[논문]실린더라이너의 정밀가공

정재현; 김종순

실린더라이너의 정밀가공
Precision Machining for Cylinder Liner of Low Speed Engine 원문보기

정재현 (한국해양대학교 기게정보공학부) , 김종순 (케이프라인주식회사)

The cylinder liners of low speed engine are one of a important equipment in merchant ship. But, the precision machining method of cylinder liner is not developed sufficiently. This paper shows a new honing method using by CBN honing stones.

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문제 정의

본 연구에서는 라이너의 호닝 가공 성능 향상 및 가공 시간을 단축하기 위하여 CBN 연삭 숫돌을 제작하여 가공 실험을 수행하였으며, 가공 시간, 가공량 및 가공 비용 등을 종래의 지석과 비교하여 분석하였다.

제안 방법

CBN 숫돌을 제작하여 라이너 호닝 가공에 적용하기 위한 가공 실험을 수행하여 종래의 지석의 경우와 비교검토하였다. 그 결과, CBN #60의 경우 가공량이 약 1.
가공 실험은 종래의 지석과 CBN 숫돌에 의해 수행한 후 결과를 비교 검토하였다.
입도는 #/60, #80, #170, #325, #500, #600, #800으로 하였으며, 집중도 100, 결합도는 '중' 으로, 본드는 메탈본드로 하였다. 막대형 CBN 숫돌을 기존의 호닝 헤드에 장작하여 가공 실험을 수행하였다.
종래의 지석 숫돌을 대체하기 위하여 CBN 숫돌을 제작하였다. 입도는 #/60, #80, #170, #325, #500, #600, #800으로 하였으며, 집중도 100, 결합도는 '중' 으로, 본드는 메탈본드로 하였다.

대상 데이터

숫돌은 #60, #120, #600의 3 종류를 사용하였으며, 가공 깊이는각각 0.15, 0.05, 0.03mm로 하여 총 0.23mm를 가공하는 것으로하였다. 가공 헤드의 회전수는 13rpm, Feed는 10.
17㎛/min이었다. 실험에서 총 가공 비용은 156, 900원이 소요됨을 알 수 있었다.
종래의 지석 숫돌을 대체하기 위하여 CBN 숫돌을 제작하였다. 입도는 #/60, #80, #170, #325, #500, #600, #800으로 하였으며, 집중도 100, 결합도는 '중' 으로, 본드는 메탈본드로 하였다. 막대형 CBN 숫돌을 기존의 호닝 헤드에 장작하여 가공 실험을 수행하였다.
제작한 CBN 숫돌의 가공 성능을 확인하기 위하여 CBN #60, #170, #600의 3종류 숫돌에 대하여 가공 실험을 수행하였다. 가공 헤드의 회전수는 13rpm, Feed는 10.

성능/효과

그 결과, CBN #60의 경우 가공량이 약 1.1㎛/min로 종래의 지석 숫돌에 비해 크게 향상되었으며, 가공 비용 측면에서는 57%정도의 절약 효과를 거뒀으나, CBN #800의 경우는 지석의 경우와 큰 차이가없어 공정의 개선을 기대할 수 없었다. 이상의 결과로부터 CBN 호닝 숫돌을 사용하여 라이너를 가공할 경우, 호닝 공정의 초반부의 황삭 및 중삭 가공은 종래의 지석에 비해 우수하나 마무리 호닝의 경우는 종래의 지석의 경우와 큰 차이가 없음을 알 수 있었다.
실험 결과, 가공 시간은 CBN의 경우가 117분, 지석의 경우가 180분으로 CBN의 경우가 가공 시간은 단축되었으나, 가공 비용은 CBN의 경우 20, 800원 지석의 경우 21, 900원으로 거의 같아비용 절감에는 큰 도움이 없음 알 수 있었다.
05mm, 가공력 35-40kg/m으로 하였다. 실험 결과, 가공 시간은 CBN의 경우가124 분, 지석의 경우가 210분으로 CBN의 경우가 현저히 가공 시간이 단축되었으며, 가공 비용은 CBN의 경우 33, 200원 지석의 경우 60, 000원으로 CBN의 경우가 지석에 비해 55%의 비용 절감이 예상됨을 알 수 있다. 또한, CBN #170로 가공한 후의 perfect depth는 0.
실험에서 각각의 가공 깊이를 가공하는데 걸린 시간은 180-210 분이었으며, 분당 가공량은 입도가 클수록 적어 단위 시간당 가공비용이 많이 소요됨을 알 수 있다. 즉, #60에서는 0.
1㎛/min로 종래의 지석 숫돌에 비해 크게 향상되었으며, 가공 비용 측면에서는 57%정도의 절약 효과를 거뒀으나, CBN #800의 경우는 지석의 경우와 큰 차이가없어 공정의 개선을 기대할 수 없었다. 이상의 결과로부터 CBN 호닝 숫돌을 사용하여 라이너를 가공할 경우, 호닝 공정의 초반부의 황삭 및 중삭 가공은 종래의 지석에 비해 우수하나 마무리 호닝의 경우는 종래의 지석의 경우와 큰 차이가 없음을 알 수 있었다.

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