制造业中的紧固与装配是什么？自动化完全指南

在当今的制造业中，紧固和装配在产品稳定性、生产效率和成本管理方面发挥着至关重要的作用。其主要目标是通过精确可靠的连接方法将各个组件连接起来，从而创建功能单元或子组件。

虽然理想的产品设计力求通过集成工程最大限度地减少装配部件的数量，但在大多数复杂的制造工艺中，多部件紧固和组装仍然不可或缺。这些操作通常分为三类：手动、半自动和全自动，并可能涉及机械紧固和粘合剂粘合等各种技术。

1.0机械紧固：工业装配的基础

机械紧固仍然是制造业中最广泛使用的连接方法，以其可靠性和多功能性而闻名。它可以分为四大类，关键细节总结如下：

1.1整体紧固件：钣金产品的内置连接

整体式紧固件直接成型于钣金件上，通过部件之间的互锁或过盈实现连接，无需使用单独的零件。主要类型包括：

• 压花凸起：通过冲压两块金属板形成杯状结构。金属在压力下膨胀，形成一个大于冲头直径的互锁“纽扣”。这种工艺被称为铆接，可为轻质金属板提供永久连接。
• 边缘接缝：涉及折叠和互锁板材边缘以形成牢固的粘合，从而增强组装性，同时消除锋利的边缘以提高安全性。
• 包边：将一块板材的边缘折叠180度，紧密包裹另一块板材，形成牢固密封的连接。常用于需要刚性和密封性的汽车车身面板和家电外壳。

1.2螺纹紧固件：可拆卸组装的关键

螺纹紧固件提供灵活、低成本的机械连接，支持拆卸和重新组装，使其成为需要维护或升级的产品的理想选择。

• 类型及规格：从用于电子产品的微型螺钉到用于建筑和桥梁结构应用的大直径螺栓。
• 标准化和兼容性：提供英制和公制两种系统，具有可定制的螺纹形状、螺距和公差，以满足不同的负载和精度需求。
• 安装方法:

1. 手动组装：使用扳手或螺丝刀进行小规模操作。
2. 自动化装配：依靠 紧固件插入机 采用精准的定位/送料机制，可插入特殊头螺钉。这最大限度地减少了人为错误，确保了高速、一致的安装。

1.3无螺纹紧固件：高效无螺纹连接

非螺纹紧固件通过变形或几何形状而非螺纹来连接部件。常见示例包括：

• 铆钉：一体式永久紧固件，插入对准的孔中，尾端变形，将部件锁紧在一起。有实心、半空心、空心和分体式可供选择。诸如无铆钉之类的自动化工艺使用略微偏角（3-6°）的旋转头，与传统铆接相比，噪音更低，非常适合对噪音敏感的环境。
• 别针：经济高效、多功能的紧固件，可用作锁定装置、枢轴或对准工具。

• 夹头销：具有用于插入开口销或弹簧销的孔。
• 定位销：确保高精度组件的精确对准。
  • 垫圈：通过分配载荷和减少表面应力，补充螺栓和螺钉。带有内齿、外齿或组合齿的锁紧垫圈可防止在振动或冲击下松动。

1.4装订：一种轻量、高效的紧固解决方案

钉书钉紧固是一种经济高效的永久性连接方法，广泛应用于汽车内饰和家具生产。半自动钉书钉机使用预粘合的钉条进行手动操作。钉书钉种类繁多，包括：

• 长度：适应不同的材料厚度。
• 点类型：凿子、内凿子、外凿子或发散点——根据材料特性选择。

2.0紧固件插入机：自动螺纹装配的核心

随着制造业自动化程度的提高，紧固件 插入机 已成为大规模螺纹装配的必备部件，尤其是在汽车、电子产品和家电生产领域。其主要特点包括：

ALEKVS 紧固件插入机

3.0胶粘剂粘合：实现永久连接的创新途径

胶粘连接技术通过内聚力在不同材料之间实现分子级连接，形成永久性连接，一旦拆除，部件将无法损坏。作为机械紧固的补充替代方案，胶粘连接技术具有独特的性能和设计优势。

3.1材料多样性

粘合剂有多种形式，可满足不同的需求：

• 流体形式：液体、糊状物、乳液（适用于灵活的应用空间）。
• 固体形式：薄膜、胶带、棒、颗粒、粉末（用于精确、预切应用）。

3.2灵活的应用方式

• 小规模组装：使用刷子手动涂抹。
• 中等规模生产：通过挤压或喷枪进行半自动分配。
• 大批量生产：专用自动化系统通过针对特定组件或零件系列定制的可编程路径执行精确、可重复的应用。

3.3主要性能优势

与传统的机械紧固相比，粘合剂粘合具有以下优点：

• 均匀的应力分布：将应力分散到大面积表面，最大限度地降低局部故障风险。
• 不同材料兼容性：无需钻孔/焊接即可连接金属-塑料、玻璃-陶瓷和其他材料对。
• 密封能力：形成防潮、防尘、防污染的保护屏障。
• 轻量化和成本效益：降低组装重量和总体成本，同时提高结构完整性。

4.0自动化装配：降本增效的核心驱动力

装配是制造业中最耗费劳动力的环节之一，占直接人工成本的很大一部分。因此，自动化已成为降低成本、提高产量和确保质量稳定的关键策略。

成功实施需要：

1. 防止重叠（叠瓦）的部件设计。
2. 通过堆栈、卷轴、箱子或托盘进行预定向进料。
3. 机器人辅助零件装载和成品零件卸载。

4.1自动装配机的类型

4.2设备选择的关键因素

在选择自动化装配系统时，制造商应评估五个关键方面：

1. 所需的生产率（单位时间的产量）。
2. 组件的尺寸和重量。
3. 自动化操作与手动支持的比例。
4. 人工辅助过程的必要性。
5. 装配步骤的复杂性（多部件协调、精密对准）。

5.0核心技术概要

随着制造业不断向智能化、高效化、精密化方向发展，紧固与装配技术也朝着自动化、轻量化、精密化三个主要方向发展。

• 机械紧固升级通过 紧固件插入机 提高批量生产效率。
• 胶粘剂粘合因其轻量化和密封性优势，在高端领域（新能源汽车、航空航天）的应用日益广泛。
• 自动化装配系统（拨号、直列、旋转）可灵活满足不同的产品需求。

通过使紧固和装配策略与产品特性、生产规模和成本目标保持一致，制造商可以大幅提高效率、质量和整体竞争力。