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재료 제거율이 높기 때문에 크리프 피드 연삭은 까다로운 재료를 제공 할 수 있으므로 연삭은 공정의 마지막 단계가 아니라 공정 일 수 있습니다.

미래의 재료 제거 과정을 연마하고 있습니까? 다음 두 가지 중요하고 지속적인 가공 추세를 고려하십시오.

  •  더 엄격한 공차. 자동차 및 기타 최종 제품의 성능이 우수한 시스템은 점점 더 엄격한 기능 공차와 가공 부품의 미세한 표면에 대한 수요를 증가시키고 있습니다.
  • 더 단단한 재료. 제조업체는 고온에서 높은 경도를 위해 설계된 초합금, 세라믹 및 기타 재료를 점점 더 많이 사용하고 있습니다. 그 결과 더 내구성이 있지만 가공하기 어려운 부품이 생성됩니다.

그리고 일반적으로 가공의 이러한 추세에 연삭에 직접적인 영향을 미치는 중요한 재료 공학 추세를 추가 할 수 있습니다. 연삭 휠의 향상된 입자 및 결합은보다 효과적인 성능을 제공합니다. 함께, 이러한 모든 발전은 미래에 그라인딩의 더 많은 사용이있을 것임을 시사합니다. 그들은 또한 그것보다 훨씬 더 구체적인 의미를 지적합니다. 종합 해보면, 이러한 요인들은 크리프 피드 연삭의 사용이 점점 더 늘어날 것임을 시사합니다 .

크리프 피드 연삭이란 무엇입니까? 일반적인 표면 연삭에 비해 크리프 피드 연삭은 일반적으로 프로파일 연삭 휠과 함께 느린 이송 속도와 결합 된 더 무거운 연삭 깊이를 사용하여 다음보다 훨씬 높은 재료 제거율 (MRR)에서 주어진 기하학적 형태를 생성합니다. 연마가 일반적으로 알려진 마무리 패스.

MRR은 크리프 피드 연삭이 그러한 가능성을 제공하는 이유입니다. Inconel과 같은 경질 고온 합금 또는 세라믹-매트릭스 복합재와 같은 더 단단한 재료를 가공 할 때 밀링과 같은 중금속 절삭 공정의 잠재적 MRR이 제한됩니다. 따라서 이러한 경질 재료를 많이 사용하면 밀링 작업이 더 어려워집니다. 그러나 연삭 휠 개선과 같은 개발로 인해 동일한 재료에서 크리프 피드 연삭의 MRR이 크게 증가했습니다. Norton 브랜드로 알려진연삭 휠 제조업체 Saint-Gobain Abrasives 에 따르면 , 우리는 이미 부품 가공 순서에서 연삭이 더 이상 최종 공정이 아닌 시점에 도달했습니다. 그 대신, 상당수 증가하는 경우 연삭이  과정입니다.

 
 
 

저는 최근 매사추세츠 주 노스 보로에있는 회사의 히긴스 그라인딩 기술 센터를 방문하는 동안 Norton 엔지니어링 팀원들과 이러한 변화에 대해 이야기했습니다. 그라인딩 휠 및 기타 제품에 대한 응용 엔지니어링 및 제품 테스트가 수행되는 보스턴 지역의이 시설은 전 세계적으로 회사를위한 4 개의 그라인딩 기술 센터 중 하나입니다. 내가 방문한 날, 크리프 피드 그라인딩과 관련된 시설의 R & D 플로어에서 CNC 그라인더에서 본 많은 테스트가있었습니다. 내가 만난 팀원에는 기술 관리자 Robin Bright, PhD; 선임 애플리케이션 엔지니어 Bruce Gustafson; Bonded Abrasives 이사 Brian Rutkiewicz;및 고성능 재료 기술자 Philip Varghese, PhD- "머시닝-그라인딩"이라는 회사 이니셔티브에 참여한 모든 크리프 피드 전문가는 제조업체가 금속 절단에서 더 많은 연삭 사용으로 전환 할 수 있도록 지원합니다. 기계 가공이 어려운 합금과 복합 재료로 전환함에 따라 항공 우주 제조업체에 초점을 맞춘이 이니셔티브는 기어 제조업체의 성공을 실현했으며 현재 자동차 제조 분야에서 응용 분야를 찾고 있습니다.

팀원들에게 오늘 크리프 피드 그라인딩에 대해 이해해야 할 중요한 것이 무엇인지 물었습니다. 그들의 답변은 다음 10 가지 포인트를 다루었으며, 첫 번째는 크리프 피드가 시작되는 위치에 대한 다소 모호한 질문을 탐구합니다.

 
 
 
 

1. 크리프 피드 연삭에는 공식적인 정의가 없습니다.

Gustafson 씨는“크립 피드 경찰은 없습니다. 크리프 피드 연삭의 주요 정의 특성은 연삭에 대해 높은 절삭 깊이이지만 전환을 표시하는 깊이에 대한 의견은 정확히 다릅니다.항공기 엔진 관련 연삭 응용 분야와 관련된 작업에서 그는이 부문의 엔지니어가 크리프 피드의 시작을 0.015 인치에서 자주 표시한다고 언급했습니다. 그 자신의 의견은 전환을 이것보다 더 일찍 배치합니다. 그는 0.005 인치의 연삭 깊이가 크리프 피드로 간주 될 수 있다고 생각합니다. 어느 경우 든 그는 선택이 형식적인 정의없이 임의적이라고 말합니다. 딥 그라인딩 애플리케이션을 크리프 피드로 생각하는 것이 합리적 일 수 있으며,이를 깨닫지 못한 채 크리프 피드라고 할 수있는 그라인딩을 수행했을 수 있습니다.

2. 크리프 피드는 저하 중 및 고하 중 프로세스입니다.

Rutkiewicz 씨는 모순되는 것처럼 보이는 묘사를 지적하여 크리프 피드 프로세스를 특성화합니다. 컷의 힘은 한 관점에서는 낮고 다른 관점에서는 높습니다. 연삭 휠의 각 절단 입자는 다른 연삭 모드에 비해 낮은 힘을 경험하지만 전체적으로 기계와 부품에 가해지는 힘은 높을 수 있습니다.

 
 
 
 

크리프 피드에서 무거운 절삭 깊이를 보상하는 것은 낮은 이송 속도 (이송 속도)이며, 보통 분당 5 ~ 20 인치 정도입니다. 낮은 이송 속도와 이에 상응하는 칩 부하는 그라인딩 휠 표면의 모든 개별 그릿에 대한 절삭력도 낮다는 것을 의미합니다. 휠 수명과 전력 효율성은 모두 이로 인해 잠재적으로 이점을 얻을 수 있습니다.

그럼에도 불구하고 많은 그릿이 참여하고 있습니다. 크리프 피드의 절삭 깊이가 클수록 휠의 더 긴 호가 부품에 잠기고 전체적으로 힘이 증가합니다. 결과적으로이 공정에 사용되는 연삭기의 요구 사항에는 연삭 휠 너비 인치당 최소 15 ~ 20 마력의 스핀들 출력과 연삭 휠 너비 인치당 100,000 파운드의 정적 루프 강성이 포함됩니다.

 
 
 
 

3. 크리프 피드는 기존의 그라인딩에 비해 장점을 제공합니다.

더 빠르고 가벼운 패스를 만드는 기존 공정에 비해 크리프 피드 연삭은 다음과 같은 이점을 제공합니다.

  • 더 짧은 사이클 시간 . 사실 이송 속도는 낮지 만 절삭 깊이가 증가하면이를 보완 할 수 있습니다. 또한 감소 된 총 패스 수는 기계가 후진 할 때 가속 및 감속에 소요되는 시간이 적다는 것을 의미합니다.
  • 기계 마모 감소,  기계 반전 빈도 감소의 또 다른 유익한 결과.
  • 더 긴 휠 수명 . 그릿 당 감소 된 힘 (위 2 번 지점)은이 높은 MRR 프로세스가 실제로 휠에 대한 부담이 적다는 것을 의미합니다.
  • 더 미세한 공차와 더 복잡한 기하학적 형태 . 낮은 이송 속도와 그릿 당 낮은 힘은 연삭 작업의 결과에 대한 우수한 제어를 가능하게합니다.

이러한 모든 이점에는 다음 요점에서 논의되는 크리프 피드 연삭의 매우 큰 단점이 있습니다.

 
 
 
 

4. 냉각수가 중요합니다.

휠 체결의 긴 원호는 공정에서 더 큰 열 발생을 의미합니다. 따라서 절삭유는 크리프 피드 연삭을 효과적으로 사용하는 데 중요합니다. 다른 가공 공정에서는 일반적으로 노즐을 사용하여 절삭유 흐름을 대략 절단 방향으로 향하게하여 플러드 절삭유를 적용하지만 크리프 공급을 위해서는 절삭유 적용을 더 심각하게 고려해야합니다. 냉각수의 열 전달 용량을 최대한 실현하기 위해 다음과 같은 다양한 고려 사항이 적용됩니다.

  • 냉각수 전달 속도는 휠 표면의 속도와 일치합니다. 냉각수 흐름 속도를 휠의 어느 지점이 지나가는 속도와 동기화하면 더 많은 냉각수가 휠과 만나고 따라 가게됩니다.
  • 냉각수 공급 노즐은 연삭 휠의 프로파일과 일치하는 프로파일로 배열됩니다. (위 슬라이드 쇼의 사진을 참조하십시오.)
  • 특수 절삭유 수집 공구는 크리프 피드 연삭에 사용됩니다. 부품 출구 쪽의 램프는 냉각수를 모으고 유체에 휠이 더 많이 노출되도록 냉각수를 휠에 모을 수 있도록합니다. 이 램프는 부품 프로파일과 일치하도록 가공 될 수도 있습니다.

5. MRR에는 다운 그라인딩이 선호됩니다.

공작물에 대한 두 가지 가능한 공구 회전 방향이 기존 밀링 또는 상승 밀링을 생성하는 밀링과 유사하게, 두 가지 가능한 연삭 휠 회전 방향은 "위"연삭 또는 "아래"연삭을 생성합니다. Bright 박사는 목표가 높은 MRR 일 때 크리프 피드의 선호는 다운 그라인딩이라고 말합니다. 다운 그라인딩에서 휠의 회전은 휠의 바닥이 부품의 이송과 같은 방향으로 이동하게합니다. 이러한 유형의 연삭은 휠의 모든 지점 (휠의 그릿)이 재료 결합이 가장 큰 공작물을 먼저 만나게합니다. (위 슬라이드 쇼의 다이어그램을 참조하십시오.)

 
 
 
 

다시 말하지만, 열은 스톡 제거율이 높은이 선호도의 원인입니다. 다른 방향으로 그라인딩하는 것은 재료를 절단하지 않고 먼저 그릿이 재료와 만나도록하는 것입니다. "결과적으로 각 그릿은 즉시 칩을 만들지 않습니다."라고 Bright 박사는 말합니다. "처음에는 그릿이 미끄러 져서 쟁기질이되어 부품에 마찰과 과도한 열이 발생합니다." 다운 연삭은 더 갑작스럽게 보일 수 있지만 처음 부품과 맞 물릴 때 그릿이 칩을 형성하기 때문에 더 차가운 연삭 공정을 허용합니다. 대조적으로, 목적이 미세한 표면 마감이거나 연마재의 수명 연장 인 경우 상향 연삭이 선호됩니다.

6. 간헐적 드레싱이 점점 더 수용 가능 해지고 있습니다.

크리프 피드 연삭에서 패스 당 재료 제거가 매우 크기 때문에이 공정에 사용되는 산화 알루미늄 휠은 연속 드레싱이 필요한 경향이 있습니다. 연삭 휠에 적용되는 드레싱 휠은 연삭 중에 휠을 항상 날카롭게 유지합니다. 실제로 연속 드레스 기능은 힘과 강성 외에도 크리프 피드 연삭을위한 또 다른 기계 요구 사항입니다.

 
 
 
 

그러나 세라믹 그릿이있는 최신 연삭 휠을 사용하면 이러한 필요성을 피할 수 있습니다.세라믹 휠은 오랜 시간 동안 날카롭게 유지되기 때문에 간헐적 드레싱을 사용할 수 있습니다. 즉, 연삭 헤드와 별도로 작업 영역의 다른 곳에 위치한 별도의 휠을 사용하여 드레싱하는 것을 의미합니다. 필요한 경우에만 드레싱을 사용하면 휠이 더 오래 지속될 수 있으며 연속 드레스 기능이 필요하지 않으므로 고급 연삭 휠을 사용하면 저렴한 기계에서 크리프 피드 연삭을 수행 할 수 있습니다.

7. 초 연마 휠은 공구 연삭 이상으로 움직일 수 있습니다.

세 번째 바퀴 유형은 간헐적 드레싱에도 적합합니다. 다이아몬드 또는 입방정 질화 붕소 (CBN) 입자를 사용하는 드레싱 가능한 금속 결합 초 연마 휠은 복합재, 서멧 및 세라믹 공구 연삭 용 절삭 공구 제조에 사용되었습니다. 재료 특성의 유사성을 기반으로 Norton 엔지니어들은이 휠이 항공 우주 용 세라믹-매트릭스 복합재 및 감마 티타늄 알루미나 이드 부품을 효율적으로 연마 할 수 있다고 믿습니다. 이 바퀴의 또 다른 유용한 기능은 다공성입니다. 일반적으로 크리프 피드 연삭 용으로 설계된 연삭 휠의 경우 재료 입자가 넓은 간격으로 배치되어 미세한 다공성을 생성하여 절삭유가 휠에 침투 할 수 있습니다. Norton Winter Paradigm 제품 라인과 같은 초 연마 휠에서 금속 결합은 46 %에 이르는 휠 다공성을 허용합니다.

 
 
 
 

어떤 경우에는 드레싱없이 초 연마 휠을 사용할 수도 있습니다. 무 드레싱 용으로 설계된 단층 금속 결합 초 연마 휠을 적용하여 CNC 밀링 머신에서 크리프 피드 연삭을 실현했습니다.

8. Broaching은 이제 낮은 풋 프린트 라이벌이되었습니다.

밀링은 크리프 피드 연삭의 유일한 경쟁자가 아닙니다. 다른 하나는 브로 칭, 특히 초합금으로 만들어진 항공기 엔진 디스크에서 전나무-트리 형태를 실현하기 위해 적용되는 브로 칭입니다. 이와 같은 형태는 크리프 피드 연삭을 통해 생성 될 수 있습니다. 그 결과 상당한 설치 공간이 절약 될 수 있습니다. 긴 직선 이동이 필요하기 때문에이 작업을위한 브로 칭 기계의 길이는 쉽게 30 ~ 40 피트가 될 수 있습니다. 크리프 피드 연삭은 표준 크기의 공작 기계 내에서 동일한 가공을 수행 할 수있는 기회를 제공합니다.

 
 
 
 

9. 항공 우주에서 MRR은 밀링의 MRR과 일치 할 수 있습니다.

Varghese 박사는 다시 강조합니다. 연삭은 마무리 공정이며 치수 및 표면 공차, 즉 연삭의 역사적 역할을 실현하기 위해 가공 된 부품에 적용되는 마지막 터치는 고급 공작물 재료가 더 널리 사용되므로 연삭이 할 수있는 모든 것 과거에는 휠 너비 인치당 분당 1 입방 인치가 연삭에 예상되는 전형적인 특정 MRR이었습니다. 오늘날 엔지니어링 휠을 사용하는 CNC 기계에서 초합금 연삭 응용 분야에서 크리프 피드 연삭은 휠 너비 인치당 분당 18 입방 인치의 특정 MRR을 실현할 수 있습니다. 결과적으로 전체 MRR은 밀링 커터가 수행 할 수있는 것보다 같거나 더 좋습니다. 동일한 공작물 재료라고 그는 말합니다.

 

또 다른 중요한 발전 영역은 크리프 피드 연삭에 필요한 에너지 수요였습니다. 기계의 관점에서 크리프 피드는 고하 중 프로세스 (포인트 2)이지만 현대식 휠의 날카로운 절삭 그릿은 그 힘을 감소시킵니다. 절삭유 기술과 함께 가공 부스러기와 절삭유를 전달하기위한 개선 된 휠 다공성은 에너지 효율성을 개선하는 데 도움이됩니다. 그 결과 크리프 피드 연삭의 특정 에너지 (각 입방 인치의 재료를 제거하는 데 필요한 에너지)도 밀링과 비슷해졌습니다.

 
 
 
 

10. Creep-feed는 열처리 재배치를 약속합니다.

그러나 가공 사이클 측면에서 밀링과 그라인딩을 비교하는 것만으로도 크리프 피드의 가장 큰 이점 중 하나 인 공정 순서에 대한 근본적인 변화를 놓칠 수 있습니다. 마무리 작업으로서의 연마의 전통적인 역할에서 부품은 종종이 단계 직전에 열처리를 거칩니다. 연삭은 더 단단한 후열 처리 상태에서 가공하는 데 효과적인 프로세스이지만이 상태에서 부품을 밀링하는 것은 문제가 될 수 있습니다. 따라서 대부분의 부품 가공은 공작물이 여전히 부드러운 상태에서 밀링을 통해 수행 된 다음 열처리를 거친 다음 부품이 연삭 전에 최종 가벼운 밀링 단계를 거치거나 직접 연삭 될 수 있습니다. 밀링, 열처리를 위해 부품을 다른 곳으로 보내고, 그라인딩을 포함한 작업을 위해 부품을 다시 작업장으로 가져 오는이 순서는 제조업체의 두 번째 특성이며 많은 부품을 만드는 표준 방식입니다.

그러나 크리프 피드 연삭은 해당 순서를 취소 할 수 있습니다. 가공물을 먼저 열처리 할 수 ​​있습니다. 즉, 가공이 완료되기 전에 가공물이 먼저 최종 경도에 도달 할 수 있습니다. 크리프 피드 연삭은이 오프 사이트 단계를 위해 부분적으로 완성 된 부품을 배송하는 데 필요한 중단, 지연 및 조정을 제거합니다. 밀링의 MRR을 일치시키는 것은 연삭이 생산에서 더 큰 역할을 수행 할 수 있도록하는 기준이 될 수 있지만, 경우에 따라 크리프 피드 연삭이 가장 큰 절감을 실현하는 경우 생산에 필요한 단계를 재주문 할 수 있습니다