マシニングセンターの治具で加工精度を高める方法
マシニングセンターで高い精度を実現するには、ワークをマシニングセンターに正確に固定・保持するための治具の選定と設計が重要です。治具が不適切であれば、切削時の振動や位置ズレにより、精度不良や再加工の原因になります。
マシニングセンターは、工具を高速かつ自動で三次元的に移動させながら、固定されたワークを加工する機械です。マシニングセンターによる加工では、ワークの安定性が精度と仕上がりに大きく影響します。
高精度な作業を支えるマシニングセンター治具の主な条件は、以下のとおりです。
- ワークを適切に固定できる構造であること
- 切削力やクランプ圧力に耐えられる強度や耐性を持っていること
- 温度変化や加工熱による変形などを考慮した設計であること
適切に設計されたツールを使用することで、作業の精度だけでなく、工程の安定性や再現性も向上し、生産性全体の改善につながります。
マシニングセンターにワークを適切に固定できる治具を使う
マシニングセンターで高い加工精度を実現するためには、ワークをマシニングセンターに正確に固定するツールの選定と設計が不可欠です。ワークがしっかり固定されていないと、作業中にズレや振動が生じ、精度の低下や再加工が必要になる場合があります。そのため、ワークの形状やサイズに応じた治具の選定が非常に重要です。
代表的なツールの例としては、以下のようなツールがあります。
- バイス
バイスは、ワークを横から挟んで固定するツールで、四角い溝にワークをセットし、手動で締め付けることによって固定します。バイスはさまざまな形状やサイズのワークに対応できるため、広く使用されています。
- チャック
チャックは、円形の穴にワークをセットし、周囲から掴んで固定するツールです。とくに、円筒形や丸型のワークに強い固定力を発揮します。チャックを使用することで、回転するワークの保持力を高め、精度の高い加工が可能になります。
- 専用治具
複雑な形状のワークを加工する場合は、専用の治具を設計、製作することもあります。とくに、形状が不規則なワークや、高精度な加工が求められる場合には、ワークの特性に合わせたツールを使うことで精度を確保できます。
マシニング加工に耐えられる強度や耐性の高い治具を使う
マシニングセンターの加工精度を向上させるためには、マシニングセンターでの加工中の力に耐えられる強度や耐性を持った治具の選定が重要です。
マシニングセンターでは、ワークだけでなく固定するツールにも大きな力がかかります。例えば、マシニングセンターでの切削中の振動や反力が治具に伝わり、治具が変形したり破損したりすると、加工精度が低下し、不良品が発生する原因になります。そのため、加工内容やワークの材質に適したツールを選ぶことが不可欠です。
マシニングセンター治具を設計する際には、力が集中する部分にとくに注意する必要があります。例えば、治具の肉厚を増すことで強度を高めたり、リブを追加して剛性を向上させたりすることで、変形や破損を防ぐことが可能です。こうした工夫により、長期間にわたって安定した加工精度を保ちやすくなります。
マシニング加工時の温度変化などを考慮した設計の治具を使う
マシニングセンターで加工を行う際には、温度変化を考慮した治具の設計が重要です。加工中に発生する摩擦熱によって、マシニングセンター治具やワークの温度は上昇します。この温度変化により、ツールが膨張し、ワークの位置がずれることがあります。このズレが加工精度に悪影響を与える恐れがあるため、温度変化への対策が欠かせません。
さらに、温度変化は工具の寿命にも影響を与えます。高温での加工は工具の摩耗を進行させ、寿命を短くするため注意が必要です。温度変化による影響を最小限に抑えるためには、熱膨張が少なく、耐熱性が高い材質を選択することも視野に入れましょう。
また、長期間安定した加工精度を維持するためには、適切な材質選定だけでなく、設計において熱膨張の影響を最小化する工夫も必要です。
安久工機では、マシニングセンターで用いる治具の特注製作の依頼をお受けしています。治具の製作実績が多数ある安久工機だからこその提案力と技術力で、どのようなご依頼にもお応えすることが可能です。
マシニングセンターの治具の選び方
マシニングセンターの治具は、加工内容やワークの形状・仕様に応じて適切なものを選ぶことが重要です。市販品を使用することが有効なケースもあれば、特注のツールが必要なケースもあります。
市販品は、直方体や円筒状などの標準的な形状のワークに適しており、コストが低く、納期も短いため、コストパフォーマンスに優れています。このため、標準的な形状のワーク加工には有用です。
一方で、特殊な形状やサイズ、仕様のワークを加工する場合、市販品では十分に固定できません。このような場合、加工精度を確保するためには、専用設計のマシニングセンター治具を製作する必要があります。ただし、特注のツールは市販品に比べてコストが高くなる点に注意が必要です。
マシニングセンターの治具を特注する際の注意点
マシニングセンター用の治具を特注する際は、加工会社の製作実績を確認し、トータルで見てコストパフォーマンスに優れているか考えることが大切です。
マシニングセンターの治具の製作実績が豊富な加工会社であれば、スムーズに相談できるだけでなく設計上や素材などのアドバイスをしてもらうことも可能です。
また、治具の特注品は市販品と比べるとコストが高くなりがちですが、見積もりの段階でただ安い加工会社を選ぶのではなく、対応や納期、メンテナンス性などもトータルで考慮し、適切な金額かを見極めるようにしましょう。
それぞれのポイントを、以下で詳しく解説します。
マシニングセンターの治具の製作実績がある加工会社に依頼する
マシニングセンターの治具の製作を依頼する際は、製作実績が豊富な業者を選ぶことが大切です。経験豊富な業者は、蓄積してきたノウハウや過去の事例を活用し、ワークの仕様や加工条件に適したツールの設計や素材の提案が可能です。
設計から納品までをトータルで相談できる業者であれば、打ち合わせもスムーズに進み、トラブル発生時にもスピーディーに対応してもらえるでしょう。品質管理体制も充実していることが多いため、高品質な納品物が期待できます。
公式サイトなどから過去の製作事例を確認し、その加工会社がどのような治具製作に強みを持っているかチェックしてみましょう。
治具製作を依頼する際はコスパに優れているかを考慮する
マシニングセンターの治具の特注品製作を依頼する際は、単にコストの安さを重視するのではなく、品質や耐久性などをトータルで考慮することが大切です。
高精度の加工において長期間にわたり使用可能であれば、維持コストを含めた費用を抑え、コストパフォーマンスに優れた治具を製作してもらえるでしょう。
コストだけを重視したツールは初期費用を抑えられる一方、加工精度の低下や早期の破損といったリスクが高まるため注意が必要です。特注製作を依頼する際は、初期費用だけでなく、加工品質の向上や維持費用の削減なども考慮して、総合的に判断しましょう。
マシニングセンターの治具の特注製作は安久工機にお任せください
マシニングセンターでの加工において、治具は加工精度を左右する重要なアイテムです。
ワークの形状や加工内容などに応じて、特注のツールが必要になるケースもあります。特注製作を依頼する際は、加工会社の製作実績を確認し、長期間に渡って高精度の加工ができる、コスパに優れた治具の製作を依頼しましょう。
安久工機では、マシニングセンター治具の特注製作を承っています。各現場や加工内容に合わせた最適な治具の提案、設計から、実際の製作まで、トータルでサポートさせていただきます。
市販品では対応できないワークの固定や、特殊な加工、環境で使用できるツールのオーダーメイド先にお悩みの事業者様は、以下のフォームよりお気軽にお問い合わせください。
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