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)O링 를 사용한 방식(스테인레스 판 소재면이면 가능)・워크 윤곽에 맞춘 형태로 O링 홈을 가공. ・격자모양 O링 홈을 가공 2)O링 을 사용하지 않는 방식.(평면도가 좋은 워크에 사용.) ①누수홈 을 갖진 방식 ・워크의 윤곽에 맞춘 형태로 누수홈 을 가공. ②연속배기구 를 갖진 방식. ・워크의 윤곽에 맞춘 형태로 누수홈 을 가공. ③그리드에 배기구 를 갖진 방식. ・비교적 작은 직경의 배기구 를 그리드에가공. ④다공성의 배기구 를 갖진 방식. ・경석모양의 재질 을 사용(흡착왜곡이 생기기 쉬운 얇은 가공물에 효과적.) 위가 일반적으로 사용되고있다 |
|||||||||
【기계가공에 사용되는 부품】 진공펌프 유닛
1)진공라인용 호스 2)피팅 류 3)진공 척 4)O링 5) 진공 유닛 |
|||||||||
1)진공라인 용 호스 ①머시닝 센터・ 선반등 공작 기계로 사용하기 때문에 내유성・탄력이 있고,절편 등에 의한 손상이 적고,저렴하고 구입하기 쉬운 것이 좋다. ②굵기는 내경φ6이상이면 특별한 경우 를 제외하고 문제는 없다. ③사용시에는 필요이상으로 길게 하지 않는다 ④색상은 투명하거나 반투명하고 내부가 보이는 것이 좋다 절삭유가 침입했을 때 확인할 수 있어 편리하다. ⑤당사는 토요론호스의 내경φ9mm・소프트나일론튜브 내경φ6・에어 공구배용 코일튜브 를 상황에 맞게 사용하고 있다. |
|||||||||
【피팅】 ①에어 배관에사 용하는 피팅 을 유용하는 것이 편리하다. ②호스 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
②누수홈 ③ 진공척 재질 ④O링 ⑤마개 ⑥진공 설비 |
|||||||||
【O링 홈】 1)O링이 들어가는 루프 모양의 홈 을 지구에 만든다. 모양은 흡착력 을 높이기 위해 내부면적 을 크게했다. 2)홈 치수는 O링 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 래커도료・마니큐와등 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 은O링홈2mm 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・아크릴・알루미늄・구리・SS~S55C등 가까이에 있는 것을 고려하면 좋다. |
|||||||||
【O링】 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 워크・중절삭 때는 옆에 어긋나는 것을 막기 위한 대책 을 한다. 지금까지의 실적속에서 자주 실시한 나사 아래구멍・관통 구멍・conterboring hole 를 H7공차로 마무리해서 위치 결정스토퍼로 사용했다.(기타볼트・받침 쇠・ 프리 바이스 등도 함깨 사용했다.)
|
|||||||||
![]() ・ 진공척・오른쪽 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 테이블(상품명 에어패드)를 사용한 테스트 |
|||||||||
【워크 상정】 선반・밀링머신 을 사용하여 수지・금속박판에서 워크 을 잘라 낸다. 양면 테이프・접착제등으로도 가능하지만 진공척으로는 전처리・후처리 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 종이를(복사 용지등)끼워 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. |
|||||||||
|
|||||||||
【가공데이터】 진공척은 사용법에 의해 기대 이상의 실력을 발휘하지만, 사용법 을 잘못하면 진가 를 발휘하지 못합니다. 시간이 허락하는 한 테스트데이터・가공의 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.
|
|||||||||
![]() ![]()
|
【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 및 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 부품2) 소량 생산 품목의 경우에는 부가가치가 높은 제품. |
|
【고도한 사용법】 지금까지 진공장치 및 진공척라인은 연결한 상태에서의 사용 설명 을 하고 었지만, 기계에 관통 구멍이 없는NC선반・팔레트 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.
|
||
【O링】 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.(마니큐와・래커페인트로 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.(leak 는 라인에서인지 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 약8초후 |
||
・이번에 사용된 진공척은 네오프렌스폰지끈 사용을 전제로 한 지그로 워크・진공척 표면거칠기는R.max25s~30s으로 완성되고 있다. ・습식이라 고절삭유가 들어오지 만,건식라면 문제는 없다. ・수지등의 가공이면 네오프렌스폰지끈이 없어도 가능합니다. |
||
![]() 진공척유닛 ・ 에어필터 ・토요론호스 ・지그・워크 |
진공척 마크Ⅲ 카탈로그 |