머시닝과 그라인딩의 차이점 - 2020 - 다른 사람

주조로 표면 조도가 좋은 복잡한 모양의 제품을 제작하는 것이 항상 실현 가능하고 경제적인 것은 아닙니다. 최종적으로 원하는 물체를 생산하기 위해 주조된 제품에 다양한 2차 작업을 수행할 수 있습니다. 이러한 작업에는 접합(예:용접), 재료 제거 또는 기계가공, 열처리 또는 특성 변경, 착색 및 코팅 등이 포함됩니다. 재료 제거 프로세스는 기본적으로 의도한 치수 및 공차를 제공하기 위해 공작물 표면에서 재료를 제거합니다. 다양한 방법으로 다양한 재료를 처리하고 다양한 수준에서 표면을 마무리해야 할 필요성을 충족시키기 위해 이러한 프로세스가 많이 존재합니다. 그 중 기존의 가공 공정은 오래되었고 동시에 신뢰할 수 있습니다. 그러나 다양한 연마 절단 공정과 소위 비전통적 기계 가공(NTM) 공정도 유사한 시설을 제공할 수 있습니다.

정의에 따르면 가공 또는 금속 절단 원하는 모양, 크기 및 마감을 얻기 위해 미리 형성된 블랭크에서 재료를 층별로 칩 형태로 점진적으로 제거하는 2차 제조 공정 중 하나입니다. 이러한 수요를 충족시키기 위해 터닝, 스레딩, 테이퍼링, 챔퍼링, 스피닝, 탭핑, 네킹, 필렛팅, 페이싱, 그루빙, 파팅, 널링, 드릴링, 밀링, 쉐이핑, 플래닝, 슬로팅, 보링, 호빙, 브로칭과 같은 다양한 가공 공정이 존재합니다. 등. 이러한 공정은 더 높은 재료 제거율(MRR)을 제공할 수 있으므로 작업 재료의 대량 제거에 적합하고 생산적이며 경제적입니다. 전단으로 재료를 제거하려면 단단하고 날카로운 절단 도구 또는 커터가 필수로 사용됩니다. 이 절삭 공구는 중단되지 않고 효율적인 가공을 위해 정의된 사양과 호환 가능한 재료도 보유해야 합니다. 이러한 기존 공정의 대부분은 다양한 재료를 가공할 수 있습니다. 그러나 특정 작업 재료는 허용 가능한 가공성을 제공하지 않으므로 이러한 경우 다른 재료 제거 공정(연마 절단 또는 NTM과 같은)이 권장됩니다.

연삭 , 연마 절단 공정의 한 유형으로 기존 기계 가공의 다양한 한계를 충족할 수 있습니다. 여기에서는 소위 절삭 공구 대신 연삭 휠이 사용됩니다. 휠은 기본적으로 알루미나, 실리카, 다이아몬드 등과 같은 작은 크기의 더 단단한 연마 입자로 만들어지며 적절한 매체에 결합됩니다. 이러한 연마재는 임의의 모양을 가지므로 명확한 기하학이 없습니다. 휠 자체에 특정 구성이 있지만. 재료가 칩 형태로 제거되지만 여기서 칩은 마이크로 크기입니다. 이 프로세스는 재료의 대량 제거에 적합하지 않습니다. 대신 미크론 수준(0.5 – 2.0µm)으로 표면을 마무리하는 것이 좋습니다. 또한 단단하고 질긴 재료를 효율적으로 연마할 수 있습니다. 기존의 가공과 연삭의 다양한 차이점이 아래 표 형식으로 나와 있습니다.

표:가공과 연삭의 차이점

대량 제거 대 마무리 프로세스: 재료 제거율(MRR)은 절단 공정 중에 작업 표면에서 제거된 작업 재료의 부피 비율로 정의됩니다. 널링과 같은 몇 가지를 제외하고 대부분의 기존 기계 가공 공정은 기본 모양과 크기를 부여하기 위해 더 많은 양의 재료를 제거하는 데 사용됩니다. 더 높은 MRR을 제공하므로 생산성이 높아집니다. 또한 작동 및 해당 공정 매개변수를 기반으로 1 – 50µm 수준에서 제품 표면을 반마감할 수 있습니다. 반면에 연마는 표면을 훨씬 더 나은 수준으로 마무리하기 위해 주로 사용됩니다. 0.5 – 2μm 정도의 표면 거칠기는 연삭으로 쉽게 실현 가능합니다. 따라서 높은 치수 정확도와 가까운 공차를 제공할 수 있습니다.

절단 도구 – 재료 및 형상: 기존의 모든 기계 가공 공정은 특정 형상과 재료를 가진 절삭 공구(커터라고도 함)를 의무적으로 사용합니다. 이 절단기는 작업 표면에서 재료를 효율적으로 절단하기 위해 하나 이상의 날카로운 절단 모서리를 포함합니다. 이 커터의 재질도 가공 성능을 결정하는 중요한 요소입니다. 가장 중요한 것은 커터 재료의 경도가 작업 재료의 경도보다 훨씬 높아야 한다는 것입니다. 고속강(HSS), 탄화물 및 세라믹에서 시작하여 오늘날 입방정 질산붕소(cBN) 및 다이아몬드 절단기를 쉽게 사용할 수 있습니다. 그라인딩은 커터 대신 휠을 사용하며 휠의 연마재는 실제로 재료를 제거합니다. 커터와 달리 이러한 연마재에는 정의된 형상이 없습니다(다양한 각도, 모서리 반경, 노즈 반경, 절삭날 길이 등은 임의로 변경됨). 그러나 연마재는 알루미나, 실리카 또는 다이아몬드와 같이 고정될 수 있습니다.

경사각 및 여유각: 절삭공구의 경사각은 기준면에서 경사면의 경사를 나타냅니다. 이는 전단 변형, 칩 흐름 방향, 칩 두께, 절삭력, 전단 변형률, 전력 소비 등에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 기존 가공에 사용되는 커터는 양수, 음수 또는 0의 경사각을 가질 수 있으며 그 값은 일반적으로 다양합니다. +15° ~ -15° 사이. 연삭 휠의 연마재는 급격한 경사각을 가지며 +60°에서 -60°까지 다양하며 때로는 이 한계를 초과하기도 합니다. 이러한 높은 경사각은 절삭의 불균형을 야기하고 절삭 전력 소비(높은 포지티브) 또는 공구 고장(높은 네거티브)을 증가시키기 때문에 일반적으로 바람직하지 않습니다. 경사각과 달리 커터의 여유각은 음수나 0이 될 수 없으며 양수 값을 가져야 합니다. 완성된 표면의 품질과 허용 오차는 이 각도에 따라 달라집니다. 커터의 경우 여유각은 일반적으로 +3°에서 +15° 사이입니다. 연마재의 경우 임의적일 수 있습니다(0 또는 최대 +90°).

최첨단의 전단 및 참여: 절단기는 하나 이상의 절단 모서리로 구성될 수 있으며 따라서 단일 포인트 절단기 또는 다중 포인트 절단기가 될 수 있습니다. 수에 관계없이 각 절삭날은 재료 제거 작업에 동등하게 참여합니다. 또한, 기계가공 시 커터에 의해 충분한 압축력이 가해지면 재료의 얇은 층이 전단되어 재료가 제거됩니다. 연삭 숫돌에서 노출된 몇 가지 연마재(때로는 1% 미만)만 재료 제거 작업에 참여합니다. 나머지 연마재는 작업 표면에 닿지 않거나(인피드가 10µm 미만인 경우에도 매우 낮음) 전단 대신 긁힘, 쟁기질 또는 마찰을 일으킵니다. 그러나 재료는 전단에 의해서만 제거됩니다. 다른 것들은 바람직하지 않게 수직력을 증가시킬 뿐입니다.

특정 에너지 소비: 재료의 단위 부피를 제거하는 데 필요한 절단 에너지를 비에너지라고 하며 J/mm ³ 단위로 측정됩니다. . 수학적으로 전력을 MRR로 나눈 값은 특정 에너지를 제공합니다. 기존 기계 가공은 재료 제거율(MRR)이 높기 때문에 비에너지가 비교적 낮습니다. 반면, 연삭에서는 MRR이 낮고 전단 대신 긁힘, 쟁기질 또는 마찰로 인해 대부분의 에너지가 낭비됩니다. 따라서 비에너지가 급격히 증가합니다. 5~20배 더 높을 수도 있습니다.

열 발생으로 인한 표면 손상: 기존 가공에서 절삭열의 대부분은 칩과 경사면 사이의 강한 마찰이 발생하는 2차 변형 영역에서 발생합니다. 1차 전단 구역도 어느 정도 기여합니다. 그러나 발생된 열의 대부분(70~80%)은 연속적으로 흐르는 칩에 의해 제거되고 아주 작은 부분만 커터나 가공물 내부로 들어갑니다. 따라서 공작물과 커터의 열 손상은 특히 적절한 절삭유가 적용될 때 일반적으로 미미합니다. 연삭에서 주로 긁힘, 쟁기질, 마찰로 인해 발열이 발생합니다. 이러한 열은 연마재가 단열재이고 매우 작은 부피의 마이크로 칩 형태이기 때문에 공작물 내에 축적됩니다. 과도한 열 축적은 표면 연소, 기계적 특성의 변화, 열팽창으로 인한 치수 부정확성을 포함하여 완성된 표면에 다양한 열 손상을 유발할 수 있습니다.

단단하고 질긴 재료 가공: 이러한 재료는 높은 공구 마모, 조각난 칩 등과 ​​같은 기존 가공 공정으로 가공할 때 많은 문제가 발생하여 궁극적으로 가공성이 저하됩니다. 연삭은 피삭재의 인성, 경도에 상관없이 유리하게 적용할 수 있습니다.

이 기사에서는 기존 기계 가공 및 연삭 간의 과학적 비교를 제공합니다. 저자는 또한 주제에 대한 더 나은 이해를 위해 다음 참조를 검토할 것을 제안합니다.

• A. B. Chattopadhyay(1 ^st )의 가공 및 공작 기계 에디션, Wiley).
• 제조 엔지니어링 및 기술:S. Kalpakjian 및 S. R. Schmid의 SI 에디션(7 에디션, 피어슨 에드 아시아).
• Different.minaprem.com의 가공과 그라인딩의 차이점