3-2-1-principen – grunden i all fixturkonstruktion
En fri kropp har sex frihetsgrader: tre förflyttningar och tre rotationer. 3-2-1-principen låser dem med sex stödpunkter. Tre punkter i det primära planet låser tre frihetsgrader, två punkter i det sekundära planet låser två till och en sista punkt låser den sjätte. Fler fasta stöd än så gör fixturen överbestämd, och då är det detaljens måttavvikelser som styr läget i stället för fixturen.
Stödpunkterna läggs på de ytor som är referenser på detaljens ritning, och så långt isär som möjligt. Spännkraften ska trycka detaljen mot stöden, aldrig bort från dem, och angripa där detaljen är tillräckligt styv för att inte deformeras. Två styrpinnar i hål löses med en cylindrisk och en avfasad pinne, så att detaljen inte kläms.
I praktiken ersätts punkterna ofta av små stödytor eller härdade stödbultar, så att detaljen inte trycks in i fixturen. För gjutna eller svetsade detaljer med ojämna ytor används justerbara stöd i det primära planet. Det viktiga är att principen följs: varje frihetsgrad låses en gång, och bara en gång.
Borrjiggar och borrbussningar
En borrjigg styr borret till rätt läge utan att operatören behöver mäta och körna. Vi ritar jiggen med standardiserade borrbussningar enligt DIN 179 (utan krage) eller DIN 172 (med krage), som pressas in i ett hål med toleransen H7. Bussningens hål har toleransen F7 och ger borret lagom spel. Bussningens längd bör som riktvärde vara minst en till två gånger borrdiametern för att styra borret säkert.
Avståndet mellan bussningens underkant och detaljen avgör hur spånen kommer ut. Riktvärdet för stål är ungefär 0,5–1 gånger borrdiametern. Kortare avstånd ger bättre styrning men risk för spånstockning. För längre serier används utbytbara bussningar, så att en sliten bussning kan bytas utan att hela jiggen kasseras.
Jiggen ska också vara omöjlig att använda fel. Ett asymmetriskt anslag eller en extra pinne som bara passar på ett sätt, så kallad felsäkring, hindrar att detaljen borras spegelvänt. Det kostar nästan ingenting att rita in men sparar många kasserade detaljer.
Svets-, lim- och monteringsfixturer
En svetsfixtur ska hålla delarna i läge trots värme och krympning. Vi lägger stöden så att svetsfogen är åtkomlig och ger utrymme för krympningen, ibland med en förböjning som provsvetsning visar behövs. Snabbspännen placeras så att operatören når dem utan att byta grepp. Stöd nära fogen görs av koppar eller skyddas mot svetsstänk, så att de inte bränns fast eller slits ut.
Limjiggar och monteringsfixturer behöver sällan samma styvhet, men måste placera delarna exakt och vara lätta att rengöra. Här fungerar utskrivna fixturer mycket bra. En typisk lösning är en bottenplatta med urtag som följer detaljens kontur, med 0,2–0,3 mm spel per sida, och styrpinnar som låser läget. Monteringsordningen kan graveras direkt i fixturen.
Ergonomin påverkar både tempo och kvalitet. Fixturen placeras i rätt arbetshöjd, tunga delar skjuts in i stället för att lyftas, och spännen placeras så att operatören inte behöver sträcka sig. En fixtur som är bekväm att använda blir också använd på rätt sätt.
Kontrollfixturer och go/no-go
En kontrollfixtur jämför detaljen med ritningen på några sekunder. Detaljen läggs på samma referenser som vid bearbetningen, och mätytor eller pinnar visar om de kritiska måtten ligger inom tolerans. Go/no-go-tolkar för hål ritas efter toleransgränserna i ISO 286: gå-sidan på minsta tillåtna mått och ej gå-sidan på största.
För att kontrollfixturen ska vara tillförlitlig måste den själv vara betydligt noggrannare än detaljen. En tumregel är att mätdonets osäkerhet ska vara högst en tiondel av toleransen. Det avgör om fixturen kan skrivas ut eller måste fräsas och kalibreras. Hur toleranser anges på ritning förklarar vi i guiden toleranser och passningar.
Kontrollfixturer för plastdetaljer och plåt fungerar ofta som en negativ form av detaljen, där avvikelser syns som spalter mot fixturens kanter. Spalten kontrolleras med bladmått, vilket gör kontrollen snabb och likadan för alla operatörer.
Utskriven eller fräst fixtur?
Utskrivna fixturer i PETG, PA eller kolfiberförstärkt PA tas fram på en eller två dagar och passar korta serier, montering och kontroll med toleranser på några tiondelar. Slitytor förstärks med inpressade bussningar, gängade insatser och utbytbara inlägg. Läs mer om möjligheterna under konstruktion för 3D-utskrift.
Där fixturen tar upp skärkrafter eller värme, eller kräver noggrannhet på hundradelar, ritar vi den för fräsning i aluminium eller stål med härdade pinnar och bussningar. Du får då en ritning med toleranser och en stycklista med standardkomponenter, uppbyggd som våra tekniska ritningar. Varje fixtur märks med artikelnummer och revision, så att rätt version alltid används.
En fördel med utskrivna fixturer är att de är billiga att ersätta. När detaljen ändras skriver vi ut en ny version samma vecka, och den gamla kan sparas för äldre varianter. Det gör det också möjligt att ha flera identiska fixturer i olika stationer.
Riktvärden för fixturer och jiggar
| Detalj | Riktvärde eller standard |
|---|---|
| Lägesbestämning | 3-2-1: tre + två + en stödpunkt låser sex frihetsgrader |
| Styrpinnar i två hål | en cylindrisk pinne + en avfasad (diamant)pinne |
| Borrbussning utan krage | DIN 179 / ISO 4247 – hål F7, utvändigt n6 |
| Borrbussning med krage | DIN 172 – för större axialkrafter |
| Hål för bussning i fixturen | H7 |
| Avstånd bussning – detalj | ca 0,5–1 × borrdiametern (stål) |
| Spel i utskriven kontur | ca 0,2–0,3 mm per sida |
| Mätdonets osäkerhet | högst ca 1/10 av toleransen |
| Skruvar som lossas ofta i plast | gängade insatser av mässing |
Riktvärden. Slutliga val beror på detaljens material, seriestorlek och krav på noggrannhet.
Det här behöver vi från dig
- Detaljens CAD-modell i STEP eller en ritning med toleranser
- Vilka mått och ytor som är kritiska och vilka referenser ritningen använder
- Operationen: borrning, svetsning, limning, montering eller kontroll
- Maskin eller arbetsplats: spännbord, skruvstycke, T-spår eller robot
- Seriestorlek och antal cykler per dag
- Hur detaljen läggs i och tas ur – och av vem
- Standardkomponenter ni redan använder, till exempel snabbspännen och pinnar
Exempel på uppdrag
- Borrjigg för hålbild i profilrör
- Svetsfixtur för konsol eller ram
- Limjigg för placering av magneter
- Monteringsfixtur för kretskort och kapsling
- Kontrollfixtur med go/no-go-pinnar
- Mjuka käftar till skruvstycke
- Fixtur för gravering och lasermärkning
- Hållare för robotgripdon
- Bockmall för rör och plattstång
- Mall för hålbild i vägg eller skåp
Det här påverkar pris och leveranstid
- Antal varianter som fixturen ska klara
- Toleranskrav och om fixturen ska fräsas eller skrivas ut
- Antal spänn- och stödpunkter
- Behov av utbytbara slitdelar och bussningar
- Om detaljens CAD-modell finns eller måste tas fram
- Dokumentation: ritningar, stycklista och instruktion
Det här får du
- Fixtur som sammanställning med detaljen
- Kollisionskontroll mot verktyg, borr och svetspistol
- Stycklista med standardkomponenter och artikelnummer
- Ritningar för fräsning eller filer för 3D-utskrift
- Utskriven fixtur klar att använda (tillval)
- Märkning med artikelnummer och revision
Vanliga frågor
Vad är skillnaden mellan en fixtur och en jigg?
En fixtur håller detaljen på plats under bearbetning eller montering. En jigg styr dessutom verktyget, som en borrjigg med bussningar. I vardagligt tal används orden ofta om varandra.
Håller en 3D-utskriven fixtur i produktion?
För montering, limning och kontroll ofta i tusentals cykler. Slitytor förstärks med metallbussningar och utbytbara inlägg. Fixturer som tar upp skärkrafter eller värme ritar vi hellre för fräsning.
Vad är 3-2-1-principen?
Det är ett sätt att låsa detaljens sex frihetsgrader med exakt sex stödpunkter: tre i ett plan, två i ett andra och en i ett tredje. Det ger samma läge varje gång utan att fixturen blir överbestämd.
Behöver ni detaljens CAD-fil?
Det går snabbast med en STEP-fil. Vi kan även utgå från en ritning, ett prov eller mått och ta fram en modell av detaljen först.
Kan en fixtur hantera flera varianter?
Ja. Med utbytbara inlägg, flyttbara anslag eller indexerade stöd kan samma bas användas för flera storlekar. Det minskar antalet fixturer på hyllan.
Hur noggrann kan en utskriven fixtur bli?
Med kalibrerad utskrift och efterbearbetning av kritiska hål ligger noggrannheten typiskt kring ±0,1–0,2 mm. Krävs mer pressar vi in bussningar i brotschade hål eller ritar fixturen för fräsning.