製造業における治具と固定具：違い、種類、用途

CNC加工プロセスには多くの工具が使用されます。その中でも、治具と固定具は最も一般的に使用される2つの機器です。これらにはいくつかの類似点がありますが、それぞれ異なる役割を果たし、加工工程を支援します。 CNC メーカー 一貫性があり再現性のある結果を実現します。

この記事では、治具と固定具の違い、それぞれの用途、そして現代の製造プロセスで得られる主な利点について説明します。

ジグとは何ですか?

治具は、機械加工工程において工具をガイドする装置です。治具の主な目的は、工具が穴あけ、タッピング、あるいは リーマ—ワークピース上の正しい位置と方向に。治具は通常、小型で軽量で、比較的単純な作業向けに設計されています。例えば、テンプレート治具は正確な穴あけのためのガイドとして使用され、チャネル治具は曲線に沿って工具をガイドするために使用されます。

一般的なジグの種類

ジグにはいくつかの種類があり、それぞれ異なる特定の要件を満たすように設計されています。 製造プロセス。 一般的な例をいくつか挙げます。

プレートドリルジグ

プレートドリルジグは、ドリルビットをワークピースに正確に通すために設計された特殊なテンプレートジグです。プレートに埋め込まれたブッシングがドリルビットを誘導し、大量生産における正確な穴位置と位置合わせを実現します。

アングルプレート治具

アングルプレートジグは、ワークピースを特定の角度（通常は90度）に配置するために使用されます。 精密加工治具は部品をしっかりと固定し、角度付きドリルやフライス加工などの作業を一貫した精度で行うことができます。

チャンネルジグ

チャネルジグは、円筒形または不規則な形状のワークを保持するために設計されたU字型の治具です。片側にブッシング、もう一方にクランプを備えたこれらの治具は、加工中の安定性を確保し、工具を特定のパスまたは表面に沿ってガイドします。

ボックスジグ

ボックス治具は、ワークを箱のような構造で囲み、複数の面からの加工を可能にします。この設計により、ワークの位置を変更したり、複数の治具を使用したりすることなく、異なる角度からの穴あけやフライス加工などの効率的な作業が可能になります。

リーフジグ

リーフジグは、ヒンジ付きのプレートまたはリーフを備えており、ワークの出し入れが容易です。ヒンジ設計により、手作業での素早いアクセスが可能になり、セットアップ時間を短縮することで効率性が向上します。

ドリルブッシング

ドリルブッシングは、治具に装着してドリルビットをワークピースに正確に通すための円筒形のスリーブです。正確な穴の配置と位置合わせを保証し、穴あけ作業中の誤差を低減します。

テンプレート治具

テンプレート治具は、プレートまたはテンプレートに予め開けられた穴を利用して切削工具をガイドするシンプルなツールです。これにより、各穴が同じ位置に確実に開けられるため、複数のワークピースにおける効率と一貫性が向上します。

スロッティングジグ

スロッティング治具は、切削工具をガイドしてワークピースに精密なスロットを作成するために設計されています。これらの治具は、スロットのサイズと位置を一定に保つのに役立ち、キー溝、溝、その他の直線的な形状によく使用されます。

サンドイッチジグ

サンドイッチ治具は、機械加工中に薄いワークや柔らかいワークを支えるために使用されます。ワーク全体に圧力を均等に分散させることで、反りや曲がりを防ぎ、穴あけ加工やフライス加工中の安定性を確保します。

特殊加工治具

特殊加工用治具は、ラジアルドリル加工、溶接、木工加工といった特殊な製造工程向けにカスタム設計されています。これらの治具は特定の作業に合わせて調整され、特殊な工程に必要なサポートと工具ガイドを提供します。

フィクスチャとは何ですか?

一方、治具は加工中にワークを保持・支持するために使用されます。その主な機能は、加工工具がワークに作用している間、ワークを正しい位置と向きに保つことです。 備品 ジグよりも頑丈な場合が多く、フライス加工、旋削加工、フライス加工などの作業中に、より大きく重いワークピースを保持するように設計されています。 研削.

一般的な備品の種類

治具には様々な形状があり、様々な作業に合わせてカスタマイズされています。最も一般的な治具の種類には以下が含まれます。

溶接治具

溶接治具は、溶接作業中に部品を所定の位置に保持し、歪みを防ぎ、正確な位置合わせを確保します。これらの治具は、溶接中に発生する力と熱に耐え、部品の正しい向きを維持できる堅牢性を備えていなければなりません。

テールストック固定具

テールストック治具は、旋削や研削などの加工工程において、細長いワークピースを支持するために使用されます。これらの治具は、特に円筒形の部品において、ワークピースの安定性を高めることで、たわみや曲がりを防ぐのに役立ちます。

フライスフィクスチャ

フライス加工治具は、フライス加工中にワークピースをしっかりと保持します。通常は、 フライス盤 テーブルに取り付けられ、部品を正確に切断、穴あけ、成形するための位置決めに使用され、複数の部品間の均一性が確保されます。

穴あけ治具

ドリリングフィクスチャーは、ワークピースを固定し、ドリルビットを正しい位置に導くために使用されます。これらのフィクスチャーは、正確な穴あけと位置合わせを確保するために使用され、多くの場合、反復的なドリリング作業中にドリルを方向付けるためのブッシングやガイドを備えています。

ボーリング治具

ボーリング治具は、作業中にワークピースを所定の位置に保持するために使用されます。 ボーリング作業ワークピースの正確な位置合わせと位置決めを保証します。これらの治具は、正確な直径の穴あけ加工を確実に行うために不可欠であり、CNC加工や手作業による加工でよく使用されます。

研削治具

研削治具は、研削作業において、研削ホイールが材料を削り取る間、ワークピースをしっかりと保持するために使用されます。これらの治具は、ワークピースの安定性を維持し、振動を防ぎ、滑らかで正確な研削を保証します。

ターニング治具

旋盤加工では、旋削加工中に回転するワークをしっかりと保持するために旋盤治具が使用されます。これらの治具は、円筒形部品の加工において安定性を確保し、均一かつ正確な切削を実現するために不可欠です。

治具と固定具の主な違い

治具と固定具はどちらも製造プロセスの効率と精度を向上させるように設計されていますが、それらの機能は大きく異なります。

側面	ジグ	備品
演算	切削工具をワークピースにガイドし、切削精度を確保します。	機械加工作業のためにワークを固定位置に保持します。
複雑	一般的に、よりシンプルで軽量であり、特定のタスク用のツールをガイドするように設計されています。	より複雑かつ頑丈で、より複雑なプロセスのためにワークピースを固定するために使用されます。
運用での使用	主に穴あけ、リーマ加工、タッピングなどの作業に使用されます。	フライス加工、旋削加工、研削加工、その他の重切削加工に使用されます。
ツールとの接触	切削工具と接触しています。	切削工具とは相互作用せず、ワークピースを所定の位置に保持します。
重量	より軽量で持ち運びに便利。	より重く、より大きな力に耐えられるように設計されています。
柔軟性	多くの場合、さまざまなツールパスに合わせて調整可能です。	固定式または調整式ですが、主に特定のワークピース用に設計されています。

これらの違いは、ジグが通常、精密なツールガイダンスを必要とする小規模で単純な操作に使用され、固定具はワークピースを安定して保持することに重点が置かれた大規模で複雑な操作に使用されることを意味します。

製造業における治具と固定具の利点

治具と固定具はどちらもメーカーにいくつかの利点をもたらします。

• 廃棄物の削減: 治具と固定具は、正確な機械加工を保証することで、位置ずれや不適切な機械加工によって部品が無駄になる可能性を最小限に抑えるのに役立ちます。
• 生産性の向上: 治具と固定具により手動調整の必要性がなくなるため、生産プロセスが高速化され、処理時間が短縮され、生産量が増加します。
• 精度と一貫性の向上治具と固定具により、すべての部品がまったく同じ方法で機械加工されるようになり、エラーの可能性が低減し、最終製品の品質が向上します。
• コスト効率治具や固定具は、生産性を向上させ、ミスを減らすことで、生産コスト全体を削減するのに役立ちます。また、高度な熟練労働者を必要とせずに大量生産を可能にします。
• 安全性: 固定具は安定性を提供し、ワークの移動や落下を防ぐことで加工中の事故のリスクを軽減します。

治具と固定具の用途

治具は、様々な業界の幅広い製造工程で使用されています。最も一般的な用途には以下が含まれます。

• 航空宇宙産業: 厳しい許容誤差と性能基準を満たす必要がある高精度部品を製造します。
• 自動車: 溶接、機械加工、検査中に部品を保持および位置合わせするために組立ラインで使用されます。
• 医療機器治具と固定具は医療機器の精密な組み立てに不可欠であり、部品が正しく配置されて最適な機能が発揮されるようにします。
• 金属加工: フライス加工、旋削、穴あけなどの作業で、正確な切断と穴の配置を確実に行うためによく使用されます。
• 木工: 治具は工具をガイドして正確なカットを行うのに役立ち、固定具は研磨、接着、または穴あけ作業中に木材を所定の位置に保持します。

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治具と固定具の連携の仕組み

多くの製造工程において、治具と固定具は連携して動作し、精度と生産性を向上させます。例えば、部品が厳しい公差を満たす必要がある航空宇宙産業では、加工中に工具をガイドし、部品を固定するために両方のツールが使用されます。治具は穴あけ作業を正しい位置に導き、固定具は切削工程中にワークピースの位置合わせと安定性を確保します。

治具や固定具の製造には、綿密な計画と設計が必要です。材料の選定、許容誤差、使いやすさといった要素を考慮する必要があります。一般的な材料としては、耐久性の高い合金、軽量な固定具にはプラスチックが使用され、プロトタイプや複雑な形状の製品には3Dプリントされた材料が使用されることもあります。

CNC加工などの現代製造方法や 3D印刷CNC 加工は精度が高く、さまざまな材料を扱うことができます。また、3D プリントでは、従来の加工設定を必要とせずに複雑でカスタマイズされたツールを作成できます。

まとめ：

治具と固定具は、現代の製造業に欠かせないツールです。一見シンプルなように見えますが、精度、生産性、そしてコスト効率の向上におけるその役割は計り知れません。これらのツールの違いを理解し、効果的な設計・実装方法を理解することで、メーカーは高品質で高精度な部品の製造を確実に行うことができます。