연삭은 널리 사용되는 금속 절단 방법으로, 높은 표면 품질과 치수 정확도가 요구되는 전통적인 도구 및 재료로 절단하기 어려운 단단한 재료를 주로 가공합니다. 수많은 새로운 재료의 출현과 부품 정확도, 품질 요구 사항의 사용으로 인해 연삭 가공 응용 분야가 다른 기존 가공 방법보다 더 많이 증가했습니다. 연삭 공정에서는 연마 입자의 크기, 모양 및 분포가 가공에 중요한 역할을 합니다. 그러나 연성 금속 가공에서는그라인딩 휠급격히 막히고 부동태화되어 연삭 휠의 수명이 단축됩니다. 연삭 휠 막힘 및 패시베이션 및 생산의 부작용을 방지하려면 연삭 휠 막힘의 메커니즘과 원인을 분석해야 합니다.
1. 연마칩의 형성
연삭 공정은 일정량의 가공물 재료를 절단하여 더 높은 표면 품질과 정밀도를 얻는 것으로 일반적으로 사용되는 도구는 연삭 휠입니다. 연삭휠은 치밀화, 건조, 소결하여 연마재와 결합제로 만든 느슨한 몸체이며 단일 연마 입자는 작은 절삭날이며 큰 음의 전면 각도와 절삭날 반경이 둔합니다. 슬라이딩 후 고속 모션 연마재, 공작물에 쟁기질, 절단 층 재료는 전단 표면을 따라 명백히 미끄러져 짧고 얇은 칩을 형성하며 연삭 영역의 이러한 칩은 매우 높은 온도로 가열된 다음 산화되고 녹아서 입자 구형으로 응고된 구형 표면에 몇 개의 포크 가지가 있으며 분쇄 칩의 주요 형태입니다. 내산성 스테인리스강 Cr20Ni24Si4Ti를 연삭할 때 리본, 울퉁불퉁한 연삭 칩 및 재와 함께 다수의 구형 연삭 칩이 발견되며 이러한 연삭 칩의 많은 부분이 연삭 휠의 기공에 채워져 부착됩니다. 연마재 주변으로 유입되어 연삭 휠이 막혀 연삭 정확도가 떨어지고 가공물이 연소되며 연삭 휠의 수명이 단축됩니다.
2. 연삭휠 막힘의 종류 및 메커니즘 분석
2.1 연삭 휠 막힘의 유형
연삭휠 막힘의 종류에는 매립형, 접착형, 혼합형이 있습니다. 매립형 플러깅은 숫돌의 작업면 틈새에 연마칩이 삽입된 플러깅 상태입니다. 접착성 막힘은 연마 칩이 연마 입자와 바인더에 융합되어 막히는 상태입니다. 혼합형 플러그에는 내장형 플러그와 접착형 플러그가 있습니다.
2.2 임베디드형 플러깅의 메커니즘 분석
외부 요인: 연삭 가공은 매우 중요한 특징을 가지고 있으며, 일반적인 Fy/Fz는 2~10보다 크고, 공작물 재료가 단단할수록 소성이 작을수록 비율이 커지고, 강한 정압 하에서 연삭 면적이 커지고, 연삭이 더 커집니다. 칩은 연삭 휠 표면의 틈에 기계적으로 압착됩니다. 연마조각은 연마입자의 전면을 따라 미끄러져 나오며, 연마입자 앞부분에는 여러 층의 연마조각이 쌓이게 됩니다. 연삭 휠의 고속 회전 작용으로 연마 입자 뒤에 기류 소용돌이 영역이 형성되고 소용돌이 영역의 공기압이 크게 감소합니다. 부압의 작용으로 연마 칩 중 일부가 연마 입자 뒷면에 부착되어 연마 입자 뒤의 칼 표면에 접착 막힘이 형성되고 부착물은 대부분 재와 입자입니다.
정전기장의 효과: 연삭 휠과 공작물로 구성된 작은 전기장이 연삭 영역의 일부 작은 영역에 형성됩니다. 전기장의 작용에 따라 일부 연삭 칩은 극성을 나타냅니다. 반대의 원리에 따라 연삭 휠의 반대 극성을 가진 연삭 칩은 연삭 휠의 작업 표면에 흡착됩니다. 숫돌과 공작물 사이의 큰 기계적 압력에 의해 숫돌 표면에 흡착된 숫돌 먼지가 숫돌 표면 사이의 틈새에 안정적으로 매립될 수 있습니다.
2.3 접착제 막힘의 메커니즘 분석
용융 결합: 연삭 공정에서 입력 전력의 대부분은 연삭 열로 변환되므로 연삭 온도가 1200k에 달하고 연삭 칩은 공기 중에서 빠르게 산화되어 융점이 낮은 금속 산화물을 형성합니다. 연삭 영역의 고온 가열은 녹거나 약간 녹고 연삭 휠 표면을 덮습니다. 연삭 휠 표면의 이 부분이 다시 연삭에 관여하면 연삭력의 작용으로 압착되거나 강화됩니다. 연삭휠과의 친화력과 접착력이 증가하고 일부는 공작물 표면의 홈 표면에 압출되어 접착됩니다. 다중 랜덤 분쇄를 통해 입자 주위에 분쇄 칩이 많이 부착되어 분쇄력이 증가하고 온도가 상승하여 입자가 깨지거나 떨어져 나갈 때까지 막힘이 심화되는 악순환이 발생합니다.
화학적 결합: 서로 다른 요소 간의 화학적 친화성은 접착제 막힘의 또 다른 중요한 이유입니다. 연마 입자와 연삭재는 고온에서 접촉하며 온도 요인에 따라 활성과 친화력이 향상됩니다. 특정 조건이 충족되면 화학 반응이 일어나 연마 입자와 연삭 칩이 연삭 휠 표면에 결정을 형성하여 절단 능력을 잃게 됩니다.
3. 연삭 휠 자체가 막힘에 미치는 영향
3.1 연마재의 종류
다양한 연삭 휠 막힘 정도는 막힘 정도를 줄이는 것에서부터 연삭 효과를 향상시키는 것, 공작물 재료가 다르므로 다양한 유형의 연마재를 선택해야 합니다. 선택한 연마재가 공작물 재료의 연삭 성능에 적응할 수 없으면 날카로운 막힘이 생기기 쉽고 가공이 정상적으로 진행될 수 없습니다. 강옥연마제로 철탄소합금을 연삭하면 탄소가 공기중의 산소와 함께 얇은 산화막을 생성하여 공작물과 연삭재 사이의 화학적 친화성을 효과적으로 방지할 수 있지만, 티타늄합금을 연삭하면 막힘이 심하다 더 심각합니다. 일부 공장에서는 연삭기의 연삭 휠이 오랫동안 변경되지 않아 모든 것을 연삭할 수 있어 절약되고 편리해 보이지만 실제로는 효율성과 정확성이 떨어집니다.
3.2 연마 입자 크기
연마 입자 크기는 연삭 휠 막힘에 일정한 영향을 미치며 일반적으로 미세한 입자 크기는 거친 입자 크기보다 막히기 쉽습니다. 미립 숫돌의 기공 부피와 단면적이 작기 때문에 미립 숫돌의 절단 모서리 수가 증가하고 칩도 많아지고 연삭 온도가 상승하므로 미립 숫돌이 쉽습니다. 작은 절단 시간 범위를 차단합니다. 절삭 시간이 길어질수록 세립 연삭 휠에 비해 거친 연삭 휠은 절삭 깊이가 더 커지고 연마 절삭날 마모가 더 커지며 연삭 온도가 상승하고 기공의 칩 퓨즈가 증가합니다. 특정 횟수 후에는 거친 연삭 휠의 막힘량이 세립 연삭 휠의 막힘 양을 초과합니다. 반 미세 연삭 및 미세 연삭, 작은 절단, 저온, 가벼운 막힘, 미세 모래 휠 선택; 거친 연삭 절단은 크고 고온이며 연삭 칩의 틈새에 막혀 물질이 융합되어 거친 연삭 휠을 선택합니다.
3.3 연삭휠의 경도
연삭 휠의 경도는 연마 입자가 떨어지기 어려운 정도를 말하며 이는 결합제의 강도로 보장됩니다. 바인더의 강도가 높을수록 연삭 휠의 경도가 커지고 연마 입자가 무뎌지고 연마 입자가 떨어지기 전에 공작물의 마찰 및 압출이 더 심각할수록 연마 칩이 더 쉽게 채워집니다. 연삭 휠 간격과 마찰열에는 더 많은 마찰열이 동반되어 접착제 막힘에 대한 퓨즈를 제공합니다. 따라서 연삭 휠의 경도는 막힘량에 더 큰 영향을 미치며, 연삭 휠이 단단할수록 막힘 정도는 커집니다. 정상적인 상황에서 연삭 휠의 경도는 G ~ H이며 D ~ 0의 경도는 일부 어려운 재료에도 사용됩니다.
3.4 연삭 휠 구조
연삭 휠의 구조는 연마재, 바인더 및 공기 구멍의 비례 관계를 반영합니다. 연삭 휠의 조직이 촘촘할수록 연마 입자가 더 많이 가공되고 절삭 날 사이의 거리가 작아지며 연삭 휠이 더 쉽게 막힙니다. 45% 연마재를 함유한 휠은 49.2% 연마 입자를 함유한 휠보다 평균 막힘 양이 절반 미만입니다. 53% 연마재가 포함된 연삭 휠은 49.2% 연마재가 포함된 휠보다 막힘이 두 배 더 많이 발생하여 가공물을 연삭합니다. 어려운 재료를 연삭할 때에는 기구번호 7~9번의 연삭숫돌을 선택해야 하며, 기공률이 큰 연삭숫돌이 더 좋은 효과를 발휘합니다.
4. 분쇄조건의 영향
4. 1 연삭 휠 라인 속도
연삭 휠 라인 속도의 증가는 연마 입자의 최대 절삭 깊이를 감소시키고, 칩의 단면적을 감소시키며, 절삭 시간 및 연삭 열을 증가시킵니다. 이 두 가지 요소는 모두 막힘의 양을 증가시키지만 연삭 휠 라인 속도가 어느 정도(예: 최대 50m/s)까지 되면 연삭 휠의 막힘 양이 크게 감소합니다. 생산 시 스테인리스강 및 초합금을 연삭할 때 50m/s 연삭 휠의 속도는 30m/s 연삭 휠의 속도보다 30~100% 느립니다. 따라서 난삭재를 연삭할 때에는 20m/s 이하의 속도나 50m/s 이상의 속도를 사용하며, 그 사이의 연삭속도는 연삭휠의 막힘에 매우 불리하다. 다양한 공작물 재료의 경우 막힘량이 적은 특정한 중요한 연삭 휠 속도 값이 있습니다.
4. 2 공작물 속도
연삭 휠 막힘 정도에 대한 공작물 속도의 영향은 절삭 조건의 다른 요인과 밀접한 관련이 있습니다. 공작물 라인 속도는 두 배로 증가하고 연삭 휠 막힘의 양은 세 배로 증가합니다. 이는 공작물 속도가 높을수록 연마 절삭 깊이가 얕아지고 칩의 단면적이 작아 지석 특성의 경화와 동일하므로 연삭 휠 막힘이 발생하기 쉽기 때문입니다.
4. 3가지 분쇄방법
인서트 연삭은 세로 연삭보다 막힘이 더 큽니다. 연삭으로 절단할 때 연삭 휠과 공작물 사이의 접촉 면적이 크고 연마 절삭 가장자리를 동일한 연삭 표시에서 여러 번 문질러야 하며 연삭 유체가 연삭 영역에 들어가기 어렵고 도중 열이 높습니다. 막힘을 일으키기 쉬운 연삭. 공작물 재료와의 세로 방향 연삭 접촉은 연삭 휠의 한쪽 가장자리입니다. 마모 표면이 어느 정도 증가하면 연마 입자는 연삭력의 작용으로 부서지고 부서져 자체 선명화를 달성합니다. 대부분의 연마 입자는 날카로운 상태에서 작동할 수 있으므로 연삭력과 연삭 열이 상대적으로 낮습니다. 동시에 연삭력과 연삭열의 영향을 받는 부분의 상당 부분이 세로 연삭 방향을 따라 공작물로 배출될 수 있으므로 화학적 접착 가능성이 줄어듭니다.
4.4 방사형 절단
연삭 휠 막힘에 대한 방사형 절삭의 영향은 험프 경향을 보여줍니다. 레이디얼 절삭량이 적은 경우(ap<0.01mm), the blockage phenomenon occurs. With the increase of the cut quantity, the average plug quantity also increases. When the cut quantity increases to a certain extent (ap =0.03mm), the plug quantity shows a decreasing trend, and then increases sharply with the continuous increase of the cut quantity (ap =0.04mm). When grinding difficult materials, it is very important to control the last radial cut to improve the surface quality and accuracy of the workpiece.
4.5 분쇄 온도
연삭시 연삭열을 증가시키고 연삭온도를 상승시키는 어떠한 요인이라도 연삭휠의 막힘을 악화시키게 되는데, 막힘 형태는 주로 접착 막힘이며, 물론 확산 막힘도 동반됩니다.
4.6 그라인딩 휠 드레싱 속도
숫돌 드레싱 속도가 낮으면 숫돌의 작업면이 편평해지고 단위 면적당 유효 연삭 공구의 수가 증가하여 칩의 단면적이 작아지고 절단 횟수가 증가하므로 막힘이 발생하기 쉽습니다. 숫돌 드레싱 속도가 높으면 숫돌의 작업 표면이 두꺼워지고 유효 연마 입자 수가 감소하며 숫돌 표면에 다공성의 역할을 하는 오목한 부분이 생기고 칩이 발생합니다. 쉽게 씻겨 나가고 융합된 물질이 떨어지기 쉽습니다.
4.7 연삭액
다양한 연삭 유체는 연삭 효과에 큰 영향을 미칩니다. 현재 일반적으로 사용되는 유제는 다량의 광유와 유성 첨가제를 함유하고 있으며 희석 후 수중유적 유백색 액체입니다. 비열용량과 열전도율이 작고 강렬한 마찰 과정에서 연삭 휠과 공작물 사이에 접착 마모와 확산 마모가 발생하기 쉽기 때문에 연삭 휠이 막히고 연삭력이 증가합니다. 마지막으로 연마 입자가 부서져 조기에 떨어지며 연삭 비율이 감소합니다. 우수한 연삭유의 선택은 연삭 성능을 향상시키는 데 중요한 역할을 합니다.
5. 결론
연삭 휠 막힘은 연삭 가공에서 흔히 발생하는 현상으로, 가공 조건을 아무리 합리적으로 선택하더라도 막힘을 완전히 방지하는 것은 불가능하지만 정도는 다릅니다. 연삭 휠 유형 및 가공 조건은 연삭 휠 막힘에 큰 영향을 미치지만 가장 중요한 것은 가공된 재료의 물리적, 기계적 특성과 연삭 유체가 있는지 여부입니다.
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