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CNC 治具のすべて: 設計、タイプ、使用法に関する詳細ガイド!

Jul 20, 2023

CNC 治具に関する包括的なガイドへようこそ。このガイドの目的は、CNC 治具の設計、種類、使用法を深く掘り下げることです。このトピックでは、CNC 治具がどのように機械加工の世界に精度と効率をもたらすのかを明らかにします。 CNC 加工における治具の不可欠な役割について深い洞察を得ることができます。

CNC治具の基礎! 

 

CNC加工におけるCNC治具の基本機能と役割

 

· ワークの位置決め

CNC 治具では、適切な位置決めが重要です。すべてのプロセスを開始するデータです。 CNC 治具はワークピースを安全な特定の場所に保持し、正確な加工を実現します。

 

· ワークの安定化

CNC 治具は安定性を提供します。ワークピースをクランプし、安定した状態に保ちます。適切な安定化がなければ、正確なカットは不可能です。

 

· 加工の一貫性

一貫性が重要です。 CNC 治具により、各ワークピースの同じ位置が保証されます。その結果、何度も同じ部品ができてしまいます。

 

· 精度の向上

CNC 治具は精度に大きな役割を果たします。設定された位置と安定性により、各カットが意図したとおりに行われます。

 

· プロセスの高速化

CNC 治具を使用すると、生産がより速くなります。一度設定すると、治具がワークピースを保持するため、手動で調整する必要がなくなります。

 

· オペレーターの安全

安全は最も重要です。治具がワークを固定し、事故の可能性を減らします。安全なワークピースは、より安全な作業スペースを意味します。

 

· 被害防止

固定具は損傷を防ぐのに役立ちます。ワークをしっかりと保持することで、不用意な滑りや動きを防ぎます。ワークピースが安全であれば、損傷のないプロセスが保証されます。

 

· 再現性の保証

CNC 治具は再現性を提供します。これらを使用すると、同じ部品を何度でも一貫して製造できます。

 

CNC 治具設計の基本原則

 

· 剛性要件

CNC 治具の設計では剛性が非常に重要です。剛性の高い治具により振動が最小限に抑えられ、より高い精度が得られます。

 

· 精度保証

適切に設計された治具により精度が保証されます。ワークを正しい位置に保持し、正確な加工を実現します。

 

· ワークの適合性

互換性は治具の設計において非常に重要です。治具はワークの形状、サイズ、材質に適合する必要があります。

 

· アクセシビリティへの配慮

アクセシビリティは、器具の設計において重要です。治具は、切削工具が必要なすべての領域に到達できるようにする必要があります。

 

· セットアップが簡単

器具は簡単にセットアップできる必要があります。複雑な設定を行うとプロセスが遅くなり、エラーが発生する可能性があります。

 

· 被害防止

適切な固定具は損傷を防ぎます。ワークピースをしっかりと保持し、偶発的な滑りや動きを防ぎます。

 

· 互換性

治具の設計は互換性を考慮する必要があります。この機能により、同じ治具で異なる部品を保持できるようになり、効率が向上します。

 

CNC 治具を理解する: 主要コンポーネント!

· 治具本体

CNC 治具の中心には本体が配置されています。硬化鋼で作られているため、その剛性により動作中の安定性が保証されます。本体サイズは200mmから600mmまであり、さまざまな製造ニーズに対応します。耐久性に優れ、精密に設計された治具本体は、CNC 操作の基礎となります。

 

· 位置決めピン

治具の設計に不可欠な位置決めピンにより、ワークピースの正確な配置が保証されます。ハイスまたは超硬製で、高い応力に耐えます。直径は1mmから20mmの間で変化し、ぴったりとフィットします。確かに、位置決めピンによって精度が可能になります。

 

· クランプ装置

しっかりと保持するために重要なクランプ装置は、ワークピースを所定の位置に固定します。油圧式または手動式のこれらのデバイスは、500N ~ 5000N の力を提供します。さまざまな形状 - ウェッジ、ストラップ、スイングでさまざまなニーズを満たします。クランプ装置がないと、CNC の動作が不安定になります。

 

· 支持面

通常は平らな支持面により、ワークピースの安定性が維持されます。それらのサイズはワークピースの寸法に合わせます (小さいものは 50mm、大きいものは 500mm)。鋳鉄または鋼製で、強度は疑いありません。これらの表面は確かにしっかりとしたサポートを提供します。

 

· 調整機構

CNC 治具には、精度を高める調整機構が組み込まれています。マイクロメーターから送りねじまで、0.01mmの微細な変更が可能です。正確な位置合わせを支援し、エラーを減らします。調整メカニズムは本質的に、精度を向上させます。

 

· ガイド要素

ガイド要素はワークピースの動きを指示します。多くの場合、炭化タングステンで作られており、摩耗に耐えます。直径5mmから50mmまでの範囲で、さまざまなワークをガイドします。ガイド要素は実際に CNC 操作を合理化します。

 

· 治具ベース

器具のベースは通常は平らであり、しっかりとした接地を提供します。ねずみ鉄から鋳造されており、かなりの重量に耐えます。サイズは400mmから1000mmまであり、さまざまな器具に対応できます。間違いなく、器具ベースは強固な基礎を築きます。

 

· 治具プレート

フィクスチャ プレートは、フィクスチャ構成のためのキャンバスを提供します。アルミニウムまたはスチール製で、変形しにくいです。 100mmから800mmまで取り揃えており、さまざまなニーズに対応します。確かに、フィクスチャープレートはデザインの自由度を提供します。

 

· ワーク接触部

ワークコンタクトはワークに直接接触します。超硬などの耐摩耗性素材で作られているため、長寿命が保証されます。直径は1mmから50mmまであり、さまざまなワークに適合します。ワークピースの接触は精密な製造に不可欠です。

 

· クランプアクチュエーター

クランプアクチュエータが力を加えてワークを固定します。手動または空気圧で、最大 10kN のクランプ力を提供します。さまざまな形状で独自のニーズに対応します。クランプアクチュエーターは、まさに、物事をしっかりと固定します。

 

CNC治具の種類! 

· バイス治具

業界用語では VF と呼ばれるバイス固定具は、ワークピースをしっかりと保持します。固体金属により、頑丈で耐久性があります。フライス加工、穴あけ作業に使用します。 2 つのジョーがパーツを締め付けます。 1 つはその場に留まり、もう 1 つは動きます。

 

· インデックス治具

インデックス治具 (IF) は、ワークピースを正確に回転させます。 1 回の完全な回転は 360 度であり、さまざまなセクションを加工するための正確な位置決めが可能です。フライス加工、穴あけ加工に使用します。手動クランクまたは自動機構がワークピースを回転させます。

· モジュール式治具

モジュラー器具は MF として知られており、柔軟性を備えています。ワークピースの寸法に従って組み立て、再構成します。ベースプレート、ブロック、クランプなどの多くのコンポーネント。プロトタイピングや小規模生産に使用できます。異なるジョブ間の切り替えは簡単です。

 

· 磁気固定具

マグネット治具(マグネットチャック)、再びMF、磁力を使用します。スイッチを入れるとワークがくっつきます。スイッチをオフにして放します。鉄、鋼などの強磁性材料で使用します。

· 油圧治具

油圧治具、短い HF、流体力を使用します。クランプは力を加えてワークを保持します。大量かつ高精度の製造に使用します。毎回、迅速、安全、一貫したクランプを保証します。

· 真空器具

真空治具、VF は空気圧を使用します。ワークは表面に吸着され、その場に留まります。クランプが不要なので、加工へのアクセスが妨げられません。非磁性、非鉄材料で使用してください。

 

· カスタムフィクスチャ

カスタム フィクスチャ (CF) は、オーダーメイドのソリューションです。ワークピース固有のニーズに応じて設計します。複雑な形状やデリケートな素材に使用します。カスタマイズにより、最適な加工効率と精度が保証されます。

 

CNC治具の設計!

· 機能分析

CNC 治具の役割は極めて重要です。その機能は、加工中にワークピースを固定することです。正確な切断を実現するには、正確な位置合わせが非常に重要です。公差に誤差が入る余地はありません。すべてのミリメートルが重要です。

 

· 材料の選択

適切な素材を選択することが重要です。焼き入れ鋼が目立ち、堅牢性を誇ります。しかし、アルミニウムのような軽量素材にもメリットがあります。材料の剛性は高い加工力に耐える必要があることに注意してください。

 

· ディメンションプランニング

寸法には綿密な計画が必要です。バランスがあります。治具は機械テーブルに設置できるほど小さく、かつワークピースを固定できるほど十分な大きさでなければなりません。サイズは 20 ~ 200 mm の範囲ですが、それぞれ特定の作業によって異なります。

 

· ワークの考慮事項

ワークガイドの治具設計。 50kgのワークピースには頑丈な固定具が必要です。複雑な形状の場合は特注の治具が必要になる場合があることに注意してください。

 

· クランピング戦略

クランプは治具の設計において重要な役割を果たします。クイックリリースクランプにより効率が向上します。対照的に、トグルクランプは高い保持力を提供します。したがって、クランプを選択するときは、ワークの形状、サイズ、重量を考慮してください。

 

· 応力分布

応力を分散することも重要です。不適切な応力はワークピースに歪みを与え、不正確な加工につながる可能性があります。したがって、サポートとクランプを適切に配置することが重要です。

 

· 安全性分析

安全性は依然として最優先です。治具は、加工中のワークピースの移動を防止する必要があります。また、予期せぬ機械のシャットダウン時にオペレーターを保護する、偶発的なリリース機構も必須です。

 

· 試作開発

本格的な生産の前に、治具のプロトタイプが作成されます。 3 軸フライス盤が最初のモデルを作成する可能性があります。テストは厳格に行われ、設計上の欠陥があれば明らかになります。

 

· ユーザーのフィードバック

エンドユーザーは貴重なフィードバックを提供します。彼らの洞察は、器具の継続的な改善を推進します。簡単なセットアップから改良されたクランプ設計まで、ユーザー エクスペリエンスが将来の CNC 治具を再構築することができます。

 

CNC 治具のセットアップと取り付け! 

· 表面の洗浄

CNC 治具では精度が重要です。セットアップする前に、表面をきれいにします。溶剤ではなく工業グレードのクリーナーを使用してください。表面を優しくこすり、粒子を取り除きます。きれいな治具は高精度の作業を意味します。

 

· アライメントの検証

真直さと位置合わせが重要です。アライメントチェックにはダイヤルインジケーターを使用します。偏差を記録し、値をメモします。正確なアライメントによりワークの精度が向上します。作業前に必ずアライメントを確認してください。

 

· クランプの位置決め

クランプを治具に正しく配置します。使用 CAD/CAMソフト 正確な座標を求めます。 1ミリのズレが誤差の原因となります。適切に配置されたクランプにより安定性が保証されます。

 

· 確実な固定

固定は安定性のために重要です。トルクレンチを使用して適切なトルクをかけてください。正確な値については、メーカーの説明書を参照してください。適切な力でしっかりと固定できます。

 

· 機能テスト

すべての関数が期待どおりに動作する必要があります。クーラント流量、主軸速度、送り速度をテストします。各サイクル時間を確認します。適切なテストは正確な生産につながります。

 

· オペレータートレーニング

トレーニングによりパフォーマンスが向上します。治具のセットアップ、操作、安全手順を理解します。ソフトウェアの言語とコマンドを理解していること。訓練は安全で効率的な作業を促進します。

 

· メンテナンススケジュール

定期的な器具のメンテナンスにより寿命が延びます。稼働時間 100 時間ごとに可動部品に注油してください。 200 時間ごとに摩耗を検査してください。必要に応じてすぐに修理のスケジュールを立ててください。タイムリーなメンテナンスにより予期せぬ故障を防ぎます。

 

さまざまな製造プロセスにおける CNC 治具!

· 掘削作業

穴あけ加工時のワークの固定には精度が求められます。 CNC 治具は部品を 90 度で保持します。正確な穴をあけるためには安定性が不可欠です。ドリルビットは0.05mmから75mmまであります。自動治具はワーク寸法に合わせて調整します。

 

· フライス加工プロセス

フライス加工ジョブには、個別の CNC 治具セットアップが必要です。ワークピースを正確に配置することが重要です。カッターのサイズ、速度 (RPM)、深さなどのパラメーターが重要な役割を果たします。フライス加工では高速度鋼 (HSS) または超硬カッターが一般的です。

 

· 旋削加工

旋削加工における CNC 治具は一貫した結果を提供します。部品の変形を避けるために、クランプ力のバランスをとる必要があります。ワークピースは 1000 ~ 3000 RPM で回転します。治具を正しくセットアップすると、ツールのクラッシュを防ぐことができます。

 

· 研削プロセス

研削作業における固定には精度が要求されます。ワークをしっかりと保持することで研削誤差を軽減します。研磨ホイールは材料をミクロン単位で削り取ります。ホイールサイズ、グリットサイズ、速度パラメータは重要です。

 

· 放電加工プロセス

放電加工または 放電加工 型彫りにはCNC治具を使用しています。真鍮または銅の電極は火花を通じて物質を除去します。ワークと電極間のギャップは通常0.01mm~0.5mmです。

 

· レーザー切断

レーザー切断における CNC 治具のセットアップにより品質が保証されます。通常幅 10 ~ 20 マイクロメートルの集束レーザー ビームが材料を切断します。ワークを正しく配置することで、切断精度が向上します。

 

· 溶接用途

溶接 アプリケーション 剛性の高い CNC 治具の恩恵を受けます。一貫したクランプ力により、溶接の歪みを回避できます。ロボット溶接治具は、最大 500kg の重量の部品を処理できます。

 

· 組立工程

組み立てでは、CNC 治具が精度を高めます。固定具は部品を正確な位置に保持します。部品の寸法やトルク設定などのアセンブリパラメータは、治具の設計に役立ちます。 CNC 治具の使用により、組み立てプロセスが迅速かつ効率的になります。

 

CNC 治具に関する一般的な問題のトラブルシューティング! 

· 位置ずれの問題

CNC 治具には、位置ずれの兆候が見られる場合があります。 X、Y、または Z 軸のオフセットが正しく設定されていない場合、位置ずれが発生します。正確なオフセットにより、正確な生産が保証されます。

一般的な原因としては、ネジの磨耗やガイド レールの損傷などが挙げられます。常に機械を点検し、異常があれば早めに修正してください。早期発見により潜在的な故障を防止し、加工効率を向上させます。

 

· クランプの失敗

CNC 加工では、ワークピースを適切にクランプすることが重要です。クランプジョーの損傷や油圧の問題により故障が発生する可能性があります。確実に固定できる CNC 治具の設計を検討してください。強力なクランプが工具の振動を防ぎ、スムーズな操作を保証します。クランプを適切にメンテナンスすることは、製品の品質にとって非常に重要であることを忘れないでください。

 

· 構造上の欠陥

最適な動作のために、治具には堅牢な構造が必要です。治具の設計が不十分だと欠陥が生じ、生産効率が低下する可能性があります。一般的な問題には、ノックピンの破損、ベースプレートの損傷、ブッシュの磨耗などが含まれます。したがって、器具のコンポーネントを定期的に検査することが重要です。構造の完全性により、加工タスクの品質、精度、一貫性が促進されます。

 

· 磨耗

時間の経過とともに、CNC 治具に摩耗の兆候が現れることがあります。ワークと治具の間の継続的な摩擦は劣化の原因となります。フィクスチャ クランプ、ベース プレート、およびロケータの表面が摩耗していないか確認してください。定期的なメンテナンスにより、器具の寿命を延ばし、機能効率を維持できます。

 

· 精度の低下

精度は CNC 操作を成功させるための基礎です。ただし、フィクスチャは時間の経過とともに精度が失われる可能性があります。位置ずれ、磨耗、構造上の欠陥が原因となる場合があります。 CNC 三次元測定機を使用して定期的に再校正すると、精度が向上します。精密な治具により、高品質の最終製品が保証されます。

 

· 清掃の課題

CNC 治具は、他の産業用機器と同様に、定期的なクリーニングが必要です。蓄積した破片や冷却剤の残留物は、治具の性能を損なう可能性があります。頑固な汚れを取り除くには、承認された工業用洗浄溶剤を使用してください。定期的に清掃することで、器具の寿命と運用効率が保証されます。

 

· 材質の適合性

CNC 治具はワークの材質に適合する必要があります。材料の組み合わせを間違えると、生産上の問題が発生する可能性があります。たとえば、アルミニウム製のワークピースにスチール製の治具を使用すると、問題が発生する可能性があります。互換性により、よりスムーズな加工プロセスとより高品質な結果が保証されます。

 

· インストールエラー

治具を正しく取り付けることは、効率的な CNC 操作の鍵となります。位置決めや組み立てミスにより、間違いが発生する可能性があります。メーカーのマニュアルに従って、正しい取り付けを行うことができます。治具が CNC 機械の軸と正しく位置合わせされていることを常に確認してください。正しく取り付けると、精度と効率が向上します。

 

特殊な治具:詳しく見てみましょう! 

· ロータリー治具

A 軸と B 軸を備えた回転治具により、正確な結果が得られます。円形の部品を扱います

 

· 簡単にパターンを作成できます。 CNC 加工により速度と精度が向上します。汎用性が強みであり、単一のセットアップでさまざまな加工が可能です。

空気圧治具

 

· これらの設備は空力で動かされています。主要部品にはバルブ、シリンダー、FRLユニットが含まれます。素早いクランプとアンクランプにより、高い生産性が得られます。クランプ領域から手を離すことで安全性が向上します。頑丈であることも長寿命を保証する利点です。

トラニオン治具

 

· トラニオン治具は CNC の能力を向上させます。これらの固定具は、2 つの傾斜したプレートの間に部品を保持します。両方のプレートは中心軸を中心に回転します。このような構成により、複雑な操作が可能になります。 5 軸加工における精度は同社の特徴です。

墓石の備品 トゥームストーン、または柱の固定具は、ワークスペースの有用性を最大化します。際立った特徴には、垂直性と多重性が含まれます。さまざまな面に複数のパーツを保持します。 立形マシニングセンタ

· この配置は、重力が切りくずの除去を補助することを意味します。その結果、スムーズで中断のない CNC 加工が実現しました。

マルチステーション器具 バッチ処理の場合、マルチステーション フィクスチャが重要です。各治具は異なる部品を同時に保持します。のような操作, CNCフライス盤CNCボール盤

· 、タップは一度に行われます。備品はあるステーションから別のステーションに移動します。ここでは効率と時間の節約が際立っています。

高圧治具

 

これらの設備は激しい圧力の下で動作します。高圧クーラントチャンネルが深い穴から切りくずを取り除きます。利点としては、表面仕上げが良くなり、工具寿命が長くなります。高圧治具は硬い材料の取り扱いに優れています。

 

結論

CNC 治具の複雑な世界を解明すると、得られるポイントは明らかです。治具は、その設計と種類を通じて、CNC 加工の効率と精度を支えます。ワークの位置決めから一貫性の維持まで、スムーズな作業に不可欠です。 さらに詳しく調べるには、次のサイトにアクセスしてください CNCYANGSEN

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