Tổng quan về đồ gá chuyên dụng theo yêu cầu

Thiết kế và chế tạo đồ gá, hay còn gọi là JIG, là một công đoạn quan trọng trong quy trình sản xuất cơ khí, đặc biệt là trong gia công CNC và lắp ráp các dây chuyền tự động. Đồ gá có vai trò quan trọng trong việc định vị và kẹp chặt các chi tiết, giúp cho quá trình sản xuất diễn ra hiệu quả và chính xác hơn. Vì vậy, việc thiết kế và chế tạo đồ gá chuyên dụng theo yêu cầu là điều cần thiết để tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Đồ gá có thể được phân loại thành ba loại chính: đồ gá gia công, đồ gá phục vụ lắp ráp và đồ gá dùng để đo kiểm, kiểm tra. Mỗi loại đồ gá có chức năng và yêu cầu khác nhau, tuy nhiên chúng đều đóng vai trò quan trọng trong quy trình sản xuất.

Thiết kế và chế tạo đồ gá chuyên dụng theo yêu cầu là quá trình tạo ra những chi tiết đồ gá được thiết kế riêng cho từng công đoạn sản xuất, phù hợp với từng loại sản phẩm và điều kiện thực tế tại mỗi xưởng sản xuất. Điều này giúp cho việc định vị và kẹp chặt các chi tiết diễn ra nhanh chóng và chính xác hơn, từ đó tăng năng suất sản xuất và giảm thiểu sai sót.

Các loại đồ gá chuyên dụng theo yêu cầu

Đồ gá chuyên dụng có thể thuộc ba loại đồ gá chuyên dụng cho gia công, đồ gá chuyển dụng cho lắp ráp, đồ gá chuyên dụng cho kiểm tra.

Jig, đồ gá gia công

Đồ gá Tiện (Turning Fixtures)

Gia công trên nhóm máy tiện có nhiều phương pháp gá đặt khác nhau như: gá trên mâm cặp, gá trên các mũi tâm, gá trên các loại trục gá, gá trên các loại ống kẹp đàn hồi và gá trên các đồ gá chuyên dụng được thiết kế riêng chỉ có thể sử dụng với một loại hay vài loại chi tiết tương tự nhau.

Do đặc điểm của phương pháp gia công là xoay tròn phôi nên đồ gá tiện thường đối xứng tròn xoay để đảm bảo cân bằng động khi trục chính xoay tròn.

Có hai loại trục gá chuyên dụng (hay vạn năng trong phạm vi nhất định) thường thấy:

Trục gá then hoa: 1.9. Mũi tâm, 2. Trục gá then hoa, 3. Lò xo đẩy, 6. Chốt côn, 4. Viên bi (có ba viên), 5. Chi tiết, 7. Chốt, 8. Mâm quay.

Trục gá sáu chốt: 1. Bạc chữ C, 2. Chốt (có sáu cái, ba cái mỗi bên bố trí đối xứng), 3. Mũi tâm, 4. Mâm cặp.

Ngoài ra còn có rất nhiều loại đồ gá tiện chuyên dụng khác.

Đồ gá Phay (Milling Fixtures)

Khi gia công trên máy phay chi tiết được định vị ít nhất 3 bậc tự do. Tuy nhiên để gá đặt nhanh và chính xác cần hạn chế cả 6 bậc tự do.

Ví dụ, Đồ gá chuyên dụng phay mặt phẳng chi tiết dạng càng: 1.2. Phiến tỳ, 3.4. Khối V, 5. Bu-lông, 6. Chiết tiết càng, 7. Cữ so dao, 8. Then dẫn hướng đồ gá trên bàn máy.

Đồ gá Mài (Grinding Fixtures)

Nhìn chung đồ gá gia công trên máy mài cũng tương tự như đồ gá gia công trên máy tiện, do đó khi thiết kế đồ gá gia công trên máy mài ta có thể tham khảo các đồ gá gia công trên máy tiện.

Đồ gá taro (Tapping Fixtures)

Thông thường trước khi taro tạo ren người ta phải tiến hành khoan-khoét-doa lỗ trước để vị trí lỗ chính xác. Cho nên đồ gá taro cũng có thể chính là đồ gá của các nguyên công khoan-khoét-doa trước.

Hình dưới là đồ gá chuyên dụng để khoan-taro lỗ M4 cho một chi tiết dạng càng: 1. Chốt trám, 2. Mỏ kẹp, 3. Chi tiết gia công, 4.6.7. Các phiến tỳ, 5. Chốt trụ.

Chi tiết gia công 3 được định vị trên ba phiến tỳ 4, 6, 7 chốt trụ 5 và chốt trám 1. Kẹp chặt chi tiết bằng mỏ kẹp 2.

Đồ gá hàn (Welding Fixtures)

Đồ gá hàn dùng để cố định các chi tiết khi thực hiện mối hàn, tạo điều kiện cho ra mối hàn chất lượng. Đồ gá hàn cũng có thể là loại đa năng hay chuyên dụng được thiết kế riêng giúp đẩy nhanh quá trình định vị và kẹp chặt tiết kiệm thời gian nguyên công hàn.

Đồ gá sản phẩm sơn (Painting Fixtures)

Đồ gá sản phẩm sơn là loại đồ gá sử dụng để định vị và kẹp chặt sản phẩm trong quá trình thực hiện nguyên công sơn phủ, nguyên công sấy sau sơn, v.v tránh sản phẩm bị dịch chuyển hay thổi bay do lực tác động (có thể là từ súng phun, hơi máy sấy).

Jig, đồ gá lắp ráp (Assembly Fixtures)

Đồ gá lắp ráp có hai loại là đồ gá lắp ráp vạn năng và đồ gá lắp ráp chuyên dụng. Đồ gá lắp ráp chuyên dụng thường được sử dụng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối bởi vì chúng được thiết kế đặc biệt để sử dụng với một hoặc hữu hạn vài loại chi tiết tương tự nhau, không thể sử dụng đa năng cho nhiều loại chi tiết khác nhau trong khi chi phí chế tạo lại cao nên chỉ có kiểu sản xuất lớn mới đảm bảo tính kinh tế sản xuất.

Ví dụ, hình sau là đồ gá lắp ráp chuyên dụng để kẹp chặt vỏ hộp giảm tốc cầu sau của ô tô.

Jig, đồ gá kiểm tra (Check Fixtures)

Đồ gá kiểm tra được dùng để đánh giá độ chính xác hoặc chất lượng bề mặt của phôi, chi tiết hoặc sản phẩm trong quá trình gia công và khi thu nhận sản phẩm. Đồ gá kiểm tra chuyên dụng là loại đồ gá được thiết kế riêng, thiết kế đặc biệt để tiến hành chuyên đo kiểm cho một loại sản phẩm giúp giảm thời gian kiểm tra loại sản phẩm đó và góp phần tăng năng suất sản xuất.

Thành phần của đồ gá kiểm tra thường bao gồm:

• Cơ cấu định vị.

• Cơ cấu kẹp chặt.

• Cơ cấu đo.

• Cơ cấu phụ.

• Vỏ đồ gá.

Các yêu cầu cơ bản của một đồ gá chuyên dụng khi thiết kế và chế tạo

Thiết kế và chế tạo đồ gá, JIG chuyên dụng là một công đoạn quan trọng trong cơ khí chế tạo máy, gia công CNC nói riêng và khâu chuẩn bị cho lắp ráp các dây chuyền tự động nói chung. Đồ gá có thể phân ra bao gồm các loại đồ gá gia công, đồ gá phục vụ lắp ráp và đồ gá dùng để đo kiểm, kiểm tra.

Nhiệm vụ của đồ gá là dùng để định vị và kẹp chặt cho chi tiết trước, trong khi các hệ thống khác thực hiện một nguyên công nào đó. Vì vậy nó cần đạt được các yêu cầu như:

Độ chính xác cao

Đối với các công đoạn gia công và lắp ráp, độ chính xác của đồ gá là yếu tố quan trọng để đảm bảo sự chính xác của sản phẩm cuối cùng. Vì vậy, trong quá trình thiết kế và chế tạo đồ gá chuyên dụng, cần phải đảm bảo rằng các chi tiết đồ gá được gia công với độ chính xác cao, từ đó giúp cho việc định vị và kẹp chặt các chi tiết diễn ra một cách chính xác và nhanh chóng.

Thao tác gá đặt đơn giản và an toàn

Để tăng năng suất và giảm thiểu sai sót trong quá trình sản xuất, thao tác gá đặt chi tiết phải được thực hiện một cách nhanh chóng và đơn giản. Đồng thời, đồ gá cũng cần phải đảm bảo tính an toàn cho người sử dụng, tránh các tai nạn lao động có thể xảy ra.

Giữ được chi tiết cố định

Trong quá trình gia công, lắp ráp hoặc đo kiểm, kiểm tra, việc giữ chặt các chi tiết là điều cần thiết để đảm bảo sự chính xác và độ tin cậy của sản phẩm cuối cùng. Vì vậy, đồ gá cần phải có độ cứng vững và đảm bảo lực kẹp theo đúng thiết kế.

Tính bền vững và chống mài mòn

Đồ gá thường được sử dụng trong môi trường làm việc khắc nghiệt, với nhiều tác động từ các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, hóa chất... Vì vậy, tính bền vững và khả năng chống mài mòn của đồ gá là yếu tố quan trọng để đảm bảo tuổi thọ sử dụng lâu dài.

Các giai đoạn để triển khai thiết kế chế tạo đồ gá, jig kẹp

Hiểu về các giai đoạn thiết kế

Thu thập yêu cầu, thông số kỹ thuật từ khách hàng

Yêu cầu của khách hàng ngoài việc phải thực hiện được bài toán kĩ thuật đề ra còn có thể có các yêu cầu khác như liên quan đến kinh tế, chi phí cao nhất có thể chi trả, liên quan đến độ bền, thời gian sử dụng, bảo hành, thời gian hoàn thành bộ đồ gá, v.v.

Xác định những sự cần thiết cho thiết kế đồ gá chuyên dụng

Từ yêu cầu của khách hàng với chi tiết mẫu, tài liệu được cung cấp người công nghệ cần quan tâm, chuẩn bị các tài liệu ban đầu để thiết kế như:

• Bản vẽ chi tiết gia công với đầy đủ yêu cầu kỹ thuật.

• Sơ đồ gá đặt các nguyên công cần thiết kế đồ gá.

• Quy trình công nghệ gia công chi tiết.

• Sổ tay công nghệ chế tạo máy, sổ tay và atlas đồ gá.

Ngoài ra có thể thêm nhiều loại tài liệu khác với yêu cầu liên quan và tài liệu phát sinh cần trong quá trình thiết kế. Ví dụ, liên quan đến lựa chọn vật liệu cho đồ gá thì cần tài liệu về tính chất cơ, lý vật liệu.

Chuẩn bị các công cụ cần thiết để thiết kế khác như phần mềm thiết kế, mô phỏng, phần mềm làm việc nhóm, máy tính, v.v

Hợp tác với các kỹ sư và nhà thiết kế

Hợp tác để thực hiện quy trình thiết kế:

• Nghiên cứu bản vẽ chi tiết cùng với điều kiện kỹ thuật và tính công nghệ trong kết cấu của nó.

• Nghiên cứu quy trình công nghệ.

• Nghiên cứu máy mà trên đó đồ gá thiết kế sẽ được lắp đặt.

• Nêu ra một vài phương án và so sánh để chọn phương án tối ưu.

• Sau khi đã chọn được phương án tối ưu mới bắt đầu thiết kế các cơ cấu của đồ gá.

Tạo bản vẽ thiết kế

Trong bước bốn, các bản phác thảo và ý tưởng sẽ được đưa ra.

Trong bước cuối cùng nêu trên sẽ bao gồm các bước lựa chọn, dựng hình, tính toán, điều chỉnh kích thước các chi tiết, cơ cấu của đồ gá. Sau khi hoàn thiện, bản dựng hình của đồ gá có thể được tiến hành mô phỏng cách hoạt động, mô phỏng lực kẹp, v.v và cuối cùng là xuất ra bản vẽ để chế tạo thử nghiệm.

Quy trình thiết kế chi tiết

Chuyển các bản phác thảo thiết kế, ý tưởng thành bản vẽ kỹ thuật chi tiết

Ở bước nêu ra các phương án, đó là lúc các bản phác thảo được đề ra. Bản phác thảo có thể không có kích thước đó chỉ là bản thể hiện ý tưởng sơ bộ của nhà thiết kế đồ gá, chúng có thể được vẽ bằng tay.

Để sản xuất chúng ta không thể căn cứ vào bản phác thảo, cần có quá trình thiết kế thông thường là dùng phần mềm CAD trên máy tính để chuyển ý tưởng thành bản vẽ kỹ thuật thực hiện được đem đi chế tạo, sản xuất.

Lựa chọn vật liệu phù hợp để thi công đồ gá

Đồ gá không chỉ chịu tải trọng của chính nó và trong quá trình làm việc, chúng còn chịu nhiều lực khác như lực siết chặt, tải trọng của phôi, lực cắt của quá trình gia công, v.v.

Chính vì vậy, chúng thường được làm bằng kim loại và được lựa chọn kĩ càng về mặt vật liệu tạo thành để đảm bảo đủ bền.

Các cân nhắc về kích thước và dung sai

Các kích thước trên mô hình CAD là kích thước chính xác tuyệt đối, trong chế tạo thực tế không thể đạt được giá trị lý tưởng đó. Chính vì vậy chúng ta phải xem xét và tạo ra các giá trị dung sai hợp lý để chế tạo được và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật của bộ đồ gá.

Ngoài ra trong quá trình làm việc (gá đặt, siết chặt, gia công, lắp ráp, kiểm tra chi tiết), còn xuất hiện biến dạng do lực tạo ra các loại sai số khác như sai số gá đặt, sai số chuẩn, v.v ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Cần cố gắng thiết kế đồ gá sao cho có khả năng hạn chế  các loại sai số đó.

Kết hợp các tính năng an toàn và cân nhắc về công thái học

Các tính năng an toàn, công thái học ví dụ như vát mép, bo canh, v.v rất cần thiết để đảm bảo an toàn lao động và tạo sự thuận lợi cho người công nhân làm việc góp phần nâng cao năng suất dây chuyền sản xuất.

Xem xét và sửa đổi thiết kế dựa trên phản hồi nội bộ và khách hàng

Sau khi có bản vẽ thiết kế hay đồ gá mẫu cần làm việc cùng khách hàng, lắng nghe phản hồi để chính sửa đảm bảo sự thống nhất ý kiến, đảm bảo sự hài lòng khách hàng, thu lại lợi ích kinh tế và tăng uy tín.

Chế tạo và sản xuất

Lựa chọn kỹ thuật sản xuất phù hợp

Việc lựa chọn kỹ thuật để gia công chế tạo, sản xuất đồ gá cần căn cứ vào nhiều yếu tố như yêu cầu độ chính xác, tính kinh tế, kết cấu chi tiết, yêu cầu độ bền, v.v.

Các công nghệ gia công thường thấy như: Công nghệ gia công CNC có thể gia công tới độ chính xác 0.001; Công nghệ gia công trên máy công cụ thường; Công nghệ gia công tiên tiến như in 3D, v.v.

Các phương pháp gia công: Đúc, gia công nhiệt rèn, dập, cán, kéo, gia công cắt gọt (Tiện, phay, bào, xọc, khoan, khoét, dao, mài, chuốt, taro, đánh bóng, v.v), gia công bề mặt tôi, ram, thấm phi kim, v.v.

Mua sắm vật liệu và thiết bị cần thiết

Bao gồm mua sắm vật liệu dạng phôi (cho chế tạo mô hình, chế tạo thử và chế tạo thật), mua sắm máy móc công nghệ để gia công chi tiết như máy phay, máy tiện, v.v. Để mua sắm đầy đủ trang thiết bị để sản xuất ra được các chi tiết của bộ đồ gá có thể cực kì tốn chi phí, cho nên thông thường các doanh nghệp thiết kế có thể hợp tác với các doanh nghiệp gia công để giảm chi phí mua sắm.

Cắt, tạo hình và lắp ráp các chi tiết đồ gá

Các chi tiết được gia công có thể ở nhiều nơi với độ chính xác, dung sai đạt chuẩn theo bản vẽ kỹ thuật được đưa về cùng một khu vực để tiến hành lắp ráp tạo thành bộ đồ gá cuối cùng.

Thực hiện kiểm tra chất lượng trong quá trình sản xuất

Quá trình kiểm tra chất lượng diễn ra xuyên suốt, đồng thời trong toàn bộ quá trình sản xuất bao gồm các quá trình kiểm tra chất lượng phôi, kiểm tra dung sai, độ chính xác, kiểm tra cơ tính của chi tiết, kiểm tra mối lắp ghép, v.v.

Kiểm tra và tinh chỉnh chức năng của đồ gá

Sau khi hoàn thành lắp ráp và có bộ đồ gá hoàn thiện cuối cùng, chúng ta cần thực hiện thêm các nguyên công như tra dầu mỡ, lớp bảo vệ, v.v và tiến hành sử dụng thử đồ gá để tiến hành tinh chỉnh đảm bảo khả năng hoạt động chính xác và trơn tru của bộ đồ gá trước khi giao cho khách hàng.

CNC VINA – Đơn vị thiết kế, chế tạo đồ gá, JIG gá kẹp hàng đầu Việt Nam

Với nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực thiết kế và chế tạo đồ gá, CNC VINA luôn cung cấp tới khách hàng những thiết kế đồ gá tối ưu nhất với độ chính xác và tính công nghệ đảm bảo theo yêu cầu. Trong gia công, chúng tôi cung cấp các loại đồ gá phay, khoan lỗ, dạng hộp, dạng càng…Trong dây chuyền lắp ráp: các đồ gá chuyên dụng như Jig Semi, đồ gá thu khí ẩm, Jig set linh kiện đúc.

Gá lắp chi tiết đúc, bơm dầu phanh, thử khí nắp hộp số xe máy, gá tự động, lắp ráp ghế xe ô tô…

Đồ gá lắp ráp ghế xe ô tô, phục vụ gia công kẹp tự động cho máy cnc, lắp chi tiết đúc. Đồ gá kiểm tra chi tiết, bơm dầu phanh.

Chế tạo đồ gá đa dạng cho nhiều ngành công nghiệp: linh kiện điện tử, phụ tùng ô tô xe máy, sản xuất chi tiết máy, 

Năng lực máy móc thiết bị của CNCVina

Khách hàng có nhu cầu về Thiết kế và chế tạo đồ gá chuyên dụng theo yêu cầu vui lòng liên hệ:

CÔNG TY CỔ PHẦN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ & CNC VIỆT NAM

Nhà máy: Điểm công nghiệp Sông Cùng, xã Đồng Tháp, Huyện Đan Phượng, Tp. Hà Nội, Việt Nam

Điện thoại: +84.916 63 9355 / +84.915 74 4664

Website: www.cncvina.com.vn ; www.cncvina.net

Email: Sales01@cncvina.com.vn / Sales03@cncvina.com.vn