Dispositivo de Fixação vs. Ferramenta de Fixação: Diferenças Essenciais para Excelência na Manufatura

Dispositivos de fixação (jigs) ou ferramentas de fixação (fixtures)? Os dois termos são fáceis de confundir. Você frequentemente os encontrará emparelhados e, apesar de compartilharem funções semelhantes, os dois não são intercambiáveis. Vamos aprender as diferenças sutis entre estas ferramentas de manufatura examinando como elas são usadas para melhorar a qualidade da manufatura, reduzir custos de produção e automatizar o trabalho.

O que é um Dispositivo de Fixação (Jig)?

Um dispositivo de fixação é um dispositivo usado para fixar uma peça e parte da máquina em uma estação de trabalho. Ele é fixado às ferramentas de máquina CNC, como uma fresa, onde dita a localização e o movimento. Isso significa que, de certa forma, ele guia tais ferramentas de usinagem. Dispositivos de fixação são únicos de forma que, quando eles se movem, a ferramenta se torna estacionária.

Você pode conhecer o termo "jig" do seu hobby de pesca no fim de semana, mas ele tem um significado diferente no léxico do engenheiro. Para nossos propósitos, um dispositivo de fixação mantém a posição de uma ferramenta para realizar uma tarefa de manufatura. É frequentemente uma peça personalizada que garante precisão e repetibilidade ao furar e rosquear furos.

Buchas de furação são uma aplicação comum de dispositivos de fixação. Elas ajudam a guiar uma broca através de uma peça para manter posicionamento e ângulo precisos. Não apenas leva a um trabalho de maior qualidade, mas a bucha de furação também pode aumentar a velocidade de manufatura.

Tipos de Dispositivos de Fixação (Jigs)

Dispositivos de fixação são dispositivos comuns na usinagem CNC, e eles vêm em tipos diferentes e variados. Abaixo estão os tipos comuns de dispositivos de fixação usados em operações de usinagem.

1. Dispositivos de Fixação de Gabarito (Template Jigs)

Estes dispositivos são simples e ideais devido à sua precisão. Eles também têm tremenda velocidade. No entanto, os operadores os usam mais para precisão do que para velocidade. Dispositivos de fixação de gabarito são usados de muitas maneiras. Por exemplo, você pode ajustá-los sobre, em ou na peça. No entanto, eles geralmente não são fixados.

2. Dispositivos de Fixação de Placa Angular (Angle-Plate Jigs)

Dispositivos de fixação de placa angular são ideais para segurar peças preparadas para furação em ângulos em relação aos seus localizadores de montagem.

3. Dispositivos de Fixação de Placa (Plate Jigs)

Dispositivos de fixação de placa são como dispositivos de gabarito com as mesmas formas de uso. No entanto, ao contrário dos dispositivos de gabarito, eles têm grampos embutidos para segurar a peça.

4. Dispositivos de Fixação de Folha (Leaf Jigs)

Eles têm uma folha articulada que facilita o carregamento e descarregamento de peças. A folha articulada não envolve a peça completamente.

O que é uma Ferramenta de Fixação (Fixture)?

Uma ferramenta de fixação ou fixação CNC é outra ferramenta popular de usinagem CNC considerada como agente de estabilidade, suporte e posicionamento. Como o dispositivo de fixação, ela funciona para fixar, suportar ou montar uma peça em uma máquina CNC.

Como uma ferramenta de fixação difere de um dispositivo de fixação? Em vez de guiar uma ferramenta de manufatura, as ferramentas de fixação mantêm uma peça em uma posição, orientação ou localização segura. O torno da sua bancada de trabalho também é uma ferramenta de fixação.

Ferramentas de fixação são ferramentas de manufatura críticas que permitem a automação. Você teria dificuldade em encontrar um processo industrial automatizado que não envolva ferramentas de fixação. Uma linha de montagem de automóveis, por exemplo, não é possível sem as trabalhadoras ferramentas de fixação que seguram e guiam os carros através do processo de soldagem e montagem.

Elas também podem ser usadas para segurar um produto no lugar para escaneamento óptico e a laser para avaliar a qualidade de manufatura. Dê um passeio por uma instalação de manufatura e você certamente encontrará uma ferramenta de fixação ou duas.

Tipos de Ferramentas de Fixação (Fixtures)

A maioria dos operadores não está familiarizada com a classificação de ferramentas de fixação. Não é de admirar que tenham problema em selecionar a correta para sua operação. Os tipos de ferramentas de fixação ilustrados abaixo são baseados em três coisas: operações de usinagem, usos e fontes de energia. A lista será resumida.

Tipos de Ferramentas de Fixação Baseados na Operação de Usinagem CNC

• Ferramentas de Fixação para Torneamento.
• Ferramentas de Fixação para Fresamento.
• Ferramentas de Fixação para Furação.
• Ferramentas de Fixação para Mandrilamento.
• Ferramentas de Fixação para Retificação.

Existem outros tipos de ferramentas de fixação baseados no tipo de operação de usinagem. Concluímos que toda operação de usinagem CNC que precisa de uma ferramenta de fixação leva o nome da operação.

Portanto, para operações de usinagem CNC como brunimento e lapidação, você tem ferramentas de fixação CNC de brunimento e ferramentas de fixação CNC de lapidação, respectivamente.

Tipos de Ferramentas de Fixação Baseados em seus Usos

• Ferramentas de Fixação Universais.
• Ferramentas de Fixação Especiais.
• Ferramentas de Fixação Montadas.
• Ferramentas de Fixação Modulares.
• Ferramentas de Fixação Combinadas.

Tipos de Ferramentas de Fixação Baseados em sua Fonte de Energia

• Ferramenta de fixação manual.
• Ferramenta de fixação pneumática.
• Ferramenta de fixação hidráulica.
• Ferramenta de fixação elétrica.
• Ferramenta de fixação magnética.
• Ferramenta de fixação a vácuo.

Combinando Dispositivos e Ferramentas de Fixação para Melhorar a Precisão

Usar dispositivos e ferramentas de fixação juntos ajuda a alcançar a precisão de manufatura necessária para que os produtos funcionem corretamente. Dê uma olhada nas suas portas, armários e prateleiras. Os furos para a maçaneta, trava e dobradiças da porta requerem colocação precisa ou orientação para furação.

O mesmo vale para armários com cortes de cauda de andorinha ou furos de prateleira nas laterais do armário. Sem dispositivos e ferramentas de fixação, os livros escorregariam da prateleira, as gavetas seriam frágeis e as portas não fechariam corretamente.

Como Fabricar Dispositivos e Ferramentas de Fixação

A usinagem CNC é o processo de manufatura mais comum para criar dispositivos e ferramentas de fixação, pois os volumes são tipicamente baixos. Em alguns casos, a impressão 3D é o processo mais lógico quando a geometria é muito difícil ou cara de usinar.

É importante notar que nem todos os dispositivos e ferramentas de fixação precisam ser feitos de metal. Para muitas aplicações, o plástico reduzirá custos e atenderá aos seus requisitos de desempenho.

A manufatura rápida não vai substituir suas atuais oficinas de usinagem, mas quando utilizada corretamente pode ser uma ferramenta valiosa para produzir blocos para dispositivos e ferramentas de fixação ou peças menos críticas que não requerem alta precisão.

Para um punhado de peças, recomendamos nossas capacidades de usinagem CNC para seus dispositivos ou ferramentas de fixação mais comuns. Se sua peça requer uma geometria mais complexa que é difícil de usinar, recomendamos impressão 3D. Para necessidades de alto volume, a moldagem por injeção rápida pode produzir 25 a 10.000+ peças em uma série de termoplásticos de engenharia.

Design

Antes de projetar um dispositivo e ferramenta de fixação, existem algumas coisas que você deve saber. Abaixo está um destaque das coisas comuns que você deve saber

• Estude o componente.
• Estude elementos de posicionamento.
• Conheça o tipo e capacidade da máquina.
• Conheça o arranjo de carregamento e descarregamento.
• Conheça o arranjo de fixação.
• Estude os dispositivos de potência e dispositivos de segurança.
• Conheça a folga entre o dispositivo ou ferramentas de fixação e seus componentes.
• Estudo de dispositivos de ejeção, arranjo de fixação da mesa e dispositivo de indexação.

Materiais Usados na Fabricação do Dispositivo e Ferramenta de Fixação

Selecionar um material a ser usado para fabricar um dispositivo ou ferramenta de fixação depende de sua aplicação e requisitos de operação de usinagem. Abaixo estão os materiais usados na fabricação de um dispositivo e ferramenta de fixação.

• Aço (Inoxidável, Duro, Carboneto, Brando, Alta Velocidade).
• Ferro fundido.
• Alumínio Endurecido.
• Plástico: Derlin, Nylon e PC.
• Bronze.

Uso do Dispositivo e Ferramenta de Fixação

O dispositivo e a ferramenta de fixação geralmente funcionam na fixação da peça e partes da máquina. No entanto, existe uma diferença entre ambos. Com a ferramenta de fixação, a ferramenta não se move quando a peça se move. Isso não acontece com os dispositivos de fixação onde a ferramenta se move. Dependendo dos tipos de dispositivos e ferramentas de fixação, você pode precisar fixar também.

Vantagens do Uso de Dispositivos e Ferramentas de Fixação

Existem muitas vantagens no uso do dispositivo e ferramenta de fixação em qualquer operação de usinagem. Abaixo estão algumas importantes:

• Melhor Produtividade e Eficiência: Como as duas ferramentas eliminam o alinhamento da peça, o tempo ocioso da máquina reduz, o que melhora a produtividade e eficiência.
• Reduz Custo de Manufatura: Seu uso diminui o custo de manufatura do produto enquanto aumenta a produtividade e qualidade.
• Melhoria na Qualidade do Produto: Elas removem a necessidade de operadores configurarem manualmente as peças durante a operação. Portanto, isso remove a chance humana de criar erro e melhora a qualidade.
• Facilita a Fabricação de Ferramentas Complexas e Pesadas: Elas permitem que operadores fabriquem peças pesadas e de formato complexo facilmente. Isso porque as duas ferramentas seguram a peça rigidamente durante a operação de usinagem.
• Melhora a Segurança: Como o dispositivo e a ferramenta de fixação estão diretamente envolvidos na peça e máquina, eles removem o envolvimento de humanos, aumentando assim a segurança.