공작물 관리 - 공작물 관리의 이론

★ 공작물 관리의 이론

 

▶ 위치결정의 개념

(1) 3-2-1 위치 결정법

위치 결정을 위한 최소의 요구조건이다. 정육면체의 공작물을 위치 결정구를 배열

하는 것을 위치 결정법이라 하며, 육면체의 가장 이상적인 위치 결정법은 3-2-1

위치 결정(3-2-1 location system)방법이다. 이는 가장 넓은 표면에 3개의 위치 결

정구를 설치하고, 넓은 측면에 2개를 설치하고, 좁은 측면에 1개의 위치 결정구를

설치하는 것을 말한다([그림 3-3] 참조). 그러나 이 기본배열을 취할 경우 공작물

밑면에 배치되는 3개의 위치 결정구는 기계가 공중에서는 안정도를 반드시 보증하

지는 못한다. 또한 이 3개의 위치 결정구로 이루어진 3각형 면적 밖에서 절삭력이

작용할 경우 공작물이 변위가 발생할 수 있다. 강력한 절삭을 할 경우 버튼으로

이루어진 삼각형 면적에 절삭력이 작용하면 공작물은 기울거나 뒤집어지려고 할

것이고 클램프에 의한 압력과 마찰력은 이러한 움직임에 대하여 반작용을 일으키

게 된다. 그러므로 기계가 공중에 진동과 충격 때문에 공작물은 클램프에서 미끄러

지는 결과가 생긴다.

 

 

1. 3점 위치 결정 장. 단점

위치 결정면은 5가지의 자유도를 구속하는 존건을 가져야 한다. 3점 지지는 공

작물은 고정하기 위한 안전한 방법이다. 장단점은 다음과 같다.

ㄱ. 공작물의 표면에 요철이 있어도 흔들리지 않는다.

ㄴ. 자리면을 수평으로 하면 칩의 처리가 쉽다.

ㄷ. 고작물의 기준면이 스텝 블록일 경우 매우 좋다.

ㄹ. 기계 가공할 때는 수평지지가 다소 어렵다.

ㅁ. 공작물을 바르게 클램프로 고장했지만 변형을 확인할 수 없다.(위치 결정구

의 번지나 칩이 붙어도 흔들림이 없기 때문이다)

ㅂ. 지지구에서 떨어진 곳을 가공할 경우 불안정 또는 전체가 강성 부족으로 3

점 위치 결정의 주의 사항은 위치 결정 점은 될수록 띄우고 공작물의 표면

에 요철이 있을 때는 지지구를 나사형태로 하여 높이를 조정할 수 있도록

하는 것이 좋다.

 

(2) 2-2-1 위치 결정법 

원총형의 공작물을 위치 결정할 경우, 가장 이상적인 위치 결정법을 말하며, 이는

공작물의 원통부에 2개씩 2곳에 설치하고, 단면에 1개의 위치 결정구를 설치하여

안정감을 유지하게 된다.([그림 2-4]참조)

 

 

(3) 4-2-1 위치 결정구 

밑면에 4번째의 위치 결정구를 추가함으로서 지지된 면적은 4각형이 되어 안정도

를 얻게된다. 이 원리를 4-2-1 위치 결정법이라 한다. 위치 결정면이 기계 가동되

었다면 모든 위치 결정구는 고정식으로 하면 이것은 또 다른 장점을 가지고 있다.

즉, 부품이 4개의 위치 결정구 상에 적절하게 놓여질 때 안정하게 되며, 만약 칩이

나 이물질이 끼었다거나 위치 결정면이 구부러졌다면 공작물은 안정되지 않고 흔

들리게 된다. 이것은 작업자에게 주의를 환기시키며 올바르게 설치되어야 할 경우

에 무언가 결함이 있음을 깨닫게 한다. 거친 주조품과 가은 공작물에는 4개의 밑

면 위치 결정구 중 하나를 조절할 수 있게 한다. 또다른 측면에서 보면 6개 이상

의 위치 결정구를 공작물의 위치 결정면에 배치할 경우에는 불필요한 위치 결정

구가 생기며, 이것은 위치 결정구의 과잉상태가 된다.

 

 

ㄱ. 4점 위치 결정

먼지나 칩이 들어간 여부를 확인할 때는 4점 위치 결정으로 한다. 그러나 이것

은 위치 결정 점의 높이가 전부 고르게 되어 있고, 공작물의 기준면도 바르게 가

공되어 있어야 하므로, 특별한 경우 외에는 그다지 사용되지 않지만, 반대로 이

모양을 이용하여 공작물의 안정도를 검토 할 수 있기 때문에 이러한 방식이 좋

을 때도 있으므로 드릴 지그에서 다리의 위치 결정은 4점을 사용하고 있다.

 

ㄴ. 교체 위치 결정구(alternate locater)

3-2-1위치 결정 방법은 최대 6개의 위치 결정구를 사용하여야 한다는 점을 말

한다. 6개의 위치 결정구는 공구에 대해 공작물을 완전히 위치시킨다. 초과된

위치 결정구는 앞서 설명한 바와 같이 공작물의 관리를 좋지 못하게 한다. 그

러나 다수의 위치 결정구가 바람직한 경우도 있다. 초과된 위치 결정구를 교체

위치 결정구라 부른다. 교체 위치 결정구의 사용법과 배치는 신중히 검토할 필

요가 있다. 만일 직육면체 공작물에 일곱 개의 위치 결정구를 사용한다면 위치

결정구는 교체 위치 결정구가 되어야 한다. 만일 7개의 위치 결정구가 원통 형

상을 위치시키는데 사용되었다면 2개의 위치 결정구는 교체 위치 결정구가 되

며 원통을 위치 결정하는데 5개의 위치 결정구 만이 필요하다.

 

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