Lắp ráp và cố định trong sản xuất là gì? Hướng dẫn đầy đủ về tự động hóa

Trong bối cảnh sản xuất hiện nay, việc cố định và lắp ráp đóng vai trò quan trọng trong việc xác định độ ổn định của sản phẩm, hiệu quả sản xuất và quản lý chi phí. Mục tiêu chính là kết nối các bộ phận riêng lẻ thông qua các phương pháp kết nối chính xác và đáng tin cậy, tạo ra các cụm lắp ráp hoặc đơn vị chức năng.

Mặc dù một thiết kế sản phẩm lý tưởng hướng đến việc giảm thiểu số lượng bộ phận lắp ráp thông qua kỹ thuật tích hợp, nhưng trong hầu hết các quy trình sản xuất phức tạp, việc lắp ráp và cố định nhiều thành phần vẫn là điều không thể thiếu. Các hoạt động này thường được chia thành ba loại: thủ công, bán tự động và hoàn toàn tự động, và có thể bao gồm nhiều kỹ thuật khác nhau như cố định cơ học và liên kết dính.

1.0Chốt cơ khí: Nền tảng của lắp ráp công nghiệp

Ghép nối cơ học vẫn là phương pháp ghép nối được sử dụng rộng rãi nhất trong sản xuất, nổi tiếng với độ tin cậy và tính linh hoạt. Nó có thể được chia thành bốn loại chính, với các chi tiết chính được tóm tắt dưới đây:

1.1Chốt tích hợp: Kết nối tích hợp cho các sản phẩm kim loại tấm

Chốt tích hợp được tạo hình trực tiếp vào các bộ phận kim loại tấm và được ghép nối thông qua sự liên kết hoặc can thiệp giữa các bộ phận, loại bỏ nhu cầu sử dụng các bộ phận riêng biệt. Các loại chốt chính bao gồm:

• Phần nhô ra nổi: Được tạo ra bằng cách dập hai tấm kim loại thành một cấu trúc hình chén. Kim loại nở ra dưới áp lực để tạo thành một "nút" liên kết lớn hơn đường kính lỗ đột. Quá trình này, được gọi là kẹp, tạo ra một kết nối cố định phù hợp với các tấm kim loại nhẹ.
• Đường may mép: Bao gồm việc gấp và lồng vào nhau các cạnh của tấm để tạo ra mối liên kết chắc chắn giúp tăng cường khả năng lắp ráp đồng thời loại bỏ các cạnh sắc để tăng cường độ an toàn.
• Viền: Mép của một tấm được gấp 180 độ để bao bọc chặt tấm kia, tạo thành một liên kết chắc chắn và kín khít. Thường được sử dụng trong các tấm ốp thân xe ô tô và vỏ thiết bị đòi hỏi độ cứng và kín khít.

1.2Chốt ren: Chìa khóa cho việc lắp ráp có thể tháo rời

Chốt ren cung cấp kết nối cơ học linh hoạt, chi phí thấp, hỗ trợ tháo rời và lắp ráp lại, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các sản phẩm cần bảo trì hoặc nâng cấp.

• Các loại và thông số kỹ thuật: Từ các loại vít nhỏ dùng cho thiết bị điện tử đến các loại bu lông đường kính lớn dùng cho các ứng dụng kết cấu trong xây dựng và cầu.
• Chuẩn hóa và tương thích: Có sẵn theo cả hệ thống đo lường Anh và hệ thống đo lường mét, với hình dạng ren, bước ren và dung sai có thể tùy chỉnh để đáp ứng các nhu cầu về tải trọng và độ chính xác khác nhau.
• Phương pháp cài đặt:

1. Lắp ráp thủ công: Sử dụng cờ lê hoặc tua vít cho các hoạt động quy mô nhỏ.
2. Lắp ráp tự động: Dựa vào máy chèn ốc vít với cơ chế định vị/cấp liệu chính xác để lắp vít đầu đặc biệt. Điều này giảm thiểu sai sót của con người và đảm bảo lắp đặt nhanh chóng, đồng đều.

1.3Chốt không ren: Kết nối hiệu quả không cần ren

Chốt không ren kết nối các bộ phận thông qua biến dạng hoặc hình học thay vì ren. Các ví dụ phổ biến bao gồm:

• Đinh tán: Chốt cố định một mảnh được lắp vào các lỗ thẳng hàng, sau đó được biến dạng ở đầu đuôi để khóa các bộ phận lại với nhau. Có sẵn ở dạng đặc, bán ống, ống và dạng tách rời. Các quy trình tự động như tán đinh asorbital sử dụng đầu xoay với góc lệch nhẹ (3–6°), giảm tiếng ồn so với tán đinh thông thường—lý tưởng cho các môi trường nhạy cảm với tiếng ồn.
• Ghim: Các loại ốc vít đa chức năng, tiết kiệm chi phí, có tác dụng như thiết bị khóa, chốt xoay hoặc dụng cụ căn chỉnh.

• Chốt khóa: Có lỗ để lắp chốt chẻ hoặc chốt lò xo.
• Chốt chốt: Đảm bảo căn chỉnh chính xác trong các cụm lắp ráp có độ chính xác cao.
  • Máy giặt: Bổ sung bu lông và ốc vít bằng cách phân bổ tải trọng và giảm ứng suất bề mặt. Vòng đệm khóa với răng trong, răng ngoài hoặc răng kết hợp giúp ngăn ngừa lỏng lẻo khi bị rung hoặc va đập.

1.4Ghim: Giải pháp buộc chặt nhẹ và hiệu quả cao

Ghim bấm là phương pháp ghép nối cố định tiết kiệm chi phí, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nội thất ô tô và đồ nội thất. Máy bấm ghim bán tự động sử dụng các dải ghim đã được liên kết sẵn để vận hành thủ công. Ghim bấm có nhiều loại khác nhau:

• Chiều dài: Thích ứng với nhiều độ dày vật liệu khác nhau.
• Loại điểm: Đục, đục bên trong, đục bên ngoài hoặc các điểm phân kỳ—được lựa chọn dựa trên đặc tính của vật liệu.

2.0Máy lắp ốc vít: Cốt lõi của lắp ráp ren tự động

Với sự gia tăng tự động hóa trong sản xuất, ốc vít máy chèn đã trở nên thiết yếu cho việc lắp ráp ren quy mô lớn—đặc biệt là trong sản xuất ô tô, điện tử và thiết bị gia dụng. Các tính năng chính của chúng bao gồm:

Máy lắp ốc vít ALEKVS

3.0Liên kết keo dán: Con đường sáng tạo để kết nối vĩnh viễn

Liên kết keo tạo ra kết nối ở cấp độ phân tử giữa các vật liệu khác nhau thông qua lực kết dính, tạo thành các mối nối cố định không thể tháo rời mà không làm hỏng các bộ phận. Là một giải pháp thay thế bổ sung cho phương pháp cố định cơ học, phương pháp này mang lại hiệu suất và lợi thế thiết kế độc đáo.

3.1Tính linh hoạt của vật liệu

Chất kết dính có nhiều dạng khác nhau để đáp ứng các nhu cầu đa dạng:

• Dạng lỏng: Dạng lỏng, dạng sệt, dạng nhũ tương (dành cho không gian ứng dụng linh hoạt).
• Dạng rắn: Phim, băng, que, viên, bột (dành cho các ứng dụng chính xác, cắt sẵn).

3.2Phương pháp ứng dụng linh hoạt

• Lắp ráp quy mô nhỏ: Được áp dụng thủ công bằng cọ.
• Sản xuất quy mô vừa: Phân phối bán tự động thông qua máy đùn hoặc súng phun.
• Sản xuất khối lượng lớn:Các hệ thống tự động chuyên dụng thực hiện ứng dụng chính xác, có thể lặp lại với các đường dẫn có thể lập trình được phù hợp với các thành phần hoặc nhóm bộ phận cụ thể.

3.3Ưu điểm về hiệu suất chính

So với phương pháp cố định cơ học truyền thống, liên kết dính mang lại:

• Phân bổ ứng suất đều: Phân bổ ứng suất trên các bề mặt lớn, giảm thiểu rủi ro hỏng hóc cục bộ.
• Khả năng tương thích với các vật liệu khác nhau: Kết nối các cặp kim loại-nhựa, thủy tinh-gốm sứ và các vật liệu khác mà không cần khoan/hàn.
• Khả năng bịt kín: Tạo thành lớp màng bảo vệ chống lại độ ẩm, bụi và chất gây ô nhiễm.
• Nhẹ và tiết kiệm chi phí: Giảm trọng lượng lắp ráp và tổng chi phí đồng thời cải thiện tính toàn vẹn của kết cấu.

4.0Lắp ráp tự động: Động lực cốt lõi của việc giảm chi phí và hiệu quả

Lắp ráp là một trong những công đoạn đòi hỏi nhiều nhân công nhất trong sản xuất, chiếm một phần đáng kể chi phí nhân công trực tiếp. Do đó, tự động hóa đã trở thành một chiến lược quan trọng để giảm chi phí, tăng năng suất và đảm bảo chất lượng đồng đều.

Để triển khai thành công cần:

1. Thiết kế các bộ phận ngăn ngừa sự chồng chéo (ván lợp).
2. Cho ăn theo định hướng trước thông qua các ngăn xếp, cuộn, thùng hoặc khay.
3. Tải bộ phận và dỡ bộ phận thành phẩm bằng robot.

4.1Các loại máy lắp ráp tự động

4.2Các yếu tố chính trong việc lựa chọn thiết bị

Khi lựa chọn hệ thống lắp ráp tự động, nhà sản xuất nên đánh giá năm khía cạnh quan trọng:

1. Tốc độ sản xuất yêu cầu (sản lượng trên một đơn vị thời gian).
2. Kích thước và trọng lượng của các thành phần.
3. Tỷ lệ hoạt động tự động so với hỗ trợ thủ công.
4. Sự cần thiết của các quá trình có sự hỗ trợ của con người.
5. Độ phức tạp của các bước lắp ráp (phối hợp nhiều bộ phận, căn chỉnh chính xác).

5.0Tóm tắt công nghệ cốt lõi

Khi sản xuất tiếp tục tiến tới trí thông minh, hiệu quả và độ chính xác cao hơn, công nghệ lắp ráp và cố định đang phát triển theo ba hướng chính—tự động hóa, giảm trọng lượng và độ chính xác.

• Việc buộc chặt cơ học được nâng cấp thông qua máy chèn ốc vít để tăng hiệu quả sản xuất hàng loạt.
• Liên kết dính được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cao cấp (xe năng lượng mới, hàng không vũ trụ) nhờ lợi ích về trọng lượng nhẹ và khả năng bịt kín.
• Hệ thống lắp ráp tự động (quay số, trực tuyến, băng chuyền) mang lại sự linh hoạt cho các nhu cầu sản phẩm đa dạng.

Bằng cách điều chỉnh các chiến lược lắp ráp và cố định phù hợp với đặc điểm sản phẩm, quy mô sản xuất và mục tiêu chi phí, các nhà sản xuất có thể đạt được mức tăng đáng kể về hiệu quả, chất lượng và khả năng cạnh tranh tổng thể.