개념 한 쪽
연삭은 숫돌의 연마 입자가 공작물 표면을 깎아내는 공정이며, 숫돌의 상태와 장비의 안정성이 가공 품질을 결정한다. 숫돌의 보정·회복을 위한 드레싱과 트루잉, 숫돌 표면의 글레이징·로우딩 등 용어를 명확히 구분해야 안전하고 정밀한 연삭이 가능하다고 본다.
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출제기준 단원 「연삭기의 개요 및 구조」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 숫돌 상태 복구 용어 판별 | 1 | 숫돌의 성능 회복을 위한 적절한 작업명을 고르기 |
| 연삭 표면 떨림 원인 판별 | 1 | 표면 떨림의 직접 원인을 기계적 요인과 구분하기 |
| 숫돌 보정 용어 이해 | 1 | 숫돌의 형상 보정이 어떤 명칭인지 식별하기 |
연삭숫돌은 입자의 날카로움으로 절삭을 수행하며, 사용 중 입자가 마모되거나 금속 부스러기가 숫돌 구멍에 끼는 현상(눈메움, 로우딩 등)이 발생하면 깎임새가 저하한다. 숫돌의 성능 저하를 회복하거나 표면 상태를 정리하는 작업이 필요하다. 대표적인 회복 작업으로 드레싱이 있으며, 드레싱은 숫돌 표면을 연마하거나 새로운 날카로운 입자를 노출시켜 절삭 능력을 회복시키는 작업이라고 정의한다.
숫돌의 형상이 마모되거나 성형 연삭으로 변형되면 숫돌을 원형이나 설계 형상으로 바로잡는 작업이 필요하다. 이 작업을 트루잉(Truing)이라고 하며, 숫돌의 회전 중심과 형상을 보정하여 원하는 형상을 유지하게 한다. 트루잉은 숫돌의 형상 정밀도 확보를 위한 공정으로 구분한다.
숫돌의 표면 상태로는 글레이징이나 로우딩과 같은 불량 현상이 있다. 글레이징은 숫돌 표면이 매끄러워져 절삭력이 떨어지는 현상으로 설명되며, 로우딩은 숫돌 구멍이 금속 부스러기로 막히는 현상으로 설명된다. 반면 숫돌에는 자생작용이라는 특성이 있어, 입자가 마열되어 결합도가 파괴되면 마모된 입자가 탈락하고 새로운 날카로운 입자가 드러나는 자기 청소 기능이 존재한다고 본다.
연삭 가공에서 표면에 떨림(Chatter)이 나타나는 주된 원인은 기계적 진동이나 불안정성이다. 숫돌의 불균형, 진원 불량, 결합도의 과경도 등 기계적 요인이 떨림을 유발하므로 떨림 문제에서는 이러한 기계적 인자를 먼저 의심해야 한다. 연삭액은 주로 열을 식히고 칩을 제거하는 역할을 하므로 떨림의 직접 원인으로 보기 어렵다고 본다.
센터리스 연삭기의 통과이송법에서는 조정숫돌의 원주속도와 경사각의 사인을 이용해 가공물의 이송 속도를 계산한다. 계산식은 원주속도 × sin(경사각)이며, 원주속도는 πDN/1000으로 구한다. 이 공식을 통해 이송 속도를 도출하므로 공정 조건 해석에 활용한다.
연삭숫돌의 날이 무뎌지거나 눈메움이 발생해 깎임새가 저하했을 때 최적의 조치는 드레싱을 수행하여 숫돌의 절삭 능력을 회복하는 것이다. 숫돌의 형상 왜곡이 문제라면 트루잉으로 형상을 바로잡아야 하며, 이 둘을 혼동하면 적절한 유지보수를 하지 못해 가공 품질이 개선되지 않는다.
표면에 떨림이 발생한 경우 연삭액의 상태를 먼저 탓하면 안 된다. 떨림의 직접적 원인은 숫돌의 불균형, 진원 불량, 결합도의 과경도 등 기계적 불안정성에 있음을 유의해야 하며, 연삭액 문제는 표면 조도나 열변형과 연결지어 검토한다.
센터리스 연삭기 통과이송법 문제에서는 '원주속도 × sin(경사각)' 공식을 적용해야 한다. 예시로 조정숫돌 지름 400mm, 회전수 30rpm, 경사각 4°이면 원주속도 πDN/1000 ≈ 37.68 m/min이고, 이송 속도는 37.68 × sin(4°) ≈ 2.63 m/min가 된다. 경사각을 고려하지 않으면 실질적 이송 속도를 오판하게 된다.
숫돌의 입자가 무디거나 눈메움(loading)이 나타나 깎임새가 저하할 때, 어떻게 하는 것이 가장 좋은가?
정답 ② · 문항은 숫돌이 무디거나 눈메움이 생겼을 때의 적절한 조치 방법을 묻고 있다. 숫돌 표면의 절삭력을 회복하고 눈메움을 제거하는 표준 작업은 드레싱으로서 숫돌 표면을 재형성하고 날을 살리는 목적이다.
숫돌의 날카로움을 회복하고 눈메움을 제거하기 위한 작업은 드레싱이다.
연삭 가공된 표면에 떨림(chatter)이 나타나는 원인이 아닌 것은?
정답 ④ · 연삭 가공 시 표면에 발생하는 떨림(Chatter) 현상은 주로 기계적 불안정성이나 진동에 의해 발생합니다. 연삭 숫돌의 불균형, 진원도 불량, 그리고 너무 단단한 결합도(경도)는 절삭 시 저항의 편차를 일으켜 강제 진동이나 자려 진동을 유발하는 주된 원인이 됩니다.
연삭 떨림은 기계적 진동이 원인이므로, 연삭액 부적합은 직접 원인이 아닌 정답이다.
연삭하려는 부품의 형상으로 연삭숫돌을 형성하거나, 성형연삭으로 인하여 숫돌 형상이 변화된 것을 부품의 형상으로 바르게 고치는 가공은?
정답 ② · 문제는 연삭숫돌의 형상을 부품 형상에 맞게 형성하거나 변형된 숫돌 형상을 보정하는 공정명을 묻고 있다. 숫돌의 형상을 바로잡거나 재성형하는 공정은 트루잉(truing)이라 하며, 숫돌의 평탄화나 형상 회복을 의미한다.
숫돌의 형상을 부품 형상에 맞게 보정하거나 원형으로 유지하는 작업을 트루잉(Truing)이라고 합니다.
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