호닝머신에서 내면가공시 일감에 대해 혼(hone)은 어떤 운동을 하는가?
- 회전운동
- 회전 및 직선 왕복운동
- 캠운동
- 직선 왕복운동
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 호닝 머신의 혼이 내면가공 시 어떤 운동을 하는지를 묻고 있다. 혼은 회전운동과 동시에 직선 방향의 왕복운동을 수행하여 교차 패턴의 표면을 만든다.
호닝머신의 혼은 공작물 내면을 가공하기 위해 회전운동과 직선 왕복운동을 동시에 수행한다.
개념 한 쪽
컴퓨터응용가공산업기사 연삭조건 및 연삭가공 — 숫돌 특성과 연삭계산
연삭공정은 숫돌의 연마입자와 결합제 특성, 입자 크기, 결합도 등에 따라 가공성능이 달라진다. 또한 연삭 시 원주속도와 회전수, 연삭저항으로부터 출력동력을 구하고 효율을 계산하는 절차가 자주 등장한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「연삭조건 및 연삭가공」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 연삭 효율 계산 | 1 | 연삭저항과 원주속도로 출력동력 및 효율 계산하기 |
| 원주속도-회전수 관계 | 1 | V와 d로부터 숫돌 회전수 식을 유도하기 |
| 공구 운동 방식 판별 | 1 | 호닝 혼의 운동 형태를 가리기 |
뜻
연삭숫돌은 연마 입자와 결합재로 구성되며, 결합제의 종류와 결합도에 따라 숫돌의 거동이 달라진다. 결합도가 높으면 입자가 단단히 고정되어 연삭 중 발생한 찌꺼기가 배출되지 못하고 숫돌의 구멍을 막아 연삭력이 저하되는 '눈 메움'이 발생할 수 있다.
공작물 재질의 연성 여부에 따라 숫돌의 입자 크기를 선택해야 한다. 부드럽고 전연성이 큰 재료는 입자가 공작물에 파묻히는 현상이 발생하므로 칩 배출이 잘되는 굵은 입자를 사용해야 하고, 단단하거나 소면적 접촉의 경우에는 고운 입자를 사용하여 표면 조도를 개선해야 한다.
연삭숫돌의 결합제는 종류별로 기호로 표시하며, 셸락은 E, 레지노이드는 B, 고무는 R, 비트리파이드는 V로 표기한다. 이 표기는 숫돌의 성질을 빠르게 식별하는 데 유용하다.
연삭공정의 계산에서 원주속도 V(m/min), 숫돌 지름 d(mm), 회전수 N의 관계는 V = π d N / 1000이며, 이를 N에 대해 정리하면 N = 1000 V / (π d)가 된다. 연삭기의 출력동력은 연삭저항 F와 숫돌의 원주속도 v의 곱으로 구하고 P_out = F × v를 사용한다. 입력동력에 대한 효율은 η = (P_out / P_in) × 100으로 계산한다.
호닝공정에서는 혼(hone)이 공작물 내면에서 회전운동과 직선 왕복운동을 동시에 수행하여 격자무늬의 연삭 자국을 만들어 정밀 내면 가공을 달성한다. 센터리스 연삭기는 공작물을 양센터로 지지하지 않으므로 양센터가 존재하지 않는 구조임을 기억한다.
예제
1) 연삭기의 효율 계산 예시를 보인다. 연삭저항 F = 150 N, 숫돌의 선속도는 분당 2500미터로 주어지고, 공급된 입력동력 P_in = 10 kW일 때 출력동력 P_out은 F × v이다. 속도를 초 단위로 변환하면 v = 2500/60 ≈ 41.67 m/s가 되어 P_out ≈ 150 N × 41.67 m/s ≈ 6250 W ≈ 6.25 kW가 된다. 효율 η = (6.25 kW / 10 kW) × 100 ≈ 62.5%로 약 63%가 된다.
2) 숫돌의 회전수를 구하는 대표식 전개를 보인다. 원주속도 V(m/min), 지름 d(mm)이 주어지면 V = π d N / 1000이고 이를 N에 대해 정리하면 N = 1000 V / (π d)가 된다. 단위 변환(m→mm)과 πd를 한 바퀴 이동거리로 사용하는 점이 핵심이다.
대표 기출 3문항
평면연삭기에서 연삭숫돌의 원주 속도 v =2500m/min이고, 연삭저항 F = 150 N이며 연삭기에 공급된 연삭동력이 10kW일 때 연삭기의 효율은 약 얼마인가?
- 53 %
- 63 %
- 73 %
- 83 %
정답과 해설 보기
정답 ② · 문제는 연삭숫돌의 원주속도와 연삭저항으로부터 연삭 효율을 계산하는 문제이다. 출력동력 P_out은 힘 F와 속도 v의 곱이며 속도 단위 변환을 위해 2500 m/min을 2500/60 ≈ 41.6667 m/s로 바꾼다.
효율은 (출력동력/입력동력)×100이며, 출력동력은 연삭저항×원주속도로 계산한다.
연삭에서 원주속도를 V(m/min), 숫돌바퀴의 지름을 d(mm)이라면, 숫돌바퀴의 회전수(N)을 구하는 식은?
- N=1000d/πd(rpm)
- N=1000V/πd(rpm)
- N=πV/1000d(rpm)
- N=πd/1000V(rpm)
정답과 해설 보기
정답 ② · 문항은 숫돌의 회전수 N을 원주속도 V와 지름 d로 표현하는 공식을 묻고 있다. 원주속도 관계식은 V = π d N / 1000 (V는 m/min, d는 mm, N은 rpm)이므로 이를 N에 대해 정리하면 N = 1000 V / (π d) 가 된다.
원주속도 공식 V=πdN/1000을 회전수 N에 대해 정리하면 N=1000V/πd가 된다.
자주 묻는 물음
- 결합도가 높은 숫돌로 연한 금속을 연삭하면 어떤 현상이 발생하나?
- 결합도가 높아 입자가 잘 떨어지지 않으면 잘린 금속 찌꺼기가 숫돌의 구멍을 막아 연삭력이 저하되는 '눈 메움'이 발생한다.
- 부드러운 재료를 연삭할 때 어떤 입자 크기의 숫돌을 선택해야 하나?
- 부드럽고 전연성이 큰 재료는 입자가 파묻히기 쉬우므로 칩 배출을 위해 굵은 입자를 사용해야 한다.
- 연삭기의 출력동력과 효율은 어떻게 구하나?
- 출력동력은 연삭저항 F에 원주속도 v를 곱하여 P_out = F × v로 구하고, 효율은 η = (P_out / P_in) × 100으로 계산한다.
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