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8 편     정   밀   입   자   가   공

6 장   barrel 가공(barrel finishing)(교과서 p.604)

회전 또는 진동하는 통속에 공작물과 숫돌입자, 모래, 강구, 나무 및 가죽 등의 media 및 수용성(水溶性)의 compound를 넣고 서로 충돌시켜 가공물표면의 burr 제거, scale 제거, 조도향상, 광택처리 등의 가공으로서 매끈한 면을 얻는 것을 barrel 가공, barrel 다듬질 또는 barrel finishing이라 하고, 그 통을 barrel이라 하며, barrel 내부는 고무 등으로 lining되어 있다.

[1] barrel 가공 방법

barrel 속에 내용적의 1/2 정도까지 공작물과 media를 넣고 공작액을 첨가하여 저속 회전운동시킨다. barrel 가공이 될 수 있는 재료에는 주철, 강, 구리, 구리합금, aluminum 합금 등의 금속과 bakelite, fiber, vinyl 수지, 목재 등의 비금속이 있다.

[2] media

가공물 사이에서 가공작용을 하는 것이 media이며, media의 선정은 가공물의 크기, 성질 및 가공정도 등에 따라 다르다. 거친 다듬질에는 숫돌입자, 석영, 석괴(石塊), 모래 등이 사용되고, 광택내기에는 목(木), 피(皮), 톱밥 등이 사용된다. 특히 deburring 등에는 연강 및 아연과 같은 금속 media를 사용함으로써 barrel 가공의 능률을 높인다.
media의 작용을 나열하면 다음과 같다.

  1. deburring(burr 제거)
  2. 연삭작용
  3. descaling(녹제거)
  4. polishing
  5. burnishing

[3] compound

barrel 가공에는 media 외에 수용성(水溶性) compound가 사용되며, compound에는 산성, alkali 성 및 중성이 있고, 경수(硬水)의 연화(軟化), 세정성(洗淨性), 윤활성 및 녹방지 등의 역할을 한다.
다음은 barrel 가공용 compound의 예이다.

[4] barrel 가공조건

(1) 물의 경도(硬度):

물은 화학 compound를 용해시키고 media를 부유시키며, 가공물을 보호하는 외에 가공 중에 발생하는 물질을 제거하는 작용을 한다. 물의 경도가 크면 공작물에 pin hole 상의 부식이 생기므로 경도가 작은 연수(軟水)를 사용한다.

(2) 공작액의 양:

공작액이 barrel 내에서 공작물과 media의 완충작용을 하므로 다듬질량을 크게 하기 위해서는 공작액을 적게 하고, 광내기가 주목적일 때에는 공작액을 많게 한다. 우선 공작물과 media의 혼합물의 높이까지 공작액을 채우고 가공 정도를 관찰하면서 서서히 첨가하는 것이 보통이다. 연한 공작물에는 공작액을 많게 하여 cushion 작용을 돕는다.

(3) 공작물과 media의 혼합비:

공작물에 대한 media의 용적혼합비율은 (1 : 6) ~ (1 : 2)가 보통이다. media의 양을 많게 하면 공작물간의 직접 충돌을 방지하고 다듬질량이 증가되나, 1 : 1 이상에서는 오히려 다듬질량이 감소한다.

(4) barrel 속도:

barrel의 회전속도가 크면 다듬질량이 커지나, 어느 이상이 되면 오히려 다듬질량이 감소한다. 그림에서 보는 바와 같이 회전수가 크면 원심력에 의하여 미끄럼층의 상단(上端)이 상승하고 어느 위치에서 하락하게 되어 barrel 다듬질에 필요한 미끄럼운동이 없어지고, 공작물끼리 충돌하여 파손되기 쉽다. barrel의 회전속도는 공작물의 형상, 크기, 중량에 따라서 다르나, 보통 6 ~ 30rpm이고, 공작물이 작을 때에는 35rpm까지도 가능하다. 공작물이 강과 같이 경도가 큰 것은 경도가 작은 구리, aluminum에 대해서보다 고속으로 한다.


rotary식 barrel에서 공작액의 유동
정지된 barrel 내에서 disk가 회전하여 media와 가공물을 상승운동 시킨다.

vibratory barrel finishing machine에서의 가공을 보인다.
2 type의 barrel에서의 가공을 연속해서 보여준다.

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