3-2-1-princippet – grundlaget for al konstruktion af fiksturer
Et frit legeme har seks frihedsgrader: tre forskydninger og tre rotationer. 3-2-1-princippet låser dem med seks støttepunkter. Tre punkter i det primære plan låser tre frihedsgrader, to punkter i det sekundære plan låser yderligere to, og et sidste punkt låser den sjette. Flere faste støtter end det gør fiksturen overbestemt. Så er det emnets målafvigelser, der styrer positionen, i stedet for fiksturen.
Støttepunkterne placeres på de flader, der er referencer på emnets tegning, og så langt fra hinanden som muligt. Spændekraften skal presse emnet mod støtterne, aldrig væk fra dem, og angribe der, hvor emnet er stift nok til ikke at blive deformeret. To styrestifter i huller løses med en cylindrisk og en affaset stift, så emnet ikke klemmes.
I praksis erstattes punkterne ofte af små støtteflader eller hærdede støttebolte, så emnet ikke trykkes ind i fiksturen. Til støbte eller svejste emner med ujævne flader bruges justerbare støtter i det primære plan. Det vigtige er, at princippet følges: hver frihedsgrad låses én gang og kun én gang.
Borejigs og borebøsninger
En borejig styrer boret til den rigtige position, uden at operatøren skal måle og kørne. Vi tegner jiggen med standardiserede borebøsninger efter DIN 179 (uden krave) eller DIN 172 (med krave), der presses ind i et hul med tolerancen H7. Bøsningens hul har tolerancen F7 og giver boret passende slør. Bøsningens længde bør som tommelfingerregel være mindst en til to gange bordiameteren for at styre boret sikkert.
Afstanden mellem bøsningens underkant og emnet afgør, hvordan spånerne kommer ud. Den vejledende værdi for stål er omtrent 0,5–1 gange bordiameteren. Kortere afstand giver bedre styring, men risiko for spånstop. Til længere serier bruges udskiftelige bøsninger, så en slidt bøsning kan skiftes, uden at hele jiggen kasseres.
Jiggen skal også være umulig at bruge forkert. Et asymmetrisk anslag eller en ekstra stift, der kun passer på én måde, såkaldt fejlsikring, forhindrer, at emnet bores spejlvendt. Det koster næsten intet at tegne ind, men sparer mange kasserede emner.
Svejse-, lime- og montagefiksturer
En svejsefikstur skal holde delene på plads trods varme og krympning. Vi placerer støtterne, så svejsesømmen er tilgængelig, og giver plads til krympningen, nogle gange med en forbøjning, som prøvesvejsning viser er nødvendig. Hurtigspænderne placeres, så operatøren kan nå dem uden at skifte greb. Støtter tæt på sømmen laves i kobber eller beskyttes mod svejsesprøjt, så de ikke brænder fast eller slides op.
Limejigs og montagefiksturer kræver sjældent samme stivhed, men skal placere delene nøjagtigt og være nemme at rengøre. Her fungerer printede fiksturer rigtig godt. En typisk løsning er en bundplade med udsparinger, der følger emnets kontur, med 0,2–0,3 mm frigang pr. side, og styrestifter, der låser positionen. Monteringsrækkefølgen kan graveres direkte i fiksturen.
Ergonomien påvirker både tempo og kvalitet. Fiksturen placeres i den rigtige arbejdshøjde, tunge dele skubbes ind i stedet for at blive løftet, og spænderne placeres, så operatøren ikke skal strække sig. En fikstur, der er behagelig at bruge, bliver også brugt rigtigt.
Kontrolfiksturer og go/no-go
En kontrolfikstur sammenligner emnet med tegningen på få sekunder. Emnet lægges på de samme referencer som ved bearbejdningen, og måleflader eller stifter viser, om de kritiske mål ligger inden for tolerancen. Go/no-go-tolke til huller tegnes efter tolerancegrænserne i ISO 286: gå-siden på det mindste tilladte mål og ikke-gå-siden på det største.
For at kontrolfiksturen er pålidelig, skal den selv være betydeligt mere nøjagtig end emnet. En tommelfingerregel er, at måleudstyrets usikkerhed højst må være en tiendedel af tolerancen. Det afgør, om fiksturen kan printes eller skal fræses og kalibreres. Hvordan tolerancer angives på tegninger, forklarer vi i guiden tolerancer og pasninger.
Kontrolfiksturer til plastemner og plade fungerer ofte som en negativ form af emnet, hvor afvigelser ses som spalter mod fiksturens kanter. Spalten kontrolleres med søgerblad, hvilket gør kontrollen hurtig og ens for alle operatører.
Printet eller fræset fikstur?
Printede fiksturer i PETG, PA eller kulfiberforstærket PA laves på en eller to dage og passer til korte serier, montage og kontrol med tolerancer på nogle tiendedele. Slidflader forstærkes med indpressede bøsninger, gevindindsatser og udskiftelige indlæg. Læs mere om mulighederne under konstruktion til 3D-print.
Hvor fiksturen optager skærekræfter eller varme eller kræver nøjagtighed på hundrededele, tegner vi den til fræsning i aluminium eller stål med hærdede stifter og bøsninger. Du får så en tegning med tolerancer og en stykliste med standardkomponenter, bygget op som vores tekniske tegninger. Hver fikstur mærkes med varenummer og revision, så den rigtige version altid bruges.
En fordel ved printede fiksturer er, at de er billige at udskifte. Når emnet ændres, printer vi en ny version samme uge, og den gamle kan gemmes til ældre varianter. Det gør det også muligt at have flere ens fiksturer på forskellige stationer.
Vejledende værdier for fiksturer og jigs
| Detalje | Vejledende værdi eller standard |
|---|---|
| Positionsbestemmelse | 3-2-1: tre + to + ét støttepunkt låser seks frihedsgrader |
| Styrestifter i to huller | en cylindrisk stift + en affaset (diamant)stift |
| Borebøsning uden krave | DIN 179 / ISO 4247 – hul F7, udvendigt n6 |
| Borebøsning med krave | DIN 172 – til større aksialkræfter |
| Hul til bøsning i fiksturen | H7 |
| Afstand bøsning – emne | ca. 0,5–1 × bordiameteren (stål) |
| Frigang i printet kontur | ca. 0,2–0,3 mm pr. side |
| Måleudstyrets usikkerhed | højst ca. 1/10 af tolerancen |
| Skruer, der løsnes ofte, i plast | gevindindsatser i messing |
Vejledende værdier. Endelige valg afhænger af emnets materiale, seriestørrelse og krav til nøjagtighed.
Det skal vi bruge fra dig
- Emnets CAD-model i STEP eller en tegning med tolerancer
- Hvilke mål og flader der er kritiske, og hvilke referencer tegningen bruger
- Operationen: boring, svejsning, limning, montage eller kontrol
- Maskine eller arbejdsplads: spændebord, skruestik, T-spor eller robot
- Seriestørrelse og antal cyklusser pr. dag
- Hvordan emnet lægges i og tages ud – og af hvem
- Standardkomponenter, I allerede bruger, for eksempel hurtigspændere og stifter
Eksempler på opgaver
- Borejig til hulbillede i profilrør
- Svejsefikstur til konsol eller ramme
- Limejig til placering af magneter
- Montagefikstur til printplade og kabinet
- Kontrolfikstur med go/no-go-stifter
- Bløde bakker til skruestik
- Fikstur til gravering og lasermærkning
- Holder til robotgriber
- Bukkeskabelon til rør og fladstål
- Skabelon til hulbillede i væg eller skab
Det påvirker pris og leveringstid
- Antal varianter, som fiksturen skal kunne håndtere
- Tolerancekrav, og om fiksturen skal fræses eller printes
- Antal spænde- og støttepunkter
- Behov for udskiftelige sliddele og bøsninger
- Om emnets CAD-model findes eller skal laves
- Dokumentation: tegninger, stykliste og vejledning
Det får du
- Fikstur som samling med emnet
- Kollisionskontrol mod værktøj, bor og svejsepistol
- Stykliste med standardkomponenter og varenumre
- Tegninger til fræsning eller filer til 3D-print
- Printet fikstur klar til brug (tilvalg)
- Mærkning med varenummer og revision
Ofte stillede spørgsmål
Hvad er forskellen på en fikstur og en jig?
En fikstur holder emnet på plads under bearbejdning eller montage. En jig styrer desuden værktøjet, som en borejig med bøsninger. I daglig tale bruges ordene ofte i flæng.
Holder en 3D-printet fikstur i produktionen?
Til montage, limning og kontrol ofte i tusindvis af cyklusser. Slidflader forstærkes med metalbøsninger og udskiftelige indlæg. Fiksturer, der optager skærekræfter eller varme, tegner vi hellere til fræsning.
Hvad er 3-2-1-princippet?
Det er en måde at låse emnets seks frihedsgrader med præcis seks støttepunkter: tre i ét plan, to i et andet og ét i et tredje. Det giver samme position hver gang, uden at fiksturen bliver overbestemt.
Skal I bruge emnets CAD-fil?
Det går hurtigst med en STEP-fil. Vi kan også tage udgangspunkt i en tegning, en prøve eller mål og lave en model af emnet først.
Kan en fikstur håndtere flere varianter?
Ja. Med udskiftelige indlæg, flytbare anslag eller indekserede støtter kan den samme base bruges til flere størrelser. Det reducerer antallet af fiksturer på hylden.
Hvor nøjagtig kan en printet fikstur blive?
Med kalibreret print og efterbearbejdning af kritiske huller ligger nøjagtigheden typisk omkring ±0,1–0,2 mm. Kræves der mere, presser vi bøsninger ind i rivaljerede huller eller tegner fiksturen til fræsning.