ワークホールディング ソリューションの最適化:セットアップと精度に関する重要な考慮事項

最先端の切削工具を使用しても、ワーク保持方法がなければ、部品を高精度かつ精密に製造するのは困難な場合があります。ワーク保持治具は、加工中に部品をしっかりと保持するのに役立ちます。フライスバイスから治具や固定具まで、多くのワークホールド オプションが利用可能です。

ただし、取り組んでいる材料の種類と作成する部品の数は、採用する最も現実的な方法を決定する際に重要な要素となります。この記事では、利用可能なさまざまなワークホールディング ソリューション、その配置、およびワークホールディング方法を選択する前に考慮する必要がある要素について説明します。

機械加工におけるワークホールドとは何ですか?

ワークホールドとは、加工プロセス中にワークピースが元の位置から移動するのを防ぐツールまたは装置です。さらに詳しく説明すると、ワーク保持装置は 2 つの基本的なタスクを実行します。位置決めとクランプ。

位置決めは、ワークピースを切削工具に位置合わせするのに役立ちます。一方、クランプでは、ワーク保持具や部品の変形を防ぎながら、切削の力に耐えられるようワークをしっかりと保持します。

さらに、CNC 加工プロセスでは、CNC 治具がワークピースをしっかりと保持し、CNC 治具がカッターの動きを指示します。機械加工ワークホールドは切削操作を実行しませんが、貴重であり、非切削工具の中で最も重要です。

強力なワーク保持方法を選択する必要がある理由

強力な CNC ワーク保持方法を選択することは、部品に適した切削工具を選択することと同じくらい重要です。ワークホールド デバイスを正しく使用すると、CNC マシンがその能力を最大限に発揮して高品質の部品を生産できるようになります。以下の理由から、強力なワーク保持方法が重要です。

パーツの不動性の増加

高い精度と精度を実現するには、切断作業全体が安定して動かない必要があります。 CNC 機械、切断装置、ワークピース、および使用されるワーク保持方法はすべて、機械加工プロセスの剛性に貢献します。加工作業中のわずかな動きでもミスが発生し、部品の作り直しが必要になる場合があります。強力なワーク保持方法により、加工にかかる時間と費用を最小限に抑えることができます。

機械加工の力から保護する

機械加工では、ワークピースの位置やその後のプロセスの精度に影響を与える可能性のある力が発生します。その結果、ワークは所定の位置に固定され、動きを防ぎます。これは、特に鋭い内部コーナーを持つデザインを機械加工する場合、または高トルクを生成するフライス加工や旋削加工などの CNC 技術を使用する場合に非常に重要です。

安全を確保

オペレータとワークの安全性は、ワークの保持方法がどれだけ強力であるかによって決まります。ただし、CNC マシンにはワークピースが含まれます。常にそうであるとは限りません。ワーク保持装置の強度が十分でない場合、ワークや切削工具の破片が飛散する可能性があります。したがって、従業員の安全を確保するには、ワークピースを静止させておく必要があります。

部品製造に使用できるワークホールディング ソリューションの例

以下は、切断操作中にワークピースを保持するために使用できるワーク保持具の例です。

フライスバイス

これは最も一般的なワークホールディング ソリューションです。使用される最も一般的なフライスバイスはマシニストバイスです。機械工万力は、カッターが回転するときに部品を固定するためにジョーを使用します。

固定ジョーと可動ジョーの間で部品をクランプできます。これらのバイスは一般に柔らかい素材で作られているため、すべてのエンジニアリング材料で使用できるとは限りません。

ただし、プラスチック、スチール、アルミニウム、その他の材料を押さえるには、任意のフライス万力を使用できます。さらに、素材の形状や厚さも用途に影響します。フライスバイスを使用する場合は、正確な部品を製造できるように適切に設定してください。

プレートとクランプ

プレートとクランプはどちらも CNC ミルの固定に使用されます。最も単純なワーク保持装置は、特定の部品のニーズを満たすようにカスタマイズ可能なクランプであり、アルミニウム、鋳鉄、真鍮、鋼など、あらゆる種類の金属の作業に適しています。

クランプは、他のレバーと同様に機能するレバーの一種です。その一部がワークの表面を押さえます。プレートとクランプはさらに硬化できるスチール製であるため、耐摩耗性が高く、再利用できます。

ソフトジョー

ソフトジョーはアルミニウムなどの柔らかい金属で作られています。複雑な形状の部品も保持でき、同じデザインの部品であれば再利用が可能です。ただし、ソフトジョーは耐摩耗性がそれほど高くないため、多数の部品を扱う場合には役に立たない可能性があります。この場合、ハードジョーを使用してもよいでしょう。

ソフトジョーは CNC 加工作業に役立ちますが、作成が難しい場合があります。ワークホールディングツールは会社の利益を直接増加させるものではありません。したがって、製造プロセスでは費用対効果を考慮する必要があります。

ステップクランプ

ステップ クランプを使用すると、作業中に部品の表面にアクセスできます。これにより、切削工具との干渉が軽減されます。ステップ クランプは、部品の側面を押して部品を固定します。さらに、このデバイスは手動フライス加工と CNC 加工の両方でうまく機能します。

ステップクランプはワークピースをしっかりと固定します。ただし、いくつかの欠点があります。使用するたびに再構成が必要なだけでなく、セットアップにかかる時間も比較的長くなります。

固定プレート

治具プレートは、作業中に部品をクランプするために多数のネジ穴を使用します。通常、これらの穴に嵌合するネジは保護として機能し、特定の穴を使用する準備ができたときにネジを取り外すことができます。

フィクスチャー プレートは、大型、複雑、特殊な形状の部品を含むほとんどの材料を固定できるため、人気があります。また、メンテナンスコストも低く、専門的なタスクも処理できます。

ワーク保持装置の位置決め

ワーク保持方法には、ワーク保持装置とワーク保持装置の位置決めに使用するツールという 2 つの主要なコンポーネントがあります。以下は、ワーク保持装置のセットアップに使用できるいくつかのツールです。

T スロット

T スロットは、工作物を機械ベッドに固定するために使用される、T 字型の切り欠きを備えたワーク保持装置です。これは、ワークホールディング ソリューションのセットアップと位置決めに使用される最も一般的なデバイスです。信頼性が高く、使い方も簡単です。ただし、T スロットの場合、ワーク保持治具の位置を変更するのが難しい場合があります。破片や汚れが蓄積すると、その使用も制限されます。

治具サブプレート

治具のサブプレートは、加工作業中にワーク保持装置の位置を決めるための平らで安定した表面を提供します。治具のサブプレートにはさまざまな形状があり、さまざまな材料を使用して作られています。これらのプレートは使いやすく、正確な位置決めのために垂直または水平に置くことができます。

ツーリング プレート

治具のサブプレートと同様です。ツーリングプレートには、ワーク保持装置を正確に位置決めするための穴があります。この正確な位置決めにより、部品が加工公差を満たすことが可能になります。

モジュール式治具

コストを節約するには、モジュール式治具が最良の選択肢となる場合があります。これらのデバイスはワーク保持デバイスを完全に保持し、複数回使用できます。モジュール式治具システムには、グリッド パターンの穴または T スロットが付属しています。グリッド穴のあるシステムは、位置決めが優れているため、より強力になります。

トラニオン金具

トラニオン治具は、CNC 加工などの自動化アプリケーションに最適です。この装置は数分でセットアップでき、ロケータピンを使用してワーク保持装置を素早く位置決めします。トラニオン治具を使用すると、バッチ間の一貫性を確保できます。

墓石

フライスバイスのようなかさばる装置の代わりに、よりコンパクトな装置を備えた墓石を使用することをお勧めします。トゥームストーンは、CNC 加工作業のための信頼性が高く効率的な位置決めツールです。さらに重要なことは、ほとんどの墓石にはすでにグリッドに穴プラグが取り付けられているということです。これにより、洗浄が迅速になり、切りくずの蓄積が最小限に抑えられます。

ツーリングコラム

ツーリングコラムはアルミニウムまたは鋳鉄で作られています。このため、耐摩耗性に優れており、繰り返し使用することができます。ツーリング コラムは、ワーク保持装置やワークピースを固定および位置決めするための表面を提供するため、人気が高まっています。

CNC ワークホールディング ソリューションのセットアップは、材料の種類、接触点、その他の要因によって異なります。このセクションでは、ワークホールディング ソリューションを設定する際の要因とできることについて説明します。

マテリアルの種類

作業している材質は、ワーク保持装置の強度に大きく影響します。さまざまな質感を持つエンジニアリング材料が多数あります。経験則として、素材が硬ければ硬いほど、それを押さえるのに必要な力も強くなります。たとえば、フライスバイスは柔らかい素材で作られているため、プラスチックやアルミニウムなどの柔らかい素材に適しています。一方、ハードジョーは硬い材料と柔らかい材料の両方を扱うことができます。

素材のサイズと形状

これは、ワークホールド オプションを絞り込むために使用できるもう 1 つの重要な要素です。不規則な形状の部品には特別な注意が必要な場合があります。たとえば、複雑な形状や幾何学形状を持つ大型部品をフライス加工するには、フライス加工の力に耐えられる、より堅牢な治具が必要になります。さらに、パーツが小さく平らな面がある場合は、単純なクランプ装置を使用することもできます。

連絡先

ワーク保持装置とワークの接触点も考慮する必要があります。デバイスでワークピースの側面または表面を押さえたいですか?加工作業中に表面に簡単にアクセスできる必要がありますか?これらは、自分にとって理想的なワークホールディング ソリューションを選択するために自問する必要がある質問の一部です。

部品の数

ワークホールド ソリューションの選択は、作成する部品の数によって異なります。小規模生産に使用されるワーク保持装置は、時間の経過とともに摩耗するため、大規模生産とは異なります。加工プロセス中に一時停止して変更することは可能ですが、時間がかかる場合があります。したがって、生産したい部品の数を考慮すると、プロジェクトに適切なワークホールドを選択する際の選択肢を絞り込むのに役立ちます。

Wayken のワークホールディング ソリューションを使用してカスタム機械加工部品を入手

プロトタイピングから完全な生産実行に至るまで、あらゆる作業の成功は、使用するワークホールディング ソリューションに依存します。このため、プロジェクトに最適なツールを選択することが重要です。理想的なワークホールディング ソリューションは、耐久性があり、コストを削減するために再利用可能であるだけではありません。また、時間を節約して生産性を向上させるために、セットアップが簡単である必要があります。

適切なワークホールディングを設定するプロセス全体は困難を伴う場合があります。製造の専門家と協力することをお勧めします。 WayKen には、優れたカスタム製造サービスと強力なワークホールディング ソリューションを提供する専門チームがあります。

当社のエンジニアは、アイデアから部品の製造に至るまで、製造のあらゆる段階を支援して高品質の部品を製造し、製品の市場投入時間を短縮します。さらに何が?当社は、CNC 加工サービス、3D プリント、ラピッド ツーリングなど、あらゆる加工ニーズに対応します。今すぐ CAD ファイルをアップロードするだけで、始めましょう!

結論

適切なワークホールディング設定により、すべてのバッチ部品が仕様に準拠していることを保証しながら、迅速な生産作業を合理化できます。最適なプロジェクト方法を選択するための標準的なソリューションはないことを知っておく必要があります。ワーク保持装置の多用途性を考慮することもできます。これは、製造業が高品質の部品を生産しながらコストを削減することを目的としているためです。

よくある質問

優れたワーク保持装置の特徴は何ですか?

優れたワーク保持装置は、切削工具に対してワークを保持して位置決めするだけではありません。また、機械加工操作に伴う力にも耐える必要があります。

軟顎と硬顎に違いはありますか?

主な違いは、製造に使用される材料です。ハードジョーは硬化鋼で作られています。一方、ソフトジョーはアルミニウムや鋳鉄などの柔らかい金属で作られています。

ワーク保持治具および固定具とは何ですか?

治具と治具は同じ機能を果たしません。固定具が部品を固定します。治具は部品を保持するだけでなく、カッターの方向を指示することもできます。