【治具設計】溶接治具と検査治具の設計で最も重要なポイント

溶接治具設計の重要なポイント

使用材料の選択

溶接治具の設計において、使用する材料の選択は非常に重要です。理由としては、材料の特性が治具の性能を大きく左右するためです。例えば、溶接治具の製作で多く使われる材料としては、SKD材やS45Cがあります。SKD材は硬度が高いため、耐久性に優れますが、材料費が高価なため、必要な硬度を確認し、S45Cで済ませられる部分はS45Cを使用するのが一般的です。焼き入れすると加工時の歪みが出る可能性があるため、追加工で歪み取りを行うこともあります。材料選択は製品の品質、耐久性、コストなどを考慮し、適切に行う必要があります。

形状と寸法の精度

溶接治具の設計では、形状と寸法の精度が非常に重要です。これは、溶接治具の寸法精度が製作する製品の加工精度に大きく影響を与えるためです。

以下に、寸法精度の測定に有効なポイントをいくつか示します。

• 平面度・平行度測定：治具の基準平面が正確に水平であることを確認します。
• X・Y・Z座標位置とCAD比較測定：設計図と治具の実寸を比較し、設計に忠実な形状と寸法になっているかを確認します。

これらのポイントを押さえ、一貫した寸法精度を確保することで、製品の品質向上につながります。

組立や修理の容易さ

溶接治具の設計においては、組立や修理の容易さも考慮する必要があります。組立の難易度は、製作コストと時間に直結します。設計の際には、部品の挿入位置や固定方法を明確にすることで、スムーズな組立作業を可能にします。また、修理に際しては治具の分解や再組立の手間も考えるべきです。すべての締付けトルク値の指定を行い、トルク管理によって常に同じ状態を維持できるように設計します。これにより、作業者の負担を軽減し、組立や修理の効率化を図ります。

検査治具設計の重要なポイント

検査目的と要件の明確化

検査治具を設計する際に最も重要なのは、検査目的と要件の明確化です。治具はワークを固定し、工具や作業位置を案内する補助装置であり、その目的は誰でも同じ作業を簡単に行い、量産性を向上させることです。そのため、どのような検査を行うのか、どの程度の精度が求められるのか、どのような条件下で検査が行われるのかなどを明確に定義することが重要となります。

具体的な要件の明確化は以下のような内容を含むことが考えられます。

検査項目	サイズ測定、形状確認、傷チェックなど
検査精度	計測範囲、精度、分解能など
使用環境	温度、湿度、振動、照明など

これらの情報をもとに、適切な材料選択や形状設計、耐久性確保などの設計指針を立てます。明確な目的と要件を理解し、それに対応する治具設計ができれば、効率よく高品質な製品を生産することが可能になります。

繰り返し使用に耐える耐久性

検査治具の設計においては、繰り返し使用に耐える耐久性が重要な要素となります。検査治具は多くの場合、一度製作した治具を長期間にわたり使用するため、耐久性が求められます。さらに、製品の品質を保証するうえでも、検査治具自体が継続的に正確な機能を果たすことが必要となります。

治具の法定耐用年数は、3年です。しかし、これはあくまで目安であり、使用頻度や環境条件、保守管理の状況により変動します。

治具の設計段階では、適切な材料選択や精度の高い加工技術、そして定期的な保守・メンテナンスが計画に含まれることで、繰り返し使用に耐えうる耐久性を確保することが可能となります。