これは、業界関係者が治具の設計についてまとめたものですが、物事はそれほど単純ではありません。 さまざまなソリューションを検討する過程で、予備設計には常に解決されていない位置決めとクランプの問題があることがわかりました。 最も革新的なソリューションは、実際的な重要性を失うことになります。 位置決めとクランプの基本知識を理解することによってのみ、治具の設計と加工計画の完全性を根本的に確保することができます。
ロケーターの知識
1. ワーク側面からの位置決めの基本原理
サポートと同様にワークピースの側面から位置決めする場合、3-点の原理が最も基本的な原理です。 これはサポートと同じ原理であり、3- ポイント原理と呼ばれます。 「同一直線上にない3点が平面を決める」という原理から導き出されたものです。 4 点のうち、面を決定できるのは 3 点で、合計 4 つの面を決定できます。 しかし、どのように配置しても、4点目を同一平面上に置くのはかなり難しい。
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▲3-ポイントの原則
例えば、高さ固定のポジショナーを4台使用した場合、どこかの3点のみがワークに接触し、残りの4点目はワークに接触しない可能性が高くなります。
したがって、ロケーターを構成するときは、通常 3 点に基づいて、これら 3 点間の距離をできるだけ長くする必要があります。
また、ポジショナを配置する際には、加工荷重がかかる方向を事前に確認する必要があります。 加工荷重の方向は、ツールホルダー/ツールの移動方向となります。 送り方向の終端にポジショナを配置すると、ワーク全体の精度に直接影響します。
一般に、ワークの粗面を位置決めする場合はボルト式の調整式ポジショナが使用され、ワークの加工面を位置決めする場合は固定式（ワーク接触面が研磨されている）のポジショナが使用されます。
2. ワーク穴からの位置決めの基本原理
ワークの前工程で加工した穴を利用して位置決めを行う場合、公差のあるピンを使用して位置決めを行う必要があります。 ワークの穴精度とピン形状の精度を合わせ、はめあい公差に合わせて組み合わせることで、実際のニーズに合わせた位置決め精度を実現します。
また、位置決めにピンを使用する場合、一般的に一方はストレートピン、もう一方はダイヤモンドピンを使用するため、ワークの組立・分解が容易になり、ワークとピンの固着も少なくなります。
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▲ピン位置決めを利用する
もちろん、はめあい公差を調整することで両ピンともストレートピンを使用することも可能です。 より正確な位置決めを行うには、通常、ストレート ピンとダイヤモンド ピンを使用するのが最も効果的です。
ストレートピンとひし形ピンを使用する場合、通常、ひし形ピンの配列方向（ワークと接触する方向）を結んだ線と、ストレートピンとひし形ピンを結んだ線は90度直交します。 この配置は角度を考慮したものです。 位置決め（ワークの回転方向）。
クランプ関連の知識
1. クランプの分類
クランプ方向により、一般に次のカテゴリに分類されます。
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次に、各種クランプの特徴を見ていきましょう。
1. クランプを上から押す
ワークの上方からクランプするクランプは、クランプ時の変形が最も少なく、ワーク加工時に最も安定します。 したがって、一般的にはワークを上からクランプすることが第一に考えられます。 ワークの上から押し付ける最も一般的なクランプは手動式のメカニカルクランプです。 例えば下の写真は「松葉型」クランプと呼ばれるものです。 プレッシャープレート、スタッドボルト、ジャッキ、ナットで構成されるクランプをルーズリーフクランプと呼びます。
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また、ワークの形状に応じて加圧プレートの形状を選択することができ、様々な形状のワークに対応できます。
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ルーズリーフクランプでクランプする場合のトルクとクランプ力の関係は、ボルトの押し付け力から計算できます。
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ワークを上からクランプするタイプのクランプにはルーズリーフタイプの他に以下のようなものもあります。
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2.横からクランプするクランプ
本来、ワークを上からクランプするクランプ方式が最も精度が安定し、ワークへの加工負荷も最小です。 ただし、ワーク上部を加工する必要がある場合や、ワーク上部からのクランプが不向きな場合など、ワーク上部からのクランプが不可能な場合には、側面からクランプすることもできます。ワークの。 しかし、相対的に言えば、ワークを横からクランプすると浮き力が発生します。 治具を設計する際には、この力をいかに排除するかに注意する必要があります。
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上の写真のように横からクランプするクランプもあります。 横からの推力を発生させながら、斜め下向きの力が発生します。 この種のクランプはワークの浮き上がりを効果的に防止します。
側面からクランプするクランプには、以下のような同様のクランプもあります。
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3. ワークを下から締め付けるクランプ
薄板ワークの上面を加工する場合、上からクランプできないだけでなく、横からクランプするのも無理があります。 ワークピースを下から締め付ける唯一の方法は、合理的なクランプ方法です。 ワークを下から締め付ける場合、ワークが鉄製であれば通常マグネット式クランプが使用できます。 非鉄金属のワークピースを扱う場合、通常は真空吸引カップを使用してワークピースを締め付けます。
上記 2 つの場合、クランプ力はワークと磁石または真空チャックの間の接触面積に比例します。 小型ワークの加工時に加工負荷が大きすぎると、理想的な加工効果が得られません。
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また、磁石や真空吸盤を使用する場合、安全かつ通常の使用のためには、磁石や真空吸盤との接触面がある程度平滑である必要があります。
4. ホールクランプによるクランプ
5- 軸加工機を使用して同時多面加工や金型加工を行う場合、治具や工具による加工への影響を防ぐため、一般的には穴クランプを使用することが適切です。 穴クランプはワークの上方や横からクランプするのに比べてワークへの負担が少なく、ワークを効果的に変形させることができます。
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▲穴を利用して直接加工する
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▲クランプ用リベットをセット
2. プリクランプ
上記は主にワーククランプ治具について説明しています。 操作性をいかに向上させるか、プリクランプの使い方も重要です。 ワークをベース上に垂直に置くと、ワークは重力により下に落下します。 このとき、必ず手でワークを押さえながらクランプを操作してください。
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▲仮締め
ワークが重い場合や複数個を同時にクランプすると作業性が大幅に低下し、クランプ時間が非常に長くなります。 この際、本スプリング式プリクランプ製品を使用すると、ワークを静止したままクランプ動作が可能となり、作業性が大幅に向上し、ワークのクランプ時間も短縮されます。
3. クランプ選定時の注意点
同一ツーリングで複数種類のクランプを使用する場合は、締め付けと緩めに必ず同じツールを使用してください。 例えば、下図左の場合、複数のツールレンチを使用してクランプ作業を行うと、作業者の負担が大きくなり、ワークのクランプ時間も長くなります。 例えば、下の右の写真では、現場で作業しやすいようにツールレンチやボルトのサイズを統一しています。
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▲ワーククランプの操作性
また、クランプを構成する際には、ワーククランプの操作性を最大限考慮する必要があります。 クランプ時にワークを傾ける必要がある場合、非常に操作性が悪くなります。 治具ツールを設計する際には、この状況を回避する必要があります。
