1. 호닝(honing)
(1) 호닝의 개요
- 호닝은 원통 내면의 정밀 다듬질의 일종이고 보링 또는 연삭기 등으로 내면 연삭한 것을 진원도, 진직도 및 표면 조도를 향상시키기 위한 것이다.
- 혼(hone)이라고 하는 공구를 회전과 왕복 운동을 시켜 공작물의 원통 내면을 유압 또는 스프링으로 압력을 주어 가공하는 것이다.
<고속 소형 호닝기계> <호닝공구-혼>
(2) 호닝 방법
- 자유 호닝 방식 : 일반적으로 사용되는 방식으로 가공물을 중심으로 하여 호닝을 하는 방법이고, 가공물, 호닝 공구의 어느 것이 자유 지점을 가지고 호닝 헤드가 가공 구멍을 안내하여 절삭하기 때문에 공구의 자유 지점의 정도와 가공물의 자유도가 크고 정도에 영향을 미 친다.
- 강제 호닝 방식 : 호닝 공구를 중심으로 하여 가공물을 가공하는 방법이고 기어의 축 구멍, 캠축 구멍과 같이 바깥 지름을 정하여 센터내기 가공을 하는 경우가 여기에 속한다.
|
|
|
|
|
<호닝 제품> |
(3) 호닝 숫돌
|
|
|
|
| |
- 연삭 입자는 보통 WA 또는 GC를 쓰는데 최근에는 다이아몬드나 CBN(카보런덤)의 사용도 급격히 증가하고 있다.
- 호닝 면의 다듬질 조도는 숫돌 입자 외에도 시간, 연삭량, 숫돌 압력, 절삭 속도, 숫돌 결합도, 가공물 재질, 강도 등에 따라서도 약간의 영향을 받는다.
(4) 액체 호닝
- #100∼#5000의 각종 입도를 가진 SiO2를 함유한 랩(lap)제를 화학적 용액에 혼합시켜, 가공물의 면에 압축 공기를 이용하여 강압으로 충돌시켜 표면을 가공하는 방법이다.
- 가공 표면의 일반적 물리적 성질을 좋게할 수 있으며, 입자의 피닝 작용으로 피로 강도를 상승시키는 장점이 있고 인장 강도는 5∼10% 증가한다.
<액체 호닝에서 지립의 작용> <액체 호닝용 노즐>
2. 슈퍼 피니싱(super finishing)
<원통면의 슈퍼피니싱> <슈퍼피니싱 가공품>
(1) 슈퍼 피니싱의 개요
- 입도가 적고 연한 숫돌을 작은 압력으로 가공물의 표면에 가압하면서 가공물에 피드를 주고, 숫돌을 진동시키면서 가공물을 완성 가공하는 방법을 말한다.
- 슈퍼 피니싱에 의한 가공면은 매끈하고, 방향성이 없으며, 또한 가공에 의한 표면의 변질부가 극히 적다.
<원통 외면의 슈퍼피니싱> <숫돌 입자의 궤적>
(2) 슈퍼 피니싱용 숫돌
<평면 슈퍼피니싱 장치>
- 숫돌 재료로 인장 강도가 적은 가공물에는 SiC계를, 인장 강도 및 경도가 큰 공작물에는 Al2O3계를 사용한다.
- 숫돌의 결합도는 연삭에 사용하는 것보다 연한 것을 선택한다. 결합도가 높은 숫돌은 눈메움을 일으키는 경향이 많고, 연한 숫돌은 연삭 입자가 탈락되기 쉬운 반면 절삭성이 좋고 다듬질면은 거칠다.
<래핑머신> <래핑머신 구조>
1. 래핑의 개요
- 래핑 작업은 마모 현상을 가공에 응용한 것으로, 공작물과 랩 공구 사이에 미분말 상태의 랩제와 윤활제를 넣고 이들 사이에 상대 운동을 시켜 표면을 매끈하게 가공하는 방법이다.
- 블록게이지, 리미트게이지, 플러그게이지 등 게이지류는 물론 볼, 롤러, 내연기관용 연료분사펌프 등 정밀 기계 부품 및 렌즈, 프리즘 등 광학용 유리 기구는 모두 래핑으로 가공한다.
(1) 장 점
- 가공면이 매끈한 거울면을 얻을 수 있다.
- 정밀도가 높은 제품을 만들 수 있다.
- 가공된 면은 내식성, 내마모성이 좋다.
- 작업 방법이 간단하고 대량 생산을 할 수 있다.
(2) 단 점
- 가공면에 랩제가 잔류하기 쉽고, 제품을 사용할 때 마멸을 촉진시킨다.
- 아주 높은 정밀도를 가진 공작물을 만들려면 숙련이 필요하다.
<래핑 원리>
(3) 습식 래핑법
- 랩제와 기름을 혼합하여 가공물에 주입하면서 래핑 작업하는 방법이다.
- 주로 억센 랩으로 비교적 고압력, 고속도에서 가공하는 일이 많다.
(4) 건식 래핑법
- 랩을 랩제 중에 파묻었다가 이것을 꺼내어 랩제를 닦은 다음 주로 건조 상태에서 래핑 작업을 한다.
- 건식 래핑은 습식 래핑 후에 표면을 더욱 매끈하게 가공하기 위하여 사용된다.
2. 랩, 랩제 및 래핑유
(1) 랩(lap)
- 랩은 원칙적으로 가공물의 경도보다 재질이 약한 것을 사용한다.
- 강의 래핑에는 주철이 널리 사용된다. 주철은 경도가 낮고 조직이 미세하며, 기공이 없는 것이 좋다.
(2) 랩제(lapping powder)
- A계 및 C계의 입자 탄화붕소, 산화 크롬, 산화철 등의 인공 숫돌재 외에 약간이나마 다이아몬드, 컬런덤, 차돌, 석영, 금강사 등의 천연 숫돌재가 사용된다.
(3) 래핑유
- 래핑유는 래핑 입자와 섞어서 사용하는 것으로, 입자를 지지하며 동시에 분리시키고, 공작물에 윤활을 주어 긁히는 것을 방지한다.
3. 래핑 다듬 여유
- 래핑 다듬 여유는 0.01∼0.02mm 정도이며, 가공 표면 거칠기는 0.025∼0.0125μ 정도로 나타난다.
1. 베럴(barrel) 다듬질
(1) 베럴 다듬질의 개요
<베럴까공기계> <베럴 가공 제품>
- 회전하는 상자에 공작물과 숫돌 입자, 공작액, 콤파운드 등을 함께 넣어 공작물이 입자와 충돌하는 동안에 그 표면의 요철을 제거하며, 매끈한 가공면을 얻는 다듬질 방법이다. 이 때 공작물을 넣고 회전하는 상자를 베럴이라고 한다.
- 배럴 가공을 하는 재료는 주철, 강, 동, 동합금, 알루미늄, 경합금 등의 금속 재료는 물론 베이클라이트, 파이버, 비닐수지 등의 비금속 재료에도 널리 사용된다.
- 배럴 가공은 배럴이 회전하는 회전형과 배럴을 진동시키는 진동형으로 구분할 수 있다.
(2) 미디어(media) : 베럴 가공 중 공작물 사이에 끼워 가공 작용을 하는 것이 미디어이며 가공 작용은 다음과 같다.
<베럴가공의 작용>
- 펀칭된 물품이나 절삭 부품의 귀를 딴다(귀따기).
- 상당한 량을 절삭하여 공작물의 치수 정밀도를 높인다(연삭).
- 녹이나 스케일을 제거한다.
- 다듬질 면을 평활하게 함을 목적으로 하고 다듬질 량은 적다(폴리싱).
- 다듬질 량은 전혀 없다고 할 정도이며 표면의 광택을 낸다(버니싱).
2. 숏 피닝(shot-peening)
<기어 숏 피닝> <원심식 숏 피닝 머신>
(1) 숏 피닝의 개요
- 경화된 철의 작은 볼을 공작물의 표면에 분사하여 그 표면을 매끈하게 하는 동시에 공작물의 피로 강도나 기계적 성질을 향상시키는 방법을 숏 피닝이라고 한다.
- 숏 피닝에 사용되는 철의 작은 볼을 숏(shot)이라고 한다.
(2) 숏과 피닝의 방법
|
|
- 숏피닝은 냉간가공의 일종으로 작은 쇠구슬을 고속으로 재료 표면에 충돌시켜 그림과 같이 재료 표면에 미세한 곰보(Dimple) 자국을 균일하게 형성하는 가공 공정이다. 충돌시 재료는 인장소성이 발생하나 복원시 압축응력이 형성되어 재료의 피로강도를 높이는데 사용된다. |
|
<숏과 피닝의 원리와 방법> |
(3) 가공 조건
- 숏 피닝에서 분사 속도는 높을수록 효과는 좋으나 한계가 있다.
- 공기압은 4kg/㎠ 이상이면 도리어 재료의 표면이 파괴된다.
- 분사각은 90°일 때 가공층의 두께가 가장 두꺼워진다.
- 분사 면적은 동시에 가공되는 공작물의 면적을 표시하는 것으로 가공 속도에 영향을 미친다.
3. 버니싱(burnishing) 다듬질
<볼 버니싱> <로울러 버니싱>
(1) 볼 버니싱
- 필요한 형상을 한 공구로 공작물의 표면을 누르며 이동시켜, 표면에 소성 변형을 일으키게 하여 매끈하고 정도가 높은 면을 얻는 가공법이다.
- 주로 구멍 내면의 다듬질에 사용되며, 연성, 전성이 큰 재료에 사용된다.
- 연질재에 대하여서는 강구, 강재에 대하여서는 초경합금의 구를 사용한다.
(2) 롤러 버니싱
- 경화된 롤러를 회전하는 공작물에 압착하고 롤러에 이송 운동을 주며, 공작물 표면에 탄성 한도를 초과 압연하여 요철을 감소시켜 다듬질 면을 얻는 것이다.
- 롤러의 직경 및 둥글기 반경이 클 때는 표면과의 접촉 면적이 커져 충분히 소성 변형을 하기 힘들며, 작을 경우에는 표면 변형이 너무 커져 이송에 의한 요철이 남는다.
5. 폴리싱과 버핑
- 폴리싱 : 목재, 피혁, 캔버스, 직물 등 탄성이 있는 재료로 된 바퀴 표면에 부착시킨 미세한 연삭 입자로 연삭 작용을 하게 하여 공작물 표면을 다듬는 방법이다.
- 버핑 : 모, 직물 등으로 원반을 만들고 이것을 여러 장 겹쳐서 바퀴를 만들고, 윤활제를 섞은 미세한 연삭 입자의 작용으로 공작물 표면을 매끈하게 광택을 내는 작업이다.
- 폴리싱은 버핑에 선행을 하며, 폴리싱 바퀴를 큰 입자에서 작은 입자로 점차적으로 바꾸어 가면서 표면을 연마하는 작업이다.
- 연삭 입자, 유지, 그 지지물인 직물은 버핑의 3요소이다. 연삭 입자와 유지를 섞어서 만든 것을 콤파운드라 한다.
<버핑머시인>
<버프(buff)의 종류>
◈ 형성평가
1. 호닝의 특징과 이용 범위를 설명하라.
2. 래핑과 슈퍼피니싱의 다른 점을 들어라.
3. 액체 호닝의 특징에 대하여 설명하라.
4. 각종 표면 처리기의 종류와 특징에 대하여 간략히 설명하라.