امروزه در دنياي قطعات پرسي، استفاده از ابزار با کيفيت براي توليد قطعات، مرغوبيت خطوط تغذيه توليد محصول را در کارخانه هاي بزرگ تضمين مي کند و اعتبار زيادي براي سازندگان قطعات به ارمغان مي آورد. باتوجه به نرخ سريع پيشرفت در توليد محصولات صنعتي، استفاده از ابزار قدرتمند، دقيق و متنوع به‌عنوان راه‌هايي براي رسيدن به موفقيت در دنياي رقابت جدي در بين تأمين کنندگان قطعات خودرو به‌خصوص قطعات فلزي به‌شمار مي آيد.
واحد قالب و ابزار شرکت ساپکو در 1377 با هدف ايجاد هماهنگي ميان سازندگان و ساپکو در زمينه هاي مربوط به قالب ابزار توليدي، اعم‌از آناليز قيمت، چک طرح، نظارت بر ساخت قالب تا مرحله توليد قطعه تأييد شده و بررسي مشکلات مربوط به قالب ها و ابزار توليدي شکل گرفت. باتوجه به اينکه يکي از مهم ترين وظايف اين واحد، بررسي و تأييد طرح‌اوليه سازنده است، به‌منظور سهولت و يکنواختي عملکرد در بين سازندگان، استانداردهايي متفاوت در سيستم تهيه و جاري شد که يکي از آنها استاندارد جيگ و فيکسچرهاي توليدي است.
استفاده از جيگ و فيکسچرها علاوه‌بر لزوم وجود آنها در برخي فرايندهاي توليدي، مزاياي فراواني دارد که در ذيل به‌برخي از آنها اشاره شده است:
1) استفاده از جيگ و فيکسچر، نياز به چک‌کردن مستمر تک تک قطعات را برطرف ساخته و باعث کاهش زمان توليد و افزايش بازده توليد مي شود.
2) جيگ و فيکسچرها يکنواختي کيفيت را در ساخت مجموعه‌هاتسهيل مي کند.
3) با استفاده از جيگ و فيکسچرها، نياز به مهارت فردي به‌منظور تنظيم قطعه کار و ابزار براي مونتاژ صحيح، برطرف شده و هر شخص عادي با يادگيري اصول‌اوليه، مي تواند مجموعه اي از قطعات را با هم مونتاژ کند و اين امر باعث صرفه جويي هزينه هاي استخدام کارگر ماهر خواهدشد.
4) در مجموع، استفاده از اين نوع ابزار با توجه به مواردي همچون توليد بيشتر، کاهش در ميزان ضايعات، مونتاژ آسان تر، صرفه جويي در هزينه هاي نيروي انساني، کاهشي اساسي در هزينه هاي توليد را در پي دارد.
اصولاً جيگ و فيکسچرها وسايل نگهدارنده اي هستند که با به‌کارگيري آنها مي توان قطعاتي مشابه با دقت بالا توليد کرد. ممکن است جيگ و فيکسچرها در ظاهر شبيه يکديگر باشند، اما تفاوت عمده آنها در نحوه هدايت ابزار برشي به طرف قطعه کار است.
جيگ، وسيله اي است که قطعه کار درون آن قرار مي گيرد تا عمليات ماشينکاري بر روي آن انجام گيرد و نه تنها قطعه کار را در جاي خود مهار مي کند بلکه ابزار را نيز هنگام عمليات هدايت مي کند.
فيکسچر، وسيله اي نگهدارنده است که فقط قطعه کار بر روي آن محکم مي شود تا عمليات ماشين کاري، جوشکاري و... روي آن انجام شود.
معمولاً جيگ ها به دو دسته تقسيم ميشوند.
1) سوراخکاري
2) سوراخ تراشي
فيکسچرها در عمليات توليدي مختلفي نظير: مونتاژ، جوشکاري، خان کشي، فرزکاري و... استفاده مي شوند.
? فيکسچرهاي جوشکاري و مونتاژ
جوشکاري و مونتاژ قطعات ورقي، يکي از عمليات هميشگي و روزمره در صنعت تلقي مي شود. اين عمليات را مي توان با به‌کارگيري فيکسچرهاي مناسب، بهتر و سريع‌تر انجام داد.
جوشکاري يکي از روش هاي مفيد و باصرفه در اتصال قطعات فلزي به يکديگر است. بنابراين، اولين روشي که در صنعت براي اتصالات ورق ها مورد توجه قرار مي-گيرد، جوشکاري است، اما به‌هنگام جوشکاري، حرارت نسبتاً زيادي توليد مي شود که اين امر در بسياري از موارد باعث اعوجاج و تاب برداشتن قطعات مي شود. يکي از نقش‌هاي اصلي فيکسچرهاي جوشکاري، علاوه‌بر جانمايي قطعات منفصل، مهار قطعه کار و جلوگيري از بروز عيب يادشده است.
فيکسچر جوشکاري، معمولاٌ ابزاري ثابت است، اما مطابق با شکل قطعه، مي‌توان آنها را به‌طوري طراحي کرد که حول محورهاي افقي و عمودي چرخاند.
فيکسچرهاي جوشکاري عمدتاً براي سه نوع عمليات طراحي ميشوند:
1) خال جوش زدن
2) جوشکاري کامل
3) نگهداشتن قطعات جوش خورده
به‌دليل اهميت فيکسچرهاي جوشکاري در مونتاژ نسبت به ديگر انواع آن، واحد قالب و ابزار شرکت ساپکو استانداردي را به‌منظور يکسان سازي در مراحل طراحي و ساخت اين تجهيزات در بين سازندگان تهيه و توزيع کرده است که شرح مختصر بخش هايي از آن عبارت است از:
علاوه‌بر قرارگيري و محکم کردن قطعه‌کار در فيکسچر جوشکاري، بايد عوامل ديگري نيز قبل از طراحي به‌شرح ذيل بررسي شوند.
1) کنترل دفع حرارت يکي از مهم ترين نکاتي است که در هر فيکسچر بايد به آن توجه کرد. يعني همواره بايد از سردشدن سريع يا دير هنگام منطقه جوشکاري شده، اجتناب کرد.
2) پايه و روبندهاي فيکسچر، بايد از استحکام کافي برخوردار باشند تا از تاب‌خوردگي و پيچيدگي قطعه کار پيشگيري شود.
3) پين ها و پايه هاي قرارهاي جانبي را تا حد ممکن بايد در مکان هايي قرار داد که خلاف جهت تاب برداشتن قطعه کار قرار گيرد.
? ساختار بدنه فيکسچرهاي جوشکاري
1) بدنه هاي پيش ساخته: شامل بدنه اي از يک پايه و بلوک‌هايي که محل قرارگيري کلمپ ها و موقعيت دهنده هاست.
2) بدنه‌هاي چدني: اين نوع فيکسچر ها، از فولاد يا آلومينيم ريخته گري ساخته مي شوند. يکي از معايب آنها نياز به ساختن مدل است که باعث تحميل هزينه اضافي ميشود.
3) بدنه هاي جوشکاري شده: اين نوع فيکسچرها از جوشکاري قطعات فلزي داراي جنس فولاد کم‌کربن به يکديگر، ساخته مي شوند و تقريباً در هر اندازهاي قابل توليد هستند.
? اصول قرارگيري قطعه بر روي فيکسچر
? پين قرار: براي کسب دقت مناسب، لازم است قطعه‌کار در موقعيتي مناسب قرارگيرد. با به‌کارگيري پين‌هاي قرار علاوه‌بر قرار گرفتن قطعه کار به‌صورت مطلوب، بارگذاري و برداشتن آن نيز به‌سادگي انجام مي شود. پين هاي قرار تا آنجا که ممکن است بايد از هم دور قرار گيرند. با اين کار از پين هاي کمتري استفاده شده و اين اطمينان حاصل مي شود که تماس کامل بين سطوح قطعه و پين ها برقرار شده است.
? تلرانس: به‌هنگام ساخت ابزار، طراح بايد تلرانس ابعادي قطعه‌کار را مدنظر داشته باشد. به‌عنوان قاعده اي کلي، تلرانس ساخت ابزار بايد 20 تا 50 درصد تلرانس قطعه کار باشد.
تعيين وضعيت قطعه کار: براي درست قرار گرفتن قطعه‌کار برروي فيکسچر، مي بايستي وضعيت قطعه تعيين شود. معمولاً به‌وسيله قرار دادن يک پين اضافي، وضعيت صحيح قطعه کار تضمين ميشود.
? درجات آزادي: قطعه اي که مهار نشود، آزاد است و مي تواند در جهات شش گانه حرکت کند (يعني در راستاي سه محور مختصات و گردش حول اين سه محور). براي قرار گرفتن دقيق يک قطعه کار در فيکسچرها، بايد از حرکت آن جلوگيري کرد. اين کار توسط پين ها و لبه هاي قرار و روبند انجام مي شود.
اصول نگهداشتن و محکم کردن قطعه
? روبندها: نگهدارنده يا روبندها در طراحي جيگ و فيکسچر، معاني مشابه و در عين حال متفاوتي دارد. به‌بياني کلي، جيگ و فيکسچرها خود به‌معناي نگهدارنده هستند، اما منظور از روبند، قطعاتي از جيگ و فيکسچر است که قطعه را روي آن نگه مي دارد. روبند مي بايستي قطعه کار را به گونه اي نگه دارد که در طول عمليات، قطعه دائماً به پايه ها و پين هاي قرار تکيه داشته باشد.
? محل قرارگيري روبندها
به عنوان يک اصل، روبندها بايد در نقطه اي به قطعه کار نيرو وارد کنند که بيشترين صلبيت را داشته باشد. به‌اين‌ترتيب، با محکم کردن روبند، تغيير شکل در قطعه ايجاد نشده و امکان آسيب رسيدن به آن هنگام محکم‌کردن روبند، به حداقل مي‌رسد.
? انواع روبندها
روش هاي نگه داشتن قطعه کار روي جيگ و فيکسچر متفاوت است. نوع روبندي که براي جيگ و فيکسچر انتخاب مي شود به شکل و اندازه قطعه کار، نوع جيگ و فيکسچر و نوع عمليات توليدي بستگي دارد. طراحي روبند مي بايستي به ساده ترين شکل بوده و کارکردن با آن براي کاربر راحت باشد.
انواع مختلف روبندها عبارتند از:
1) روبند هاي انگشتي
2) روبندهاي پيچشي
3) روبندهاي چرخشي
4) روبندهاي ناخني
5) روبندهاي مهره دستي آزادشونده سريع
6) روبندهاي بادامکي
7) روبندهاي گوه اي
8) روبندهاي زانويي
9) روبندهاي مکانيزه
? سيستمهاي نگهدارنده مکانيزه
در مواردي که تعداد توليد زياد مدنظر باشد، استفاده از روش مکانيزه نگه داشتن قطعه کار به صورت پنوماتيکي و هيدروليکي، مرسوم است. اين سيستم شامل مدارهاي هيدروليکي و يا پنوماتيکي بوده که با اثر بر روي عمل کننده‌ها مي‌تواند روبندهاي يک جيگ يا فيکسچر را باز يا بسته کند.
? مزاياي سيستم نگهدارنده مکانيزه
افزايش سرعت و بازدهي توليد در روش هاي توليد کارخانه هاي امروزي، تنها دليل استفاده از سيستم هاي مکانيزه نيست. از ديگر مزاياي اين سيستم، پايداري و دقت عملکرد در توليد تکراري با دفعات زياد، اعمال نيروي قابل کنترل براي نگهداشتن قطعات سبک يا سنگين، ايجاد پايه هاي تکيه گاهي با ارتفاع تنظيم‌شونده و کنترل عمليات از راه‌دور و امکان عمل اتوماسيون عمليات توليدي است.
? مواد مورد استفاده در ساخت جيگ و فيکسچرها
مواد موردنياز براي ساخت يک نوع ابزار مشخص، با تعيين خواص فيزيکي و مکانيکي موردنياز براي ابزار موردنظر مشخص مي شود. اين خواص، شامل وزن، رنگ، قابليت هدايت حرارتي و الکتريکي، ضريب انبساط حرارتي، نقطه ذوب، استحکام، سختي، مقاومت فرسايشي، تردي، چقرمگي، چکش خواري و مدول الاسيسيته است. در بسياري از موارد، استفاده از موادي گوناگون امکان‌‌پذير است، اما در نهايت، قابل دسترس‌بودن و به‌صرفه‌بودن مواد انتخاب آنها را محدود مي‌کند. در پايان ذکر اين نکته لازم است که قسمت قالب و ابزار شرکت ساپکو به‌منظور ايجاد هماهنگي در امر طراحي و ساخت فيکسچرهاي جوشکاري و مونتاژ در بين سازندگان اقدام به تهيه و جمع آوري استانداردي در اين زمينه کرده است.
اميد است با تلاش و کوششي مضاعف، گام هاي بزرگتري در جهت گسترش استانداردهاي موجود برداشته شود.
منبع: سايت علمي نخبگان جوان
/س