CNC 가공에서 지그와 픽스처: 핵심 차이점과 실용적 용도

CNC 가공은 제조 공정으로서 많은 도구의 사용을 포괄합니다. 이 도구들은 독특하면서도 다양합니다. 즉, 각각 다른 역량에 적용 가능합니다. CNC 가공에 사용되는 많은 도구 중 사람들이 서로 혼동하는 두 가지 도구는 지그(jig)와 픽스처(fixture)입니다.

지그와 픽스처의 혼란을 해소하기 위해 이 글에서는 유형, 차이점, 용도 측면에서 두 도구를 소개합니다. 마지막에는 "지그와 픽스처는 무엇에 사용되는가?"라는 질문에 답할 수 있을 것입니다. 지식에 몰입할 준비가 되셨나요? 시작해봅시다!

지그(Jig)란 무엇인가?

지그는 공작물과 기계 부품을 작업대에 고정하는 장치입니다. CNC 기계 공구(선반 절삭 공구 등)에 고정되어 위치와 움직임을 지시합니다. 즉, 어떤 의미에서는 이러한 가공 공구를 안내합니다. 지그는 독특하게도 지그가 움직이면 공구가 정지 상태가 됩니다.

지그의 유형

지그는 CNC 가공에서 흔히 사용되는 장치로, 다양한 유형이 있습니다. 가공 작업에 사용되는 일반적인 지그 유형은 다음과 같습니다.

• 템플릿 지그 (Template Jigs): 이 지그는 단순하며 정확성 덕분에 이상적입니다. 또한 엄청난 속도를 자랑합니다. 하지만 기계 가공자는 속도보다 정확성을 위해 더 많이 사용합니다. 템플릿 지그는 여러 방식으로 사용됩니다. 예를 들어 공작물 위에 끼우거나 안으로 넣을 수 있습니다. 하지만 보통 클램핑하지는 않습니다.

• 앵글 플레이트 지그 (Angle-Plate Jigs): 앵글 플레이트 지그는 마운팅 로케이터에 대해 각도로 드릴링하기 위해 준비된 부품을 고정하기에 이상적입니다.

• 플레이트 지그 (Plate Jigs): 플레이트 지그는 템플릿 지그와 사용 방식이 같습니다. 하지만 템플릿 지그와 달리 공작물을 고정하는 내장 클램프가 있습니다.

• 리프 지그 (Leaf Jigs): 힌지 달린 리프가 있어 부품 적재와 하역이 쉽습니다. 힌지 리프가 부품을 완전히 감싸지는 않습니다.

픽스처(Fixture)란 무엇인가?

픽스처 또는 CNC 픽스처는 안정성, 지지, 위치 결정을 위한 또 다른 인기 있는 CNC 가공 도구로 간주됩니다. 지그와 마찬가지로 공작물을 CNC 기계에 고정, 지지, 마운트하는 역할을 합니다.

픽스처의 유형

대부분의 기계 가공자는 픽스처 분류에 익숙하지 않습니다. 그래서 자신의 작업에 적합한 것을 선택하는 데 어려움을 겪습니다. 아래 그림의 픽스처는 가공 작업, 용도, 동력원 세 가지를 기준으로 합니다. 목록을 요약했습니다. 전체 버전은 CNC 픽스처에 대한 우리 기사를 확인하세요.

CNC 가공 작업 기반 픽스처 공구

• 선삭 픽스처.
• 밀링 픽스처.
• 드릴링 픽스처.
• 보링 픽스처.
• 연삭 픽스처.

가공 작업 유형에 기반한 다른 유형의 픽스처도 있습니다. 우리는 픽스처가 필요한 모든 CNC 가공 작업이 작업의 이름을 따르는 것으로 결론지었습니다. 따라서 호닝 및 래핑 같은 작업에는 CNC 호닝 픽스처와 CNC 래핑 픽스처가 각각 있습니다.

용도 기반 픽스처 공구

• 범용 픽스처.
• 특수 픽스처.
• 조립식 픽스처.
• 모듈러 픽스처.
• 조합 픽스처.

동력원 기반 픽스처 공구

• 수동 픽스처.
• 공압식 픽스처.
• 유압식 픽스처.
• 전기식 픽스처.
• 자기식 픽스처.
• 진공 픽스처.

지그와 픽스처에 대한 비디오 튜토리얼도 시청할 수 있습니다:

지그와 픽스처의 차이점

CNC 가공에서 공작물 고정이 처음이거나 CNC 가공을 처음 접하는 사람에게 지그와 픽스처는 매우 혼란스러운 두 도구일 수 있습니다. 두 도구는 유사하며 생산성과 효율성을 증진시킵니다. 하지만 기능이 다릅니다. 지그와 픽스처의 주요 차이점은 다음과 같습니다.

주요 기능

지그와 픽스처의 주요 차이점은 주 기능에 있습니다. 지그는 절삭 공구가 공작물의 미리 정의된 위치에서 작동하도록 안내합니다. 또한 부품을 지지하고 위치를 결정합니다. 반면 픽스처는 공작물을 고정, 지지, 위치 결정만 합니다. 기계 부품을 안내하지 않습니다.

복잡성

지그와 픽스처를 비교할 때 기계 가공자는 지그가 더 사용하기 쉽다는 데 동의합니다. 픽스처는 기계 가공자가 작업을 수행하기 전에 어느 정도 숙련되어야 합니다.

무게

살펴볼 또 다른 특성은 무게로, 지그가 픽스처보다 가볍습니다. 픽스처는 거대한 절삭 힘과 진동을 견뎌야 하므로 더 무겁습니다.

기계 장착 여부

지그는 수행하는 작업 유형에 따라 테이블에 고정하거나 들고 있을 수 있습니다. 또한 중량 작업에 사용될 때 추가 장치가 필요하지 않지만 클램핑이 필요할 수 있습니다. 그러나 픽스처는 더 나은 작동을 위해 클램핑과 액세서리가 필요합니다.

설계

지그는 구조 측면에서 픽스처보다 더 복잡합니다.

공구 접촉 여부

픽스처는 부품에 맞게 설계되어 기계 부품과 접촉할 필요가 없습니다. 그러나 지그는 각도와 위치를 정확하게 설정하기 위해 공구와 접촉해야 합니다.

왜 지그와 픽스처가 가공에 중요한가?

지그와 픽스처 모두 장점이 많아 광범위하게 적용되므로 CNC 가공에서 매우 중요합니다. 다음은 지그와 픽스처 제조 작업의 적용 분야와 장점을 소개합니다.

지그와 픽스처의 적용

지그와 픽스처는 일반적으로 공작물과 기계 부품을 고정하는 기능을 합니다. 하지만 둘 사이에는 차이가 있습니다. 픽스처는 선삭, 밀링, 연삭, 슬로팅 및 기타 다차원 작업에 적합합니다. 반면 지그는 카운터보링, 탭핑, 드릴링, 리밍 및 기타 1차원 작업에 적합합니다.

지그와 픽스처 사용의 장점

모든 가공 작업에서 지그와 픽스처를 사용하면 많은 장점이 있습니다. 몇 가지 중요한 장점은 다음과 같습니다.

• 생산성 및 효율성 향상. 두 도구가 공작물의 정렬을 없애주므로 기계의 유휴 시간이 줄어들어 생산성과 효율성이 향상됩니다.

• 제조 비용 절감. 제품 제조 비용을 줄이면서 생산성과 품질을 높입니다. CNC 가공 비용에 대한 기사도 있으니 참고하세요.

• 제품 품질 개선. 작업 중 기계 가공자가 수동으로 부품을 분리 설정할 필요가 없습니다. 따라서 사람이 오류를 만들 가능성을 제거하고 품질을 개선합니다.

• 복잡하고 무거운 공구 제작 용이. 두 도구가 가공 작업 중 공작물을 단단히 고정하므로 기계 가공자가 무겁고 복잡한 형상의 부품을 쉽게 제작할 수 있습니다.

• 안전성 향상. 지그와 픽스처가 공작물과 기계에 직접 관여하므로 사람의 개입을 제거하여 안전성을 높입니다.

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지그와 픽스처 제작 방법

CNC 가공과 3D 프린팅은 지그와 픽스처를 만드는 두 가지 주요 방법입니다. 하지만 두 공정 모두 복잡도, 생산량, 제작 난이도에 크게 의존합니다. 지그와 픽스처 제작에 대해 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.

설계

지그와 픽스처를 설계하기 전에 알아야 할 몇 가지 사항이 있습니다. 다음은 알아야 할 일반적인 사항들입니다.

• 부품 연구.
• 위치 결정 요소 연구.
• 기계 유형과 용량 파악.
• 적재 및 하역 배열 파악.
• 클램핑 배열 파악.
• 동력 장치 및 안전 장치 연구.
• 지그/픽스처와 구성요소 간 클리어런스 파악.
• 배출 장치, 테이블 고정 배열, 인덱싱 장치 연구.

지그와 픽스처 제작에 사용되는 소재

지그나 픽스처 제작용 소재 선택은 용도와 가공 작업 요구사항에 따라 달라집니다. 지그와 픽스처 제작에 사용되는 소재는 다음과 같습니다.

• 강철 (스테인리스, 경질, 초경, 연질, 고속도강).
• 주철.
• 경화 알루미늄.
• 플라스틱: 델린, 나일론, PC.
• 청동.

제조

지그와 픽스처는 CNC 가공과 3D 프린팅 두 가지 방식으로 제조됩니다. 각 방법은 독특하며 소재 유형과 가공 작업 요구사항에 따라 달라집니다. 두 방식에 대한 설명은 다음과 같습니다.

3D 프린팅

두 방식 중 3D 프린팅이 더 많이 사용되며 CNC 가공보다 많은 장점이 있습니다. 더 저렴하고 빠르며 제조업체에 설계를 재최적화하는 데 필요한 유연성을 제공합니다.

3D 프린팅 지그와 픽스처는 비용 증가 없이 더 나은 설계 복잡성을 허용합니다. 제조업체는 지그와 픽스처의 성능을 개선하기 위해 다른 기능도 추가할 수 있습니다. 3D 프린팅으로 지그와 픽스처를 만들기 위한 단계는 다음과 같습니다.

• 측정 도구를 사용하여 지그와 픽스처의 치수 정확도 검증.
• 리브와 필렛을 사용하여 강성 증가.
• 금속 나사 인서트를 사용하여 지그와 픽스처 내구성 향상.
• 이차 작업 완료 후 볼트와 클램프를 풀어 변형 방지.

CNC 가공

CNC 가공을 사용할 때는 설계 계획에 칩 발생을 고려해야 합니다. 따라서 제조업체는 버 형성에 대비하여 지그나 픽스처에 간격을 두는 경우가 많습니다. 하지만 칩을 수용하여 쐐기로 확장될 수 있는 홈과 포켓은 최소화해야 합니다.

제조 완료 후 지그와 픽스처는 형상과 기능 면에서 검증되어야 합니다. 두 가지 모두 CAD 모델과 비교하여 제조된 부품의 치수가 CAD 모델과 유사한지 확인합니다. 검증되고 치수가 정확한 지그와 픽스처는 기울어짐, 휘어짐, 이동 없이 제 역할을 수행해야 합니다.

결론

CNC 제조 공정에서 가장 흔한 논쟁 중 하나는 지그 대 픽스처입니다. 두 도구는 초보자에게 특히 혼란스럽습니다. 이 글에서는 두 도구, 유형, 용도, 제조에 대해 배웠습니다. 글을 읽고 나면 두 도구의 차이점과 더 원활한 작업을 위해 어떻게 활용할 수 있는지 이해하게 될 것입니다.

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자주 묻는 질문 (FAQ)

지그와 픽스처의 용도는 무엇인가?

지그와 픽스처는 가공 작업에서 지지 역할을 하는 공작물 고정 장치입니다. 공작물을 CNC 기계 부품에 올바르게 고정, 지지 또는 마운트합니다. 더 원활한 제조 작업, 생산성 등 여러 장점으로 매우 중요합니다.

지그와 픽스처의 차이점은 무엇인가?

주요 차이점은 주 기능에 있습니다. 지그는 기계 부품(예: 절삭 공구)을 안내하면서 작업을 수행합니다. 그러나 픽스처는 그렇지 않습니다. 공작물만 고정, 지지, 안정화합니다. 픽스처에서는 공작물이 움직여도 공구가 움직이지 않습니다. 지그에서는 그렇지 않습니다.