정밀 공작 기계에는 여전히 수동 스크래핑이 필요합니까?

최근 수동 스크래핑에 관한 기사를 검색하던 중 매우 흥미로운 현상을 발견했습니다. 공작 기계에 여전히 수동 스크래핑이 필요한지, 연삭이 수동 스크래핑을 완전히 대체할 수 있는지에 대해 인터넷에는 다양한 의견이 있습니다. 이것이 나를 깊은 생각에 빠지게 만들었습니다. 결국, 수동 스크래핑은 공작 기계 가공 분야에서 항상 대체할 수 없는 역할을 해왔습니다. 그러나 기술이 발전함에 따라 적용 시나리오와 방법이 많이 바뀌었습니다. 오늘은 이 주제에 대해 심도 있게 논의해 보겠습니다.

스크래핑은 스크레이퍼, 기준면, 측정 도구 및 표시기를 사용하여 점을 연삭하고 측정하고 긁는 동안 공작물이 공정에서 지정된 크기, 형상, 표면 거칠기 및 견고성 요구 사항을 충족하도록 수동으로 작동하는 마무리 공정입니다.

수동 스크래핑의 "하드 코어" 가치

첫째, 고정밀 표면 처리의 장점-입니다. 수동 스크레이퍼는 매번 수 미크론에서 수십 미크론의 재료를 제거하며, 조금씩 미세 조정하면 평탄도가 0.001mm/m 미만, 표면 거칠기 Ra가 0.1μm 미만이 될 수 있습니다. 이 정밀도가 놀랍지 않나요? 공작 기계 가이드 레일, 작업대 및 베어링 시트와 같은 주요 구성 요소의 결합 표면에는 높은 접촉 강성이 필요합니다. 일반적으로 공작기계의 움직임이 정확하고 안정적이려면 25mm×25mm 면적에 8~20개의 접점이 필요합니다. 이러한 초-정밀 접촉 균일성은 연삭 및 밀링과 같은 일반적인 기계 가공으로는 달성하기 쉽지 않습니다.

두 번째는 복잡한 표면 처리 및 조립 수정입니다. 아크 가이드 레일과 같은 불규칙한 표면, 특수- 모양의 접합 표면 또는 가이드 레일과 슬라이더, 스핀들 및 베어링의 일치와 같은 다중 구성 요소 조립 후 동적 정밀 조정이 발생할 때 수동 스크래핑의 장점이 나타납니다. 숙련된 마스터는 실제 상황에 따라 실시간으로 판단하고 수정할 수 있습니다.- 이러한 유연성은 자동화된 처리의 단점을 보완할 수 있습니다. 예를 들어,-고정밀 좌표 보링 기계 및 기어 연삭기의 경우 주요 결합 표면은 "제로 클리어런스"로 조립되어야 하며 이는 실제로 수동 스크래핑 공정과 분리될 수 없습니다.

동시에 오류 보상 및 정밀 유지 관리에도 매우 중요합니다. 공작기계를 장기간 사용하면 변형이나 마모로 인해 정밀도가 떨어지는 것은 불가피합니다. 이때 수동 스크래핑은 목표한 방식으로 로컬 오류를 복구하고 장비의 서비스 수명을 연장할 수 있습니다. 이 역할은 매우 높은 정밀도와 안정성이 요구되는 정밀 기기 및 항공우주 처리 장비와 같은 분야에서 특히 중요합니다.

스크래핑 기술의 '변화와 불변성'

그러나 현재의 기술 발전은 실제로 변화를 가져왔습니다. 한편으로는 자동화된 처리가 일부 프로세스를 대체했습니다. 예를 들어, CNC 초정밀 연삭, 0.1μm 정확도의 가이드웨이 연삭기, 연삭 기술의 CMP 화학 기계 연마 등은 일부 평면 및 원통형 표면의 고정밀 가공을 처리할 수 있으며, 단순 평면의 스크래핑 수요는 이전만큼 많지 않습니다. 반면에 도구 업그레이드도 스크래핑을 지원하고 있습니다. 스크래핑은 더 이상 경험에 전적으로 의존하지 않습니다. 레이저 간섭계 및 3좌표 측정기와 같은 정밀 테스트 장비가 유용하게 사용되었습니다. 스크래핑 위치와 양은 데이터 정량화를 기준으로 하여 이전의 '경험-지향'에서 '데이터{11}}중심'으로 변경되었으며 효율성과 일관성이 크게 향상되었습니다.

스크래핑 기술이 직면한 "고충점"

그러나 수동 스크래핑에도 자체 임계값이 있습니다. 숙련된 긁기 기술자를 양성하는 것은 쉽지 않습니다. 축적하려면 수년간의 경험이 필요합니다. 접촉점 분포를 판단하는 방법과 스크레이퍼 힘을 제어하는 방법은 모두 지식입니다. 훈련 비용이 높습니다. 아직까지 업계에는 숙련된 기술자가 부족합니다. 일부 회사에서는 힘-으로 제어되는 로봇을 사용하여 수동 작업을 시뮬레이션하는 로봇 스크래핑 기술을 개발하려고 시도했지만 복잡한 표면의 적응성과 정밀도 안정성 측면에서 여전히 수동 작업보다 약간 나쁘고 당분간 완전히 대체할 수는 없습니다.

현재 업계의 적용 상황을 살펴보면-고급 정밀 공작 기계는 여전히 수동 스크래핑에 크게 의존하고 있습니다. 고정밀 좌표 연삭기 및 광학 렌즈 가공 기계와 같이 IT3 이상의 정밀도 수준을 갖춘 공작 기계의 경우 수동 스크래핑은 여전히 핵심 프로세스이며, 이는 핵심 부품 처리 시간의 30%~50%를 차지할 수 있습니다. 중급- 및 저가- 공작기계의 경우 상황이 다릅니다. 일반 CNC 공작기계는 IT6-IT7 정도의 정밀도를 가지고 있으며, 대부분 연삭과 매칭 연삭을 사용하므로 스크래핑 사용량이 훨씬 적습니다. 미래 추세의 관점에서 볼 때 수동 스크래핑은 점차 "정밀 조립 수정"으로 전환되고 완전히 대체되기보다는 자동화된 처리와 협력하게 될 것입니다.

긁는 패턴의 유형

마지막으로 원호 패턴, 사각형 패턴, 물결 패턴, 부채꼴 패턴 등 여러 유형의 긁기 패턴을 소개하겠습니다. 호 패턴에는 주로 달 패턴과 제비 패턴이 포함됩니다.

(1) 아크 패턴 및 스크래핑 방법. 먼저 스크래퍼 블레이드의 왼쪽을 사용하여 칼을 떨어뜨린 다음 왼쪽에서 오른쪽으로 대각선으로 긁습니다(아래 그림 a 참조). 동시에 왼쪽 손목을 비틀어 칼날이 왼쪽에서 오른쪽으로 흔들리도록 해야 합니다(아래 그림 b 참조). 그러면 칼날의 긁힘이 왼쪽에서 오른쪽으로 전환됩니다. 칼 자국의 세로 길이는 일반적으로 약 10mm입니다. 전체 스크래핑 공정이 즉시 완료되므로 다양한 호 패턴을 스크래핑할 수 있습니다. 왼쪽 손목으로 누르고 오른쪽 손목을 비틀어 칼날이 오른쪽에서 왼쪽으로 흔들리도록 하여 오른쪽에서 왼쪽으로 비스듬히 긁을 수도 있습니다. 그러면 칼날 가장자리 긁기가 오른쪽에서 왼쪽으로 전환됩니다.

호 패턴의 기본 스크래핑 방법

호 패턴 긁기의 필수 사항: 긁기 조건과 작업 방법이 다르기 때문에 긁어내는 호 패턴의 모양과 각도도 상당히 다릅니다. 먼저, 블레이드 호의 폭, 두께, 반경 및 쐐기 각도의 크기가 호 패턴의 모양에 일정한 영향을 미치기 때문에 적합한 스크레이퍼를 선택하는 데 주의를 기울여야 합니다. 둘째, 긁을 때 손목을 비틀는 동작의 진폭과 밀고 긁는 스트로크의 길이를 제어할 수 있어야 합니다. 셋째, 블레이드 헤드의 탄성 효과를 활용해야 합니다. 일반적으로 손목 비틀기 동작의 진폭이 클수록 밀고 긁는 스트로크가 짧을수록 위의 그림 c에 표시된 것처럼 긁어내는 호 패턴의 각도와 모양이 작아집니다.

1) 달의 문양과 긁는 방법. 긁기 전에 연필을 사용하여 공작물 표면에 일정한 간격으로 사각형을 그립니다. 긁을 때에는 아크날이 있는 가는 스크레이퍼를 사용하고, 날면의 중심선이 공작물 표면의 세로 중심선과 45도 각도를 이루고 공작물의 앞에서 뒤쪽으로 긁어냅니다.

2) 제비의 패턴과 긁는 방법. 제비 패턴은 아래 그림에 나와 있습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 공작물 표면에 일정한 간격으로 사각형을 그립니다. 긁을 때에는 아크날이 있는 가는 스크레이퍼를 사용하고, 날면의 중심선이 공작물 표면의 세로 중심선과 45도 각도를 이루고 공작물의 앞에서 뒤쪽으로 긁어냅니다. 일반적인 스크래핑 방법은 다음과 같습니다.

먼저, 첫 번째 칼로 원호 패턴을 긁어낸 다음, 위의 그림 b와 같이 첫 번째 원호 패턴 바로 아래에 있는 두 번째 원호 패턴을 긁어내면 제비와 유사한 패턴이 긁혀질 수 있습니다.

(2) 정사각형 패턴 및 긁는 방법. 사각형 패턴은 아래 그림에 나와 있습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 공작물 표면에 일정한 간격으로 사각형을 그립니다. 긁을 때 블레이드 평면의 중심선은 공작물 표면의 세로 중심선과 45도 각도를 이루고 공작물의 앞에서 뒤쪽으로 긁어냅니다. 기본 스크래핑 방법은 직선 모서리(또는 큰 반경의 호 모서리)가 있는 좁은 스크레이퍼를 사용하여 단거리-스크래핑을 수행하는 것입니다. 첫 번째 정사각형을 긁어낸 후 첫 번째 정사각형 사이에 정사각형 공간을 남겨두고 두 번째 정사각형을 긁어내야 합니다.

(3) 웨이브 패턴 및 스크래핑 방법. 웨이브 패턴은 아래 그림 a에 나와 있습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 공작물 표면에 일정한 간격으로 사각형을 그립니다. 긁을 때 블레이드 평면의 중심선은 공작물 표면의 세로 중심선과 평행해야 하며 공작물의 뒤에서 앞쪽으로 긁어내야 합니다. 기본적인 긁기 방법은 긁기 위해 노치가 있는 긁는 도구를 사용하고 칼이 떨어지는 위치(보통 교차점)를 선택한 다음 칼이 떨어진 후 대각선으로 왼쪽으로 이동하는 것입니다. 특정 길이(보통 교차점)에 도달하면 오른쪽 대각선으로 이동하여 특정 위치로 긁은 다음 아래 그림 b와 같이 칼을 시작합니다.

(4) 팬 패턴 및 스크래핑 방법. 팬 패턴은 아래 그림 a에 나와 있습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 작업물 표면에 일정한 간격으로 사각형과 각도 선을 그립니다. 부채꼴-모양의 패턴을 긁어내려면 후크-헤드 스크레이퍼를 사용해야 합니다(아래 그림 b 참조). 칼날의 오른쪽 끝은 날카로워야 하며, 왼쪽 끝은 약간 뭉툭해야 하며, 칼날 선은 직선이어야 합니다. 기본적인 스크래핑 방법은 다음과 같습니다.

좋은 칼 낙하 위치(보통 교차점)를 선택하고 칼날에서 50mm 떨어진 곳에 왼손을 잡고 왼쪽으로 누른 다음 칼날의 왼쪽 끝을 원의 중심으로 잡고 오른손을 시계 방향으로 돌립니다. 회전 각도는 일반적으로 90도와 135도입니다. 올바른 팬- 모양 패턴은 위의 그림 c에 나와 있습니다. 부적절한 힘으로 인해 양쪽 끝이 동시에 긁히기 쉽고 위의 그림 d와 같은 패턴이 형성됩니다. 이렇게 하면 긁힌 패턴 흔적이 너무 얕게 되어 잘못된 패턴이 됩니다.

최종 분석에서는 정밀 공작 기계 핵심 구성 요소의 고정밀 매칭, 복잡한 표면 처리 및 조립 정밀도 수정에 수동 스크래핑이 여전히 필수입니다.{0}} 자동화된 처리 기술이 향상되었지만 스크레이핑의 유연성, 경험 판단 및 미세{2}}수정 기능은 특히 항공우주, 광학 기기 및 고정밀 금형 분야에서 정밀 제조의 "라스트 마일"의 핵심 공정으로 자리매김했습니다.- 그 역할은 대체불가입니다. 앞으로는 감지 기술과 도구가 계속해서 업그레이드됨에 따라 수동 스크래핑이 완전히 제거되기보다는 데이터-기반 지침에 더 많이 의존하고 더 효율적이고 정확한 방향으로 발전할 것입니다.
콘텐츠 출처: Machinist Machine Tool World, Baidu Library,

이번 호 편집자: Xiao Ai

논문 제출: 선도적인 하이테크 첨단 제조 기술 산업 서비스 플랫폼인 AMT는 학술 논문 제출을 허용합니다.

원고 출판은 완전히 비영리이며 무료입니다.- 논문 제출 이메일: info@amtbbs.org