포지셔닝 및 클램핑 기본 사항: 전문가 가이드

이것은 업계의 고정 장치 설계를 요약한 것이지만, 생각만큼 간단하지는 않습니다. 다양한 전문가들과의 연구와 토론을 통해 예비 설계에서 적절하게 해결되지 않는 위치 지정 및 클램핑 문제에 직면하는 경우가 많다는 사실을 발견했습니다.

이러한 문제에 대한 적절한 해결책이 없다면 혁신적인 디자인은 실용적인 가치를 갖지 못할 것입니다. 픽스처 설계 및 가공의 성공과 무결성을 보장하려면 포지셔닝과 클램핑의 기본을 확실히 이해하는 것이 중요합니다.

로케이터 지식

1. 공작물 측면에서 포지셔닝하는 기본 원칙

"지지대와 같은 공작물을 배치할 때 따라야 할 가장 기본적인 원칙은 3점 원칙입니다. 지지대 원리라고도 하는 이 원칙은 "같은 선상에 있지 않은 세 점이 평면을 결정한다"는 개념에서 파생된 것입니다.

세 개의 점으로 얼굴을 결정할 수 있으므로 총 네 개의 얼굴을 결정할 수 있습니다. 하지만 어떤 방법을 사용하든 같은 평면에서 네 번째 점을 찾는 것은 어려울 수 있습니다."

세 가지 원칙

예를 들어 고정 높이 로케이터 4개를 사용할 경우 그중 3개만 공작물에 닿을 수 있고, 나머지 4개는 닿지 않을 확률이 높습니다. 이 문제를 해결하려면 일반적으로 세 지점을 기준으로 로케이터를 구성하고 이 지점 사이의 거리를 가능한 한 넓게 유지하는 것이 좋습니다.

또한 포지셔너를 설정할 때 가공 하중이 가해질 방향을 결정하는 것이 중요합니다. 이 방향은 공구 핸들 또는 공구가 이동하는 방향을 의미합니다. 이를 고려하지 않으면 공작물의 전체 정확도에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

공작물의 빈 표면을 배치할 때는 일반적으로 볼트형 조절식 포지셔너가 사용됩니다. 가공 표면을 포지셔닝할 때는 고정 포지셔너(공작물 접촉면이 연마된 곳)를 사용합니다.

2. 공작물 구멍에서 포지셔닝의 기본 원리

공작물을 배치할 때는 이전 단계에서 가공한 구멍에 맞는 공차가 있는 핀을 사용해야 합니다.

원하는 위치 정확도를 얻으려면 핀이 공작물 구멍과 동일한 정확도를 가져야 하며 지정된 공차 내에서 일치해야 합니다.

또한 포지셔닝에는 직선 핀과 다이아몬드 핀이 일반적으로 사용되므로 공작물을 쉽게 조립하고 분해할 수 있으며 공작물과 핀이 끼일 가능성이 줄어듭니다.

핀 위치 지정 사용

물론 피팅 공차를 조정하여 두 위치 모두에 직선 핀을 사용할 수도 있습니다. 하지만 보다 정확한 위치를 지정하려면 일반적으로 직선 핀과 다이아몬드 핀을 함께 사용하는 것이 가장 효과적입니다.

두 가지 유형의 핀을 모두 사용할 경우, 공작물과 접촉하는 지점에서 다이아몬드 핀의 연결선은 일반적으로 직선 핀의 연결선과 수직이 되어 90도 각도를 이룹니다. 이 구성 방법은 각도 위치 지정, 특히 공작물 회전 방향을 결정하는 데 사용됩니다.

클램프 관련 지식

1. 클램프의 분류

클램핑 방향에 따라 일반적으로 다음과 같은 카테고리로 나뉩니다:

다음으로 다양한 클램프의 특징을 살펴보겠습니다.

1. 위에서 클램프 누르기

공작물의 상단에서 압축하는 클램핑 장치가 가장 안정적이며 클램핑 과정에서 변형이 가장 적습니다. 따라서 공작물 가공 시 가장 먼저 고려해야 할 사항은 위에서부터 클램핑하는 것입니다. 이러한 유형의 클램핑에 가장 일반적으로 사용되는 고정 장치는 수동 기계식 고정 장치입니다.

예를 들어 '소나무 잎' 클램프는 일반적으로 사용되는 클램핑 장치의 한 유형입니다. 프레싱 플레이트, 스터드 볼트, 잭, 너트로 구성되어 있습니다.

또한 공작물의 모양에 따라 다양한 모양의 프레스 플레이트를 선택하여 다양한 모양의 공작물에 대응할 수 있습니다.

솔잎 클램프의 토크와 체결력 사이의 관계는 볼트의 추진력으로 계산할 수 있습니다.

클램핑력의 간단한 계산 공식은 다음과 같습니다:

F(kN) = T(N-m)/0.2d

(d는 볼트의 공칭 직경을 나타냅니다.)

소나무 잎 클램프 외에도 공작물 위에서 클램핑할 수 있는 다음과 같은 유사한 클램프도 있습니다.

2. 측면에서 클램프 고정

공작물을 위에서부터 고정하는 원래 방식은 가장 안정적이고 정확하며 공작물에 가해지는 가공 부하도 가장 적습니다.

그러나 공작물 위에서의 가공 또는 부적절성 등의 요인으로 인해 위에서 클램핑할 수 없는 경우 공작물을 측면에서 클램핑해야 할 수 있습니다.

그러나 공작물을 측면에서 고정하면 상향 힘이 발생할 수 있다는 점에 유의해야 합니다. 고정 장치를 설계할 때 이 힘을 제거하기 위해 신중하게 고려해야 합니다.

위 그림에 표시된 클램프 외에도 측면 클램프도 사용할 수 있습니다.

이 측면 클램프는 추력이 발생할 때 비스듬히 아래로 향하는 힘을 생성하여 공작물이 뜨는 것을 효과적으로 방지합니다.

측면에서 클램핑할 수 있는 다른 유사한 클램프도 있습니다.

3. 풀다운에서 공작물을 조이기 위한 클램프

얇은 판재 공작물의 윗면을 가공할 때 위에서 고정하는 것은 불가능하고 측면에서 압축하는 것은 실용적이지 않습니다. 가장 실현 가능한 클램핑 방법은 아래쪽에서 공작물을 고정하는 것입니다.

공작물이 철로 만들어진 경우 일반적으로 자석 클램프를 사용하여 아래에서 조일 수 있습니다. 비철금속 공작물의 경우 일반적으로 진공 흡입 컵을 사용하여 고정할 수 있습니다.

클램핑력은 공작물과 마그네틱 클램프 또는 진공 흡입 컵 사이의 접촉 면적에 정비례합니다.

그러나 작은 공작물을 처리할 때 처리 부하가 너무 높으면 결과가 최적화되지 않을 수 있습니다.

또한 자석이나 진공 척을 사용할 때는 자석과 진공 척의 접촉면이 매끄러워야 안전하고 정상적으로 작동합니다.

4. 구멍으로 고정된 클램프

5면 동시 가공 또는 금형 가공을 수행하는 경우축 기계의 경우 고정구와 공구가 결과물에 영향을 미치지 않도록 구멍 클램핑을 사용하는 것이 좋습니다. 이 방법은 공작물에 가해지는 압력이 적어 변형 가능성을 줄여주기 때문에 상단 및 측면 클램핑보다 우수합니다.

구멍으로 직접 가공

클램핑을 위한 풀 핀 설정

2. 사전 클램핑

주요 초점은 공작물 클램프의 부착에 있습니다. 조작성을 개선하고 사전 클램핑을 활용하는 것도 중요합니다.

공작물을 베이스에 수직으로 놓으면 중력에 의해 공작물이 아래로 떨어지게 됩니다.

이를 방지하려면 그리퍼를 사용하여 작업하는 동안 공작물을 수동으로 잡고 고정해야 합니다.

사전 클램핑

공작물이 무겁거나 여러 개를 동시에 클램핑하는 경우 작업성이 크게 저하되고 클램핑 프로세스에 오랜 시간이 걸립니다. 이러한 상황에서는 봄 프리 클램핑 제품은 그리퍼를 작동하는 동안 공작물을 안정적인 상태로 유지하여 조작성을 크게 개선하고 클램핑 시간을 단축할 수 있습니다.

3. 클램프 선택 시 주의 사항

동일한 툴링 설정에서 여러 유형의 클램프를 사용하는 경우, 클램프를 조이고 푸는 데 사용되는 공구를 표준화하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 작업자의 작업량을 최소화하고 공작물의 전체 클램핑 시간을 줄일 수 있습니다.

예를 들어 왼쪽 그림에서 볼 수 있듯이 클램핑 작업에 다른 유형의 렌치를 사용하면 작업자의 작업량이 증가하고 클램핑 시간이 길어질 수 있습니다.

반면 오른쪽 그림과 같이 공구와 렌치가 표준화되고 볼트 크기가 통일되면 현장 작업자가 훨씬 편리하고 효율적으로 작업할 수 있습니다.

공작물 클램핑의 조작성

또한 클램프를 설정할 때는 공작물 고정의 용이성을 우선적으로 고려하는 것이 중요합니다. 공작물을 비스듬히 고정해야 하는 경우 다루기가 번거로울 수 있습니다. 불편함을 방지하기 위해 고정구 툴링을 설계할 때 이 문제를 고려해야 합니다.