CNC 고정 장치: 종합 가이드

CNC 픽스처의 이점

올바른 픽스처를 사용하면 CNC 작업에 몇 가지 중요한 이점이 있습니다.

향상된 정밀도 및 반복성

좋은 픽스처는 각 부품이 마지막 부품과 동일하도록 보장합니다. 매번 정확히 같은 위치에 공작물을 고정하므로 부품 품질이 향상되고 불량품이 줄어듭니다.

생산성 향상 및 주기 시간 단축

픽스처를 사용하면 부품 간 설정 시간이 단축됩니다. 작업자는 완성된 공작물을 빠르게 제거하고 새 공작물을 적재할 수 있습니다. 일부 픽스처는 여러 공작물을 동시에 고정할 수 있어 기계를 멈추지 않고 더 오래 가동할 수 있습니다.

안전성과 조작 편의성

고정 장치는 절삭 공구에서 손을 멀리 떨어뜨려 작업자를 보호합니다. 어색하거나 무거운 부품을 더 쉽게 안전하게 다룰 수 있습니다.

CNC 고정 장치의 유형

CNC 고정구는 다양한 형태로 제공되며, 각각 특정 애플리케이션과 재료에 맞게 설계되었습니다. 다음은 여러분이 접하게 될 주요 유형에 대한 분석입니다.

워크홀딩 메커니즘 기반

부품을 고정하는 데 사용되는 방법은 고정 장치를 분류하는 기본 방법입니다. 각 메커니즘은 서로 다른 장점을 제공합니다.

부 고정 장치

바이스 픽스처는 가장 기본적이고 널리 사용되는 CNC 픽스처 유형입니다. 고정형과 이동형 두 개의 죠가 있어 반대쪽에서 공작물을 고정합니다. 많은 공장에서 표준 바이스로 시작하여 특정 부품 모양에 맞게 맞춤형 죠 인서트를 추가합니다.

바이스 픽스처는 평행한 표면이 두 개 이상인 공작물에 가장 적합합니다. 다양한 부품 크기에 맞게 빠르게 설정하고 조정할 수 있습니다. 최신 CNC 바이스는 0.0005인치 이내의 공차를 유지할 수 있으며 무거운 절삭을 위한 뛰어난 강성을 제공합니다.

바이스 픽스처는 형상이 단순한 중소형 부품의 경우 비용과 성능의 균형을 맞추는 경우가 많습니다. 블록, 플레이트 및 프리즘 부품의 밀링 작업에 이상적입니다.

클램핑 픽스처

클램핑 픽스처는 다양한 클램프 유형을 사용하여 공작물을 베이스 플레이트에 고정합니다. 복잡한 모양의 부품을 고정할 때 바이스보다 더 유연하게 사용할 수 있습니다.

토글 클램프는 적절한 고정력으로 빠른 수동 클램핑을 제공합니다. 푸시, 풀, 사이드 액션 타입 등 다양한 스타일로 제공됩니다. 토글 클램프는 설정 속도가 중요한 중간 규모의 생산 작업에 적합합니다.

공압 클램프는 공기압을 사용하여 더 빠르게 작동합니다. 한 번에 모두 활성화할 수 있어 공작물을 로딩하는 동안 시간을 절약할 수 있습니다. 많은 CNC 기계에는 이러한 시스템에 직접 연결되는 에어라인이 포함되어 있습니다.

유압 클램프는 고강도 작업에서 가장 높은 클램핑력을 발휘합니다. 가혹한 절단 조건에서도 일정한 압력을 유지합니다. 더 비싸지만 유압 시스템은 대량 생산에 유리합니다.

자석 고정 장치

마그네틱 픽스처는 강력한 영구 또는 전자기장을 사용하여 철 소재 공작물을 고정합니다. 물리적 클램프가 없기 때문에 더 많은 부품 표면에 방해받지 않고 공구에 접근할 수 있습니다.

영구 자석 척은 전원이 필요 없으며 연삭 및 가벼운 가공에 적합합니다. 전자기 고정장치는 더 무거운 절삭을 위해 즉시 켜고 끌 수 있는 더 강력한 고정력을 제공합니다.

마그네틱 고정 장치는 철 기반 재료에만 사용할 수 있습니다. 뒤틀림 없이 고정하기 어려운 얇은 판재에 이상적입니다. 물리적인 클램프를 조정할 필요가 없으므로 설정 시간이 크게 단축됩니다.

진공 설비

진공 픽스처는 흡입을 사용하여 픽스처 플레이트에 부품을 고정합니다. 진공 펌프는 픽스처와 공작물 사이에 음압을 생성합니다. 씰링 링은 가공 중에 진공을 유지합니다.

이 고정구는 알루미늄, 플라스틱, 목재와 같은 비철 소재에 탁월합니다. 기계적인 클램핑 압력으로 인해 휘어질 수 있는 얇고 평평한 공작물에 적합합니다.

진공 시스템은 부품 표면에 클램프 자국이 남지 않으므로 미용 부품이나 평탄도가 엄격하게 요구되는 부품에 유용합니다. 하지만 기계식 클램프보다 유지력이 약하기 때문에 더 가벼운 절단 파라미터가 필요한 경우가 많습니다.

가공 작업 기준

가공 공정에 따라 힘과 접근 요구 사항이 달라집니다. 특정 작업을 위해 설계된 픽스처는 이러한 요구 사항을 고려합니다.

밀링 픽스처

밀링 픽스처는 공작물의 정확도를 유지하면서 여러 방향의 절삭력에 저항해야 합니다. 일반적으로 전략적으로 배치된 지지대와 클램프가 있는 견고한 베이스 플레이트가 포함됩니다.

좋은 밀링 고정 장치는 무거운 절삭 시 진동을 방지합니다. 진동을 완화하기 위해 추가 브레이싱과 매스를 통합하는 경우가 많으며, 냉각수 채널은 격렬한 밀링 작업 중 열을 관리하는 데 도움이 됩니다.

최고의 밀링 픽스처는 견고한 공작물 고정과 손쉬운 공구 접근의 균형을 유지합니다. 가능한 경우 공작물의 위치를 변경하지 않고도 여러 측면에서 가공할 수 있습니다.

터닝 픽스처

터닝 픽스처는 CNC 선반과 터닝 센터에서 공작물을 고정합니다. 공작물이 빠르게 회전하기 때문에 이러한 고정 장치는 진동을 방지하기 위해 정밀하게 균형을 맞춰야 합니다.

표준 선삭 픽스처에는 공작물 중심을 잡는 3~4개의 죠가 있는 척이 포함됩니다. 콜릿 척은 작은 공작물을 더 정확하게 잡을 수 있습니다. 맞춤형 소프트 죠는 공작물 모양에 맞게 조정되어 그립력이 향상되고 공작물 마킹이 줄어듭니다.

홀수형 공작물의 경우 선삭 픽스처에 균형 유지를 위한 평형추가 포함될 수 있습니다. 정삭 작업에 사용되는 높은 RPM에서는 적절한 균형이 더욱 중요해집니다.

드릴링 픽스처

드릴링 픽스처는 드릴 비트와 보링 공구 아래에 부품을 정확하게 배치합니다. 홀 위치의 정확성을 유지하고 드릴이 방황하는 것을 방지하는 데 중점을 둡니다.

이러한 고정 장치에는 드릴 비트를 안내하는 경화 강철 부싱이 포함되어 있는 경우가 많습니다. 부싱은 드릴 편향을 방지하고 공구 수명을 연장합니다. 깊은 구멍의 경우 추가 지지대를 사용하면 드릴링 중에 부품이 휘어지는 것을 방지할 수 있습니다.

퀵 체인지 기능은 대량 드릴링 작업에서 생산 속도를 높이는 데 도움이 됩니다. 일부 고급 드릴링 픽스처에는 가공 후 완성된 부품을 밀어내는 자동 배출 메커니즘이 포함되어 있습니다.

연삭 설비

연삭 설비에는 탁월한 안정성과 정밀도가 필요합니다. 연삭 작업 중에는 미세한 진동으로도 표면 마감이 손상될 수 있습니다.

이러한 고정 장치에는 종종 추가 질량 및 진동 감쇠 재료가 통합되어 있습니다. 정밀 연삭 애플리케이션의 경우 위치 정확도를 미크론 이내로 유지합니다.

연삭 설비에서 열 안정성은 매우 중요합니다. 일부 고정밀 버전에는 긴 연삭 사이클 동안 치수 안정성을 유지하기 위한 냉각 시스템이 포함되어 있습니다.

자재 취급 기준

부품을 적재하고 하역하는 방식은 생산 효율성에 영향을 미칩니다. 픽스처 설계는 생산량과 자동화 요구 사항에 따라 달라집니다.

수동 고정 장치

수동 설비는 작업자가 직접 부품을 적재 및 하역해야 합니다. 간단하고 안정적이며 자동화 시스템보다 비용이 훨씬 저렴합니다.

이러한 고정 장치는 다음과 같은 경우에 적합합니다. 원기 실행 및 소량 생산. 이를 통해 작업자는 부품 위치 및 클램핑 압력을 완벽하게 제어할 수 있습니다.

많은 매장에서 수동 고정 장치로 시작하여 퀵 릴리스 클램프와 같은 업그레이드를 추가하여 효율성을 개선합니다. 좋은 설계를 통해 수동 픽스처는 여전히 뛰어난 정확도와 반복성을 달성할 수 있습니다.

자동 설비

자동 픽스처는 핸즈프리 작동을 위해 CNC 제어 시스템과 통합됩니다. 동력 메커니즘을 사용하여 작업자의 개입 없이 부품을 적재, 배치, 고정 및 배출할 수 있습니다.

이러한 시스템은 대량 생산에서 빛을 발합니다. 일관된 사이클 시간을 유지하고 수작업으로 인한 편차를 제거합니다. 일부는 실행 중인 프로그램에 따라 클램핑 압력을 자동으로 조정할 수 있습니다.

최첨단 자동 설비는 완전 자동화된 셀을 위해 로봇 로더와 함께 작동합니다. 이러한 시스템은 구축 비용이 많이 들지만 몇 시간 동안 무인으로 운영할 수 있어 생산 능력을 획기적으로 향상시킬 수 있습니다.