CNCワークピースクランプ方法

CNC機械加工部品を製造する場合、最初にワークピースをロードして保持するための最良の方法を見つけることが重要です。このステップは、ツールパスを描画する前に発生し、プロセスで重要な役割を果たします。

ワークのクランプと荷重は、CNC加工プロセスの重要な側面です。あなたのワークピースは、マシンの作業面での立場と安定性と同じくらい優れています。その結果、機械工とエンジニアは、ワークピースを安定させるためのさまざまなソリューションを思いつきました。

この記事では、それぞれの利点と短所を評価する最もよく知られているワークピースクランプ方法のいくつかを見てみましょう。

T-Slots

Tスロットはワークピースのクランプに不可欠であり、T字型のクロスバーがテーブルの下側またはテーブル自体にあるT字型の切り抜きを提供します。これにより、スロットにナットを取り付けて、ボルトまたはフィクスチャを挿入するための取り外し可能な位置を提供できます。

さまざまな種類の備品があり、それぞれに独自の利点と短所があります。

接着剤と結合します

ワークベンチにGluewoodブロックを追加することは、特にプロトタイピング用のワークピースをクランプする人気のある方法です。ほとんどの中国のプロトタイピング会社がそうであるように、ワークピースは、接着された木材のワークベンチに簡単に接着できます。



接着は、ワークピースクランプのための非常にシンプルで人気のあるソリューションです。平らで不規則な形状の材料に使用できます。タブを保持するワークピースの必要性を排除しながら、カーペットテープよりも多くの強度を提供できます。ベッドから部品を取り外すには、ペイントスクレーパーまたは手動ストリッピングを使用する必要があります。接着剤は、プロトタイプの機械加工やプラスチックに特に役立ちます。



接着剤を適切に適用するには、ワークレベルを維持するために均等なアプリケーションが必要です。これは、作業を迅速で安価で効果的なオプションですが、どのように機能するかは、使用する材料によって異なります。たとえば、ホット接着は、泡や木材などの材料から塊を取り除くことがあります。損傷を防ぐ最良の方法は、接着剤を選択的に適用し、審美的または機能的に重要でない領域に適用するか、除去を容易にするために薄層で適用することです。



繰り返しますが、接着剤は金属上でより速く硬化します。金属を機械加工するときに接着剤の硬化が速すぎることを避ける1つの方法は、ベッドに固定された非金属廃棄物プレートに材料を置くことです。接着剤がそれ自体で硬化するのではなく、両方の表面に接着する機会があるように、材料は上にある必要があります。



利点：複数の部品を一度にベンチに接着することができ、オペレーターのワークロードが削減されます。これは、プラスチックまたはアルミニウムのプロトタイプを作成する効果的な方法です。



短所：部品が剥がれるリスクがあります。分解中に部品が損傷する可能性もあります。

苔状

ボルトは、Tテーブルで直接機械加工するためのワークピースを保持するのに最適な方法です。率直に言って、アルミニウムブロックを追加する方が、必要に応じてねじ穴を簡単に作成できるため、より良いアイデアです。ねじれた穴は、より良い平準化と安定性を得るために、フィクスチャと洗い流されます。



材料を所定の位置に保持するために使用されるアイテムには、Tナッツ、スタッド、フランジナッツが含まれます。スタッドとナットは、作業面にTスロットの代わりに挿入物が挿入されている場合に特に役立ちます。これらの場合、ボルトをインサートにねじ込み、さまざまなデザインの備品を所定の位置に保持できます。



利点：ボルトティングは、ワークを所定の位置に保持する非常に安定した方法であり、ワークピースを非常に激しく削減できます。複雑なジオメトリは問題になりません。



短所：ボルトを使用するには、フレームに追加の材料が必要です。大きな部品を加工し、荷重時間が長くなると、材料の廃棄物が重要になる可能性があります。フレームから部品を切断する場合、ヒンジマークは問題になる可能性があります。

ビス

マシニストは、多くの場合、ワークピースを保護する標準的な方法としてViseを使用します。ツールが材料の機械加工である場合、Viseは通常、両端からワークピースを保持し、2つの顎の間で固定します。それらは、まっすぐなエッジを持つ部品に特に便利ですが、丸いエッジのある部品にも適用することもできます。



万力の種類に応じて、丸いエッジを機械加工するには、ワークピースをサポートするために粉砕できる柔らかい顎の助けが必要になる場合があります。 Modern Visesは、機械工がCNCマシンから部品をロードできるようにするクイックスイッチベースで設計されています。部品が完了すると、部品の次のバッチをすばやくロードできます。 Visesは、CNCショップでも人気のある選択肢です。



利点：Visesは高速で削減され、繰り返しの部品を作成するときにワークピースを簡単に配置できます。これらは、CNC部品の大きなバッチを作成する効率的な方法です。また、CNCマシンに複数のViseを配置して、一度にさまざまなパーツを作成することもできます。



短所：部品には、通常のジオメトリと平行表面が必要です。それ以外の場合、カスタマイズされたジョーが必要です。

フォルダ

CNC加工中にワークピースクランプに使用できるクランプにはいくつかの種類があります。それらには、組み合わせクランプ、悪魔、Cクランプが含まれます。

組み合わせクランプまたは「ビルディングブロッククランプ」は、一連の標準化されたデザイン、さまざまな機能、さまざまなサイズのコンポーネントで構成されています。これらの工作機械の備品は、機械加工要件を満たすためにビルディングブロックのように組み立てることができます。その性質上、モジュラー備品は設計と製造に非常に効率的であるため、小さな生産サイクルに適しています。コンビネーションフィクスチャには、高い位置付け精度、高いクランプの柔軟性、再利用可能性、エネルギーと材料の節約、および低価格の低コストの利点もあります。わずかに複雑な形状が必要な小さなバッチ生産に理想的です。

フィクスチャのもう1つの利点は、特定のコンポーネントを変更し、ワークピースの特定の要件に従ってそれらを置き換える機能です。たとえば、組み合わせの精度フラットジョーを使用すると、より汎用性、より大きな標準化、使いやすさ、より信頼性の高いクランプを実現できます。このタイプの精密なフラットジョーには、迅速かつ簡単な取り付けとクランプの利点があります。生産リードタイムは短縮され、少量のロット生産効率を向上させることができます。

よりシンプルなクランプ（例、Cクランプ）は、ハードウェアストアで簡単に見つけることができます。それらは安価で使いやすいですが、それらのシンプルさには欠点があります。片側の材料のクランプは、反対側で持ち上げることがある場合があるため、機械加工する前に材料が平らであることを確認することが重要です。同様に、材料からピースや部品を切断するのは難しい場合があり、複数のクランプや、材料を所定の位置に保持する他の方法が必要です。より重いプロジェクトでは、さまざまな種類の備品を使用してワークフローを合理化するのが最善です。

これらの備品を改善する他の方法には、滑らかな備品ベースの使用または特殊磁気材料の使用が含まれます。後者は、電磁恒久的な備品で使用されており、CNCマシンと機械加工センターの機械加工効率の改善に効果的です。従来の備品は、位置決め要素とクランプ要素で多くのスペースを占有することができますが、電磁恒久的な備品は材料の固有の磁力を利用するため、これらのスペースを消費するコンポーネントはありません。これにより、さまざまな機械加工操作を大量に節約でき、工作機械の邪魔になる可能性のあるブロッキング部品を最小限に抑えることができます。ただし、磁石の吸引力が切断力に抵抗するのに十分であることを確認するために注意する必要があります。

油圧および空気圧の備品は、追加の電源を使用して、油圧または空気圧成分でワークを正しく配置、サポート、圧縮します。その結果、マシンと切削工具の相互位置を正確かつ迅速に決定し、ワークピースを調整できます。また、コンパクトさ、マルチステーションクランプ、高速重量切断、自動制御など、他の利点を提供することもできます。これにより、追加のユーティリティが提供され、CNCマシン、機械​​加工センター、柔軟な生産ラインに最適です。

真空テーブル



真空テーブルは圧縮力を生成してワークピースを圧縮します - この圧縮力は、部品の下の真空と上から押し下がる大気圧の違いによって引き起こされます。多くの場合、真空テーブルは、CNCミリング機のフラットベッド加工に最適なソリューションです。



これらのテーブルは非常に正確で、柔軟で効率的です。それらは幅広い材料に適しており、ハイテク複合材や高度な合成材などの非クレンプブル材料に特に役立ちます。また、備品やその他のソリューションができない方法で障害を最小限に抑え、セットアップと変更をより効率的にします。



ただし、真空テーブルには欠点があります。異なる幾何学を持つ部品が追加の準備が必要であるため、真空テーブルはフラット材料に最適です。特定の小さな部品には、真空がそれらを収容するのに十分な表面積がない場合がありますが、より均一または濃縮された下向きのプルを備えたより高度なタイプの真空テーブルは、これらのアイテムを処理できます。



長所：真空テーブルの荷重は非常に速く、非クランプ可能な材料に適しています。



短所：ほとんどの真空テーブルは、シンプルでフラットな部品にのみ適しています。

磁気テーブル



磁気テーブルは、磁気ベースを使用して、適切な金属で作られたワークピースを保持します。ほとんどのカビの空洞は鋼鉄で作られているため、カビやダイの製造業に人気のあるソリューションです。ただし、一般的なCNC加工操作のスチールワークピースにも使用されます。



ほとんどの磁気テーブルは電磁であるため、機械加工が完了すると磁力を停止できます。物理的な備品やその他の機器が必要ないため、迅速なセットアップと優れた切削工具操作が可能です。それらは軽い機械加工や重機に適していますが、非磁性ワークピース（アルミニウムなど）には使用することはできません。



利点：磁気テーブルはフルカットを可能にし、迅速にセットアップできます。また、非常に安全で信頼性があります。



短所：磁気テーブルは磁気金属でのみ使用でき、アルミニウムベースの製造での使用を制限します。

カスタマイズされたクランプ



大量の部品を粉砕する場合、標準のワークピースクランプ方法では十分ではない場合があります。この場合、部品をCNCマシンにカスタムフィクスチャーを作成する価値があります。大量生産中の時間を短縮すると、大きな違いが生じる可能性があります。



備品はツールパスを導き、製品の品質を大幅に向上させることができますが、絶対的な安定性が必要な場合にのみ必要です。ワークピースは通常、フィクスチャにスライドまたはドロップされ、1つまたは2つのクイッククランプで所定の位置に保持されます。



カスタム製造されたワークフィクスチャーは、明確な利点を提供し、さまざまな方法で製造できます。高い剛性と緊密な幾何学的許容値を必要とする備品は、CNC加工を使用して最適に製造されていますが、湾曲した部品に適合するように設計された備品は、FDMまたはSLS 3Dプリントを介して生産しやすい場合があります。



長所：カスタムフィクスチャーは、特大または不規則なワークピースに合わせて調整でき、セットアップ時間を短縮し、安定性を確保できます。



短所：ターンアラウンド時間の延長と費用の増加。これらの備品は、他の一般的な部分には適していません。