위치 결정 - 중심 위치 결정구

★ 중심 위치 결정구(centralizer)

 

1. 중심 결정구의 정의 

중심 위치 결정법은 일반 위치 결정법(Locating)을 한 결음 앞선 방법이다, 위치 결정

법은 치공구에 접촉되는 장소(부분)마다 한 부분에 1면이 필요한데 대하여, 중심결정

법은 한 장소에서 2면이 필요하며, 가공하려는 부품 내의 1평면(거의 언제나 2 접촉면

사이의 중앙평면이 됨)을 위치 결정하는 방법이다.

(1) 단일 중심 위치 결정(Single Centering) : 한 개의 중심 평면을 위치 결정

(2) 이중 중심 위치 결정(Double Centering) : 두 개의 평면(서로수직)을 위치 결정

(3) 완전 중심 위치 결정(Full Centering) : 세 개의 중심평면을 동시에 위치 결정

 

2.중심 결정구(Centralizers)와 위치 결정구(locators) 

중심 결정구는 단일 혹은 복합 부품으로서 위치 결정구의 역할이나 클램프기구의 역

할, 또는 두가지의 역할을 다하기도 한다. 고정된 단일부품의 중심 결정구는 바로 위

치 결정구가 되며, 여러 부품이 복합된 중심 결정구는 적어도 한 개의 가동부분을 가

지고 있다. 이 부품들은 하나의 고정부품(위치 결정구)과 하나 이상의 가동부품(클램

프기구)을 내포하고 있다. 이들 구성부품들이 모두 움직일 수 있으면, 클램프로서나

위치 결정구로서 양면으로 취급할 수 있다. 따라서 위치 결정구와 클램프기구 사이에

는 확실한 구별이 없는 것이다.

 

 

 

 [그림3-3]은 대표적인 위치 결정구와 중심 결정구를 그림으로 나타낸 것이다. 2중심

결정은 어떤 중심 결정구를 사용하거나 , 축선만 위치 결정되기만 하면 이루어지는 것

이며, 이러한 의미에서, 일반적으로 사용하는 3죠 척, 자동조심형 척(self-centering

chuck), 콜릿 척은 모두 2중심 결정기구가 된다([그림 3-3(g)]참고). [그림 3-3(e)]와 같

은 소형 터릿 선반에 자주 사용되는 2죠 척이나 드릴 척도 역시 똑같이 2중심 결정기

구의 하나라고 할 수 있다. 2개의 V홈을 가진 공작기계의 바이스는 1중심 결정기구가

된다([그림 3-3(f)]참고). 중심 결정구는 오목한 형상을 가지면 안되며(네스팅 요소가

아님), 틈새가 없이 접촉되어 체결하는 공작물이어야 한다. 따라서, 중심 결정구를 사

용하면, 특히, 면이 거칠 공작물을 오목한 형상(네스팅 방법)으로 위치 결정하는 것보

다, 더욱 더 확실하고 정확하게 공작물을 위치 결정할 수 있다.

 

3. 중심 결정구의 분류 

중심 결정구는 다음의 3가지로 분류할 수 있다.

1). 각형(角形)블러

2). 링크 구속형 복합 중심 결정구

3). 시판용 자동조심형 척

각형 블록은 볼록하거나 오목한 위치 결정면을 가진 일반 형상의 블록형 위치 결정구

를 말한다. 이것은 V블록, 원추형 위치 결정구, 구면형 위치 결정구, 3가지 형태로 사

용되는데, V블록이 가장 널리 사용된다.

원추형 위치 결정구는 오목하거나 볼록한 원추면을 이루고 있으며, 원추면이 이루는

각의 위치 결정기능에 대단히 중요한 역할을 한다, 구면형 위치 결정의 표면은 구면

상의 캡이나 링 모양으로, 오목하거나 볼록하게 되어 있다.

링크 구속형 복합 중심 결정구는 가동부분이 서로 링크기구로 되어 있어, 중앙 평면

이나 축, 중심에서 일정한 거리를 유지하도록 되어 있다. 일례로서 가위나 가위와 같

은 링크기구(linkages)라는 뜻은 캠이나 쐐기, 신축(겹치는) 봉, 대칭 형 스프링 등과

같이 작동하는 메카니즘(기구)을 모두 포함하는 넓은 의미를 내포하고 있다. 기계적인

용어로 이런 것들을 모두 “운동연쇄(kinematic chain)"이라고 부른다.

 

4. V블록을 이용한 중심 결정 방법 

시판용 고정구로서 V블록은 원통형의 공작물을 위치 결정할 때 사용되며 사이 각이

거의 90도로 만들어지고, V블록 자체는, 사이 각이 90±10° 이하이고 진직도가 0.005

mm/m(±0.002인치)의 오차범위 내에 있어야 한다.

90도 V블록은 원통부품의 위쪽에서 고정하는 힘을 가할 때 힘의 방향이 수직선을 기

준으로 ±22.5를 벗어나면 부품이 불안정하게 고정되어 흔들릴 염려가 있다. 힘의 작

용방향은 좌우 45도까지는 변경할 수 있으나, 그 전에 안정성은 없어진다.

V블록이 가지는 여러 가지의 이점은 단순, 강력, 견고하기 때문에 지지면이 양호하며,

큰 부품만큼 길 다란 부품에도 적합하고, 고정구에 대하여 부가적인(2차 적인) 안정성

과 강도를 부여 할 수 있으며, 이용하기 쉽고, 값이 싸다는 이점을 가지고 있다.

대표적인 V블록 사이 각의 특징은 다음과 같다.

 

(1) 60° V블록 

1. 공작물의 수직 중심선이 쉽게 위치 결정 된다.

2. 공작물의 수평 중심선의 위치가 가장 크게 변한다.

3. 위치 결정점 간격이 넓어 가하학적 관리가 가장 양호하다.

4. 위치 결정구에 대해 공작물을 고정시키는데 필요한 고정력(clamping force)이

적게 든다.

 

(2) 90° V블록 

1. 공작물의 수직 중심선이 위치 결정 된다.

2. 공작물의 수평 중심선의 위치가 평균적으로 변한다.

3. 평균적인 공작물의 기하학적 관리

4. 평균적인 고정력(clamping force)이 요구된다.

 

(3) 120° V블록 

1. 공작물의 수직 중심선을 위치 결정하기가 약간 곤란하다.

2. 공작물의 수평 중심선의 위치가 최소호 변한다.

3. 위치 결정점의 위치가 가까워 기하학적 관리가 좋지 못하다.

4. 가까운 위치 결정구상에 공작물을 고정시키기 위해서 더 큰 고정력(clamping

force)이 요구된다.

 

5. V블록의 한계성 

[그림 3-4]에서(a)일 경우, V블록이 중심 결정구로써 사용될 때, 직경 차를 △라고 하

면, 부품의 중심은 이등분면상에서 위치오차 e가 생기는데, e=1/2△=0.707△가

된다.

[그림 3-4(b)]에서 기준 위치 결정구나 측면 위치 결정구로 사용할 경우는 더욱 안정

되게 사용할 수 있다. 이 경우, 중심의 오차 e는 수직, 수평방향에 대하여 분명히 e=

1/2△밖에 되지 않아, 모두 직경 차 △보다 작게 되는 것이다.

 

 

 

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