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3-2 위치결정 기구의 설계
3-2-1 위치 결정구 설계시 고려사항
A. 위치결정 면에 칩가루 등이 끼지 않게 한다.
B. 공작물의 거친 표면에는 조절식을 사용한다.
C. 위치결정 지점에 가공작용력이나 클램핑력이 가해지게 한다.
D. 위치결정구의 마모를 고려해 교환가능하거나 재연삭을 할 수 있게 한다.
E. 위치결정이 중복되지 않게 한다.
F. 공작물의 변형에 대한 방지책을 마련한다.
즉, 위치결정 기구는
A. 내마모성이 양호할 것
B. 교환이 가능할 것
C. 잘 보일 수 있을 것
D. 청소하기 쉬울 것
E. 칩제거가 용이할 것
3-2-3 네스팅(NESTING)
한 공작물이 일직선상에서 적어도 2개의 반대방향 운동이 억제되는 경우, 둘 또는 그 이상의 표면사이에서 억제되며 위치결정되는 방법. 즉, 어떤 홈을 파 놓고 그 안에 공작물을 접어 넣는 것을 말한다. 네스트와 공작물간의 최소틈새는 공작물의 공차에 의해 결정되난 네스팅에 의한 위치결정은 항상 어느 정도의 변위가 따르게 된다. 그러므로 불규칙한 형상의 공작물은 윤곽이 정확하게 제작되어 있을 때 사용한다. 특히 주물이나 단조품은 네스팅이 불리하며 금형에 의해 일정하게 만들어진 공작물에 적함하다.
3-2-3 버튼, 핀, 패드(Button, Pin, Pad)
A. 버튼
l 원통형 민머리(FLAT BUTTON): 기계가공된 표면에 주로 사용
l 원통형 둥근머리 버튼(CRWONED BUTTON): 기계가공되지 않은 표면에 주로 사용. 버튼이 밑면 위치결정구로 사용될 때 레스트 버튼(REST BUTTON) 측면이나 끝 부분의 멈춤을 위해서 사용될 때 스톱버튼(STOP BUTTON)이라 하며 치공구 본체에 주로 억지끼워 맞춤(PRESS FIT)하나 교환이 쉽게 될수 있도록 하는 방법도 자주 쓰인다.
B. 핀
주로 핀의 위치결정하며 가벼운 하중을 받는 공작물에 적용한다.
C. 패드
패드는 버튼과 같은 경도로 열처리된 강으로 제작된 평탄한 위치결정 요소이다. 패드는 판판하게 연삭된 것으로 치공구 본체에 다웰핀으로 그의 위치를 정확하게 조립되며 주로 레스트 버튼 대신에 사용한다.
3-2-4 원형 위치 결정구(CIRCULAR LOCATOR)
공작물의 구명과 원통 부분을 위치결정하기 위한 핀, 심봉(MANDREL), 플러그(PULG), 중공원통, 링, 홈 등은 조로 네스팅 원리이며 위치결정의 정밀도와 재밍(JAMMING)이 생긴다. 여기서 재밍이란 공작물 구멍에 원형 축을 끼울 때 턱에 걸려 들어가지 않는 현상을 말하는데 재밍의 주요 언인은 마칠에의해 발생되며 틈새, 맞물림 길이, 작업자의 손흔들림도 원인이다.
W-C: 원형위치결정구의 직경 W: 공작물의 길이 C: 틈새 L: 맞물림길이
공작물은 맞물림 길이 L을 초과해여 고정구에 잘 삽입될 수 있으며 그림과 같이 공작물이 약간 기울어져 삽입되면 공작물의 모서리가 위치결정구에 걸려서 마찰에 의해서 삽입되지 않게된다. 이러한 재밍 현상은 공작물과 위치결정구간의 맞물림 길이에 관계된다.
재밍 현상을 방지하기 위하여 맞물림 길이 L에 대해서 그림 3-2과 같이 L1 에서부터 L2까지가 재밍 발생 가능 지역이라면 적어도 그 부위를 홈을 파냄으로써 완전히 제거된다. 여기서 가장 중요한 치수는 L2이며 L2= μ ㆍw (μ: 마찰계수, w: 구멍의 직경)
L1=0.02D
L2=0.12D
L3=1.7√:D
D=0.97D
원통의 세 부분을 120° 간격으로 판판하게 가공하고 공작물과 충분한 접촉 면적을 가지도록 3°의 원주폭으로 설계된 것이다. 삼각형 형상은 재밍의 주요길이를 약 15%정도 감소시킴과 동시에 약 20% 정도의 유효여유를 증가시키며 같은 조건에서 위치결정구의 정밀도가 감소한다.
C = (C/2) + (C/2) x 1.4142 = 1.2071
C는 20.71%중가되며
L2=0.8536 μ ㆍw로 되어서 재밍을 15% 감소시킨다.
그림 3-4는 직경을 가진 공작물의 위치결정하는 방법을 나타낸 것이다. 직경이 하나 이상은 공작물을 locating할 때는 한 번에 하나의 직경씩 위치결정해야 한다. (a)의 경우는 동시에 2개의 직경이 결합되게 한 것인데 이는 잘못된 설계이며 (b)처럼 작은 부분은 직경을 길게 함으로써 단계적인 삽입이 이루어지게 해야 한다.
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