Dispositivos de Fixação (Jigs) vs. Fixadores (Fixtures): Esclarecendo Seus Papéis Distintos na Fabricação

Dispositivos de fixação (jigs) ou fixadores (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 fabricação examinando como são usadas para melhorar a qualidade da fabricação, reduzir custos de produção e automatizar o trabalho.

O que é um Dispositivo de Fixação (Jig)?

Um dispositivo de fixação (jig) é um dispositivo usado para fixar uma peça de trabalho 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 modo que quando eles se movem, a ferramenta se torna estacionária.

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

Buchas de furação são uma aplicação comum de jig. Elas ajudam a guiar uma broca através de uma peça de trabalho 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 fabricação.

Tipos de Dispositivos de Fixação (Jigs)

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

1. Dispositivos de Fixação de Modelo (Template Jigs)

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

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

Jigs 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)

Jigs de placa são como jigs de modelo com as mesmas formas de uso. No entanto, ao contrário dos jigs de modelo, eles têm grampos embutidos para segurar a peça de trabalho.

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 um Fixador (Fixture)?

Um fixador ou fixador CNC é outra ferramenta popular de usinagem CNC considerada um agente de estabilidade, suporte e posicionamento. Como o jig, ele funciona para fixar, suportar ou montar uma peça de trabalho em uma máquina CNC.

Como um fixador difere de um jig? Em vez de guiar uma ferramenta de fabricação, fixadores mantêm uma peça de trabalho em uma posição, orientação ou localização segura. O torno na sua bancada de trabalho também é um fixador.

Fixadores são ferramentas críticas de fabricação que permitem automação. Você teria dificuldade em encontrar um processo industrial automatizado que não envolva fixadores. Uma linha de montagem de automóveis, por exemplo, não é possível sem os trabalhadores fixadores que seguram e guiam carros através do processo de soldagem e montagem.

Eles também podem ser usados para segurar um produto no lugar para escaneamento óptico e a laser para avaliar a qualidade de fabricação. Dê um passeio por uma instalação de fabricação e você certamente encontrará um ou dois fixadores.

Tipos de Fixadores (Fixtures)

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

Tipos de Fixadores Baseados na Operação de Usinagem CNC

• Fixadores de Torneamento.
• Fixadores de Fresamento.
• Fixadores de Furação.
• Fixadores de Mandrilamento.
• Fixadores de Retificação.

Existem outros tipos de fixadores baseados no tipo de operação de usinagem. Concluímos que toda operação de usinagem CNC que precisa de um fixador leva o nome da operação.

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

Tipos de Fixadores Baseados em Seus Usos

• Fixadores Universais.
• Fixadores Especiais.
• Fixadores Montados.
• Fixadores Modulares.
• Fixadores de Combinação.

Tipos de Fixadores Baseados em Sua Fonte de Energia

• Fixador manual.
• Fixador pneumático.
• Fixador hidráulico.
• Fixador elétrico.
• Fixador magnético.
• Fixador a vácuo.

Combinando Jigs e Fixtures para Melhorar a Precisão

Usar jigs e fixtures juntos ajuda a alcançar a precisão de fabricação necessária para que os produtos funcionem corretamente. Olhe para suas portas, armários e prateleiras. Os furos para a maçaneta, trinco 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 jigs e fixtures, livros escorregariam da prateleira, gavetas seriam frágeis e portas não fechariam corretamente.

Como Fabricar Jigs e Fixtures

A usinagem CNC é o processo de fabricação mais comum para criar jigs e fixtures, já que 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 jigs e fixtures precisam ser feitos de metal. Para muitas aplicações, o plástico reduzirá custos e atenderá seus requisitos de desempenho.

A fabricação rápida não vai substituir suas atuais oficinas de máquinas, mas quando utilizada adequadamente pode ser uma ferramenta valiosa para produzir blanks para jigs e fixtures ou peças menos críticas que não requerem alta precisão.

Para um punhado de peças, recomendamos nossos recursos de usinagem CNC para seus jigs ou fixtures mais comuns. Se sua peça requer uma geometria mais intrincada que é difícil de usinar, recomendamos impressão 3D. Para necessidades de alto volume, moldagem por injeção rápida pode produzir 25 a 10.000+ peças em vários termoplásticos de grau de engenharia.

Design

Antes de projetar um jig e fixture, 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.
• Obtenha o arranjo de fixação.
• Estude os dispositivos de energia e dispositivos de arranjo de segurança.
• Conheça a folga entre o jig ou fixtures e seus componentes.
• Estudo de dispositivos de ejeção, arranjo de fixação da mesa e dispositivo de indexação.

Materiais Usados na Fabricação do Jig e Fixture

Selecionar um material para fazer um jig ou fixture depende de sua aplicação e requisitos de operação de usinagem. Abaixo estão os materiais usados na fabricação de um jig e fixture.

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

Uso do Jig e Fixture

O jig e fixture geralmente funcionam na fixação da peça de trabalho e partes da máquina. No entanto, há uma diferença entre ambos. Com o fixture, a ferramenta não se move quando a peça de trabalho se move. Isso não acontece com os jigs onde a ferramenta se move. Dependendo dos tipos de jigs e fixtures, você pode precisar fixar também.

Vantagens do Uso de Jigs e Fixtures

Existem muitas vantagens no uso do jig e fixture em qualquer operação de usinagem. Abaixo estão alguns importantes:

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