안녕하세요 바로발주입니다.
오늘도 제조백과와 함께 왔는데요, 주제는 바로 "연삭 가공 바로알기" 입니다.
낯설고도 익숙한 연삭은 쉽게 옛날 할머니가 숫돌에 칼을 갈아 무딘 칼을 다시 날카롭게 만드는 원리와 비슷하다고 할 수 있습니다.
그럼 지금부터 정확히 연삭이 무엇인지 알아보겠습니다.
연삭 가공이란?
연삭은 고속 회전하는 숫돌로 공작물 표면을 극소량씩 제거해 치수 정밀도와 표면 거칠기를 동시에 끌어올리는 정밀 가공입니다.
절삭으로 대략 형상을 만든 뒤 최종 마감에서 성능을 결정짓는 공정이며, 열처리강·초경합금 같은 고경도 소재에도 안정적으로 적용됩니다.
이런 연삭 가공 시 핵심 원칙은 조금씩, 그러나 정밀하게입니다.
연삭 가공의 장단점
연삭은 장점이 뚜렷하지만 열과 시간 관리가 관건입니다.
| 구분 | 장점 | 단점 |
|---|---|---|
| 정밀도 | 마이크로미터 수준 제어 | 제거량이 적어 시간 증가 |
| 재료 대응성 | 고경도 소재 마감 용이 | 연삭열로 버닝·균열 위험 |
| 표면 품질 | 균일·매끄러운 마감 | 냉각·윤활 관리 필수 |
결국 연삭은 효율보다 정밀·안정성 중심의 공정입니다.
주요 연삭 방식과 쓰임
먼저, 평면 연삭은 평탄도와 평행도를 높이는 기본 방식입니다.
원통 연삭은 축류 부품 외경을 정밀 가공해 접동 성능을 확보합니다.
다음 내면 연삭은 홀 내부의 내경을 치수·원통도 기준에 맞게 다듬습니다.
또, 센터리스 연삭은 센터 없이 3점 지지로 외경을 연속 가공해 길고 가는 로드의 대량 생산에 적합합니다.
마지막으로 기어 연삭은 치형 정밀도를 올려 소음과 진동을 줄입니다.
절삭·연마와의 차이점
절삭은 빠르게 많은 양을 제거해 형상을 만드는 공정입니다.
반면, 연마는 광택과 외관을 위한 표면 마감에 초점을 둡니다.
바로 연삭은 그 중간에서 형상 정확도(치수 정밀도)와 표면 조도를 함께 달성해 최종 기능 품질을 보증합니다.
숫돌의 구성과 선택 포인트
숫돌은 지립(절삭 입자), 결합제(지립을 고정), 기공(칩·열 배출 통로)으로 이루어집니다.
숫돌 선택의 핵심은 입도(입자 크기), 결합도(강도), 조직(치밀도)입니다. 입도가 고울수록 조도(가공면의 표면 거칠기)는 좋아지나 제거율이 낮아지며, 결합도가 과하면 눈무딤(무뎌짐), 과소하면 눈빠짐(입자 탈락)이 발생합니다.
소재 경도와 목표 조도, 생산성을 함께 보고 균형을 잡아야 합니다.
드레싱·트루잉으로 숫돌 성능을 유지하는 법
드레싱(dressing)이란 막힌 기공을 열고 새 날을 드러내 숫돌의 절삭성을 회복하는 작업입니다.
또, 트루잉(truing)은 변형된 숫돌 형상을 바로잡아 회전 균형을 확보하는 과정입니다.
구체적으로 다이아몬드 드레서를 이용해 절입(재료를 깎아내는 깊이) 0.02 mm 이하로 균일 이송(가공물 이동속도)하면 절삭날 밀도가 고르게 유지됩니다.
연삭 조건 설정의 핵심 변수
연삭 성능은 숫돌 원주속도·가공물 속도·이송·절입 깊이의 조합으로 결정됩니다.
그래서 거친 연삭에서는 절입을 다소 깊게, 마무리에서는 얕게 설정해 잔량을 균일하게 줄입니다.
또한 속도비(숫돌 속도/가공물 속도)가 지나치게 높으면 발열이 증가하고, 너무 낮으면 마모가 커져 균형이필요합니다.
그리고 스파크 아웃(spark-out:더 이상의 절삭량을 주지 않고 불꽃이 튀지 않을 때까지 연삭을 계속 진행) 단계를 통해 탄성 변형을 회복시키면 치수 안정성과 표면 거칠기 향상에 도움이 됩니다.
연삭열과 연삭액 관리
연삭 과정에서 연삭점 온도는 순간적으로 수백~수천 도에 달할 수 있습니다.
이때 연삭액을 이용하는데,
수용성 연삭액은 냉각·세정에 유리해 평면·원통 연삭에, 불수용성 연삭액은 윤활성이 좋아 기어·나사 연삭에 적합합니다.
연삭액은 노즐 각도와 유량을 일정하게 유지하고, 통액·제트 주가를 병행하면 눈막힘을 줄이고 버닝을 예방할 수 있습니다.
자주 발생하는 문제와 즉시 처방
| 현상 | 원인 | 처방 |
|---|---|---|
| 버닝(표면 변색) | 속도·절입 과다, 냉각 부족 | 연삭액 유량·유속 증가, 절입 완화, 더 연한 숫돌 |
| 눈막힘 | 연성 재료, 치밀 조직, 미세 입도 | 적합한 숫돌로 교체, 드레싱 주기 단축 |
| 눈무딤 | 자생 부족, 결합도 과다 | 결합도 조정, 절삭 부하 재설정 |
| 눈빠짐 | 결합도 과소 | 한 단계 높은 결합도 선택, 절입 완만화 |
| 떨림·이송 마크 | 불균형, 트루잉 불량, 중심 불량 | 밸런싱·트루잉 재실시, 센터·레스트 점검 |
이렇게 대부분은 숫돌 상태 관리와 조건 조정으로 예방·해결됩니다.
현장 적용 전략
실제 현장에 적용해보면,
선반·밀링으로 연삭 여유 0.3~0.8 mm를 남기고, 거친 연삭→스파크 아웃→검사 순으로 진행합니다.
또, 대량 생산은 센터리스로 외경을 기준화하고, 필요한 부위에 내면·기어 연삭을 선택 적용합니다.
그리고 초기 세팅은 보수적으로 시작해 데이터 기반으로 조건을 단계적으로 상향하는 것이 안전합니다.
마지막으로 연삭액 관리와 숫돌 밸런스 점검을 정기 루틴으로 운영하면 품질과 설비 수명이 함께 안정화됩니다.
지금까지 연삭에 대하여 알아봤는데요, 정리해보면
연삭은 제품 성능을 완성하는 정밀 제조의 마지막 터치로, 숫돌 선택, 드레싱·트루잉, 조건 설정, 연삭액 관리가 한 팀처럼 움직일 때 치수 정밀도와 표면 품질이 동시에 보장된다는 것을 알 수 있었습니다.
조금씩, 그러나 정확하게라는 원칙을 언제나 지키면 어떤 소재도 연삭을 통해 고정밀·고품질로 마무리 될 수 있을 것입니다.
그럼 이것으로 이번 제조백과는 마치며, 저는 다음 주제로 또 돌아오겠습니다!
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