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JIGS AND FIXTURES Las plantillas y accesorios son herramientas de propósito especial que se utilizan para facilitar la producción (operaciones de mecanizado, ensamblaje e inspección) cuando las piezas de trabajo se van a producir a gran escala. La producción en masa de piezas de trabajo se basa en el concepto de intercambiabilidad según el cual cada parte se producirá dentro de una tolerancia establecida. Las plantillas y accesorios proporcionan un medio para fabricar piezas intercambiables ya que establecen una relación, con tolerancias predeterminadas, entre el trabajo y la herramienta de corte. Eliminan la necesidad de una configuración especial para cada parte individual. Una vez que se ajustó correctamente un accesorio o accesorio, se puede producir fácilmente cualquier cantidad de partes duplicadas sin una configuración adicional. Por lo tanto, se utilizan plantillas y accesorios: 1. Para reducir el costo de producción, ya que su uso elimina la disposición del trabajo y la instalación de herramientas. yo 2. Aumentar la producción. 3. Asegurar una alta precisión de las piezas. 4. Para proporcionar intercambiabilidad. I 5. Para permitir el mecanizado de piezas pesadas y de forma compleja sujetándolas rígidamente a un I ~~, 6. Gastos de control de calidad reducidos. 7. Mayor versatilidad de la máquina herramienta. 8. Mano de obra menos calificada. 9. Ahorro de mano de obra. 10. Su uso automatiza parcialmente la máquina herramienta. 11. Su uso mejora la seguridad en el trabajo, reduciendo así la tasa de accidentes. Una plantilla puede definirse como un dispositivo que sujeta y posiciona el trabajo, ubica o guía la herramienta de corte en relación con la pieza de trabajo y generalmente no está fijada a la mesa de la máquina. Suele ser más ligero en la construcción. Un accesorio es un dispositivo de sujeción de trabajo que solo sujeta y coloca el trabajo, pero que en sí mismo no guía, ubica ni coloca la herramienta de corte. La configuración de la herramienta se realiza mediante el ajuste de la máquina y un bloque de configuración o mediante el uso de medidores de deslizamiento. Un dispositivo está atornillado o sujeto a la mesa de la máquina. Suele ser pesado en la construcción. Las plantillas se utilizan en operaciones de perforación, escariado, roscado y fresado, mientras que los accesorios se utilizan en relación con operaciones de torneado, fresado, rectificado, conformado, cepillado y mandrinado. Para cumplir sus funciones básicas, tanto las plantillas como los accesorios deben poseer los siguientes componentes o elementos: 1. Un cuerpo suficientemente rígido (estructura de placa, caja o marco) en el que se cargan las piezas de trabajo. 2. Elementos de localización. 3. Elementos de sujeción. 280 JigsandFixtures 281 4. Elementos de guía de herramientas (para plantillas) o elementos de configuración de herramientas (para accesorios). 5. Elementos para posicionar o sujetar la plantilla o el accesorio en la máquina en la que se utiliza. Los pasadores de ubicación son topes o pasadores que se insertan en el cuerpo de la plantilla o el accesorio, contra los cuales se empuja la pieza de

trabajo para establecer la relación deseada entre la pieza de trabajo y la plantilla o accesorio. Para asegurar la intercambiabilidad, los elementos de ubicación están hechos de acero endurecido. El propósito de los elementos de sujeción es ejercer una fuerza para presionar una pieza de trabajo contra los elementos de ubicación y mantenerla allí en oposición a la acción de las fuerzas de corte. En el caso de una plantilla, se fija un casquillo endurecido en uno o más lados de la plantilla, para guiar la herramienta a su ubicación adecuada en el trabajo. Sin embargo, en el caso de un accesorio, se utiliza un objetivo o un bloque de ajuste para establecer la ubicación de la herramienta con respecto a la pieza de trabajo dentro del accesorio. La mayoría de las plantillas utilizan piezas estándar, como casquillos de perforación, tornillos, cuerpos de plantilla y muchas otras piezas. Los fijadores están hechos de fundición gris o acero mediante soldadura o atornillado. Los accesorios son generalmente ... cuerpos receptivos porque tienen que soportar grandes fuerzas dinámicas. Debido a que los accesorios están entre la máquina y la pieza de trabajo, su rigidez y la rigidez de su fijación a la mesa de la máquina son muy importantes. Las plantillas se colocan o se apoyan en la mesa de la máquina con la ayuda de pies que se deslizan o descansan sobre la mesa de la máquina. Si el tamaño de la broca es bastante grande, se proporcionan topes o la plantilla se fija a la mesa de la máquina para soportar el alto par de perforación. Los accesorios se sujetan o atornillan a la mesa de la máquina. Una plantilla simple y un accesorio se muestran en la figura 9.1. (a) Plantilla Ranura en T

9.2. LOCALIZACIÓN Y ABRAZADERA La cuestión de ubicar, apoyar y sujetar adecuadamente el trabajo es importante ya que la precisión general depende principalmente de la precisión con la que la pieza de trabajo se ubica de manera consistente dentro de la plantilla o el accesorio. No debe haber movimiento del trabajo durante el mecanizado. La localización se refiere al establecimiento de una relación adecuada entre la pieza de trabajo y la plantilla o el accesorio. La función de sujeción es ejercer una fuerza para presionar la pieza de trabajo contra las superficies de ubicación y mantenerla allí contra la acción de las fuerzas de corte. 9.2.1. Principio de ubicación. Para estudiar la ubicación completa de una pieza de trabajo dentro de una plantilla o accesorio, consideremos una pieza de trabajo en el espacio (Fig. 9.2). Se supone que la pieza de trabajo tiene caras verdaderas y planas. En un estado de libertad, puede moverse en cualquiera de las dos direcciones opuestas a lo largo de tres ejes perpendiculares: \: t YYandZz. Estos seis movimientos se denominan "movimientos de traducción". Además, la pieza de trabajo puede girar en cualquiera de las dos direcciones opuestas alrededor de cada eje, en sentido horario y antihorario. Los seis movimientos se llaman "movimientos de rotación". La suma de estos dos tipos de movimiento da los doce grados de libertad de una pieza de trabajo en el espacio. Para encajar la pieza de trabajo de manera precisa y positiva en otro

cuerpo fijo Uig o accesorio), se debe restringir el movimiento de la pieza de trabajo en cualquiera de los doce grados de libertad. Para esto, veamos la figura 9.3. (a) La pieza de trabajo descansa sobre tres pasadores A, Banda C que se insertan en la base del cuerpo fijo. La pieza de trabajo no puede girar sobre los ejes XX e YY y tampoco puede moverse hacia abajo. De esta manera, los cinco grados de libertad I, 2, 3, 4 y 5 han sido arrestados. (b) Se insertan dos clavijas más D y E en el cuerpo fijo, en un plano perpendicular al plano que contiene las clavijas A. Banda C. Ahora la pieza de trabajo no puede girar sobre el eje Z y tampoco puede moverse hacia la izquierda. Por lo tanto, la adición de los pines D y E restringe tres grados más de libertad, a saber, 6, 7 y 8. (c) Otro pin F en la segunda cara vertical del cuerpo fijo, detiene el grado de libertad 9. Por lo tanto, seis pines de ubicación , tres en la base del cuerpo fijo, dos en un plano vertical y uno en otro plano vertical, los tres planos son perpendiculares entre sí, restringen nueve grados de libertad. Tres grados de libertad, a saber, 10, 11 y 12 todavía están libres Para restringir estos, se necesitan tres pines más, uno para cada uno de estos grados de libertad. Pero esto encerrará por completo la pieza de trabajo, lo que dificultará su carga y descarga en la plantilla o fijación. Debido a esto, estos tres grados restantes de libertad pueden ser detenidos por medio de un dispositivo de sujeción. El método anterior de ubicar una pieza de trabajo en una plantilla o accesorio se llama principio "3-2-1" o principio de "ubicación de seis puntos". Jigs and Fixtures 9.2.2. Principios de ubicación del pin. I El principio de mínimo! O:. ~ Ingpoints. De acuerdo con este principio, solo los pomts de colocación mínimos "deberían aparecer: la ubicación exacta de la pieza de trabajo en cualquier plano. Consolidando el" 3-2-1 pnnclple, por lo tanto: pms son us :: d al oasis del cuerpo fijo. . Esto se debe a la razón de que este es el número mínimo de puntos de localización a través de ". ¿En qué plano se puede dibujar un avión?" el puesto de trabajo se sentará. La pieza de trabajo ",: puede oscilar y tensarse si se proporcionan más de tres pomos de ubicación. Ahora que se construye el segundo plano, está claro que si se proporciona un punto de ubicación, la pieza de trabajo girará en torno a este punto, pero no si hay tal ubicación puntos. Estos dos puntos de ubicación establecen una línea paralela al primer plano. Con la pieza de trabajo ubicada contra un plano y una línea, solo tiene una dirección de movimiento en el tercer plano. Por lo tanto, un punto de ubicación es suficiente en el tercer plano para evitar esto. 2. El principio de los planos perpendiculares. El principio "3-2-1" también se puede expresar como: una pieza de trabajo puede ubicarse completamente apoyándola contra tres puntos en un plano, dos puntos en el segundo plano y un punto en un tercer plano. Estos tres planos no son paralelos y preferiblemente son perpendiculares entre sí. Si la ubicación no se perpendicula entre sí, las siguientes dificultades se complican: (i) La pieza de trabajo tenderá a levantarse debido a la w Acción de bordes entre las dos superficies de localización. (ii) Un gran error en el movimiento de la pieza de trabajo introducida debido al desplazamiento de un punto de localización o una partícula (viruta o suciedad) adherida a él, como se desprende de la figura 9.4. La diferencia entre el error resultante y el error introducido, es decir, el factor de proyección es cero cuando las superficies de localización son normales y aumenta a medida que el ángulo entre ellas se vuelve más agudo. 3. El principio de las posiciones extremas de la pieza IJ'brkpiece. Los puntos de ubicación deben colocarse lo más lejos posible entre sí, para lograr la mayor precisión en la ubicación. 9.2.3. Dispositivos de localización. Los pasadores de varios diseños y fabricados en acero endurecido son

los dispositivos de localización más comunes utilizados para ubicar una pieza de trabajo en una plantilla o accesorio. El vástago del pasador se ajusta a presión o se introduce en el cuerpo de la plantilla o el accesorio. El diámetro de ubicación del pasador se hace más grande que el vástago para evitar que sea forzado a la plantilla o al cuerpo del accesorio debido al peso de la pieza de trabajo o las fuerzas de corte. Dependiendo de la relación mutua entre la pieza de trabajo y el pasador, los pir.s se pueden clasificar como: 1. Pasadores de ubicación 2. Pasadores de soporte 3. Pasadores de gato 1. Pernos de localización. Cuando hay agujeros fresados o finamente terminados disponibles en el trabajo, estos pueden usarse para fines de localización de la manera que se muestra en la figura 9.5. Dependiendo de su forma, los pines de ubicación se clasifican en: (i) Pines de ubicación cónicos. Estos pasadores se utilizan para ubicar una pieza de trabajo que es cilíndrica y con o sin un orificio como se muestra en la figura 9.5 (a) y (b). Cualquier variación en el tamaño del orificio se acomodará fácilmente debido a la forma cónica del pasador. (ii) Pastillas cilíndricas de colocación, 9.5 (c), (d) y (e): en estos pasadores, el diámetro de ubicación de la clavija se ajusta a presión con el orificio en la pieza de trabajo, con el cual tiene que engancharse. La parte superior de estos pasadores recibe una ventaja suficiente, ya sea mediante biselado [Fig. 9.5 (c) y 9.5 (d)] o por medio del radio [Fig. 9.5 (e)] para facilitar la carga de la pieza de trabajo

2. Pasadores de soporte, Fig. 9.6. Con estos pasadores (también conocidos como pasadores de descanso, botones o almohadillas), las piezas de trabajo con superficies planas se pueden soportar en puntos convenientes. En el tipo fijo de pasadores de soporte, la superficie de localización es plana (Fig. 9.6 (a)] o es curva [Fig. 9.6 (b)]. Los pasadores de soporte con cabeza plana generalmente se emplean para proporcionar ubicación y soporte a superficies mecanizadas, porque hay más área de contacto disponible durante la ubicación. Aseguraría una ubicación precisa y estable y no sangraría el trabajo. Los botones "'de cabeza esférica o de reposacabezas redondeado se usan convencionalmente para soportar superficies rugosas (superficies sin aristar y fundidas), porque proporcionan un soporte puntual que puede ser estable en estas circunstancias. Pasadores de soporte de tipo ajustable [Fig. 9.6 (c) y la Fig. 9.6 (d)] se utilizan para piezas de trabajo cuyas dimensiones pueden variar, por ejemplo, piezas de fundición de arena, forjas o caras sin arcos. Si el componente se ubicará en el cuerpo de la plantilla / accesorio, sin la ayuda de estos pasadores de soporte, entonces la superficie del cuerpo de la plantilla / accesorio donde se apoyará el componente, deberá mecanizarse. Esto implicará un tiempo de mecanizado innecesario. El uso de pasadores de soporte ahorra tiempo de mecanizado ya que solo se pueden colocar asientos para los pasadores

mecanizado en lugar de todo el cuerpo de un accesorio grande. Para piezas pequeñas, sin embargo, no se necesitan pasadores de soporte. El cuerpo del dispositivo en sí puede ser mecanizado adecuadamente para proporcionar las superficies de ubicación. Se debe proporcionar un amplio receso en las esquinas para que las rebabas de la pieza de trabajo o la suciedad y las virutas no obstruyan la ubicación adecuada a través del contacto positivo de la pieza de trabajo

con la superficie de localización. Los pasadores de soporte en accesorios grandes proporcionan automáticamente huecos similares. 3. Jack pins. Los pasadores de gato o pasadores de resorte también se utilizan para ubicar las piezas de trabajo cuyas dimensiones están sujetas a variación, Fig. 9.7. Se permite que el pasador suba bajo presión de primavera seguro o viceversa ES presionado por ', \ Workpiece cuando la] ubicación de la pieza de trabajo está asegurada. el pasador está bloqueado en esta posición por medio del sere de bloqueo \\

1.2.4. Ubicación radial o angular. Las piezas de trabajo, como la biela o la palanca, que tienen dos orificios previamente mecanizados y terminados en los dos extremos, se pueden ubicar con la ayuda de dos ganchos que se proyectan desde la superficie de la base del accesorio o el accesorio, que encajarán en los dos orificios de la pieza de trabajo, Fig.9.8. Suponiendo que la pieza de trabajo se ubica efectivamente en el pasador A, el único movimiento que puede tener la pieza de trabajo es el de rotación alrededor del pasador A. Ahora, ni la pieza de trabajo ni la plantilla o el accesorio se pueden hacer a las dimensiones exactas. Significa que las distancias centrales entre los pines A y B y entre los agujeros A y B están sujetos a variación. Deje que la tolerancia para la distancia central entre los agujeros A y B sea 'x' y para la distancia central entre los pasadores, A y B por 'y'. Luego, si la pieza de trabajo se encuentra efectivamente en el pin A y si el pin B es un cilindro completo, la distancia entre el pin B y el orificio de la banda será x plus. Cuando las dimensiones de la distancia central para los pasadores y los orificios están en condiciones máximas y mínimas, se obtendrá una gran distancia entre el orificio y el pasador en B en la dirección Y. Debido a esto, la pieza de trabajo tendrá una rotación indeseable alrededor del pin A y el pin 'B se volverá inútil. Por lo tanto, para ubicar el componente por completo, se deben proporcionar caras de ubicación opuestas a este movimiento de rotación en el orificio B. Esto se logra aliviando el pasador B en dos lados perpendiculares al eje X. Esto permitirá variaciones en la dirección X pero proporcione superficies de ubicación cilíndricas en la dirección Y. Esto dará como resultado un localizador de pasador aplanado o de diamante como se muestra en la Fig. 9.9 y la Fig. 9.10 respectivamente. El orificio importante y preciso de los dos orificios debe usarse para la ubicación cilíndrica principal con un pasador cilíndrico completo. El pasador de diamante se usa para restringir el giro de la pieza de trabajo alrededor de la ubicación principal. El localizador principal debe ser más largo que el pasador de diamante para que la pieza de trabajo pueda ubicarse y girar alrededor de él antes de engancharse con el pasador de diamante. Esto simplifica y acelera la localización de la pieza de trabajo. +. -. _. Una pieza de trabajo con un solo canal de orificio también puede ubicarse completamente como X como se muestra en la figura 9.11. La ubicación principal está asegurada trom pinA. El movimiento radial en ambas direcciones del eje Y se restringe al proporcionar dos pasadores B que confinan la periferia de la pieza de trabajo. El principio básico de las ubicaciones radiales para minimizar las desviaciones de las ubicaciones verdaderas es colocar los localizadores radiales lo más lejos posible del eje de rotación. Esta. . . está claro en la figura 9.12. Un desplazamiento 'd' a una distancia 'a' del eje 0 da como resultado un error angular de AOA '. El mismo desplazamiento 'd' a una distancia mayor b 'da un error angular de BOB' que es más pequeño