연삭 가공이란 숫돌을 사용하여 공작물을 깎는 가공법입니다. 고속 회전하는 숫돌을 공작물에 눌러 대고 공작물 표면을 조금씩 깎아냅니다. 절삭 가공 등의 최종 마감으로 사용되는 점도 특징입니다. 이번에는 연삭 가공의 종류, 장점과 단점, 다른 가공 방법과의 차이 및 가공 시 발생하기 쉬운 문제 등을 알아봅시다. 
목차
연삭 가공이란?
공작물의 가공 방법은 재료를 깎는 「제거 가공」, 재료를 녹여 틀에 부어넣는 「성형 가공」, 틀을 이용하여 재료를 변형시키는 「소성 가공」, 재료끼리 붙이거나 분리하는 「절단·접합 가공」으로 나뉘어집니다. 절단·접합 가공 중 소재 일부를 깎아내는 가공을 제거 가공이라고 합니다. 그 중에도 숫돌을 고속 회전시켜 공작물의 표면을 깎아내는 방법이 「연삭 가공」입니다. 연삭 가공에서는 연삭반이라는 기계를 사용합니다. 커터를 사용하는 절삭 가공보다 가공 시간은 길어지지만 보다 고정밀도로 유려하게 가공 가능합니다. 연삭 가공은 다른 가공 방법의 마감으로 처리되는 경우가 많은 방법입니다. 예를 들어 절삭 가공으로 대략적 형태를 만든 후 연삭 가공으로 표면을 정리한다는 사용 방법도 가능합니다. 연삭 가공을 사용하면 절삭 가공이 어려운 단단한 소재(초경합금 등)의 가공도 가능합니다. 담금질 후 딱딱해진 부품을 연삭 가공으로 마감하는 경우도 있습니다.
연삭 가공의 장점·단점
연삭 가공에는 다음과 같은 장점과 단점이 있습니다.
연삭 가공의 장점
- 치수 정밀도가 높은 가공이 가능하다 연삭 가공은 가공당 제거량이 미미해서 고정밀도로 가공 가능합니다. 연삭반 사용으로 마이크로미터의 주문으로 표면을 가공할 수 있습니다. 표면을 매끄럽게 하는 것도 가능합니다.
- 단단한 소재라도 가공 가능하다 연삭 가공에서는 숫돌 표면에서 튀어나온 무수한 지립을 사용하여 공작물의 표면을 깎아냅니다. 깎는 과정에서 지립 날이 빠져도 숫돌 안에서 다음 지립이 나오기(자생 작용) 때문에 숫돌은 항상 절삭감을 유지할 수 있습니다. 따라서 지립이 공작물보다 부드러워도 계속 가공할 수 있습니다.
- 표면 거칠기를 정리 가능하다 절삭 가공에서는 공작물 표면을 조금씩 깎아내므로 표면을 대단히 매끄럽게 가공할 수 있습니다.
연삭 가공의 단점
- 가공 시간이 매우 길어진다 「치수 정밀도가 높은 가공이 가능하다」라는 연삭 가공의 장점은 「가공 시간이 길다」라는 단점으로도 연결됩니다. 따라서 큰 가공을 처리하려는 경우는 절삭 가공으로 형태를 만든 후 연삭 가공으로 마감하는 것이 일반적입니다.
- 가공 시 열이 발생하기 쉽다 연삭 가공에서는 숫돌과 공작물과의 마찰로 인해 연삭 위치의 온도가 1000도를 넘습니다. 따라서 공작물에 그을음이나 균열이 일어나지 않도록 연삭액으로 계속 냉각시켜야 합니다.
- 가공 시 사고가 발생하기 쉽다 연삭 가공에서는 숫돌이 고속 회전하므로 숫돌을 잘못 사용하면 다양한 사고로 이어집니다. 숫돌의 최고 사용 주속도를 초과하여 사용하지 않고 숫돌에 공작물을 너무 세게 대지 않는다는 점에 주의합시다.
연삭 가공의 주요 종류와 용도
연삭 가공에는 몇 가지 종류가 있습니다. 여기에서는 대표적인 연삭 가공과 그 특징을 설명합니다.
평면 연삭
공작물의 평면을 깎는 가공 방법입니다. 연삭 가공 중에 가장 자주 사용되는 방법으로 평연이라고도 합니다. 일반적으로 절삭 가공 후 표면을 보다 평평하게 마감하는 경우에 평면 연삭을 실시합니다. 평면 연삭에서는 테이블 위에 공작물을 고정해 두고 고속 회전시킨 원통형 숫돌을 공작물 표면에 대고 공작물을 깎아냅니다. 가공 중 숫돌은 위아래로 테이블은 전후좌우로 이동합니다. 공작물의 두께를 일정하게 하거나 평행도를 향상시키기 위해 실시됩니다.
원통 연삭
원통형 공작물의 표면을 깎는 방법입니다. 중심을 고정한 상태에서 공작물을 고속 회전시켜 두고 그 표면에 공작물과 역방향으로 회전시킨 숫돌을 대고 공작물을 깎아냅니다. 원통 연삭은 다른 부품과 접동하는 축 등을 만드는 경우에 사용됩니다.
내면 연삭
내면 연삭은 원통이나 홀의 안쪽을 깎는 방법으로 내연이나 인터널로도 불립니다. 치수 정밀도가 높은 홀 가공 시 등에 이용됩니다. 내면 연삭에서는 기본적으로 숫돌과 공작물을 모두 회전시키지만 숫돌만을 회전시켜 가공하는 「플래너터리형」이라는 방법도 있습니다. 통 안을 다른 부품이 접동하는 실린더 등의 내경을 가공하기 위해 실시됩니다.
센터리스 연삭
센터리스 연삭은 원통 연삭처럼 원통 바깥쪽을 깎는 방법입니다. 그러나 양자는 공작물의 고정 방법이 다릅니다. 원통 연삭의 경우는 원통형 공작물의 중심을 고정하고 공작물을 회전시킵니다. 한편 센터리스 연삭에서는 지지날이라는 받침과 원통형 조정 바퀴로 공작물을 받쳐 놓고 회전하는 숫돌을 공작물에 대고 공작물이 자연스럽게 돌아가도록 조정합니다. 손 안에서 경단을 굴리는 듯한 이미지입니다. 센터리스 연삭에서는 지지날, 조정 바퀴, 숫돌의 3개로 공작물을 균등하게 지지하므로 공작물 표면을 균일하게 마감할 수 있습니다. 실린더 로드처럼 얇은 원통이나 긴 원통의 가공에 적합합니다.
기어 연삭
기어 연삭은 연삭을 사용하여 기어를 만드는 방법입니다. 납작한 원반형 숫돌을 사용하여 공작물을 절삭하도록 해서 기어를 깎아냅니다. 절삭 가공으로 깎아낸 기어의 마감 가공으로 사용되는 경우도 있습니다.
절단
그라인더와 같은 얇은 회전 숫돌을 사용하여 재료를 절단하는 방법입니다. 단단한 소재나 큰 원통 등 커터로는 가공하기 어려운 경우에 사용됩니다.
절삭 가공과 연마 가공과의 차이
절삭 가공과 연마 가공은 모두 공구를 이용하여 재료를 기계적인 접촉으로 조금씩 제거해가는 가공입니다. 여기에서는 절삭 가공과 연마 가공과의 차이에 대해 해설합니다.
절삭 가공과의 차이
절삭 가공은 연삭 가공과 같은 제거 가공 중 하나입니다. 커터 등의 공구를 사용하여 공작물을 깎는 방법으로 깎는법이나 사용하는 공구에 따라 밀링 가공이나선반 가공(선삭 가공),타공 가공 등으로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 절삭 가공에서는 가공당 칩 양이 연삭 가공보다 많아집니다. 절삭 가공은 커터로 대충 깎아 목적인 형상을 만드는 방법, 연삭 가공은 회전하는 숫돌로 표면을 조금씩 깎아 형태를 다듬는 방법이라는 이미지입니다. 절삭 가공을 사용하면 연삭 가공보다 짧은 시간에 가공이 가능합니다. 그러나 가공 정밀도는 연삭 가공보다 떨어집니다.
연마 가공과의 차이
연마 가공은 연삭 가공처럼 공작물의 표면을 조금씩 제거하는 방법입니다. 연삭 가공이나 절삭 가공과 같이 제거 가공으로 분류됩니다. 연삭 가공과 연마 가공은 매우 유사하지만 둘은 목적이 다릅니다. 연삭 가공은 「깎아서 형태를 바꾸기」 위한 방법이지만 연마 가공은 「닦아서 다듬는다」는 의도가 강합니다. 예를 들어 부품 표면을 거울처럼 다듬는 경우는 연삭 가공이 아닌 연마 가공이 사용됩니다. 연마 가공에는 연삭 가공과 같이 숫돌을 사용하는 방법 외에 지립(숫돌 속에서 「커터」의 역할을 하는 입자)만을 사용하는 방법 및 전기 분해를 이용하여 금속 표면을 녹이는 방법(전해 연마)이 있습니다.
연삭 가공 시 주의점
연삭 가공에서는 고속으로 회전하는 숫돌을 사용합니다. 여기에서는 가공 중 숫돌에 발생하기 쉬운 3가지 문제를 알아봅시다.
눈막힘
눈막힘은 숫돌 표면의 지립 사이에 깎아낸 찌꺼기 등이 쌓인 결과 숫돌의 절삭감이 나빠지는 현상입니다. 부드러운 금속(알루미늄이나 동 등)의 가공 시에는 눈막힐 가능성이 높아집니다. 눈막힘이 일어나면 자생 작용이 작동하지 않게 되므로 숫돌 표면에 새로운 지립이 나오지 않아 가공 효율이 크게 저하됩니다. 숫돌과 공작물과의 접촉 위치에 열이 쉽게 차서 공작물의 그을음이나 진동이 발생할 수도 있습니다. 숫돌의 눈막힘을 방지하려면 공작물의 재질에 따라 적절한 숫돌 선택이 중요합니다.
눈손상
눈손상은 지립의 날 부분만 깎여 숫돌 표면이 평탄해지고 숫돌의 절삭감이 크게 저하되는 현상입니다. 숫돌의 자생 작용이 작동하지 않아서 발생합니다. 눈손상이 발생하면 마찰면이 넓어지므로 눈막힘과 같이 그을음이나 진동이 생기기 쉬워집니다. 눈손상이 일어났을 때는 숫돌의 자생 작용이 적절히 작동하도록 연삭 부하를 조정합시다.
눈빠짐
일반적으로 숫돌 안의 지립은 연마력이 사라진 후 자연스럽게 탈락합니다. 그러나 지립끼리 묶어놓았던 결합제가 너무 물러지는 경우 아직 연마력이 있는 지립이 차례차례 탈락할 수 있습니다. 이것이 눈빠짐입니다. 눈빠짐이 일어나면 숫돌의 절삭감이 크게 저하되고 숫돌의 수명도 짧아집니다. 연삭 가공 시 눈빠짐을 방지하기 위해 결합제의 연함이나 가공 부하를 적절하게 조정합시다. 또한 연삭할 때는 설계 형상에도 주의해야 합니다. 단차 있는 형상이나 통 모양의 홀 내부에 연삭을 지시하는 경우 면과 면이 교차하는 부분의 연삭은 아주 어려워집니다. 따라서 연삭의 릴리프 홈을 고려해야 합니다.
정리
연삭 가공은 고속 회전하는 숫돌을 공작물에 바짝 대고 공작물 표면을 조금씩 깎는 방법입니다. 가공 시간은 길어지지만 치수 정밀도가 높은 가공이 가능하고 초경합금 등 단단한 소재도 가공할 수 있다는 큰 장점이 있습니다. 또한 연삭 가공에는 많은 종류가 있어 평면이나 원통과 같은 다양한 형상을 처리할 수 있습니다. 한국미스미 meviy는 공장의 설비와 장치에 필요한 판금 부품 및 절삭 플레이트의 견적 및 가공이 가능합니다. 지금 바로 3D CAD 데이터를 업로드하여 견적 받아 보세요.
