治具と治具の違いと設計上の注意点

ジグと治具の違いは?一緒に見るのが一般的です。ただし、同等の目的にもかかわらず、それらは交換可能ではありません。それらが製造品質の向上、生産コストの削減、および作業の自動化にどのように利用されているかを調べることは、さまざまな製造技術間の微妙な違いをよりよく理解するのに役立ちます.

生産プロセスには、リーン生産システム、セルラー生産、1 分間の金型交換、タクト タイム分析などの革新的な製造コンセプトが導入されています。これらの革新的なアプローチには、多数の効果的で低コストの器具と作業保持装置が必要です。ジグとフィクスチャの違いについて詳しくは、以下をお読みください。

ジグとは?

治具は、保持して位置を特定するために使用されるツールです生産プロセス中にワークピースをガイドし、切削工具をガイドします。

つまり、ジグはワークピースを保持し、ツールをガイドして、製造された部品の再現性、精度、および生産性を向上させます。

ドリルジグはジグの一般的な例です。ドリルが希望の位置に穴を開けるようにガイドします。ドリル治具を使用すると、製造ペースが大幅に向上します。

治具の種類

以下は治具の種類です。

1.テンプレート ジグ

最も単純なモデルはテンプレート ジグです。穴が 2 つあるプレートは、加工するパーツのテンプレートとして機能し、それに取り付けられます。テンプレートの穴はドリルのガイドとして使用され、ワー​​クピースの穴はテンプレートの穴と同じ相対位置でドリルされます。

2.プレートジグ

アングルプレートジグは、テンプレートジグを改善するために使用され、テンプレートの表面にドリル穴が追加されます。プレート ジグを使用すると、大規模なコンポーネントにドリルで穴を開ける際に正確な穴間隔を維持できます。

3.チャンネルジグ

チャンネル治具は、チャンネルに似た断面を持っています。きざみ付きのノブを回すと、コンポーネントがチャネル内に配置され、クランプされます。ドリル ブッシュは器具のガイドとして機能します。

4.直径ジグ

直径治具を使用すると、円筒状または球状のワークピースに放射状の穴をあけることができます。

5.リーフジグ

ロードとアンロードは、ジグのリーフを使用して実行できます。

6.リングジグ

丸フランジの穴あけにはリング治具を使用し、ドリル本体にワークをしっかりと固定した状態で、ドリルブッシュに工具を通すことで穴あけを行います。

7.ボックスジグ

このタイプのジグは箱のようなデザインで、その中にアイテムがしっかりと保持されているため、同時にさまざまな角度から穴あけや機械加工を行うことができます.

フィクスチャとは?

固定具は、生産プロセスの自動化を可能にする製造ツールで使用されます。自動化された産業プロセスに関して言えば、固定具のないものを見つけるのは難しいでしょう。溶接および組み立てプロセス中に自動車を保持およびガイドする固定具。

例えば、自動車の組立ラインに必要です。製造プロセスの品質をチェックするために、光学スキャンまたはレーザースキャンで製品を検査している間、製品を所定の位置に保持するために使用することもできます。ある種の固定具に遭遇せずに生産施設を歩くことはほとんど不可能です.

備品の種類

1.ターニング治具

旋盤には、チャックやコレクターなどのデバイスを中心とマンドレルまたはフェースプレートの間に保持する典型的な仕事があり、通常のワークピースを簡単に保持できます。ただし、奇妙な形状のコンポーネントを保持するのは難しい場合があります。

四つ爪チャックまたは成形ソフトジョーを採用することで、単純な異形プロジェクトもチャックに保持できます。対照的に、複雑な形状のワークピースは、回転治具を使用して所定の位置に保持する必要があります。ワークピースは、通常、スピンドルのノーズまたはフェースプレートに固定されているこれらの固定具によって所定の位置に固定されます。

2.フライス治具

ワークピースは、一般にスピンドルのノーズまたはフェースプレートに固定されているフライス治具によって所定の位置に保持されます。希望する結果を得るために、テーブルはカッターに対して移動および配置されます。プロセスを開始する前に、ワークピースは固定具のベースに配置され、クランプされます。

3.ブローチ治具

キー溝のブローチ加工や穴のブローチ加工などの操作中にワークピースを配置、保持、およびサポートするために、これらの固定具はさまざまなタイプのブローチ盤で使用されます。

4.研削治具

研削盤は、研削中にワークピースを配置、保持、およびサポートするために、さまざまな治具を採用しています。チャック、マンドレルなどのワーク保持装置は、これらの固定具と組み合わせて使用​​できます。

5.ボーリング治具

この治具の構造は、フライス治具がさらされるのと同じ重い切削負荷を受けることはないため、フライス治具ほど頑丈である必要はありません。

6.インデックスフィクスチャ

いくつかのコンポーネントは、機械加工された表面または形状が均一な間隔になるように、さまざまな表面で機械加工する必要があります。できるだけ多くのサーフェスを作成するには、これらの要素に対応する回数だけインデックスを付ける必要があります。適切なインデックス機構が保持装置 (治具または固定具) 内に組み込まれています。インデックス フィクスチャは、データのインデックス作成に使用できるデバイスを含むフィクスチャです。

7.タッピング治具

ドリル穴のめねじを切削するために、タッピング治具は、同一の加工部品を保持して安定させるように設計されています。不均一な形状や不均衡な部品は、特に大量生産されたタッピングが必要な場合、常に特定の固定具を使用する必要があります。

8.両面固定具

2 つの同一のコンポーネントを同時に保持し、それらを 2 つの異なるステーションで同時に加工できる治具は、両面治具として知られています。

9.溶接治具

溶接用固定具は、さまざまなコンポーネントを保持およびサポートするため、プロセス全体で溶接構造が歪まないようにすることを目的としています。クランピングは軽くてしっかりしている必要があり、これが機能するためには、クランピング部品を溶接領域から十分に離して配置する必要があります。溶接の力に耐えるために、固定具は非常に頑丈で剛性が高い必要があります。

10.組立治具

これらのフィッティングの目的は、アセンブリのさまざまなパーツを正しい相対位置に保持することです。

ジグ vs. 固定具:違いは何ですか?

治具と固定具、違いは何ですか?量産工程で使用される主な器具は、治具と治具の 2 つです。 2 つの名前を同義語として誤って使用することがよくありますが、実際には別々の機能を実行します。

治具は、事前に決められた工作物の特定の場所に切削工具を導きます。ワークピースは、固定具を使用して支持および配置されます。治具とは異なり、固定具はツールをワークピースの所定の位置に保持しません。

固定具と比較すると、ジグはよりコンパクトで、高い切削圧力や振動圧力にさらされたときに安定するために必要な重量が少なくて済みます。固定具とは対照的に、ジグは手元のタスクに応じて保持またはテーブルに取り付けることができ、追加のツールは必要ありません。

CNC 加工でジグと治具が重要な理由

ジグと治具を慎重に選択すると、スムーズな操作、簡素化された生産、および迅速なプロセス移行が可能になり、製造プロセスの経済性が大幅に向上します。治具と治具は、部品を扱う際の CNC マシンの制約を補うのに役立ちます。それらは、安全な取り付けを提供し、機械加工プロセス中に部品の位置の信頼性を維持するように設計されています.以下に、カスタム CNC 機械加工のためのツーリングと治具のさまざまな役割について説明します:

1.部品保有

ジグと治具の主な目的の 1 つは、機械加工プロセス中に部品を確実に取り付けることです。それらは、機械加工される特定の部品に合うようにカスタム設計されています。パーツを特定の角度で保持する必要がある場合や、特定の形状でクランプする必要がある場合はいつでも、カスタム パーツ保持を提供します。

びびりや工具の抜けによる望ましくない不正確さを防ぐには、信頼性の高いカスタム治具が不可欠です。部品保持として使用される治具の例としては、万力、チャック、センター、フライス治具、およびさまざまな保持プレートがあります。

2.パーツ保護

治具や固定具の役割の 1 つは、加工中にワークを保護することです。これらは、望ましい表面仕上げを維持し、適切な振れを維持するのに非常に役立ちます。

スリーブ、ブッシング、およびマスキング治具は、通常、表面仕上げが制御されるカスタム パーツ用に設計されています。これは、加工部品のさまざまな機械加工プロセスからの金属チップ/削り屑から完成部品の表面を保護するために行われます。さらに、カスタマイズされたマシニング センターは、全体的なランアウトが厳密に指定されたカスタム パーツに対応するように特別に設計されています。

3.ロケーションコントロール/フールプルーフ

治具と固定具は、寸法と位置の精度を維持するために非常に重要です。それらは、加工プロセス中にワークピースを正しい位置と方向に保持します。これらの理由から、人的要因によるエラーを最小限に抑えるために、フィクスチャはプロセスにフールプルーフを組み込む便利な方法になります。

固定具は、ワーク パーツの自由度を制限することで、位置、方向、および安定性を制御します。これは、ピン、クランプ、平面、留め具を使用して行われます 必要なフィクスチャを設計する際に。プレーンは部品をサポートし、クランプは調整可能な取り付けを可能にしながら取り外しのアクセスを可能にし、ピンは特定の機能の正確な位置制御を提供します。

カスタム パーツの機械加工では、穴やスロットなどの機能は、取り付けの制約により機械加工が困難な特定の場所で制御されます。これが治具が設計される理由です。固定具は、難しいパーツ フィーチャを加工する最も信頼性の高い方法です。

4.部品の一貫性

治具を使用すると、品質を維持しながら複数のカスタム パーツを加工できます。彼らは品質が部品から部品まで一貫していることを確認します。一貫性が必要な機能管理の例は、平面度、平行度、垂直度です。

5.リダクションの設定

治具は、パーツのロード中に検査するという面倒なプロセスをなくす優れた方法です。特定の部品用に設計された治具により、CNC プロセス全体がプラグ アンド プレイ操作になります。オペレータの作業は、必要なすべての位置制御と部品参照がフィクスチャ内ですでに管理されているため、部分的に作業をロードするだけになります。多くの CNC 機械加工メーカーは、他の付加価値プロセスの貴重なセットアップ時間を節約するために、プロセスでこれを行っています。セットアップ時間を短縮する治具の例としては、SMED (ダイの 1 分交換) 治具、フライス治具、ソフトジョー、六角フライス治具などがあります。

治具・治具の基本的な作り方と手順

以下を含む治具・治具設計原本の事前準備

(1) 設計通知、完成部品図、ブランク図、プロセス ルート、およびその他の技術情報。

各工程の加工技術要件、位置決め・クランププログラム、前工程の加工内容、素材の状況、加工に使用する旋盤、工具、検査ゲージ、取り代や切削量などを理解する。

(2) 生産バッチと治具および治具の必要性を理解する。必要な治具と固定具の数を大まかに決定します。

(3) 使用する旋盤の主な技術パラメータ、性能、仕様、精度、治具接続部の構造、コンタクトサイズ等を理解する。

(4)治具・治具の材料ストック。治具や治具の製造には、硬化鋼、ねずみ鋳鉄、プラスチック、カーバイド、エポキシ樹脂、ステンレス鋼、青銅、低融点合金鋼などの材料が使用されます。加工プロジェクトに応じて適切な材料を選択できます。

治具・治具の設計検討

治具・治具の設計は一般的に一重構造であり、特に油圧治具が流行した現在では構造がさほど複雑でない印象を受け、本来の機械構造は大幅に簡素化されていますが、設計工程を細かく考えないと必然的に無用なトラブルにつながります。したがって、治具や治具を設計する際には、次の点を考慮する必要があります。

(1) 加工部品のブランク代。ブランクサイズが大きすぎると干渉します。そのため、設計前に必ず白紙を用意してください。十分なスペースを残してください。

(2)治具の切りくず排出がスムーズです。工作機械の処理スペースが限られているため、治具と治具はよりコンパクトなスペースになるように設計されることが多く、治具の行き止まりの保管庫で発生した切りくずを機械加工するプロセスでは、これが無視されることがよくあります。

また、切りくず液の流出がスムーズにいかず、その後の加工に多大な支障をきたすこともあります。したがって、実際のプロセスの開始時に、機械加工プロセスで発生する問題を考慮する必要があります。結局のところ、治具と固定具は効率を向上させ、操作を容易にするためのものです。

(3) 治具と固定具の全体的な開放度。開放性を無視すると、オペレーターはカードの読み込みが困難になり、時間と労力がかかります。

(4)治具・治具設計の基本理論。治具と治具の各セットは、数え切れないほどのクランプおよびアンクランプ動作を実行する必要があるため、最初はユーザーの要件を満たすことができる場合があります.

治具・治具は精度保持が必要ですので、原理に反するものは設計しないでください。現時点でそれを回避できたとしても、長期的には持続可能ではありません。優れたデザインは、時間の経過に耐えなければなりません。

(5) 位置決め要素の交換可能性。位置決め要素がひどく摩耗しています。そのため、迅速かつ簡単に交換することを検討する必要があります。より大きな部品用に設計しないことが最善です。