治具や固定具とは何ですか？

製造やプロトタイピングに手を出す人にとって、「ジグ」や「フィクスチャ」という用語は、特に機械加工（プラスチックや金属部品のサブトラクティブ製造プロセス）について話すときに頻繁に使用されます。しかし、は ジグとフィクスチャ、使用されるジグとフィクスチャとは 、そしてなぜジグとフィクスチャが重要なのか ？

多くの場合、一緒にグループ化されますが、これら2つのツールは製造プロセスで異なる機能を果たし、異なる製造装置で使用されることがよくあります。どちらもより正確で再現性のある部品を製造するのに役立ち、両方ともいくつかの異なる製造技術を使用して製造できますが、ジグと固定具は根本的に異なります。

この記事は、治具や固定具の説明が必要な人のための紹介になります。 ジグとフィクスチャの主な違いを見ていきます。 、およびそれらの主なアプリケーション およびそれらを作成する方法 。

ジグとフィクスチャとは何ですか？

ジグとフィクスチャの特定の属性に入る前に、一歩下がって、オブジェクトのタイプについてより広い質問をする必要があります。 治具と固定具はそうです。

これらのアイテムは両方ともツールと考えることができます または工具の一部 ：製造機械（CNCマシン、3Dプリンターなど）や製造中の部品とは異なる新しい部品の製造に使用される器具。 （その他の工具の例には、金型や金型などの材料成形装置、ドリルビットなどの切削工具が含まれます。）

より具体的には、ジグと固定具の両方、特に固定具は、ワークホールディングと見なすことができます。 デバイス：製造中にワークピース（製造中の部品）を安定して安全に保つために使用されるアイテム。

ジグとは何ですか？

治具と治具を使った固定具の説明から始めましょう。要するに、ジグは切削工具の動きを制御またはガイドするために使用される工具です。 ドリルなど（場合によってはワークピースを同時に保持するため）。

では、なぜメーカーはジグを使用するのでしょうか。切削工具の動きを正確にガイドする工具を導入することで、メーカーは、たとえば、再現性を保証できます。 ：パーツの複数の複製で、まったく同じ場所で同じカットが行われるようにします。同じジグを何度も使用できるため、使用するたびに同じ結果が得られます。

それらの目的は主に切削工具のガイドと方向付けであるため、ジグは手作業に最も一般的に使用されます。 、つまり手動の機械加工と穴あけ。 （CNCマシンは、補助なしでミクロンレベルの精度を提供するように設計されているため、ジグへの依存度が低くなります。切削工具は、コンピューターの指示によって「ガイド」されます。）

ジグの種類：

テンプレートジグ：ワークピースに取り付けることができるシンプルなジグで、切削工具（ドリルなど）をガイドできる穴があります。 プレートジグ：テンプレートジグに似ていますが、穴だけでなくドリルブッシュが付いています。 アングルプレートジグ：ワークピースを斜めに支えて、穴あけを容易にするために使用されます。斜めの穴。 リーフジグ：ヒンジ付きリーフを備えたジグで、開閉してすばやくロードまたはアンロードできます。 直径ジグ：他のタイプのジグでは簡単に固定できない丸いワークピースの穴あけを可能にするために使用されます。

フィクスチャとは何ですか？

フィクスチャにはジグと共通する機能がいくつかありますが、その目的は本質的に異なります。フィクスチャの唯一の機能は、ワークピースを安定して安全に保つことです。 製造中;したがって、器具は本当の意味でのワークホールディングデバイスです。

フィクスチャはいくつかの機能を実行できます。ワークピースを完全に固定することにより、精度を確保します。 および再現性 。また、特定の角度でワークピースを保持するように調整することもできます。 、さまざまな方向での切断操作が可能です。また、フィクスチャは、ワークピースが誤って作業台から飛び出さないようにすることで、エラーを最小限に抑え、作業者の安全を保証します。治具と同様に、固定具は機械加工作業でよく使用されます。

CNCマシニングセンターやその他の自動化で使用されている器具を目にする可能性があります 製造装置。 CNCマシンは、治具を使用せずに切削工具を方向付けることができますが、ワークピースを安全に保つことができない場合、正しく動作しません。

治具は通常、留め具で所定の位置に保持されるか、機械のオペレーターが手動で保持することもできますが、固定具にはさまざまなクランプオプションがあります。 、必要な力を加えるための油圧、空気圧、および真空システムを含みます。

固定具の種類：

旋削固定具：通常、機械のスピンドルまたはフェースプレートに取り付けられます。回転固定具は、より複雑な旋盤製部品に役立ちます。 フライス盤：通常、ファスナーで作業台に固定されているこれらの固定具は、さまざまなフライス盤操作を可能にします。 ドリルフィクスチャ：穴とブッシングで構成され、ジグの代わりに（またはジグに加えて）ドリルフィクスチャが使用されることがあります。 研削固定具：研削作業中にワークピースをサポートするために使用されます。

治具と固定具の違い

治具と固定具は同じものですか？いいえ、そうではありません。どちらも製造で使用されるツールのタイプであり、同じ特性のいくつかを共有していますが、別個のオブジェクトです。

ジグとフィクスチャの主な違いは、ジグが別のツール（通常は切削工具）の位置または動きを制御する役割を果たし、フィクスチャがワークピース（変換される材料の一部）の位置に関係することです。新しいパーツ）。

ジグはワークピースと別のツールの両方の位置を制御するという2つの役割を果たし、フィクスチャは1つを実行することがあります。

実際には、これはジグとフィクスチャがさまざまな状況で使用されることが多いことを意味します。ジグの用途は、人間が必要な正確なポイントに切削工具を移動するための支援を必要とする手作業でよく見られます（たとえば、ドリルが正確に正しい場所に穴を開けることを保証するため）。一方、固定具の用途は手動作業と自動作業の両方に見られます。切削工具は必ずしもガイダンスを必要としませんが、精度と安全性を確保するために常にワークピースを固定する必要があります。

ジグとフィクスチャのその他の違いは次のとおりです。

• ジグはかなり軽量であることがよくありますが、固定具は安定性を提供するのに十分な重さが必要です
• 固定具をテーブルに機械的に固定しながら、ジグを手動で固定することができます
• ジグはより複雑な設計を必要とする場合がありますが、フィクスチャは通常、より単純です

治具と固定具の利点

製造中にジグと固定具を使用すると、製造と部品の品質の面で大きなメリットが得られます。主なメリットは次のとおりです。

生産率の向上 手動での測定と位置合わせの必要性を排除します 複数の部分にわたる一貫性と正確性 機械工の手動スキルへの依存を減らす 製造後の品質管理手段への依存を減らす 労働者の安全性の向上 機械工が送りと速度を調整して生産を高速化できるようにします

治具と固定具のコンポーネント

ジグとフィクスチャは単純なツールのように見えるかもしれませんが、通常はいくつかのセクションで構成されています。これらのセクションは次のとおりです。

本体 ：ジグまたは固定具の大部分はその本体であり、通常、大きな力に耐えるのに十分な強度のある頑丈な金属片です。

クランプ装置 ：治具や固定具のクランプ装置は、ワークピースをしっかりと保持し、切削抵抗に抵抗するために使用されます。

デバイスの検索 ：通常は焼入れ鋼でできており、ジグや固定具を適切な場所に配置するためにピンなどの位置決め装置が使用されます。

ブッシング ：通常は工具鋼でできており、一部の治具では工作機械の操作をガイドするためにブッシングが使用されています。

治具や固定具の作り方

治具や固定具の製造に関しては、いくつかの異なるオプションがあります。しばらくの間、CNC機械加工が主流の方法でしたが、現在は3D印刷が実行可能な代替手段です。

治具と固定具の材料ですが 通常は金属であり、より具体的には炭素鋼、軟鋼、ダイス鋼などの鋼です。低いクランプ力が必要な場合は、プラスチック製のジグや固定具を作成することもできます。ナイロンは、治具や固定具の製造に使用される一般的なプラスチックです。

設計上の考慮事項

ジグと固定具は、置き忘れを防ぐために絶対確実でなければなりません 生産コストは予測されるコスト削減よりも少なくする必要があります
• アイドル時間を最小限に抑えるために、ロケーションポイントは明確（理想的には調整可能）である必要があります
クランプの配置は複雑であってはなりません
• ジグと固定具は、使用するには十分に頑丈である必要がありますが、取り扱いが簡単なようには十分に軽量である必要があります
ツールには十分なクリアランスが必要です チップクリアランスのための十分なスペースが必要です

CNC機械加工治具および固定具

最適な用途：堅牢な鋼製ジグと固定具、シンプルな形状

現在、CNC機械加工は、治具や固定具を作成するための主要な方法です。これは、CNC機械加工が少量の場合に費用効果が高いためです（そして、ジグと固定具は特定の部品用にカスタムビルドされる傾向があります）。

CNC機械加工のジグとフィクスチャは、ジグとフィクスチャが堅牢である必要があるが、ジオメトリの点で特に複雑ではない場合に理想的です。ほとんどの鋼製ジグと固定具はCNC機械加工されています。

3Dプリントジグとフィクスチャ

最適な用途：高速でプラスチック製のジグと固定具、複雑な形状

3D印刷または積層造形は、治具や固定具を迅速に作成するためのCNC機械加工の代替手段です。 CNCマシンと同様に、3Dプリンターは1回限りのアイテムを効率的に製造できます。

3D印刷されたジグと固定具は、機械加工されたものよりも複雑な形状を持つ可能性があり、3D印刷は、プラスチック製のジグと固定具（たとえば、SLS経由）にとってより手頃なオプションである可能性があります。ただし、ほとんどの場合、機械加工されたジグとフィクスチャは優れた強度を備えています。