クランプ力について

質問

いつもお世話になっております

治具に使うクランプについてご教授いただきたいです

治具ベースを作るに当たり、ナベヤのＱロックエレメントというクランプシステムを使用したいと思うのですが、

そのクランプのクランプ力・トルクが２０ＫＮ-80Ｎ・ｍと書かれてあります

この数値は実際のところどれほどの力なのでしょうか？

たとえば、このシステム1個で何キロまでの治具を支えることができるのでしょうか？

また、数が増えれば支えられる重さも単純に倍数でいいのでしょうか？

設計した治具が２５０Ｋｇぐらいで、横型マシニングのテーブルに９０度傾けて使用することを想定していますが、何個必要なのかをどう計算したらいいのか教えていただきたいです

よろしくお願いします

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

クランプ力：20kN≒2トン　ですからかなり高い剛性を有しますね
PRビデオ(下記参考)をみると、必要個数は治具の大きさに比例している
ように見受けます
250治具の大きさにもよりますが、最低で3個(いわゆる3点支持)、
もしくは4個あれば十分であると考えます

90度での取付の場合は、ビデオの事例にあるようにピンか何かで受ければ
治具の着脱を安全に行えるので、お勧めです

誤記訂正
×誤　250治具
〇正　250kgの治具

>>クランプ力：20kN≒2トン　ですからかなり高い剛性を有しますね

2トン → BT50主軸のマシニングセンタにおける、工具ホルダのクランプ力
に匹敵します

そのお考えでよいと思います

参考URL：

https://www.youtube.com/watch?v=hai8oYDJ0LM

お礼

ありがとうございました

補足

回答ありがとうございます。

治具は６００Ｘ６００ｘ４０のＳ４５Ｃベースにバイスをくっつけたものです。

単純に１個で２トンのものを持ち上げることができると考えていいのでしょうか？

とすれば、計算上は１個で十分。
位置決め精度やバランスを考えれば３～４点支持が理想と考えていいのでしょうか？

回答No.5

noname#230359

つぶれた会社の社長が気に入って
使おうとしたが
使う前につぶれた
予定していたのは空圧系　深穴あけられる技能があったか疑問だが

基本考え方はロケーターなので
2個でもう2個ねじがいいのでしょうが

治具自体の重さがわからないです
片持ちの横梁になります

ロケータークランプ力よりも
横せん断がかかります

Ｆ　　｜⇔｜　
↓　　｜　｜
ｰｰｰｰｰｰ｜　｜　
　　　｜　｜
　　　｜⇔｜

お礼

回答ありがとうございました
コストの面でネジ式を採用したいとおもいます

回答No.4

noname#230359

先ず、URLのカタログ内容を参照してください。

クランプ力　　20KNは、約2040kgf
操作トルク　　80N･mは、約8163Kgf･mm　←　基本はトルクレンチで感覚をやしないましょう
　　　　　　　(エルレンチの200mmスパン付近を握って廻すと40.8kgf必要)

これは、操作トルク80N･mで締めますと、（段取替えにて）引き離そうとする方向に20KN耐えれる
意味です。
ですから、“設計した治具が250kgfぐらいで、横型マシニングのテーブルに90°傾けて使用する
ことを想定”であれば、固定側のロケーションボス径から考察すればせん断荷重なので１個で充分。
移動側のロケーションボス径と固定側＆移動側セット用凹凸径からも考察すればせん断荷重なので
１個で充分。
ですが、位置決めで使用なら２個が理想です。

> 横型マシニングのテーブルに９０度傾けて使用
にて、切削抵抗荷重が掛かるのであれば、実際のせん断方向の許容荷重をナベヤさんに確認して
使用することが望ましいです。
予想ですが、せん断方向荷重をあまりかけないでほしいと回答がある筈で、せん断方向荷重を
かけてよいのは別の種類で、脱着性が少し劣るタイプと予想します。
(内部にコレットチャック機構があるものは、その機構にてせん断荷重が劣るようになる理由から)

画を借りて詳しく説明しますと、

　　　　　｜←ａ→｜　　

(切削抵抗)Ｆ　　　｜⇔｜　─　(引張側Ｑロックエレメント)
　　　　　↓　　　｜　｜　↑　
　　　　　────┤　｜　ｂ　
　　　　　　　　　｜　｜　↓
　　　　　　　　　｜⇔｜・─
　　　　　　　　　　　 支点　

? 切削抵抗Ｆkgfのせん断荷重がかかります。（治具250kgfは無視の条件で）
? ａの寸法はできるだけ短くし、モーメント荷重を低減させる。
　 ┤のブラケットにＦの力が加わり、⇔がボルト止めと考えてくれたら解り易いでしょう。
　 そして、⇔の矢印方向に引張られる力を簡単な方法で概略値を計算しますと、
　 (Ｆ×ａ)のモーメント荷重を・印支点にてｂスパンで受ける条件にて、
　 (Ｆ×ａ)÷ｂが 引張側Ｑロックエレメントにかかり、20KN(約2040kgf)/個の効力を有する

位は、簡単に手計算確認は必要です。

参考URL：

http://www.nabeya.co.jp/download/pdf/q-lock_web.pdf

お礼

回答ありがとうございます

小難しくてよくわかりませんが、２個あれば十分なのはよくわかりました

回答No.3

noname#230359

摩擦係数を込めた直の値でしょうから

クランプ力　20KN　　2000kgf　　　　 乗用車１台強
トルク　　　80N･m　　800kgf･cm　　　タイヤ交換のボルト締付トルク

治具の自重は軽いので考えないとして、切削力に耐えるか否か。
片側が持ち上がることが問題。テコの原理による倍力を減らす工夫。
　　・治具板を大きくしてクランプの設置間隔を離す
　　・ワーク高さを低く（横マシの桝ブロックは不利を覚悟）

切削力はこのようなサイトで目途をつける。

　　http://www.mmc-hitachitool.co.jp/j/technique/calc/

安全率は３位は欲しいが『参ったかの１８倍カレー』なんてのは無駄。
（製品のクランプ力なら取付歪と塩梅しなるべく低く）

＞数が増えれば支えられる重さも単純に倍数でいいのでしょうか

ですね。但し上記の議論で効くのは片側だけ。
また闇雲に増やすと治具のピッチ精度が厳しくなる。
２個以上付けるとトルクとしては効かず治具の折れ強さ、抜けに対抗するクランプ力に振り替る。

自己責任なら、治具のクランプ力なんて計算せずやっちゃうが、聞かれたら、切削力幾らでテコ倍力幾らと暗算ぐらいはします。

トルク　80N･m　　800kgf･cm　　タイヤ交換のボルト締付トルク⇒操作トルク

エイヤ!!　絵のＴレンチでは到底無理で作業性良くないです。
切削は軽負荷なら、意図せぬ衝突や早送時の慣性力に耐えればよく、クランプ能力は半分のもの３個で充たすはず。
ネジ式より作業性に勝る油圧式にしたいところ（空圧式では不足）
油圧の簡易装置もあるが、機械がパレチェンなら油圧を装備してるのでは

お礼

ありがとうございます

切削抵抗までは考えていませんでした

ただ、アルミの軽切削なのでそれほど荷重はかからないと思われます

３個あれば治具の重さに耐えられそうですね

今回の皆さんの回答で小型を複数個というのも視野に入れたいと思います
ありがとうございました

回答No.1

noname#230359

Q-ロックエレメント
http://www.nabeya.co.jp/search.php?action=List&Parm=300
＞そのクランプのクランプ力・トルクが２０ＫＮ-80Ｎ・ｍと書かれてあります

クランプ力は置いといて、トルクが記載されたのが見当たりませんが？
具体的な製品シリーズは何でしょう？

まぁ、ここで聞くよりナベヤに聞いたほうが早いと思う
土日中に解決しなければならない問題でもないでしょうに

補足

トルクは80Ｎ・ｍと記載してます

ネジ式、バネ式、油圧式はこれから決めます
この質問はＱロックシステム全般にかかわることなので具体的な品番は記載しませんでした

もちろん週明けにナベヤにも確認しようと思いますが、

治具設計に当たりこういったクランプの数を決める基準をどう決めていけばいいのかも合わせると、現場の方の意見も聞いてみたいと思い質問させていただいた次第です