센터리스 연삭기

1. 센터리스 연삭기( Centerless grinding machine)

센터를 내기 어려운 공작물의 외경을 연삭 하는데 있어서 센터나 척을 사용하지 않고
연삭 가공하는 기계로서 가늘고 긴 공작물을 지지하는데 센터를 사용하지 않는 것이 특징이며,
연삭숫돌과 조정숫돌 사이에 공작물을 삽입하고 지지판으로 지지하면서 연삭한다.

2. 센터리스 연삭의 특징

(1) 장점

1. 센터나 척으로 장착하기 곤란한 중공의 공작물을 연삭하는데 편리하다.
2. 공작물을 연속적으로 투입하여 연속 작업을 할 수 있어 대량생산이 적합하다.
3. 공작물의 굽힘이 없이 길이가 긴 재료의 연삭이 가능하다.
4. 자동 작업이 가능하므로 작업자의 숙련이 필요 없다.
5. 다량의 공작물을 일정한 치수 한계로 처리할 수 있으며, 센터를 낼 수 없는 작은 지름의
   공작물의 연삭에 적합하다.
6. 연삭 숫돌의 폭이 커서 오래 사용할 수 있다.

(2) 단점

1. 축 방향의 키 홈, 오일 홈 등이 있는 공작물은 연삭하기 어렵다.
2. 지름이 크고 길이가 긴 대형 공작물은 연삭하기 어렵다.

3. 연삭방식

3.1 외경연삭
1) 통과이송 방식 (Through feed method)
가공물을 숫돌의 축 방향으로 투입하여 숫돌의 사이를 통과하는 동안에 연삭하는 방법으로
지름이 같은 가공물을 한쪽에서 밀어 넣어면 경사시킨 조정 숫돌의 원주속도의 수평방향
속도로 가공물이 축 방향으로 연속적으로 이송되면서 연삭이 진행된다.

가공물의 회전수
n = d / D x N
n: 가공물의 회전수 (rpm) , d :가공물의 회전수 (mm)
N: 조정 연삭 숫돌의 회전수 (rpm) , D : 조정 연삭 숫돌의 지름 (mm)

가공물의 이송길이 및 이송속도
f = π D sinα
f : 조정 숫돌 1 회전당 공작물이 이송되는 길이 (mm)
V = (π Dn sinα) / 1000
V : 공작물의 이송속도 (m/min)
α : 연삭 숫돌과 조정 숫돌의 경사각(°)

2) 전 후 이송 방식 (In-feed method)
연삭숫돌과 조정숫돌 사이에 가공물을 투입하여
플런지 컷 연삭과 같은 방법으로 가공물이
규정치수가 될 때까지 연삭숫돌 또는 조정 숫돌을
접근시켜 연삭한다.
가공이 끝나면 연삭숫돌이 후퇴하여 공작물을 수동
또는 자동으로 옆으로 나오게 되어 있다.
용도로는 턱붙이 원통연삭, 테이퍼 공작물의 연삭,
곡선윤곽의 가공물 등에 이용된다.

3.2 내면 연삭

a) 동위센터 방식 (On Center Method)
연삭 숫돌과 조정 숫돌의 중심선을 수평선과 평행되게
한 방식으로 두께가 얇은 원통형의 가공물에서 변형이 적다.

b) 상향센터 방식 (Up Center Method)
연삭 숫돌과 조정 숫돌의 중심선을 2° 정도 경사되게 방식으로 내, 외면 원통형의 가공물을 경우 외면의 진원도
보다 내면의 진원도가 높다.

c) 슈 방식 (Shoe Method)
공작물이 슈에 의해 지지되고 뒷판에 따라 회전하게 한 방식으로 공작물의 설치 및 분리가
간편하여 짧은 시간에 다량의 공작물을 연삭할 수 있다.
베어링의 외륜 연삭에 많이 이용된다.

4. 연삭조건

4.1 공작물의 중심 높이

1. 공작물 직경의 1/2 ~ 1/3 정도로 하며 중심높이가 13 mm 를 초과하지 않도록 한다.
2. 일 감의 직경이 큰 것은 비교적 작게 하고, 작은 것은 일 감의 중심 높이를 크게 한다.
3. 결합도가 약한 숫돌을 사용할 때는 공작물의 중심 높이를 크게 한다.
4. 직경이 6 mm 이하의 작은 공작물은 중심을 내려서 공작물의 지지대(Work Rest)에 단단히
   압착되도록 한다.

4.2 중심높이의 영향
공작물의 중심이 높을 수록 연삭능률이 높지만, 너무 높을 때는 다듬질 면에 떨림이 발생된다.
이것은 법선 방향의 연삭저항의 분력이 공작물의 높이가 커질 수록 증가하여 공작물이 주기적으로
지지대에서 떨어지기 때문이다.

4.3 공작물 지지대 (Work Rest)
4.3.1 각도

1. 지지대의 각도는 공작물의 진원도와 관련이 있는 것으로
   공작물의 직경이 10 mm 까지는 30 ~ 40°, 10 mm이상인 것은 20 ~ 30° 로 한다.
2. 공작물의 직경이 클 수록, 숫돌폭이 작을 수록 작게하는데 이것은 연삭숫돌이 공작물에 압착되는
   압력을 줄이기 위한 것이며, 각도가 크면 압력에 의해 진동이 발생된다.

4.3.2 길이 및 두께

1. 지지대의 길이는 숫돌에 따라서 정해지는데 숫돌폭보다 약간 크게 한다.
2. 두께는 공작물위 직경보다 작게하며 최대 15 mm 정도이다.
   두께가 너무 얇으면 연삭저항에 의해 지지대가 변형되거나 진동이 발생된다.

4.3.3 재질

1. 지지면 위에서 일 감이 연삭력을 받으면서 회전하므로 마모되기 쉬우므로, 초경합금, 고속도강
   등으로 만든다.

4.4 공작물의 원주 속도 및 이송
4.4.1 원주속도

1. 일 감은 조정 숫돌에서 마찰에 의해 회전력이 전달 되며, 조정 숫돌의 원주 속도는 15 ~ 60 m/min,
   회전수는 20 ~ 40 rpm 이다.

4.4.2 이송

1. 연삭 숫돌과 조정 숫돌의 경사각 α 는 보통 2 ~ 5° 이며 이송속도가 클 때는 공작물의 진직도가 좋아지고, 작을 때는 진원도가 좋아진다.