래핑의 개요
(Lapping)
랩(Lap) 이라고 하는 공구와 다듬질하고자 하는 일감 사이에 분말로 된 랩제 (Lapping Powder)를
넣고 적당한 압력을 가하면서 상대운동을 시켜 정밀한 가공면을 얻을 수 있는 공법이다.
1. 래핑의 용도 및 특징
1.1 용도
| 구분 | 용도 |
| 게이지류 | 블록게이지, 스냅게이지, 플러그 게이지, 한계 게이지 |
| 정밀기계 부품 | 볼(Ball), 롤러, 내년기관 연료분사 펌프, 제어기기 부품, 피스톤 핀, 금형 부품 |
| 광학 부품 | 렌즈, 프리즘 |
1.2 래핑의 특징
장 점
- 다듬질 면이 매끈하고 경면(Mirror Finish)을 얻을 수 있다.
- 정밀도가 높은 이상적인 제품을 얻을 수 있다.
- 다량 생산이 가능하다.
- 작업 방법 및 설비가 간단하다.
- 가공면은 내식성, 내마멸성이 좋다.
단 점
- 작업이 청결하지 못하다.
- 비산하는 래핑 입자에 의해 다른 기계나 제품에 손상을 일을 수 있다.
- 가공면에 랩제가 잔류하기 쉽고, 제품 사용시 마멸을 촉진 시킨다.
- 높은 정밀도의 제품 생산 시 많은 숙련이 요구된다
2. 래핑의 분류
래핑은 래핑유의 사용유무에 따라 습식법과 건식법이 있다.
또한 작업 방법에 따라 손작업에 의한 손 래핑, 기계작업에 의한 기계 래핑으로 구분한다.
2.1 래핑유의 사용 유무에 의한 구분
습식 래핑과 건식 래핑
습식법 (Wet Method)
랩과 일감 사이에 래핑유를 충분히 공급하여 가공하는 방법으로 건식 래핑에 비하여 고속 고압으로
가공하는 것이 일반적이다.
래핑액으로는 경유, 석유 등의 광물유나 올리브유, 종유 등의 식물성유가 사용된다.
래핑유의 역할
- 냉각 및 윤활작용
- 연삭입자의 분산 방지
- 과도한 연삭입자의 파쇄방지
- 연삭입자의 지지 및 분리
래핑유의 종류
| 구분 | 랩제 |
|---|
| 금속 , 다듬질 | 경유 , 경유 + 기계유 |
| 유리 , 수정 | 물 , 수용성유 |
| 연한 , 금속 | 그리스 (Grease) |
건식법 (Dry Method)
랩을 랩제속에 파묻었다가 꺼내어 랩제를 걸레로 문질러 낸 다음 래핑 하거나,
랩제를 랩에 고르게 문지른 다음 이를 다시 닦아 내어 랩에 파묻힌 입자만으로 래핑하는
것으로써 보통 습식 래핑 뒤에 한다.
절삭량이 매우 적고 다듬질 면이 고우며, 광택이 있는 경면 다듬질이 가능하다.
습식법과 건식법의 비교.
| 구분 | 습식법 | 건식법 |
| 다듬질 기구 | 입자의 구름운동 | 매립 입자의 미끄럼 운동 |
| 래핑액 | 사용 | 사용하지 않음 |
| 다듬질량 | 크다 | 작다 |
| 다듬질면 거칠기 | 크다 (약 0.3 μm) | 작다 (약 0.1 μm 이하) |
| 래핑 압력 | 작다 (0.5 kg/cm3) | 크다 (1.5 kg/cm3) |
| 적용범위 | 일반래핑,
중간래핑 | 정밀부품의
마무리 다듬질 |
| 다듬질면 | 무광택 | 광택 |
2.2 작업방법에 의한 분류
래핑 가공에는 손으로 하는 수가공 래핑과 래핑 머신을 이용하는 기계래핑이 주로 사용되며
또한 공작물의 형상이나 종류에 따라서 평면 래핑, 원통 래핑, 구면 래핑, 기어 래핑 등으로 구분한다.
2.2.1 손 래핑 (Hand Lapping)
공작물 수량이 적거나 전용기계가 없는가공 래핑을 한다.
수가공 래핑은 손으로 하는 래핑을 말하지만 선반이나 드릴링 머신을 이용하기도 하며,
형상에 따라 평면 랩, 원통형 랩, 안지름 랩이 사용된다.
평면 랩 원통형 랩 안지름 랩
- 평면 래핑
평면 랩 위에 래핑입자를 뿌리고 일감을 손으로 잡고 8 자형으로 운동시키면서 래핑한다.
랩의 모양은 평면 또는 U 형, V 형의 홈을 있는 것을 사용하며, 홈이 있는 습식용은 랩제나
래핑유를 일감에 균일하게 퍼지게 하고 나머지는 빠져나가도록 한다.
- 원통 래핑
둥근 봉의 바깥지름을 래핑하는 작업으로써, 선반에 설치하고 회전운동을 주며,
일감의 바깥지름과 거의 같은 안지름을 가진 랩을 일감에 맞추고 죔 나사로 맞춤을 조절하여
손잡이를 축 방향으로 움직여 래핑 한다.
- 내면 래핑
원통형의 랩에 회전 운동을 주며 일감을 손으로 붙잡고 축 방향으로 왕복운동을 시켜 작업한다.
이 때 랩의 길이는 일감의 구멍길이보다 약간 길고, 구멍 끝이 넓어지지 않도록 주의해야 한다.
일감의 왕복 속도는 랩의 회전속도에 비해
2.2.2 기계 래핑 (Machine Lapping)
래핑을 할 때 기계작업을 하게 되면 작업능률과 특별한 숙련이 필요 없게 되며 균일한 제품을
얻을 수 있다. 정밀 다듬질을 요하는 제품의 래핑은 보통 래핑 머신 만으로는 정밀도를 얻기
어려우므로 최종 공정은 손 래핑으로 마무리 한다.
래핑 머신은 랩을 지지해주는 축의 방향에 따라 수직형과 수평형이 있으며,
일반적으로 수직형 래핑 머신이 사용된다.
래핑 가공시 랩의 반지름이 변하면 래핑 속도가 달라지므로 랩의 전체면에서 원주속도가 고르게
분포되도록 공작물 홀더를 사용한다.
공작물은 랩면과 미끄럼 운동을 하고 공작물 홀더는 자전하면서 공전하며 래핑이 이루어진다.
래핑 머신을 이용한 평면 가공
2.3. 무접촉 래핑
랩과 공작물을 근접시키지만 직접 접촉하지는 않고 랩제와 래핑유의 유동으로 표면을 가공하는
것이며, 직접 접촉이 없으므로 공작물에 흠집이 발생되지 않는 이점이 있다.
특히 에칭액을 랩제에 혼합해서 래핑을 하여 가공변질층의 발생을 억제하고 가공능률과
가공정밀도를 향상시킴과 동시에 에칭 공정을 생략하는 작업방법을 미케노 케미컬 래핑이라 한다.