Fuji Engineering
진공척에 의한 기계기술 자료
 진공척은 오래전 부터 사용된 기술이지만, 기계가공으로 진공척을 사용하는 경우 기술자료가 거의 없는 실정이다.
 
이유는 진공척 방식은 만능으로 사용할 수 있는것이 아니기 때문에 일반적으로 보급되어 있지 않기 때문이라고 생각합니다. 
하지만 만능이 아니라도 사용방법에 따라 매우 효과적인 기술이다고 생각합니다.
여기에서는 진공척 을 사용한 기계 가공 의 경험에서 진공척 을 어떻게 시작하면 좋을지 를 정리해 보았습니다.
도움이 되었으면 다행입니다.
진공척으로 기계 가공을 할 때 워크 설치테이블 을 어떻게 만들지 가 큰 포인트 입니다.
우리가 생각하는 진공척 방식은 진공척에서 누수는 최대한 적게 하도록 생각하고 있기 때문에, 
사용하는 진공펌프 유닛의 배기량 은 필요최소한으로 억제하고 있습니다.


진공척 방식
 
진공척방식 을 들면 다음과 같은 방식이 대표적 입니다.
1)O를 사용한 방식(스테인레스 판 소재면이면 가능
 ・워크 윤곽에 맞춘 형태로 O홈을 가공.
 ・격자모양 O홈을 가공
2)O링 을 사용하지 않는 방식.평면도가 좋은 워크에 사용.)
누수홈 을 갖진  방식
 ・워크의 윤곽에 맞춘 형태로 누수홈 을 가공.
연속배기구 를 갖진 방식.
 ・워크의 윤곽에  맞춘 형태로 누수홈 을 가공.
그리드에 배기구 를 갖진 방식.
 ・비교적 작은 직경의 배기구 를 그리드에가공.
다공성의 배기구 를 갖진 방식.
 ・경석모양의 재질 을 사용흡착왜곡이 생기기 쉬운 얇은 가공물에 효과적.
위가 일반적으로 사용되고있다

기계가공에 사용되는 부품
진공펌프 유닛
1)진공라인용 호스
2)
피팅 류
3)
진공 척
4)O

5) 진공 유닛

1)진공라인 용 호스
머시닝 센터  선반등 공작 기계로 사용하기 때문에 내유성탄력이 있고,절편 등에 의한 손상이 적고,저렴하고 구입하기 쉬운 것이 좋다.
굵기는 내경φ6이상이면 특별한 경우 를 제외하고 문제는 없다.
사용시에는 필요이상으로 길게 하지 않는다
색상은 투명하거나 반투명하고 내부가 보이는 것이 좋다 절삭유가 침입했을 때 확인할 수 있어 편리하다.
당사는 토요론호스의 내경φ9mm・소프트나일론튜브 내경φ6・에어 공구배용 코일튜브 를 상황에 맞게 사용하고 있다.

피팅
①에어 배관에사 용하는 피팅 을 유용하는 것이 편리하다.
호스 니플φ9 PT1/4(토요론호스에 연결해서 PT1/4나사로 진공척에 장착

진공척 지그에서 자주 사용하는 부품
 
원터치피팅 을 맞춰 두면 지그의 후면에서 진공라인 을 꺼 때나 여러 지그 를 나란히 때는 작업을 할 때는 편리합니다.
네오프렌스폰 지원형 끈 호스 니플 피팅 소프트 나일론 튜브

진공척
여기에서는O링 을 사용한 방식에 대해 말한다.
①링 홈
누수홈
진공척 재질
④O
마개
진공 설비
링 홈
1)O링이 들어가는 루프 모양의 홈 을 지구에 만든다. 모양은 흡착력 을 높이기 위해 내부면적 을 크게했다.
2)홈 치수는 O 으깬 대를10%~25%로 한다.(워크의 평면도・면적도 좋은 것은 적게 나쁜 것은 크게 한다.)
3)O링 홈의 마무리 면적도 는 Rmax25s이상으로 완성하면 문제 없다. 기곅가공으로 생가한 대로 마무리하지 못하변 연마지등 을 이용하여 수작업 을 한다.
4)손으로 마무리가 어려운 경우에는 래커도료마니큐와등 을 발라도 좋다.
누수홈
1)진공척 배기구와 O링 사이에 공기가 흐르는 도랑 을 만든다.
2)
진공척 크기에 따라 다르지만500mm정도의 지그라면 단면적이 2m㎡정도의 가공하기 쉬운단면 형상일 수있다.
3)
평면 형상 은링홈2mm 정도 안쪽으로 만들고 배기구에 연결되는 홈 을 몇개 넣는다
누수홈의 목적 은 진공척 및 워크 사이의 에어배기와 o링 에서의 누수척 및 절삭유 등이 침투 했을때의배기용 홈이므로 반드시 만드십시오.
지그의재질
 진공척 재질 은 가공정밀도가 좋고, 비용이 들지 않으면 취급이 편한 것이 좋다. 베이클라이트・아크릴알루미늄구리・SS~S55C 가까이에 있는 것을 고려하면 좋다.
【O
 
대기와 진공 을 구분하기  위해 사용.
1)
기계가공에 사용하기 때문에 내유성이고 탄력성이 있고, 경도가 낮은 끈 모양의 것이 좋다.
2)처음 지그 를 만들 때는 당사의 추천 제품 네오프렌스폰지원형 끈,φ3이 좋다. 
이것은 수명이 짧은 단점이 있지만, 유연성이 있어 취급도 편합니다.
3)내구성 을 원한다면 바이톤.실리콘고무끈 을 사용하면 좋다.
마개
 
수직클램프력에 대하여 수직클램프력은 약1/3이니 작은 워크중절삭 때는 옆에 어긋나는 것을 막기 위한 대책 을 한다. 지금까지의  실적속에서 자주 실시한 나사 아래구멍관통 구멍・conterboring hole 를 H7공차로 마무리해서 위치 결정스토퍼로 사용했다.(기타볼트받침 쇠・ 프리 바이스 등도 함깨 사용했다.)

진공척오른쪽 워크(판에서 잘라냈다.)
왼쪽의검은 색 선은 O링  상하 원은 위치 결정 스토퍼핀
왼쪽 중앙의 구멍배기구 와 누수홈
워크의 크기 세로205㎜가로95㎜두께3mm알루미늄(A5052)
흡착력 110Kg
다공성 척 
나베에서 발매 된다공성 테이블상품명 에어패드를 사용한 테스트
워크 상정 
 선반밀링머신 을 사용하여 수지금속박판에서 워크 을 잘라 낸다.
 양면 테이프접착제등으로도 가능하지만 진공척으로는 전처리후처리 가 불필요하게 되어 작업성 이 향상된다.
흡착은 테이블에 직접 워크 를 두고도 문제 없지만, 절단시 절단기 가 테이블에 비치므로0.05정도두고,가공완료후 접어 취할 방법이 일반적입니다.
 이런 경우에는 워크 사이에 종이를복사 용지등끼워 흡착시키면 된다.
종이는 통기성이 좋기 때문에 잘 흡착합니다.
 

가공절단 을 최종 공정 하고 절삭부하 를 줄이도록 한다. 커터는 워크 커터는 워크 뒷면에서0.05mm정도 안쪽까지 넣어 워크를 절단한다.
복사 용지의 두께는0.08mm정도이기 때문에 테이블은 상처가 나지 않는다.
사용하는 커터는 최대한 좁은 폭의 것으로 한다.
절단면에서 누수가 많을 때는 장치의 진공을L로 한다.
절삭유는 종이 통기성이 나빠 지므로 사용 할 수 없습니다.


가공데이터
 
진공척은 사용법에 의해 기대 이상의 실력을 발휘하지만, 사용법 을 잘못하면 진가 를 발휘하지 못합니다. 시간이 허락하는 한 테스트데이터가공의 데이터 를 정리해 두면 좋을까 생각합니다.
 
진공척 가공자료는 좀처럼 없기 때문에 편리한다고 생각합니다.
 
모은 데이터가 귀사의 가공노하우입니다.

선반용 로터리조인트 및 어태치먼트
 선반에서 사용할 때는 회전부에 진공라인 을 연결해야 하기 때문에,
로터리 조인트 를 아래와 같이
로터리 조인트 를 아래와 같이 Attachment에 설치배관 을 하면 된다.


로타리 조인트의 실례

Seal면에凹凸이 있는 워크】
 
지금까지는 seal면이 평면 형상 워크 를 메인으로 설명했지만, seal면에 凹凸이 있는 워크의 경우에는
지금까지의 방식으로는 대응할 수 없는 경우가 나온다. 진공척이 삼차원이 될 때도 마찬가지 이지만,
여기에서는 凹凸이 있는 워크의 실레 를 설명하겠습니다.
 아래 그림과 같이 seal면에 凹凸이 있을 때의 진공척  O링의  대책 방법이다.
 
문제해결 을 위해 성형 한 실리콘고무 를 사용해서 인감시켰다.
이 사례의 워크는  내경φ130・ 외경φ200링상이기 때문에 아래 사진과 같은 형상으로 했습니다. 
(사진은 패킹의 일부이고 인감면 전면 부에 부푼것은 씰링 표면의 일부에 관통 구멍이 있기 때문입니다.

진공척과 패킹의 단면 형상은 그림-1 그림-2
 그림 -1는 패킹 뒷면 을 진공으로 하고 있기 때문에 패킹늘 고정 하고 있지 않다.위치 결정은 실시하고 있다.
 그림-2는 고무의 탄력성 을 높이기 위해 패킹의 높이 를 많이 취했다. 
패킹 횡 방향의 강성이 부족해서 패킹이 안쪽에 쓰러지지 않없기 때문에 중간판 을 넣었습니다.(단면의 배기구 일부는 생략
장점
1)Seal면에凹凸이 있어도 문제없이 흡착한다.
2)패킹의 높이방향 을 자유롭게 설정할 수 있으므로,rate of squeeze 를 크게취할 수 있다.
고무의 유연성이 증가하고 밀착성이 높아졌다.
3) 네오프렌스폰지 끈에 비해 기밀성이 높다.
단점
1)패킹 을 만들 전용의 형태가 필요하다.
제품과 궁합
1)양산 부품
2) 소량 생산 품목의 경우에는 부가가치가 높은 제품.

고도한 사용법
 
지금까지 진공장치 및 진공척라인은 연결한 상태에서의 사용 설명 을 하고 었지만, 기계에 관통 구멍이 없는NC선반팔레트 체인저 등으로 사용하는 경우 장치와 진공척 을 떼어 낸 사용법 을 하고 싶을 때 등은 다음과 같은 조치 를 한다.
 진공장치 를 사용하고 클램프후 진공척 측의 밸브 를 닫아 커플러등으로 연결한 라인 을 분리한후, 
가공종료 까지 진공도에 변화가 최대한 없도록 해야 하기 때문에 라인에서의 누출이 없도록 연결한다.
【O
 O링은  네오프렌스폰지원형 끈이 아니라 최대한 내유성이 있는고무줄 을 사용한다. 적당한 크기를 구할 수 없는 경우에는 시판되고 있는 산업용 O링 을 절단하여 순간 접착제로 이어 endless로 해도 된다.고무의 경도는30정도 (시판 O링은 경도70位정도 입니다.)인 부드러운 것이 밀착성이 높아집니다.
【O링 홈
・O링 홈 폭의 크기는 사용하는 O링 규격에 맞춘다.
・callapse allowance of O링 은 10%~30%가 되도록 홈의 깊이 를 조절한다.
홈마무리면 표면 거칠기는 25s이하로 마무리.(마니큐와래커페인트로 마무리해도 좋다.
기타
진공척 측에 진공도 를 확인할 수 있는 진공 게이지 등 을 넣으면 편리합니다.
터치센서로 진공도 를 확인하는 것도 가능하다.
누출 방지로서 O링에 닿는 면에 그리스 를 바르는 것도 효과적이다.
테스트1】
네오프렌스폰지끈 을 사용하는 지그에 endless바이톤O링 를 넣었다.
데이터는 당일과 4일후의 데이터입니다.
4일간으로 약-0.0075MPa 상승했다.(leak라인에서인지 또는 워크와 진공척 사이에서인지는 불명.
호스를 반타이로 고정한다
흡착시
4일후
이번에는 분리 를 전제로 만든 진공척이 아니다.O링  을 변경했습니다.
테스트2】
이곳은 네오프렌스폰지끈 을 사용한 10분 간격의 데이터
진공장치 를 연결한 상태에서사 용하면 문제 없다.

약50분으로 대기압이 되었다.
절삭유 를 사용한 경우 Leak 는 작아집니다.
테스트3】 
이곳은 네오프렌스폰지끈 을 분리해 보았다.
건식절삭이면 문제는 없다.

data.1

data.2

data.3
    ・ 사진왼쪽 라인을 분리하고 유닛만을 작동.
사진아래  워크흡입중 메인펌프만 작동
사진 오른쪽 leak 테스트를 시작하고 약8초
이번에 사용된 진공척은 네오프렌스폰지끈 사용을 전제로 한 지그로 워크진공척 표면거칠기는R.max25s~30s으로 완성되고 있다.
습식이라 고절삭유가 들어오지 만,건식라면 문제는 없다.
수지등의 가공이면 네오프렌스폰지끈이 없어도 가능합니다.


진공척유닛
에어필터 토요론호스 지그워크
기술상담 Fuji Engineering
휴대폰 090-1530-2928
TEL 0554-43-4839
FAX 0554-43-4851
e-mail:fuji-e3@nifty.com

 

진공척 마크
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