정밀 공작 기계 성능에 스크래핑이 필수적인 이유

공작 기계 제조업체에서 기술자가 손으로 긁는 작업을 관찰할 때 다음과 같은 의문이 생길 수 있습니다. “이 기술이 기계에서 생산된 표면을 실제로 향상시킬 수 있습니까? 인간의 기술이 기계보다 우월한가?”

초점이 미학에만 초점이 맞춰져 있다면 대답은 '아니요'입니다. 긁는 행위는 시각적 매력을 향상시키지는 못하지만 계속해서 사용해야 하는 설득력 있는 이유가 있습니다. 핵심 요소 중 하나는 인적 요소입니다. 공작 기계는 다른 도구를 만들도록 설계되었지만 원본의 정밀도를 뛰어넘는 제품을 생산할 수는 없습니다. 이전 모델보다 더 높은 정확성을 갖춘 기계를 얻으려면 인간의 개입, 특히 수동 스크래핑이 필요한 새로운 기준을 설정해야 합니다.

스크래핑은 무작위적이거나 구조화되지 않은 프로세스가 아닙니다. 오히려 이는 표준 기준면 역할을 하는 원본 공작물을 밀접하게 반영하는 정밀한 복제 방법이며 역시 손으로 제작됩니다.

까다로운 성격에도 불구하고 긁는 작업은 숙련된 작업입니다(예술 형식과 유사). 마스터 스크레이퍼를 훈련하는 것은 마스터 목각사를 훈련하는 것보다 더 어려울 수 있습니다. 이 주제를 논의하는 리소스는 특히 예술 형식으로서의 인식에 기여할 수 있는 스크래핑의 근거와 관련하여 부족합니다.

어디서부터 시작해야 할까요?

제조업체가 재료 제거를 위해 긁는 대신 연삭기를 사용하기로 선택한 경우 "마스터" 연삭기의 가이드 레일은 새 연삭기의 가이드 레일보다 더 높은 정밀도를 보여야 합니다.

그렇다면 초기 기계의 정확성을 뒷받침하는 것은 무엇입니까?

이러한 정밀도는 고급 기계에서 비롯될 수도 있고, 완전히 평평한 표면을 생성할 수 있는 대체 방법에 의존하거나, 기존의 잘 만들어진 평평한 표면에서 파생될 수도 있습니다.

표면 생성 과정을 설명하기 위해 원을 그리는 세 가지 방법을 고려할 수 있습니다(기술적으로 원은 선이지만 개념을 명확히 하는 데 도움이 됩니다). 숙련된 장인은 표준 나침반을 사용하여 완벽한 원을 만들 수 있습니다. 반대로, 플라스틱 틀에 연필로 둥근 구멍을 그으면 그 구멍의 모든 결함을 복제하게 됩니다. 만약 그가 원을 자유롭게 그리려고 시도한다면, 그 정확도는 그 사람의 기술 수준에 따라 제한될 것입니다.

이론적으로 완벽하게 평평한 표면은 세 개의 표면을 교대로 겹쳐서 얻을 수 있습니다. 예를 들어, 각각 상대적으로 평평한 표면을 갖고 있는 세 개의 암석을 생각해 보십시오. 이러한 표면을 무작위 순서로 함께 문지르면 점차적으로 평평해집니다. 그러나 두 개의 암석만 사용하면 오목하고 볼록한 결합 쌍이 생성됩니다. 실제로 래핑에는 특정 페어링 순서가 포함되며, 래핑 전문가는 일반적으로 직선 모서리 또는 평판과 같은 원하는 표준 지그를 생성하는 데 사용합니다.

래핑 과정에서 전문가는 먼저 표준 지그에 컬러 현상액을 적용한 다음 이를 작업물 표면을 가로질러 밀어서 스크래핑이 필요한 영역을 식별합니다. 이 작업이 반복되면서 점차적으로 공작물의 표면이 표준 지그 표면에 가까워지고 궁극적으로 완벽한 복제가 이루어집니다.

긁기 전에 주물은 일반적으로 최종 크기보다 수천분의 1 크기로 밀링되고 잔류 응력을 완화하기 위해 열처리를 거친 다음 마무리 연삭을 위해 반환됩니다. 스크래핑은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적인 프로세스이지만 고정밀 기계가 필요한 방법에 대한 비용 효율적인 대안이 될 수 있습니다. 스크래핑을 활용하지 않는 경우에는 매우 정확하고 값비싼 기계를 사용하여 가공물을 마무리해야 합니다.

최종 단계 마무리와 관련된 상당한 장비 비용 외에도 또 다른 중요한 요소, 즉 부품, 특히 대형 주조물 가공 중 중력 클램핑의 필요성을 고려해야 합니다. 수천 분의 1의 공차로 가공할 때 클램핑 힘으로 인해 공작물이 왜곡되어 힘이 풀리면 정확성이 위태로워질 수 있습니다. 또한 가공 공정 중에 발생하는 열이 이러한 왜곡을 더욱 악화시킬 수 있습니다.

스크래핑이 뚜렷한 이점을 제공하는 곳이 바로 여기입니다. 기존 가공과 달리 스크래핑에는 조임력이 필요하지 않으며 발생하는 열도 최소화됩니다. 대형 공작물은 세 지점에서 지지되므로 자중으로 인해 변형되지 않고 안정적으로 유지됩니다.

공작 기계의 스크래핑 트랙이 마모되면 재스크래핑을 통해 복원할 수 있습니다. 이는 기계를 폐기하거나 분해 및 재처리를 위해 공장으로 다시 보내는 대안에 비해 상당한 이점입니다.

재스크래핑은 공장 유지보수 담당자가 수행할 수 있지만 이 작업을 위해 현지 전문가를 고용하는 것도 가능합니다.

특정 상황에서는 원하는 기하학적 정확도를 달성하기 위해 수동 및 전기 스크래핑을 모두 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 테이블과 안장 트랙 세트를 평평하게 긁어내어 필요한 사양을 충족하지만 테이블이 스핀들과 잘못 정렬된 것으로 밝혀진 경우 이러한 정렬 오류를 수정하는 데 노동 집약적일 수 있습니다. 평탄도를 유지하고 정렬 불량을 해결하면서 스크레이퍼만 사용하여 올바른 위치에서 적절한 양의 재료를 제거하는 데 필요한 기술은 상당합니다.

스크래핑은 심각한 정렬 불량을 수정하기 위한 방법이 아니지만 숙련된 스크레이퍼는 놀라울 정도로 짧은 시간에 이러한 유형의 조정을 수행할 수 있습니다. 이 접근 방식은 높은 수준의 기술을 요구하지만, 정확한 공차에 맞춰 수많은 부품을 가공하거나 오정렬을 완화하기 위해 복잡한 설계를 구현하는 것보다 더 비용 효과적인 경우가 많습니다.

향상된 윤활

경험에 따르면 긁힌 레일은 윤활 품질을 향상시켜 마찰을 줄이는 것으로 나타났습니다. 그러나 근본적인 이유는 여전히 논쟁의 여지가 있습니다. 널리 퍼진 이론은 긁힌 낮은 지점, 특히 생성된 구덩이가 윤활을 위한 저장소 역할을 하여 주변의 높은 지점에 의해 형성된 수많은 작은 주머니에 오일이 축적될 수 있음을 시사합니다.

또 다른 관점에서는 이러한 불규칙한 포켓이 일관된 유막 유지를 촉진하여 움직이는 부품이 부드럽게 미끄러지도록 하는 것이 윤활의 주요 목적이라고 가정합니다. 이러한 현상은 불규칙성이 오일을 보유할 수 있는 충분한 공간을 생성하기 때문에 발생합니다. 이상적으로 윤활은 완벽하게 매끄러운 두 표면 사이에 연속 유막이 존재할 때 가장 잘 작동합니다. 그러나 이로 인해 석유가 빠져나가는 것을 방지하거나 즉각적인 보충이 필요한 문제가 발생합니다. 긁힌 여부에 관계없이 레일 표면에는 일반적으로 오일 분배를 돕기 위해 오일 홈이 포함되어 있습니다.

이 논의는 접촉 영역의 중요성에 대한 질문을 제기합니다. 긁는 작업은 전체 접촉 면적을 줄이는 반면 보다 균일한 분포를 촉진하며 이는 효과적인 윤활에 중요합니다. 결합 표면이 매끄러울수록 접촉 분포가 더욱 일관됩니다. 그러나 역학의 기본 원리에 따르면 "마찰은 면적과 무관하다"는 것은 접촉 면적이 10평방인치인지 100평방인치인지에 관계없이 테이블을 움직이는 데 필요한 힘이 일정하게 유지된다는 것을 의미합니다. 마모는 다른 고려 사항이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 동일한 하중 하에서 접촉 면적이 작을수록 마모가 가속화됩니다.

궁극적으로 우리는 단순히 접촉 면적을 조정하는 것보다 최적의 윤활을 달성하는 데 초점을 맞춰야 합니다. 윤활이 이상적이라면 트랙 표면의 마모가 최소화됩니다. 따라서 테이블의 마모로 인해 이동에 어려움이 있는 경우 접촉 영역 자체보다는 윤활 문제와 관련이 있을 가능성이 높습니다.

스크래핑이 수행되는 방법

스크래핑이 필요한 높은 지점을 식별하기 전에 먼저 V-트랙 스크래핑용으로 설계된 평판 또는 직선 게이지 지그와 같은 표준 지그에 착색제를 바르십시오. 다음으로, 긁어낼 트랙 표면에 컬러 코팅된 표준 지그를 문지릅니다. 이렇게 하면 착색제가 트랙의 높은 지점으로 전달됩니다. 그런 다음 특수 긁는 도구를 사용하여 착색된 높은 점을 제거합니다. 트랙 표면이 균일하고 일관된 색상 전달을 나타낼 때까지 이 과정을 반복해야 합니다.

숙련된 스크레이퍼는 다양한 기술에 능숙해야 합니다. 여기서는 두 가지 중요한 방법을 간략히 설명하겠습니다.

먼저, 컬러링 작업 전 무딘 파일을 이용하여 가볍게 문질러주는 것이 좋습니다.CNC 제품표면을 효과적으로 제거하여 버를 제거합니다.

둘째, 표면을 청소할 때는 걸레보다는 솔이나 손을 사용하세요. 천으로 닦으면 미세한 섬유가 남게 되어 후속 고점 착색 시 오해의 소지가 있는 표시가 생길 수 있습니다.

스크레이퍼는 표준 지그와 트랙 표면을 비교하여 작업을 평가합니다. 검사관의 역할은 단순히 스크레이퍼에게 작업을 중단할 시기를 알려주는 것입니다. 이를 통해 스크레이퍼는 스크래핑 프로세스에만 집중하고 출력 품질에 대한 책임을 지게 됩니다.

역사적으로 우리는 평방 인치당 고점 수와 접촉된 전체 면적 비율에 관한 특정 표준을 유지해 왔습니다. 그러나 접촉 면적을 정확하게 측정하는 것은 거의 불가능하다는 것을 알았으므로 이제 평방 인치당 적절한 포인트 수를 결정하는 것은 스크레이퍼에 맡겨졌습니다. 일반적으로 목표는 평방인치당 20~30포인트의 표준을 달성하는 것입니다.

현대의 스크래핑 작업에서 일부 레벨링 작업은 전기 스크레이퍼를 사용하는데, 이는 여전히 수동 스크래핑의 한 형태이기는 하지만 일부 물리적 부담을 완화하고 프로세스를 덜 피곤하게 만들 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 수동 스크래핑의 촉각 피드백은 특히 섬세한 조립 작업 중에 대체할 수 없습니다.

긁는 패턴

다양한 패턴을 사용할 수 있습니다. 가장 일반적인 패턴에는 호 패턴, 사각형 패턴, 물결 패턴 및 부채꼴 패턴이 포함됩니다. 특히 주요 호 패턴은 달과 제비 디자인입니다.

1. 원호형 패턴 및 스크래핑 방법

스크레이퍼 블레이드의 왼쪽을 사용하여 긁은 다음 왼쪽에서 오른쪽으로 대각선으로 긁습니다(아래 그림 A 참조). 동시에 왼쪽 손목을 비틀어 블레이드가 왼쪽에서 오른쪽으로 흔들리도록 합니다(아래 그림 B 참조). 긁는 동작에서 부드러운 전환이 가능합니다.

각 칼 자국의 수직 길이는 일반적으로 약 10mm 여야 합니다. 이 전체 스크래핑 과정은 빠르게 진행되어 다양한 호 모양의 패턴을 생성할 수 있습니다. 또한 왼쪽 손목으로 압력을 가하고 오른쪽 손목을 비틀어 칼날을 오른쪽에서 왼쪽으로 휘둘러 오른쪽에서 왼쪽으로 대각선으로 긁을 수 있으므로 긁는 동작이 원활하게 전환됩니다.

기본 호 패턴 스크래핑 방법

아크 패턴 긁기 팁

호 패턴을 긁을 때 긁는 조건과 기술의 변화가 결과 패턴의 모양, 크기 및 각도에 큰 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 다음은 몇 가지 주요 고려 사항입니다.

1. 올바른 스크레이퍼 선택: 스크레이퍼 헤드의 폭, 두께, 블레이드 아크 반경, 쐐기 각도가 모두 아크 패턴의 모양에 영향을 미칩니다. 적절한 스크레이퍼를 선택하는 것이 중요합니다.

2. 손목 움직임 제어: 원하는 결과를 얻으려면 손목이 비틀리는 정도와 긁는 스트로크의 길이를 마스터하는 것이 필수적입니다.

3. 블레이드 탄력성 활용: 일반적으로 위의 그림 C에 표시된 것처럼 손목 움직임의 진폭이 커지고 긁는 스트로크가 짧을수록 긁힌 호 패턴의 각도와 모양이 더 작아집니다.

달 패턴 및 스크래핑 기술

긁기 과정을 시작하기 전에 연필을 사용하여 작업물 표면에 특정 간격으로 사각형을 표시합니다. 긁을 때 원호 날 미세 스크레이퍼를 사용하여 날의 중심선을 작업물의 세로 중심선에 대해 45° 각도로 위치시킵니다. 원하는 달 패턴을 얻으려면 작업물의 앞면에서 뒷면으로 긁어냅니다.

(2) 제비 모양과 긁는 방법 제비 모양은 아래 그림과 같습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 공작물 표면에 일정한 간격으로 사각형을 그립니다. 긁을 때는 원호날 미세 스크레이퍼를 사용하여 날면의 중심선과 작업물 표면의 세로 중심선이 45° 각도가 되도록 작업물의 앞에서 뒤쪽으로 긁어냅니다. 일반적인 스크래핑 방법은 아래 그림에 나와 있습니다.

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. 사각무늬 및 긁는 방법

사각형 패턴은 아래 그림에 설명되어 있습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 작업물 표면에 특정 간격으로 사각형을 표시합니다. 긁을 때는 날의 중심선을 작업물의 세로 중심선과 45° 각도로 놓고 앞에서 뒤로 긁습니다.

기본적인 스크래핑 기술에는 단거리 푸시 스크래핑을 위해 직선 모서리가 있는 좁은 스크레이퍼 또는 큰 반경의 호 모서리를 사용하는 것이 포함됩니다. 첫 번째 사각형을 완성한 후 두 번째 사각형을 긁어내기 전에 기본적으로 그리드를 남기고 사각형 거리를 유지해야 합니다.

3. 물결무늬 및 긁는 방법

웨이브 패턴은 아래 그림 A에 나와 있습니다. 긁기 과정을 시작하기 전에 연필을 사용하여 작업물 표면에 특정 간격으로 사각형을 표시합니다. 긁을 때 칼날의 중심선이 칼날의 세로 중심선과 평행한지 확인하십시오.가공 부품, 뒤에서 앞으로 긁어냅니다.

기본적인 긁기 기술에는 노치가 있는 긁는 도구를 사용하는 것이 포함됩니다. 일반적으로 표시된 사각형의 교차점에서 블레이드에 대한 적절한 드롭 위치를 선택합니다. 블레이드가 떨어진 후 대각선으로 왼쪽으로 이동합니다. 지정된 길이(보통 교차점)에 도달하면 아래 그림 B와 같이 블레이드를 들어 올리기 전에 대각선으로 오른쪽으로 이동하고 특정 지점까지 긁어냅니다.

4. 부채꼴 패턴 및 스크래핑 방법

부채꼴 패턴은 아래 그림 A에 나와 있습니다. 긁기 전에 연필을 사용하여 작업물 표면에 일정한 간격으로 사각형과 각진 선을 표시합니다. 부채 모양의 패턴을 만들려면 후크 헤드 스크레이퍼를 사용하십시오(아래 그림 B 참조). 칼날의 오른쪽 끝은 날카롭게 하고, 왼쪽 끝은 약간 뭉툭하게 하여 칼날 가장자리가 일직선을 유지하도록 해야 합니다. 기본적인 스크래핑 기술은 아래 그림에 나와 있습니다.

일반적으로 표시된 선의 교차점에서 블레이드의 적절한 위치를 선택합니다. 칼날 끝에서 약 50mm 떨어진 곳에서 왼손으로 스크레이퍼를 잡고 왼쪽으로 약간 아래쪽으로 압력을 가합니다. 오른손으로 왼쪽 끝을 중심으로 블레이드를 시계 방향으로 회전시킵니다. 일반적인 회전 각도는 90°와 135°입니다. 올바른 부채 모양 패턴은 위의 그림 C에 나와 있습니다.

힘을 부적절하게 적용하면 양쪽 끝이 동시에 긁히게 되어 위의 그림 D에 묘사된 패턴이 나타날 수 있습니다. 이런 방식으로 생성된 패턴은 너무 얕아서 잘못된 디자인이 됩니다.

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