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)
최근 산업의 발달과 함께 제품의 고정도화,다양화,생산성 향상등의 요구에 의해 연삭가공에 있어서도 고능률.고정도가공이 주목되고 있다. 특히 반도체산업,광산업 등에 넓게 응용되고 있는 광학소자 가공에서는 가공정도와 가공능률이 동시에 달성되는 것에 대한 요구가 많지만, 이러한 광학소자의 가공에 있어서 기존의 연마방법은 가공정도와 가공능률에 한계가 있었다. 그런데 연삭가공에서 고능률,고정도가공의 한가지 방법으로 "전해 인프로세스드레싱(Electrolytic In-Process Dressing;ELID)연삭법"이 개발되어 고강도 메탈본드숫돌에 의한 초경합금,세라믹재료등의 경취성재료를 고품위 가공하고 있다. ELID연석법이란 숫돌의 다이아몬드나 cBN등의 연삭입자를 결합하고 있는 금속결합재를 전기분해에 의해 적당량 제거하여 일반적인 연삭과 같이 연삭입자를 연속적으로 돌출시켜 가공이 유지되도록 하는 연삭방법이다. 본 연구는 ELID연삭기술을 이용하여 원통연삭에서 철갈재료 및 세라믹재료의 고능률.고정도 가공특성을 살펴보았다. 원통연삭에서의 주철파이바본드숫돌 및 코발트본드숫돌에 의한 ELID연삭과 비트리파이드본드숫돌에 의한 일반연삭과의 고능률 가공특성을 비교하였다.
Jun Qian;Gyung Nyun Kim;Hitoshi Ohmori;Hae Do Jeong
한국정밀공학회지
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제17권4호
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pp.155-162
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2000
전해 인프로세스 드레싱(ELID)의 응용기술로써 간헐적 드레싱(ELID II) 및 무전극 드레싱(ELID III)이 원통내면 마무리 연삭에 이용되고 있다. 주철본드(CIB-D) 및 메탈레진본드 다이아몬드 숫돌(HRB-D)이 이 방식들에 사용되고 있다. 경면 가공에 있어서 이 두방식은 미립의 숫돌이용으로 일반연삭기에 정밀부속 장치의 보완없이 이용될 수 있다. ELID II 연삭에서 CIB-D숫돌은 파이프 형상의 전극에 의하여 간헐적으로 드레싱되고, 반면에 MRB-D 숫돌은 인프로세스 드레싱 되며 전극은 필요로 하지 않는다. 본 연구에서는 ELID II 및 ELID III 방식에 있어서, 연삭조건 및 연삭입자크기에 대한 연삭특성을 비교검토 하였다. 그 결과, ELID II, III방식 공히 대단히 작은 표면거칠기를 갖는 경면이 얻어짐을 확인하였다.
연삭숫돌은 드레싱에 의해 초기숫돌면의 상태가조정되며, 가공과 더불어 공작물과 연삭숫돌의 연속적인 간섭으로 공작물의 치수변화와함께 연삭숫돌도 작업면이 변화하게 된다. 공작물의 표면은 연삭조건 및 공작물과 숫돌의 접촉특성에 따라 Rubbging, Ploughing, Cutting 작용이 이루어져 가공면이 형성되며 이때의 공작물의 표면 품위( Surface Integrity)는 연삭숫돌의 상태변화에따라 매우 민감하게 영향을 받는다. 본 연구에서는 원통연삭작업 에서의 감시 및 진단기술개발을 위하여 AE 센서의 적용가능성을 살펴보기위하여, 센서의 설치위치에 따른 영향 및 연삭가공 특성을 잘나타내는 AE Parameter의 선정을 위한 실험을 수행하며, 가공시간에 따른 연삭숫돌작업면 의 상태변화에 의한 AE Parameter의 변화를 조사하며, 이와더불어 연삭중의 법선저항을 측정분석하고 통계적인 수법으로 ARMA (Autoregressive Moving Average)을 이용하여 가공특성변화를 분석한다.
본 연구에서는 원통 프런지 연삭에서 비가공시간을 줄이기 위해, 공연삭시간 단축과 드레싱 신호를 이용한 숫돌 손상상태 검출에 관한 연구를 수행하였다. 연삭기의 심압대에 설치한 AE센터와 숫돌 덮개에 설치한 초음파센서를 이용해 공연삭, 공작물과 숫돌의 근접, 접촉상태를 감시하고 이에 대응해 적절히 이송속도를 제어했다. 그리고 드리싱시 나타나는 AE 신호의 표준편차를 이용해 숫돌의 손상상태를 검출해서, 드레싱 기회에 대한 효과적인 정보를 제공합으로써 비가공 시간을 단축했다.
산업이 발전함에 따라 기계부품의 소형화, 고속화가 요구되는 세계적인 추세에서 정밀 가공기술은 기계 및 전자 부품 산업에서 중요한 위치를 차지하게 되었다. 특히, 원통형상을 가지는 부품의 가공에서 무심 연삭(Centerless Grinding) 공정은 높은 생산성과 정확한 치수 형성의 능력이 있어서 중요한 생산공정으로 발전되어 왔다. 예컨대 각종 Pin, Compressor의 Crankshaft, 소형 축, 연료분사기 등은 무심 연삭 공정을 통하여 높은 정밀도를 얻고 있다. 본 발표에서는 최근 생산 현장에서 요구되고 있는 고효율 연삭 공정을 위한 Shaft류의 외경과 단면의 복합공정 연삭 방법을 기술하였다.(중략)
In this paper, grinding characteristics of cylindrical plunge grinding in 200m/sec of grinding velocity was investigated by use of vitrified CBN wheel. From the experimental result, it was convinced that grinding power is decreased 2.5times and grinding efficiency is heightened 3times more according to increasing wheel velocity 80m/sec to 200m/sec And also, be expected to improvement of surface roughness and roundness by increasing the wheel velocity.
This paper reports some experimental results of cylindrical external grinding using CBN wheels. Many experimental studies for surface grinding have been done, but not for the cylindrical grinding due to the difficulty of grinding force measurement. In this paper a new experimental device has been proposed for the grinding force measurement in cylindrical grinding. The cylindrical grinding experiments were carried out at various grinding conditions with several CBN grinding wheels. The experimental results indicate that the CBN wheels with smaller grains result in the higher grinding forces in both SCM415 and STD11 workpieces. The grinding forces of all wheels were proportional to the infeed speeds and the difference of each wheels was prominent at high infeed speed for SCM415.
To get smoother ground surface, it is required to replace the grinding wheel with a finer-grit wheel. When the operator replaces the grinding wheel, the balancing and dressing of the wheel surface are necessary. So this replacement has a lot of problems like inconvenience to operators, delays in the operation time, and ineffectiveness in the production process. Therefore, a laminated grinding wheel, which consists of three layers, is provided. The side layers are coarse grits and the middle layer is made up of fine grits. To show the effectiveness of the laminated grinding wheel, experiments on the surface roughness and the material removal rate were performed respectively. As a result, it was found that the grinding process using a laminated grinding wheel can generate smoother ground surface in shorter time.
In the process of grinding a long slender type workpiece, such as ballscrew, by the external cylindrical grinding machine, the cylindricity of the workpiece depends on the distance of rests, the stiffness of supports, the diameter and material of workpiece. Conventionally the process needs to be supported by one or more rests to prevent static deflection and vibration. In this paper, the optimal position of the rests was investigated in order to minimize the cylindricity due to the static deflection, by taking compliance of the workpiece and structure into account. In order to obtain the optimal position of rests, a new modeling that is considering the spring effect of all support elements was established. Since it is so complicated to obtain the optimal position analytically for various conditions due to discontinuity, a genetic algorithm u as utilized.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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