3-2-1-prinsippet – grunnlaget for konstruksjon av fiksturer
Et fritt legeme har seks frihetsgrader: tre forflytninger og tre rotasjoner. 3-2-1-prinsippet låser dem med seks støttepunkter. Tre punkter i primærplanet låser tre frihetsgrader, to punkter i sekundærplanet låser to til, og et siste punkt låser den sjette. Flere faste støtter gjør fiksturen overbestemt. Da er det detaljens målavvik som styrer posisjonen, ikke fiksturen.
Støttepunktene legges på flatene som er referanser på detaljens tegning, og så langt fra hverandre som mulig. Spennkraften skal presse detaljen mot støttene, aldri bort fra dem. Den skal også virke der detaljen er stiv nok til ikke å deformeres. To styrepinner i hull løses med én sylindrisk og én avfaset pinne, slik at detaljen ikke klemmes.
I praksis erstattes punktene ofte av små støtteflater eller herdede støttebolter, slik at detaljen ikke presses inn i fiksturen. For støpte eller sveiste detaljer med ujevne flater brukes justerbare støtter i primærplanet. Det viktige er at prinsippet følges: hver frihetsgrad låses én gang, og bare én gang.
Borejigger og borebøssinger
En borejigg styrer boret til riktig posisjon uten at operatøren må måle og kjørne. Vi tegner jiggen med standardiserte borebøssinger etter DIN 179 (uten krage) eller DIN 172 (med krage). De presses inn i et hull med toleransen H7. Bøssingens hull har toleransen F7 og gir boret passe klaring. Som veiledende verdi bør bøssingen være minst én til to ganger bordiameteren lang for å styre boret sikkert.
Avstanden mellom bøssingens underkant og detaljen avgjør hvordan sponen kommer ut. Veiledende verdi for stål er omtrent 0,5–1 gang bordiameteren. Kortere avstand gir bedre styring, men fare for sponstopp. For lengre serier brukes utskiftbare bøssinger. Da kan en slitt bøssing byttes uten at hele jiggen kasseres.
Jiggen skal også være umulig å bruke feil. Et asymmetrisk anlegg eller en ekstra pinne som bare passer én vei, såkalt feilsikring, hindrer at detaljen bores speilvendt. Det koster nesten ingenting å tegne inn, men sparer mange kasserte detaljer.
Sveise-, lime- og monteringsfiksturer
En sveisefikstur skal holde delene på plass til tross for varme og krymping. Vi legger støttene slik at sveisefugen er tilgjengelig og det er rom for krympingen. Noen ganger trengs en forbøyning som prøvesveising viser behovet for. Hurtigspenn plasseres slik at operatøren når dem uten å bytte grep. Støtter nær fugen lages i kobber eller beskyttes mot sveisesprut, slik at de ikke brenner seg fast eller slites ut.
Limejigger og monteringsfiksturer trenger sjelden samme stivhet, men må plassere delene nøyaktig og være lette å rengjøre. Her fungerer printede fiksturer svært godt. En typisk løsning er en bunnplate med utsparinger som følger detaljens kontur, med 0,2–0,3 mm klaring per side, og styrepinner som låser posisjonen. Monteringsrekkefølgen kan graveres direkte i fiksturen.
Ergonomien påvirker både tempo og kvalitet. Fiksturen plasseres i riktig arbeidshøyde, tunge deler skyves inn i stedet for å løftes, og spennene plasseres slik at operatøren ikke må strekke seg. En fikstur som er behagelig å bruke, blir også brukt riktig.
Kontrollfiksturer og go/no-go
En kontrollfikstur sammenligner detaljen med tegningen på noen sekunder. Detaljen legges på de samme referansene som ved bearbeidingen. Måleflater eller pinner viser om de kritiske målene ligger innenfor toleransen. Go/no-go-tolker for hull tegnes etter toleransegrensene i ISO 286: go-siden på minste tillatte mål og no-go-siden på største.
For at kontrollfiksturen skal være pålitelig, må den selv være langt mer nøyaktig enn detaljen. En tommelfingerregel er at måleutstyrets usikkerhet skal være høyst en tidel av toleransen. Det avgjør om fiksturen kan printes eller må freses og kalibreres. Hvordan toleranser angis på tegning, forklarer vi i guiden toleranser og pasninger.
Kontrollfiksturer for plastdetaljer og plate fungerer ofte som en negativ form av detaljen. Avvik synes da som spalter mot fiksturens kanter. Spalten kontrolleres med søkerblad, noe som gjør kontrollen rask og lik for alle operatører.
Printet eller frest fikstur?
Printede fiksturer i PETG, PA eller karbonfiberforsterket PA lages på én eller to dager. De passer korte serier, montering og kontroll med toleranser på noen tideler. Slitflater forsterkes med innpressede bøssinger, gjengeinnsatser og utskiftbare innlegg. Les mer om mulighetene under konstruksjon for 3D-printing.
Der fiksturen tar opp skjærekrefter eller varme, eller krever nøyaktighet på hundredeler, tegner vi den for fresing i aluminium eller stål med herdede pinner og bøssinger. Du får da en tegning med toleranser og en stykkliste med standardkomponenter, bygget opp som våre tekniske tegninger. Hver fikstur merkes med artikkelnummer og revisjon, slik at riktig versjon alltid brukes.
En fordel med printede fiksturer er at de er billige å erstatte. Når detaljen endres, printer vi en ny versjon samme uke, og den gamle kan tas vare på for eldre varianter. Det gjør det også mulig å ha flere like fiksturer på ulike stasjoner.
Veiledende verdier for fiksturer og jigger
| Detalj | Veiledende verdi eller standard |
|---|---|
| Posisjonering | 3-2-1: tre + to + ett støttepunkt låser seks frihetsgrader |
| Styrepinner i to hull | én sylindrisk pinne + én avfaset (diamant)pinne |
| Borebøssing uten krage | DIN 179 / ISO 4247 – hull F7, utvendig n6 |
| Borebøssing med krage | DIN 172 – for større aksialkrefter |
| Hull for bøssing i fiksturen | H7 |
| Avstand bøssing – detalj | ca. 0,5–1 × bordiameteren (stål) |
| Klaring i printet kontur | ca. 0,2–0,3 mm per side |
| Måleutstyrets usikkerhet | høyst ca. 1/10 av toleransen |
| Skruer som løsnes ofte i plast | gjengeinnsatser i messing |
Veiledende verdier. Endelige valg avhenger av detaljens materiale, seriestørrelse og krav til nøyaktighet.
Dette trenger vi fra deg
- Detaljens CAD-modell i STEP eller en tegning med toleranser
- Hvilke mål og flater som er kritiske, og hvilke referanser tegningen bruker
- Operasjonen: boring, sveising, liming, montering eller kontroll
- Maskin eller arbeidsplass: spennbord, skrustikke, T-spor eller robot
- Seriestørrelse og antall sykluser per dag
- Hvordan detaljen legges inn og tas ut – og av hvem
- Standardkomponenter dere allerede bruker, for eksempel hurtigspenn og pinner
Eksempler på oppdrag
- Borejigg for hullbilde i profilrør
- Sveisefikstur for konsoll eller ramme
- Limejigg for plassering av magneter
- Monteringsfikstur for kretskort og kapsling
- Kontrollfikstur med go/no-go-pinner
- Myke bakker til skrustikke
- Fikstur for gravering og lasermerking
- Holder for robotgriper
- Bøyemal for rør og flattstål
- Mal for hullbilde i vegg eller skap
Dette påvirker pris og leveringstid
- Antall varianter fiksturen skal håndtere
- Toleransekrav og om fiksturen skal freses eller printes
- Antall spenn- og støttepunkter
- Behov for utskiftbare slitedeler og bøssinger
- Om detaljens CAD-modell finnes eller må lages
- Dokumentasjon: tegninger, stykkliste og instruksjon
Dette får du
- Fikstur som sammenstilling med detaljen
- Kollisjonskontroll mot verktøy, bor og sveisepistol
- Stykkliste med standardkomponenter og artikkelnumre
- Tegninger for fresing eller filer for 3D-printing
- Printet fikstur klar til bruk (tilvalg)
- Merking med artikkelnummer og revisjon
Vanlige spørsmål
Hva er forskjellen på en fikstur og en jigg?
En fikstur holder detaljen på plass under bearbeiding eller montering. En jigg styrer i tillegg verktøyet, som en borejigg med bøssinger. I dagligtale brukes ordene ofte om hverandre.
Holder en 3D-printet fikstur i produksjon?
Til montering, liming og kontroll ofte i tusenvis av sykluser. Slitflater forsterkes med metallbøssinger og utskiftbare innlegg. Fiksturer som tar opp skjærekrefter eller varme, tegner vi heller for fresing.
Hva er 3-2-1-prinsippet?
Det er en måte å låse detaljens seks frihetsgrader med nøyaktig seks støttepunkter: tre i ett plan, to i et annet og ett i et tredje. Det gir samme posisjon hver gang uten at fiksturen blir overbestemt.
Trenger dere detaljens CAD-fil?
Det går raskest med en STEP-fil. Vi kan også ta utgangspunkt i en tegning, en prøve eller mål og først lage en modell av detaljen.
Kan én fikstur håndtere flere varianter?
Ja. Med utskiftbare innlegg, flyttbare anlegg eller indekserte støtter kan samme base brukes til flere størrelser. Det reduserer antall fiksturer på hyllen.
Hvor nøyaktig kan en printet fikstur bli?
Med kalibrert printing og etterbearbeiding av kritiske hull ligger nøyaktigheten typisk rundt ±0,1–0,2 mm. Kreves mer, presser vi inn bøssinger i opprømmede hull eller tegner fiksturen for fresing.