연삭휠의 막힘, 평활화 및 공작물 파손을 피하려면, 연마 가공에서 자주 발생하는 함정과 개선 방안을 정확히 이해해야 한다. - HonWay Materials

정밀 가공 분야에서 연마는 핵심 공정 중 하나로, 공작물의 표면 품질과 치수 정밀도를 향상시키기 위해 널리 활용된다. 금형 제조, 자동차 부품, 항공우주 부품 가공 등 다양한 분야에서 연마는 없어서는 안 될 중요한 역할을 한다.

그러나 연마 과정에서는 연마휠 선택이 부적절하거나, 드레싱 방식의 오류, 연마액 공급 부족 등의 요인으로 인해 막힘, 평활화, 파손, 그을림과 같은 가공 결함이 발생할 수 있으며, 이는 최종 제품의 품질과 생산 효율에 악영향을 미친다.

연마 작업의 안정성과 고품질 출력을 확보하기 위해서는 이러한 이상 현상의 원인과 대응 방안을 깊이 있게 이해하는 것이 중요하며, 이는 가공 기술자에게 있어 공정 역량과 품질 관리 능력을 높이기 위한 필수 지식이다.

충전형 연삭휠이란?

충전형 연마에서는 연삭 휠 표면에 연삭칩이 들러붙어, 다른 연마 작업의 진행을 방해하게 된다.

연삭칩은 주로 찢어진 형태나 융해된 형태로 나타나며, 이러한 칩이 날끝을 형성해 절삭 성능에 영향을 줄 수 있다.

칩 부착：연삭칩이 연삭 휠 표면에 들러붙어 연마 효율을 저하시킴
칩 형태：찢어진 형태와 융해 형태가 일반적으로 나타나며 절삭 성능을 떨어뜨림
연마 저항 증가：연마 과정 중 저항이 커져 진동이 발생하기 쉬움
가공면 품질 저하：찢김이나 진동 흔적이 생겨 표면의 매끄러움에 악영향
연삭 휠 마모 증가：연삭 휠이 정상형보다 더 많이 마모되어 수명이 단축됨

작은 지식 – 진동 흔적:진동 흔적이란 가공 또는 연마 과정에서 공작물 표면에 미세한 물결무늬나 불규칙한 요철이 발생하는 현상을 말한다. 이러한 현상은 최종 제품의 표면 품질에 영향을 미치며, 경우에 따라 불량 판정을 받을 수 있다.

평활화 연삭휠이란?

평활화형 연마에서는 연마재가 무뎌져 연마 능력을 상실한 상태가 되어, 연마재 표면이 둥글게 마모되고 연삭 휠 전체가 이에 의해 덮이게 된다. 이러한 현상은 연마 효과에 부정적인 영향을 미친다.

연삭칩 형태：연삭칩은 주로 찢어진 형태 또는 융해된 형태로 나타나며, 가공 품질에 추가적인 영향을 끼침
연마재 둔화：연마재가 절삭 능력을 잃고 둥근 모서리 형태로 변화
전면 피복：연삭 휠 전체 표면이 둔화된 연마재로 덮임
절삭력 저하：연마재의 둔화로 인해 절삭력이 크게 감소
연마 저항 증가：연마 중 저항이 커져 작업 효율에 악영향
발열 증가：연마 저항의 증가로 인해 열 발생량이 동반 증가
진동 흔적 및 그을림：가공 과정에서 진동 흔적이나 표면 그을림이 자주 발생함

※ 추가 읽기: 연삭 휠 연마입자의 연마 작용

연삭휠의 부적절한 결합도, 충전 및 평활화 원인과 해결 방법

이상 상태	원인	해결 방법
연마성 불량 발생: 1.충전2.평활화3.공작물 그을림4.진동 흔적 현상이 동시에 발생하는 경우	연삭휠이 너무 단단함	1.공작물의 이송 속도, 연삭 휠의 횡이송 속도 및 가압력을 높인다. 2.연삭휠의 회전 속도를 낮추고, 외경과 폭이 작은 연삭 휠을 사용한다. 3.예리한 드레서를 정기적으로 사용하여 연삭 휠을 드레싱해 날카로움을 유지한다. 4.횡이송 시 연삭 휠이 공작물의 동일 위치에 장시간 머무르지 않도록 주의한다. 5.점성이 있는 냉각제 사용을 피하거나, 연마액의 희석 배율을 높여 냉각 효과를 개선한다. 6.가공 효율을 높이기 위해 입도가 거칠거나 경도가 낮은(더 부드러운) 연삭 휠을 선택한다.
연삭휠 마모 심함, 날카롭지 않음, 공작물에 테이퍼 발생, 연삭휠에 흠집, 연마재 탈락	연삭휠이 너무 부드러움	1.공작물의 이송 속도, 연삭 휠의 횡이송 속도 및 가압력을 낮춘다. 2.연삭휠의 회전 속도를 높이고, 외경과 면 폭이 큰 연삭휠을 사용한다. 3.연삭휠을 드레싱할 때 절삭 깊이를 얕게 하고, 횡이송 횟수를 늘린다. 4.횡이송 중 연삭 휠이 공작물에서 갑작스럽게 떨어지지 않도록 연속적으로 접촉되도록 유지한다. 5.연마액의 희석 배율을 줄여 윤활 및 냉각 효과를 높인다.
연삭휠 막힘	연삭휠 부적합	1.절삭 효율과 칩 배출 능력을 높이기 위해 입자가 큰 연삭휠을 선택한다. 2.결합제 경도가 낮은(더 부드러운) 연삭휠을 사용하면 자가 드레싱이 촉진되어 막힘을 줄이는 데 도움이 된다. 3.조직이 조밀하지 않고 느슨한(거친 구조) 연삭휠을 사용하면 냉각 효과와 칩 배출 공간이 개선된다.
	드레싱 부적합	1.날카로움이 높은 다이아몬드 드레서를 사용한다. 2.드레싱 시 이송 속도를 높인다. 3.드레싱 후 연삭 휠 표면에 남은 칩과 이물질을 철저히 세척한다.
	연마액 부적합	1.세정 효과가 우수한 연마유제를 선택한다. 2.연마액은 안정적이고 균일하며 충분한 유량으로 공급되도록 한다. 3.센터 오일 공급 방식을 사용하는 경우, 연마유의 청결도를 특히 주의 깊게 관리해야 한다.
	작업 부주의	연삭휠이 가공 과정에서 낮은 절삭력과 보다 부드러운 작용 효과를 발휘할 수 있도록 작업 조건을 조정한다.
연삭휠 평활화	연삭휠 부적합	1.선택한 연마재 종류가 특정 공작물 재질 가공에 적합한지 평가한다. 2.입도가 크고, 결합제가 부드러우며, 조직이 느슨한(조직이 거친) 연삭 휠을 우선적으로 선택한다.
	드레싱 부적합	1.날카로운 드레서를 사용하고, 연삭 휠을 정기적으로 세날(재날카롭게 함)한다. 2.드레싱 작업의 이송 속도를 높인다. 3.드레싱 시 절입 깊이를 적절히 증가시킨다.
	연마액 부적합	1.윤활 성능이 우수한 비수용성 연마유제를 선택한다. 2.연마액은 안정적이고 균일하며 충분한 유량으로 공급되도록 한다. 3.연마액의 공급 방식(예: 상부 공급, 측면 공급, 중심 공급 등)을 분석하고 최적화한다.
	작업 부주의	1.연삭휠의 이송 깊이를 증가시킨다. 2.연삭휠이 가공 중 부드러운 절삭 거동을 하도록 작업 조건을 조정하여 과도한 마모를 줄이고 가공 안정성을 확보한다.

※연삭휠 교체

현재 가공 중인 공작물의 재질을 알려주시면, 적합한 연삭 휠을 추천드릴 수 있도록 평가해드리겠습니다.

모델명을 어떻게 알려야 할지 모르시겠다면, 연삭 휠을 저희에게 보내주셔도 괜찮아요.

연마 파손이란?

연마 균열은 연마 과정 중 연삭력, 열 등 다양한 요인으로 인해 재료 표면이 손상되는 현상입니다. 이러한 균열은 일반적으로 재료 표면에 균열, 파편, 미세 균열의 형태로 나타나며, 공작물의 품질과 정밀도에 부정적인 영향을 미칩니다.

이러한 문제는 침탄강, 베어링강, 롤 재료 등에서 자주 발생하며, 특히 담금질 경화 처리를 거친 후 연마를 수행할 때 쉽게 나타납니다.

※추가 읽기: 연마 가공 시 표면 변질을 어떻게 방지할 수 있을까?

연마 파손의 영향

기계 부품의 피로 수명에 영향：연마 균열은 즉시 발생하지 않고, 연마가 끝난 후 수 시간에서 수일 이내에 점차 드러나는 경우가 많습니다. 이 미세 균열은 기계 부품의 피로 수명을 크게 감소시키며, 신뢰성과 내구성에도 부정적인 영향을 줍니다.
치수 정밀도 저하：균열은 공작물의 치수 편차를 유발하며, 가공 정밀도를 해칩니다.
취성 및 파손 위험 증가：재료가 더 쉽게 깨지고, 파손되거나 기능을 상실할 위험이 커집니다.
내식성 저하：균열 부위는 표면 보호층이 파괴되어 부식 가능성이 증가합니다.

공작물의 정밀도 저하, 그을림 및 파손의 원인과 해결 방법

이상 상태	원인	해결 방법
진원도 불량	센터 센터핀의 중심선 불량	1.센터홀을 정확하게 천공한다. 2.센터홀 내부의 오염물과 이물질을 제거하기 위해 정기적으로 연마, 리밍 또는 세척을 실시한다. 3.센터 센터핀을 정기적으로 점검하고 필요 시 재연마하여 수정한다. 4.가공 중 센터홀과 센터핀 사이가 충분히 윤활되도록 유지한다. 5.센터핀의 느슨함을 제거하고 단단하게 고정되도록 한다. 6.무심 연마 작업 시, 지지대 높이를 10mm로 유지한다.
	드레싱 불량	1.드레싱 시 연삭휠의 기계 위치와 실제 연마 시의 기계 위치가 일치하는지 확인하고, 양자 간의 상대 위치가 변하지 않도록 한다.
	공작물 불균형	밸런서를 설치하고 균형 중량을 조정하여 진동을 줄이고, 연마 정밀도와 안정성을 높인다.
	작업 부주의	1.횡이송 연마 중 연삭 휠이 공작물에서 이탈하지 않도록 하여, 한쪽 끝이 테이퍼 형태로 깎이는 것을 방지한다. 2.이송 시 압력을 줄인다. 3.더 단단한 연삭휠을 사용한다. 4.길거나 가느다란 공작물의 경우, 지지대를 사용하여 공작물의 진동을 방지하고 안정성을 확보한다.
원통도 불량 테이퍼(Taper) 발생	연삭휠 부적합	1.결합도가 더 단단한 연삭휠을 사용한다. 2.직진 이송형 연마 과정에서, 연삭휠의 면 폭은 공작물의 폭보다 약간 넓어야 한다.
	드레싱 불량	드레서의 다이아몬드 팁을 연마 영역에 최대한 근접시켜 설정한다.
	작업 부주의	1.지지대 배치 위치를 재검토한다. 2.연삭휠의 이송 과정이 원활한지 점검한다. 3.횡이송 연마 시, 연삭 휠의 면 폭이 공작물 폭의 1/3 이상이 되도록 유지한다.
	공작물 팽창	1.충분한 냉각제를 사용하여 공작물과 연삭휠을 보호한다. 2.윤활유의 공급 방식을 점검하고, 연마 영역에 고르게 분포되어 효과적으로 냉각되도록 한다. 3.연삭 휠의 절입량을 줄이고, 횡이송 속도를 높인다.
	잔존	1.경도가 높은 연삭휠을 선택한다. 2.가공 전에 충분한 검토를 거쳐, 극미세 연삭의 치수 관리를 일관되게 통일한다. 3.슬라이딩 연삭 시간이 적절한지 점검하고, 너무 길거나 짧지 않도록 조정한다.
그을림, 파손	연삭휠 부적합	1.결합도가 더 부드럽고, 조직이 거친 연삭 휠을 사용하여 자가 드레싱을 촉진하고 절삭 성능을 개선한다. 2.연삭 휠 작동 시, 절삭 동작이 보다 부드럽게 나타나도록 작업 조건을 조정한다. 3.정기적으로 정밀한 드레싱을 수행한다.
	연마액 부적합	1.연마액이 균일하고 충분한 유량으로 공급되도록 한다. 2.연마 영역에 연마액이 정확히 도달하도록 공급 방식을 조정한다. 3.윤활 효과가 우수한 연마유제를 사용하며, 비수용성 제품을 우선적으로 선택한다. 4.수용성 연마유제를 사용하는 경우, 고성능 제품을 선택하고 농도를 적절히 높인다.
	작업 부주의	1.절입 깊이를 줄인다. 2.횡이송 속도를 높여 연삭휠이 동일한 영역에 집중되지 않도록 한다. 3.연삭휠이 공작물과 접촉한 상태에서 정지하지 않도록 방지한다.
	공작물 열처리 불량	1.템퍼링 온도가 너무 낮지 않았는지 점검한다. 2.공작물에 불안정한 조직 구조가 잔존하고 있는지 확인한다.
얇은 공작물의 변형	작업 부주의	1.전자척의 자력을 적절히 낮춘다. 2.전자척과 공작물 사이에 적절한 두께의 강판을 덧대어 자력 분포를 조정하고 흡착 상태를 개선한다.

결론

종합적으로 볼 때, 연마 가공은 고효율·고정밀 가공 방식이지만, 연삭휠의 선택, 드레싱 조건, 연마액의 적용, 작업 매개변수 등의 세부 요소를 간과할 경우 충전, 평활화, 그을림, 파손 등 다양한 이상 현상이 발생하기 쉬우며, 이는 공작물의 품질과 생산 안정성에 직접적인 영향을 미친다. 정확한 연삭 휠 매칭, 정밀한 드레싱, 합리적인 냉각·윤활 전략, 그리고 안정적인 작업 프로세스를 통해서만 연마 효율과 가공 품질을 효과적으로 향상시키고, 연삭 휠의 수명을 연장하며, 최종 제품의 신뢰성과 일관성을 보장할 수 있다. 갈수록 엄격해지는 공정 요구에 대응하기 위해서는 연마 조건을 지속적으로 개선하고 표준화된 작업 프로세스를 구축하는 것이 모든 가공 작업자가 간과해서는 안 될 중요한 과제이다.

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