治具は、工作機械を固定するための加工設備です。機械製造工程における加工、熱処理、組立、溶接、試験工程で広く使用されています。金属切削工作機械で使用される治具は、総称して工作機械治具と呼ばれます。現代の生産において、工作機械治具は不可欠な加工設備であり、工作機械加工の精度、労働生産性、製品製造コストに直接影響します。工作機械治具には多くの種類があり、工作機械治具はさまざまな角度から分類できます。以下は、一般的に使用される分類方法です。
(1)治具の使用特性による分類 工作機械の治具は、生産タイプごとの治具の共通特性に応じて、一般治具、特殊治具、調整可能治具、組み合わせ治具、組立治具の5つに分類されます。
①汎用治具とは、一定の範囲内で異なるワークピースを加工できる標準化された治具です。汎用治具と呼ばれ、その構造とサイズは標準化されており、ある程度の汎用性があります。例えば、3爪セルフセンタリングチャック、工作機械用フラットバイス、4爪シングルアクションチャック、ベンチバイス、ユニバーサルインデックスヘッド、センター、センタースタンド、マグネットワークベンチなどです。このタイプの治具は適応性が強く、一定の形状とサイズの範囲内でさまざまなワークピースをクランプするために使用できます。これらの治具は、工作機械の付属品として専門工場で製造・供給されています。精度があまり良くなく、生産性が低く、複雑な形状のワークピースをクランプするのが難しいため、一般的に単品小ロット生産に適しています。
② 特殊治具とは、特定のワークピースの特定のプロセス専用に設計・製造された治具です。比較的安定した製品や大量生産では、各種の特殊治具を使用することで、より高い生産性と加工精度を実現できます。特殊治具の設計サイクルは長く、投資額も大きくなります。特殊治具は一般的にバッチ生産で使用されます。大規模大量生産だけでなく、中小規模のバッチ生産でも一部の特殊治具が必要ですが、構造設計時に具体的な技術的・経済的分析を行う必要があります。
③ 調整可能治具 各種ワークの加工に適応するため、調整や交換が可能な部品を調整可能治具といいます。調整可能治具は、一般治具や特殊治具の欠点を補うために開発された新型治具です。種類や大きさの異なるワークに対して、元の治具の個々の位置決め要素と締め付け要素を調整または交換するだけで使用できます。一般的に、一般調整可能治具とグループ治具の2種類に分けられます。前者は一般治具よりも汎用範囲が広く、後者はグループ化の原則に基づいて設計された特殊調整可能治具で、類似のワークピースのファミリーを加工できるため、多品種、中小ロット生産で使用する場合の経済効果が優れています。
④ 組み合わせ治具は、標準の組み合わせ部品と部品を使用し、特定のワークピースの特定のプロセス用に特別に組み立てられ、組み合わせ治具と呼ばれます。組み合わせ治具はモジュール式治具です。標準のモジュール式部品は精度と耐摩耗性が高く、さまざまな治具に組み立てることができます。治具は使用後に分解して洗浄し、新しい治具の組み立てのために残しておくことができます。モジュール式治具を使用すると、生産準備サイクルを短縮でき、部品を何度も再利用でき、専用治具の数を減らすことができるという利点があるため、モジュール式治具は、単品、中小ロットの多品種生産およびCNC加工において、より経済的な治具です。
⑤ 組立治具は、特殊な標準化されたシリアル化された組立部品で組み立てられており、組立治具と呼ばれます。モジュール式治具の利点がありますが、モジュール式治具よりも精度が高く、効率が高く、構造がコンパクトです。ベースプレートとクランプ部品には、小型の油圧シリンダーが付いていることがよくあります。このタイプの治具は、CNC工作機械での使用に適しています。
(2)工作機械による分類
使用される工作機械に応じて、治具は旋盤治具、フライス盤治具、ボーリングマシン治具、ギア工作機械治具、CNC工作機械治具、自動工作機械治具、自動ライン追従治具、その他の工作機械治具に分類されます。
(3)クランプ電源による分類
クランプの動力源によって、固定具は手動固定具、空気圧固定具、油圧固定具、磁気固定具などに分類されます。
