طراحی ابزار (جیگ و فیکسچر Jig and Fixtures) عبارت است از فرآیند طرح، محاسبه و ایجاد روش ها و فنونی که برای افزایش بازدهی و بهره وری تولید ضروری هستند. به کمک این فرآیند است که صنایع قادر شده اند ماشین آلات و ابزارهای خاص مورد نیازشان رابرای رسیدن به تولید با ظرفیت بالا به خدمت بگیرند. فرآیند طراحی در حدی از کیفیت عرضه میشود که هزینه های تولید یک محصول متعادل بوده و قابل رقابت با تولیدات مشابه باشد.

جيگ و فيکسچر

سرفصل های طراحی جیچ و فیکسچر

✓ طراحی ابزار

✓ اهداف طراحی ابزار

✓ معرفی جیگ و فیکسچر

✓ امتیاز های قید و بند

✓ انواع جیگ

✓ ساختمان قید ها

✓ انواع فیکسچرها

✓ اصول موقعیت دهی

✓ روش‌های موقعیت دهی

✓ اصول گیره بندی جیگ و فیکسچر

✓ فیکسچرهای جوشکاری

✓ فیکسچرهای فرزکاری

✓ فیکسچرهای تراشکاری

✓ فیکسچرهای سنگ زنی

✓ فیکسچرهای خان کشی

✓ جیگ و فیکسچرهای نشانه گذار

✓ نمونه هایی از طراحی جیگ و فیکسچر

فرآیند طراحی ابزار در سلسله مراحل تولید، بین فرایند طراحی محصول و تولید محصول واقع میشود. طراحی ابزار باید فرآیندی در حال تغییر، پویا وخلاق باشد.

اهداف طراحی ابزار

هدف اصلی در طراحی ابزار افزایش تولیدبا در نظر گرفتن کیفیت مورد نیاز و همچنین کاهش هزینه های تولید است. برای رسیدن به این هدف، طراح لازم است اهداف زیر را در نظر بگیرد.

ابزار هایی با عملکرد ساده خلق کند تا حداکثر بازدهی اپراتور تأمین شود. ابزارهای طراحی شده به گونه ای باشد که بتوان قطعه کار را با کمترین هزینه توسط انها تولید کرد. با به کار گیری این ابزارها، تولید با گیفیت مستمر ویکنواخت حاصل گردد. بتوان از یک ماشین تولیدی، تولید بیشتری گرفت. طراحی ابزار به گونه ای باشد که به کارگیری آن به صورت غلط توسط اپراتور ممکن نباشد. ابزار ها از موادی ساخته شود که عمر کاری مناسبی داشته باشد. ایمنی اپراتور در به کار گیری ابزار رعایت شود.

جیگ و فیکسچر

جیگ ها و فیکسچرها وسایل نگهدارنده‌ای هستند که با به کارگیری آنها میتوان قطعات مشابه هم را با دقت مورد نیاز تولید نمود. با استفاده از این وسایل، موقعیت ابزارهای برشی نسبت به قطعه کار مشخص می‌گردد. برای تأمین این نظر، جیگ وفیکسچر به گونه‌ای باید طراحی وساخته شودکه بتوان قطعه‌کار را پس از قراردادن ومحکم کردن در آن ، به راحتی ماشینکاری کرد.

جیگ وفیکسچر از نظر عملکرد بسیار به هم شباهت دارند، تفاوت این دو در نحوه هدایت ابزار به سمت قطعه کار است. از نقطه نظر قطعات به کار رفته ، نظیر پین های قرار و قطعات تعیین موقعیت ، جیگ و فیکسچر با هم مشابه هستند. میتوان گفت که تفاوت اصلی بین این دو در جرم وحجم آنها است. با توجه به اینکه هنگام عملیات تولیدی به فیکسچرها نیروهای بیشتری وارد می شود، نسبت به جیگ مشابه ساختمان قویتر وبزرگتری دارد.

جیگ یا قید یک وسیله نگهدارنده مخصوص است که قطعه‌کار داخل آن نگه داشته شده یا روی آن قرار می گیرد تا عملیات ماشینکاری روی آن صورت گیرد. جیگ علاوه بر قطعه کار ابزار ماشینی را به صورت دقیق ، سریع و مطمئن هدایت می کند. معمولاً جیگ ها بوش های هدایت کننده از جنس فولاد سخت شده دارند و برای عملیات سوراخکاری ، برقوزنی ، قلاویزکاری وفرآیندهای مشابه به کار می‌روند.

فیکسچر یا بند وسیله‌ای نگهدارنده است که فقط قطعه‌کار روی آن محکم می شود تا عملیات ماشینکاری روی آن انجام شود. با استفاده از فیکسچر می‌توان موقعیت ابزار برشی نسبت به قطعه‌کار را، با استفاده از فیلر یا دستگاه تنظیم کننده، تنظیم نمود. فیکسچر را باید روی دستگاه تولیدی محکم بست. فیکسچرها ابزار هایی برای موقعیت دهی ونگهداری قطعات هنگام براده‌برداری روی ماشینهای تراش، فرز، صفحه تراش، سنگ و اره هستند وهنگام جوشکاری ومونتاژ نیز استفاده میشوند. در فیکسچرها وسایل راهنمای ابزار وجود ندارد و ابزار براده‌برداری مستقیماً با قطعه‌کار در تماس است.

قواعد زیادی هنگام طراحی جیگ و فیکسچر باید رعایت شود:

✓ اسکلت و چهار چوب اصلی قید بند باید به اندازه کافی محکم باشد تا در اثر نیروهای حاصل از ماشینکاری انحراف وپیچیدگی در آنها ایجاد نشود و در هنگام براده برداری لرزش ایجاد نگردد.

✓ چهار چوب ممکن است از قطعات مختلفی ساخته شود که این قطعات از طریق جوشکاری یا توسط پیچ ومهره به هم متصل می‌شوند.

✓ در هنگام برداشتن و بستن قطعه‌کار، کلیه حرکات ماشینکار منظم ودر حداقل زمان ممکن باشد.

✓ همه گیره ها، پین های قرار و موقعیت دهنده ها در معرض دید قرار داشته باشند ودر دسترس ماشینکار جهت تمیز کردن یا موقعیت دهی یا محکم کردن باشند.

✓ در طراحی قید وبست خروج براده در نظر گرفته شود تا براده ها به راحتی خارج شده ودر داخل قید وبست انبار نگردد زیرا وجود براده در وقت موقعیت دهی موٌثر است.

✓ قید و بست توانایی موقعیت دهی قطعات در حد مجاز تولرانس را داشته باشند.

✓ جایگزین کردن قطعه کار داخل قید و بست به راحتی صورت گرفته و قطعه‌کار در موقعیت صحیح قرار گیرد.

*همه اصول ایمنی جهت حفاظت ماشینکار رعایت گردد.

مزیت های قید و بند

1- بهره‌وری

قید وبند؛علامت‌گزاری، استقرار وکنترل مکرر را حذف می نماید. این خاصیت زمان کاری را کاهش وبهره‌وری را افزایش می‌دهد.

2-قابلیت تعویض و جایگزینی

قید و بند کیفیت یکسانی در محصول پدید می آورد. هر یک از قطعات به طور صحیح در مجموعه متعلق به خود قرار دارند و تمامی قطعات مشابه قابلیت تعویض وجایگزینی را دارند.

3-کاهش هزینه

تولید بیشتر، کاهش ضایعات، هم بندی راحت تر و صرفه جویی در هزینه های کارگری، کاهش قابل توجهی در قیمت تمام شده کالا خواهد گذاشت.

4-کاهش نیاز به مهارت کارگر

قید و بند استقرار و بستن قطعه کار راساده تر می‌کند. عناصر هدایت کننده ابزار ما را از استقرار درست آنها نسبت به قطعه‌کار اسوده خاطر می‌کند. جایگزین نمودن کارگر ماهر با کارگر غیر ماهر، صرفه‌جویی در هزینه‌ کارگری را در بر خواهد داشت.

انواع جیگ ها

جیگ‌ها به دو طبقه اصلی تقسیم بندی می‌شوند:

✓ جیگ‌های سوراخکاری

✓ جیگ‌های سوراخ تراشی

از جیگ‌های سوراخ تراشی هنگامی استفاده می‌شود که لازم می‌شود سوراخ‌های بزرگ یا سوراخ‌های با قطر استاندارد ماشینکاری شود.

از جیگ‌های سوراخکاری در فرآیندهایی نظیر سوراخکاری با مته، برقوزنی، قلاویزکاری، پخ‌زنی، خزینه‌کاری زاویه دار استفاده می‌شود.

انواع جیگ‌ها براساس روش ساخت

دو نوع جیگ‌های باز وجیگ‌های بسته از این نظر شناخته شده‌اند. جیگ‌های باز ساختمان ساده‌ای دارند و موقعی استفاده می‌شوند که لازم باشد عملیات سوراخکاری روی یک طرف قطعه‌کار انجام شود. چنان‌چه وجوه مختلف قطعه‌کار نیاز به سوراخکاری داشته باشد معمولاً از جیگ‌های بسته استفاده می‌شود.

جیگ‌های باز عبارتند از: جیگ‌های صفحه‌ای، جیگ‌های پایه‌دار، جیگ‌های با صفحات زیر و‌رو و جیگ‌های قائم‌الزاویه.

جیگ‌های بسته عبارتند از: جیگ‌های بسته چند وضعیتی، جیگ‌های ناودانی و جیگ‌های با صفحه متحرک.

جیگ‌های صفحه‌ای ساده، برای سوراخکاری سریع به کار می‌روند و دقت زیادی ندارند. این جیگ‌ها ساده‌ترین و ارزان‌ترین نوع جیگ‌ها محسوب می‌شوند. بعضی از این جیگ‌ها ممکن است بوش سوراخکاری نیز نداشته باشند.

جیگ‌های صفحه‌ای با پیچ تنظیم کننده، تنها تفاوت آن‌ها با جیگ‌های صفحه‌ای ساده در این است که به یک پیچ محکم کننده برای بستن قطعه‌کار مجهز شده‌اند. با توجه به تعداد قطعاتی که قرار است با این جیگ تولید شود، می‌توان آن را با بوش سوراخکاری ویا بدون بوش سوراخکاری ساخت.

جیگ‌های پایه‌دار، هنگامی استفاده می‌شوند که قطعه‌کاری که با جیگ‌های صفحه‌ای فوق سوراخکاری می‌شود بزرگ باشد وممکن است لازم باشد پایه‌هایی رابه ساختمان جیگ اضافه نمود.

جیگ‌های با صفحات زیر و رو، برای سوراخکاری قطعات با ضخامت کم یا از جنس مواد نرم، ایده‌آل است. در واقع در این جیگ‌ها یک صفحه زیری به جیگ صفحه‌ای اضافه شده است. با استفاده ازاین جیگ از خم شدن یا انحراف قطعه‌کار به هنگام سوراخکاری جلوگیری می‌شود.

جیگ‌های قائم‌الزاویه، برای سوراخکاری قطعاتی استفاده می‌شوندکه موضع ماشینکاری روی آنها نسبت به سطح اتکای مناسب قطعه، زاویه قائمه داشته باشد. پولی‌ها، چرخ دنده‌ها و بوش‌ها ازجمله این قطعات محسوب می‌شوند.

جیگ‌های بسته چند وضعیتی، به گونه‌ای طراحی می‌شوند که تمام ابعاد قطعه‌کار را در بر گیرند. با استفاده از این جیگ می‌توان وجوه مختلف قطعه‌کار را، بدون اینکه لازم باشد آنرادر جیگ‌های مختلف بست، به طور کامل ماشینکاری نمود.

جیگ‌های ناودانی، ساده‌ترین نوع از جیگ‌های بسته محسوب می‌شوند. قطعه‌کار در این جیگ بین دو وجه نگاه داشته می‌شود واز طرف وجه سوم ماشینکاری می‌شود.

جیگ‌های باصفحه متحرک، که از انواع جیگ‌های بسته به شمار می‌روند، یک صفحه متحرک دارند که به واسطه جیگ‌های دورانی برای ماشینکاری سوراخ‌هایی که در پیرامون قطعه‌کار دایره‌ای شکل قرار دارند، به کارمی‌روند. برای سوراخکاری این سوراخ‌ها، قطعه‌کار از محور مرکز دوران روی جیگ قرار گرفته وبا به کارگیری یک پین قرار فنری به اندازه زاویه مورد نظر چرخانده می‌شود.

جیگ‌های آماده، نیز در بازار یافت می‌شوند. این جیگ‌ها باید توسط خریدار به فرم دلخواه اصلاح شود.

جیگ‌های چند ایستگاهی، جیگ‌هایی هستند که چند قطعه‌کار را می‌توان روی آن نصب کرد. از این جیگ در دستگاه‌های چند محوره استفاده می‌شود، ولی می‌توان آن راروی دستگاه تک محوره نیز بست.

انواع جیگ‌ها براساس تشابه ظاهری

قید‌های شابلونی، قید‌های بسیار ساده‌ای می‌باشند که جهت سوراخکاری قطعات بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند وممکن است در آنها از قطعات موقعیت دهی استفاده نشده باشد وبااندازه‌گیری موقعیت لازم را ایجاد نمایند و به صورت یک صفحه شابلونی ساده که روی قطعه‌کار قرار می‌گیرد، ساخته می‌شود و ممکن است جهت موقعیت دهی از لبه‌های قطعه‌کار برای موقعیت دهی استفاده شود.

قید‌های قابلمه‌ای، از این نوع قید‌ها برای قطعات کوچک استفاده می‌شود. این قید‌ها معمولابه صورت استوانه‌ای بوده و قطعه‌کار داخل آن موضع دهی می‌شود. صفحه بوش نیز به صورت استوانه‌ای یا پولک مانند می‌باشد، که روی قطعه‌کار قرار می‌گیرد.

قید‌های چفتی، ساختمان این قید‌ها به شکل مکعب یا مکعب مستطیل بوده که دو طرف آنها باز می‌باشد و بیشتر دارای یک صفحه بوش می باشند که این صفحه لولایی بوده وبا یک گیره پیچی لولایی گیره بندی می‌شود. هنگام تعویض قطعه‌کار صفحه لولایی باز شده و قطعه‌کار را تعویض می‌نمایند.

قیدهای جعبه‌ای، این نوع قید‌ها مانند قید‌های چفتی بوده با این تفاوت که از هر شش وجه آن می‌توان به عنوان صفحه بوش استفاده کرد و در اطراف قطعه‌کار هر جا که لازم باشد عمل سوراخکاری یا برقوکاری را انجام داد. تعویض قطعه‌کار نیز مانند قید‌های چفتی با باز کردن صفحه بوش لولایی میسر می‌باشد.

قید‌های معلق یا وارونه، هنگامی که قطعه‌کار شکل هندسی معین نداشته باشد از این نوع قید‌ها جهت سوراخکاری آنها استفاده می‌شود و جهت تعادل قطعه‌کار از پایه‌ای طویل نسبت به ارتفاع آن استفاده می‌شود. هنگام باز و بسته کردن قطعه قید را وارونه نموده به طوری که صفحه بوش روی میز تکیه نماید وهنگام سوراخکاری روی پایه‌ها قرار می‌گیرد.

قید‌های میله‌ای، این نوع قید‌ها جهت قطعاتی که دارای سوراخ می‌باشند استفاده می‌شود و قطعه از طریق سوراخ موجود در آن به کمک یک میله موقعیت می‌گیرد. قید دارای یک صفحه زیری است که در یک طرف آن پایه ‌ها ودر طرف دیگر آن میله‌ای جهت موقعیت دهی استفاده می‌شود وصفحه بوش نیز روی این میله قرار دارد.

قید‌های کانالی، قید‌های ردیفی یا کانالی جهت ایجاد سوراخ‌‌های ردیفی روی قطعه‌کار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ساختمان قید‌ها

1-بدنه قید‌ها

بسته به دقت، شکل و اندازه قطعه‌کار مورد نیاز، بدنه قید‌ها را می‌توان از صفحات فولادی یا میل‌گرد طراحی نمود، یا از طریق جوشکاری یا پین و پرچ و پیچ‌و‌مهره به یکدیگر اتصال داد و یا به صورت ریخته‌گری ساخت، همچنین بدنه‌های استوانه‌ای را می‌توان تراشکاری نمود.

2-پایه‌ها

برای حداقل کردن سطح قید بامیز مته وهمچنین جهت تعادل مطلوب قید طراحی پایه می‌تواند مؤثر باشد. پایه‌ها را می‌توان از پین‌های استوانه‌ای ساده و یا به صورت چند ضلعی طراحی نمود و نحوه اتصال آنها به بدنه را می‌توان به شکل پرسی یا پیچی طراحی نمود.

3-صفحه بوش

صفحه بوش‌ها را می‌توان از صغحات فولادی و یا به صورت ریخته‌گری طراحی نمود. بوش‌های راهنما روی این صفحه نصب می‌شوند.

4-قطعات موضع دهی

برای موضع دهی دقیق کار در داخل قید باید تسهیلاتی در نظر گرفته شود، که به صورت‌های مختلفی که در قسمت موقعیت دهی شرح داده می‌شود، می‌توان این امکانات را طراحی نمود.

5-قطعات گیره‌بندی

برای محکم کردن قطعه کار در موقعیت مطلوب باید تسهیلاتی جهت گیره بندی قطعه‌کار در نظر گرفته شود، که طرح‌های مناسب گیره‌بندی درقسمت گیره‌بندی شرح داده خواهد شد.

 6-بوش‌ها

از بوش‌ها جهت راهنمایی دقیق ابزار در محل مناسب داخل قطعه‌کار استفاده می‌گردد. بوشها ممکن است به صورت استوانه‌ای ساده بدون سر یا به صورت پله‌ای(سردار)‌‌ساخته شوند. از بوش‌های پله‌ای وقتی استفاده می‌شود که بایستی عمق سوراخ را قابل کنترل کرد. چون ابزار براده‌برداری در تماس با بوش‌ها هستند بوش به مرور ساییده شده و برای اینکه مته به محل دقیق سوراخکاری راهنمایی شود، بوش را سخت می‌نماید. اگر تهداد قطعات زیاد باشد تعویض بوش‌ها امری ضروری است. عبور براده‌ها از داخل بوش‌ها باعث گرم شدن بوش‌ها شده که در نتیجه دوام بوش‌ها کم می‌گردد بنابراین باید تا حد امکان خروج براده از داخل بوش‌ها حداقل باشد. بری اینکه بوش داخل صفحه دریل به خوبی جای گیرد، سوراخ پخ خورده و زیر صفحه بوش شیار تو رفته حلقوی زده می‌شود. طول بوش‌ها معمولاً دو برابر قطر سوراخ‌هاو سوراخ کمی بزرگتر از قطر مته در نظر گرفته می‌شود.

هنگام سوراخکاری روی قطعات شیب‌دار، دنباله بوش را مطابق با شیب قطعه طراحی نموده که در این حالت بوش به قطعه کار مماس می‌گردد تا مته هیچگونه حرکتی از مرکز سوراخ نداشته باشد‌و ناگزیر براده‌ها از داخل بوش به بیرون هدایت می‌گردد.

وقتی سطحی که باید سوراخ زده شود در فاصله دوری از صفحه سوراخکاری قرار داشته باشد از بوش دنباله‌دار استفاده می‌گردد. وقتی بوش خیلی طویل است سوراخ بوش طوری است که فقط سمت انتهایی آن که نزدیک به قطعه‌کار است، هم قطر مته بوده وعامل کنترل است.

انواع فیکسچرها

انواع فیکسچر‌ها بر اساس روش ساخت آنها تعیین می‌شود. انواع رایج فیکسچر‌ها عبارتند از: فیکسچرهای صفحه‌ای، فیکسچرهای قائم‌الزاویه، فیکسچرهای دورانی، فیکسچرهای چند ایستگاهی و گیره‌ها.

فیکسچرهای صفحه‌ای، ساده‌ترین انواع فیکسچر‌ها هستند. قسمت اصلی این فیکسچر یک صفحه پایه است که قطعات مختلفی نظیر پین‌های قرار و نگه‌دارنده بر روی آن نصب می‌شود.

فیکسچر قائم‌الزاویه، نوع اصلاح شده فیکسچر صفحه‌ای است. با استفاده از این ابزار می‌توان قطعه‌کار را در سطوحی عمود بر سطح قرار آن ماشینکاری نمود. البته می‌توان این فیکسچر را به گونه‌ای طراحی کرد که بتوان توسط آن قطعات را تحت زاویه دلخواه نیز ماشینکاری نمود.

فیکسچر های دورانی، هنگامی به کار میظروند که لازم باشد مواضع ماشینکاری روی قطعه‌کار در فواصل منظم در پیرامون آن قرار داشته باشد.

فیکسچرهای چند ایستگاهی، هنگامی استفاده می‌شوند که تعداد تولید و سرعت تولید بالا مورد نیاز بوده وسیکل عملیات ماشینکاری پیوسته باشد.

گیره‌ها، متداول‌ترین نوع فیکسچرها هستند. گیره‌ها در واقع فیکسچر ساده‌ای برای نگه داشتن قطعات محسوب می‌شوند. با اصلاح فرم فک‌های گیره می‌توان آن را برای نگه داشتن قطعات با شکل‌های مختلف مورد استفاده قرار داد.

فیکسچرهای قابل نصب روی گیره، این نوع از فیکسچرهای صفحه‌‌ای معمولاً کوچک، ساده وسبک هستند. این فیکسچرها به جای آنکه مستقیماً روی ماشین نصب گردند، روی گیره یا سه نظام ماشین مهار می‌شوند. قطعات کوچک که نیاز به ماشینکاری کمی دارند را معمولاً روی این فیکسچرها می‌بندند. فیکسچرهای صفحه‌ای وفیکسچرهایی که روی گیره نصب می‌شوند، از نظر ظاهری مشابه‌اند. می‌توان گفت تنها تفاوت آنها در این است که روی جیگ‌های صفحه‌ای می‌‌توان قطعات بزرگتری را قرار داده و ماشینکاری نمود.

اصول موقعیت‌دهی

برای مهار کردن یا بستن درست قطعه کار، ابتدا باید قطعه‌کار را داخل قید یا بست مستقر کرد که این نحوه استقرار را موقعیت‌دهی یا موضع‌دهی قطعه‌کارمی‌نامند. برای جلوگیری از حرکت قطعه‌کار به هنگام ماشینکاری و قرار گرفتن مطلوب آن به مهارت زیادی در طراحی نیاز است. موقعیت‌دهی از دقیق‌ترین سطح قطعه‌کار انجام می‌شود. موقعیت‌دهی باید از حرکات خطی ودورانی قطعه‌کار در طول و حول سه محور اصلی (شش درجه آزادی)‌جلوگیری نماید. سیستم موقعیت‌دهی باید سرعت و سهولت لازم را جهت گذاشتن وبرداشتن قطعه‌کار تأمین کند. از موقعیت دهنده‌های زائد باید پرهیز نمود. سیستم موقعیت دهی باید از جای‌گزاری غلط قطعه‌کار در یک بند، جلوگیری نماید. پین‌های قرار را نباید قطعات فرعی تصور کرد و طراح لازم است در طرح خود نهایت توجه را به آنها نماید.

معمولاً موضع دهنده‌ها از بدنه جیگ و فیکسچر جداگانه ساخته می‌شوند و جنس آنها از فولاد سخت یا از فولادی که سختی سطحی دارد، می‌باشند که به دقت و اندازه مورد نظر سنگ زده شده است و سپس با دقت در بدنه جیگ یا فیکسچر جا زده می‌شود.

اجزای موقعیت دهنده ممکن است از قطعاتی به شکل مسطح، استوانه‌ای، مخروطی، جناقی، پین‌ها و‌ ابزار‌های مرکز‌ کننده و نظایر این‌ها تشکیل گردد.

هنگام موقعیت دهی قطعات باید در نظر داشت که هر چه سطح تماس قطعه‌کار با بدنه قید و بست‌ها وپین‌ها کمتر باشد استحکام و تعادل قطعه‌کار کمتر خواهد بود. نحوه تماس قطعه‌کار واجزای موقعیت دهی را می‌توان به شکل نقطه‌ای، خطی یا سطحی طراحی کرد.

طراح باید در طراحی ابزار به نکات زیر توجه نماید:

✓ محل قرار گرفتن پین‌های قرار

✓ تلنرانس ماشینکاری قطعه‌کار

✓ عملکرد بدون خطای ابزار

✓ عدم افت دقت پس ازاستفاده زیاد

آرایش دادن پین‌های قرار

ساده‌ترین موقعیت دهنده‌های قید وبند‌ها، پین‌ها یا قرارهای ماشینکاری شده هستند که به منظور تکیه‌گاه قطعات استفاده می‌شوند. برای پایین آوردن هزینه و زمان ماشینکاری پین هارا به صورت جدا از بدنه قید وبند می‌سازند و برای جلوگیری از استهلاک آنهابعد از ماشینکاری پین‌ها را سخت می‌نمایند و به صورت فشاری و پیچی به بدنه متصل می‌کنند. در مواردی پین ها روی بدنه قید وبند از طریق ماشینکاری به صورت برجستگی‌های استوانه‌هی شکل ساخته ‌می‌شوند که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست. در صورتی که امکان داشته باشد، پین‌های قرار باید به قسمتی از قطعه‌کار که قبلاً ماشینکاری شده است تکیه کند. با الین کار دقت عملکرد دستگاه تضمین شده وقطعات بسته شده روی جیگ یا فیکسچر به طور یکسان ماشینکاری خواهند شد. قابلیت ماشینکاری یکسان، خصوصیتی است که به واسطه آن بتوان قطعات مختلف را به صورت یکسان ودر محدوده تلرانسی ماشینکاری نمود.

پین‌های قرار تا آنجا که ممکن است باید دور از هم قرار گیرند. با این کار از پین‌های کمتری استفاده شده و این اطمینان حاصل می‌شود که تماس کامل بین سطوح قرار وپین‌ها برقرار شده است. پین‌های قرار به گونه‌ای روی جیگ و فیکسچر نصب می‌شوند که براده‌ها و اجسام کوچک در اثر ماشینکاری پدید می آیند، مشکل آفرین نباشد. در صورت نیاز می‌توان از گاه ‌گیری به روش مناسب استفاده نمود.

پین‌ها ممکن است به صورت افقی یا عمودی در بدنه قید وبند نصب شوند که معمولاً پین‌های عمودی بلندتر از پین‌های افقی است. سطح تماس پین‌ها با قطعه‌کار بسته به کیفیت سطح قطعه‌کار متفاوت بوده . هر چه سطح قطعه‌کار خشن‌تر باشد سطح تماس پین‌ها کوچکتر است و بر عکس هرچه سطح تماس قطعه‌کار مسطح وصاف باشد از پین‌ها با سطح مقطع بیشتر می‌توان استفاده کرد.

برای موضع دهی از پین‌های قابل تنظیم نیز ممکن است استفاده شود. معمولاً از پین‌های قابل تنظیم برای قطعات سنگین و در مواردی که نیرو زیاد است، استفاده می‌شود. سطوح آهنگری یا ریخته‌گری شده را با کمک پین‌های قابل تنظیم می‌توان موقعیت‌دهی کرد.

در مواردی که روی قطعه‌کار سوراخ‌هایی تعبیه شده باشد با استفاده از پین‌ها، موقعیت‌دهی از طریق سوراخ‌های قطعه‌کار انجام می‌گیرد. در این موارد لقی بین پین‌ها وسوراخ‌ها باید در حد مناسبی باشد زیرا اگر قطعات روی پین‌ها فشاری جا زده شوند در اثر نیروهای براده برداری ممکن است قطعه‌کار محکم شده وامکان کوچکترین ارتعاش را از قطعه‌کار بگیرد که این موجب شکستن احتمالی ومشکلاتی در تعویض قطعه‌کار خواهد شد.

همچنین در قطعاتی که دارای یک یا چند سوراخ است ممکن است موقعیت دهی از طریق یک یا دو سوراخ قطعه‌کار انجام گیرد، در چنین حالتی هنگام تعویض ممکن است قطعه با کمی انحراف در لبه پین گیر کرده و موقعیت نگیرد.

هنگامی که در قطعات سوراخ‌دار موقعیت دهی قطعه‌کار از طریق دو سوراخ قطعه‌کار به وسیله پین‌ها صورت می‌گیرد، برای سهولت جابه‌جایی موقعیت دهی هنگام تعویض قطعات، به جای اینکه از دو پین استوانه‌ای شکل استفاده گردد از یک پین استوانه‌ای ویک پین چند ضلعی (پین الماسه) بهره می‌گیرند.

روش‌های موقعیت دهی

قطعات در شکل‌ها واندازه‌های مختلف ساخته می‌شوند. طراح باید قادر باشد هر قطعه‌ای را با هر شکل واندازه، دقیقاً در جیگ یا فیکسچر مهار نماید. برای انجام این کار طراح لازم است انواع پین‌های قرار و پایه‌ها را بشناسد تا بتواند با حداقل تعداد آن‌ها قطعه‌کار را به خوبی نگاه دارد.

یک قطعه‌کار به روش‌های زیر موقعیت دهی می‌شود:

1- قرار دادن قطعه‌کار از سطوح صاف

سه روش ابتدایی برای قرار دادن قطعه کار از سطوح صاف روی جیگ یا فیکسچر وجود دارد:

✓ استفاده از پایه‌های ثابت

✓ استفاده از پایه‌های قابل تنظیم

✓ استفاده از پایه‌های تعادلی

با استفاده از این پایه‌ها، موقعیت ارتفاعی قطعه‌کار تعیین شده و قطعه‌کار به هنگام عملیات ماشینکاری روی آن‌ها تکیه می‌کند.

پایه‌های ثابت، ساده‌ترین نوع هستند. این پایه‌ها یا با ماشینکاری صفحات زیری به وجود می‌آیند و یا ابتدا ساخته شده و روی صفحه زیری نصب می‌شود. از این پایه‌ها، برای قرار دادن قطعه‌کار ‌های با سطوح ماشینکاری شده استفاده می‌گردد.

پایه‌های قابل تنظیم، هنگامی استفاده می‌شوند که سطح قطعه‌کار، مانند قطعات ریخته‌گری شده، خشن وناهموار باشد. معمولاً پایه‌های قابل تنظیم همراه پایه‌های ثابت در ساختمان یک جیگ یا فیکسچر استفاده می‌شوند. بنابراین می‌توان تنظیم مورد نیاز را برای قرار گرفتن درست قطعه‌کار انجام داد.

پایه‌های تعادلی، می‌توانند قطعه‌کار را در دو نقطه به صورت تعادلی مهار کنند. به محض اینکه قطعه‌کار به یک نقطه ازاین پایه‌ها برخورد کند، به صورت الاکلنگی عمل کرده، ونقطه دیگر پایه به قطعه‌کار برخورد خواهد کرد. استفاده از این پایه‌ها مخصوصاً برای قطعات ناهموار مناسب است.

2- قرار دادن قطعه‌کار از سطوح داخلی گرد

قرار دادن قطعه‌کاری که یک سوراخ با حتی حفره داخلی با شکل غیر دایره‌ای دارد، روش مؤثری برای قرار دادن دقیق ومطمئن روی جیگ فیکسچر می‌باشد. انواع مختلفی از پین‌ها یا پایه‌های قرار سطوح داخلی وجود دارد. اگر قطر سوراخ قطعه‌کار کوچک باشد، می‌توان از پین‌های قرار پله‌دار استفاده نمود. اگر قطر سوراخ قطعه‌کار بزرگ باشد، می‌توان از پایه‌های قرار دنباله‌دار استفاده نمود.

3- قرار دادن قطعه‌کار از سطوح جانبی

معمولاً در ماشینکاری اولیه قطعه‌کار، تنها راه نگهداشتن آن ، مهار کردن سطوح جانبی است. با به کارگیری پایه‌های قرار فرم‌دار می‌توان قطعه‌کار را نسبت به لبه‌های خارجی آن مهار کرد.

قرار حلقه‌ای، ساده‌ترین قرار فرم‌دار است . چون تمام سطح خارجی قطعه‌کار توسط این قرار مهار شده است، از دقت خوبی برخوردار است.

موقعیت دهنده‌های مخروطی برای مرکزکردن قطعات استفاده می‌شود، که این مخروط‌ها می‌تواند به صورت میله مخروطی برای موقعیت دادن به سوراخ‌ها واز سوراخ‌های مخروطی برای موضع دهی میله‌های استوانه‌ای استفاده کرد. معمولاً از این موقعیت دهنده‌ها در قطعات پرداخت شده استفاده می‌گردد وموقعیت دهی قطعات ریخته‌گزی شده وبا سطوح خشن را نباید با این روش موقعیت دهی کرد.

اصول گیره‌بندی

پس از آنکه قطعه‌کار در جای مناسب موقعیت دهی گردید لازم است که از طریق وسایلی آن را در محل محکم نمود تا قطعه‌کار در مقابل نیروهای براده برداری در جای خود ثابت بماند، این عمل را گیره بندی قطعه‌کار می‌نامند. اجزای گیره بندی شامل گیره‌ها جناقی‌ها وغیره هستند.

نگهدارنده یا روبنده، قطعاتی از جیگ یا فیکسچر است که قطعه‌کار را روی جیگ یا فیکسچر محکم نگاه می‌دارد. نگه دارنده یا روبنده قطعه‌کار را باید طوری محکم کند که در طول عملیات تولیدی دائما به پایه‌ها وپین‌های قرار تکیه داشته باشد بنابراین لازم است یک روبنده شرایط زیر را برآورده نماید:

✓ روبنده باید از استحکام کافی برخوردار باشد تا بتواند از جا به جا شدن قطعه‌کار جلوگیری نماید.

✓ روبنده نباید به قطعه‌کار آسیب برساند و تغییر شکل در آن به وجود آورد.

✓ روبنده باید سریع عمل کند تا بتواند قطعه‌کار را با سرعت و سهولت روی جیگ یا فیکسچر قرار داده یا برداشت.

✓ روبنده‌ها باید در مقابل نیروهای برشی حداکثر مقاومت را داشته باشند.

فیکسچر‌های جوشکاری

اولین روشی که در مونتاژ قطعات‌در صنعت به آن توجه می‌شود، جوشکاری است. اما به هنگام جوشکاری حرارت زیادی ایجاد می‌شودو این باعث تاب برداشتن در قطعات می‌شود. نقش اصلی فیکسچرهای جوشکاری مهار کردن قطعه‌کار وجلوگیری از این عیب می‌باشد.

در جوشکاری، کنترل دفع حرارت ناشی از جوشکاری یک مسأله مهم است. دوروش رایج در کنترل 1- دفع حرارت مورد استفاده در فیکسچرهای جوشکاری عبارتند از:

ایجاد شیارها ومحل‌های خالی برای جلوگیری از انتقال حرارت سریع از قطعه‌کار به فیکسچر در جوشکاری فلزاتی با هدایت حرارتی خوب مانند آلومنیوم.

2-استفاده از قطعات جاذب وهادی خوب گرما برای تسریع در انتقال حرارت به هنگام جوشکاری فلزات با هدایت حرارتی نسبتاً ضعیف مثل فولاد.

نکاتی که باید در فیکسچرهای جوشکاری به آن توجه نمود:

*انبساط وپیچش قطعه حرارت داده شده نباید روی موقعیت دهی، بستن، بارگزاری‌و باربرداری صحیح، اثر بگذارد. باید لقی لازم را بین موقعیت دهنده‌ها و قطعه‌کار در نظر گرفت، تا اجازه انبساط، انقباض و پیچش به قطعه‌کار، بدون گیر کردن به فیکسچر داده شود.

✓ باید مانع ریزش ذرات مذاب جوشکاری، بر روی اجزای پیچی وسایل وسایل بستن شد.

✓ جهت جلوگیری از جوش خورذن قطعه‌کار به بدنه بند، باید شیار‌هایی زیر خط جوشکاری تعبیه شود.

✓ برای قطعاتی که نیاز به جوشکاری از سطوح جانبی مختلف دارند، باید پیش بینی دوران یا سهولت کج شدن فیکسچر انجام گیرد.

فیکسچرهای جوشکاری عمدتاً برای سه نوع عملیات طراحی می‌شوند:خال جوش زدن، جوشکاری کامل ونگه‌داشتن قطعات خال‌جوش خورده.

فیکسچرهای خال جوش زدن، قطعات مختلف را در کنار هم در وضعیت درست نگه‌ می‌دارند تا بتوان آنهارا با خال جوش به هم متصل کرد. قطعات خال جوش خورده را می‌توان از روی فیکسچر برداشت و بدون استفاده از نگه‌دارنده بر روی یک جیگ یا فیکسچر به طور کامل جوشکاری نمود.

فیکسچرهای جوشکاری کامل، ساختاری محکم و قوی دارند تا بتوانند در تنش‌های حرارتی ناشی از جوشکاری کامل غلبه کرده واز پیچیدگی قطعه‌کار جلوگیری نماید.

فیکسچرهای نگه‌دارنده، برای جوشکاری کامل قطعات خال‌جوش خورده به کار می‌روند. این فیکسچرها ساختاری صلب ومحکم دارند تا از پیچیدگی قطعه‌کار حین جوشکاری کامل جلوگیری به عمل آید.

فیکسچرهای فرزکاری

جهت ومقدار نیرو در فرزکاری به طور قابل توجهی به نوع ماشین فرز، نوع ابزار برش و جهت حرکت بستگی دارد. فیکسچرهای فرزکاری باید بزرگ وسنگین باشند تا در برابر نیروهای اعمال شده از ابزار برش مقاومت نموده و ارتعاشات حاصله را تحمل نماید. نیروی حاصل از فرزکاری باید به بدنه‌ای سخت ومقاوم منتقل شود. این نیروها نباید به سمت گیره‌ها وقطعات متحرک راه یابد. اگر از گیره استفاده می‌شود بهتر است نیروی حاصل از فرزکاری به‌ سمت فک ثابت آن هدایت شود. فیکسچرها باید کاملاً به میز ماشین فرز گیره شوند تا از لغزش در مقابل نیروی فرزکاری در امان باشد. بر خلاف سوراخکاری، براده‌های فرزکاری ناپیوسته هستند. وقتی براده‌ها در حفره‌ای بزرگ جمع شوند، نیاز به دریچه‌های بزرگ برای تخلیه آنها وتمیز کردن بند لازم خواهد بود. قسمت‌های مختص فیکسچرهای فرزکاری عبارتند از: قطعه تنظیم کننده و زبانه‌های موضع دهی.

فیکسچرهای تراشکاری

فیکسچر تراشکاری اساساً شامل اجزای موقعیت دهی وبستن قطعه‌کار است. ددر طراحی فیکسچرهای تراشکاری علاوه بر نگه‌داری قطعه، دوران آن نیز باید در نظر گرفته شود. این گونه فیکسچرها جهت پیشانی تراشی، سوراخ تراشی وکلاً تراشکاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای همه این فرآیندها، قطعه‌کار باید به طور صحیحی نسبت به محور دوار ماشین، موضع دهی شود. برای سوراخ تراشی یا روتراشی، محور سوراخ یا قطر خارجی قطعه‌کار، که باید ماشینکاری شود، می‌بایست نسبت به محور ماشین تنظیم گردد. در بیشتر ماشین‌های تراش یک صفحه پشتی تعبیه شده‌است که به طور دائم روی محور ماشین نصب گردیده است. صفحه پشتی جهت موقعیت دهی وبستن فیکسچرهای تراشکاری، صفحه نظام‌ها ودیگر نگه‌دارنده‌های قطعات بر روی ماشین مورد استفاده قرار می‌گیرند. در صفحه پشتی تعداد سه سوراخ یا بیشتر، به طور هم فاصله جهت بستن فیکسچرهای تراشکاری، تعبیه شده است. بیشتر فیکسچرهای تراشکاری قطعات به خصوصی هستند که جهت بارگزاری، موقعیت دهی‌و بستن سریع قطعات در تولید انبوه، به کار گرفته می‌شوند.

فیکسچر تراشکاری باید طوری طراحی شود که نیروهای پیچشی حاصل از عملیات تراشکاری را خنثی نماید. اگر لازم است قطعه‌کار خارج از مرکز بسته شود، به بالانس کردن سه نظام یا چهار نظام یا بست‌های دیگر توجه شود.

فیکسچرهای سنگ‌زنی

فیکسچرهای سنگ زنی که از آنها برای سنگ زنی سطوح کار استفاده می‌شود، عملکردی مشابه با فیکسچرهای فرزکاری داشته ولی از دقت بیشتری برخوردارند. به همین ترتیب فیکسچرهای سنگ‌زنی به سطوح استوانه‌ای نبز مشابه فیکسچرهای تراشکاری می‌باشند. فرق این فیکسچرها با فیکسچرهای تراشکاری در این است که، در این فیکسچرها عمل موضع دهی بر روی محور ماشین به کمک یک ساعت اندازه‌گیری، به دقت صورت می‌گیرد. ار این رو در این سیستم یک تنظیم کننده قطر نیز پیش‌بینی شد است. غالباً قطعات استوانه‌ای کوچک با درنی که از آنها عبور داده شده است و به ماشین تراش بسته گردیده، وضعیت داده می‌شوند.

فیکسچرهای خانکشی

خانکشی روشی سریع ودقیق برای براده برداری از قطعات فلزی است. دقت سوهان خانکشی توسط فیکسچر، که قطعه‌کار راموقعیت دهی نموده و سوهان را در محل دقیق هدایت می‌نماید، بر روی قطعه‌کار منتقل می‌شود. در نتیجه بشتر فیکسچرهای خانکشی اعمال زیر را انجام می‌دهند:

✓ قطعه‌کار را در محل صحیح نسبت به ماشین موقعیت دهی می‌کنند.

✓ سوهان را هدایت می‌نمایند تاابعاد مورد نیاز بر روی قطعه‌کار ایجاد گردد.

میز ماشین‌های خانکشی عمودی و هفقی هر دو دارای سوراخی برای استقرار بند هستند. در بند‌ها سوراخی تعبیه میگردد تا با قرار گرفتن در سوراخ روی میز، فیکسچر را در موقعیت دقیقی نسبت به ماشین قرار دهند و فیکسچر هم، قطعه‌کار وسوهان را در وضعیت دقیقی نسبت به یکدیگر، مستقر می‌نماید.

جیگ و فیکسچرهای نشانه گذار

از جیگ وفیکسچرهای نشانه‌گذار هنگامی استفاده می‌کنیم که باید کار را نسبت به میز ماشین یا محور دستگاه در فاصله بین ماشینکاری قسمت‌های مختلف مختلف آن، حرکت دهیم.

جیگ خط‌کشی، برای خط‌کشی یا نشانه‌گذاری قطعات مشابه به کار می‌رود. از این جیگ‌ها برای نشانه‌گذاری سوراخ‌ها، خط‌کشی فرم‌ها یا جزئیات پیرامون استفاده می گردد. وقتی قرار باشد قطعات متقابل که باید روی هم مونتاژ شوند، علامت گذاری شود می‌توان از این جیگ استفاده گردد. ضخامت صفحه جیگ باید آنقدر باشد که بتواند اجزای جیگ را با صلبیت کافی روی خود نگاه دارد.

از نشانه گذاری خطی هنگامی استفاده می‌شود که لازم است سوراخ‌هایی متعدد در طول یک نوار طولی زده شود. اگر سوراخ‌ در یک خط ردیف گردیده، و متساوی الفاصله باشند، فقط به یک بوش سوراخکاری نیاز بوده وقبل از مته زدن به هر سوراخ باید قطعه‌کار زیر آن قرار گیرد. چنانچه تمام سوراخ‌ها در یک امتداد نبوده ویا متساوی الفاصله نباشند، به بیش از یک بوش نیاز است.

از نشانه گذاری دورانی هنگامی استفاده می‌شود که لازم است سوراخ‌های متعددی روی یک دایره بزرگ زده شود یا وقتی که تراشیدن سوراخ‌های شعاعی یا شکاف‌ های متعددی مورد نظر باشد. برای ماشینکاری هر قسمت، کار را می‌باید در یک قطعه متحرک موضع دهی و گیره‌بندی کرد و این قطعه متحرک باید بتواند به وضعیت لازم نسبت به قطعه یا بوش، نشانه‌گذاری شده ودر آن محکم شود. برای تجهیز یک دستگاه فاقد نشانه گذاری با این وسیله، بایستی لغزنده یا یاتاقان یک وسیله نشانه گذاری ویک وسیله قفل کننده قطعه متحرک را به ‌آن اضافه کرد. لغزنده یا یاطاقان و وسیله قفل کننده باید طوری طراحی شوند که متناسب باعمل مورد نظر باشد ولی در این جا تأکید می‌شود.