Jigs và thiết bị trong gia công CNC: Hướng dẫn toàn diện

TrongGia công CNCĐộ chính xác và khả năng lặp lại là chìa khóa cho chất lượng. Độ chính xác nhất quán quan trọng cho dù bạn đang làm một bộ phận hoặc chạy các lô lớn. Đó là nơi mà jigs và đồ đạc đến chơi.  

Các công cụ chuyên dụng này giúp giữ, hỗ trợ hoặc hướng dẫn mảnh hoặc công cụ cắt trong quá trình gia công. Chúng làm giảm lỗi con người, tăng hiệu quả và đảm bảo mỗi bộ phận đáp ứng thông số kỹ thuật chính xác.  

Jigs thường hướng dẫn đường dẫn công cụ, trong khi các thiết bị cố định giữ bộ phận ổn định. Cả hai đều cần thiết để giảm thiểu sự biến đổi và hợp lý hóa sản xuất. Trong hướng dẫn này, bạn sẽ khám phá sự khác biệt, loại, sử dụng và nguyên tắc thiết kế của các thiết bị và thiết bị trong các hoạt động CNC hiện đại.

Giới thiệu về Jigs và Fixtures

Jigs và Fixtures là gì?

Jigs và đồ cố định giữ, hỗ trợ hoặc hướng dẫn các bộ phận trong quá trình sản xuất. Mặc dù chúng có vẻ có thể trao đổi được, nhưng mỗi người đóng một vai trò độc đáo:

• Jigs   Hướng dẫn công cụ cắt. Ví dụ, một máy khoan đảm bảo các lỗ được đặt chính xác và nhất quán ở vị trí chính xác trên mỗi phần.
  
• Thiết bịMặt khác, đừng hướng dẫn công cụ. Mục đích của chúng là giữ mảnh an toàn tại chỗ trong các hoạt động gia công.

Những công cụ này giúp giảm lỗi của con người, giảm thiểu chuyển động và duy trì vị trí chính xác trong suốt quá trình. Chúng vô giá khi bạn cần kết quả chất lượng cao và có thể lặp lại.

Jigs và thiết bị thường được thiết kế tùy chỉnh cho một bộ phận hoặc hoạt động cụ thể. Hình dạng và tính năng của chúng khác nhau tùy thuộc vào hình học phần, vật liệu và quá trình gia công.  

Một số có thể trông giống như kẹp, trong khi những người khác giống như khuôn phức tạp hoặc khay lồng. Bất kể ngoại hình, tất cả đều phục vụ cùng một sứ mệnh - cải thiện độ chính xác và hợp lý hóa sản xuất.

Sự khác biệt chính giữa Jigs và Fixtures

Mặc dù các thiết bị và thiết bị lắp ráp hoạt động hướng tới một mục tiêu chung - độ chính xác của bộ phận - chúng hoạt động khác nhau. Hiểu sự khác biệt của chúng giúp bạn chọn công cụ phù hợp cho mỗi công việc:

• Jigs hướng dẫn công cụ. Họ đảm bảo máy khoan, máy xay hoặc thiết bị cắt khác theo một con đường xác định trước khi công cụ di chuyển xung quanh jig.
  
• Fixtures giữ phần. Chúng ổn định phần làm việc để máy có thể thực hiện các hoạt động chính xác mà không cần di chuyển. Công cụ di chuyển độc lập, được kiểm soát hoàn toàn bởi máy CNC.

Nói một cách đơn giản:

• Một máy khoan có thể bao gồm ống lót hoặc hướng dẫn để đảm bảo rằng bit đi vào vật liệu ở góc và vị trí chính xác.
  
• Một thiết bị cố định như một vít hoặc kẹp giữ cho mảnh làm việc vẫn còn, để lại chương trình CNC để kiểm soát con đường công cụ.

Cả hai đều cải thiện kiểm soát quy trình, nhưng họ giải quyết nó từ các góc độ khác nhau.

Vai trò quan trọng trong độ chính xác và hiệu quả gia công CNC

Gia công CNC được xây dựng trên độ chính xác. Nhưng ngay cả máy CNC tiên tiến nhất cũng không thể thực hiện tốt nhất nếu bộ phận không được đặt đúng vị trí. Jigs và lắp ráp giải quyết vấn đề này.

Đây là những gì họ mang đến bàn:

• Thời gian cài đặt nhanh hơnThiết bị tùy chỉnh làm giảm nhu cầu đo lại hoặc sắp xếp lại một phần mỗi lần.
  
• Độ lặp lại tốt hơnMột khi một jig hoặc thiết bị được thiết lập, mỗi bộ phận được gia công tương tự.
  
• Ít sai lầmBằng cách loại bỏ suy đoán, chúng giúp giảm thiểu lỗi, tái chế và lãng phí vật liệu.

Tiết kiệm thời gian tăng nhanh cho các công việc khối lượng lớn. Trong việc tạo nguyên mẫu, chúng giúp duy trì sự nhất quán từ lặp lại đến lặp lại.

Các nhà điều hành cũng được hưởng lợi. Thay vì dành thời gian thủ công định vị mỗi phần, họ chỉ đơn giản là đặt nó trong jig hoặc thiết bị cố định, bảo mật nó, và nhấn "đi". Kết quả? Một quy trình gia công mượt mà hơn, đáng tin cậy hơn từ đầu đến cuối.

Loại Jigs và Thiết bị

Mỗi hoạt động gia công CNC liên quan đến các nhiệm vụ có thể lặp lại. Đó là nơi mà jigs và fixtures tỏa sáng. Tùy thuộc vào phần, vật liệu và loại hoạt động, các thiết kế khác nhau phục vụ các mục đích khác nhau. Trong phần này, chúng tôi sẽ đi qua các loại jig và đồ đạc phổ biến nhất và giải thích khi nào và tại sao sử dụng mỗi loại.

Loại Jig phổ biến

Jigs là các công cụ chuyên dụng hướng dẫn công cụ cắt đến vị trí chính xác cần thiết. Chúng hoàn hảo cho các công việc đòi hỏi sự nhất quán trên nhiều bộ phận, đặc biệt là khi khoan hoặc phay trong dung sai chặt chẽ.

Dưới đây là một số loại jig phổ biến nhất:

• Khoan Jigs : Các thiết bị này đảm bảo các lỗ được khoan ở góc chính xác và ở vị trí chính xác mỗi lần. Chúng thường đi kèm với ống thép cứng để hướng dẫn mũi khoan.
  
• Máy phay Jigs : Chúng được sử dụng để hướng dẫn máy cắt phay qua các con đường cụ thể. Họ hữu ích khi máy CNC không có sẵn hoặc cần máy phay thủ công bổ sung.
  
• Mẫu JigsCác jig này sử dụng một mẫu phẳng với lỗ hoặc khe đóng vai trò như một hướng dẫn trực quan và vật lý. Chúng rất tuyệt vời cho các nhiệm vụ như mẫu khoan hoặc hồ sơ.

Lợi thế của việc sử dụng jigs:

• Chúng duy trì độ chính xác cao, đặc biệt là cho các hoạt động lặp đi lặp lại.
  
• Jigs làm giảm nhu cầu lao động lành nghề, cho phép ngay cả các nhà khai thác mới sản xuất các bộ phận chính xác.
  
• Họ tăng sản lượng bằng cách cắt giảm thời gian thiết lập và kiểm tra.

Nếu bạn đang gia công cùng một phần nhiều lần, jigs giúp giữ mọi thứ nhanh chóng, chính xác và hiệu quả.

Loại thiết bị phổ biến

Thiết bị giữ bộ phận an toàn tại chỗ trong khi máy CNC cắt. Sự ổn định là chìa khóa. Ngay cả chuyển động nhỏ nhất cũng có thể làm hỏng một bộ phận hoặc làm hỏng một công cụ.

Dưới đây là các loại đồ cố định phổ biến nhất được tìm thấy trong các cửa hàng:

• VisesĐó là những điều cơ bản nhưng cần thiết. Được sử dụng để giữ các bộ phận phẳng hoặc khối tại chỗ cho hầu hết gia công mục đích chung.
  
• Tấm gócSử dụng khi bộ phận phải được giữ ở một góc cụ thể - thường là 90 độ - để thực hiện cắt chính xác.
  
• Thiết bị mô-đunCác hệ thống này sử dụng các bộ phận có thể thay đổi, cho phép cấu hình lại nhanh chóng. Chúng là lý tưởng cho các cửa hàng xử lý các kích thước và hình dạng bộ phận khác nhau.

Thiết bị cho các bộ phận phức tạpĐối với các bộ phận cong, tròn hoặc bất thường, thiết bị tùy chỉnh thường là cách duy nhất để đảm bảo độ chính xác. Các thiết bị này được làm để phù hợp chính xác với hình dạng của bộ phận, ngăn chặn trượt hoặc chuyển động trong quá trình gia công. Điều này đảm bảo độ chính xác kích thước và bảo vệ cả bộ phận và công cụ cắt.

Nguyên tắc thiết kế cho Jigs và Thiết bị

Các thiết bị và thiết bị lắp ráp tốt không chỉ xảy ra - chúng được thiết kế cho hiệu suất. Cho dù bạn đang xây dựng một từ đầu hoặc tinh chỉnh một thiết lập hiện có, hiểu một vài nguyên tắc thiết kế cơ bản có thể cải thiện đáng kể kết quả gia công của bạn. Thiết kế đúng đắn làm tăng sự ổn định, tăng độ chính xác và kéo dài tuổi thọ công cụ.

Yêu cầu ổn định và độ cứng

Kẻ thù lớn nhất của gia công chính xác là rung động. Một thiết bị cố định hoặc jig di chuyển - ngay cả nhẹ - có thể làm hỏng bộ phận, làm hỏng công cụ hoặc tạo ra một kết thúc thô. Đó là lý do tại sao sự cứng là quy tắc số một.

Một thiết bị thiết kế tốt phải đủ mạnh để chống lại tất cả các lực được tạo ra trong quá trình gia công, bao gồm lực cắt, áp suất công cụ và thậm chí rung máy.

Dưới đây là cách cải thiện độ cứng:

• Sử dụng các thiết bị tăng cường và kiến trúc để hỗ trợ các khu vực yếu hơn.
  
• Tránh các bộ phận di chuyển không cần thiết, có thể giới thiệu chơi hoặc thoải mái.
  
• Đặt thiết bị cố định vào giường máy bằng cách sử dụng bu lông hoặc kẹp, đảm bảo không có gì thay đổi trong khi hoạt động.

Khi thiết lập của bạn vững chắc, bạn sẽ nhận thấy ít dấu công cụ hơn, kết thúc tốt hơn và kích thước nhất quán hơn.

Kỹ thuật điều chỉnh và kẹp phận làm việc

Tiếp theo, tập trung vào alignment. Ngay cả chương trình CNC tốt nhất cũng sẽ không giúp nếu bộ phận của bạn không được đặt đúng vị trí. Mỗi đồ cố định nên bao gồm các tính năng hướng dẫn và định vị chính xác bộ phận.

Các công cụ sắp xếp chính bao gồm:

• Địa điểm chân để định vị bộ phận nhanh chóng và chính xác.
  
• Cạnh tham chiếu để đảm bảo định hướng nhất quán.
  
• Hàm mềm để giữ mà không làm hỏng các bộ phận tinh tế.
  
• Dừng cứng cho vị trí lặp lại.

Khi nói đến kẹp, cân bằng là chìa khóa. Kẹp nên áp dụng áp suất ngay cả mà không uốn cong hoặc nghiền mảnh lao động.

• Đừng cứng quá. Điều này có thể làm cong các bộ phận mỏng hoặc tạo ra căng thẳng.
  
• Đừng thắt chặt. Điều này dẫn đến chuyển động và cắt giảm kém.

Lực kẹp phân phối tốt giúp duy trì khoan dung và tránh trò chuyện công cụ.

Chọn vật liệu cho Jigs và Thiết bị

Vật liệu của jig hoặc thiết bị cố định ảnh hưởng đến hiệu suất, chi phí và tuổi thọ. Việc lựa chọn đúng tùy thuộc vào công việc và khối lượng sản xuất.

• Thép : Rất mạnh mẽ và chống mài mòn. Lý tưởng cho công việc nặng hoặc khối lượng lớn.
  
• Nhôm : Nhẹ hơn và dễ dàng hơn để máy móc. Tuyệt vời cho các nguyên mẫu và chạy ngắn.
  
• CompositeSử dụng khi cần tiết kiệm trọng lượng hoặc cách điện.

Sử dụng thép để sử dụng lâu dài và cứng. Chọn nhôm khi bạn cần tốc độ và linh hoạt. Mỗi người đều có vị trí của mình, và sự lựa chọn thông minh đảm bảo jig hoặc thiết bị của bạn thực hiện tốt nhất.

Ứng dụng trên khắp các ngành công nghiệp

Jigs và đồ đạc không chỉ hữu ích - chúng rất cần thiết trong nhiều ngành công nghiệp. Từ sản xuất hàng loạt đến kỹ thuật chính xác, các công cụ này làm cho gia công nhanh hơn, an toàn hơn và chính xác hơn. Đây là cách chúng được sử dụng trong các lĩnh vực chính.

Gia công thành phần ô tô

Trong ngành công nghiệp ô tô, tốc độ và tính nhất quán là tất cả. Xe được chế tạo với khối lượng lớn, và mỗi bộ phận phải đáp ứng khoan dung nghiêm ngặt. Jigs và đồ đạc giúp đáp ứng các yêu cầu này mà không hy sinh chất lượng.

• Thiết bị giữ các bộ phận như khối động cơ, vỏ bánh răng và khung treo trong quá trình phay hoặc khoan.
  
• Các thiết bị thay đổi nhanh giảm thời gian ngừng hoạt động giữa các thiết lập bộ phận, giữ cho các dây chuyền lắp ráp di chuyển.
  
• Việc sắp xếp nhất quán đảm bảo độ chính xác có thể lặp lại, thay đổi sau khi thay đổi.

Jigs đặc biệt có giá trị trong các hoạt động như khoan và khai thác, nơi hướng dẫn công cụ quan trọng. Ngay cả một sai lầm nhỏ có thể dẫn đến việc tái chế tốn kém hoặc các vấn đề an toàn với hàng trăm hoặc hàng ngàn bộ phận giống nhau được sản xuất hàng ngày. Jigs làm giảm đáng kể rủi ro đó.

Sản xuất phụ tùng chính xác hàng không vũ trụ

Các bộ phận hàng không vũ trụ phải nhẹ, mạnh mẽ và vô cùng chính xác. Điều này thường có nghĩa là làm việc với các vật liệu khó khăn như titan, Inconel và hợp chất sợi carbon. Các thiết bị được sử dụng ở đây là chuyên ngành:

• Được xây dựng cho độ cứng cực đoan, ngay cả dưới căng thẳng cao.
  
• Được thiết kế để phù hợp với sự mở rộng nhiệt từ nhiệt gia công.
  
• Được định hình để hỗ trợ các hình học cong phức tạp.

Jigs hướng dẫn các hoạt động khoan hoặc cắt tinh tế, đặc biệt là trong các thành phần hàng không vũ trụ có tường mỏng hoặc đường viền. Độ chính xác là rất quan trọng khi cuộc sống đang bị đe dọa; tùy chỉnh jigs và đồ đạc làm cho điều đó có thể.

Nguyên mẫu thiết bị y tế với thiết bị cố định

Các bộ phận y tế thường nhỏ và phức tạp và được sản xuất theo lô nhỏ. Thiết bị trong lĩnh vực này phải giữ các thành phần an toàn mà không làm hỏng chúng.

• Chúng đảm bảo định vị lặp lại cho gia công quy mô vi.
  
• Vật liệu phải không gây ô nhiễm và tương thích sinh học.
  
• Các tính năng thay đổi nhanh giúp tăng tốc chu kỳ tạo mẫu.

Trong y tế R & amp; D, thời gian quan trọng. Một thiết bị thiết kế tốt có thể phân biệt giữa một nguyên mẫu thành công và sự chậm trễ.

Sự đổi mới tiên tiến trong Jigs và Thiết bị

Công nghệ đang thay đổi cách chúng ta thiết kế và sử dụng các thiết bị và thiết bị. Những tiến bộ mới đang làm cho các công cụ này nhanh hơn, sáng tạo hơn và linh hoạt hơn bao giờ hết. Đây là cách sản xuất hiện đại đang nâng cấp thiết bị thiết yếu này.

Sản xuất cho thiết bị cố định Prototyping

Gia công CNC:

Tốt cho việc làm đồ đạc mạnh mẽ và chính xác, như những gì được làm từ nhôm hoặc thép. Máy CNC sử dụng một chương trình máy tính để kiểm soát chuyển động của máy, vì vậy chúng có thể tạo ra các hình dạng phức tạp và các bộ phận rất chính xác.

Cắt laser:

Thường được sử dụng để làm đồ lắp ráp từ vật liệu rõ ràng như acrylic. Cắt laser có thể cắt rất chính xác và không làm hỏng bề mặt của vật liệu rõ ràng, vì vậy chúng vẫn trông tốt và rõ ràng.

In 3D:

Có thể làm đồ đạc với hình dạng phức tạp khó làm với CNC. Nhưng các bộ phận in 3D có thể không chính xác hoặc mạnh mẽ như vậy. Ví dụ, PLA (một vật liệu in 3D phổ biến) không mạnh như thép, nhưng bạn có thể làm cho nó mạnh hơn bằng cách làm cho các bức tường dày hơn.

Thiết bị thông minh với cảm biến tích hợp

Sản xuất thông minh đã giới thiệu các thiết bị lắp ráp vượt xa việc giữ các bộ phận. Các thiết bị thông minh này bao gồm các cảm biến nhúng:

• Theo dõi áp suất kẹp và lực trong thời gian thực.
  
• Phát hiện chuyển động hoặc rung không mong muốn trong quá trình gia công.
  
• Gửi dữ liệu trực tiếp đến bộ điều khiển CNC hoặc hệ thống giám sát.

Vòng lặp phản hồi này giúp ngăn chặn sự không sắp xếp của bộ phận, vỡ công cụ hoặc mài mòn quá mức. Đó là tất cả về giảm thiểu sai lầm trước khi chúng xảy ra.

Thiết bị thay đổi nhanh và mô-đun

Hiệu quả quan trọng, đặc biệt là trong sản xuất hỗn hợp cao, khối lượng thấp. Thiết bị thay đổi nhanh và hệ thống mô-đun cho phép:

• Chuyển đổi phần hoặc thiết bị nhanh giữa các công việc.
  
• Cơ chế khóa không có công cụ để xử lý dễ dàng hơn.
  
• Khả năng thích ứng với nhiều kích thước hoặc hình dạng bộ phận.

Những đổi mới này giúp giảm thời gian thiết lập, tối đa hóa thời gian hoạt động của máy và hỗ trợ các quy trình làm việc sản xuất tinh tế.

Kết luận

Jigs và đồ đạc đóng một vai trò im lặng nhưng mạnh mẽ trong gia công CNC. Họ hướng dẫn các công cụ, giữ các bộ phận làm việc và hợp lý hóa các quy trình. Nếu không có chúng, các bộ phận sẽ mất nhiều thời gian hơn để sản xuất và khác nhau về chất lượng. Chúng đảm bảo khả năng lặp lại, tiết kiệm lao động và giảm cơ hội mắc sai lầm.

Đầu tư vào các thiết bị và thiết bị chất lượng sẽ trả giá cho dù bạn đang xây dựng các bộ phận ô tô hoặc thiết bị y tế. Chúng là xương sống của các cửa hàng CNC hiện đại.

Đối với các doanh nghiệp muốn nâng cao sản xuất của họ, ZCprecision cung cấp các thiết bị và thiết bị lắp ráp hàng đầu trong ngành phù hợp với nhu cầu của bạn. ZCprecision kết hợp kỹ thuật chuyên gia với vật liệu cao cấp để cung cấp các công cụ hỗ trợ chính xác cho mỗi dự án CNC. Từ thiết kế thiết bị tùy chỉnh đến sản xuất jig, ZCprecision giúp bạn tăng hiệu quả và giảm thời gian sản xuất.