원통 연삭기(cylindrical grinding machine)는 원통형 공작물을 센터나 척으로 지지하면서 연삭 공정을 수행하기 때문에 연속적인 작업이 어렵지만, 무심 연삭기(centerless grinding machine)는 원통형 공작물을 받침판으로 지지하면서 연삭 숫돌(grinding wheel)과 조정 숫돌(regulating wheel)로 연삭 공정과 축방향 이송을 동시에 수행하기 때문에 연속적인 작업이 가능하다. 특히 고정밀 부품을 작업자의 숙련도와 무관하게 고능률적으로 가공할 수 있는 무심 연삭기는 구름 베어링, 축, 피스톤 핀 등과 같은 고정밀 기계류 부품들을 대량 연삭하기 위한 용도로 많이 사용되어 왔다.(중략)
연삭기는 가공물을 가공하는데 있어 없어서는 안 되는 공구 중 하나이다. 그 중 휴대가 간편한 휴대용 연삭기는 다용도로 사용할 수 있어 사업장에서 많이 사용되고 있다. 그러나 사용빈도가 높아 그 만큼 위험요소 또한 많이 노출되고, 이로 인해 크고 작은 사고 또한 빈번하게 발생하고 있다. 작업자의 부주의 및 관리 소홀로 사고로 이어질 수 있는 휴대용 연삭기, 어떻게 해야 안전하게 사용할 수 있을까?
본고에서는 고정도 제품을 생산하는 연삭기에 대해 가공물 및 연삭 공구인 연삭 숫돌을 기상에서 측정하기 위한 여러 가지 방법들을 소개하였고 일부는 적응 예를 기술하였다. 소개된 기상 측정장치들은 특히 반복 공정이 필요한 연삭 현장에서 생산성 향상을 위해 유용하게 활용될 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 관련 연구가 지속된다면 연삭기의 작업조건 자동 설정, 연삭 상태 진단 등, 연삭기의 지능화에도 적극적으로 응용될 수 있을 것으로 기대된다.
광통신망 구축에 있어 광섬유의 접속을 위한 광접속기 소자의 하나로 광섬유 정렬의 핵심부품인 페룰이 있다. 광페룰은 통신품질의 향상에 따라 고정밀도의 품질수준을 요구되고 있으며, 이러한 광부품인 페룰을 가공하기 위해서는 동축연삭기의 초정밀 초미세 가공설비가 요구되고 있다. 이러한 광페룰 가공용 초정밀 연삭기의 경쟁력을 확보하기 위해서는 무하시 절삭력 또는 절삭토오크의 영향을 받지 않고 운전시의 정적 특성 및 동적 특성 영향을 최대한 배제할 수 있는 동축 연삭기가 요구된다.(중략)
연삭 가공은 인류가 생존을 위한 도구를 만들 때 사용한 2,000년 이상의 가장 긴 역사를 가지는 가공법이며 다른 기계에서 가공된 것을 마지막으로 마무리(Finishing)작업을 하는 가공이다. 연삭 공작기계 발달은 숫돌(Grinding wheel) 기술 발달과 연삭가공 기술 발달과 더불어 진행되어 왔다. 기록에 의하면 1846년 미국에서 선반에 숫돌을 붙인 장치가 등장했으며 이것이 세계 최초의 연삭반이라고 볼 수 있다. 미국 Brown & Sharp사는 1876년 만능 연삭기를 제작했고 미국 Norton사가 평면 연삭기(Surface Grinding Machine)를 제작하였다. 숫돌(Grinding wheel)의 원료인 Carborundum의 제조 방법을 1891년에 Norton사에서 발명하였으며 원통 연삭반은 그 회사가 1901년에 제작하였다. 1924년 Swiss에서 Lead screw 연삭기를 제작하였으며 1930년에 독일 Berlin 대학의 Schesinger 교수가 연삭이론의 기초가 되는 연삭력에 대한 이론을 발표하였다.
본 연구에서는 웨이퍼 단면 연삭기 구조물의 경량화 고강성화 최적설계를 위하여 가변벌점함수 유전 알고리즘을 이용한 다단계 최적설계 방법을 적용하였다. 구조강성 최대화와 중량 최소화라는 상반된 성질의 목적함수를 최적화하기 위하여 강성의 역수 개념인 컴플라이언스(compliance)를 도입하여 목적함수론 최소화시키는 문제로 만들었으며, 가증방법(weighted method)을 이용하여 다목적 함수를 단일 목적함수로 변환시켰다. 부재 단면형상 최적화 단계와 정적설계 최적화 단계, 및 동적 설계 최적화 단계를 순차적으로 수행하는 다단계 최적설계를 방법을 연삭기 구조물의 최적설계에 적용하였다.(중략)
산업발달과 첨단 제품의 개발이 촉진되어지고 각종 기계부품의 정밀가공이 요구되어지고 있다. 따라서 정밀가공의 중요성 증대와 함께 연삭가공의 사용량이 늘어가고 있다. 이때 연사가공시 연삭기 공작기계 구조내의 진동등에 의하여 chatter가 발생되고, 이로인하여 가공물의 가공치수등에 나쁜 영향을 미친다. 본 논문에서는 연삭가공에 대해 밝혀진 이론적 해석과 연구 실험을 토대로 기본적인 연삭가공 조건변화에 따른 연삭력과, 연삭기 공작기계를 역학적으로 모델링하여 시간에 따른 동적인 연삭력의 변화를 예측해 보고자 한다. 또 공작 물이 가공되어지기 위해서 필요한 최소의 연삭력을 임계 연삭력이라 하는데, 이것은 연삭력 예측에 중요한 역활을 한다. 그러므로 임계 연삭력도 예측해 보기로 한다.
최근의 기계가공품의 고정밀화 추세에 따라 연삭가동 기술도 빠르게 발전하고 있다. 절삭가공기계들이 고속화, 고정밀화 되어가면서 과거의 연삭가공을 대체하는 경우도 많이 발생하고 있으나 한편으로는 제품의 고정밀화 요구에 따라 연삭가공의 수요가 늘어나고 있으며 높은 생산성과 고정밀, 고품위 연삭표면을 동시에 요구하고 있다. 본 고에서는 최근 연삭기술 발전동향을 연삭기, 연삭휠, 연삭기술로 구분하여 살펴보고자 한다.
평면연삭은 기계부품의 후가공 공정에 사용되며, 기계부품의 다듬질면은 내마멸성, 피로강도 및 내식성등 품질에 큰 영향을 미친다. 연삭작업중 가장 큰 위험 요소는 고속작업중 연삭숫돌의 파손이다. 연삭숫돌의 파괴되는 주요 원인은 고속 회전중 최고사용 원주속도를 넘어 지나치게 빠를 때 원심력이 결합력보다 커지는 경우와, 숫돌에 균열(crack)이 있을 때이다. 연삭숫돌이 파괴되어 숫돌 파편이 작업자의 머리, 안면등을 강타하여 사망이나 골절등 중대재해가 발생된다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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