래핑
Lapping |
래핑은 손으로 움직이거나 기계를 사용하여 두 표면을 연마제로 문지르는 가공 공정입니다.
래핑은 종종 밀링 및/또는 그라인딩과 같은 보다 적극적인 재료 제거로 다른 감산 공정을 따릅니다.
랩핑은 두 가지 형태가 있습니다.래핑의 첫 번째 유형(전통적으로 그라인딩이라고 불림)은 산화알루미늄, 보석루즈, 안경루즈, 에머리, 탄화규소, 다이아몬드 등의 연마재를 사용하여 철이나 유리 등의 표면에 유리와 같은 깨지기 쉬운 재료(랩 또는 그라인딩 도구라고도 함)를 문지르는 것입니다.이렇게 하면 연마재가 두 표면 사이에서 구를 때 미세한 원추형 파열이 발생하고 두 표면 모두에서 물질이 제거됩니다.
랩핑의 다른 형태에는 랩용 세라믹이나 피치 같은 부드러운 소재가 있으며, 연마재로 "충전"됩니다.그런 다음 랩을 사용하여 더 단단한 재료인 공작물을 절단합니다.연마재는 부드러운 재료에 내장되어 있으며, 연마재를 고정하고 단단한 재료를 가로지르고 절단할 수 있습니다.자동차의 연마포나 유리나 강철의 연마 피치 등의 연마 표면을 미세하게 할 수 있습니다.
정확한 간섭계, 특수 연마기 또는 숙련된 손 연마기의 도움으로 렌즈 제조업체는 30나노미터 이상의 평탄한 표면을 만들 수 있습니다.이것은 일반적으로 사용되는 632.8 nm 헬륨 네온 레이저 광원에서 나오는 빛의 파장의 20분의 1입니다.이 평탄한 표면은 적절한 조건에서 결합함으로써 분자적으로 접합될 수 있다(옵션으로 접촉).(이것은 유사하지만 요한슨 블록의 비틀림 효과와는 다릅니다).
작동
납 조각은 무릎으로 사용할 수 있으며, 에메리를 충전하여 경화된 강철 조각을 절단하는 데 사용할 수 있습니다.첫 번째 사진의 작은 접시는 손으로 감는 접시다.그 특정한 접시는 주철로 만들어졌다.사용 시, 에머리 분말의 슬러리가 플레이트에 펼쳐지고 공작물은 보통 "그림 8" 패턴으로 플레이트에 문지릅니다.
두 번째 사진은 시판되고 있는 랩 기계입니다.이 기계의 랩 또는 랩 플레이트는 직경 30cm(12인치)로 시판되는 최소 크기입니다.크기 스펙트럼의 다른 쪽 끝에는 직경 2.4~3.0m(8~10ft)의 플레이트가 있는 기계가 드물지 않고 직경 9m(30ft)의 테이블을 가진 시스템이 구축되었다.두 번째 그림을 다시 참조하면 랩은 기계 상단에 있는 큰 원형 디스크입니다.무릎 위에는 두 개의 고리가 있다.공작물은 이 링 중 하나에 배치됩니다.그런 다음 공작물 위에 추를 놓습니다.부하를 균등하게 하기 위해 사용되는 2개의 파이버 스페이서 디스크와 함께 그림에도 중량이 표시되어 있습니다.
작동 시 링은 래핑 플레이트가 링 아래에서 회전할 때 한 곳에 머무릅니다.이 기계에서는 측면에 작은 슬러리 펌프를 볼 수 있으며, 이 펌프는 회전 래핑 플레이트에 연마 슬러리를 공급한다.
매우 작은 시료(75mm(3인치)에서 수mm까지)를 랩해야 하는 경우 랩핑 지그를 사용하여 랩핑하는 동안 재료를 고정할 수 있습니다(이미지 3, 랩핑 기계 및 유지 지그 참조).지그를 사용하여 래핑 플레이트에 대한 시료의 방향을 정밀하게 제어하고 재료 제거 프로세스 중에 시료에 가해지는 하중을 미세 조정할 수 있습니다.이러한 작은 샘플의 치수로 인해 기존의 하중과 무게가 너무 무거워 섬세한 재료를 파괴할 수 있습니다.지그는 래핑 플레이트 상단의 크래들에 장착되며, 지그 전면의 다이얼은 시료에서 제거되는 물질의 양을 나타냅니다.
투피스 래핑
평탄도보다 두 표면의 접합이 더 중요한 경우 두 조각을 겹칠 수 있습니다.원리는 한쪽 표면의 돌기가 마모되고 다른 쪽 표면의 돌기에 의해 마모되어 연마 입자의 평균 크기에 의해 결정되는 거리로 분리된 두 개의 표면이 일반적인 형태(완벽하게 평평할 필요는 없음)로 진화하는 것이다.연마재 사이즈로.따라서 정확하게 평평한 두 조각에 필적하는 근접도 결과를 얻을 수 있으며, 후자에 필요한 테스트 정도는 거의 동일합니다.
투피스 래핑의 복잡성 중 하나는 공정 중에 피스가 휘거나 변형되지 않도록 해야 한다는 것입니다.조각이 서로 이동하면 각 조각의 일부(가장자리에 가까운 일부 영역)가 일부 마찰 이동에 대해 지지되지 않습니다.이러한 지지 부족으로 인해 한 조각이 구부러지면 반대편 조각의 가장자리가 가장자리에서 약간 떨어진 곳까지 움푹 패이는 경향이 있으며, 반대편 조각의 가장자리는 동일한 동작에 의해 심하게 마모됩니다. 래핑 절차는 표면 전체에 걸쳐 거의 동일한 압력 분포를 가정하여 항상 실패합니다.이 압력에 의해 공작물 자체가 변형되는 경우 이 방법을 사용합니다.
정확도 및 표면 거칠기
래핑은 특정 표면 거칠기를 얻기 위해 사용할 수 있습니다. 또한 매우 정확한 표면(일반적으로 매우 평평한 표면)을 얻기 위해 사용됩니다.표면 거칠기와 표면 평탄도는 전혀 다른 개념입니다.
특수 장비에 의존하지 않고 얻을 수 있는 일반적인 표면 거칠기의 범위는 1 - 30 단위 Ra(평균 거칠기), 보통 마이크로인치입니다.
표면 정밀도 또는 평탄도는 보통 헬륨 광대(HLB)로 측정되며, 1HLB는 약 280nm(1.1×10인치−5)입니다.다시 한 번 말하지만, 특수 기기에 의존하지 않고 1~3HLB의 정확도가 일반적입니다.평탄도는 래핑의 가장 일반적인 목표이지만, 이 프로세스는 오목한 표면이나 볼록한 표면과 같은 다른 구성을 얻기 위해서도 사용됩니다.
측정.
평탄도
평탄도를 측정하는 가장 쉬운 방법은 표면 플레이트에 높이 게이지를 배치하는 것입니다.부품을 3개의 스탠드에 설치하고 조정하면서 최소 변동을 찾아야 합니다. 부품을 표면 플레이트에 놓고 다이얼 표시기를 사용하여 부품의 반대편에 있는 TIR을 찾아 병렬을 측정합니다.평탄도는 좌표 측정기를 사용하여 더 쉽게 측정할 수 있습니다.그러나 두 방법 모두 약 2.5μm(9.8×10인치−5)보다 더 정확하게 평탄도를 측정할 수 없습니다.
겹친 부품에 일반적으로 사용되는 또 다른 방법은 단색 [1]빛의 반사 및 간섭입니다.단색 광원과 광학 플랫만 있으면 됩니다.광학 플랫은 한쪽 또는 양쪽에서 래핑되고 광택이 나는 투명한 유리 조각으로 래핑된 표면에 배치됩니다.그리고 나서 단색의 빛이 유리를 통해 비쳐집니다.빛이 유리를 통과하여 공작물에 반사됩니다.빛이 공작물과 유리의 광택 표면 사이의 틈새에서 반사될 때, 빛은 뉴턴의 고리라고 불리는 밝고 어두운 테두리를 만드는 것을 방해할 것입니다.각 프린지(또는 밴드)는 유리와 공작물 사이의 간격 폭에서 1/2 파장의 변화를 나타냅니다.라이트 밴드는 공작물 표면의 등고선 지도를 표시하며 평탄도를 쉽게 해석할 수 있습니다.과거에는 네온 632.8nm [citation needed]라인 또는 수은 증기 녹색 라인을 사용하여 헬륨 네온 램프 또는 튜브에 의해 광원이 제공되었지만, 오늘날 단색 빛의 더 일반적인 소스는 저압 나트륨 [citation needed]램프입니다.오늘날 레이저 다이오드와 LED는 저렴하고 협대역 광원으로 사용되고 있습니다.반도체 광원의 경우 파란색은 빨간색보다 파장이 작은 옵션입니다.
이 측정 기법의 이면에 있는 물리학의 상세한 것에 대하여는, 「간섭」
거칠기
표면 거칠기는 주어진 재료 또는 공작물의 표면 높이의 미세한 변화로 정의됩니다.피크와 계곡의 개별 분산은 평균화(Ra 값)되거나 피크 대 밸리(Rz)에서 가장 큰 차이로 정량화됩니다.거칠기는 보통 미크론 단위로 표시됩니다.Ra가 8인 표면은 주어진 거리에서 평균 8µm 이하인 봉우리 및 계곡으로 구성됩니다.공작물의 표면을 알려진 샘플과 비교하여 거칠기를 측정할 수도 있습니다.교정 샘플은 보통 세트로 판매되며, 일반적으로 약 125 µm Ra에서 1 µm Ra까지의 일반적인 가공 작업 범위를 포함합니다.
표면 거칠기는 공작물 표면의 미세한 높이 변동을 측정하는 기구인 프로필미터를 사용하여 측정합니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ English, R. E. (1953). "Optical Flats". In Ingalls, Albert G. (ed.). Amateur Telescope Making, Book Three. Scientific American. pp. 156–162.
외부 링크
- Mark Irvin, Engis Corporation (February 2011). "Diamond Lapping and Lapping Plate Control" (PDF). Production Machining. Gardner Publications. Archived from the original (PDF) on 2012-04-25. Retrieved 2011-11-17.
