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연삭 휠(공구)의 종류는 매우 다양하며, 각각의 모양과 크기도 천차만별입니다. 연삭 휠은 사용된 연마재, 결합제 재료, 제조 공정에 따라 각 연삭 휠은 고유의 적용 범위를 가지고 있습니다.부적절한 연삭 휠을 선택하면 가공 정밀도, 표면 조도, 생산 효율에 직접적인 영향을 줄 수 있으므로, 연삭 가공 시에는 반드시 작업 조건에 맞는 휠을 신중히 선택해야 합니다.그렇다면 어떻게 연삭 휠을 올바르게 선택해야 할까요? 이번 글에서는 연삭 가공에 자주 사용되는 연삭 휠의 종류를 정리하여, 누구나 쉽게 이해하고 정확히 선택할 수 있도록 안내드리고자 합니다.
1. 일반 연삭 휠 선택
1.연마재의 선택은 주로 공작물의 재질과 열처리 방식에 따라 달라집니다.
a.인장 강도가 높은 재료를 연삭할 경우, 인성이 큰 연마재를 선택합니다.
b.경도가 낮고 연신율이 큰 재료는 비교적 취성이 있는 연마재를 사용합니다.
c.경도가 높은 재료는 더 높은 경도를 가진 연마재를 선택합니다.
d.가공물과 화학 반응을 일으키지 않는 연마재를 선택해야 합니다.
가장 널리 사용되는 연마재는 브라운 코런덤(A) 와 백색 코런덤(WA)이며, 그 외에도 흑색 탄화규소(C), 녹색 탄화규소(GC), 크롬 코런덤(PA), 단결정 코런덤(SA), 미세결정 코런덤(MA), 지르코니아 코런덤(ZA) 등이 있습니다.
갈색 코런덤 연삭 휠: 경도가 높고 인성이 강해 인장 강도가 높은 금속(예: 탄소강, 합금강, 연강 주철, 경질 청동 등)에 적합합니다. 연삭 성능이 우수하고 범용성이 뛰어나며, 대량 제거하는 거친 연삭에 적합하고 가격이 저렴해 널리 사용됩니다.
백색 코런덤 연삭:백색 코런덤이 브라운 코런덤보다 경도는 높지만 인성은 낮아, 연삭 시 입자가 쉽게 파쇄되어 발열이 적습니다. 담금질강, 고탄소강, 고속도강 및 박벽 부품의 연삭용 연삭 휠에 적합하며, 비용은 브라운 코런덤보다 높습니다.
흑색 탄화규소 연삭 휠:흑색 탄화규소는 취성이 크고 날카로우며, 경도는 백색 코런덤보다 높습니다. 주철, 황동, 알루미늄 및 내화 재료 등 기계적 강도가 낮은 재료의 연삭에 적합합니다.
녹색 탄화규소 연삭 휠: 녹색 탄화규소는 흑색 탄화규소보다 경도와 취성이 더 높으며, 연마 입자가 매우 날카롭고 열전도성이 우수합니다. 초경합금, 광학 유리, 세라믹 등과 같은 경질 취성 재료의 연삭에 적합합니다.
크롬 코런덤 연삭 휠: 연삭 공구, 측정기기, 계측기, 나사 등 가공면 품질이 높은 수준으로 요구되는 공작물의 연삭에 적합합니다.
단결정 코런덤 연삭 휠:스테인리스강, 고바나듐 고속도강 등 인성이 크고 경도가 높은 재료 및 변형이나 버닝이 발생하기 쉬운 공작물의 연삭에 적합합니다.
미세결정 코런덤 연삭 휠:스테인리스강, 베어링강, 특수 구상흑연 주철 등의 연삭에 적합하며, 성형 연삭, 절입 연삭, 미러 연삭에 사용됩니다.
지르코니아 코런덤 연삭 휠: 연삭 오스테나이트계 스테인리스강, 티타늄 합금, 내열 합금 등의 연삭에 적합하며, 특히 중부하 연삭에 매우 적합합니다.
2.입도의 선택은 주로 연삭할 공작물의 표면 조도와 연삭 효율에 따라 결정됩니다.
입도란 연마재 입자의 크기를 의미하며, 입도 번호로 표시됩니다. 조입도 연삭 휠을 사용할 경우 생산 효율은 높지만, 공작물의 표면이 거칠어집니다. 반대로, 세입도 연삭 휠을 사용하면 공작물의 표면 조도는 향상되지만, 생산성은 떨어집니다. 따라서, 표면 조도 요구 조건을 만족하는 범위 내에서 최대한 조입도의 연삭 휠을 선택하는 것이 연삭 효율을 높이는 데 유리합니다. 일반적으로 거친 연삭에는 조입도 휠을, 정밀 연삭에는 세입도 휠을 사용합니다.
연삭 휠과 공작물 사이의 접촉 면적이 넓을수록 더 조입도인 휠을 선택해야 합니다. 예를 들어, 같은 평면을 연삭할 때, 연삭 휠의 측면을 사용하는 경우에는 주변부를 사용하는 경우보다 입도가 더 거칠어야 합니다.
3.경도 선택은 주로 연삭할 공작물의 재질, 연삭 효율, 가공 표면 품질에 따라 결정됩니다.
경도란 외부 힘에 의해 연마 입자가 탈락되는 난이도를 의미하며, 다양한 재료 조건에 대응하기 위해 연삭 휠은 제조 시 여러 등급의 경도로 나뉘어 생산됩니다.
연삭 휠의 경도가 너무 높으면, 무뎌진 연마 입자가 쉽게 탈락하지 않아 휠이 막히기 쉬우며, 연삭열이 증가하고, 공작물이 버닝되기 쉽습니다. 그 결과, 연삭 효율이 낮아지고 표면 품질에도 악영향을 미칩니다. 반대로, 경도가 너무 낮으면, 연마 입자가 날카로운 상태에서도 쉽게 떨어져 나가 휠의 마모가 빨라지고, 정밀한 형상을 유지하기 어려워져 공작물의 정밀도에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서 연삭 휠의 경도는 적절하게 선택해야 하며, 다음과 같은 요소들을 종합적으로 고려해야 합니다：연삭 휠과 공작물 간의 접촉 면적, 공작물의 형상, 연삭 방식, 냉각 방식, 연삭 휠의 결합제 종류등
다음은 연삭 휠 경도 선택 시 참고할 수 있는 원칙입니다:
- 연질 재료를 연삭할 경우, 더 경도가 높은 연삭 휠을 선택해야 하합니다；
- 경질 재료를 연삭할 경우에는 경도가 낮은 연삭 휠을 선택합니다；
- 열전도성이 낮은 재료를 연삭할 때는 경도가 낮은 연삭 휠을 선택해야 합니다；
- 단면 연삭은 주변 연삭보다 연삭 휠의 경도를 더 낮게 선택해야 합니다；
- 동일한 연삭 조건에서는 레진 결합제 연삭 휠이 세라믹 결합제 연삭 휠보다 경도가 1~2단계 더 높게 선택됩니다；
- 연삭 휠의 회전 속도가 높을 경우, 경도를 1~2단계 낮게 선택하는 것이 좋습니다；
- 절삭유를 사용하는 습식 연삭은 건식 연삭보다 연삭 휠의 경도를 1~2단계 더 높게 선택해야 합니다.。
4. 결합제의 선택은 연삭 방식, 사용 속도, 표면 가공 요구 사항 등의 조건을 종합적으로 고려해야 합니다.
가장 일반적으로 사용되는 연삭 휠 결합제로는 세라믹 결합제(V)와 레진 결합제(B)가 있습니다.
세라믹 결합제는 무기질 결합제로, 화학적 안정성이 뛰어나고 내열성 및 내식성이 우수하며, 기공률이 높습니다. 이러한 결합제로 제작된 연삭 휠은 연삭 효율이 높고 마모가 적으며, 휠의 기하학적 형상을 잘 유지할 수 있어 가장 널리 사용되는 타입 중 하나입니다. 이 연삭 휠은 일반 탄소강, 합금강, 스테인리스강, 주철, 초경합금, 비철금속 등 다양한 재료의 연삭에 적합합니다. 단, 세라믹 결합제 연삭 휠은 취성이 크기 때문에 강한 진동에는 취약하며, 일반적으로 초당 35미터 이하의 속도에서만 사용해야 합니다.
레진 결합제는 유기물 결합제로, 이 결합제를 사용해 제조한 연삭 휠은 강도가 높고 일정한 탄성을 가지며, 내열성은 낮지만 자경성이 우수하고 제조가 간편하며 공정 주기가 짧습니다. 50m/s 이상의 고속 작업용 연삭 휠 및 매우 얇은 연삭 휠도 제작이 가능합니다. 레진 결합제 연삭 휠은 세라믹 결합제 다음으로 널리 사용되며, 조연삭, 거친 연삭, 절단, 자유 연삭 등 다양한 분야에 폭넓게 적용됩니다. 예를 들어, 강괴 연삭, 주물의 버 제거 작업 등에 적합합니다. 또한, 고속 및 고정도 연삭 휠, 중부하용 연삭 휠, 슬라이싱, 그리고 각종 특수 요구사항을 만족하는 연삭 휠 제작에도 활용됩니다.
5. 조직의 선택은 주로 공작물이 받는 압력, 연삭 방식, 공작물의 재질 등을 고려하여 결정해야 합니다.
조직이란 연삭 휠 전체 부피에서 연마 입자가 차지하는 비율(체적 백분율)을 의미합니다.연삭 휠의 조직 등급은 연마 입자 체적이 62%일 경우 ‘0번 조직’으로 정의되며, 연마 입자 체적이 2%씩 줄어들 때마다 조직 번호가 1씩 증가합니다.이러한 방식으로 총 15단계로 분류되며, 번호가 클수록 조직이 더 느슨해집니다..
조직이 치밀한 연삭 휠은 공작물의 표면 품질을 더 좋게 만들 수 있으며, 조직이 느슨한 연삭 휠은 기공이 크기 때문에 연삭 시 발생하는 칩을 효과적으로 배출할 수 있어 휠 막힘을 방지할 수 있습니다. 일반적으로 조연삭이나 연질 금속을 연삭할 경우 연삭 휠이 막히기 쉬우므로, 느슨한 조직의 연삭 휠을 선택하는 것이 바람직합니다. 성형 연삭이나 정밀 연삭의 경우, 연삭 휠의 기하학적 형상을 유지하고 우수한 표면 조도를 얻기 위해 치밀한 조직의 휠을 사용하는 것이 좋습니다. 연삭 공작기계의 가이드 웨이와 초경 공구를 연삭할 때는, 공작물의 열 변형을 줄이고 연삭 버닝 및 균열을 방지하기 위해 느슨한 조직의 연삭 휠을 사용하는 것이 바람직합니다. 또한, 연삭 시 열에 민감한 재료, 비철금속 및 비금속 재료는 조직 번호 12번 이상의 연삭 휠을 사용하는 것이 적합합니다.
6.형상과 치수의 선택은 연삭기 조건과 공작물의 형상에 따라 결정해야 합니다.
주로 사용되는 연삭 휠 형상으로는 평형 휠(P), 단면 오목형 휠(PDA), 양면 오목형 휠(PSA), 박형 휠(PB), 원통형 휠(N), 컵형 휠(BW), 디스크형 1번 휠(D1) 등이 있습니다.
각 연삭기는 사용할 수 있는 연삭 휠의 형상과 치수에 일정한 제한이 있습니다. 가능한 조건 내에서는 연삭 휠의 외경을 가능한 한 크게 선택하는 것이 바람직하며, 이는 연삭 휠의 선속도를 높여 생산성과 공작물의 표면 품질을 향상시킬 수 있기 때문입니다. 또한, 연삭 휠의 폭을 넓히는 것 역시 유사한 효과를 얻을 수 있습니다.
현재 국가 표준에 따른 연삭 휠 표기 순서는 다음과 같습니다: 연삭 휠 형상 코드, 규격(외경 × 두께 × 구멍 지름), 연마재, 입도, 경도, 조직, 결합제, 최고 사용 선속도.
예시: P400×150×203A60L5B35
2. 다이아몬드 연삭 휠 선택
다이아몬드 연삭 휠은 탄화붕소, 탄화규소, 코런덤 등 일반 연마재로 만든 연삭 휠에 비해 날 끝이 예리하고, 마모가 적으며, 수명이 길고, 생산성이 높고, 가공 품질이 우수합니다. 단, 가격이 매우 고가이므로, 초경 합금, 세라믹, 반도체 등 고경도·취성·난가공 재료의 정밀 연삭에 적합합니다.
다이아몬드 연삭 휠의 특성은 연마재 종류, 입도, 경도, 농도, 결합제, 휠의 형상 및 치수 등을 포함합니다
연마재:주로 인조 다이아몬드(JR)가 널리 사용되며, 결정 형상과 입자 강도에 따라 다양한 모델로 분류됩니다. 각 모델은 용도에 따라 선택되며, 가공 목적에 맞춰 적절히 선정해야 합니다.
입도:공작물의 표면 거칠기, 연삭 생산성, 다이아몬드 소모량의 세 가지 요소를 종합적으로 고려하여 선택해야 합니다.
경도:경도는 레진 결합제 다이아몬드 연삭 휠에만 적용되는 특성입니다. 일반적으로 S(Y1)급 또는 그 이상의 경도가 사용됩니다.
결합제: 일반적으로 사용되는 다이아몬드 연삭 휠의 결합제는 네 가지로, 결합력과 내마모성은 레진, 세라믹, 청동, 전도금속 순으로 점차 강해집니다. 레진 결합제 다이아몬드 연삭 휠은 연삭 효율이 높고, 가공된 공작물의 표면 거칠기 품질이 우수하며, 적용 범위가 넓고 자경성이 뛰어나며 막힘 현상이 적고 발열이 낮으며, 드레싱이 용이하여 정밀 연삭 공정에 주로 사용됩니다. 세라믹 결합제 다이아몬드 연삭 휠은 주로 각종 비금속 경질 취성 재료, 초경 합금, 초경도 소재 등의 연삭에 사용됩니다.
농도:농도는 연삭 휠의 입도, 결합제, 형상, 가공 방식, 생산성, 연삭 휠의 수명 요구사항 등을 종합적으로 고려하여 선택해야 합니다. 고농도 다이아몬드 연삭 휠은 형상 유지 능력이 뛰어나며, 저농도 연삭 휠은 연삭 시 다이아몬드 소모량이 적은 경우가 많습니다. 따라서 가공 목적과 조건에 따라 적절한 농도를 선택하는 것이 중요합니다.
형상 및 치수: 공작물의 형상, 치수 및 공작기계 조건에 따라 선택해야 합니다.
3. 입방정 질화붕소(CBN)연삭 휠 선택
입방정질 질화붕소(CBN) 연삭 휠은 일반 연삭 휠 표면에 매우 얇은 층으로 CBN 입자가 도포되어 있으며, 그 연마재의 인성, 경도, 내구성은 코런덤계 연삭 휠보다 약 100배 이상 뛰어납니다. CBN 휠은 고경도, 점착성, 고온 강도, 열전도율이 낮은 난삭재 가공 및 고속·초고속 연삭에 가장 적합합니다. CBN 연삭 휠은 인조 다이아몬드 휠과 상호 보완적인 용도 범위를 가지며, 다이아몬드 휠은 초경 합금이나 비금속 재료의 연삭에 탁월한 성능을 발휘하지만, 강재(특히 특수강) 연삭 시에는 성능이 떨어집니다. 반면, CBN 연삭 휠은 강재 연삭에서 코런덤계 연삭 휠보다 약 100배, 다이아몬드 휠보다 약 5배 이상의 연삭 효율을 보여주며, 취성 재료 연삭에서는 다이아몬드보다 효과가 낮습니다.
입방정질 질화붕소 연삭 휠의 선택 기준은 다이아몬드 연삭 휠의 선택 방식과 유사합니다. 하지만 결합제 선택에서는 레진 결합제가 가장 널리 사용되며, 그다음은 전해 도금 결합제, 그리고 금속 결합제 순으로 사용됩니다. 세라믹 결합제 CBN 연삭 휠은 티타늄 합금, 고속도강, 가단 주철 등 가공이 어려운 흑색 금속 연삭에 적합하며, 레진 결합제 CBN 연삭 휠은 자성체 재료 연삭에 적합하여, 강재 가공에 이상적인 선택입니다. CBN 연삭 휠의 농도는 일반적으로 100%에서 150% 사이로 선택하는 것이 경제적이고 합리적이며, 일반 절삭액은 사용할 수 없고, 반드시 특수 절삭액을 사용해야 합니다
4. 대기 구멍 연삭 휠 선택
대기 구멍 연삭 휠은 연삭 시 막힘 현상이 적고, 내구성이 뛰어나며, 절삭력이 강하다는 장점이 있습니다. 연질 금속뿐만 아니라 플라스틱, 고무, 가죽 등 비금속 재료의 거칠기 및 정밀 연삭에도 적합합니다. 또한 열 발산이 빠른 특성을 가지고 있어, 열에 민감한 재료나 박판 공작물, 그리고 건식 연삭 공정(예: 연삭 초경 합금 공구, 공작기계의 가이드웨이 등)에 매우 효과적입니다.
대기 구멍 연삭 휠은 일반 세라믹 결합제 연삭 휠과 기본적인 제조 방식은 동일합니다. 차이점은 배합 시 기공제를 일정량 첨가한다는 점이며, 이 기공제는 연삭 휠의 소결 전에 완전히 휘발되거나 연소되어 사라짐으로써 내부에 큰 기공을 형성하게 됩니다.
대기 구멍 연삭 휠의 생산 범위는 다음과 같습니다. 연마재는 일반적으로 탄화물 및 코런덤 계열이 사용되며,
대표적으로는 흑색 탄화규소(C), 녹색 탄화규소(GC), 백색 코런덤(WA) 등이 있습니다. 이러한 연마재는 경도가 높고, 취성이 있으며, 절삭력이 뛰어나고, 우수한 열전도 및 전기전도 특성을 가지고 있습니다. 입도(36#~180#)；결합제 (세라믹 결합제)；경도 (G ~ M급)；형상 (평형, 컵형, 보울형, 디스크형 등)；기공 크기 (약 0.7 ~ 1.4mm)
일반적으로 연삭 휠은 출하 시 한 줄의 코드가 표기되며, 그 표기는 다음과 같은 항목 순서로 구성됩니다: 형상 코드, 치수, 연마재, 입도 번호, 경도, 조직 번호, 결합제, 허용 최고 선속도. 예를 들어, “P400×40×127WA60L5V35” 라는 표기는 다음과 같이 해석됩니다:
“P”는 연삭 휠의 형상이 평형임을 의미합니다.
“400×40×127″은 연삭 휠의 치수입니다.(두께×중심×구멍 지름) “WA”는 연마재로 백색 코런덤를 의미합니다. “60”은 입도 번호로, 60#은 비교적 정밀 연삭에 적합한 입도입니다. “L”은 연삭 휠의 경도 등급으로, 중간보다 다소 연한 경도를 나타냅니다. “5”는 조직 번호이며, 비교적 치밀한 조직을 뜻합니다. “V”는 결합제로 세라믹 결합제를 의미하며, 일반적으로 취성이 있는 특성을 가집니다. “35”는 연삭 휠의 선속도를 의미하며, 35m/s는 중간 수준의 속도입니다.
연삭 휠의 선택 원칙:
- 강을 연삭할 때는 코런덤계 연삭 휠을 사용하고, 경질 주철·초경합금·비철 금속을 연삭할 때는 탄화규소 연삭 휠을 사용하는 것이 적합합니다.
- 연질 재료에는 경질 연삭 휠을, 경질 재료에는 연질 연삭 휠을 사용합니다.
- 연질이면서 인성이 큰 재료를 연삭할 때는 거친 연마재(예: 12~36번)를 선택하고, 경질이면서 취성이 큰 재료를 연삭할 때는 고운 연마재(예: 46~100번)를 선택합니다.
- 연삭면의 표면 거칠기 요구가 낮을 때는 고운 연마입자를 사용하고, 금속 제거율이 높아야 할 경우에는 거친 연마입자를 사용합니다.
- 가공 표면 품질이 중요할 경우에는 레진 또는 고무 결합제 연삭 휠을 사용하고, 최대 금속 제거율이 요구될 경우에는 세라믹 결합제 연삭 휠을 선택합니다.
연삭 공구의 경도에 대해서는 두 가지 관점이 있습니다:
1. 연삭 공구의 경도란, 외력에 의해 연마입자가 휠 표면에서 탈락되는 것을 결합제가 얼마나 잘 견디는지를 나타내는 특성입니다. 또는 연마입자가 연삭 휠 표면에서 떨어져 나가는 난이도를 의미하기도 합니다.
2. 연삭 공구의 경도란, 작업 중 외력에 저항하면서 결합제와 연마입자가 연삭 휠 표면에서 파손되거나 탈락되는 상황에 대한 종합적인 강도를 의미합니다.
5. 연삭 휠 경도 선택
연삭 공구의 경도는 연마재 자체의 경도를 의미하는 것이 아니라, 결합제가 연마입자를 얼마나 잘 고정하는지를 나타냅니다. 연삭 공구의 경도를 선택할 때의 기본 원칙은 다음과 같습니다: 연삭 중 적절한 자쇄성을 유지하고, 과도한 마모를 방지하며, 높은 연삭 온도의 발생을 예방하는 것입니다.
앞서 언급했듯이, 연삭 공구 경도의 높고 낮음은 결합제의 양과 밀접한 관련이 있습니다. 연삭 공구의 경도가 높을수록 결합제의 양이 많아지고, 결합제의 브리지가 두꺼워지며, 연마입자를 고정하는 결합력도 커져, 연마입자가 보다 큰 연삭력을 받아도 쉽게 파손되거나 탈락되지 않습니다. 반대로, 경도가 낮을 경우 결합제의 고정력이 약해, 연마입자가 쉽게 파손되거나 떨어져 나가게 됩니다. 따라서 연삭 공구의 경도를 너무 높게 선택하면, 마모된 연마입자가 파손되거나 떨어지지 않아 절삭 능력을 상실하게 되며, 동시에 연삭 공구과 공작물 사이의 마찰력이 증가하여 공작물 표면에 과열이 발생하고 연소 현상이 나타날 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 연삭 휠을 자주 드레싱해야 하며, 이는 연삭 공구의 과도한 마모를 초래하게 됩니다. 연삭 공구의 경도를 너무 낮게 선택하면, 연마입자가 아직 날카로운 상태에서도 탈락하게 되어 불필요한 마모가 발생합니다. 또한 연삭 공구의 마모 속도가 너무 빠르면, 작업면이 불균일하게 마모되어 공작물의 가공 정밀도에 영향을 미치게 됩니다.
종합해 보면, 연삭 공구의 경도를 정확하게 선택해야만 연삭 공구가 정상적인 연삭 상태를 유지하고 가공 요구를 충족시킬 수 있습니다. 특히 절삭 공구의 날을 연삭할 때는, 연삭 공구의 경도가 한 단계만 달라져도 연삭 품질에 영향을 미칠 수 있으므로, 연삭 공구의 경도 선택은 매우 중요한 요소임을 알 수 있습니다.
연삭 공구의 경도를 선택할 때 가장 기본적인 방법은 다음과 같습니다: 공작물의 경도가 높을수록 연삭 공구의 경도는 낮게, 공작물의 경도가 낮을수록 연삭 공구의 경도는 높게 선택하는 것입니다. 이는 공작물의 경도가 낮을 경우, 연삭 공구의 연마입자가 공작물에 절입할 때 받는 압력이 상대적으로 작아 연마입자가 쉽게 무디어지지 않기 때문에,연마입자가 무디어지기 전에 탈락하거나 파손되지 않도록 더 높은 경도의 연삭 공구를 사용하는 것이 적절하기 때문입니다. 반대로 공작물의 경도가 높을 경우, 연마입자가 받는 압력이 커져 쉽게 무뎌지므로, 보다 낮은 경도의 연삭 공구를 사용하여 자쇄성을 확보하고, 연삭 성능을 유지하는 것이 좋습니다. 그러나 공작물 재질이 매우 연하면서 인성이 큰 경우(예: 연청동, 황동 등), 절삭된 금속이 연삭 공구에 쉽게 달라붙어 막힘 현상이 발생하기 쉬우므로, 입자가 거칠고 경도가 낮은 연삭 공구를 사용하는 것이 바람직합니다.
연삭 공구의 경도는 연삭 영역의 온도에 영향을 미치는 중요한 요소이기도 합니다. 예를 들어, 합금강과 같이 열전도율이 낮은 공작물을 연삭할 경우, 공작물 표면의 온도가 상대적으로 높아져 연소나 균열이 발생하기 쉬우므로, 경도가 낮고 조직이 느슨한 연삭 휠을 선택하고, 동시에 냉각을 강화해야 이러한 문제를 효과적으로 방지할 수 있습니다. 얇은 형상의 공작물을 연삭할 경우에도, 조직이 느슨하고 경도가 낮은 연삭 휠을 사용하는 것이 바람직합니다. 또한, 얇은 벽 구조의 중공 공작물의 외경을 연삭할 때는, 실체 공작물을 연삭할 때보다 연삭 휠의 경도를 낮게 선택해야 하며, 이는 연삭 시 온도 상승으로 인해 공작물의 열변형이 발생하는 것을 방지하기 위한 조치입니다.
연삭 공구의 경도를 선택할 때는, 일반적으로 다음과 같은 조건들도 함께 고려해야 합니다.
- 연삭 공구과 공작물 사이의 접촉 면적이 클 경우, 연삭 공구의 경도는 다소 낮게 선택해야 하며, 이는 공작물의 과열을 방지하고 연삭 품질에 악영향을 주지 않기 위함입니다.수직 스핀들 평면 연삭에 사용되는 연삭 공구의 경도는 비교적 낮으며,평면 연삭 및 내경 연삭에 사용되는 연삭 휠의 경도는 외경 연삭에 사용되는 연삭 휠보다 낮습니다. 그러나 가늘고 긴 내경을 연삭할 경우, 연삭 휠의 속도가 낮고 쉽게 마모되어 공작물에 테이퍼(나팔구) 형상이 발생하기 쉬우므로, 내경 연삭보다 다소 높은 경도의 연삭 휠을 선택하는 것이 바람직합니다. 이와 마찬가지로, 작은 구경의 공작물 연삭 시에는 더 단단한 연삭 휠을 사용할 수 있고, 큰 구경의 공작물을 연삭할 경우에는 상대적으로 부드러운 연삭 휠을 사용하는 것이 적절합니다.
- 단속면을 연삭하거나 주물의 바를 제거할 때는 경질 또는 초경질 연삭 휠을 사용해야 하며, 강괴를 중하중 상태에서 연삭할 때도 연삭 휠의 과도한 마모를 방지하기 위해 경질 또는 초경질 휠을 선택하는 것이 바람직합니다.
- 드레싱용 대체 다이아몬드 연삭 공구(연삭 휠 또는 오일 스톤)은 드레싱 시 큰 압력이 가해지므로, 높은 경도가 요구되며 일반적으로 초경질 등급의 연삭 공구가 사용됩니다.
- 중형 연삭기나 강성이 좋은 연삭기는 연삭 중 진동이 적고 연마입자가 쉽게 파손되지 않기 때문에, 경도가 낮은 연삭 휠을 사용할 수 있습니다.
- 외경 플런지 연삭 시에는 공작물의 과열로 인한 손상을 방지하기 위해, 연삭 휠의 경도를 축방향 이송 방식보다 낮게 선택해야 합니다.
- 자동 이송식의 연삭기는 수동 이송식의 연삭기보다 더 부드러운 연삭 휠을 사용할 수 있습니다.
- 가공 표면의 요구 조도 값이 작고, 공작물의 치수 정밀도 요구가 높을수록, 연삭 시 과도한 발열로 인한 표면 조직 손상을 방지하기 위해 경도가 낮은 연삭 휠을 선택해야 합니다. 예를 들어, 초연질 등급의 거울 연삭용 레진 결합제 연삭 휠을 사용하면 Rz 0.05μm 수준의 조도를 얻을 수 있습니다. 그러나 일반적인 정밀 연삭용 연삭 휠의 경우, 경도가 너무 낮으면 연삭 휠 작업면의 마모가 불균일해져 가공 정밀도에 영향을 미칠 수 있으므로, 높은 경도를 선택해야 합니다.
- 공작물 표면에 발생하는 스크래치는 연삭공구의 경도 선택이 부적절한 경우와 밀접한 관련이 있습니다. 연삭 공구의 경도가 너무 낮으면 연마입자가 쉽게 탈락되며, 이로 인해 탈락된 연마입자가 압착 또는 마찰 작용에 의해 공작물 표면을 긁어 손상을 유발할 수 있습니다. 따라서 이러한 경우에는 연삭 공구의 경도를 적절히 높여야 합니다.
- 건식 연삭 시에는 공작물이 쉽게 과열되기 때문에, 습식 연삭보다 더 부드러운 연삭 휠을 사용하는 것이 좋습니다.
- 생산 효율이 높은 연삭이 요구될 경우, 연삭 휠의 자쇄성을 높이고 드레싱 횟수를 줄이기 위해 다소 부드러운 연삭 휠을 선택할 수 있습니다. 그러나 그만큼 연삭 휠의 마모가 빨라지므로, 기술적·경제적인 측면에서 종합적인 분석과 비교가 필요합니다.
- 고속 연삭 시 이송 속도가 일정하다면, 연마입자가 절삭하는 칩 두께는 얇아지고, 그에 따라 연마입자가 받는 절삭력이 감소하게 됩니다. 이로 인해 연삭 휠의 마모 속도도 느려지게 되며, 이러한 경우에는 자쇄성을 개선하기 위해 연삭 휠의 경도를 일반 연삭보다 1~2단계 낮게 선택해야 합니다. 이는 고속 정밀 연삭에서 흔히 적용되는 원칙입니다. 또한 크랭크축 등과 같이 불균형한 공작물의 경우, 연삭 중 공작물 속도를 너무 높일 수 없으므로, 공작물의 소손을 방지하기 위해 연삭 휠의 경도를 낮게 설정하는 것이 바람직합니다. 절삭 효율을 높이는 것을 주된 목적으로 하는 고속 연삭에서는 절입 이송량이 커지고, 이에 따라 연마입자가 받는 연삭력이 증가하게 됩니다. 이때는 연마입자가 조기에 탈락되는 것을 방지하기 위해, 연삭 휠의 경도를 일반 연삭보다 1~2단계 높게 선택해야 합니다.
- 강구(볼 베어링)을 연삭할 때는 초경질 등급의 연삭 휠을 선택해야 하며, 일반적인 절단 작업에서는 중간 또는 중경질 등급의 연삭 휠을 사용하는 것이 적절합니다.
- 초경합금 및 고속도강 절삭공구를 연삭할 때는 J~G 경도의 연삭 휠을 선택하는 것이 적절합니다.
- 성형 연삭 시에는 공작물의 정확한 기하학적 형상을 유지하기 위해 연삭 휠의 마모가 과도하지 않아야 하므로, 높은 경도의 연삭 휠을 선택해야 합니다.
