Työkappaleen kiinnitys

Työkappaleiden kiinnitys on tärkeä vaihe koneistusprosessia. Työkappale tulee kiinnittää työstökoneeseen niin, että kiinnitys kestää koneistuksen aikana syntyvät lastuamisvoimat. Hyvin kiinnitettyä työkappaletta voidaan koneistaa oikeilla työstöarvoilla, joka takaa parhaimman tuottavuuden. Huonosti kiinnitetty työkappale voi irrota kesken koneistusprosessin ja vaurioittaa kappaletta, lastuavaa työkalua, työkalupidintä, kiinnitintä tai työstökonetta. Huonosti kiinnitetyissä työkappaleessa ilmenee myös puutteita mittatarkkuudessa ja pinnanlaatuvaatimuksissa. Työkappaletta ei saa myöskään kiinnittää liian tiukkaan, koska tämä voi aiheuttaa muodonmuutoksia tai materiaalin sisäisien jännitteiden laukeamisen koneistusprosessin jälkeen muodostaen kappaleeseen muodonmuutoksia tai työkappaleen pinnanlaatuvaatimuksia rikkovia kiinnitysjälkiä.

Jyrsittäessä kappaleita käytetään yleisesti erilaisia mekaaniset ja hydrauliset koneruuvipuristimet, matalakiinnittimet, kiinnitysraudat, magneettikiinnittimet, vakuumikiinnittimet, ketjukiinnittimet kolmi- ja nelileukaistukat sekä kappalekohtaiset kiinnittimet (jigit). Käytettävät kiinnitysvälineet voivat olla kiinnitettynä suoraan työstökoneen työpöytään, reikälevyihin, nollapistekiinnittimiin, pyöröpöytään tai jakolaitteeseen. Näiden lisäksi kappaleita voidaan tukea vielä erillisien ruuvitukialustojen tai suuntaispalojen avulla. Yleisin työkappaleen kiinnitin on koneruuvipuristin, joka on nopea ja helppokäyttöinen pienempien työkappaleiden kiinnittämiseen. Suuremmilla koneilla voidaan asettaa useampia koneruuvipuristimia rinnakkain, joka mahdollistaa myös suurempien työkappaleiden kiinnityksen. Koneruuvipuristin kiinnitetään työstökoneen työpöydän T-uriin kiinnittimien tai kiinnityspulttien avulla. Puristimien kanssa voidaan myös käyttää erilaisia kiinnitysleukoja, jotka mahdollistavat erimuotoisten työkappaleiden kiinnityksen.

Kappalekohtaista kiinnitystä suunniteltaessa yleisin kiinnittämisen perusperiaate on 3-2-1 menetelmä, jossa lukitaan kaikki kolmiuloitteisen kappaleen vapausasteet, eli X-, Y- ja Z-akselin suuntaiset liikkeet ja niiden kiertoliikkeet. Työkappale asetetaan menetelmässä ensin kolmen pisteen avulla tasolle, jolloin lukitaan X- ja Y-akselien kiertoliikkeet sekä Z-akselin suuntainen liike. Kolmen kiinnityspisteen avulla estetään kappaleen keinuminen. Seuraavaksi lukitaan kappaleen Z-akselin kiertoliike määrittämällä kaksi kiinnityspistettä työkappaleen yhdelle sivulla. Kolmannessa vaiheessa kappale kiinnitetään yhden pisteen avulla, joka lukitsee viimeisen jäljellä olevan liikesuunnan. 3-2-1 kiinnitysmenetelmän nimi tulee menetelmän kolmesta vaiheesta sekä lukittavien liike- ja kiertoakseleiden määrästä.

Sorvauksessa työkappale kiinnitetään yleisesti mekaanisiin tai hydraulisiin kolmi- tai nelileukaistukoihin tai holkki-istukoihin. Pitkiä akseleita sorvattaessa työkappaletta tuetaan kappaleen toisesta päästä joko keskiökärjen tai vastakaran avulla. Akseleiden sorvauksessa kappaletta voidaan myös tukea yhden tai useamman tukilaakerin avulla.