
일관된 고품질 결과를 얻으려면 기계 자체뿐만 아니라 연삭 작업 순서를 이해하는 것이 필수적입니다. 정밀 표면 연삭의 일반적인 순서는 다음과 같습니다.
다른 가공 공정보다 연삭을 선택하는 주된 이유 중 하나는 탁월한 표면 조도를 얻을 수 있기 때문입니다. 표면 거칠기는 Ra(산술 평균 거칠기), Rz(평균 거칠기 깊이) 및 Rmax(최대 거칠기 높이)와 같은 매개변수로 측정됩니다. 연삭이 현실적으로 달성할 수 있는 결과는 다음과 같습니다.
참고로 표준 회전 샤프트 표면의 Ra는 1.6~3.2μm입니다. 베어링 레이스 그라운드 라 0.2μm 훨씬 부드럽습니다. 이 마감 수준은 롤링 요소 베어링, 정밀 스핀들 및 유압 밀봉 표면에 중요합니다. 입자가 미세하고 마무리 패스가 가벼울수록 달성할 수 있는 Ra 값은 낮아집니다.
수동 연삭기에서 CNC(컴퓨터 수치 제어) 연삭기로의 전환은 지난 30년 동안 정밀 제조를 변화시켰습니다. 예를 들어 최신 CNC 원통형 그라인더는 다음과 같이 작동할 수 있습니다. 5~7개의 동시 CNC 축 , 자동으로 휠을 드레싱하고, 공정 중 측정을 수행하고(연삭 중 공작물 치수 측정) 실시간으로 휠 마모를 보정합니다. 이 모든 작업은 작업자의 개입 없이 이루어집니다.
수동 기계에 비해 CNC 연삭기의 주요 장점은 다음과 같습니다.
CNC 연삭기의 주요 제조사로는 STUDER(스위스), JUNKER(독일), Okuma(일본), ANCA(호주), United 연삭 Group 등이 있습니다. 이들 제조업체의 고급 CNC 원통형 그라인더는 USD 150,000 ~ USD 1,000,000 초과 규모, 기능, 자동화 수준에 따라 다릅니다.
연삭기는 강력하며 빠르게 회전하는 연마 휠이 포함되어 있어 잘못 사용할 경우 심각한 부상을 초래할 수 있습니다. 미국 직업안전보건청(OSHA) 표준 29 CFR 1910.215는 연마 휠 기계 안전을 구체적으로 관리합니다. 주요 안전 관행은 다음과 같습니다.
연삭이 항상 올바른 선택은 아닙니다. 분쇄 시기와 다른 공정 사용 시기를 아는 것은 좋은 제조 공정 계획의 일부입니다.
| 프로세스 | 최고의 대상 | 일반적인 공차 | 일반적인 Ra | 재료 제거율 |
|---|---|---|---|---|
| 터닝 | 원통형, 황삭에서 준정삭까지 | ±0.02~0.05mm | 0.8~3.2μm | 높음 |
| 밀링 | 평면/윤곽, 황삭에서 준정삭까지 | ±0.01~0.05mm | 0.8~3.2μm | 높음 |
| Grinding | 단단한 소재, 정밀한 마감 | ±0.001~0.005mm | 0.1~0.8μm | 낮음~중간 |
| 호닝 | 보어 형상 수정 | ±0.001mm | 0.1~0.4μm | 매우 낮음 |
| 랩핑 | 초미세 마감, 평탄도 | ±0.0005mm | 0.01~0.1μm | 매우 낮음 |
가공물이 경화된 경우(HRC 50), 표면 조도 요구 사항이 Ra 0.8 µm 이상인 경우, 치수 공차가 ±0.01 mm보다 엄격한 경우 또는 기존 절삭 공구로 재료(탄화물, 세라믹)를 가공할 수 없는 경우 연삭을 선택하십시오. 공차가 완화된 부드러운 소재의 경우 선삭이나 밀링이 더 비용 효율적입니다.
연삭기는 거의 모든 첨단 산업 분야의 정밀 부품 제조에 깊이 내장되어 있습니다. 연삭이 가장 중요한 부분은 다음과 같습니다.
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