CNC工作機械の治具選定と使用の常識

現在、機械加工は生産バッチに応じて 2 つのカテゴリーに分けることができます。1 つは、単一品、多品種、小ロット (小ロット生産と呼ばれます) です。もう一つは、少量多品種大量生産です。前者は機械加工の総生産額の70～80％を占め、機械加工の主体となっている。
同じ工作機械でも生産効率が何倍も違うのはなぜですか?結論としては、NC 工作機械に選択した治具が不適切であり、NC 工作機械の生産効率が大幅に低下するということになります。 NC工作機械の治具の合理的な選択と使用方法について説明します。
CNC工作機械の稼働率を向上するにはどうすればよいですか?テクニカル分析を通じて、フィクスチャの使用には大きな関係があります。不完全な統計によると、国内企業が CNC 工作機械に使用する不合理な治具の割合は最大 50% 以上です。 2010 年末までに、中国の CNC 工作機械の数は 100 万台近くに達しました。これは、不当な選択や治具の不適切な適用により 500,000 台以上の CNC 工作機械が「使用されていない」ことを意味します。別の観点から見ると、NC 工作機械治具の選択と適用には、多大な経済的利益が期待できるため、やるべきことがたくさんあります。
小ロット生産サイクル＝生産（準備・待機）時間＋ワーク処理時間 小ロット生産では「ワークの処理時間」が非常に短いため、「生産（準備・待機）時間」の長さが加工に重大な影響を与えます。サイクル。生産効率を高めるためには、生産（準備・待ち時間）時間をいかに短縮するかが必要です。

1. 小ロット生産で優先的に使用できるNC工作機械と治具は以下の3種類を推奨します。

モジュール式治具
「ビルディング ブロック フィクスチャ」とも呼ばれるモジュラー フィクスチャは、標準化された設計、さまざまな機能、さまざまな仕様を持つ一連の工作機械の治具要素で構成されています。お客様は、加工要件に応じてさまざまな種類の工作機械治具を「積み木」のように素早く組み立てることができます。モジュール式治具は特別な治具の設計と製造にかかる時間を節約し、生産準備時間を大幅に短縮し、小バッチ生産サイクルを効果的に短縮し、生産効率を向上させます。さらに、モジュール式治具には、高い位置決め精度、大きなクランプの柔軟性、リサイクルと再利用、製造エネルギーと材料の節約、使用コストの低さなどの利点もあります。したがって、モジュール式治具は、特に少量のバッチ処理に適しています。製品の形状は比較的複雑です。
精密コンビネーション平ペンチ
実際、精密組み合わせフラットジョープライヤーはモジュラー治具の「アセンブリ」に属します。他のモジュール式治具コンポーネントと比較して、汎用性が高く、標準化されており、使いやすく、クランプの信頼性が高くなります。したがって、それらは世界中で広く使用されています。精密コンビネーションフラットジョープライヤーは、迅速な取り付け（分解）、迅速なクランプなどの利点を備えており、生産準備時間を短縮し、小ロット生産の効率を向上させることができます。現在、海外で一般的に使用されている精密コンビネーションフラットジョープライヤーのクランプ範囲は一般的に1000mm以内、クランプ力は一般的に5000Kgf以内です。
滑らかなクランプベース
滑らかな治具ベースは中国ではあまり使用されていませんが、ヨーロッパ、アメリカ、その他の先進工業国では広く使用されています。実際には、フィクスチャベースの仕上げ後のファインブランクであり、エレメントと工作機械との位置決め接続部とフィクスチャ上の部品の位置決め面が仕上げられています。ユーザーは実際のニーズに応じて特別な治具を加工して作成できます。
ここで言う精密コンビネーションフラットジョープライヤーは古いマシンバイスではないことに注意してください。古いマシンバイスは単機能で製作精度が低く、集合使用ができず寿命も短いため、CNC工作機械やマシニングセンターでの使用には適していません。ここで紹介する精密コンビネーションフラットジョープライヤーは、CNC工作機械やマシニングセンターの特性に合わせて特別に設計された、ヨーロッパ、アメリカなどの先進工業国発の新しいフラットジョープライヤーシリーズです。このような製品は、クランプの柔軟性が高く、位置決め精度が高く、クランプが速いという特徴があり、グループで使用でき、特に CNC 工作機械やマシニング センターに適しています。

電磁式永久磁石クランプ
電気永久磁石器具は、磁気源としてネオジム鉄ボロンやその他の新しい永久磁性材料と現代の磁気回路の原理を使用して設計された新しいタイプの器具です。多数の加工実践により、電気永久磁石治具が CNC 工作機械やマシニング センターの総合的な加工効率を大幅に向上させることができることが示されています。
永久磁石電磁クランプの締め付け・緩め作業は約1秒で完了し、クランプ時間を大幅に短縮します。従来の工作機械治具では位置決め要素やクランプ要素が大きなスペースを占めていましたが、電磁永久磁石治具にはこれらのスペースを占める要素がありません。そのため、従来の工作機械用治具に比べ、電磁永久磁石治具のクランプ範囲が広くなり、CNC工作機械のワークテーブルや加工ストロークを最大限に活用することができ、総合的な加工効率の向上につながります。回転部品そして機械加工部品。永久磁石電磁治具の吸着力は一般的に15～18Kgf/cm2ですので、切削力に耐えられる吸着力（クランプ力）を確保する必要があります。一般に、吸着面積は 30cm2 以上、つまりクランプ力は 450Kgf 以上となります。
2. 大量加工に適したNC工作機械治具
大量加工サイクル＝加工待ち時間＋ワーク加工時間＋生産準備時間 「加工待ち時間」には主にワークのクランプ時間やツール交換時間が含まれます。従来の手動工作機械治具の「ワーククランプ時間」は、大量処理サイクルの 10 ～ 30% に達する可能性があるため、「ワーククランプ」は生産効率に影響を与える重要な要素となっており、「タッピングの可能性を引き出す」主要な目的でもあります。工作機械治具の「」です。
したがって、量産加工では高速位置決めと高速クランプ（緩め）が可能な専用治具を使用する必要があり、次の 3 種類の工作機械治具が優先されます。
油圧/空圧クランプ
油圧/空圧クランプは、油圧または空圧を動力源として使用し、油圧または空圧コンポーネントを介してワークの位置決め、支持、圧縮を行う特殊なクランプです。油圧/空圧治具は、ワーク、工作機械、カッター間の相互位置を正確かつ迅速に決定できます。ワークの位置精度は治具により保証されており、加工精度も高いため、位置決めとクランプのプロセスは高速であり、ワークピースのクランプとリリースにかかる時間を大幅に節約します。同時に、コンパクトな構造、多位置クランプ、高速重切削、自動制御などの利点を備えています。
油圧/空圧治具の上記の利点により、CNC 工作機械、マシニング センター、および柔軟な生産ライン、特に大量処理での使用に特に適しています。
電磁式永久磁石クランプ
電気永久磁石クランプには、高速クランプ、簡単な多位置クランプ、多面加工、安定した信頼性の高いクランプ、省エネと環境保護、および自動制御という利点があります。従来の工作機械治具と比較して、電磁永久磁石治具はクランプ時間を大幅に短縮し、クランプ時間を短縮し、クランプ効率を向上させることができます。したがって、少量のバッチ生産だけでなく、大規模なバッチ生産にも適しています。
滑らかなクランプベース
滑らかな表面の治具ベースは、特殊治具の製造サイクルを効果的に短縮し、生産準備時間を短縮できるため、一般に量産サイクルを短縮し、生産効率を向上させることができます。同時に、専用治具の製造コストを削減することができる。したがって、平滑な表面の治具ベースは、タイトなサイクルでの大量生産に特に適しています。
クランプを合理的に使用して機器の可能性を引き出します
NC工作機械の加工効率を向上させるには、NC工作機械や治具を「選ぶ」だけではなく、NC工作機械や治具を「使う」ことも経験上重要です。

3. 一般的な方法は次の 3 つです。
マルチステーション方式
マルチステーション方式の基本原理は、一度に複数のワークをクランプすることで、ユニットのクランプ時間を短縮し、工具の有効切削時間を延長することです。マルチステーション治具とは、複数の位置決めおよびクランプ位置を備えた治具を指します。
CNC 工作機械の発展と生産効率向上に対するユーザーのニーズにより、マルチステーション治具の適用はますます増えています。マルチステーション設計は、油圧/空圧治具、モジュラー治具、電気永久磁石治具、および精密モジュラーフラットジョープライヤーの構造設計においてますます一般的になっています。
団体利用
「マルチステーション」クランプの目的は、同じ複数のクランプを同じワークベンチに配置することによっても達成できます。この方法で使用される治具は、一般に「標準化された設計と高精度の製造」を経なければ、NC工作機械のプロセス加工の要求を満たすことが困難になります。
グループで使用する方法は、NC工作機械のストロークを最大限に活用することができ、工作機械の伝動部品の摩耗バランスを整えるのに有利です。同時に、関連する治具を単独で使用して複数のワークのクランプを実現することも、組み合わせて使用​​して大型ワークのクランプを実現することもできます。
ローカルクイックチェンジ方式
ローカルクイックチェンジ方式とは、NC工作機械治具のローカル部品（位置決め要素、クランプ要素、工具設定要素、ガイド要素）を素早く交換することで、治具の機能や使用モードを素早く変更する方法です。たとえば、クイックチェンジコンビネーションフラットジョーは、クランプ角材をクランプバー材に変更するなど、ジョーを素早く交換することでクランプ機能を変更できます。手動クランプから油圧クランプに変更するなど、クランプ要素を素早く変更することでクランプ方法を変更することもできます。ローカルクイックチェンジ方式は、治具の交換と調整の時間を大幅に短縮し、小ロット生産において明らかな利点をもたらします。