유압 클램프: 완전한 유형, 작동 원리 및 선택 가이드

A 유압 클램프 가압된 유압 유체를 사용하여 공작물에 클램핑력을 생성하고 유지하는 작업 고정 장치입니다. CNC 가공 및 기타 제조 공정에서 유압 클램프는 밀링, 드릴링, 터닝 및 연삭 중에 부품을 제 위치에 단단히 유지하므로 생산 실행의 모든 ​​부품에서 치수 정확성과 표면 마감이 일관되게 유지됩니다.

일반적인 유압 클램핑 시스템에는 세 가지 핵심 요소가 있습니다. 유압 동력 장치 가압된 오일 흐름을 생성하는 클램핑 실린더 또는 해당 압력을 기계적 유지력으로 변환하는 액츄에이터, 클램핑 속도, 압력 및 타이밍을 제어하는 밸브, 호스 및 피팅이 포함된 제어 회로입니다.

제조업체는 주로 유압 클램프를 선택합니다. 반복성 . 수동 바이스는 작업자의 힘과 느낌에 따라 달라집니다. 유압 클램프는 모든 사이클에 동일한 힘을 가하여 가공 변동의 가장 빈번한 원인 중 하나를 제거합니다. 또한 유압 클램프는 작은 공간에서 훨씬 더 높은 힘을 제공하므로 현대식 머시닝 센터, 이송 라인 및 유연한 제조 시스템의 표준 장비입니다.

유압 클램프는 어떻게 작동합니까?

작동 원리는 간단합니다. 전기 모터는 저장소에서 오일을 끌어와 방향 제어 밸브를 통해 클램핑 실린더쪽으로 밀어내는 유압 펌프(보통 기어 펌프)를 구동합니다. 오일이 압력 포트로 유입되면 피스톤이 확장되어 스윙 암이나 클램프 블록을 작업물 위로 이동시킵니다. 방향 밸브가 이동하면 오일이 탱크로 돌아가고 클램프가 열립니다.

대부분의 공작기계 클램핑 회로는 복동 실린더 , 고정하려면 압력이 필요하고 해제하려면 압력이 필요합니다. 단동 버전은 스프링 리턴을 사용하고 한 방향으로만 압력이 필요하므로 더 간단하지만 속도가 느립니다. 클램핑력은 유압에 유효 피스톤 면적을 곱한 것과 같습니다. 예를 들어 100bar의 63mm 보어 실린더는 레버 비율이 적용되기 전에 약 31kN을 생성합니다.

한 가지 점은 종종 오해됩니다. 즉, 클램프 본체가 조임력을 결정하지 않는다는 것입니다. 전원 장치와 압력 릴리프 밸브 설정이 수행됩니다. 그렇기 때문에 전원 장치를 선택하는 것이 클램프 자체를 선택하는 것만큼 중요합니다. 압력, 흐름 및 방향 밸브가 회로 내에서 함께 작동하는 방식을 이해하려면 다음을 검토하십시오. 유압 시스템의 작동 원리 우리 업계 뉴스에 설명되어 있습니다.

공작기계용 유압 클램핑 파워 유닛 이 컴팩트한 동력 장치는 유압 잠금 장치로 안정적인 클램핑 압력을 유지하고, 에너지 절약형 간헐 모터를 갖추고 있으며, 유연한 공작 기계 통합을 위한 모터 및 전압 옵션을 제공합니다. 제품보기 →

유압 클램프의 주요 유형

유압 클램프는 여러 가지 기계적 구성으로 제공되며 각각은 특정 워크홀딩 형상에 맞게 설계되었습니다. 공작 기계 및 고정 장치에서 발견되는 가장 일반적인 유형은 아래에 설명되어 있습니다.

스윙 클램프

스윙 클램프는 암을 공작물 위의 위치로 회전시킨 다음 수직으로 아래로 이동하여 클램프합니다. 스윙 각도는 일반적으로 30도, 45도 또는 90도입니다. 스윙 클램프는 로딩 영역을 완전히 열어두기 때문에 상단 클램핑에 가장 널리 사용되는 선택입니다. 사용 가능한 힘은 일반적으로 다음과 같습니다. 5kN ~ 50kN .

블록 및 링크 클램프

이 로우 프로파일 클램프는 부품을 비스듬히 아래로 당깁니다. 스트로크 길이가 제한된 소형 고정 장치에 유용합니다. 클램핑력은 링크 메커니즘을 통해 전달되며, 이는 또한 무거운 절단 중에 부품이 들리는 것을 방지하는 수평 억제 효과를 생성합니다.

엣지 클램프

에지 클램프는 측면에서 가공물에 접근하므로 공구에 접근할 수 있도록 상단 표면 전체가 깨끗해집니다. 많은 유압식 엣지 클램프는 수평 푸시와 수직 풀다운을 결합합니다. 이는 알루미늄 하우징 및 커버 플레이트와 같이 얇거나 뒤틀림이 발생하기 쉬운 부품에 필수적입니다.

콜릿 및 맨드릴 확장

이러한 클램프는 보어 내부 또는 가공된 형상에서 바깥쪽으로 확장됩니다. 내부 직경에 위치해야 하는 기어, 슬리브 및 주물에 이상적입니다. 방사형 확장은 부품의 중심을 잡고 원주 주위에 조임력을 균등하게 분산시켜 벽이 얇은 부품의 왜곡을 줄입니다.

유압 바이스

유압 작동식 셀프 센터링 또는 고정 조 바이스는 작업자 개입 없이 자동으로 해제되고 다시 고정될 수 있기 때문에 팔레트 가공 시스템에서 일반적입니다. 일반적으로 유압 바이스는 다음을 제공합니다. 10kN ~ 60kN 클램핑력이 뛰어나며 반복적인 높은 처리량 사이클을 위해 제작되었습니다.

클램핑 및 작동용 유압 실린더 유압 에너지를 선형 운동으로 변환하는 다용도 액추에이터는 까다로운 공작 기계 응용 분야에서 안정적인 클램핑 및 위치 지정을 위해 고강도 재료와 정밀 씰링으로 제작되었습니다. 제품보기 →

구매하기 전에 평가해야 할 주요 사양

유압 클램프는 그 뒤에 있는 숫자만큼만 우수합니다. 제품을 비교할 때 절단 부하, 고정 장치 레이아웃 및 사이클 시간 목표와 비교하여 다음 매개변수를 확인하십시오.

유압식 대 공압식 대 기계식 클램프

각 클램핑 기술은 작업 현장에 적용됩니다. 아래 비교는 유압 클램프가 고하중, 고정밀 가공 환경에서 지배적인 이유를 보여줍니다.

유압 클램프에 의존하는 산업 응용 분야

유압 클램프는 하나의 수직으로 제한되지 않습니다. 절삭력이 높거나 공차가 엄격하거나 사이클 시간이 짧아야 하는 경우에 나타납니다. 가장 일반적인 분야는 다음과 같습니다.

• CNC 머시닝 센터 및 HMC: 묘비의 스윙 클램프와 유압 바이스는 팔레트당 여러 부품을 고정하여 조명 없이도 생산이 가능합니다.
• 자동차 파워트레인: 엔진 블록, 실린더 헤드 및 변속기 케이스는 클램프 스테이션당 20-40kN으로 가공되며 사이클 시간은 30초 미만인 경우가 많습니다.
• 항공우주 구조 부품: 벽이 얇은 알루미늄 및 티타늄 부품은 뒤틀림을 방지하기 위해 낮고 분산된 조임력이 필요합니다. 확장 맨드릴과 엣지 클램프가 일반적인 솔루션입니다.
• 중장비 제조: 유압 펌프 하우징, 밸브 본체 및 기어박스 구성품은 대형 고정 장치에 있는 유압 클램핑의 높은 힘 밀도로부터 이점을 얻습니다.
• 에너지 및 풍력: 큰 직경의 베어링 하우징과 기어박스 케이스는 수평 보링 기계에 고정되어 있으며, 작은 설치 공간의 클램프도 심한 단속 절삭을 견뎌야 합니다.

올바른 유압 클램핑 파워 유닛을 선택하는 방법

동력 장치는 클램핑 시스템의 핵심입니다. 압력을 설정하고 흐름을 공급하며 클램프가 움직이는 속도를 결정합니다. 다음 선택 단계를 따르십시오.

1. 클램프의 압력 등급을 일치시키십시오. 클램프 정격이 140bar인 경우 릴리프 밸브를 120-130bar로 설정하여 안전 여유를 두고 씰 수명을 연장하십시오.
2. 실린더 부피와 사이클 시간으로부터 유량을 계산합니다. 예: 보어 면적이 12.6cm²이고 클램핑 스트로크가 40mm인 실린더의 부피는 50.4cm²입니다. 3초 안에 닫으려면 클램프당 약 1.0L/min이 필요합니다. 4개의 클램프가 동시에 작동하려면 최소 4L/min을 제공하는 장치를 선택하십시오.
3. 듀티 사이클에 맞게 저장소 크기를 조정합니다. 좋은 규칙은 지속적인 작동을 위해 분당 펌프 흐름의 3~5배에 해당하는 저장소 용량이며, 기계가 뜨거운 환경에서 작동하는 경우 더 커집니다.
4. 듀티 사이클 등급을 확인하세요. 간헐적 클램핑은 AC 전원 장치와 잘 작동합니다. 매우 빈번한 클램핑 또는 다중 교대에는 오일 쿨러를 사용하여 지속적으로 작동하도록 설계된 장치가 필요할 수 있습니다.
5. 밸브 통합을 결정합니다. 통합 밸브 블록 및 매니폴드는 호스, 누출 및 조립 시간을 줄이고 나중에 문제 해결을 단순화합니다.

여러 클램핑 영역이나 추가 유압 기능이 있는 기계의 경우 다중 회로가 있는 더 큰 유압 스테이션이 더 적합할 수 있습니다. 찾아보기 AC 시리즈 유압 동력 장치 카탈로그 압력, 유량 및 저장소 구성을 비교합니다.

유압 Station for Multi-Circuit Systems 유압 시스템의 동력 핵심 역할을 하는 이 스테이션은 펌프, 모터, 탱크 및 제어 밸브를 통합하여 산업 장비 전체의 안정적인 작동을 위해 사용자 정의 가능한 압력과 흐름을 제공합니다. 제품보기 →

설치 및 유지 관리 모범 사례

유압 클램핑 시스템은 주의를 기울이지 않고도 수년간 작동할 수 있지만, 깨끗하게 설치하고 정기적으로 점검하는 경우에만 가능합니다. 다음 사례를 기준으로 사용하세요.

1. 모든 장착 볼트를 제조업체에서 권장하는 토크로 조이십시오. 느슨한 클램프는 하중을 받으면 움직이며 고정 장치와 작업물을 모두 파괴합니다.
2. 오일을 깨끗하게 유지하십시오. ISO 4406 클래스 20/18/15 이상 공작기계 클램핑 회로의 실용적인 타겟입니다. 더러운 오일은 밸브 막힘과 조기 씰 마모의 주요 원인입니다.
3. 6개월마다 릴리프 밸브 설정을 점검하십시오. 표류 릴리프 밸브는 조임력을 조용히 감소시켜 부품 폐기를 유발합니다.
4. 로드 씰과 와이퍼 링에 절단 또는 박힌 칩이 있는지 검사하십시오. 점수가 매겨진 막대는 누출되어 실린더에 오염이 발생하게 됩니다.
5. 로드셀이나 동력계를 사용하여 매년 클램핑력을 확인하십시오. 값을 기록하고 이전 판독값과 비교하여 가동 중지 시간이 발생하기 전에 내부 마모를 찾아냅니다.

일반적인 유압 클램프 문제 및 해결 방법

잘 설계된 클램핑 시스템이라도 시간이 지나면 문제가 발생합니다. 아래 표에는 기계 공장에서 가장 자주 발생하는 오류가 나와 있습니다.

유압 클램핑 시스템의 비용은 얼마입니까?

비용은 일반적으로 공장 관리자가 가장 먼저 묻는 질문이며, 정직한 대답은 클램프 수, 고정 장치의 복잡성 및 전원 장치 용량에 따라 다르다는 것입니다. 예시적인 계획도로서 스윙클램프 4개와 1개의 2스테이션 고정구를 공작기계 유압 클램핑 동력 장치 호스와 매니폴드를 포함하면 일반적으로 USD 4,000~9,000 범위에 해당합니다. 동일한 수의 스테이션을 갖춘 수동 고정 장치의 비용은 USD 1,500 ~ 3,000입니다.

회수 계산에 따라 상황이 달라집니다. 수동 클램핑은 부품당 2분이 걸리고 유압 클램핑은 이를 15초로 줄이면 일일 50개 부품 생산 실행으로 하루 약 1.5시간이 절약됩니다. 시간당 USD 50의 매장 요율을 적용하면 연간 대략 USD 18,000에 달하며, 이는 추가 초기 투자 비용이 6개월 이내에 회수되는 경우가 많다는 것을 의미합니다. 이 수치는 일반적인 중형 기계 공장 요율을 기준으로 한 계획 추정치이며 실제 인건비 및 생산량에 맞게 조정되어야 합니다.

에너지 비용은 미미합니다. 부품당 총 1분 동안 작동하는 2.2kW 동력 장치는 부품당 약 0.037kWh를 소비합니다. 표준 산업용 전기 요금에서 부품당 에너지 비용은 1센트에 불과하므로 인건비 절감에 비해 운영 비용은 거의 무시할 수 있습니다.

유압 클램프에 대해 자주 묻는 질문

유압클램프는 어떤 용도로 사용되나요?

유압 클램프는 가공 중에 공작물을 안전하게 고정합니다. 이는 유압을 기계적 클램핑력으로 변환하여 수동 또는 공압식 클램프로는 달성하기 어려운 높은 반복성과 힘 수준을 제공합니다. 일반적인 용도로는 CNC 밀, 선반, 연삭기, 이송 라인 및 유연한 제조 셀이 있습니다.

어느 정도의 조임력이 필요합니까?

실제적인 규칙은 클램핑력을 예상되는 최대 절삭력의 2~3배로 조정하는 것입니다. 소재 종류, 절삭 깊이, 이송 속도, 스핀들 출력을 기준으로 절삭력을 계산한 후 안전 여유를 추가합니다. 5kN 절삭력을 사용하는 일반적인 알루미늄 가공 작업의 경우 클램프 위치당 10-15kN의 클램핑력을 계획하세요.

어떤 작동 압력을 사용해야 합니까?

대부분의 유압 클램프 정격은 70~210bar입니다. 공작 기계 워크홀딩에서는 실린더 크기, 씰 수명 및 열 발생의 균형을 맞추기 때문에 100-140bar가 가장 일반적인 범위입니다. 항상 회로에서 가장 낮은 정격 구성 요소의 최대 정격보다 낮은 압력 릴리프 밸브를 설정하십시오.

단동식 또는 복동식 클램프?

자동화를 위해 매 사이클마다 포지티브 언클램핑이 필요한 경우 복동식 클램프를 선택하십시오. 예를 들어, 유압이 예기치 않게 떨어지더라도 작업물이 고정된 상태를 유지하도록 안전 장치 클램핑을 선호하는 경우 단동식 스프링 리턴 클램프를 선택하십시오.

클램핑 시스템은 어떤 종류의 유압 오일을 사용합니까?

ISO VG 32 내마모성 유압 오일은 실내 기계 공장 환경을 위한 표준 선택입니다. 주변 온도가 더 높거나 연속 작동이 심한 경우에는 ISO VG 46을 사용하십시오. 어떤 등급을 선택하든 부품 제조업체가 권장하는 오일 청정도 수준(일반적으로 ISO 4406 클래스 20/18/15 이상)을 유지하십시오.

유압 클램핑 시스템은 얼마나 자주 정비해야 합니까?

오일 레벨, 누출 및 압력 설정을 매달 점검하십시오. 오일 및 복귀 라인 필터를 2,000~3,000 작동 시간마다 교체하거나, 오일 분석에서 오염이 발견되면 더 빨리 교체하십시오. 품질 문제가 발생하기 전에 내부 마모를 파악하기 위해 매년 로드 셀로 조임력을 테스트하십시오.

유압 클램프는 금속 절단에서 높고 반복 가능한 조임력을 달성하는 가장 신뢰할 수 있는 방법입니다. 성공적인 설치의 핵심은 클램프 자체뿐만 아니라 전체 시스템, 즉 올바른 클램프 구성, 올바른 작동 압력, 적절한 크기의 전원 장치 및 엄격한 유지 관리 루틴입니다. 절단 부하와 사이클 시간 목표를 정의하는 것부터 시작한 다음 실린더 보어, 펌프 흐름 및 저장소 용량까지 거꾸로 작업하십시오. 이러한 접근 방식은 수년 동안 예측 가능하게 작동하고 기계를 통과하는 모든 부품의 품질을 보호하는 클램핑 시스템을 제공합니다. 새로운 설비를 계획하거나 기존 라인을 업그레이드하려는 경우 다음을 검토하십시오. 유압 동력 장치 product range 워크홀딩 요구 사항에 맞는 압력 및 유량 구성을 찾으세요.