특수 공작 기계 픽스처: 종합 가이드

I. 선반 설비

1. 선반 고정장치의 종류와 특성

선반은 주로 부품의 내부 및 외부 원통형 표면, 원추형 표면, 회전 성형 표면, 나사산 표면 및 끝면을 가공하는 데 사용됩니다. 이러한 가공 특성과 공작 기계에서 픽스처의 위치에 따라 선반 픽스처는 다음 두 가지 기본 유형으로 나눌 수 있습니다:

(1) 선반 스핀들에 장착된 고정 장치

이 유형의 픽스처에서는 다양한 척, 페이스 플레이트, 센터 및 기타 일반 픽스처 또는 공작 기계 액세서리 외에도 가공 요구 사항에 따라 다양한 맨드릴 또는 기타 특수 픽스처를 설계할 수 있습니다. 가공하는 동안 픽스처는 선반 스핀들과 함께 회전하고 공구는 이송 동작을 수행합니다.

(2) 선반 안장에 장착된 고정 장치

일부 불규칙한 모양과 큰 공작물의 경우, 고정장치는 선반 새들에 장착되는 경우가 많습니다. 공구는 회전 동작을 위해 선반 스핀들에 장착되고 픽스처는 이송 동작을 수행합니다. 이 섹션에서는 주로 선반 스핀들에 장착되는 가장 널리 사용되는 선반 특수 픽스처를 소개합니다.

2. 특수 선반 고정장치의 일반적인 예

생산 과정에서 하우징, 브래킷, 레버, 조인트와 같은 부품의 원통형 표면과 끝면이 다음과 같은 상황에 직면하는 경우가 흔합니다. 선반에서 가공. 이러한 부품은 모양이 복잡한 경우가 많기 때문에 3-턱 자동 센터링 척으로 공작물을 직접 클램핑하기 어렵습니다. 이러한 경우 특수 선반 픽스처를 설계해야 합니다. 다음은 몇 가지 일반적인 선반 픽스처를 소개합니다.

(1) 앵글 아이언 고정 장치

그림 1은 앵글 아이언 선반 픽스처를 보여줍니다. 공작물은 픽스처의 경사진 위치 지정 지지판과 원통형 핀 및 다이아몬드 핀에 하나의 면과 두 개의 구멍을 위치 지정 기준으로 사용하여 배치되고 두 개의 후크 모양의 압력 플레이트로 고정됩니다.

1-잔액 블록
2-보호 커버
3-후크 모양의 압력 플레이트
4-픽스처 본체

가공된 표면은 구멍과 끝면입니다. 가공된 끝면 치수와 가공 중 가공된 구멍과 위치 기준 표면 사이의 각도를 쉽게 검사할 수 있도록 가공 표면 근처에 측정 기준 표면과 공정 구멍이 설계되어 있습니다. 픽스처 본체(4)의 기준 원 A는 정렬 원입니다.

(2) 페이스 플레이트 고정 장치

그림 2는 기어 펌프 하우징의 공정 다이어그램을 보여줍니다. 공작물의 외부 원 D와 끝면 A가 가공되었습니다. 가공 된 표면은 두 개의 Φ35mm 구멍, 끝면 T 및 구멍 B의 바닥 표면이며 부품 도면에 지정된 관련 기술 요구 사항을 충족해야합니다. 두 개의 Φ35mm 구멍의 직경 정확도는 주로 가공 방법의 정확성에 따라 달라지며 다른 기술 요구 사항은 고정 장치에 의해 보장됩니다.

그림 3은 기어 펌프 하우징의 두 개의 Φ35mm 구멍 가공에 사용되는 특수 페이스 플레이트 픽스처를 보여줍니다. 공작물은 끝면 A, Φ70mm 외부 원형 표면 및 작은 구멍 Φ9mm 내부 원형 표면을 위치 지정 기준으로 사용하여 위치 지정되고 턴테이블 2의 N 표면, 원형 구멍 Φ70mm 및 트림된 핀 4에 나선형 압력 플레이트 5 세트 2 개로 고정됩니다.

1-픽스처 본체
2-턴테이블
3-얼라인먼트 핀
4-트리밍 핀
5, 6-압력 플레이트

턴테이블(2)은 두 세트의 나선형 압력판(6)으로 고정 장치 본체(1)에 고정됩니다. Φ35mm 구멍 중 하나를 가공한 후 정렬 핀(3)을 빼내고 나선형 압력 플레이트(6) 두 세트를 느슨하게 합니다. 공작물과 함께 턴테이블이 180° 회전하고 정렬 핀이 스프링 힘의 작용으로 고정 장치 본체의 다른 인덱싱 구멍에 삽입됩니다. 턴테이블을 클램핑한 후 두 번째 Φ35mm 구멍을 가공할 수 있습니다.

특수 픽스처는 픽스처 본체의 래빗 E를 사용하여 전환 플레이트의 플랜지를 통해 선반 스핀들과 연결합니다. 픽스처를 설치할 때 정렬 원 K(픽스처의 회전축을 나타냄)를 사용하여 픽스처의 동축을 선반 스핀들과 정렬합니다.

(3) 센터링 클램핑 픽스처

회전하는 공작물 또는 회전하는 표면에 의해 배치된 공작물의 경우 센터링 클램핑 픽스처를 사용할 수 있습니다. 일반적인 유형에는 스프링 슬리브와 액체 플라스틱 고정구가 있습니다. 그림 4에 표시된 픽스처에서는 액체 플라스틱 픽스처를 사용하여 내부 구멍에 공작물을 배치하고 클램핑합니다.

1-슬라이딩 컬럼
2-압축 나사
3-액체 플라스틱
4-박벽 포지셔닝 슬리브
5-워크피스

공작물은 끝면을 축으로 하여 포지셔닝 실린더에 배치됩니다. 압축 나사 2를 회전시키면 슬라이딩 컬럼 1과 액체 플라스틱 3이 얇은 벽의 포지셔닝 슬리브 4를 변형시켜 공작물 5의 중심을 잡고 고정합니다.

(4) 모듈식 고정 장치

모듈형 픽스처는 특별한 픽스처 조립 완료 설계된 위치 지정 및 클램핑 방식에 따라 사전 제작된 표준 픽스처 구성 요소로 제작됩니다. 특수 픽스처의 장점과 표준화 및 일반화의 이점을 결합한 방식입니다. 제품 변경 후 픽스처 구성품을 분해, 세척, 보관할 수 있어 낭비를 방지할 수 있습니다. 신제품의 시험 생산 및 다품종 소량 생산에 적합합니다.

광범위하게 사용하는 현대 기업의 기계 제품 생산에서 고유한 이점이 있습니다. CNC 기계 도구를 사용하고 CAD/CAM/CAPP 기술을 적용합니다. 그림 5는 일반적인 선반 모듈형 픽스처를 보여줍니다. 가공된 바닥면과 두 개의 포지셔닝 구멍을 사용하여 공작물을 배치하고 두 개의 압력 플레이트로 고정합니다. 픽스처 본체, 포지셔닝 핀, 압력 플레이트 및 베이스는 모두 표준 구성품입니다.

3. 선반 픽스처의 구조적 특성

(1) 포지셔닝 장치

선반에서 회전 표면을 가공할 때는 공작물 회전 표면의 축이 선반 스핀들의 회전 축과 일치해야 합니다. 픽스처의 위치 설정 장치의 구조와 배열이 이를 보장해야 합니다.

(2) 클램핑 장치

선삭 시 공작물과 픽스처가 스핀들과 함께 회전하기 때문에 가공 시 절삭 토크에 더해 픽스처에 원심력이 가해집니다. 회전 속도가 높을수록 원심력이 커져 클램핑 메커니즘의 클램핑 효과에 영향을 줄 수 있습니다.

또한 절삭력 및 중력 방향에 대한 공작물의 위치 기준 위치가 변경됩니다. 따라서 클램핑 메커니즘에서 생성되는 클램핑력이 충분해야 하며, 가공 중에 공작물이 위치 결정 요소에서 분리되지 않도록 자동 잠금 성능이 우수해야 합니다.

(3) 선반 고정장치와 기계 스핀들 간 연결

픽스처의 회전축은 선반 스핀들 축과 가능한 가장 높은 동축 정확도를 가져야 합니다. 선반 픽스처의 반경 방향 크기에 따라 일반적으로 두 가지가 있습니다. 연결 방법 기계 스핀들을 사용합니다:

1-트랜지션 플레이트
2-플랫 키
3-Nut
4-픽스처
5-스핀들

1) 반경 치수 D <140mm 또는 D <(2~3)d인 소형 픽스처의 경우 연결 구조는 그림 6a에 나와 있습니다. 일반적으로 테이퍼 생크를 통해 선반 스핀들 테이퍼 구멍에 설치되고 볼트 막대로 조입니다. 이 연결 방식은 센터링 정확도가 높습니다.

2) 더 큰 반경 방향 치수의 픽스처의 경우 트랜지션 플레이트를 사용하여 선반 스핀들의 전면 엔드에 연결합니다. 트랜지션 플레이트의 구조는 그림 6b 및 6c에 나와 있습니다. 트랜지션 플레이트의 한쪽 끝은 기계 스핀들에 연결되며, 스핀들 앞쪽 끝의 구조에 따라 결합 표면 모양이 달라집니다. 다른 쪽 끝에는 일반적으로 픽스처 본체의 포지셔닝 숄더와 결합하는 플랜지가 있어 스핀들에서 픽스처의 중심을 맞출 수 있습니다.

선반 고정장치의 고정장치 본체에는 일반적으로 그림 1과 3에 표시된 것처럼 정렬 구멍 또는 정렬 원이 있어야 합니다. 정렬 구멍 또는 원은 선반 스핀들에 선반 픽스처를 설치할 때 동축성을 보장하기 위한 정렬 기준이자 선반 픽스처의 제조 및 조립 중 조립 기준 역할을 합니다. 또한 픽스처 본체 자체의 가공 중 공정 기준이 되기도 합니다.

선반 고정장치는 회전 불균형 문제를 제거해야 합니다. 한 가지 균형 조정 방법은 더 가벼운 쪽에 밸런스 블록(카운터웨이트)을 추가하는 것이고, 다른 방법은 더 무거운 쪽에 무게 감소 구멍을 가공하거나 이 두 가지를 조합하는 것입니다. 밸런스 블록의 위치와 무게는 조절 가능한 것이 바람직합니다.

안전한 작동을 위해 픽스처의 날카로운 모서리나 구성품이 픽스처 본체의 원형 윤곽을 벗어나 튀어나오지 않도록 최대한 방지해야 합니다. 필요한 경우 보호 커버를 추가해야 합니다. 또한 클램핑 장치의 자동 잠금 성능은 회전 중에 풀려 공작물이 날아가는 것을 방지할 수 있을 정도로 안정적이어야 합니다.

II. 밀링 머신 설비

1. 밀링 머신 픽스처의 종류와 특성

이송 방식에 따라 밀링 머신 고정 장치는 선형 이송 유형, 원형 이송 유형 및 템플릿 유형으로 나뉩니다. 이 섹션에서는 주로 처음 두 가지 유형을 소개합니다.

(1) 선형 이송형 밀링 머신 고정 장치

이러한 고정 장치는 일반적으로 밀링 머신의 작업 테이블에 설치되며 가공 중에 고정 장치는 작업 테이블을 따라 선형으로 움직입니다. 한 번에 고정되는 공작물 수에 따라 단일 밀링 머신 픽스처와 다중 밀링 머신 픽스처로 나눌 수 있습니다.

단일 피스 픽스처는 소량 생산에 더 일반적으로 사용되는 반면, 다중 피스 픽스처는 중소형 부품의 대량 생산에 널리 사용됩니다. 그림 8은 그림 7에 표시된 중앙 슬리브의 이중 슬롯을 밀링하기 위한 이중 피스 밀링 머신 픽스처를 보여줍니다.

1-픽스처 바디
2-플로팅 레버
3-나사 로드
4-지지 핀
5-유압 실린더
6-도구 블록
7-압력 플레이트
8, 9, 10, 11-V 블록
12-회전 방지 핀
13, 14-추력 핀

(2) 원형 이송형 밀링 머신 고정 장치

원형 이송형 밀링가공기 고정장치는 주로 로터리 테이블이 있는 밀링가공기에 사용됩니다. 일반 밀링 머신에 사용하는 경우 그림 9와 같이 밀링 머신에 로터리 테이블을 추가해야 합니다.

1-풀 로드
2-포지셔닝 핀
3분할 와셔
4-스톱 핀
5-로터리 테이블
6-유압 실린더

원형 이송 동작이 연속적으로 이루어지므로 기계를 멈추지 않고도 공작물을 적재 및 하역할 수 있어 높은 생산성을 제공합니다. 중소형 부품의 대량 생산에 적합하지만 작업 안전과 작업자의 노동 강도에 특별한 주의를 기울여야 합니다.

2. 밀링 머신용 특수 픽스처의 일반적인 예 2.

그림 7은 선반의 심압대 슬리브에서 키 슬롯과 오일 홈을 밀링하는 공정 다이어그램을 보여줍니다. 공작물의 내부 및 외부 원과 양쪽 끝면이 가공되었습니다. 이 과정에서 키 슬롯과 오일 그루브는 두 개의 밀링 커터를 사용하여 동시에 가공됩니다. 그림 8은 대량 생산에 사용되는 픽스처로, 일반적인 리니어 피드 밀링 머신 픽스처입니다.

스테이션 I에서는 3면 모서리 밀링 커터를 사용하여 키 슬롯을 밀링합니다. 공작물은 바깥쪽 원과 끝면에 의해 V블록 8, 10 및 스러스트 핀 13에 배치되어 5개의 자유도를 제한합니다. 스테이션 II에서는 아크 밀링 커터를 사용하여 오일 홈을 밀링합니다. 공작물은 외부 원, 이미 가공된 키 슬롯 및 끝면을 기준으로 V-블록 9, 11, 회전 방지 핀 12 및 스러스트 핀 14를 사용하여 완전한 위치 지정이 이루어집니다.

키 슬롯과 오일 홈의 길이가 다르기 때문에 동시에 가공을 완료하기 위해 두 개의 스러스트 핀의 위치를 엇갈리게 배치하고 쉽게 조정할 수 있도록 설계했습니다.

클램핑은 유압 구동식 링키지 클램핑을 사용합니다. 오일 회로 시스템에서 유압 오일이 유압 실린더 5의 상부 챔버로 들어가면 피스톤을 아래로 밀어내어 지지 핀 4, 플로팅 레버 2 및 나사 3을 통해 힌지 압력 플레이트 7을 아래로 구동하여 공작물을 클램핑합니다. 압력 플레이트가 공작물을 고르게 고정하기 위해 링키지 클램핑 메커니즘의 모든 부품은 플로팅 연결을 사용합니다.

그림 9에 표시된 원주 이송 밀링 머신 고정 장치는 수직 밀링 머신에서 포크의 상부 및 하부 끝면을 연속 밀링하는 데 사용됩니다. 공작물은 보스 및 정지 핀(4)이 있는 로케이팅 핀(2)에 둥근 구멍, 끝면 및 측면으로 배치되고 분할 와셔(3)를 통해 유압 실린더(6)로 구동되는 풀로드(1)에 의해 고정됩니다.

고정 장치는 동시에 12개의 공작물을 고정하고 작업대는 웜 기어 메커니즘을 통해 모터에 의해 회전합니다. AB 섹터는 절단 영역이고 CD 섹터는 로딩 및 언로딩 영역입니다. 공작물이 작업대와 함께 AB 영역으로 회전하면 유압 실린더 6이 풀로드 1을 아래로 구동하여 공작물을 고정하고, 공작물이 작업대와 함께 CD 영역으로 회전하면 유압 실린더 6이 풀로드 1을 위로 구동하여 공작물을 해제합니다.

공작물을 절단하고 적재/하역하는 과정에서 작업 테이블은 멈추지 않고 계속 회전합니다. 따라서 가공 시간과 공작물을 로딩/언로딩하는 보조 시간이 겹쳐 생산성이 높아집니다.

3. 밀링 머신 픽스처의 구조적 특성

(1) 키 찾기

밀링 머신 픽스처에는 일반적으로 픽스처 본체 바닥면의 세로 슬롯에 위치 지정 키가 설치되어 있습니다. 일반적으로 가능한 한 간격을 두고 두 개를 사용합니다. 소형 픽스처는 직사각형 단면의 긴 키 하나를 사용할 수도 있습니다.

로케이팅 키는 밀링 머신 작업대의 T 슬롯에 맞습니다. 주요 기능은 픽스처와 밀링 머신 작업대 사이의 올바른 위치 관계를 보장하는 것입니다. 또한 절삭 토크의 일부를 견딜 수 있어 픽스처 본체와 작업 테이블을 연결하는 볼트의 부하를 줄이고 가공 중 픽스처의 안정성을 향상시킬 수 있습니다.

위치 지정 키에는 직사각형과 원통형의 두 가지 유형이 있습니다. 일반적인 직사각형 키는 그림 10a와 10b에 표시된 것처럼 두 가지 구조로 되어 있습니다. 전자는 픽스처의 방향 정확도 요구 사항이 높지 않은 경우에 사용됩니다. 픽스처의 방향 정확도를 높이려면 픽스처를 설치할 때 로케이팅 키의 한 면을 작업대 T 슬롯의 한 면에 단단히 끼워야 합니다.

픽스처 본체의 키 슬롯의 정확도를 보장하기 어렵기 때문에 최근에는 그림 10c와 같이 원통형 로케이팅 키가 등장했습니다. 이 유형의 로케이팅 키를 사용하면 픽스처의 두 구멍을 좌표 보링 머신으로 가공하여 높은 위치 정확도를 달성하고 픽스처의 제조 공정을 간소화할 수 있습니다.

그러나 원통형 로케이팅 키는 마모되기 쉬우므로 생산에 널리 사용되지는 않습니다. 그림 10d와 10e는 픽스처 본체에 로케이팅 키를 설치하고 작업대에 밀링 머신 픽스처를 설치하는 모습을 보여줍니다.

대형 픽스처나 높은 방향 정확도가 필요한 경우 로케이팅 키는 적합하지 않습니다. 대신 그림 11과 같이 픽스처의 설치 위치를 수정하기 위한 정렬 기준 표면으로 픽스처 본체에 좁은 긴 평면을 가공합니다.

(2) 도구 설정 장치

밀링 머신 픽스처에는 일반적으로 공구 설정 블록과 필러 게이지로 구성된 공구 설정 장치가 있습니다. 공구 설정 블록은 픽스처와 공구의 상대적 위치를 결정하는 데 사용됩니다. 필러 게이지는 공구 설정 중 절삭날과 공구 설정 블록의 손상을 방지하는 데 사용됩니다. 사용 시 공구와 공구 세팅 블록 사이에 삽입되며, 접촉의 조임 정도에 따라 픽스처에 대한 공구의 최종 위치가 결정됩니다.

그림 12는 몇 가지 일반적인 공구 설정 블록을 보여줍니다. 그림 12a에 표시된 원형 공구 설정 블록은 단일 평면을 가공할 때 공구 설정에 사용됩니다. 그림 12b에 표시된 직각 공구 설정 블록은 상호 수직인 두 개의 평면 또는 슬롯을 가공할 때 공구 설정에 사용됩니다. 그림 12c 및 12d에 표시된 공구 설정 블록은 성형 밀링 커터로 성형 표면을 가공할 때 공구 설정에 사용됩니다.

공구 세팅 블록은 일반적으로 두 개의 핀과 나사로 고정 장치 본체에 고정됩니다. 이 위치는 공구 세팅을 용이하게 하고 공작물의 로딩 및 언로딩 또는 가공을 방해하지 않아야 합니다. 공구 조정을 위해 공구 설정 장치를 사용할 때 정확도는 IT8을 초과하지 않습니다. 더 높은 가공 정확도가 필요하거나 공구 설정 블록을 설정하는 것이 불편한 경우 시험 절삭, 표준 부품 공구 설정 또는 다이얼 인디케이터를 사용하여 공구 위치를 정렬하는 등의 방법을 사용할 수 있습니다.

(3) 픽스처 본체

픽스처 본체의 구조적 형태는 로케이팅 요소, 클램핑 장치 및 기타 구성 요소의 구조와 배열에 따라 크게 달라집니다. 픽스처 구조를 콤팩트하게 만들고 공작 기계에 픽스처를 설치하는 안정성을 보장하려면 그림 13a와 같이 공작물의 가공 표면이 가능한 한 작업 테이블 표면에 가까워야 픽스처의 무게 중심을 낮출 수 있습니다.

또한 픽스처 본체는 충분한 강도와 강성을 가져야 하며 러그 시트는 합리적으로 배열되어야 합니다. 일반적인 러그 시트 구조는 그림 13b와 13c에 나와 있습니다. 픽스처 본체가 비교적 넓은 경우 두 개의 러그 시트를 같은 면에 배치할 수 있으며, 두 러그 시트 사이의 중심 거리는 밀링 머신 작업대의 두 T 슬롯의 중심 거리와 일치해야 합니다. 무거운 밀링 머신 픽스처의 경우 취급이 용이하도록 픽스처 본체에 리프팅 링을 설치해야 합니다.

III. 드릴 프레스 고정 장치

1. 드릴 지그의 종류와 특징

드릴 지그는 드릴링, 리밍 및 보링을 위해 드릴링 머신에 사용되는 기계 지그입니다. 이러한 지그에는 드릴 템플릿과 드릴 부싱이 장착되어 있어 공구가 부싱을 통과하도록 안내하므로 일반적으로 드릴 지그라고 합니다. 사용 요구 사항에 따라 구조 형태는 고정, 회전, 플립, 커버 플레이트 및 슬라이딩 컬럼 유형으로 나눌 수 있습니다.

(1) 고정 드릴 지그

고정 드릴 지그의 특징은 가공 중에 위치가 변경되지 않아 높은 가공 정확도를 보장한다는 것입니다. 일반적으로 드릴 지그는 지그 본체의 이어 시트 구멍을 통해 T볼트를 사용하여 드릴링 머신의 작업대에 고정하거나 볼트와 압력 플레이트를 사용하여 작업대에 직접 고정할 수 있습니다. 고정 드릴 지그는 주로 수직 드릴링 머신의 대형 단일 홀 또는 방사형 드릴링 머신의 평행 홀 시스템을 가공하는 데 사용됩니다.

수직 드릴링 머신에서 평행 홀 시스템을 가공하기 위해 고정 드릴 지그를 사용하는 경우 멀티 스핀들 드라이브 헤드를 머신 스핀들에 설치해야 합니다. 수직 드릴링 머신에 드릴 지그를 설치할 때는 일반적으로 스핀들에 장착된 치수가 지정된 공구(또는 고정밀용 맨드릴)를 드릴 부싱에 삽입하여 드릴 지그의 위치를 결정한 다음 고정합니다.

그림 14a는 레버에 Φ10mm 구멍을 가공하기 위한 고정 드릴 지그를 보여줍니다. 이 드릴 지그는 볼트와 압력 플레이트를 사용하여 드릴링 머신의 작업 테이블에 고정할 수 있습니다.

1-지그 본체
2 고정 핸들 압력 나사
3-D 드릴 템플릿
4-무버블 V-블록
5-드릴 부싱
6-스플릿 와셔
7-포지셔닝 핀
8-보조 지원

공작물은 Φ30H7 구멍과 큰 끝면을 사용하여 포지셔닝 핀 7에 배치되며, 공작물의 회전 자유도는 이동식 V-블록 4를 통해 Φ20mm 외부 원에 의해 제한됩니다. 공작물은 나사 클램핑 메커니즘과 분할 와셔를 사용하여 고정되며, Φ20mm 외부 원의 하단 끝면은 보조 지지대 8에 의해 지지됩니다. 드릴 비트는 드릴 부싱 5를 통해 안내되어 Φ10mm 구멍을 가공합니다.

이러한 드릴 지그를 드릴링 머신의 작업 테이블에 고정하지 않으면 이동식 드릴 지그가 되어 단일 스핀들 수직 드릴링 머신에서 공작물의 동일한 표면에 여러 개의 평행한 작은 구멍을 연속적으로 드릴링하는 데 사용할 수 있습니다.

(2) 로터리 드릴 지그

로터리 드릴 지그는 로터리 인덱싱 장치 또는 일반 로터리 테이블과 함께 사용한다고 해서 붙여진 이름입니다. 동일한 원주에 평행한 홀 시스템 또는 원주에 분산된 방사형 홀 시스템을 가공하는 데 사용됩니다. 일반 로터리 테이블의 구조가 표준화되어 있기 때문에 대부분의 경우 특수 작업 지그만 함께 사용하도록 설계하면 됩니다. 전용 로터리 인덱싱 장치가 있는 특수 로터리 드릴 지그는 특수한 경우에만 설계됩니다.

그림 15a는 Φ70mm 둘레에 고르게 분포된 6×Φ10mm 구멍을 가공하기 위한 수직축 로터리 드릴 지그를 보여줍니다. 공작물은 포지셔닝 디스크 4, 포지셔닝 핀 3 및 키의 바닥면, Φ40H7 구멍 및 키홈 측면을 사용하여 포지셔닝되고 너트와 분할 와셔를 사용하여 고정됩니다.

1-클램핑 너트
2-스플릿 와셔
3-조합 포지셔닝 핀
4-포지셔닝 디스크

지그는 포지셔닝 디스크의 부싱 구멍을 통해 로터리 테이블의 턴테이블 중앙에 있는 포지셔닝 핀에 장착된 다음 나사로 고정됩니다. 또한 회전 테이블에 힌지 드릴 템플릿이 설치되고 턴테이블의 회전 인덱싱을 통해 6xΦ10mm 구멍이 순차적으로 가공됩니다.

(3) 플립형 드릴 지그

이 유형의 드릴 지그는 주로 작은 공작물의 여러 표면에 분산된 작은 구멍을 가공하는 데 사용됩니다. 구조가 간단하고 사용 중에 수동으로 뒤집어야 합니다. 즉, 한 표면의 구멍을 가공 한 후 고정 장치와 함께 공작물을 뒤집어 배치 한 다음 다른 표면의 구멍을 가공합니다.

고정 장치는 가공 중에 자주 뒤집어야 하고 드릴 프레스 테이블에 고정되어 있지 않으므로 공작물과 함께 고정 장치의 무게가 너무 무거워서는 안됩니다 (일반적으로 8-10kg으로 제한됨). 가공되는 구멍은 일반적으로 Φ10mm보다 크지 않으며, 뒤집기 후 고정구의 안정성과 칩 제거에 주의를 기울여야 합니다.

그림 16은 슬리브의 원통형 표면에 4개의 방사형 작은 구멍을 가공하는 데 사용되는 플립형 드릴 지그를 보여줍니다. 공작물은 끝면과 구멍으로 로케이팅 핀 1에 배치되고 너트 3과 분할 와셔 2로 고정됩니다. 한 세트의 구멍을 뚫은 후 드릴 지그를 60° 뒤집어 다른 세트의 구멍을 뚫습니다.

1-위치 지정 핀
2-워셔
3-Nut

(4) 커버 플레이트 드릴 지그

이 유형의 드릴 지그는 고정 본체가 없으며 대형 공작물에 여러 개의 평행한 작은 구멍을 가공하는 데 자주 사용됩니다. 일반적으로 드릴 템플릿에는 드릴 부싱 외에도 위치 지정 요소와 클램핑 장치가 장착되어 있습니다. 가공 중에는 공작물 위에 놓기만 하면 됩니다.

그림 17은 선반 캐리지에서 여러 개의 작은 구멍을 가공하는 데 사용되는 커버 플레이트 드릴 지그를 보여줍니다. 원통형 핀 2와 플랫 핀 3으로 공작물의 두 구멍에 위치하며, 3개의 지지 핀 4로 공작물의 상부 표면을 지지합니다. 드릴 템플릿이 비교적 무겁고 가공되는 구멍이 상대적으로 작은 경우 가공 중에 클램핑이 필요하지 않을 수 있습니다.

1-커버 플레이트
2-원통형 핀
3-플랫 핀
4-지지 핀

(5) 슬라이딩 컬럼 드릴 지그

슬라이딩 컬럼 드릴 지그는 일반적으로 고정 장치 본체, 슬라이딩 컬럼, 리프팅 드릴 템플릿 및 잠금 메커니즘으로 구성됩니다. 그 구조는 표준화되고 일반화되었습니다. 일반적인 부품은 주로 픽스처 본체와 드릴 템플릿입니다. 이러한 유형의 픽스처는 생산에 널리 사용되지만 드릴 구멍의 수직성과 구멍 간격의 정확도는 그다지 높지 않습니다.

그림 18은 수동 슬라이딩 컬럼 드릴 지그의 범용 베이스를 보여줍니다. 리프팅 드릴 템플릿(1)은 두 개의 가이드 컬럼(7)을 통해 픽스처 본체(5)의 가이드 구멍에 연결됩니다. 작동 핸들 6을 돌리면 베벨 기어 4가 베벨 랙 샤프트 3을 구동하여 드릴 템플릿을 들어 올릴 수 있습니다. 다양한 공작물의 모양과 가공 요구 사항에 따라 해당 위치 지정, 클램핑 요소 및 드릴 부싱을 구성하여 슬라이딩 컬럼 드릴 지그를 형성할 수 있습니다.

1-리프팅 드릴 템플릿
2-잠금 너트
3-베벨 랙 샤프트
4-레벨 기어
5-픽스처 바디
6-작동 핸들
7-가이드 칼럼

그림 19는 포크 공작물에 φ20H7 구멍을 드릴링, 리밍 및 브로칭하는 데 사용되는 수동 슬라이딩 컬럼 드릴 지그를 보여줍니다. 공작물은 로케이팅 테이퍼 슬리브 9, 2개의 조절식 지지대 2 및 원통형 정지 핀 3을 사용하여 각각 외부 원형 끝면, 바닥면 및 후면 측면에 의해 베이스 1에 배치됩니다. 이러한 로케이팅 요소는 모두 베이스 1에 설치됩니다.

1-Base
2-조정 가능한 지원
3-원통형 스톱 핀
4-프레스 칼럼
5-프레스 컬럼 본문
6-나사 플러그
7-퀵 체인지 드릴 부싱
8-부싱
9-포지셔닝 테이퍼 슬리브

그런 다음 기어 랙 메커니즘을 통해 핸들을 돌리면 슬라이딩 컬럼이 드릴 템플릿을 아래로 내리고 두 개의 프레스 컬럼 4가 공작물을 단단히 고정합니다. 공구는 퀵 체인지 드릴 부싱 7을 차례로 통과하여 드릴링, 리밍 및 보링 작업을 수행할 수 있습니다.

2. 드릴 프레스 픽스처의 구조적 특성

(1) 드릴 부싱

드릴 부싱은 드릴 지그의 고유 한 구성 요소로, 그 기능은 공구와 고정 장치의 상대적 위치를 결정하고 드릴 비트와 리머를 안내하여 가공 중 처짐을 방지하고 공정 시스템의 강성을 개선하여 가공 된 구멍의 위치 정확도를 보장하는 것입니다. 구조는 다음과 같은 네 가지 유형이 있습니다:

1) 고정 드릴 부싱.

주로 중소규모 배치 생산에 사용됩니다. 구조적 모양과 조립 요구 사항은 그림 20에 표시되어 있으며, 그림 20a는 숄더리스 드릴 부싱을, 그림 20b는 숄더 드릴 부싱을 보여줍니다. 드릴 부싱 숄더의 하단 끝면이 조립 베이스 표면으로 사용되거나 드릴 템플릿이 상대적으로 얇고 칩 및 기타 이물질이 드릴 부싱 구멍에 들어가는 것을 방지해야 하는 경우 숄더 드릴 부싱이 자주 사용됩니다.

드릴 부싱과 드릴 템플릿 사이의 맞춤은 일반적으로 H7/n6 또는 H7/r6을 사용합니다. 이러한 유형의 드릴 부싱은 드릴링의 위치 정확도가 높고 구조가 단순하지만 마모 후 교체하기가 쉽지 않습니다.

2) 교체 가능한 드릴 부싱.

주로 대량 생산에 사용됩니다. 드릴 부싱이 마모되면 쉽게 교체할 수 있도록 그림 21에 표시된 구조적 모양과 조립 요구 사항을 갖춘 교체 가능한 드릴 부싱이 자주 사용됩니다. 드릴 부싱을 교체할 때 드릴 템플릿의 마모를 방지하기 위해 드릴 부싱과 드릴 템플릿 사이에 부싱을 추가하고 드릴 부싱을 나사로 고정합니다.

1-교체형 드릴 부싱
드릴 부싱용 2-나사
드릴 부싱용 3-부싱

3) 퀵 체인지 드릴 부싱.

가공된 홀에 순차적인 드릴링, 리밍, 보링 또는 스텝 홀 가공 및 태핑과 같은 다단계 가공이 필요한 경우 퀵 체인지 드릴 부싱을 사용하여 내경이 다른 드릴 부싱을 신속하게 교체해야 합니다. 구조적 모양과 조립 요건은 그림 22에 나와 있습니다.

1-퀵 체인지 드릴 부싱
드릴 부싱용 2-나사
드릴 부싱용 3-부싱

드릴 부싱을 교체할 때 나사를 풀 필요는 없습니다. 드릴 부싱을 일정 각도로 돌려 모따기(또는 노치)가 나사 헤드와 정렬되도록 하여 제거하기만 하면 됩니다. 단, 모따기(또는 노치)의 위치는 공구와 드릴 부싱의 내벽 사이의 마찰 토크 방향을 고려하여 후퇴 시 드릴 부싱이 공구와 함께 빠지지 않도록 해야 합니다.

4) 특수 드릴 부싱.

공작물의 모양이나 구멍 위치의 분포로 인해 위의 표준 드릴 부싱의 사용이 제한되는 경우 필요에 따라 특수 구조 드릴 부싱을 설계할 수 있습니다.

그림 23은 특수 드릴 부싱의 몇 가지 구조적 형태를 보여줍니다. 그림 23a는 카운터싱크 또는 홈에 구멍을 가공하는 데 사용되는 드릴 부싱을 보여줍니다. 그림 23b는 경사진 표면이나 곡면에 구멍을 뚫을 때 사용되는 드릴 부싱으로, 드릴 비트가 이탈하거나 부러지는 것을 방지할 수 있습니다. 그림 23c는 간격이 좁은 여러 개의 구멍을 가공하는 데 사용되는 드릴 부싱을 보여줍니다. 그림 23d는 보조 클램핑 도구로 사용되는 드릴 부싱을 보여줍니다.

클램핑 반력을 견디기 위해 드릴 부싱과 슬리브는 나사산으로 연결되며, 가이드 구멍의 정확한 위치를 보장하기 위해 드릴 부싱과 슬리브 사이에 원통형 맞춤이 있어야 합니다.

(2) 드릴 템플릿

드릴 부싱 설치에 사용되는 드릴 템플릿은 픽스처 본체와의 연결 방식에 따라 다음과 같은 유형으로 나눌 수 있습니다:

1) 고정 드릴 템플릿

그림 24와 같이 고정 드릴 템플릿은 고정 장치 본체와 일체형으로 주조되거나 나사와 핀으로 고정 장치 본체에 연결됩니다. 또한 픽스처 본체 또는 브래킷에 용접할 수도 있습니다. 구조가 간단하고 드릴링 정확도가 높지만 공작물의 로딩 및 언로딩을 방해하지 않도록 주의해야 합니다.

a) 통합 캐스팅
b) 나사와 핀으로 연결됨
c) 용접
1-드릴 부싱
2-드릴 템플릿

2) 힌지 드릴 템플릿

드릴 템플릿이 공작물의 로딩 및 언로딩을 방해하거나 드릴링 후 스레딩 또는 카운터싱킹이 필요한 경우 그림 25와 같은 힌지형 드릴 템플릿을 사용할 수 있습니다.

1-마름모 너트
2-토글 볼트
3-픽스처 바디
4-드릴 템플릿
5 고정 드릴 부싱
6-코터 핀
7-워셔
8-힌지 핀

힌지 핀과 구멍 사이의 끼워 맞춤 간격으로 인해 고정 드릴 템플릿보다 가공 정확도가 낮기 때문에 드릴링 위치 정확도가 높지 않은 상황에서 사용됩니다. 힌지 드릴 템플릿의 위치는 작동 중에 고정되므로 위치 지정 및 클램핑에 대한 구조적 요구 사항을 고려해야 합니다.

3) 이동식 드릴 템플릿

그림 26과 같이 드릴 템플릿은 두 개의 구멍을 통해 고정장치 본체의 원통형 핀 3과 플랫 핀 4에 배치되고 힌지 볼트를 사용하여 공작물과 함께 고정됩니다. 공작물 하나를 가공한 후 드릴 템플릿을 제거하여 공작물을 적재 및 하역합니다. 이러한 유형의 드릴 템플릿은 로딩 및 언로딩에 시간과 노동력이 많이 들고 드릴 부싱의 위치 정확도가 상대적으로 낮기 때문에 일반적으로 다른 유형의 드릴 템플릿이 공작물 고정에 불편한 경우에만 사용됩니다.

1-드릴 템플릿
2-클램프 본체
3-원통형 핀
4-엣지 커팅 핀

IV. 보링 머신 설비

1. 보링 머신 픽스처의 주요 유형 및 특성

보링 지그라고도 하는 보링 머신 픽스처는 주로 박스 및 지지대와 같은 부품의 구멍 또는 구멍 시스템을 가공하는 데 사용됩니다. 공작물의 구멍 또는 구멍 시스템의 위치 정확도는 주로 보링 지그에 의해 보장됩니다. 보링 슬리브의 다양한 배열에 따라 보링 지그는 단일 지지대, 이중 지지대 및 지지대 없음의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

(1) 단일 지원 가이드

보링 바는 보링 지그의 공구 앞 또는 뒤에 위치한 하나의 보링 슬리브에 의해서만 안내됩니다. 보링 바는 기계 스핀들에 단단히 연결되어 있으며 보링 슬리브의 중심선은 스핀들 축과 일치해야 합니다. 이 경우 기계 스핀들의 회전 정확도가 보링 정확도에 영향을 미칩니다. 이 유형의 보링 지그는 짧은 구멍과 작은 구멍 가공에 적합합니다.

그림 27a는 주로 D>60mm 및 l/D<1의 관통 홀에 사용되는 단일 지지대 전면 가이드를 보여줍니다. 이 방법은 가공 공정 중 관찰 및 측정이 용이하며 특히 면삭 또는 나사 가공에 적합합니다. 단점은 칩이 보링 슬리브에 쉽게 들어가 보링 바와 슬리브가 마모될 수 있으며 공구가 공작물에 들어가고 나올 때 이동 거리가 길다는 것입니다.

a) 단일 지원 전면 가이드
b) 단일 지지대 후면 가이드

그림 27b는 주로 D <60mm의 관통 홀 또는 블라인드 홀 보링에 사용되는 단일 서포트 리어 가이드를 보여줍니다.

(2) 이중 지원 가이드

보링 바는 기계 스핀들에 유연하게 연결되며 보링 홀의 위치 정확도는 보링 슬리브의 위치 정확도에 따라 결정됩니다. 보링 슬리브에는 그림 28과 같이 두 가지 배열이 있습니다. 그림 28a는 공작물의 전면과 후면에 배치된 두 개의 보링 슬리브가 직경이 크고 l/D가 1.5 이상인 홀 또는 홀 자체와 홀 사이의 거리 모두에 높은 정확도가 요구되는 동축 홀 가공에 사용되는 경우를 보여줍니다.

이 구조의 단점은 보링 바가 너무 길어서 공구를 넣고 빼는 것이 불편하다는 것입니다. 보링 슬리브 사이의 거리가 L>10d인 경우, 보링 바의 강성을 높이기 위해 중간 가이드 지지대를 추가해야 합니다. 그림 28b는 가공 조건으로 인해 전면 및 후면 이중 가이드 구조를 사용할 수 없는 경우 사용되는 이중 지지 후면 가이드로, 공구 뒤에 두 개의 보링 슬리브가 배치되어 있습니다.

(3) 지원되지 않는 보링 지그

좌표 보링 머신, 머시닝 센터 또는 다이아몬드 보링 머신에서 강성이 우수하고 정밀도가 높은 공작물에 구멍을 보링할 때 고정 장치는 보링 슬리브를 설정하지 않으며 기계의 정밀도에 따라 가공된 구멍의 크기와 위치 정확도가 보장됩니다.

2. 특수 보링 머신 픽스처의 일반적인 예시

그림 29는 브래킷 하우징의 공정 다이어그램을 보여줍니다. 이 공작물에는 2×Φ20H7 동축 구멍과 Φ35H7, Φ40H7 동축 구멍을 가공해야 합니다. 공작물의 조립 기준은 바닥면 a와 측면면 b입니다. 이 공정에서 가공된 구멍은 IT7 등급의 정확도를 가지며 일부 기하학적 공차 요구 사항이 있습니다.

따라서 Φ40H7 및 Φ35H7 구멍의 황삭 및 정삭 보링과 2×Φ20H7 구멍의 드릴링, 리밍 및 호닝에는 특수 보링 머신 고정구가 사용됩니다. 이때 보링 지그의 제조 정확도에 따라 구멍 거리 (82 ± 0.2)mm가 보장되어야합니다. 기준 일치의 원칙에 따라 위치 지정 기준은 두 평면 a와 b로 선택됩니다.

그림 30과 같이 브래킷 하우징용 보링 머신 고정장치는 포지셔닝 요소로서 지지 플레이트 10(그 중 하나는 측면면이 있음)과 정지 핀 9를 포함합니다. 클램핑 중에 압력 플레이트(8)가 공작물의 측면 플레이트에 눌려 공작물의 중력과 클램핑 방향을 일정하게 만듭니다.

1-픽스처 바디
2, 7-가이드 브래킷
3, 4, 5, 6-보링 슬리브
8-압력 플레이트
9-스톱 핀
10-서포트 플레이트

Φ40H7 및 Φ35H7 홀 가공 시 보링 바는 보링 슬리브 4 및 5에서 지지됩니다. Φ20H7 홀 가공 시 보링 바는 보링 슬리브 3과 6에서 지지됩니다. 보링 슬리브는 가이드 브래킷 2와 7에 장착됩니다. 브래킷은 핀과 나사를 사용하여 고정 장치 본체 1에 고정됩니다.

3. 보링 템플릿의 구조적 특징

(1) 보링 슬리브

보링 슬리브의 구조는 고정형과 회전형으로 나뉩니다.

1) 고정 보링 슬리브

보링 공정 중에 보링 바가 회전하지 않는 보링 슬리브는 퀵체인지 드릴 부싱과 동일한 구조를 가지고 있습니다. 그림 31a는 압입식 오일 컵이 있는 보링 슬리브와 내부 구멍에 오일 홈이 있는 보링 슬리브를 보여줍니다. 절단 속도 가공 중입니다. 보링 바가 보링 슬리브 내에서 축 방향으로 회전하고 움직이기 때문에 보링 슬리브가 마모되기 쉬우므로 오일 컵이 없는 보링 슬리브는 저속 절삭에만 적합합니다.

2) 로터리 보링 슬리브

보링 공정 중에 보링 슬리브는 보링 바와 함께 회전하며, 그림 31b, 31c 및 31d에 표시된 것처럼 고속 보링에 특히 적합합니다. 그림 31b는 내부 구멍에 키홈이 있는 슬라이딩 회전식 보링 슬리브를 보여주며, 보링 바의 키가 보링 슬리브를 회전시켜 높은 회전 정확도와 우수한 진동 감쇠를 제공하며 구조적 크기가 작고 적절한 윤활이 필요합니다.

그림 31C와 31D는 각각 수직 및 수평 보링에 사용되는 롤링 로터리 보링 슬리브를 보여줍니다. 유연한 회전이 가능하고 높은 절단 속도를 사용할 수 있지만 반경 방향 치수가 상대적으로 크고 회전 정확도가 낮습니다. 반경 치수를 줄여야 하는 경우 니들 롤러 베어링을 사용할 수 있습니다.

(2) 브래킷 및 베이스

보링 템플릿 브래킷과 베이스는 주철로 만들어지며 가공, 조립 및 노화 처리가 용이하도록 별도로 제조되는 경우가 많습니다. 가공 과정에서 안정성을 보장하기 위해 충분한 강도와 강성을 가져야 합니다. 용접 구조는 가급적 피하고 나사와 핀을 이용한 견고한 연결이 선호됩니다.

브래킷은 사용 중에 클램핑력을 견디지 않아야 합니다. 작업대에 보링 템플릿을 설치할 때 정렬 기준면으로 사용할 수 있도록 작업자를 향하는 베이스 측면에 좁고 긴 평면을 가공해야 합니다. 베이스에는 보링 템플릿이 공작기계 작업대에 안전하고 안정적으로 장착될 수 있도록 적절한 수의 러그가 있어야 하며, 취급이 용이하도록 리프팅 링이 제공되어야 합니다.