治具設計：位置決めを先に、クランプは後に

固定していないワークは、三方向に移動し、三つの軸のまわりに回転できます。治具の位置決め面は、この六つの自由度を再現性よく拘束します。クランプはその位置を保持する役割であり、位置決めの代わりにはなりません。

1. 主基準面は 3 点。Z 方向の並進と、X・Y 軸まわりの回転を拘束し、自由度 3 つを取ります。3 点はできるだけ離し、囲む三角が大きいほど安定します。
2. 第二基準面は 2 点。Y 方向の並進と Z 軸まわりの回転、自由度 2 つを拘束します。
3. 第三基準面は 1 点。残る X 方向の並進を止めます。

3-2-1の考え方では、3点、2点、1点の接触で位置を再現します。固定支持点を増やしすぎると、面のわずかな誤差でワークががたつくことがあります。追加の支持が必要なら、位置決め後に調整支持を当てます。

• 宙に浮いた部分を押さえない。クランプ力は真下の支持で受け止める必要があります。さもないとワークは曲がり、緩めると戻り、加工面が変形します。
• 加工面を押さえない。これから切り落とす部分も同様です。
• 切削力でワークを基準面から引き離さない。道具の進行方向は、ワークを基準へ押し付けるようにとります。

クランプ力はどれくらいか

クランプ力は切削力に耐えつつ、ワークを変形させない範囲に収めます。薄肉や軟らかい材料では、一か所を強く押すより接触面積を広げる方法が有効です。必要に応じて真空や磁力による保持も検討します。

可能な限り、治具の位置決め基準を図面の機能データムに合わせます。別の面を基準に加工するなら、データムの移し替えによる誤差を公差設計に含めます。