프로필 제품의 일반적인 결함: 종합 분석
엔지니어라면 기계를 설계하고 제조할 때 악마는 디테일에 있다는 것을 잘 알고 있을 것입니다. 품질을 좌우할 수 있는 중요한 요소 중 하나는 바로...
아주 작은 디테일이 어떻게 제품의 품질을 좌우할 수 있는지 궁금한 적이 있나요? 금형 제조에서 연마 공정은 매우 중요합니다. 이 글에서는 다양한 연마 방법을 살펴보고 각 기법이 금형 품질을 향상시키고 수명을 연장하는 방법을 중점적으로 설명합니다. 완벽한 금형의 비밀을 밝혀낼 준비를 하세요!
산업 제품이 다양화되고 고도화되는 과정에서 제품 품질에 직접적인 영향을 미치는 금형의 품질을 개선하는 것은 매우 중요한 과제입니다. 금형 제조 공정에서 부품의 표면 연마 및 연삭, 형상 가공 후 거울 가공은 금형 품질 향상에 있어 중요한 단계입니다.
적절한 연마 방법을 채택하면 금형 품질을 향상시키고 수명을 연장하여 최종 제품의 품질을 향상시킬 수 있습니다.
기계적 연마 은 재료의 절단 또는 소성 변형을 통해 돌출된 부분을 제거하여 공작물의 표면을 매끄럽게 하는 방법입니다. 이 방법은 일반적으로 오일 스톤 스트립, 양모 휠, 사포 및 수동 작업을 사용합니다.
더 높은 표면 품질 요구 사항을 위해 초미세 연마 방법을 적용할 수 있습니다.
특수 연삭 공구인 초미세 연삭 및 연마는 연마제가 포함된 연마액에서 고속 회전 운동을 사용하여 다양한 연마 방법 중 최고 수준인 Ra0.008 μm의 표면 거칠기를 달성합니다. 이 방법은 일반적으로 광학 렌즈 몰드에 사용됩니다. 기계적 연마는 몰드 연마의 기본 방법입니다.
화학 연마는 재료를 화학 매체에 용해시켜 표면의 약간 돌출된 부분을 매끄럽게 만드는 기술입니다. 이 방법은 다음과 같은 공작물을 연마할 수 있습니다. 복잡한 모양 여러 개의 공작물을 동시에 연마할 수 있어 효율성이 높다는 장점이 있습니다. 그리고 표면 거칠기 화학적 연마를 통해 얻은 값은 일반적으로 Ra10 μm입니다.
전기 연마의 기본 원리는 재료의 표면을 선택적으로 용해하여 매끄러운 표면을 만드는 것으로 화학 연마의 원리와 유사합니다.
전기 연마는 화학적 연마에 비해 음극 반응의 영향을 제거하여 더 나은 결과를 제공합니다.
초음파 연마는 공구 섹션에서 초음파 진동을 사용하여 연마재 서스펜션으로 부서지기 쉽고 단단한 재료를 연마하는 기술입니다. 연마재 서스펜션에 공작물을 담그고 초음파장을 가하면 연마재가 초음파의 작용을 통해 공작물 표면을 연마하고 연마합니다.
초음파 가공 는 거시적 힘이 최소화되어 공작물 변형이 발생하지 않지만 툴링 제작 및 설치가 까다로울 수 있습니다.
유체 연마는 흐르는 액체와 그 안에 포함된 연마 입자를 사용하여 공작물 표면을 연마합니다. 유체 역학 연삭은 유압의 힘으로 구동됩니다.
매체는 주로 저압으로 흐르고 연마재와 결합된 특수 화합물(고분자 물질)로 구성됩니다. 연마재는 실리콘 카바이드 분말로 만들 수 있습니다.
자기 연마 및 연마는 자기 연마제를 사용하여 자기장의 영향을 받아 연마 브러시를 만들어 공작물을 연마하는 것입니다.
이 방법은 처리 효율이 높고 우수한 품질의 결과를 제공하며 처리 조건을 쉽게 제어할 수 있습니다. 적절한 연마제를 사용하면 표면 거칠기를 Ra 0.1 μm로 구현할 수 있습니다.
표면 거칠기가 Ra 1.6μm 이상인 공작물의 연마 속도를 향상시키기 위해 초음파를 전용 고주파 협펄스 고전류 전원과 결합하여 복합 연마를 수행할 수 있습니다.
초음파 진동과 전기 펄스가 공작물 표면에 동시에 작용하여 표면 거칠기를 빠르게 감소시킵니다. 이 방법은 선반, 밀링, 전기 스파크 및 와이어 절단을 사용한 가공 후 금형의 거친 표면을 연마하는 데 매우 효과적입니다.
사포, 오일스톤, 펠트 휠, 연마 페이스트, 합금 흙손, 다이아몬드 연마 바늘, 대나무, 섬유 숫돌, 원형 회전 연삭기 등 금형 연마에 일반적으로 사용되는 도구가 있습니다.
3.1 거친 연마
마감, EDM, 연마 등의 작업 후 표면은 회전 속도 35,000~40,000r/min의 회전 표면 연마기를 사용하여 연마할 수 있습니다.
그런 다음 수동 오일 스톤 연삭, 오일 스톤 스트립과 윤활유 또는 냉각제로서 등유가 있습니다.
사용 순서는 180#→240#→320#→400#→600#→800#→1 000#입니다.
3.2 세미파인 폴리싱
반 마감은 주로 사포와 등유를 사용합니다. 사포의 개수는 400#→600#→800#→1 000#→1 200#→1 500#입니다.
사실, #1 500 사포는 경화 사포에만 사용됩니다. 다이 스틸 (52 HRC 이상)을 사용하면 사전 경화 강철의 표면이 손상되어 원하는 연마 효과를 얻을 수 없으므로 사전 경화 강철에는 사용하지 않습니다.
3.3 미세 연마
미세 연마는 주로 다이아몬드 연마 페이스트를 사용합니다.
다이아몬드 연마 분말 또는 연마 페이스트를 혼합하기 위해 연마 천 휠로 연마하는 경우 일반적인 연마 순서는 9μm(1,800 #) → 6μm(3,000 #) → 3μm(8,000 #) 순입니다.
9μm 다이아몬드 페이스트와 연마 천 휠을 사용하여 1 200# 및 1 50 0# 사포의 머리카락 자국을 제거할 수 있습니다.
그런 다음 펠트와 다이아몬드 페이스트를 사용하여 1μm(14,000 #) → 1/2μm(60,000 #) → 1/4μm(100,000 #) 순서로 연마를 진행합니다.
연마 공정은 두 개의 별도 작업 장소에서 수행해야 하며, 한 곳에서는 거친 연마 공정을, 다른 곳에서는 미세 연마 공정을 수행해야 합니다. 이전 공정에서 작업물 표면에 남아 있는 모래 입자를 제거하도록 주의해야 합니다.
일반적으로 오일 스톤과 200# 사포 1개를 사용하여 거친 연마 후, 금형 표면에 먼지 입자가 부착되지 않도록 공작물을 먼지를 제거해야 합니다. 1μm를 포함하여 1μm 이상의 정확도 요구 사항의 경우 깨끗한 연마 챔버에서 연마를 수행할 수 있습니다.
먼지, 연기, 비듬, 물방울이 고정밀 연마 표면을 손상시킬 수 있으므로 보다 정밀한 연마를 위해서는 절대적으로 깨끗한 환경에서 작업해야 합니다. 연마 공정이 완료된 후에는 작업물 표면을 먼지로부터 보호해야 합니다.
연마 공정이 끝나면 모든 연마재와 윤활유를 완전히 제거하여 공작물 표면이 깨끗한지 확인한 다음 공작물 표면에 방청 코팅층을 도포해야 합니다.
5.1 공작물 표면 상태
가공 과정에서 표면층이 열에 의해 손상될 수 있습니다, 내부 스트레스또는 기타 요인으로 인해 잘못된 절단 매개변수가 연마 결과에 영향을 미칠 수 있습니다. EDM 후 표면은 기계 가공이나 열처리 후 표면보다 연마하기가 더 어렵습니다.
따라서 EDM 공정이 끝나기 전에 EDM을 완료해야 하며, 그렇지 않으면 표면에 경화된 얇은 층이 형성됩니다. EDM이 제대로 수행되지 않으면 열에 영향을 받는 층의 깊이가 최대 0.4mm에 달할 수 있으며 경도가 기판보다 높아집니다. 이 경화된 층은 반드시 제거해야 합니다.
최상의 결과를 얻으려면 연마를 위한 견고한 기초를 제공하기 위해 거친 연마 과정을 포함하는 것이 좋습니다.
5.2 강철 품질
강철의 다양한 내포물과 기공이 연마 품질에 영향을 미치기 때문에 좋은 연마 결과를 얻으려면 고품질 강철이 필수적입니다. 만족스러운 연마 효과를 얻으려면 가공을 시작할 때 공작물의 표면 거칠기에 주목해야 합니다.
공작물에 다음이 필요한 경우 거울 연마연마 성능이 좋은 강철을 선택하고 열처리를 거치지 않으면 원하는 효과를 얻지 못할 수 있으므로 연마 성능이 좋은 강철을 선택하는 것이 중요합니다.
5.3 열처리 프로세스
열처리를 잘못하면 강철의 표면 경도가 고르지 않거나 특성이 달라져 연마 공정이 더 까다로워질 수 있습니다.
5.4 폴리싱 기술
연마는 주로 수작업으로 이루어지기 때문에 사람의 기술이 연마 품질에 영향을 미치는 주요 요인입니다. 일반적으로 연마 기술은 표면 거칠기에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다.
실제로 좋은 연마 효과는 좋은 연마 기술과 고품질 강철 및 적절한 열처리를 결합해야만 얻을 수 있습니다. 반대로 연마 기술이 좋지 않으면 고품질 강철이라도 거울과 같은 마감 처리가 되지 않을 수 있습니다.
6.1 몰드 사포 연삭 및 오일 스톤 연삭은 다음 사항에주의해야합니다.
(1) 더 단단한 금형 표면의 경우 깨끗하고 부드러운 오일스톤 샌딩 도구만 사용해야 합니다.
(2) 더 미세한 사포로 전환할 때는 거친 모래가 다음 미세 연마 작업으로 넘어가지 않도록 작업물과 작업자의 손을 깨끗이 닦아야 합니다.
(3) 각 연마 과정에서 사포는 모래의 상층이 제거될 때까지 다른 45° 방향에서 샌딩해야 합니다. 모래의 윗층이 제거되면 더 미세한 사포로 전환하기 전에 사포의 샌딩 시간을 25%로 늘려야 합니다.
(4) 다른 방향으로 샌딩하면 공작물에 고르지 않은 파도가 형성되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다.
6.2 다이아몬드 연삭 및 연마 시 주의가 필요한 사항
다이아몬드 연마 및 연마는 특히 미리 경화된 강철 부품을 연마하고 미세 연마 페이스트를 사용할 때 가벼운 압력으로 수행해야 합니다.
8000# 연마 페이스트를 사용할 때의 일반적인 압력은 100-200g/cm입니다.2이 수준의 정확도를 유지하는 것은 어려울 수 있습니다.
이 문제를 해결하려면 스트립에 얇고 좁은 손잡이를 만들거나 스트립의 일부를 잘라 더 유연하게 만들 수 있습니다. 이렇게 하면 연마 압력을 조절하고 금형 표면에 과도한 압력이 가해지는 것을 방지할 수 있습니다.
다이아몬드 연삭 및 연마 기술을 사용할 때는 작업 표면이 깨끗해야 할 뿐만 아니라 작업자의 손도 깨끗하게 유지해야 합니다.
6.3 플라스틱 금형 연마는 다음 사항에주의해야합니다.
플라스틱 금형 연마는 다른 산업의 표면 마감과는 크게 다릅니다.
기술적으로 이 프로세스를 미러 프로세싱이라고 합니다. 이 방법은 연마 자체뿐만 아니라 표면의 평탄도, 부드러움 및 기하학적 정확도에 대해서도 높은 기준을 요구합니다.
그리고 거울 연마 표준은 4단계로 나뉩니다: A0=Ra0.008μm, A1=Ra0.016μm, A3=Ra0.032μm, A4=Ra0.063μm입니다.
전기 연마, 유체 연마 및 기타 방법은 종종 기하학적 정확도를 정밀하게 제어할 수 없으며 화학 연마, 초음파 연마, 자기 연마 및 기타 방법으로 생성된 표면 품질은 필요한 요구 사항을 충족하지 못합니다.
결과적으로 정밀 금형 거울 가공은 주로 기계 연마를 통해 이루어집니다.
7.1 과도하게 연마하기
매일 연마하는 동안 직면하는 가장 중요한 문제는 "과도한 연마"입니다. 이는 연마 시간이 길어져 금형 표면의 품질이 저하될 때 발생합니다.
과도한 연마의 두 가지 증상은 "오렌지 껍질"과 "파임"입니다. 오버 폴리싱은 기계식 폴리싱에서 가장 흔히 볼 수 있습니다.
7.2 공작물에 "오렌지 껍질"이 있는 이유
고르지 않고 거친 표면을 "오렌지 껍질"이라고 하며, 이러한 표면이 발생하는 이유는 여러 가지가 있습니다.
가장 흔한 원인은 금형 표면의 과열 또는 과도한 침탄입니다.
높은 연마 압력과 긴 연마 시간은 "오렌지 껍질" 형성의 주요 원인입니다.
예를 들어, 연마 휠을 사용할 때 휠에서 발생하는 열로 인해 "오렌지 껍질"이 쉽게 생길 수 있습니다.
단단한 강철은 더 높은 연마 압력을 견딜 수 있는 반면, 부드러운 강철은 과도한 연마에 더 취약합니다.
연구에 따르면 강철의 경도에 따라 오버 폴리싱의 정도가 달라지는 것으로 나타났습니다.
7.3 공작물의 "오렌지 껍질"을 제거하기 위한 조치
표면 품질이 좋지 않은 것으로 감지되면 많은 사람이 연마 압력을 높이고 연마 시간을 연장하는 경향이 있습니다.
그러나 이러한 접근 방식은 종종 표면 품질을 더욱 악화시킵니다.
다음 방법을 사용하여 문제를 해결할 수 있습니다:
(1) 결함이 있는 표면을 제거하고 이전보다 약간 더 거친 그릿 사이즈를 사용하여 연마합니다. 그런 다음 연마력을 낮춰 연마합니다.
(2) 템퍼링 온도인 25°C 이하의 온도에서 응력 제거를 수행합니다. 원하는 결과가 나올 때까지 연마하기 전에 가장 미세한 입자 크기로 연마합니다. 마지막으로 더 가벼운 힘으로 연마합니다.
7.4 공작물 표면에 "피팅"이 형성되는 이유
연마 공정 중 미세한 구멍이나 피팅이 형성되는 원인은 일반적으로 다음과 같습니다. 비금속 강철의 불순물, 일반적으로 강철 표면에서 제거되는 단단하고 부서지기 쉬운 산화물입니다. "피팅"의 주요 요인은 다음과 같습니다:
(1) 과도한 연마 압력 및 장시간의 연마 시간.
(2) 강철의 순도가 불충분하고 경질 불순물 함량이 높은 경우.
(3) 표면 녹 를 입력합니다.
(4) 검은색 스케일을 제거하지 못한 경우.
7.5 공작물의 피팅 부식을 제거하기 위한 조치
(1) 이전보다 약간 거친 그릿 사이즈를 사용하여 표면을 완전히 다시 연마합니다. 마지막 연마 단계는 연마하기 전에 부드럽고 날카로운 오일 스톤을 사용하여 수행해야 합니다.
(2) 1mm보다 작은 그릿 크기를 사용할 때는 가장 부드러운 연마 도구를 사용하지 않는 것이 좋습니다.
(3) 가능한 한 연마 시간과 힘을 최소화합니다.
금형 생산 과정에서 캐비티를 연마하는 것은 금형의 품질과 수명, 나아가 최종 제품의 품질에 영향을 미치는 중요한 단계입니다.
연마의 원리와 절차를 이해하고 적절한 연마 방법을 선택하면 금형의 품질과 수명을 개선하여 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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