Memahami Jig dan Fixture: Alat Kunci untuk Manufaktur Presisi
Bagi mereka yang terlibat dalam manufaktur atau prototipe, istilah “jig” dan “fixture” sering muncul, terutama ketika berbicara tentang mesin — proses manufaktur pengurangan untuk bagian plastik dan logam. Tapi apa jig dan fixture, untuk apa jig dan fixture digunakan, dan mengapa jig dan fixture sangat penting?
Meskipun sering digabungkan, kedua alat ini memainkan fungsi yang berbeda dalam proses manufaktur dan sering digunakan dengan berbagai peralatan manufaktur. Keduanya membantu menghasilkan bagian yang lebih akurat dan dapat diulang, dan keduanya dapat dibuat menggunakan beberapa teknik manufaktur yang berbeda, tetapi jig dan fixture tetap berbeda secara mendasar.
Artikel ini akan berfungsi sebagai pengantar bagi siapa pun yang perlu penjelasan tentang jig dan fixture. Ini akan melihat perbedaan utama antara jig dan fixture, serta aplikasi utama mereka dan bagaimana mereka dapat dibuat.
Apa itu jig dan fixture?
Sebelum memasuki atribut spesifik jig dan fixture, kita harus mundur satu langkah dan bertanya pertanyaan yang lebih luas tentang tipe objek apa jig dan fixture.
Kita dapat memikirkan kedua item ini sebagai alat atau potongan tooling: implementasi yang digunakan dalam pembuatan bagian baru yang berbeda dari mesin manufaktur (mis. mesin CNC, pencetak 3D) dan bagian yang dibuat. (Contoh lain dari tooling termasuk perangkat pembentukan material seperti cetakan dan matriks, dan alat potong seperti bor.)
Lebih spesifik, baik jig dan fixture — tetapi terutama fixture — dapat dianggap sebagai perangkat pekerjaan: item yang digunakan untuk menjaga workpiece stabil dan aman selama manufaktur.
Apa itu jig?
Kami akan memulai penjelasan kami tentang jig dan fixture dengan jig. Singkatnya, jig adalah alat yang digunakan untuk mengontrol atau menggerakkan alat potong seperti bor (dan kadang-kadang sekaligus menyimpan workpiece).
Jadi mengapa produsen menggunakan jig? Dengan memperkenalkan alat yang secara tepat menggerakkan alat potong, produsen dapat, misalnya, menjamin keterulangan: memastikan potongan yang sama dibuat di tempat yang sama pada beberapa duplikat bagian. Jig yang sama dapat digunakan berulang kali, menghasilkan hasil yang sama dengan setiap penggunaan.
Karena tujuannya terutama untuk memandu dan mengarahkan alat potong, jig paling sering digunakan untuk kerja manual, yaitu mesin manual dan bor. (Mesin CNC kurang bergantung pada jig, karena mereka dirancang untuk memberikan presisi tingkat mikron tanpa bantuan; alat potong mereka “dipandu” oleh instruksi komputer.)
Tipe jig:
- Template jig: Jig sederhana yang dapat dipasang pada workpiece, memiliki lubang di mana alat potong (mis. bor) dapat dipandu.
- Plate jig: Mirip dengan template jig tetapi dengan bush bor alih-alih hanya lubang.
- Angle-plate jig: Digunakan untuk mendukung workpiece di sudut untuk memudahkan pemboran mis. lubang diagonal.
- Leaf jig: Jig dengan daun berjepit yang dapat dibuka dan ditutup untuk pemuatan atau pembongkaran yang lebih cepat.
- Diameter jig: Digunakan untuk memungkinkan pemboran workpiece bulat yang tidak dapat dengan mudah diamankan dalam tipe jig lainnya.
Apa itu fixture?
Fixture memiliki beberapa fitur yang sama dengan jig, tetapi tujuannya pada dasarnya berbeda. Fungsi tunggal dari fixture adalah untuk menjaga workpiece stabil dan aman selama manufaktur; fixture adalah perangkat pekerjaan dalam arti yang paling sejati.
Fixture dapat melakukan beberapa fungsi. Dengan menjaga workpiece sepenuhnya aman, mereka memastikan akurasi dan keterulangan. Mereka juga dapat disesuaikan untuk memegang workpiece pada sudut tertentu, yang memungkinkan operasi potong dalam berbagai arah. Fixture juga meminimalkan kesalahan dan menjamin keamanan pekerja dengan mencegah workpiece dilempar secara tidak sengaja dari meja kerja. Seperti jig, fixture sering digunakan dalam operasi mesin.
Anda kemungkinan akan melihat fixture digunakan di pusat mesin CNC dan peralatan manufaktur otomatis lainnya. Mesin CNC dapat mengarahkan alat potong mereka tanpa menggunakan jig, tetapi mereka tidak akan bekerja dengan benar jika workpiece tidak dapat dipertahankan aman.
Sementara jig biasanya ditempatkan dengan pengait atau bahkan dipegang secara manual oleh operator mesin, fixture memiliki berbagai opsi klamping, termasuk sistem hidrolik, pneumatik, dan vakum untuk memberikan gaya yang diperlukan.
Tipe fixture:
- Turning fixture: Biasanya dipasang pada spindel mesin atau plate muka, turning fixture berguna untuk bagian kompleks yang dibuat dengan bubut.
- Milling fixture: Biasanya diikat pada meja kerja dengan pengait, fixture ini memungkinkan berbagai operasi milling.
- Drilling fixture: terdiri dari lubang dan bushing, drilling fixture kadang-kadang digunakan sebagai gantian (atau selain) jig.
- Grinding fixture: Digunakan untuk mendukung workpiece selama operasi grinding.
Perbedaan antara jig dan fixture
Apakah jig dan fixture sama? Tidak, mereka tidak: meskipun keduanya tipe tooling yang digunakan dalam manufaktur, dan meskipun mereka berbagi beberapa sifat yang sama, mereka adalah objek yang berbeda.
Perbedaan utama antara jig dan fixture adalah bahwa jig memainkan beberapa peran dalam mengontrol posisi atau gerakan alat lain, umumnya alat potong, sementara fixture berkaitan dengan posisi workpiece (potongan material yang diubah menjadi bagian baru).
Jig kadang-kadang memainkan dua peran, mengontrol posisi baik workpiece maupun alat lain, sementara fixture memainkan satu.
Dalam praktiknya, ini berarti bahwa jig dan fixture sering digunakan dalam situasi yang berbeda. Aplikasi jig sering ditemukan dalam pekerjaan manual, di mana manusia membutuhkan bantuan untuk menggerakkan alat potong ke titik yang diperlukan (untuk memastikan bor membuat lubang di tempat yang tepat, misalnya). Di sisi lain, aplikasi fixture ditemukan dalam pekerjaan manual dan otomatis: alat potong tidak selalu memerlukan bimbingan, tetapi workpiece selalu perlu diamankan untuk memastikan presisi dan keamanan.
Perbedaan lain antara jig dan fixture meliputi:
- Jig sering cukup ringan, sementara fixture harus cukup berat untuk memberikan stabilitas
- Jig dapat dipegang secara manual, sementara fixture secara mekanis diikat pada meja
- Jig mungkin memerlukan desain yang lebih rumit, sementara fixture biasanya lebih sederhana
Keuntungan jig dan fixture
Penggunaan jig dan fixture selama manufaktur dapat menghasilkan manfaat signifikan dalam hal produksi dan kualitas bagian. Manfaat utama meliputi:
- Tingkat produksi yang meningkat
- Menghilangkan kebutuhan untuk pengukuran dan penyelarasan manual
- Konsistensi dan akurasi di berbagai bagian
- Ketergantungan yang berkurang pada keterampilan manual tukang mesin
- Ketergantungan yang berkurang pada langkah kontrol kualitas pasca manufaktur
- Keamanan yang ditingkatkan untuk pekerja
- Mengizinkan tukang mesin untuk menyesuaikan feed dan kecepatan untuk produksi yang lebih cepat
Komponen jig dan fixture
Jig dan fixture mungkin terlihat seperti alat sederhana, tetapi biasanya terdiri dari beberapa bagian. Bagian-bagian ini adalah:
Body: Mayoritas jig atau fixture adalah body-nya, biasanya potongan logam padat yang cukup kuat untuk menahan gaya signifikan.
Clamping devices: Perangkat klamping dari jig atau fixture digunakan untuk menjaga workpiece aman dan menahan gaya pemotongan.
Locating devices: Biasanya terbuat dari baja keras, perangkat lokasi seperti pin digunakan untuk menempatkan jig atau fixture di tempat yang tepat.
Bushings: Biasanya terbuat dari baja alat, bushing digunakan dalam beberapa jig untuk memandu mesin alat dalam operasinya.
Bagaimana membuat jig dan fixture
Ada beberapa opsi berbeda ketika datang ke manufaktur jig dan fixture. Meskipun mesin CNC telah menjadi metode dominan untuk beberapa waktu, pencetakan 3D kini merupakan alternatif yang layak.
Meskipun material jig dan fixture biasanya logam — lebih spesifik baja seperti baja karbon, baja ringan, dan baja matriks — juga layak untuk membuat jig dan fixture plastik jika gaya klamping rendah diperlukan. Nylon adalah plastik umum yang digunakan dalam produksi jig dan fixture.
Pertimbangan desain
- Jig dan fixture harus foolproof untuk mencegah penempatan salah
- Biaya produksi harus lebih rendah dari prediksi penghematan biaya
- Titik lokasi harus jelas (dan idealnya dapat disesuaikan) untuk meminimalkan waktu idle
- Pengaturan klamping tidak boleh rumit
- Jig dan fixture harus cukup kokoh untuk digunakan tetapi cukup ringan untuk penanganan yang mudah
- Alat harus memiliki ruang kosong yang cukup
- Harus ada ruang yang memadai untuk pengosongan chip
Mesin CNC jig dan fixture
Ideal untuk: Jig dan fixture baja kokoh, geometri sederhana
Saat ini, mesin CNC adalah metode dominan untuk membuat jig dan fixture. Ini karena mesin CNC hemat biaya untuk jumlah kecil (dan jig dan fixture cenderung dibuat khusus untuk bagian tertentu).
Jig dan fixture yang dimesin CNC ideal ketika jig dan fixture perlu kokoh tetapi tidak terlalu kompleks dalam hal geometrinya. Sebagian besar jig dan fixture baja dimesin CNC.
Pencetakan 3D jig dan fixture
Ideal untuk: Jig dan fixture plastik cepat, geometri kompleks
Pencetakan 3D atau manufaktur aditif adalah alternatif untuk mesin CNC untuk membuat jig dan fixture dengan cepat. Seperti mesin CNC, pencetak 3D efisien dalam memproduksi item tunggal.
Jig dan fixture yang dicetak 3D dapat memiliki geometri yang lebih kompleks daripada yang dimesin, dan pencetakan 3D mungkin merupakan opsi yang lebih terjangkau untuk jig dan fixture plastik (melalui SLS, misalnya). Namun dalam kebanyakan kasus, jig dan fixture yang dimesin memiliki kekuatan yang lebih baik.
