공작물 관리 - 공작물 관리의 정의/이론

★ 공작물 관리

 

공작물 관리의 정의 

1. 공작물 관리의 목적 

공작물 관리란 공작물의 가공공정 중에 공작물의 변위량이 일정한 한계에서 관리되

도록 공작물을 제어하는 것을 말한다. 즉 주어진 모든 변화 요인에도 불구하고 공작

물이 치공구와의 관계에서 항상 일정한 위치관계가 유지되도록 하는 것이다. 공작물

의 위치 결정면과 고정위치를 성립하기 위하여 필요하며, 공작물 관리의 목적은 다음

과 같다.

(1) 모든 요인에 관계없이 공구와 공작물의 일정한 상대적 위치를 유지한다.

(2) 절삭력, 클램핑력 등의 모든 외부의 힘에 관계없이 공작물이 위치를 유지한다.

(3) 공구 및 고정력 EH는 공작물의 취성에 의해서 과도한 휨이 일어나지 않도록 공작

물의 변형을 방지한다.

(4) 공작물의 위치는 작업자의 숙련도에 관계없이 유지한다.

 

2. 공작물 변위 발생요소 

공작물은 다음과 같은 요소에 의하여 변위를 하게 된다.

(1) 공작물의 고정력

(2) 공작물의 절삭력(공구력)

(3) 공작물의 위치편차

(4) 재질의 치수변화

(5) 먼지 또는 칩(chip)

(6) 공구의 마모

(7) 작업자의 숙련도

(8) 공작물의 중량

(9) 온도, 습도 등

 

위와 같은 공작물 발생 요소를 방지하기 위해서는 이들 공작물을 정확하며 확

실하게 고정시키는 장치가 필요하고 이는 다음과 같이 분류된다.

우선 그 공작물을 잡아 주는 요소로는 척(2, 3, 4, 6), 콜빗, 바이스, 맨드럴, V블록, 센

터 등이 있고, 공구를 잡아주는 요소로는 척(3), 콜릿척, 슬리이브, 드라이버, 바이트홀

더, 어댑터, 아아버 등이 있으며, 치공구로서 지그(jig)와 고정구, 게이지 등을 들 수 있

다. 또한 지지구(support)등도 공작물을 관리하는 공구 중의 하나로 분류할 수 있다.

이러한 장치를 공작물의 고정장치(workpiece holder)라 하며, 제품제조를 위한 치공구

의 일부이다. 공정설계 기사는 위치 결정구, 지지구 및 클램프의 수량 및 위치를 선정

하며, 치공구 설계 기사는 위치 결정구, 지지구, 클램프의 형태와 크기 및 실제적인

세부사항의 설계를 담당한다.

 

▶ 공작물 관리의 이론

 

1. 평형 이론 

(1) 직선 평형

 

[그림 2-1]과 같이 자유 상태의 물체에 한 방향으로 힘이 가해지면 물체를 평형을

잃고 직선 방향으로 움직인다. 이 물체의 평형을 유지하기 위해서는 같은 크기의

힘을 반대 방향에서 가해 주면 되며 이 때 같은 방향의 힘을 반대 ?향으로 작용

하여 움직이지 못하게 하는 것이다. 따라서 직선 방향의 움직임이 없어지므로 직

선 평형이 이루어진다.

 

 

(2) 회전 평형

자유 물체가 직선으로 균형을 이룬다고 해도 회전운동을 하는 수가 있다. 자유 물

체가 직선 운동하기 위해서는 힘이 물체의 중심에 가해져야 한다. 그러나 작용

하는 힘이 중심을 벗어나면 [그림 2-2]와 같이 회전하려는 경향이 생기며, 이 때

회전하려는 모멘트는 가해지는 힘과 회전축까지의 거리를 곱하면 구해져야 한다. 평형

을 유지하기 위해서는 같은 크기의 모멘트가 반대 방향으로 가해져야 한다. 크기

가 같고 반대 방향인 모멘트가 서로 반작용하여 물체의 평형 상태를 유지하는 것

을 회전 평형이라 한다. 직선 평령은 힘의 균형에서 이루어지고 회전 평형은 모멘

트의 형평에서 이루어진다. 따라서 회전 평형 시에는 평형을 이루는 힘이 가해지

는 힘과 크기가 같지 않아도 된다. 가해지는 힘이 작더라도 회전축의 길이가 길면

모멘트는 같을 수 있다.

 

 

 

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