CNC固定具のマスター：全マシニストが知るべき10の必須タイプ

このCNC固定具概要で、最も一般的な10種類の固定具と、あなたのミリングプロジェクトに最適な固定具タイプを発見してください。

ワークホールディングと固定具は、CNCミリングの難しい側面の1つです。設計者たちは数十年にわたり、部品を固定するさまざまな方法を学び、共有してきました。最も一般的な10種類の固定具は、CNCバイスからセルフィクスチャリング、真空ワークホールディングまで多岐にわたります。

NYC CNCのJohn Saunders氏が、ソフトジョーからカスタム固定具まで、トップ10のCNC固定具タイプを解説するビデオシリーズを制作しました。彼の付随動画をすべてこの記事に掲載し、各固定具タイプを詳しくご紹介します。

CNCミリングとは

始める前に、コンピュータ数値制御（CNC）ミリングとは何かを確認しましょう。CNCミリングは、コンピュータ制御と回転多点切削工具を使用して、ワークピースから材料を連続的に除去し、特定またはカスタムの部品、製品、固定具を作成する加工プロセスです。したがって、このプロセスは従来の加工プロセスよりも高速かつ高精度です。また、CNCミリングは金属加工に限定されないことも重要です。

エンジニアはプラスチック、ガラス、木材もさまざまな用途で加工できます。ミリングプロセスは、CAD（コンピュータ支援設計）ソフトウェアでの2Dまたは3D製品設計から始まります。その後、エンジニアはCAM（コンピュータ支援製造）ソフトウェアでファイルを変換・準備し、ミリングに備えます。そして製品をマシンにロードし、物理的な生産が始まります。

固定具の種類

では、CNCマシン内で材料を固定する最良の方法を見ていきましょう。バイス、ソフトジョー、真空ワークホールディングなどを含みます。お楽しみください！

1. バイスワーク

多くの人が、木工やその他の住宅リノベーションプロジェクトでよく使われる従来のバイスに馴染みがあります。従来のバイスには、クランプした物体に食い込むセレーションや歯があります。一方、CNCバイスは精密な平らなエッジを使用します。CNCバイスのクランプ力は従来のバイスよりはるかに強力です。CNCバイスは、互いに作用する2つの傾斜面を使用します。ネジを締めると、上部の三角形が可動ジョーの下部三角形を押します。その結果、前方と下方に強いクランプ力が生まれます。

2. ソフトジョー

ソフトジョーは、標準の平らなバイスジョーでは固定が難しい部品を加工中に保持します。ソフトジョーは、さまざまなCNCプロジェクトに必要な正確な仕様で3Dプリントまたは切削加工でき、丸物を保持できます。ただし、ソフトジョーをバイスに固定する2本のネジへの対応が欠点の1つです。マシニストは、ソフトジョーで保持する材料の直径、公差、サイズのばらつきにも注意すべきです。不均一な圧力は大惨事を招く恐れがあります。

3. 丸物とチャック

5Cコレット、拡張マンドレル、チャックは、丸材をCNCバイス、固定具プレート、または第4軸で保持します。5Cコレットはバイスブロックに直接スライドし、1/16インチから1インチの丸物に使用できます。また、拡張マンドレルは製品がスライドする拡張可能なコアです。マンドレルは内側から均等な圧力で製品を外側に押します。チャックは丸物を垂直に保持するのに最適です。

4. 大型部品

大型部品は通常、従来の6インチバイスに収まらないアイテムです。したがって、CNCマシンに直接置き、固定具プレート、モジュラーバイス、その他のクランプを使って容易に加工できます。

5. マルチパートワークホールディング

マルチパート加工ワークフローでは、マシニストが複数の部品を中心にCADとCAMをプログラミングできます。これにより、CNCマシンが複数の部品を同時に製作できます。さらに、デュアルステーションバイスでは、Op1とOp2のプログラミング座標が可能です。

6. カスタム固定具

カスタム固定具はマシニストのニーズに固有です。Fusion 360を活用すれば、他のバイスでは保持できない製品向けに、複雑なワークフローでカスタム固定具を作成できます。

7. 真空ワークホールディングと薄物

真空ワークホールディングは、約14ポンド/平方インチ（約0.98kg/cm²）の保持力を発揮します。他のバイスではクランプしにくい、または破損する恐れのある薄物を保持する優れた代替手段です。

8. 瞬間接着剤ワークホールディング

一般的な瞬間接着剤の用途とは異なり、瞬間接着剤ワークホールディングでは、固定具と製品の間にテープ層を挟みます。これにより、瞬間接着剤がCNCマシンと製品に付着するのを防ぎます。この保持プロセスは、部品が十分に大きく追加のクランプ力を必要とする場合、真空ワークホールディングと組み合わせられます。

9. タブ加工とウィンドウ加工

ウィンドウ加工は、製品/材料自体を固定具として機能させることで、第2または第3工程の固定ストリームを簡素化します。これはタブ加工によって実現されます。タブは、セルフィクスチャード部品を保持する最後のピースです。

10. 第4軸と第5軸ワーク

4軸および5軸加工では、材料がCNCマシン内で動的に移動します。4軸加工ではコレットやチャックがよく使用されます。小型部品では、トライユニオンを使ってさまざまな回転角度に到達できます。製品自体を固定具として使用することもできます。材料からカスタム固定具を作り、マシン内で直接保持することも可能です。

固定具はあらゆるCNCミリングプロジェクトの重要な構成要素です。エンジニアリングは精密さと革新に根ざしており、固定具はミリングプロセスのもう1つの重要なステップです。したがって、材料があるところには、最も複雑な設計を生み出すためのクランプ方法があります。

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