Transcript 중심 결정구

치공구요소설계 3강
10-7. 중심 위치 결정구
-. 정의 :
중심 위치결정법은 일반
위치결정법을 한 걸음 앞
선 방법이다.
위치결정법은 치공구에
접촉되는 부분마다 한 부
분에 1면이 필요한데 대
하여 중심 결정법은 한
장소에서 2면이 필요하며,
가공하려는 부품 내의
2 접촉면 사이의 중심을
위치결정 하는 방법이다
☞ 대표적인 위치결정구와 중심 결정구
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-. 1중심 결정(single centering):1개의 중심 평면을 위치결정 하는 것
-. 2중심 결정(double centering):통상 직각을 이루는 2개의 중심이 위치결정
-. 완전 중심 결정(full centering)방법:
직각을 이루는 세 개의 중심평면을 동시에 위치결정
대표적인 위치결정구와 중심 결정구를 그림으로 나타낸 것이다. 2중심 결정은
어떤 중심 결정구를 사용하거나, 축선 만 위치결정 되기만 하면 이루어지는 것이
며, 이러한 의미에서 일반적으로 사용하는 3조 척, 자동 조심형 척(self-centering
chuck), 콜릿 척은 모두 2중심 결정기구가 된다.
(g), (e)와 같은 소형 터릿 선반에 자주 사용되는 2조 척이나 드릴 척도
똑같이 2중심 결정기구의 하나라고 할 수 있다.
2개의 V홈을 가진 공작기계의 바이스는 1중심 결정기구가 된다.
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-.중심 결정구(centralizer)와 평형 고정구(equalizers)의 비교
치공구의 상세 설계에 있어, 혼동해서는 안 되는 두 가지의 요소가 있는데 그것은
링크기구를 채용한 “중심 결정구”와 “평형 고정구”이다. 이들은 모두 링크기구를 사
용하지만, 전혀 반대되는 다른 목적을 가지고 있다.
중심 결정구는 링크기구가 위치결정 점과 클램핑 부위의 운동이나 위치를 구속하
며, 이러한 부위에 의하여 정해진 위치에 부품을 억지로 밀어넣는다.
반면 평형 고정구는 역시 링크 기구인데 면이 고르지 않는 부품을 클램핑 힘이 균
일하게 작용하도록 하는 목적으로 사용되는 일종의 클램프 기구인 것이다.
평형 고정기구는 부품을 일정한 위치에 오게 하는 것이 아니라, 반대로 부품이 평
형 고정구를 밀어 고정하는 힘을 일정하게 한다.
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10-8. 클램프 장치의 선정
-. 클램핑 정의 : 클램핑은 치공구의 중요한 요소 중의 하나로서, 공작물을 주어진 위치에서
고정(clamping), 처킹(chucking), 홀딩(holding), 구속(gripping)등을 하는
-.클램핑 방법 :
(1) 공작물의 클램핑 과정이나 가공중 공작물의 위치 및 변형, 또는 변위가 발생되지 않도록 확실한
클램핑이 이루어져야 한다
(2) 클램핑 기구는 조작이 간편하고 신속한 동작이 이루어져야 하는 일반적인 사항을 만족하여야 한다.
(3) 클램핑 위치는 가공 시 절삭 압력을 고려하여 가장 좋은 위치를 택한다.
절삭력은 클램프가 위치한 방향으로 작용하지 않도록 한다.
절삭 시 진동을 방지하도록 한다.
(4) 클램핑력(clamping force)은 공작물에 변형을 주지 않아야 하며, 공작물이 휨 또는 뒤틀림이 생기지
않도록 한다. 가능한 절삭력보다 너무 크지 않도록 최소화 하는 것이 좋다.
(5) 공작물의 손상이 우려될 시에는 클램프에 다음과 같이 처리하여 사용한다.
(가) 알루미늄(aluminium), 구리(copper)등의 연질 재료 보호 패드를 부착한다.
(나) 회전 패드(swivel pad)를 부착하여 사용한다.
(다) 베클라이트(bakelite) 또는 단단한 플라스틱(hard plastic)의 보호대를 사용한다.
(6) 비강성의 공작물에 대한 손상, 변형, 뒤틀림을 방지하기 위하여 여러 개의 작은 힘으로 분산하여
클램핑하며 고정력이 균일하게 작용하도록 한다.
(7) 클램핑 기구는 조작이 간단하고 급속 클램핑 형식을 택한다.
(8) 공작물의 형상에 적합한 클램핑 기구를 택한다.
(9) 클램프로 인한 휨이나 비틀림이 발생하지 않도록 공작물의 견고한 부위를 가압한다.
(10) 클램프는 상대 위치결정구 또는 지지구에 직접 가하고 공작물을 견고히 고정하여 공구력에 충분히
견딜 수 있도록 하며, 공작물이 지지구에 대해 힘이 가해지지 않도록 한다.
(11) 클램프는 진동, 떨림 또는 자중 등 공작물에 발생되는 힘에 충분히 견딜 수 있도록 한다.
(12) 장착과 장탈 시 이로 인한 간섭이 없도록 한다.
(13) 클램프는 치공구 본체에 설치 및 제거가 용이해야 한다.
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(14) 중요하지 않는 곳을 클램핑 함으로써 공작물이 손상되지 않게 한다.
(15) 가능한 한 복잡한 구조의 클램프보다는 간단한 구조의 클램프를 사용한다.
(16) 가능한 한 클램프는 앞쪽으로부터 뒤쪽으로, 바깥쪽에서 안쪽으로, 위에서 아래로 작동 되도록
설계하며 나사 클램프에서는 왼손 조작일 경우는 왼 나사를 사용하도록 한다.
(17) 클램프의 심한 마모가 우려될 경우 열처리 된 패드를 부착시켜 사용한다.
(18) 기계가공 면을 고정할 시 가공 표면이 손상되지 않도록 주의하고 가공 중 또는 그 전후에
작업자, 공작물, 치공구에 대한 안전상 위험이 없도록 클램프를 설치한다.
(19) 절삭력은 치공구 본체에서 충분히 흡수토록 한다.
-. 클램핑의 원칙
(1)마찰력이 발생하지 않게 클램프, 충돌방지 클램프
(2) 클램핑 부위의 강성 불평등의 원칙
(3) 클램핑력의 안정평행의 원칙
(4) 클램프로 인한 변형
-. 클램프기구의 조건
(1) 대부분이 인력(10 ~ 20kgf 정도)에 의함으로써, 그 힘을 확대하여 클램핑력을 그 수배, 수백배로
할 수 있어야 한다.
(2) 절삭력에 따라서 저항력을 자동적으로 높이는 것이 바람직하다.
(3) 힘을 가할 때뿐 만 아니라, 손을 뗐을 때도 충분한 힘으로 클램핑이 되도록 하여야 한다.
즉 손으로 잡지 말아야 한다.
(4) 클램핑 한 것을 풀 때는 체결할 때 보다 작은 힘으로 행하는 것이 좋다.
(5) 반복 사용하여도 역시 수명이 길어야 한다.
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10-9. 치공구 본체의 선정
-. 치공구 본체 설계 시 고려사항
(1) 본체는 위치결정구, 클램핑 및 기타 요소들이 설치될 수 있는 충분한 크기로 한다.
(2) 공작기계나 공구와 같은 외부요인에 의한 간섭을 피할 수 있는 충분한 여유를 준다.
(3) 절삭유나 칩(chip)의 배출 및 제거가 용이한 구조로 한다.
(4) 공작물의 최종 정도, 치공구의 변형, 가공 오차 등을 고려하여 공작물의 중량, 절삭력, 원
심력 등의 변형에 충분히 견딜 수 있는 강성을 유지해야 한다.
(5) 공작물의 위치결정 및 지지 부분이 가능한 한 외부에서 잘 보이도록 설계한다.
(6) 마모 발생 부위는 이에 견딜 수 있는 충분한 내마모성의 정지 패드 등을 설치한다.
(7) 치공구가 안정되고 취급이 용이하도록 치공구의 특성에 따라 지그 다리(Jig feet), 지지구,
버튼 등을 설치한다.
(8) 취급이 용이하도록 손잡이나 중량물의 경우 아이볼트(eye bolt), 호이스트 고리(hoist ring
등을 설치한다.
(9) 작업자의 안전을 고려하여 날카로운 모서리는 제거하고 돌출부는 가급적 제거해야 한다.
(10) 절삭유가 바닥이나 기계에 흘러넘치지 않도록 칩의 제거가 용이한 구조이어야 한다.
(11) 복잡하고 대형인 치공구에 특히 주의하고, 작업자의 피로를 감안하여 치공구의 높이, 각
인 사항, 색상 등에 관해서도 인적 요소(human element)를 충분히 고려한다.
(12) 공작물을 설치하는 강재 지지판과 핀은 고정용 보조부를 붙인다.
(13) 공작물과 본체 사이에는 적당한 간격을 두어 공작물의 출입을 자유롭게 한다.
(14) 치공구를 공작기계에 설치 고정시키기 위한 운반 요소가 있어야 한다.
-. 치공구 본체의 종류
주조형, 조립형, 용접물
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10-10. 표준 치공구 부품의 선정
-. 치공구 부품의 규격화에 따른 이점
(1) 설계의 단순화
(2) 제작시간의 단축
(3) 경비의 절감
-. 치공구용 규격 부품
(1) 지그용 스윙 와셔 (swing washer for Jigs)
(2) 구면 와셔(spherical washer)
(3) 스터드 볼트(stud bolt)
(4) 육각 홈붙이 볼트(socket head cap screw)
(5) 지그용 위치결정 핀
(6) 플랜지 붙이 위치결정 핀
(7) 지그용 육각 너트
(8) 치공구용 클램핑 나사
(9) 클램핑용 보호 패드(pad)
(10) 지그용 클램프 쐐기(wedge)
(11) 스트랩 클램프용 잭 핀( jack pin)
(12) 잭 핀용 스트랩 클램프
(13) 고정구의 안내 키이(tongue)
(14) 치공구의 본체와 기계 테이블의 고정치수
(15) 핸들 손잡이(machine handle)
(16) 노브 손잡이(hand knob)
(17) 기계 테이블의 T홈
(18) 지그용 클램프
(19) 플런저(plunger)
(20) 평행핀
(21) 토글 클램프(toggle clamp)
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10-11. 공구 안내요소 및 기타
-. Drill Bush
(1) 고정부시
(2) 삽입부시
(3) 특수목적용 부시
-. Drill Bush 설계방법
(1) 설계 시 가장 먼저 고려해야할 사항과 순서
① 드릴 직경 결정
② 부시의 종류 결정
③ 부시의 내경과 외경 결정
④ 부시의 길이와 지그 플레이트의 두께 결정
⑤ 부시의 위치결정
(2) 드릴 부시의 표시 방법
KS B 1030 에서 호칭 방법으로 명칭, 종류, 용도, D×L(또는 D×d×L)로 되어 있다.
예를 들면 지그용 부시, 우회전 너치형 삽입 부시, 드릴용 15×22×20 이다.
(3) 드릴 부시의 끼워 맞춤 공차 및 흔들림 공차
KS 규격에서 보면 드릴부시는 지그 플레이트와의 끼워 맞춤에서 항상 억지 끼워맞춤으로
압입되며, 라이어 부시와 회전삽입부시는 중간 끼워 맞춤으로 압입되어야 한다.
-. 지그 플레이트와 라이너 부시 : H7 - p6
-. 라이너 부시와 회전삽입 부시 : F7 - m6
-. 라이너 부시와 고정삽입 부시 : F7 - m6
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