カスタムCNC加工を極める：治具と固定具の力

正しいカスタムCNC加工は、プロセス全体に大きく依存します。ここで治具と固定具が活躍します。カスタムCNC部品は通常これらと共に使用されます。これはこれらの部品が特殊な機能を持つためです。場合によっては、特殊機能により加工部品の価格が大幅に上昇することがあります。この問題を解決する良い方法は、カスタムCNC加工で治具と固定具を正しく使用することです。

本記事ではCNCワーク固定具を3ステップで紹介します。その機能と応用を示します。CNC固定具の種類に関する信頼できる情報を提供します。最後に、最適なCNC固定具設計を得る方法やカスタムCNC固定具を使用する方法についての最良の情報を提供します。

治具と固定具とは

治具と固定具は、指定された要件に従って部品を精密に製造するための生産設備であり、特にカスタマイズ部品向けです。加工における治具と固定具の範囲には、ブッシング、スリーブ、マスク、部品固定ブラケット、位置固定具などが含まれる場合があります。

これは用途の広いワーククランプ装置です。主にCNC工作機械上でワークを正しく固定、支持、設置するために使用されます。

CNC固定具は、製造プロセスにおける一貫性と互換性を確保する重要なツールです。このため多くの人が治具と比較します。しかし、これらは異なります。治具はカッターの動きをガイドします。しかし、CNCワークホールディング固定具はカッターをガイドしません。製造プロセス中、ワークを固定、支持、安定化するのみです。

カスタムCNC加工における治具と固定具の役割

一部の専門家は適切な固定具の選択と共にやってきます。鍵の一つはCNC加工プロセスのコスト削減です。これはスムーズな操作、生産の簡素化、移行の高速化によって達成されます。

慎重に選択された治具と固定具は、スムーズな操作、生産の簡素化、迅速なプロセス転換を可能にし、製造プロセスの経済性を大幅に改善します。治具と固定具は、部品加工時のCNC工作機械の制限を補うのに役立ちます。これらは部品の安全な設置と、加工中の位置信頼性の維持を提供するように設計されています。カスタム加工における治具と固定具のさまざまな機能を以下に説明します：

部品保持

治具と固定具は主に加工中に部品を固定するために使用されます。CNC加工されるユニークな部品に合わせてカスタム設計されます。したがって、形状に関わらず、あらゆるユニークな角度で部品を保持します。信頼性の高いカスタム固定具は、工具が引き抜かれる際のチャタリングと起こりうるエラーを防ぐために不可欠です。部品固定を提供する固定装置の例：チャック、バイス、センター、固定プレート、フライス固定具。

部品保護

治具と固定具はカスタムCNC加工中に部品を保護することもできます。したがって、要求される表面仕上げの維持と適切なランアウトの維持に役立ちます。

スリーブ、ブッシング、マスク固定具は通常、カスタム部品の表面仕上げを制御するために設計されます。これは完成部品の表面を金属切りくず/チップから保護し、ワークが異なる加工プロセスにさらされるのを防ぐために行われます。さらに、カスタム加工センターは全ランアウトの厳密な表示を持つカスタム部品の要件を満たすように特別に設計されています。

位置制御

治具と固定具は寸法的および位置的精度の維持に非常に重要です。これらは加工中にワークが正しい位置と向きで保持されることを保証します。これらの理由により、固定具はプロセスにプルーフ保護を組み込み、人的要因によるエラーを最小限に抑える簡単な方法となります。

固定装置は、ワークの自由度を制限することで位置、方向、安定性を制御します。これは、必要な固定具を設計する際にピン、クランプ、平面、ファスナーを使用することで行われます。平面は部品の支持を提供します。同時に、クランプは設置時の移動を許可し、取り外し時にも使用できます。最後に、ピンはユニークな機能に対する精密な位置制御を提供します。

カスタム部品加工では、特定の設置制約により、穴やスロットなどの特徴が加工困難な特定の位置で制御されます。これが固定具設計の理由です。固定具は困難な部品特徴を加工する最も信頼性の高い方法です。

部品一貫性

固定具により、複数のカスタム部品を加工しながら最高品質を維持できます。各部品が一貫した品質を維持することを保証します。固定具は複数のカスタム部品を加工しながら品質を確保します。部品間の品質が一貫することを保証します。一貫性を要求する機能制御には、平面度、平行度、直角度が含まれます。

セットアップ削減

固定具は部品ロード時の面倒な検査プロセスを排除する良い方法です。カスタム部品用の固定具を設計することで、プロセス全体をプラグアンドプレイにできます。オペレーターはワークをロードするだけで済みます。これは固定具が部品基準と位置制御を管理しているためです。これにより他の付加価値プロセスに使用できるセットアップ時間を大幅に削減できます。セットアップ時間削減に理想的に役立つ固定具の一つは、分単位での金型交換（SMED）です。セットアップ時間削減に役立つ固定具の例：SMED（1分間金型交換）固定具、フライス固定具、ソフトジョー、六角フライス固定具など。

CNC固定具の種類

ほとんどの人はCNC固定具の分類に精通していません。心配不要です。このセクションではさまざまな角度からCNC固定具の種類を紹介します。

CNC加工操作に基づく分類

CNC操作に従って分類すると、5種類のCNC治具があります。以下にCNC固定具についていくつか紹介します。

旋削固定具

CNC旋削は、ワークが単軸で回転する際にワークの一部を除去するCNC加工操作です。旋削固定具はこのプロセスで使用されるCNC固定具です。

フライス固定具

CNCフライスは切削CNC加工プロセスです。このプロセスでは、コンピュータが切削機械に指示し、ワークの必要な部分を切り取ります。フライス固定具はこのプロセスで使用されるCNC固定具です。

穴あけ固定具

穴あけは製造プロセスで一般的なプロセスであり、CNC加工ではさらに一般的です。これはワークに穴を開けることを意味します。CNC穴あけで使用されるCNC固定具をCNC穴あけ固定具と呼びます。

ボーリング固定具

CNCボーリングは、CNC穴あけで穴を開けた後に工具を用いて穴を拡大するCNC加工プロセスです。このプロセスで使用される固定具はCNCボーリング固定具です。

研削固定具

CNC研削はグラインダーの助けを借りてワークの一部を除去します。これはCNCフライス切削に使用されるもう一つの一般的なCNC加工プロセスです。研削固定具はCNC研削プロセスに適した固定具です。

一般的に、CNC加工操作に基づいてCNC固定具について価値ある結論を導き出せます。固定具を必要とする各CNC加工操作には操作の名前が付いています。したがって、CNCホーニング治具、CNC研削治具などの他のツールも使用できます。

目的に基づく分類

CNC固定具をその用途に従って分類できます。このカテゴリーには5種類のCNCクランプがあります。これら5つの側面についていくつか紹介します。

汎用固定具

汎用CNC固定具はあらゆるワークに使用でき、簡単に調整可能です。固定具の各部分は調整可能で、あらゆるワークに適合するように交換できます。その名の通り、汎用固定具は非常に幅広い用途があります。

専用固定具

専用固定具は特定のワークに非常に適したCNC固定具です。この特定のワークと共に使用すると、安定性の面で利点があります。使用時の操作もより高速で便利です。

組立固定具

組立CNC固定具はワークを考慮した後にのみ出現します。固定具はこのようなワークの要件に従って決定されます。組立は特別な方法で行われます。ニーズに応じて、必要に応じて削除または再利用できます。

モジュラ固定具

モジュラ固定具は、あらゆるワークに適合するように再構成・再配置が容易な固定具です。交換可能なコンポーネントから構成され、多くのワークの処理に最適です。プロセス完了後、固定具を取り外すこともできます。モジュラ固定具はより良く、より柔軟な製造プロセスを提供します。

組合せ固定具

組合せ固定具は異なるサイズと形状を持ちます。工作機械に基づいて、さまざまなサイズと形状のワークを加工するのに最適です。

電源に基づく分類

これは最終分類プロセスで、CNC固定具の電源に基づいています。以下は電源に基づく6種類のCNC固定具です。

手動固定具

空圧固定具

油圧固定具

電気固定具

磁気固定具

真空固定具

CNC固定具を設計または使用する際に知っておくべきこと

CNC固定具を使用するか、正しいCNC固定具設計を理解するには、知っておくべきことがたくさんあります。以下は、すでにCNC固定具プラットフォームをお持ちの場合、またはカスタムCNC固定具が必要な場合に知っておくべき情報です。

公差を向上させる

CNC工具と固定具は製造操作の公差を向上させるのに役立ちます。したがって、その設定が精度を向上させることを確認することが重要です。

いつクランプするかを知る

クランプ方法は製品品質に大きな影響を与えます。ワークをしっかりクランプするのが最善だと思っても、そうしないでください。

重要な面を参照する

操作時間を短縮したい場合、工具上の重要なワークを参照する必要があるかもしれません。しかし、多くの面を参照すべきではなく、混乱を避けるべきです。

経済的であること

カスタムCNC固定具を設計する際のもう一つの重要な考慮事項は経済性です。製造する部品数と必要な固定具数を知る必要があります。