X
تبلیغات
مهندسی مکانیک - مقاله ای جامع از جیگ و فیکسچر

مهندسی مکانیک

مقالات,جزوات و کتاب های مهندسی مکانیک و ساخت و تولید

مقاله ای جامع از جیگ و فیکسچر

اهداف طراحي ابزار

هدف اصلي در طراحي ابزار افزايش توليدبا در نظر گرفتن كيفيت مورد نياز و همچنين كاهش هزينه هاي توليد است.براي رسيدن به اين هدف،طراح لازم است اهداف زير را در نظر بگيرد.

*ابزار هايي با عملكرد ساده خلق كند تا حداكثر بازدهي اپراتور تأمين شود.

*ابزارهاي طراحي شده به گونه اي باشد كه بتوان قطعه كار را با كمترين هزينه توسط انها توليد كرد.

*با به كار گيري اين ابزارها،توليد با گيفيت مستمر ويكنواخت حاتصل گردد.

*بتوان از يك ماشين توليدي،توليد بيشتري گرفت.

*طراحي ابزار به گونه اي باشد كه به كارگيري آن به صورت غلط توسط اپراتور ممكن نباشد.

*ابزار ها از موادي ساخته شود كه عمر كاري مناسبي داشته باشد.

*ايمني اپراتور در به كار گيري ابزار رعايت شود.

جيگ و فيكسچر

جيگ ها و فيكسچرها وسايل نگهدارنده‌اي هستند كه با به كارگيري آنها ميتوان قطعات مشابه هم را با دقت مورد نياز توليد نمود.با استفاده از اين وسايل، موقعيت ابزارهاي برشي نسبت به قطعه كار مشخص مي‌گردد.براي تأمين اين نظر،جيگ وفيكسچر به گونه‌اي بايد طراحي وساخته شودكه بتوان قطعه‌كار را پس از قراردادن ومحكم كردن در آن ،به راحتي ماشينكاري كرد.

جيگ وفيكسچر از نظر عملكرد بسيار به هم شباهت دارند،تفاوت اين دو در نحوه هدايت ابزار به سمت قطعه كار است.از نقطه نظر قطعات به كار رفته ، نظير پين هاي قرار و قطعات تعيين موقعيت ، جيگ و فيكسچر با هم مشابه هستند.ميتوان گفت كه تفاوت اصلي بين اين دو در جرم وحجم آنها است.با توجه به اينكه هنگام عمليات توليدي به فيكسچرها نيروهاي بيشتري وارد مي شود،نسبت به جيگ مشابه ساختمان قويتر وبزرگتري دارد.

جيگ يا قيد يك وسيله نگهدارنده مخصوص است كه قطعه‌كار داخل آن نگه داشته شده يا روي آن قرار مي گيرد تا عمليات ماشينكاري روي آن صورت گيرد.جيگ علاوه بر قطعه كار ابزار ماشيني را به صورت دقيق ،سريع و مطمئن هدايت مي كند.معمولاً جيگ ها بوش هاي هدايت كننده از جنس فولاد سخت شده دارند و براي عمليات سوراخكاري ،برقوزني ،قلاويزكاري وفرآيندهاي مشابه به كار مي‌روند.

فيكسچر يا بند ،وسيله‌اي نگهدارنده است كه فقط قطعه‌كار روي آن محكم مي شود تا عمليات ماشينكاري روي آن انجام شود.با استفاده از فيكسچر مي‌توان موقعيت ابزار برشي نسبت به قطعه‌كار را، با استفاده از فيلر يا دستگاه تنظيم كننده، تنظيم نمود.فيكسچر را بايد روي دستگاه توليدي محكم بست.فيكسچرها ابزار هايي براي موقعيت دهي ونگهداري قطعات هنگام براده‌برداري روي ماشينهاي تراش، فرز، صفحه تراش،سنگ و اره هستند وهنگام جوشكاري ومونتاژ نيز استفاده ميشوند.در فيكسچرها وسايل راهنماي ابزار وجود ندارد و ابزار براده‌برداري مستقيماً با قطعه‌كار در تماس است.

 قواعد زيادي هنگام طراحي جيگ و فيكسچر بايد رعايت شود:

*اسكلت و چهار چوب اصلي قيد بند بايد به اندازه كافي محكم باشد تا در اثر نيروهاي حاصل از ماشينكاري انحراف وپيچيدگي در آنها ايجاد نشود و در هنگام براده برداري لرزش ايجاد نگردد.

*چهار چوب ممكن است از قطعات مختلفي ساخته شود كه اين قطعات از طريق جوشكاري يا توسط پيچ ومهره به هم متصل مي‌شوند.

*در هنگام برداشتن و بستن قطعه‌كار، كليه حركات ماشينكار منظم ودر حداقل زمان ممكن باشد.

*همه گيره ها،پين هاي قرار و موقعيت دهنده ها در معرض ديد قرار داشته باشند ودر دسترس ماشينكار جهت تميز كردن يا موقعيت دهي يا محكم كردن باشند.

*در طراحي قيد وبست خروج براده در نظر گرفته شود تا براده ها به راحتي خارج شده ودر داخل قيد وبست انبار نگردد زيرا وجود براده در وقت موقعيت دهي موٌثر است.

*قيد و بست توانايي موقعيت دهي قطعات در حد مجاز تولرانس را داشته باشند.

*جايگزين كردن قطعه كار داخل قيد و بست به راحتي صورت گرفته و قطعه‌كار در موقعيت صحيح قرار گيرد.

*همه اصول ايمني جهت حفاظت ماشينكار رعايت گردد.

امتياز هاي قيد وبند

1- بهره‌وري

قيد وبند؛علامت‌گزاري،استقرار وكنترل مكرر را حذف مي نمايد.اين خاصيت زمان كاري را كاهش وبهره‌وري را افزايش مي‌دهد.

2-قابليت تعويض و جايگزيني

قيد و بند كيفيت يكساني در محصول پديد مي آورد.هر يك از قطعات به طور صحيح در مجموعه متعلق به خود قرار دارند و تمامي قطعات مشابه قابليت تعويض وجايگزيني را دارند.

3-كاهش هزينه

توليد بيشتر، كاهش ضايعات،هم بندي راحت تر و صرفه جويي در هزينه هاي كارگري،كاهش قابل توجهي در قيمت تمام شده كالا خواهد گذاشت.

4-كاهش نياز به مهارت كارگر

قيد و بند استقرار و بستن قطعه كار راساده تر مي‌كند.عناصر هدايت كننده ابزار ما را از استقرار درست آنها نسبت به قطعه‌كار اسوده خاطر مي‌كند.جايگزين نمودن كارگر ماهر با كارگر غير ماهر،صرفه‌جويي در هزينه‌ كارگري را در بر خواهد داشت.

انواع جيگ‌ها

جيگ‌ها به دو طبقه اصلي تقسيم بندي مي‌شوند:

* جيگ‌هاي سوراخكاري

جيگ‌هاي سوراخ تراشي

از جيگ‌هاي سوراخ تراشي هنگامي استفاده مي‌شود كه لازم مي‌شود سوراخ‌هاي بزرگ يا سوراخ‌هاي با قطر استاندارد ماشينكاري شود.

از جيگ‌هاي سوراخكاري در فرآيندهايي نظير سوراخكاري با مته،برقوزني،قلاويزكاري،پخ‌زني،خزينه‌كاري زاويه دار استفاده مي‌شود.

 

 

 

انواع جيگ‌ها براساس روش ساخت

دو نوع جيگ‌هاي باز وجيگ‌هاي بسته از اين نظر شناخته شده‌اند.جيگ‌هاي باز ساختمان ساده‌اي دارند و موقعي استفاده مي‌شوند كه لازم باشد عمليات سوراخكاري روي يك طرف قطعه‌كار انجام شود.چنان‌چه وجوه مختلف قطعه‌كار نياز به سوراخكاري داشته باشد معمولاً از جيگ‌هاي بسته استفاده مي‌شود.

-جيگ‌هاي باز عبارتند از:جيگ‌هاي صفحه‌اي،جيگ‌هاي پايه‌دار،جيگ‌هاي با صفحات زير و‌رو و جيگ‌هاي قائم‌الزاويه.

جيگ‌هاي بسته عبارتند از: جيگ‌هاي بسته چند وضعيتي،جيگ‌هاي ناوداني و جيگ‌هاي با صفحه متحرك.

جيگ‌هاي صفحه‌اي ساده،براي سوراخكاري سريع به كار مي‌روند و دقت زيادي ندارند.اين جيگ‌ها ساده‌ترين و ارزان‌ترين نوع جيگ‌ها محسوب مي‌شوند.بعضي از اين جيگ‌ها ممكن است بوش سوراخكاري نيز نداشته باشند.

جيگ‌هاي صفحه‌اي با پيچ تنظيم كننده،تنها تفاوت آن‌ها با جيگ‌هاي صفحه‌اي ساده در اين است كه به يك پيچ محكم كننده براي بستن قطعه‌كار مجهز شده‌اند.با توجه به تعداد قطعاتي كه قرار است با اين جيگ توليد شود،مي‌توان آن را با بوش سوراخكاري ويا بدون بوش سوراخكاري ساخت.

جيگ‌هاي پايه‌دار،هنگامي استفاده مي‌شوند كه قطعه‌كاري كه با جيگ‌هاي صفحه‌اي فوق سوراخكاري مي‌شود بزرگ باشد وممكن است لازم باشد پايه‌هايي رابه ساختمان جيگ اضافه نمود.

جيگ‌هاي با صفحات زير و رو،براي سوراخكاري قطعات با ضخامت كم يا از جنس مواد نرم،ايده‌آل است.در واقع در اين جيگ‌ها يك صفحه زيري به جيگ صفحه‌اي اضافه شده است.با استفاده ازاين جيگ از خم شدن يا انحراف قطعه‌كار به هنگام سوراخكاري جلوگيري مي‌شود.

جيگ‌هاي قائم‌الزاويه،براي سوراخكاري قطعاتي استفاده مي‌شوندكه موضع ماشينكاري روي آنها نسبت به سطح اتكاي مناسب قطعه،زاويه قائمه داشته باشد.پولي‌ها،چرخ دنده‌ها و بوش‌ها ازجمله اين قطعات محسوب مي‌شوند.

جيگ‌هاي بسته چند وضعيتي،به گونه‌اي طراحي مي‌شوند كه تمام ابعاد قطعه‌كار را در بر گيرند.با استفاده از اين جيگ مي‌توان وجوه مختلف قطعه‌كار را،بدون اينكه لازم باشد آنرادر جيگ‌هاي مختلف بست،به طور كامل ماشينكاري نمود.

جيگ‌هاي ناوداني،ساده‌ترين نوع از جيگ‌هاي بسته محسوب مي‌شوند.قطعه‌كار در اين جيگ بين دو وجه نگاه داشته مي‌شود واز طرف وجه سوم ماشينكاري مي‌شود.

جيگ‌هاي باصفحه متحرك،كه از انواع جيگ‌هاي بسته به شمار مي‌روند،يك صفحه متحرك دارند كه به واسطه جيگ‌هاي دوراني براي ماشينكاري سوراخ‌هايي كه در پيرامون قطعه‌كار دايره‌اي شكل قرار دارند،به كارمي‌روند.براي سوراخكاري اين سوراخ‌ها،قطعه‌كار از محور مركز دوران روي جيگ قرار گرفته وبا به كارگيري يك پين قرار فنري به اندازه زاويه مورد نظر چرخانده مي‌شود.

جيگ‌هاي آماده،نيز در بازار يافت مي‌شوند.اين جيگ‌ها بايد توسط خريدار به فرم دلخواه اصلاح شود.

جيگ‌هاي چند ايستگاهي،جيگ‌هايي هستند كه چند قطعه‌كار را مي‌توان روي آن نصب كرد.از اين جيگ در دستگاه‌هاي چند محوره استفاده مي‌شود،ولي مي‌توان آن راروي دستگاه تك محوره نيز بست.

انواع جيگ‌ها براساس تشابه ظاهري

قيد‌هاي شابلوني،قيد‌هاي بسيار ساده‌اي مي‌باشند كه جهت سوراخكاري قطعات بزرگ مورد استفاده قرار مي‌گيرند وممكن است در آنها از قطعات موقعيت دهي استفاده نشده باشد وبااندازه‌گيري موقعيت لازم را ايجاد نمايند و به صورت يك صفحه شابلوني ساده كه روي قطعه‌كار قرار مي‌گيرد،ساخته مي‌شود و ممكن است جهت موقعيت دهي از لبه‌هاي قطعه‌كار براي موقعيت دهي استفاده شود.

قيد‌هاي قابلمه‌اي،از اين نوع قيد‌ها براي قطعات كوچك استفاده مي‌شود.اين قيد‌ها معمولابه صورت استوانه‌اي بوده و قطعه‌كار داخل آن موضع دهي مي‌شود.صفحه بوش نيز به صورت استوانه‌اي يا پولك مانند مي‌باشد،كه روي قطعه‌كار قرار مي‌گيرد.

قيد‌هاي چفتي،ساختمان اين قيد‌ها به شكل مكعب يا مكعب مستطيل بوده كه دو طرف آنها باز مي‌باشد و بيشتر داراي يك صفحه بوش مي باشند كه اين صفحه لولايي بوده وبا يك گيره پيچي لولايي گيره بندي مي‌شود.هنگام تعويض قطعه‌كار صفحه لولايي باز شده و قطعه‌كار را تعويض مي‌نمايند.

قيدهاي جعبه‌اي،اين نوع قيد‌ها مانند قيد‌هاي چفتي بوده با اين تفاوت كه از هر شش وجه آن مي‌توان به عنوان صفحه بوش استفاده كرد و در اطراف قطعه‌كار هر جا كه لازم باشد عمل سوراخكاري يا برقوكاري را انجام داد.تعويض قطعه‌كار نيز مانند قيد‌هاي چفتي با باز كردن صفحه بوش لولايي ميسر مي‌باشد.

قيد‌هاي معلق يا وارونه،هنگامي كه قطعه‌كار شكل هندسي معين نداشته باشد از اين نوع قيد‌ها جهت سوراخكاري آنها استفاده مي‌شود و جهت تعادل قطعه‌كار از پايه‌اي طويل نسبت به ارتفاع آن استفاده مي‌شود.هنگام باز و بسته كردن قطعه قيد را وارونه نموده به طوري كه صفحه بوش روي ميز تكيه نمايد وهنگام سوراخكاري روي پايه‌ها قرار مي‌گيرد.

قيد‌هاي ميله‌اي،اين نوع قيد‌ها جهت قطعاتي كه داراي سوراخ مي‌باشند استفاده مي‌شود و قطعه از طريق سوراخ موجود در آن به كمك يك ميله موقعيت مي‌گيرد. قيد داراي يك صفحه زيري است كه در يك طرف آن پايه ‌ها ودر طرف ديگر آن ميله‌اي جهت موقعيت دهي استفاده مي‌شود وصفحه بوش نيز روي اين ميله قرار دارد.

قيد‌هاي كانالي،قيد‌هاي رديفي يا كانالي جهت ايجاد سوراخ‌‌هاي رديفي روي قطعه‌كار مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

ساختمان قيد‌ها

ساختمان قيد از قسمت‌هاي زير تشكيل مي‌شود:

1-بدنه قيد‌ها

بسته به دقت،شكل و اندازه قطعه‌كار مورد نياز،بدنه قيد‌ها را مي‌توان از صفحات فولادي يا ميل‌گرد طراحي نمود،يا از طريق جوشكاري يا پين و پرچ و پيچ‌و‌مهره به يكديگر اتصال داد و يا به صورت ريخته‌گري ساخت،همچنين بدنه‌هاي استوانه‌اي را مي‌توان تراشكاري نمود.

2-پايه‌ها

براي حداقل كردن سطح قيد باميز مته وهمچنين جهت تعادل مطلوب قيد طراحي پايه مي‌تواند مؤثر باشد.پايه‌ها را مي‌توان از پين‌هاي استوانه‌اي ساده و يا به صورت چند ضلعي طراحي نمود و نحوه اتصال آنها به بدنه را مي‌توان به شكل پرسي يا پيچي طراحي نمود.

3-صفحه بوش

صفحه بوش‌ها را مي‌توان از صغحات فولادي و يا به صورت ريخته‌گري طراحي نمود.بوش‌هاي راهنما روي اين صفحه نصب مي‌شوند.

4-قطعات موضع دهي

براي موضع دهي دقيق كار در داخل قيد بايد تسهيلاتي در نظر گرفته شود،كه به صورت‌هاي مختلفي كه در قسمت موقعيت دهي شرح داده مي‌شود،مي‌توان اين امكانات را طراحي نمود.

5-قطعات گيره‌بندی

براي محكم كردن قطعه كار در موقعيت مطلوب بايد تسهيلاتي جهت گيره بندي قطعه‌كار در نظر گرفته شود،كه طرح‌هاي مناسب گيره‌بندي درقسمت گيره‌بندي شرح داده خواهد شد.

6-بوش‌ها

از بوش‌ها جهت راهنمايي دقيق ابزار در محل مناسب داخل قطعه‌كار استفاده مي‌گردد.بوشها ممكن است به صورت استوانه‌اي ساده بدون سر يا به صورت پله‌اي(سردار)‌‌ساخته شوند.از بوش‌هاي پله‌اي وقتي استفاده مي‌شود كه بايستي عمق سوراخ را قابل كنترل كرد.چون ابزار براده‌برداري در تماس با بوش‌ها هستند بوش به مرور ساييده شده و براي اينكه مته به محل دقيق سوراخكاري راهنمايي شود،بوش را سخت مي‌نمايد.اگر تهداد قطعات زياد باشد تعويض بوش‌ها امري ضروري است.عبور براده‌ها از داخل بوش‌ها باعث گرم شدن بوش‌ها شده كه در نتيجه دوام بوش‌ها كم مي‌گردد بنابراين بايد تا حد امكان خروج براده از داخل بوش‌ها حداقل باشد.بري اينكه بوش داخل صفحه دريل به خوبي جاي گيرد،سوراخ پخ خورده و زير صفحه بوش شيار تو رفته حلقوي زده مي‌شود.طول بوش‌ها معمولاً دو برابر قطر سوراخ‌هاو سوراخ كمي بزرگتر از قطر مته در نظر گرفته مي‌شود.

هنگام سوراخكاري روي قطعات شيب‌دار،دنباله بوش را مطابق با شيب قطعه طراحي نموده كه در اين حالت بوش به قطعه كار مماس مي‌گردد تا مته هيچگونه حركتي از مركز سوراخ نداشته باشد‌و ناگزير براده‌ها از داخل بوش به بيرون هدايت مي‌گردد.

وقتي سطحي كه بايد سوراخ زده شود در فاصله دوري از صفحه سوراخكاري قرار داشته باشد از بوش دنباله‌دار استفاده مي‌گردد.وقتي بوش خيلي طويل است سوراخ بوش طوري است كه فقط سمت انتهايي آن كه نزديك به قطعه‌كار است،هم قطر مته بوده وعامل كنترل است.

 

انواع فيكسچرها

انواع فيكسچر‌ها بر اساس روش ساخت آنها تعيين مي‌شود.انواع رايج فيكسچر‌ها عبارتند از:فيكسچرهاي صفحه‌اي،فيكسچرهاي قائم‌الزاويه،فيكسچرهاي دوراني،فيكسچرهاي چند ايستگاهي و گيره‌ها.

فيكسچرهاي صفحه‌اي،ساده‌ترين انواع فيكسچر‌ها هستند.قسمت اصلي اين فيكسچر يك صفحه پايه است كه قطعات مختلفي نظير پين‌هاي قرار و نگه‌دارنده بر روي آن نصب مي‌شود.

فيكسچر قائم‌الزاويه،نوع اصلاح شده فيكسچر صفحه‌اي است.با استفاده از اين ابزار مي‌توان قطعه‌كار را در سطوحي عمود بر سطح قرار آن ماشينكاري نمود.البته مي‌توان اين فيكسچر را به گونه‌اي طراحي كرد كه بتوان توسط آن قطعات را تحت زاويه دلخواه نيز ماشينكاري نمود.

فيكسچر هاي دوراني،هنگامي به كار ميظروند كه لازم باشد مواضع ماشينكاري روي قطعه‌كار در فواصل منظم در پيرامون آن قرار داشته باشد.

فيكسچرهاي چند ايستگاهي،هنگامي استفاده مي‌شوند كه تعداد توليد و سرعت توليد بالا مورد نياز بوده وسيكل عمليات ماشينكاري پيوسته باشد.

گيره‌ها،متداول‌ترين نوع فيكسچرها هستند.گيره‌ها در واقع فيكسچر ساده‌اي براي نگه داشتن قطعات محسوب مي‌شوند.با اصلاح فرم فك‌هاي گيره مي‌توان آن را براي نگه داشتن قطعات با شكل‌هاي مختلف مورد استفاده قرار داد.

فيكسچرهاي قابل نصب روي گيره،اين نوع از فيكسچرهاي صفحه‌‌اي معمولاً كوچك،ساده وسبك هستند.اين فيكسچرها به جاي آنكه مستقيماً روي ماشين نصب گردند،روي گيره يا سه نظام ماشين مهار مي‌شوند.قطعات كوچك كه نياز به ماشينكاري كمي دارند را معمولاً روي اين فيكسچرها مي‌بندند.فيكسچرهاي صفحه‌اي وفيكسچرهايي كه روي گيره نصب مي‌شوند،از نظر ظاهري مشابه‌اند.مي‌توان گفت تنها تفاوت آنها در اين است كه روي جيگ‌هاي صفحه‌اي مي‌‌توان قطعات بزرگتري را قرار داده و ماشينكاري نمود.

اصول موقعيت‌دهي

براي مهار كردن يا بستن درست قطعه كار،ابتدا بايد قطعه‌كار را داخل قيد يا بست مستقر كرد كه اين نحوه استقرار را موقعيت‌دهي يا موضع‌دهي قطعه‌كارمي‌نامند.براي جلوگيري از حركت قطعه‌كار به هنگام ماشينكاري و قرار گرفتن مطلوب آن به مهارت زيادي در طراحي نياز است.موقعيت‌دهي از دقيق‌ترين سطح قطعه‌كار انجام مي‌شود.موقعيت‌دهي بايد از حركات خطي ودوراني قطعه‌كار در طول و حول سه محور اصلي (شش درجه آزادي)‌جلوگيري نمايد.سيستم موقعيت‌دهي بايد سرعت و سهولت لازم را جهت گذاشتن وبرداشتن قطعه‌كار تأمين كند.از موقعيت دهنده‌هاي زائد بايد پرهيز نمود.سيستم موقعيت دهي بايد از جاي‌گزاري غلط قطعه‌كار در يك بند،جلوگيري نمايد.پين‌هاي قرار را نبايد قطعات فرعي تصور كرد و طراح لازم است در طرح خود نهايت توجه را به آنها نمايد.

معمولاً موضع دهنده‌ها از بدنه جيگ و فيكسچر جداگانه ساخته مي‌شوند و جنس آنها از فولاد سخت يا از فولادي كه سختي سطحي دارد،مي‌باشند كه به دقت و اندازه مورد نظر سنگ زده شده است و سپس با دقت در بدنه جيگ يا فيكسچر جا زده مي‌شود.

اجزاي موقعيت دهنده ممكن است از قطعاتي به شكل مسطح،استوانه‌اي،مخروطي،جناقي،پين‌هاو‌ابزار‌هاي مركز‌كننده ونظاير اين‌ها تشكيل گردد.

هنگام موقعيت دهي قطعات بايد در نظر داشت كه هر چه سطح تماس قطعه‌كار با بدنه قيد و بست‌ها وپين‌ها كمتر باشد استحكام و تعادل قطعه‌كار كمتر خواهد بود.نحوه تماس قطعه‌كار واجزاي موقعيت دهي را مي‌توان به شكل نقطه‌اي،خطي يا سطحي طراحي كرد.

 

طراح بايد در طراحي ابزار به نكات زير توجه نمايد:

*محل قرار گرفتن پين‌هاي قرار

*تلنرانس ماشينكاري قطعه‌كار

*عملكرد بدون خطاي ابزار

*عدم افت دقت پس ازاستفاده زياد

آرايش دادن پين‌هاي قرار

ساده‌ترين موقعيت دهنده‌هاي قيد وبند‌ها،پين‌ها يا قرارهاي ماشينكاري شده هستند كه به منظور تكيه‌گاه قطعات استفاده مي‌شوند.براي پايين آوردن هزينه و زمان ماشينكاري پين هارا به صورت جدا از بدنه قيد وبند مي‌سازند و براي جلوگيري از استهلاك آنهابعد از ماشينكاري پين‌ها را سخت مي‌نمايند و به صورت فشاري و پيچي به بدنه متصل مي‌كنند.در مواردي پين ها روي بدنه قيد وبند از طريق ماشينكاري به صورت برجستگي‌هاي استوانه‌هي شكل ساخته ‌مي‌شوند كه از نظر اقتصادي مقرون به صرفه نيست.در صورتي كه امكان داشته باشد،پين‌هاي قرار بايد به قسمتي از قطعه‌كار كه قبلاً ماشينكاري شده است تكيه كند.با الين كار دقت عملكرد دستگاه تضمين شده وقطعات بسته شده روي جيگ يا فيكسچر به طور يكسان ماشينكاري خواهند شد.قابليت ماشينكاري يكسان،خصوصيتي است كه به واسطه آن بتوان قطعات مختلف را به صورت يكسان ودر محدوده تلرانسي ماشينكاري نمود.

پين‌هاي قرار تا آنجا كه ممكن است بايد دور از هم قرار گيرند.با اين كار از پين‌هاي كمتري استفاده شده و اين اطمينان حاصل مي‌شود كه  تماس كامل بين سطوح قرار وپين‌ها برقرار شده است.پين‌هاي قرار به گونه‌اي روي جيگ و فيكسچر نصب مي‌شوند كه براده‌ها و اجسام كوچك در اثر ماشينكاري پديد مي آيند،مشكل آفرين نباشد.در صورت نياز مي‌توان از گاه ‌گيري به روش مناسب استفاده نمود.

پين‌ها ممكن است به صورت افقي يا عمودي در بدنه قيد وبند نصب شوند كه معمولاً پين‌هاي عمودي بلندتر از پين‌هاي افقي است.سطح تماس پين‌ها با قطعه‌كار بسته به كيفيت سطح قطعه‌كار متفاوت بوده .هر چه سطح قطعه‌كار خشن‌تر باشد سطح تماس پين‌ها كوچكتر است و بر عكس هرچه سطح تماس قطعه‌كار مسطح وصاف باشد از پين‌ها با سطح مقطع بيشتر مي‌توان استفاده كرد.

براي موضع دهي از پين‌هاي قابل تنظيم نيز ممكن است استفاده شود.معمولاً از پين‌هاي قابل تنظيم براي قطعات سنگين و در مواردي كه نيرو زياد است،استفاده مي‌شود.سطوح آهنگري يا ريخته‌گري شده را با كمك پين‌هاي قابل تنظيم مي‌توان موقعيت‌دهي كرد.

در مواردي كه روي قطعه‌كار سوراخ‌هايي تعبيه شده باشد با استفاده از پين‌ها،موقعيت‌دهي از طريق سوراخ‌هاي قطعه‌كار انجام مي‌گيرد.در اين موارد لقي بين پين‌ها وسوراخ‌ها بايد در حد مناسبي باشد زيرا اگر قطعات روي پين‌ها فشاري جا زده شوند در اثر نيروهاي براده برداري ممكن است قطعه‌كار محكم شده وامكان كوچكترين ارتعاش را از قطعه‌كار بگيرد كه اين موجب شكستن احتمالي ومشكلاتي در تعويض قطعه‌كار خواهد شد.

همچنين در قطعاتي كه داراي يك يا چند سوراخ است ممكن است موقعيت دهي از طريق يك يا دو سوراخ قطعه‌كار انجام گيرد،در چنين حالتي هنگام تعويض ممكن است قطعه با كمي انحراف در لبه پين گير كرده و موقعيت نگيرد.

هنگامي كه در قطعات سوراخ‌دار موقعيت دهي قطعه‌كار از طريق دو سوراخ قطعه‌كار به وسيله پين‌ها صورت مي‌گيرد،براي سهولت جابه‌جايي موقعيت دهي هنگام تعويض قطعات،به جاي اينكه از دو پين استوانه‌اي شكل استفاذه گردد از يك پين  استوانه‌اي ويك پين چند ضلعي(پين الماسه)بهره مي‌گيرند.

 

روش‌هاي موقعيت دهي

قطعات در شكل‌ها واندازه‌هاي مختلف ساخته مي‌شوند.طراح بايد قادر باشد هر قطعه‌اي را با هر شكل واندازه،دقيقاً در جيگ يا فيكسچر مهار نمايد.براي انجام اين كار طراح لازم است انواع پين‌هاي قرار و پايه‌ها را بشناسد تا بتواند با حداقل تعداد آن‌ها قطعه‌كار را به خوبي نگاه دارد.

يك قطعه‌كار به روش‌هاي زير موقعيت دهي مي‌شود:

1- قرار دادن قطعه‌كار از سطوح صاف

سه روش ابتدايي براي قرار دادن قطعه كار از سطوح صاف روي جيگ يا فيكسچر وجود دارد:

*استفاده از پايه‌هاي ثابت

*استفاده از پايه‌هاي قابل تنظيم

*استفاده از پايه‌هاي تعادلي

با استفاده از اين پايه‌ها،موقعيت ارتفاعي قطعه‌كار تعيين شده و قطعه‌كار به هنگام عمليات ماشينكاري روي آن‌ها تكيه مي‌كند.

پايه‌هاي ثابت،ساده‌ترين نوع هستند.اين پايه‌ها يا با ماشينكاري صفحات زيري به وجود مي‌آيند و يا ابتدا ساخته شده و روي صفحه زيري نصب مي‌شود. از اين پايه‌ها،براي قرار دادن قطعه‌كار ‌هاي با سطوح ماشينكاري شده استفاده مي‌گردد.

پايه‌هاي قابل تنظيم،هنگامي استفاده مي‌شوند كه سطح قطعه‌كار،مانند قطعات ريخته‌گري شده،خشن وناهموار باشد.معمولاً پايه‌هاي قابل تنظيم همراه پايه‌هاي ثابت در ساختمان يك جيگ يا فيكسچر استفاده مي‌شوند.بنابراين مي‌توان تنظيم مورد نياز را براي قرار گرفتن درست قطعه‌كار انجام داد.

پايه‌هاي تعادلي،مي‌توانند قطعه‌كار را در دو نقطه به صورت تعادلي مهار كنند.به محض اينكه قطعه‌كار به يك نقطه ازاين پايه‌ها برخورد كند،به صورت الاكلنگي عمل كرده،ونقطه ديگر پايه به قطعه‌كار برخورد خواهد كرد.استفاده از اين پايه‌ها مخصوصاً براي قطعات ناهموار مناسب است.

2- قرار دادن قطعه‌كار از سطوح داخلي گرد

قرار دادن قطعه‌كاري كه يك سوراخ با حتي حفره داخلي با شكل غير دايره‌اي دارد،روش مؤثري براي قرار دادن دقيق ومطمئن روي جيگ فيكسچر مي‌باشد.انواع مختلفي از پين‌ها يا پايه‌هاي قرار سطوح داخلي وجود دارد.اگر قطر سوراخ قطعه‌كار كوچك باشد،مي‌توان از پين‌هاي قرار پله‌دار استفاده نمود.اگر قطر سوراخ قطعه‌كار بزرگ باشد،مي‌توان از پايه‌هاي قرار دنباله‌دار استفاده نمود.

3- قرار دادن قطعه‌كار از سطوح جانبي

معمولاً در ماشينكاري اوليه قطعه‌كار،تنها راه نگهداشتن آن ،مهار كردن سطوح جانبي است.با به كارگيري پايه‌هاي قرار فرم‌دار مي‌توان قطعه‌كار را نسبت به لبه‌هاي خارجي آن مهار كرد.

قرار حلقه‌اي،ساده‌ترين قرار فرم‌دار است .چون تمام سطح خارجي قطعه‌كار توسط اين قرار مهار شده است،از دقت خوبي برخوردار است.

موقعيت دهنده‌هاي 7 شكل،براي قرار دادن قطعه استوانه‌اي استفاده مي‌شود.همچنين مي‌توان با اين پايه‌ها،قطعاتي كه به شكل قرص هستند يا دو طرف آنها گرد است را نيز مهار كرد.يكي از خصوصيات جالب پايه‌هاي 7 شكل،نگه‌داشتن قطعات به صورت هم مركز بامحور شكاف 7 شكل است اين موضع دهنده‌ها را ميتوان ثابت يا لغزنده ساخت ودر هر دو حالت وضعيت آنها بايد كنترل شود.

موقعيت دهنده‌هاي مخروطي براي مركزكردن قطعات استفاده مي‌شود،كه اين مخروط‌ها مي‌تواند به صورت ميله مخروطي براي موقعيت دادن به سوراخ‌ها واز سوراخ‌هاي مخروطي براي موضع دهي ميله‌هاي استوانه‌اي استفاده كرد.معمولاً از اين موقعيت دهنده‌ها در قطعات پرداخت شده استفاده مي‌گردد وموقعيت دهي قطعات ريخته‌گزي شده وبا سطوح خشن را نبايد با اين روش موقعيت دهي كرد. 

اصول گيره‌بندي

پس از آنكه قطعه‌كار در جاي مناسب موقعيت دهي گرديد لازم است كه از طريق وسايلي آن را در محل محكم نمود تا قطعه‌كار در مقابل نيروهاي براده برداري در جاي خود ثابت بماند،اين عمل را گيره بندي قطعه‌كار مي‌نامند.اجزاي گيره بندي شامل گيره‌ها جناقي‌ها وغيره هستند.

نگهدارنده يا روبنده،قطعاتي از جيگ يا فيكسچر است كه قطعه‌كار را روي جيگ يا فيكسچر محكم نگاه مي‌دارد.نگه دارنده يا روبنده قطعه‌كار را بايد طوري محكم كند كه در طول عمليات توليدي دائماً به پايه‌ها وپين‌هاي قرار تكيه داشته باشد بنابراين لازم است يك روبنده شرايط زير را برآورده نمايد:

*روبنده بايد از استحكام كافي برخوردار باشد تا بتواند از جا به جا شدن قطعه‌كار جلوگيري نمايد.

*روبنده نبايد به قطعه‌كار آسيب برساند و تغيير شكل در آن به وجود آورد.

*روبنده بايد سريع عمل كند تا بتواند قطعه‌كار را با سرعت و سهولت روي جيگ يا فيكسچر قرار داده يا برداشت.

*روبنده‌ها بايد در مقابل نيروهاي برشي حداكثر مقاومت را داشته باشند.

فيكسچر‌هاي جوشكاري

اولين روشي كه در مونتاژ قطعات‌در صنعت به آن توجه مي‌شود،جوشكاري است.اما به هنگام جوشكاري حرارت زيادي ايجاد مي‌شودو اين باعث تاب برداشتن در قطعات مي‌شود.نقش اصلي فيكسچرهاي جوشكاري مهار كردن قطعه‌كار وجلوگيري از اين عيب مي‌باشد.

در جوشكاري،كنترل دفع حرارت ناشي از جوشكاري يك مسأله مهم است. دوروش رايج در كنترل 1- دفع حرارت مورد استفاده در فيكسچرهاي جوشكاري عبارتند از:

ايجاد شيارها ومحل‌هاي خالي براي جلوگيري از انتقال حرارت سريع از قطعه‌كار به فيكسچر در جوشكاري فلزاتي با هدايت حرارتي خوب مانند آلومنيوم.

2-استفاده از قطعات جاذب وهادي خوب گرما براي تسريع در انتقال حرارت به هنگام جوشكاري فلزات با هدايت حرارتي نسبتاً ضعيف مثل فولاد.

نكاتي كه بايد در فيكسچرهاي جوشكاري به آن توجه نمود:

*انبساط وپيچش قطعه حرارت داده شده نبايد روي موقعيت دهي،بستن،بارگزاري‌و باربرداري صحيح،اثر بگذارد.بايد لقي لازم را بين موقعيت دهنده‌ها و قطعه‌كار در نظر گرفت،تا اجازه انبساط،انقباض و پيچش به قطعه‌كار، بدون گير كردن به فيكسچر داده شود.

*بايد مانع ريزش ذرات مذاب جوشكاري،بر روي اجزاي پيچي وسايل وسايل بستن شد.

*جهت جلوگيري از جوش خورذن قطعه‌كار به بدنه بند،بايد شيار‌هايي زير خط جوشكاري تعبيه شود.

*براي قطعاتي كه نياز به جوشكاري از سطوح جانبي مختلف دارند،بايد پيش بيني دوران يا سهولت كج شدن فيكسچر انجام گيرد.

فيكسچرهاي جوشكاري عمدتاً براي سه نوع عمليات طراحي مي‌شوند:خال جوش زدن،جوشكاري كامل ونگه‌داشتن قطعات خال‌جوش خورده.

فيكسچرهاي خال جوش زدن،قطعات مختلف را در كنار هم در وضعيت درست نگه‌ مي‌دارند تا بتوان آنهارا با خال جوش به هم متصل كرد.قطعات خال جوش خورده را مي‌توان از روي فيكسچر برداشت و بدون استفاده از نگه‌دارنده  بر روي يك جيگ يا فيكسچر به طور كامل جوشكاري نمود.

فيكسچرهاي جوشكاري كامل،ساختاري محكم و قوي دارند تا بتوانند در تنش‌هاي حرارتي ناشي از جوشكاري كامل غلبه كرده واز پيچيدگي قطعه‌كار جلوگيري نمايد.

فيكسچرهاي نگه‌دارنده،براي جوشكاري كامل قطعات خال‌جوش خورده به كار مي‌روند.اين فيكسچرها ساختاري صلب ومحكم دارند تا از پيچيدگي قطعه‌كار حين جوشكاري كامل جلوگيري به عمل آيد.

 

فيكسچرهاي فرزكاري

جهت ومقدار نيرو در فرزكاري به طور قابل توجهي به نوع ماشين فرز،نوع ابزار برش و جهت حركت بستگي دارد.فيكسچرهاي فرزكاري بايد بزرگ وسنگين باشند تا در برابر نيروهاي اعمال شده از ابزار برش مقاومت نموده و ارتعاشات حاصله را تحمل نمايد.نيروي حاصل از فرزكاري بايد به بدنه‌اي  سخت ومقاوم منتقل شود.اين نيروها نبايد به سمت گيره‌ها وقطعات متحرك راه يابد.اگر از گيره استفاده مي‌شود بهتر است نيروي حاصل از فرزكاري به‌ سمت فك ثابت آن هدايت شود.فيكسچرها بايد كاملاً به ميز ماشين فرز گيره شوند تا از لغزش در مقابل نيروي فرزكاري در امان باشد.بر خلاف سوراخكاري،براده‌هاي فرزكاري ناپيوسته هستند.وقتي براده‌ها در حفره‌اي بزرگ جمع شوند،نياز به دريچه‌هاي بزرگ براي تخليه آنها وتميز كردن بند لازم خواهد بود.قسمت‌هاي مختص فيكسچرهاي فرزكاري عبارتند از: قطعه تنظيم كننده و زبانه‌هاي موضع دهي.

فيكسچرهاي تراشكاري

فيكسچر تراشكاري اساساً شامل اجزاي موقعيت دهي وبستن قطعه‌كار است.ددر طراحي فيكسچرهاي تراشكاري علاوه بر نگه‌داري قطعه،دوران آن نيز بايد در نظر گرفته شود.اين گونه فيكسچرها جهت پيشاني تراشي،سوراخ تراشي وكلاً تراشكاري مورد استفاده قرار مي‌گيرند.براي همه اين فرآيندها،قطعه‌كار بايد به طور صحيحي نسبت به محور دوار ماشين،موضع دهي شود.براي سوراخ تراشي يا روتراشي،محور سوراخ يا قطر خارجي قطعه‌كار،كه بايد ماشينكاري شود،مي‌بايست نسبت به محور ماشين تنظيم گردد.در بيشتر ماشين‌هاي تراش يك صفحه پشتي تعبيه شده‌است كه به طور دائم روي محور ماشين نصب گرديده است.صفحه پشتي جهت موقعيت دهي وبستن فيكسچرهاي تراشكاري،صفحه نظام‌ها وديگر نگه‌دارنده‌هاي قطعات بر روي ماشين مورد استفاده قرار مي‌گيرند.در صفحه پشتي تعداد سه سوراخ يا بيشتر،به طور هم فاصله جهت بستن فيكسچرهاي تراشكاري،تعبيه شده است.بيشتر فيكسچرهاي تراشكاري قطعات به خصوصي هستند كه جهت بارگزاري،موقعيت دهي‌و بستن سريع قطعات در توليد انبوه،به كار گرفته مي‌شوند.

فيكسچر تراشكاري بايد طوري طراحي شود كه نيروهاي پيچشي حاصل از عمليات تراشكاري را خنثي نمايد.اگر لازم است قطعه‌كار خارج از مركز بسته شود،به بالانس كردن سه نظام يا چهار نظام يا بست‌هاي ديگر توجه شود.

 

فيكسچرهاي سنگ‌زني

 فيكسچرهاي سنگ زني كه از آنها براي سنگ زني سطوح كار استفاده مي‌شود،عملكردي مشابه با فيكسچرهاي فرزكاري داشته ولي از دقت بيشتري برخوردارند.به همين ترتيب فيكسچرهاي سنگ‌زني به سطوح استوانه‌اي نبز مشابه فيكسچرهاي تراشكاري مي‌باشند.فرق اين فيكسچرها با فيكسچرهاي تراشكاري در اين است كه،در اين فيكسچرها عمل موضع دهي بر روي محور ماشين به كمك يك ساعت اندازه‌گيري،به دقت صورت مي‌گيرد.ار اين رو در اين سيستم يك تنظيم كننده قطر نيز پيش‌بيني شد است.غالباً قطعات استوانه‌اي كوچك با درني كه از آنها عبور داده شده است و به ماشين تراش بسته گرديده،وضعيت داده مي‌شوند.

فيكسچرهاي خانكشي

خانكشي روشي سريع ودقيق براي براده برداري از قطعات فلزي است.دقت سوهان خانكشي توسط فيكسچر،كه قطعه‌كار راموقعيت دهي نموده و سوهان را در محل دقيق هدايت مي‌نمايد،بر روي قطعه‌كار منتقل مي‌شود.در نتيجه بشتر فيكسچرهاي خانكشي اعمال زير را انجام مي‌دهند:

*قطعه‌كار را در محل صحيح نسبت به ماشين موقعيت دهي مي‌كنند.

*سوهان را هدايت مي‌نمايند تاابعاد مورد نياز بر روي قطعه‌كار ايجاد گردد.

ميز ماشين‌هاي خانكشي عمودي و هفقي هر دو داراي سوراخي براي استقرار بند هستند.در بند‌ها سوراخي تعبيه ميگردد تا با قرار گرفتن در سوراخ روي ميز،فيكسچر را در موقعيت دقيقي نسبت به ماشين قرار دهند و فيكسچر هم، قطعه‌كار وسوهان را در وضعيت دقيقي نسبت به يكديگر،مستقر مي‌نمايد.

جيگ وفيكسچرهاي نشانه گذار

از جيگ وفيكسچرهاي نشانه‌گذار هنگامي استفاده مي‌كنيم كه بايد كار را نسبت به ميز ماشين يا محور دستگاه در فاصله بين ماشينكاري قسمت‌هاي مختلف مختلف آن،حركت دهيم.

جيگ خط‌كشي،براي خط‌كشي يا نشانه‌گذاري قطعات مشابه به كار مي‌رود.از اين جيگ‌ها براي نشانه‌گذاري سوراخ‌ها،خط‌كشي فرم‌ها يا جزئيات پيرامون استفاده مي گردد.وقتي قرار باشد قطعات متقابل كه بايد روي هم مونتاژ شوند،علامت گذاري شود مي‌توان از اين جيگ استفاده گردد.ضخامت صفحه جيگ بايد آنقدر باشد كه بتواند اجزاي جيگ را با صلبيت كافي روي خود نگاه دارد.

از نشانه گذاري خطي هنگامي استفاده مي‌شود كه لازم است سوراخ‌هايي متعدد در طول يك نوار طولي زده شود.اگر سوراخ‌ها در يك خط رديف گرديده،و متساوي الفاصله باشند،فقط به يك بوش سوراخكاري نياز بوده وقبل از مته زدن به هر سوراخ بايد قطعه‌كار زير آن قرار گيرد.چنانچه تمام سوراخ‌ها در يك امتداد نبوده ويا متساوي الفاصله نباشند،به بيش از يك بوش نياز است.

از نشانه گذاري دوراني هنگامي استفاده مي‌شود كه لازم است سوراخ‌هاي متعددي روي يك دايره بزرگ زده شود يا وقتي كه تراشيدن سوراخ‌ةاي شعاعي يا شكاف‌هاي متعددي مورد نظر باشد.

براي ماشينكاري هر قسمت،كار را مي‌بايد در يك قطعه متحرك موضع دهي و گيره‌بندي كرد و اين قطعه متحرك بايد بتواند به وضعيت لازم نسبت به قطعه يا بوش،نشانه‌گذاري شده ودر آن محكم شود.براي تجهيز يك دستگاه فاقد نشانه گذاري با اين وسيله،بايستي لغزنده يا ياطاقان يك وسيله نشانه گذاري ويك وسيله قفل كننده قطعه متحرك را به ‌آن اضافه كرد.لغزنده يا ياطاقان  و وسيله قفل كننده بايد طوري طراحي شوند كه متناسب باعمل مورد نظر باشد ولي در اين جا تأكيد مي‌شود

 

 

 

 

 

 

منابع ومآخذ

1-آشنايي با جيگ و طراحي ابزار،مؤلف:(كمپستر) ، ترجمه مهندس علي معصوم پور،انتشارات دانش وفن

2-مرجع كامل جيگ وفيكسچر،مؤلف:محمد تقي محمود زاده،انتشارات آذريون

3-جداول و استانداردهاي طراحي وماشين سازي،ترجمه:عبدا.. ولي نژاد

 

+ نوشته شده در  دوشنبه پانزدهم شهریور 1389ساعت 10:51  توسط حمید رضا  |