استاندارد فیکسچرهای جوشکاری


امروزه در دنیای قطعات پرسی، استفاده از ابزار با کیفیت برای تولید قطعات، مرغوبیت خطوط تغذیه تولید محصول را در کارخانه­های بزرگ تضمین می­کند و اعتبار زیادی برای سازندگان قطعات به ارمغان می­آورد. باتوجه به نرخ سریع­ پیشرفت در تولید محصولات صنعتی، استفاده از ابزار قدرتمند، دقیق و متنوع به عنوان راه­هایی برای رسیدن به موفقیت در دنیای رقابت جدی در بین تأمین­کنندگان قطعات خودرو به خصوص قطعات فلزی به شمار می­آید.

استاندارد فیکسچرهای جوشکاری - آکا

سریع­ پیشرفت در تولید محصولات

>

واحد قالب و ابزار شرکت ساپکو در ۱۳۷۷ با هدف ایجاد هماهنگی میان سازندگان و ساپکو در زمینه­های مربوط به قالب ابزار تولیدی، اعم از آنالیز قیمت، چک طرح، نظارت بر ساخت قالب تا مرحله تولید قطعه تأیید شده و بررسی مشکلات مربوط به قالب­ها و ابزار تولیدی شکل گرفت.

باتوجه به اینکه یکی از مهم­ترین وظایف این واحد، بررسی و تأیید طرح اولیه سازنده است، به منظور سهولت و یکنواختی عملکرد در بین سازندگان، استانداردهایی متفاوت در سیستم تهیه و جاری شد که یکی از آنها استاندارد جیگ و فیکسچرهای تولیدی است.

استفاده از جیگ و فیکسچرها علاوه بر لزوم وجود آنها در برخی فرایندهای تولیدی، مزایای فراوانی دارد که در ذیل به برخی از آنها اشاره شده­است:

۱) استفاده از جیگ و فیکسچر، نیاز به چک کردن مستمر تک­تک قطعات را برطرف ساخته و باعث کاهش زمان تولید و افزایش بازده تولید می­شود.

۲) جیگ و فیکسچرها یکنواختی کیفیت را در ساخت مجموعه هاتسهیل می­کند.

۳) با استفاده از جیگ و فیکسچرها، نیاز به مهارت فردی به منظور تنظیم قطعه کار و ابزار برای مونتاژ صحیح، برطرف شده و هر شخص عادی با یادگیری اصول اولیه، می­تواند مجموعه­ای از قطعات را با هم مونتاژ کند و این امر باعث صرفه­جویی هزینه­های استخدام کارگر ماهر خواهدشد.

۴) در مجموع، استفاده از این نوع ابزار با توجه به مواردی همچون تولید بیشتر، کاهش در میزان ضایعات، مونتاژ آسان­تر، صرفه­جویی در هزینه­های نیروی انسانی، کاهشی اساسی در هزینه­های تولید را در پی دارد.

اصولاً جیگ و فیکسچرها وسایل نگهدارنده­ای هستند که با به کارگیری آنها می­توان قطعاتی مشابه با دقت بالا تولید کرد. ممکن است جیگ و فیکسچرها در ظاهر شبیه یکدیگر باشند، اما تفاوت عمده آنها در نحوه هدایت ابزار برشی به طرف قطعه کار است.

جیگ، وسیله­ای است که قطعه­کار درون آن قرار می­گیرد تا عملیات ماشینکاری بر روی آن انجام گیرد و نه­تنها قطعه­کار را در جای خود مهار می­کند بلکه ابزار را نیز هنگام عملیات هدایت می­کند.

فیکسچر، وسیله­ای نگهدارنده است که فقط قطعه­کار بر روی آن محکم می­شود تا عملیات ماشین­کاری، جوشکاری و... روی آن انجام شود.

معمولاً جیگ­ها به دو دسته تقسیم می­شوند.

۱) سوراخکاری

۲) سوراخ­تراشی

فیکسچرها در عملیات تولیدی مختلفی نظیر: مونتاژ، جوشکاری، خان­کشی، فرزکاری و... استفاده می­شوند.

● فیکسچرهای جوشکاری و مونتاژ

جوشکاری و مونتاژ قطعات ورقی، یکی از عملیات همیشگی و روزمره در صنعت تلقی می­شود. این عملیات را می­توان با به کارگیری فیکسچرهای مناسب، بهتر و سریع­تر انجام داد.

جوشکاری یکی از روش­های مفید و باصرفه در اتصال قطعات فلزی به یکدیگر است. بنابراین، اولین روشی که در صنعت برای اتصالات ورق­ها مورد توجه قرار می­گیرد، جوشکاری است، اما به هنگام جوشکاری، حرارت نسبتاً زیادی تولید می­شود که این امر در بسیاری از موارد باعث اعوجاج و تاب برداشتن قطعات می­شود. یکی از نقش­های اصلی فیکسچرهای جوشکاری، علاوه بر جانمایی قطعات منفصل، مهار قطعه کار و جلوگیری از بروز عیب یادشده است.

فیکسچر جوشکاری، معمولاٌ ابزاری ثابت است، اما مطابق با شکل قطعه، می­توان آنها را به­طوری طراحی کرد که حول محورهای افقی و عمودی چرخاند.

فیکسچرهای جوشکاری عمدتاً برای سه­نوع عملیات طراحی می­شوند:

۱) خال جوش زدن

۲) جوشکاری کامل

۳) نگهداشتن قطعات جوش خورده

به دلیل اهمیت فیکسچرهای جوشکاری در مونتاژ نسبت به دیگر انواع آن، واحد قالب و ابزار شرکت ساپکو استانداردی را به منظور یکسان­سازی در مراحل طراحی و ساخت این تجهیزات در بین سازندگان تهیه و توزیع کرده­است که شرح مختصر بخش­هایی از آن عبارت است از:

علاوه بر قرارگیری و محکم کردن قطعه­کار در فیکسچر جوشکاری، باید عوامل دیگری نیز قبل از طراحی به شرح ذیل بررسی شوند.

۱) کنترل دفع حرارت یکی از مهم­ترین نکاتی است که در هر فیکسچر باید به آن توجه کرد. یعنی همواره باید از سردشدن سریع یا دیر هنگام منطقه جوشکاری شده، اجتناب کرد.

۲) پایه و روبندهای فیکسچر، باید از استحکام کافی برخوردار باشند تا از تاب­خوردگی و پیچیدگی قطعه­کار پیشگیری شود.

۳) پین­ها و پایه­های قرارهای جانبی را تا حد ممکن باید در مکان­هایی قرار داد که خلاف جهت تاب برداشتن قطعه­کار قرار گیرد.

● ساختار بدنه فیکسچرهای جوشکاری

۱) بدنه­های پیش­ساخته: شامل بدنه­ای از یک پایه و بلوک­هایی که محل قرارگیری کلمپ­ها و موقعیت­دهنده­هاست.

۲) بدنه­های چدنی: این نوع فیکسچر­ها، از فولاد یا آلومینیم ریخته­گری ساخته می­شوند. یکی از معایب آنها نیاز به ساختن مدل است که باعث تحمیل هزینه اضافی می­شود.

۳) بدنه­های جوشکاری شده: این نوع فیکسچرها از جوشکاری قطعات فلزی دارای جنس فولاد کم کربن به یکدیگر، ساخته می­شوند و تقریباً در هر اندازه­ای قابل تولید هستند.

● اصول قرارگیری قطعه بر روی فیکسچر

▪ پین قرار: برای کسب دقت مناسب، لازم است قطعه­کار در موقعیتی مناسب قرارگیرد. با به کارگیری پین­های قرار علاوه بر قرار گرفتن قطعه­کار به صورت مطلوب، بارگذاری و برداشتن آن نیز به سادگی انجام می­شود. پین­های قرار تا آنجا که ممکن است باید از هم دور قرار گیرند. با این کار از پین­های کمتری استفاده شده و این اطمینان حاصل می­شود که تماس کامل بین سطوح قطعه و پین­ها برقرار شده­است.

▪ تلرانس: به هنگام ساخت ابزار، طراح باید تلرانس ابعادی قطعه­کار را مدنظر داشته­باشد. به عنوان قاعده­ای کلی، تلرانس ساخت ابزار باید ۲۰ تا ۵۰ درصد تلرانس قطعه­کار باشد.

▪ تعیین وضعیت قطعه­کار: برای درست قرار گرفتن قطعه­کار برروی فیکسچر، می­بایستی وضعیت قطعه تعیین شود. معمولاً به وسیله قرار دادن یک پین اضافی، وضعیت صحیح قطعه کار تضمین می­شود.

▪ درجات آزادی: قطعه­ای که مهار نشود، آزاد است و می­تواند در جهات شش­گانه حرکت کند (یعنی در راستای سه محور مختصات و گردش حول این سه محور). برای قرار گرفتن دقیق یک قطعه­کار در فیکسچرها، باید از حرکت آن جلوگیری کرد. این کار توسط پین­ها و لبه­های قرار و روبند انجام می­شود.

● اصول نگهداشتن و محکم کردن قطعه

▪ روبندها: نگهدارنده یا روبندها در طراحی جیگ و فیکسچر، معانی مشابه و در عین حال متفاوتی دارد. به بیانی کلی، جیگ و فیکسچرها خود به معنای نگهدارنده هستند، اما منظور از روبند، قطعاتی از جیگ و فیکسچر است که قطعه را روی آن نگه می­دارد. روبند می­بایستی قطعه کار را به­گونه­ای نگه دارد که در طول عملیات، قطعه دائماً به پایه­ها و پین­های قرار تکیه داشته­باشد.

● محل قرارگیری روبندها

به­عنوان یک اصل، روبندها باید در نقطه­ای به قطعه­کار نیرو وارد کنند که بیشترین صلبیت را داشته­باشد. به این ترتیب، با محکم کردن روبند، تغییر شکل در قطعه ایجاد نشده و امکان آسیب رسیدن به آن هنگام محکم­کردن روبند، به حداقل می­رسد.

● انواع روبندها

روش­های نگه داشتن قطعه­کار روی جیگ و فیکسچر متفاوت است. نوع روبندی که برای جیگ و فیکسچر انتخاب می­شود به شکل و اندازه قطعه­کار، نوع جیگ و فیکسچر و نوع عملیات تولیدی بستگی دارد. طراحی روبند می­بایستی به ساده­ترین شکل بوده و کارکردن با آن برای کاربر راحت باشد.

انواع مختلف روبندها عبارتند از:

۱) روبند­های انگشتی

۲) روبندهای پیچشی

۳) روبندهای چرخشی

۴) روبندهای ناخنی

۵) روبندهای مهره­دستی آزادشونده سریع

۶) روبندهای بادامکی

۷) روبندهای گوه­ای

۸) روبندهای زانویی

۹) روبندهای مکانیزه

● سیستم­های نگهدارنده مکانیزه

در مواردی که تعداد تولید زیاد مدنظر باشد، استفاده از روش مکانیزه نگه­داشتن قطعه­کار به­صورت پنوماتیکی و هیدرولیکی، مرسوم است. این سیستم شامل مدارهای هیدرولیکی و یا پنوماتیکی بوده که با اثر بر روی عمل کننده­ها می­تواند روبند­های یک جیگ یا فیکسچر را باز یا بسته کند.

● مزایای سیستم نگهدارنده مکانیزه

افزایش سرعت و بازدهی تولید در روش­های تولید کارخانه­های امروزی، تنها دلیل استفاده از سیستم­های مکانیزه نیست. از دیگر مزایای این سیستم، پایداری و دقت عملکرد در تولید تکراری با دفعات زیاد، اعمال نیروی قابل کنترل برای نگهداشتن قطعات سبک یا سنگین، ایجاد پایه­های تکیه­گاهی با ارتفاع تنظیم شونده و کنترل عملیات از راه دور و امکان عمل اتوماسیون عملیات تولیدی است.

● مواد مورد استفاده در ساخت جیگ و فیکسچرها

مواد موردنیاز برای ساخت یک نوع ابزار مشخص، با تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی موردنیاز برای ابزار موردنظر مشخص می­شود. این خواص، شامل وزن، رنگ، قابلیت هدایت حرارتی و الکتریکی، ضریب انبساط حرارتی، نقطه ذوب، استحکام، سختی، مقاومت فرسایشی، تردی، چقرمگی، چکش­خواری و مدول­الاسیسیته است. در بسیاری از موارد، استفاده از موادی گوناگون امکان­پذیر است، اما در نهایت، قابل دسترس بودن و به صرفه بودن مواد انتخاب آنها را محدود می­کند.

در پایان ذکر این نکته لازم است که قسمت قالب و ابزار شرکت ساپکو به منظور ایجاد هماهنگی در امر طراحی و ساخت فیکسچرهای جوشکاری و مونتاژ در بین سازندگان اقدام به تهیه و جمع­آوری استانداردی در این زمینه کرده­است.

امید است با تلاش و کوششی مضاعف، گام­های بزرگتری در جهت گسترش استانداردهای موجود برداشته شود.
  
 
ماهنامه صنعت خودرو
ویرایش و تلخیص:آکاایران

گردآوری توسط بخش مقالات صنایع سایت آکاایران
تبلیغات