연마숫돌: 제조, 등급, 구조, 산업 응용

이 기사에서는 다음에 대해 논의합니다: 1. 연마숫돌 제조 2. 연마숫돌 공정 3. 등급 4. 구조 5. 접촉 면적.

연마숫돌 제조:

(i) 연마 입자를 먼저 분말 형태로 분쇄하고 자기 분리기로 철 불순물 제거.

(ii) 물로 세척하여 먼지나 불순물 같은 이물질 제거 후 화학 화합물로 기름기 제거.

(iii) 적절한 체를 통과시켜 입자 크기에 따라 등급 분류.

(iv) 연마 입자를 적절한 본드 소재(본드 소재는 연마제와 사용 공정에 기반)와 혼합하여 적절한 형상으로 성형 후 건조.

(v) 건조 후 소성(가열은 사용 공정에 따라 다름). 소성 후 본드 소재가 굳어져 입자들을 함께 고정.

(vi) 최종 형상으로 절단 및 성형.

(vii) 마지막으로 균열, 누수, 밸런스 테스트.

숫돌은 매우 고속으로 회전하므로 균열을 용납할 수 없습니다. 누수 등은 유압식 또는 가능한 방법으로 테스트. 마지막으로 정적 및 동적 밸런싱. 일반적으로 사용 전 맨드렐에 장착하여 정적 밸런싱 수행.

밀도 제어, 혼합 흐름, 기하학적 정밀도 측면에서 제조 중 엄격한 통제는 더 균일하고 일관된 휠을 만듭니다. 이러한 목표는 휠 프레스 자동화, 자유 흐름 믹스, 성형 중 크기 제어 개선, 가마 마이크로프로세서 제어, CNC 드레싱 설비로 달성됩니다.

연마숫돌 공정:

1. 본딩 공정:

본드는 연마 입자들을 함께 묶어 혼합물이 휠 형태로 원하는 형상을 유지하도록 하는 소재입니다.

연마숫돌 제조 시 가장 일반적으로 사용되는 본드들은:

(i) 유리질 본드(Vitrified Bond, V로 표기)

(ii) 규산염 본드(Silicate Bond, S로 표기)

(iii) 셸락 본드(Shellac Bond, 탄성 의미 E로 표기)

(iv) 고무 본드(Rubber Bond, R로 표기)

(v) 베이클라이트 또는 레지노이드 본드(Bakelite or Resinoid Bond, B로 표기).

이들 중 유리질, 규산염, 고무, 베이클라이트 본드는 공정명으로 표기되고, 셸락 본드는 규산염 본드와의 혼동을 피하기 위해 탄성(E)을 의미하는 특성으로 표기됩니다.

연마 입자로부터 최대를 얻기 위해서는 본드 시스템이 강하고 다재다능하며 우수한 코너 유지 특성을 가져야 합니다. 이상적인 본드 시스템은 균일한 입자 방출을 촉진하여 휠이 더 오랫동안 프리 커팅 상태를 유지하게 해야 합니다.

극도로 부하 저항성이 강하고 프리 커팅인 본드 시스템으로 폼 홀딩 능력이 향상되면 드레싱 빈도 감소로 이어집니다. 이는 드레싱 시간 절약과 휠 수명 증가로 인해 시간당 생산 부품 수가 크게 증가합니다.

2. 성형 공정:

(i) 유리질 공정(유리질 본드용):

대부분의 휠 제조에 사용되는 공정입니다. 이 공정에서 연마제 제조 후 모든 유형의 입자를 세라믹 도자기와 혼합하고, 금형에 성형, 건조, 적절히 세팅한 후 715°C에서 12-14일간 소성합니다.

장점:

(a) 이 공정으로 생산된 연마숫돌은 매우 강하고 다공성입니다. 다공성으로 인해 금속 제거율이 매우 높습니다.

(b) 산, 알칼리에 영향을 받지 않고 화학적으로 불활성입니다.

단점:

(a) 높은 융해 온도로 인해 열 변형(균열 포함) 가능성이 큽니다. 따라서 이 공정 휠은 변형 정도에 따라 다양한 등급으로 제공됩니다.

(b) 제조 어려움으로 휠 직경이 너무 클 수 없으며 90cm로 제한됩니다.

(c) 강제 변동과 자체 진동으로 머신에서 휠이 부서지기 쉬우므로 가혹한 작업 조건에서 사용할 수 없습니다.

(d) 휠 제조에 약 30일 정도 긴 시간이 소요됩니다.

(e) 절삭용으로 2000m/min 이상 사용할 수 없습니다(연마숫돌에 의한 파팅 오프 작업은 매우 빠르고 좋은 마감을 제공).

(ii) 규산염 공정(규산염 본드용):

이 공정에서 규산나트륨을 연마 입자와 혼합하고, 금형에 성형, 수 시간 건조 후 270°C에서 약 20-80시간 소성합니다.

장점:

(a) 저온 공정이므로 프리 커팅 작용 가능.

(b) 공정이 빨라 며칠만 소요.

(c) 90cm 이상 큰 휠도 제작 가능.

(d) 이 공정 휠은 매우 효율적입니다. 결합력이 유리질 공정만큼 강하지 않아 연마 입자가 빠르게 떨어져 나가 어떤 입자도 무뎌질 기회가 없기 때문입니다. 이로 인해 연삭 마찰이 적고 발열이 적습니다.

발열이 적어 커터, 블레이드, 나이프 등 연삭에 더 적합합니다. 열처리 후 획득한 특성을 잃지 않기 때문입니다. 다른 휠은 많은 열을 발생시켜 이 목적에 그리 적합하지 않습니다.

단점:

휠 급속 마모로 일반 연삭 공정에는 사용할 수 없으며, 유리질 본드가 가장 적합합니다.

(iii) 셸락 공정(셸락 본드용):

이 공정에서 연마 입자를 셸락으로 코팅하고 혼합물을 가열하여 균일 혼합 후 롤링합니다. 결과 혼합물은 매우 끈적여 성형할 수 없습니다. 혼합물을 압착하여 원하는 세트 형성 후 300°C 온도에서 몇 시간 미만으로 소성합니다.

장점:

이 공정은 휠에 상당한 탄성을 부여하여 가혹한 작업 조건에서 연삭에 사용할 수 있습니다.

단점:

큰 직경 휠 제작 불가.

용도:

(a) 이 공정 휠은 절단 또는 슬리팅 휠(>0.80mm 두께)로 사용.

(b) 캠축 연삭, 볼 레이스 연삭 등 정밀 마무리 연삭에 사용.

(c) 이 휠로 매우 좋은 광택 마감 획득 가능.

(iv) 고무 공정(고무 본드용):

이 경우 본드 소재는 순수 고무에 일부 황이 포함되어 가황제 역할을 합니다. 연마 입자를 고무 시트 사이에 펼치고 원하는 두께로 롤링한 후 최종 가황합니다. 가황으로 전체 덩어리가 결합되어 고체 휠처럼 작동하며 고무가 본드 역할을 합니다.

장점:

(a) 이 공정 휠은 매우 단단하고 강합니다.

(b) 0.1mm 두께 휠도 제작 가능하여 정밀 파팅 오프 작업에 가장 적합. 3000-5000m/min 속도 범위에서 작동 가능.

(c) 스내깅 휠(snagging wheels)로도 사용, 즉 외부 스케일, 러너, 라이저, 슬래그 등 제거용.

(d) 센터리스 연삭 컨트롤 휠로 사용.

(v) 베이클라이트 및 레지노이드 공정(B 본드용):

이 공정에서 연마 입자를 분쇄하고 합성 수지와 수지를 녹이는 액체 용제와 혼합합니다. 혼합물을 롤링 또는 압착하여 원하는 형상 만들고 205-260°C에서 몇 시간 소성합니다.

장점:

이 본드는 매우 단단하고 강합니다. 3000-5000m/min 작동 속도 달성 가능. 이 공정 휠은 스내깅 휠(모래 개재물, 스케일 등 제거용 거친 연삭)로 사용. 매우 빠른 재고 제거율 제공.

연마숫돌 등급:

휠 등급은 입자 강도와 본드 유지력을 나타냅니다. 보통 휠 경도로 불립니다. 연마제를 고정하는 본드 층 두께가 휠 등급을 제어합니다.

경질 휠은 천천히 마모되고 연질 휠은 쉽게 마모됩니다. 경질 휠은 정밀 연삭과 연질 소재용, 휠과 공작물 접촉 면적이 작을 때 사용.

연마숫돌 경도는 매우 연질(A-G), 연질(H-K), 중질(L-O), 경질(P-S), 매우 경질(T-Z)로 분류됩니다.

연마숫돌 구조:

휠 구조는 연마 입자 사이의 빈 공간을 의미합니다. 주어진 본드 소재에서 빈 공간 크기는 입자 간격에 의해 제어되며 이 구조는 치밀하거나 열릴 수 있습니다.

오픈 구조 휠(단위 부피당 더 미세한 입자)은 고재고 제거용, 덴스 구조 휠은 정밀 형상과 프로파일 유지용. 구조는 0-15 숫자로 표현, 낮은 숫자는 치밀 구조, 높은 숫자는 오픈 구조 나타냄.

접촉 면적:

휠과 공작물 간 접촉 면적이 클 때(내경 연삭 작업 등), 응력이 적어 휠이 더 경질로 작용하므로 연질 휠을 사용해야 합니다. 이 측면은 특정 작업용 휠 선택 시 중요해집니다.

접촉 면적이 크면 칩 클리어런스가 더 많아야 하고 구조는 오픈 타입. 접촉 면적이 작으면 많은 미세 절삭점이 필요하고 입자는 미세해야 합니다.