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8 편     정   밀   입   자   가   공

2 장   honing(교과서 p.583)

honing공구에 Al2O3 또는 SiC의 숫돌을 끼워 구멍내에서 회전과 동시에 왕복운동을 시켜 구멍내면을 정밀가공하는 것을 honing이라 하고, 이 가공을 하는 기계를 honing machine이라 한다. honing에 적합한 가공물 재료에는 주철, 강, 초경합금, 황동, 청동, Al, Cr, 은 등의 금속과 유리, ceramics, plastics 등의 비금속이 있으며, 경도에 제한이 없고, 다만 honing 속도에 차이가 있을 뿐이다. honing은 원통 내외면(內外面)의 어느것에도 가능하나 cylinder, 포신(砲身), bush, bearing race 등과 같이 주로 원통 내면가공에 사용된다. 작업중에 다량의 절삭유제를 공급함으로써 발생열을 제거하고, chip을 배출시켜 절삭작용을 돕는다. honing machine에는 수직형과 수평형이 있으며, 주로 수직형이 사용된다. 구멍의 지름이 작고 길이가 길 때에는 설치상 어려움 때문에 수평형이 사용된다. 다기통(多氣筒)을 동시에 honing하기 위한 multiple spindle honing machine도 있다.

honing의 장점을 들면 다음과 같다.

  1. 발열(發熱)이 적고 경제적인 정밀가공을 할 수 있다.
  2. honing 전에 있는 진직도, 진원도, taper 등을 바로잡는다.
  3. 표면정밀도를 높인다.
  4. 치수정밀도를 높인다.

[1] hone(honing 공구)

honing 숫돌을 고정하고 가공물에 압력을 가하면서 가공하는 부품이며, 그림은 내경용 hone으로서 회전자루부(shank), 원추봉(cone rod), 구동축(drive shaft), 팽창부(expander), 원추(cone) 및 몸체(body)로 되어 있다. shank는 taper에 의해 honing machine의 주축에 고정되고 구동축이 가공구멍의 축선과 일치하도록 universal joint가 있으며, 원추봉으로 원추를 아래로 밀어 숫돌을 가공구멍의 표면에 접촉시키고 회전시키면 원심력에 의하여 숫돌를 묶어 놓은 spring이 늘어나면서 숫돌이 가공면에 압력을 가한다.

hone 사진 hone

(1) honing 숫돌(abrasive sticks):

hone에 고정하는 角形 숫돌(abrasive stick)의 재질로는 Al2O3 및 SiC가 주로 사용되나, 초경합금이나 자기(磁器) 등에는 diamond가 사용된다. 결합제로는 vitrified bond나 resinoid bond가 주로 사용된다.

(2) 입도(粒度):

가공물의 요구되는 표면정밀도에 따라 거친 다듬질에는 #120~180, 중간 다듬질에는 #320~400, 정밀 다듬질에는 #600 이상의 입도를 갖는 숫돌이 사용된다. 그림은 honing 숫돌의 입도와 가공면의 조도와의 관계를 보인다.

숫돌의 입도와 가공면의 조도

(3) 경도(硬度):

가공물의 표면 전체에 균일하게 접촉하고, 새로운 절삭인이 출현할 수 있도록 비교적 경도(결합도)가 작은 숫돌을 사용한다. 열처리 경화강에서는 J ~ M, 연강에서는 K ~ N, 주철 및 황동에서는 J ~ N 범위의 것을 사용한다. 다음 표는 각종 가공재료의 다듬질 여유에 대한 honing 숫돌의 선택조건을 숫돌 표시법으로 나타낸 것이다.

(4) honing 숫돌의 크기:

숫돌의 작용면적이 구멍의 크기에 비하여 어느 비의 값을 가져야 한다. 즉 ℓ: 숫돌의 길이, D: 구멍의 지름, b: 숫돌의 총폭, A: 숫돌의 작용면적이라 하면 접촉면적비 φ는 다음과 같다.

숫돌의 길이가 구멍 길이의 1/2 보다 크면 공작물에 접촉하지 않는 곳이 있어 수돌의 마모가 불균일하여 가공 구멍의 치수가 불균일하게 된다. 따라서 숫돌의 길이는 가공 길이의 1/2 보다 크면 안된다.

구멍 지름과 숫돌 표면적의 접촉비

[2] 가공액(加工液)

가공액은 honing 숫돌에 끼워진 chip을 제거하여 절삭능력을 향상시키고, 윤활작용으로 가공면의 표면조도를 좋게 하며, 발생되는 열을 제거한다. 일반적으로 황화유(黃化油), lard 유 등과 석유의 혼합액이 honing할 때 대부분의 금속에 좋은 결과를 보인다. honing에 수용성(水溶性) 절삭유제는 윤활성의 관점에서 바람직하지 않다.

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