ワークホールディングのスタイルと考慮事項

機械工には、機械加工操作用のデバイスをセットアップするときに考慮すべき多くの変数があります。 CNCワークホールディングに関しては、公差の緩い複製部品を10分のサイクルタイムで保持することと、公差の厳しい特殊部品を10時間のサイクルタイムで保持することには大きな違いがあります。効率的な操作を維持するには、どの方法が機械加工作業に最適かを判断することが不可欠です。

CNCワークホールディングデバイス

理想的なワークホールディングデバイスには、簡単に繰り返し可能なセットアップがあります。このため、一部のマシンには標準のワーク保持デバイスがあります。バイスは一般的にフライス盤で使用され、チャックまたはコレットは旋盤で使用されます。場合によっては、機械加工中に部品を適切に固定するために、部品にカスタマイズされたCNCワークホールディング設定が必要になることがあります。固定具と治具は、カスタマイズされたデバイスの例です。

固定具と治具

治具は、ワークピースを保持、支持、配置し、切削工具を特定の操作に導く（通常は1つまたは複数のブッシングを使用する）ワーク保持装置です。フィクスチャは基本的に同じタイプのデバイスですが、主な違いは、切削工具を特定の操作に誘導しないことです。フィクスチャは通常、フライス盤で使用されますが、ジグは通常、穴あけ、リーマ加工、タッピング、ボーリングで使用されます。ジグと固定具は、標準のCNCワークホールディングデバイスに比べてより正確であるため、公差が厳しくなります。また、インデックスを作成できるため、切削工具の動きやワークピースの動きを制御できます。ジグとフィクスチャはどちらも、フィクスチャ本体、ロケータ、サポート、クランプなどの同じ基本コンポーネントで構成されています。

4つのフィクスチャボディ

固定具本体には、フェースプレート、ベースプレート、アングルプレート、トゥームストーンの4つの基本的なタイプがあります。

フェースプレート： 通常、コンポーネントがフェースプレートに固定されてからスピンドルに取り付けられる旋盤操作で使用されます。

ベースプレート： フライス盤や穴あけ加工で一般的で、作業台に取り付けられます。

アングルプレート： 2つのプレートは互いに垂直ですが、一部はワークピースの角度を変更するために調整またはカスタマイズできます。

墓石 ：ワークテーブルに対して垂直にワークピースを向ける、垂直に向けられた大きな長方形の固定具。トゥームストーンには、複数のパーツを収容するための2つの側面もあります。

ロケーター

ロケーターは、組み立て済み、一体型、固定式、調整可能の4つの基準によって特徴付けられます。組み立てられたロケーターは、フィクスチャーに組み込まれている一体型ロケーターとは対照的に、フィクスチャーに取り付けたり取り外したりすることができます。固定ロケーターは可動部品を使用できませんが、調整可能ロケーターはねじ山やばねを使用して移動でき、ワークピースのサイズに合わせて調整できます。これらを組み合わせて、適切な剛性とアセンブリの利便性の比率を提供できます。たとえば、Vロケーターフィクスチャは、組み立てられたロケーターと固定されたロケーターの組み合わせです。フィクスチャに固定できますが、可動コンポーネントはありません。

サポート

サポートは、その名前が示すとおりに機能し、機械加工プロセス中にワークピースをサポートして、ワークピースの変形を防ぎます。これらのコンポーネントはロケーターを兼ねることができ、固定、調整可能、一体型、または組み立て済みです。一般に、サポートは製造中にワークピースの下に配置されますが、これはワークピースの形状、操作される機械、および切削工具が接触する場所にも依存します。サポートにはさまざまな形状とサイズがあります。たとえば、レストボタンは、ワークピースの下または側面から直列に使用される小さなサポートコンポーネントです。同時に、一般的なサポートを提供するために、パーツの両側に並列サポートが配置されます。

クランプ

クランプは、物を一緒に強化または保持するために使用されるデバイスであり、さまざまな形状、サイズ、および強度があります。バイスとチャックには可動ジョーがあり、標準のクランプと見なされます。非典型的な例の1つは、レバーシステムの支点として機能するピボットピンを備えたトグルクランプです。より便利なタイプの1つは、パワークランプシステムです。パワークランプ方法には、油圧式と空気圧式の2種類があります。

標準のフィクスチャセットアップの例。

油圧式ワークホールディングシステム

油圧システムは、液体を圧縮することで力を得ることにより、把持力を生み出します。このタイプのパワークランプは、通常、空気圧クランプに比べて占有するスペースが少ないため、大きなワークピースで一般的に使用されます。

空気圧クランプ

空気圧クランプは、圧縮ガス（通常は空気）によって生成される力からグリップ力を獲得します。これらのシステムは一般的にかさばり、作業台に必要なスペースが少ない小さなワークピースに使用されます。パワークランプには、従来のクランプに比べていくつかの利点があります。まず、これらのシステムをすばやくアクティブ化および非アクティブ化して、切り替え時間を節約できます。次に、パーツに均一な圧力をかけ、エラーや変形を防ぎます。彼らがもたらす重大な欠点はシステムのコストですが、これは生産時間を節約することですぐに相殺できます。

従うべき重要なガイドライン

最後に、適切なCNCワークホールディングフィクスチャまたはジグセットアップを選択する際に従うべきいくつかのガイドラインがあります。

適切な許容範囲を確保する

使用するワーク保持装置の公差は、ワークピースの公差よりも20％〜50％厳しくする必要があります。

許容できる位置決めおよび支持部品を利用する

位置決めおよび支持部品は、摩耗を防ぎ、支持するワークピースが許容範囲から外れることなく何度も使用できるように、硬化した材料で作成する必要があります。サポートとロケーターも、簡単に交換できるように標準化する必要があります。

ワークホールドクランプを正しい場所に配置する

クランプは、ワークピースを変形させることなくクランプの力がサポートに伝わるように、サポートの位置の上に配置する必要があります。クランプ、ロケーター、サポートも、部品全体に可能な限り均等に切削抵抗を分散するように配置する必要があります。セットアップは簡単なクランプを可能にし、時間の経過とともに多くの変更を必要としないはずです

加工の柔軟性を最大化する

固定具または治具の設計では、1つの方向で実行できる操作の量を最大化する必要があります。機械加工作業中、セットアップは堅固で安定している必要があります。

結論

ワークホールディングは、さまざまな方法で実行でき、機械加工操作中にパーツを正常にグリップするという同じタスクを実行して、最終結果を許容範囲内にすることができます。一部の設定は他の設定よりも効率的であるため、このワークホールディングの品質は大きく異なる場合があります。たとえば、アルミニウムの長方形のレンガの中心に小さなスロットを作成するための精巧なジグを作成する理由はありません。バイスグリップは問題なく機能します。オペレーターのCNCワークホールディング設定の効率と効果を最大化すると、切り替え、時間、および公差のない部品の廃棄のコストを節約できるため、生産性が向上します。