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丸ピン／ダイヤピンの球型形状について
2023/10/20 08:31
- 丸ピン／ダイヤピンの球型形状とは、工作機械の治具で製品の位置決めに使用されるピンで、位置決め部分が2mmくらいで根本が少しくびれている形状です。
- この球型形状のピンは、脱着がしやすく、製品の取り外しに便利です。
- 位置決め精度、制作コスト、運用／管理、穴／深さによってどの形状が理想なのかは、様々な要素が考慮されます。
丸ピン／ダイヤピンの球型形状について
2020/03/31 10:48
いつも参考にさせていただいております。
最近、量産加工現場にて工作機械（主にマシニングセンタ）の治具で製品（被作物）の位置決めに使用している丸ピン／ダイヤピンが球型形状しているものを見かけます。
通常は位置決め部分はストレートが多いと思うのですが、位置決め部は2mmくらいで、根本が少しくびれています。（イメージではひょうたんのような形状）
ずいぶん過去に私も製品の取り外しでこの種のピン形状を経験したことがありますが、脱着が非常にし易かったのを記憶しています。
そこで、ご質問です。
これらのピン形状のメリット、デメリットを教えていただけないでしょうか。
・位置決め精度
・制作にかかるコスト
・運用／管理
・穴／深さによってどのような形状が理想なのか
などなど、何でも構いません。
製品側の製品ノック穴は、2-Φ8H8や2－φ10H8が多いです。
お知恵を頂ければと思います。
どうぞよろしくお願いします。
質問者が選んだベストアンサー
・ボール形状ピンのメリット
1.ワークの位置決めが容易。特に傾きがちな重ワークや、吊り位置が重心を掴まえられないケースなどに効果大。
断面がストレートの通常ピンと比べて、ボール形状のいい所はワークが多少斜めになっても着脱が簡単なところです。俗に言う『かじり』『こじり』を防止できます。なので、そうしたケースが発生しがちなワークには特に効果を発揮します。
逆に言えばワーク側の穴精度の問題などで位置決めが上手くできないケースなどは、ボールにしても意味は薄いです。
2.制作にかかるコスト
当然通常のピンより生産性は落ち、コストが上がります。この辺りは通常仕様のピンとの価格差に現れますね。
3運用／管理
接触面積が狭くなり、力が集中するためワークを変形させる可能性があります。そもそも用途としては「着脱が難しいワーク」を対象とするわけですから、ボール形状でも吸収できないレベルでの傾き等が発生する可能性もあり、その場合はワークへのダメージが懸念されます。
またピンは根元を細くする必要があるため強度的には不利になり、逆説的に最大径を太くする必要があります。
つまり、ストレート形状の丸・ダイヤピンであればΦ8で済む位置決め穴が、ボール形状の場合は最小径をΦ8にして、位置決め部はΦ10やΦ12が必要になってくるわけです。
または強度の確保できるピンの素材にするか・・・要は基本的にはコストを上げる形状なわけです。
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その他の回答 （4件中 1～4件目)
>>強度が下がるのは少し心配ですね。
多くの生産設備の場合、当然ベースの板からピンが飛び出す形になるわけで、『もしもピンがベース穴の中に残って折れたらどうするか』は考慮すべきリスクになりますね。この辺りは実際の治具その他の構造もよくよく検討する必要があります。
もしも非貫通穴でこんな事になると、ラインの停止時間は「チョコ停」の範囲では収まらないでしょうから。
よって自社制作される場合、完全焼き入れにしてしまうと靭性が低下し、こうしたタイプの破損が懸念されますので、高周波や浸炭などの表面焼き入れにしておくのが無難です。
またあえてボール形状に拘らなくとも、テーパーピンや拡張ピンなどなど、とれる手段は多々ありますので、その辺りは選択肢は広めにとって検討された方がいいと思います。
https://www.imao.co.jp/introduce/ichigimepin.html
http://www.kosmek.co.jp/php_file/product_page.php?lang=1&no=110_01_01
お礼
2020/04/02 17:41
kon555さま
返答ありがとうございます。
チョコ停ではなく、ドカ停にならないように工夫が必要ですね。
材質はSCM415辺りを選定し、ずぶ焼き入れではなく浸炭窒化にする予定です。
硬化層 0.7mmくらいで。
ピンの根元形状もピン角ではなく、R形状にし応力集中しないようにしてみます。
ピンの形状も穴種に合わせてテーパースプリングなどを選定しないとだめですね。
ご丁寧な回答ありがとうございました。
市販されていますね。お値段は結構します。
https://www.nabeya.co.jp/search.php?action=Detail&Key=97621
https://www.imao.co.jp/catalog/imageindexlists2/?categorycode=$WHSIGP
https://www.halder.com/jp/node_386960/node_388793/node_388794/node_395667/node_395890
メリットは脱着時の姿勢許容範囲が大きく広がることです。
デメリットは初期コスト増加、および、本体剛性・強度低下です。
(ぶつけて折れるとか、接触面積が少ないので過度の力で各種変形が起きやすい)
イマオ、ハルダータイプの根本に接触部がある物は浮いた状態(根本の接触部に引っ掛かった状態)にしてしまいやすいので着座確認をしっかりする必要があります。
お礼
2020/03/31 13:04
9729641さま
ご回答ありがとうございました。
イマオの製品まで教えていただきありがとうございます。
ミスミこの手の商品ないんですよね、、、。
イマオだとP寸法が[-0.01~-0.05]で根元の接触部で拘束かと思いますが、
この手の位置決めピンで根元に接触部がないのとかあるのでしょうか。
価格は確かにしますね。
一度フランジ付きで作図し、ストレートピンと球型ピンで比較してみます。
自動化も視野に入れているので、着座センサもしっかり取り付けたいと思います。
ありがとうございました。
お礼
2020/04/01 08:23
kon555さん
丁寧なご回答ありがとうございました。
かじり、こじりが防止できるのは非常にありがたいですが、部品としての強度が下がるのは少し心配ですね。
量産ラインでは生産を止めれないので、、、。
こればかりは、比較検討するしかないですね。
ハンドリングのしやすい生産性を取るのか、生産性に多少目をつぶってピン破損に伴うライン停止を防ぐのか。
ストレートピンだと加工ノック穴（製品ノック穴）に傷をつけてしまうことがまあまああるんですよね、、、、
製品の位置決め部（製品ノック穴）は図面にうたわれているので変更できないため、φ8ならその寸法でボール形状を作るしかないと考えています。
コストは部品図を作図し、見積もりを取ってみます。
この度はありがとうございました。