Fixação (ferramenta) - Fixture (tool)
Um acessório é um dispositivo de fixação ou suporte usado na indústria de manufatura . Os acessórios são usados para localizar (posicionar em um local ou orientação específica) e apoiar o trabalho com segurança, garantindo que todas as peças produzidas com o acessório mantenham a conformidade e a intercambialidade. Usar um acessório melhora a economia de produção, permitindo uma operação suave e rápida transição de peça a peça, reduzindo a necessidade de mão de obra qualificada ao simplificar como as peças de trabalho são montadas e aumentando a conformidade em toda a execução da produção.
Um acessório de fixação difere de um gabarito porque, quando um acessório de fixação é usado, a ferramenta deve se mover em relação à peça de trabalho; um gabarito move a peça enquanto a ferramenta permanece estacionária.
Propósito
O objetivo principal de um acessório é criar um ponto de montagem seguro para uma peça de trabalho, permitindo suporte durante a operação e maior exatidão, precisão, confiabilidade e intercambiabilidade nas peças acabadas. Também serve para reduzir o tempo de trabalho, permitindo uma configuração rápida e suavizando a transição de uma peça para outra. Freqüentemente, reduz a complexidade de um processo, permitindo que trabalhadores não qualificados o executem e transferindo efetivamente a habilidade do fabricante de ferramentas para o trabalhador não qualificado. Os acessórios também permitem um maior grau de segurança do operador, reduzindo a concentração e o esforço necessários para manter uma peça estável.
Economicamente falando, a função mais valiosa de um acessório é reduzir os custos de mão de obra. Sem um acessório, operar uma máquina ou processo pode exigir dois ou mais operadores; o uso de um acessório pode eliminar um dos operadores, prendendo a peça de trabalho.
Projeto
As luminárias devem ser projetadas tendo em mente a economia; o objetivo desses dispositivos é frequentemente reduzir custos e, portanto, eles devem ser projetados de forma que a redução de custo supere o custo de implementação do acessório. Geralmente é melhor, do ponto de vista econômico, que um acessório resulte em uma pequena redução de custo para um processo em uso constante, do que para uma grande redução de custo para um processo usado apenas ocasionalmente.
A maioria dos acessórios possui um componente sólido, fixado ao chão ou ao corpo da máquina e considerado imóvel em relação ao movimento da broca de usinagem, e um ou mais componentes móveis conhecidos como grampos . Esses grampos (que podem ser operados por muitos meios mecânicos diferentes) permitem que as peças de trabalho sejam facilmente colocadas na máquina ou removidas e, ainda assim, permaneçam seguras durante a operação. Muitos também são ajustáveis, permitindo que peças de diferentes tamanhos sejam usadas para diferentes operações. Os acessórios devem ser projetados de forma que a pressão ou o movimento da operação de usinagem (geralmente conhecido como avanço ) seja direcionado principalmente contra o componente sólido do acessório. Isso reduz a probabilidade de falha do aparelho, interrompendo a operação e potencialmente causando danos à infraestrutura, componentes ou operadores.
As luminárias também podem ser projetadas para usos muito gerais ou simples. Essas luminárias multiuso tendem a ser muito simples, muitas vezes contando com a precisão e engenhosidade do operador, bem como superfícies e componentes já presentes na oficina, para fornecer os mesmos benefícios de uma luminária especialmente projetada. Os exemplos incluem tornos de oficina , braçadeiras ajustáveis e dispositivos improvisados, como pesos e móveis.
Cada componente de um acessório é projetado para um de dois propósitos: localização ou suporte .
Localização
A localização dos componentes garante a estabilidade geométrica da peça. Eles se certificam de que a peça de trabalho repousa na posição e orientação corretas para a operação, abordando e impedindo todos os graus de liberdade que a peça de trabalho possui.
Para localizar peças de trabalho, os acessórios empregam pinos (ou botões ), grampos e superfícies. Esses componentes garantem que a peça de trabalho seja posicionada corretamente e permaneça na mesma posição durante toda a operação. As superfícies fornecem suporte para a peça, os pinos permitem uma localização precisa com baixo custo de área de superfície e os grampos permitem que a peça de trabalho seja removida ou sua posição ajustada. As peças de localização tendem a ser projetadas e construídas de acordo com especificações muito rígidas.
Apoio, suporte
Ao projetar as peças de localização de um acessório, apenas a direção das forças aplicadas pela operação são consideradas, e não sua magnitude . As peças posicionadas apoiam tecnicamente a peça de trabalho, mas não levam em consideração a força das forças aplicadas pelo processo e, portanto, são geralmente inadequadas para realmente fixar a peça de trabalho durante a operação. Para tanto, são utilizados componentes de suporte .
Para proteger as peças de trabalho e evitar o movimento durante a operação, os componentes de suporte usam principalmente duas técnicas: paradas positivas e fricção. Uma parada positiva é qualquer componente imóvel (como uma superfície sólida ou pino) que, por sua colocação, impede fisicamente o movimento da peça de trabalho. É mais provável que os componentes de suporte sejam ajustáveis do que os componentes de localização e, normalmente, não pressionam com força a peça de trabalho nem fornecem localização absoluta.
Os componentes de suporte geralmente suportam o impacto das forças aplicadas durante a operação. Para reduzir as chances de falha, os componentes de suporte geralmente não são projetados como grampos.
Tipos de luminárias
Os acessórios são geralmente classificados de acordo com a máquina para a qual foram projetados. Os dois mais comuns são acessórios de fresagem e acessórios de perfuração .
Dispositivos de moagem
As operações de fresamento tendem a envolver cortes grandes e retos que produzem muitos cavacos e envolvem forças variáveis. As áreas de localização e apoio geralmente devem ser grandes e muito robustas para acomodar as operações de fresamento; braçadeiras fortes também são um requisito. Devido à vibração da máquina, paradas positivas são preferíveis ao atrito para prender a peça de trabalho. Para processos automatizados de alto volume, acessórios de fresagem geralmente envolvem grampos hidráulicos ou pneumáticos .
Dispositivos de perfuração
Os acessórios de perfuração abrangem uma ampla gama de projetos e procedimentos diferentes do que os acessórios de fresagem. Embora a fixação para brocas seja mais frequentemente fornecida por gabaritos , acessórios também são usados para operações de perfuração.
Dois elementos comuns de acessórios de perfuração são o orifício e a bucha . Os furos são frequentemente projetados em acessórios de perfuração, para permitir espaço para a própria broca continuar através da peça de trabalho sem danificar o acessório ou a broca, ou para guiar a broca até o ponto apropriado na peça de trabalho. As buchas são luvas de rolamento simples inseridas nesses orifícios para protegê-los e guiar a broca.
Como as brocas tendem a aplicar força em apenas uma direção, os componentes de suporte para acessórios de perfuração podem ser mais simples. Se a broca estiver alinhada apontando para baixo, os mesmos componentes de suporte podem compensar as forças da broca e da gravidade ao mesmo tempo. No entanto, embora monodirecional, a força aplicada pelas brocas tende a se concentrar em uma área muito pequena. Os acessórios de perfuração devem ser projetados com cuidado para evitar que a peça de trabalho dobre sob a força da broca.
Acessórios de soldagem a gás
A soldagem é feita através da queima de combustível na presença de oxigênio, o que produz temperaturas extremamente altas que derretem as peças e as unem durante a soldagem. No caso de soldagem a gás, a perda de calor deve ser mínima para evitar rachaduras na solda. Portanto, os acessórios devem ser projetados de forma que grandes massas de acessórios fiquem longe da linha de solda, ao mesmo tempo que fornecem suporte suficiente para as peças de trabalho.
Acessórios de soldagem a arco
A peça de trabalho pode reagir quimicamente com gases oxigênio e nitrogênio do ar em temperaturas mais altas produzidas pelo arco durante a soldagem. Para evitar que a peça reaja com o ar, um gás de proteção é usado ao redor da área de soldagem para minimizar a exposição da peça ao ambiente. As temperaturas produzidas na soldagem a arco são muito mais altas do que na soldagem a gás. Portanto, eles são usados na soldagem de estruturas de aço e veículos.
Acessórios de soldagem por resistência
Os acessórios devem estar livres de detritos e flash para uma operação segura. Existem várias razões para a cura do acessório, como indutância, isolamento, solda instantânea e localização. Até mesmo ferramentas magnéticas causam problemas semelhantes. A ferramenta absorve energia e aquece durante a soldagem, o que força o soldador a trabalhar mais para a soldagem por pontos. Para evitar isso, acessórios, placas de base e outros componentes são feitos de materiais não magnéticos. Isole o acessório para evitar que a corrente flua através dele e aqueça devido ao aquecimento por resistência. De parafusos a superfícies de contato, isole todos os componentes do acessório.
Acessórios de soldagem a laser
A soldagem a laser é conhecida por sua versatilidade e rapidez na produção de soldas estreitas e profundas com um mínimo de distorção e aporte de calor. Ele ganhou muita popularidade entre as peças que exigem pouco ou nenhum processamento pós-soldagem. Além disso, a soldagem a laser com um acessório adequado facilita o trabalho da ferramenta, resultando em um produto preciso em menos tempo. Um feixe de laser de alta intensidade é focado na peça a ser soldada usando uma lente. Ele derrete o material e a soldagem por fusão ocorre devido ao intenso calor produzido. O acessório deve ser projetado de forma que o laser seja colocado em uma montagem firme para evitar vibração. Espaço suficiente é permitido entre a mesa de trabalho e as lentes para várias ferramentas de posicionamento internas. Quando mais de um acessório tiver que ser usado, controle as alturas de trabalho de ambos os acessórios um em relação ao outro para evitar desfocagem acidental que pode resultar em má qualidade.
Veja também
Notas
Referências
- Colvin, Fred H .; Haas, Lucian L. (1938). Jigs and Fixtures: A Reference Book . Nova York e Londres: McGraw-Hill Book Company.
- Henriksen, Erik K. (1973). Manual de projeto de gabaritos e acessórios . Nova York, NY: Industrial Press Inc.