치공구(지그와 고정구)의 개요 및 종류

제 1장 치공구의 개요 

1-1 치공구의 정의

 

(1)   치공구 : 치공구란 다량생산에 기초를 두고 제품을 능률적이고 경제적이며 균일성(호환성)이 요구되는 기계작업에 사용되는 특수공구로서 흔히 지그와 고정구로 나누어 진다.

 

(2)   지그(JIG) : 공작물의 위치결정 기구와 공작물을 고정하기 위한 클램핑 기구를 갖고 있으며 절삭공구를 안내하는 부싱이 함께 사용되나 이 안내부의 정도가 그대로 공작물에 직접 영향을 끼친다.

(3)   고정구(FIXTURE) :  공작물을 정확한 위치에 놓기위한 위치결정기구와 이것을 고정하기 위한 클램핑 기구는 지그와 같으나 절삭공구를 공작물의 가공부의에 맞도록 설치하기 위한 세트블록이 함께 사용되는 경우가 많다. 즉, 치공구는 부품의 가공을 정확히 행 할뿐 아니라 기타 조립, 검사, 용접 등 작업을 능률적이고 정확하게 할 수 있는 보조구이다.

 

1-2 치공구의 사용목적

균일하고 정밀한 공작물을 단 시간에 가공하기 위한 것이며 제품의 제조 원가를 절감하는 것이 주 목적이다. 다품종 소량생산이며 가공이 용이한 경우에 일부러 치공구를 사용하는 것은 가공전의 준비, 시간, 치공구 제작비를 고려할 때 불리한 경우도 있다.

치공구의 사용상 이점은 다음과 같다.

(1)   가공에 있어서의 이점

A.    기계설비를 최대한으로 활용(기계 능력 배가)

B.    생산능력 증대(생산성 향상)

C.    특수기계, 특수공구 불필요

(2)   생산원가 절감

A.    가공 정밀도 향상 및 호환성으로 불량품 방지

B.    제품의 균일화에 의해 검사업무 간소화

C.    작업시간 단축

(3)   노무관리의 단순화가 가능

A.    특수작업의 감소, 특별한 주의사항 및 검사등이 불필요

B.    작업의 숙련도 요구가 감소

C.    작업에 의한 피로경감으로 안전작업

(4)  재료비 절약이 가능하고 다른작업과의 관련이 원활

A.    불량품이 감소, 부품의 호환성 증대

B.    바이트등 공구의 파손 및 감소로 공구수명 연장

 

1-3 치공구의 설계기사의 임무

(1)   설계(도면작성)

(2)   치공구 제작에 대한 감독

(3)   재료의 조달

(4)  검사(시험검사)

 

1-4 치공구 설계자가 갖추어야 할 필요조건

(1)   최근의 생산방법, 장비 및 공구에 대해 알고 있을 것

(2)   기계에 관한 창조적인 정신과 진취성의 기질이 풍부할 것

(3)   수학적 기초지식과 제도능력이 있을 것

(4)  기본적인 치공구 제작법을 알고 있을 것

 

1-5 치공구 설계시 고려사항

(1)   공작물에 적합한 치공구의 형태

(2)   공작물의 장착과 장탈

A.    공작물 장착에 필요한 공간

B.    부적당한 장착이 되지 않도록 방오법(FOOL-PROOFING)고려

C.    공작물의 용이한 장탈

(3)   공작물을 신속하게 클램핑하는 방법

(4)  무겁고 대형인 치공구는 취급방법을 특별히 고려

(5)   마모된 치공구 부품의 교환과 재연삭

(6)   칩배출 여유와 칩제거 방법

(7)   치공구 부품의 기능에 적절한 재질 선택

(8)   작업자의 안전

 

드릴 지그(Drill Jig)

제 2장 치공구의 종류별 특성

2-1 치공구의 분류

치공구는 공작물의 형상이나 작업조건에 따라 여러 가지 종류로 분류된다.

(1) 작업내용에 따른 분류

A.   기계가공용 치공구 : 드릴링, 선삭, 밀링, 연삭용등

B. 조립용 치공구 : 조립, 센터링, 압입용등

C. 용접용 치공구 : 용접, 납땜, 단접용등

D. 검사용 치공구 : 치수, 형상, 압력용등

E. 기타 도장용, 열처리용등 치공구

(2) 성능상의 분류

A.   범용 치공구

B.   공용(겸용) 치공구

C.   자동화, 전용치공구

(3) 형태상의 분류

    플레이트형, 앵글플레이트형, 박스형, 바이스형, 분할형, 척형등

 

2-2 지그의 형태별 종류 및 특성

지그는 일반적으로 드릴지그와 보링 지그로 대별된다. 또한 드릴지그를 형태별로 크게 나누면 개방지그(OPEN JIG)와 밀폐지그(CLOSED JIG)가 있으며 개방지그는 공박물의 한쪽면에 구멍을 가공하는 지그이며 밀폐지그는 공작물이 장착된 상태에서 여러면의 구멍을 가공할 수 있는 지그이다.

 

(1)   템플릿 지그(TEMPLATE JIG)

공작물의 외부나 내면에 대해 지그가 장착되며 일반적으로 공작물을 고정하지 않는 가장 단순한 지그이다. 제품의 생산속도보다 정밀도를 얻기 위해 사용되는 드릴부싱을 사용하지 않을 때는 지그판 자체를 경화처리한다.

 

(2)   플레이트 지그(PLATE JIG)

개방지그를 대표하는 것으로 템플릿 지그와 유사하다. 그 차이는 공작물을 고정하는 장치가 있다는 것이다. 공작물이 직접 기계 테이블에 닿지않게 하기 위해 플레이트 지그에 설치하기도 하는데 이것이 테이블 지그이다.

 

(3)   샌드위치 지그(SANDWICH JIG)

뒷판(BACK PLATE)을 가진 플레이트 지그의 일종으로 쉽게 휘거나 연해서 뒤틀리기 쉬운 공작물의 가공에 사용된다.

 

(4)  앵글 플레이트 지그(ANGLE PLATE JIG)

공작물의 위치결정면에 대한 직각인 구멍을 가공하는데 사용되며 90°이외의 각도로 가공될 구멍에는 수정된 앵글 플레이트 지그(MODIFIED ANGLE PLATE JIG)가 사용된다.

 

(5)   박스지그(BOX JIG)

텀블지그(TUMBLE JIG)라고도 하며 공작물을 재 위치결정시키지 않고서도 여려면의 구멍을 완성 할 수 있으나 칩제거가 불리하고 제작비가 다소 비싸다.

 

(6)   채널지그(CHANNEL JIG)

박지그의 형식중에서 가장 단순한 형태로 공작물은 두 표면 상이에 유지되고 제3표면을 가공한다. 때로는 지그다리를 사용해 3면의 구멍을 가공할 수 있다.

 

(7)   리프지그(LEAF JIG)

공작물의 장착과 장탈을 용이하게 할 수 있도록 힌지된 리프를 가진 소형 박스지그라고 불수 있으며 보다 쉽게 조작할 수 있는 핸들 장치를 붙이는 것이 보통이다. 리프지그와 박스지그의 주된 차이점은 지그의 크기와 공작물의 위치결정이다. 이 지그는 힌지핀과 본체의 틈새가 공작물 정밀도에 영향을 끼치는 단점이 있다.

 

(8)   분할 지그(INDEXING JIG)

공작물 주위에 일정한 간격으로 구멍을 뚫거나 기타 기계가공 하는데 사용되는 지그로서 지그부품 자체 또는 플런저(PLUNGER)등이 분할판으로 사용되며 대형의 분할지그를 로타리 지그(ROTARY JIG)라고도 한다.

(9)   트러니언 지그(TRUMION JIG)

주로 대형이거나 불규칙한 형상의 공작물을 가공하는데 사용되며 로타리지그와 유사하다. 먼저 공작물을 상사모양의 캐리어(CARRIER)에 넣구 트라니언에 올려 놓는다. 이 지그는 몇개의 플레이트 지그를 필요로 하는 크고 무거운 공작물 가공에 적합하다.

 

(10) 펌프지그(PUMP JIG)

사용자의 용도에 맞도록 상품화되어 있으며 레버로 작동되는 지그판은 정착과 장탈이 용이하게 되고 사용자의 용도에 따라 약간의 변경만으로 여러 공작물에 대응할 수 있어 많은 시간을 절약할 수 있다.

 

(11) 다단지그(MULTISTATION JIG)

이 지그의 특징은 공작물을 지그에 장착시키는 방법으로 1회 장착된 공작물에 드릴링, 리밍카운터 보링 등을 연속적으로 할 수 있으며 최종적으로 가공이 끝난 공작물을 장탈하고 새로운 공작물을 장착할 수 있게 되어 있다. 일반적으로 다축 공작기계에서 많이 사용된다.

 

(12) 바이스지그(VISE JIG)

기계 바이스를 개조하여 특수 형상의 조오(JAW)와 급속작동 클램핑 기구를 이용한 지그로서 공작물의 형태가 바뀌어도 간단하게 바이스의 조요만 개조하여 사용할 수 있으며 신속한 클램핑과 튼튼한 구조를 갖고 있다.