các quá trình gia công

5 Thai Nguyen University of Technology – 2014 Gia công & Công nghệ Gia công là một quá trình công nghệ: Tác động của quá trình vật lý/ hóa học làm thay đổi hình dáng/ tính chất/ tình

Trang 1

CÁC QUÁ TRÌNH GIA CÔNG

PGS.TS Nguyễn Văn Dự

Thai Nguyen University of Technology

(© Fundamentals of Modern Manufacturing; Materials, Processes and Systems,

by M P Groover)

Chương 1 GIỚI THIỆU

Thai Nguyen University of Technology – 2014

Nội dung chính

1. “Gia công” là gì?

2. Vai trò của gia công

3. Gia công và Sản xuất

4. Vật liệu gia công

5. Giới thiệu các quá trình gia công

6. Hệ thống sản xuất

2

3

Trang 2

Nguyễn Văn Dự – Thai Nguyen University of Technology – 01.2014

1 Gia công là gì?

Khái niệm gia công

Gia công hiện đại

4

1 “Gia công” là gì

The wordmanufactureis derived from two Latin

words manus(hand) and factus(make); the

combination means “made by hand” – Chế tạo bằng

tay (Nhân tạo);

Manufacturing is the production of goods for use or

sale using labor and machines, tools, chemical and

biological processing, or formulation

“Chế tạo”/ “Gia công?” là quá trình tạo ra sản phẩm,

sử dụng sức lao động; máy móc; công cụ; xử lý hóa

học, sinh học hay tạo hình

5

Gia công & Công nghệ

Gia công là một quá trình công nghệ:

Tác động của quá trình vật lý/ hóa học làm thay đổi hình

dáng/ tính chất/ tình trạng của vật liệu (phôi), biến chúng

thành sản phẩm

Gia công là một chuỗi các tác động công nghệ

6

Hình 1.1.

Gia công

Gồm

Chuỗi

Các

Tác động

Công

nghệ

Trang 3

Gia công và kinh tế

Gia công làm tăng giá trị kinh tế cho vật liệu (phôi) ban

đầu;

7

Hình 1.1 (b) Gia công với vai trò như một quá trình kinh tế

Gia công hiện đại

 Được thực hiện một cách Cơ khí hóa và Tự động hóa,

do con người quản lý, điều khiển

Quan tâm đến 3 yếu tố:

Vật liệu

Quá trình

Hệ thống

8

Nội dung chính

9

Trang 4

2 Vai trò của gia công

Gia công hiện thực hóa công nghệ

Gia công làm tăng giá trị kinh tế

10

2 Vai trò của gia công

 Hiện thực hóa công nghệ

Công nghệ <Technology>:

 Áp dụng tiến bộ khoa học, kỹ thuật nhằm cung cấp sản phẩm

chất lượng cao, làm cuộc sống tốt đẹp, tiện nghi hơn.

 Gia công là quá trình làm cho công nghệ mới trở thành hiện

thực;

Sản phẩm công nghệ cao không thể có nếu không thể gia

công, chế tạo ra chúng (!)

 Làm giàu

Mang lại thu nhập cho nền kinh tế

11

Nội dung chính

3. Gia công và Sản xuất

12

Trang 5

3 Gia công và Sản xuất

Khái niệm, ảnh hưởng tương tác

Sản lượng sản xuất

Mức độ biến động của sản phẩm

13

3 Gia công và sản xuất

Phân biệt:

Gia công (Manufacturing): QUÁ TRÌNH tác động TRỰC

TIẾP lên vật liệu để tạo ra SẢN PHẨM Quan tâm đến các

hành động, tiến trình (sequence)

Sản xuất (Production): QUÁ TRÌNH hoạt động tạo ra sản

phẩm từ các nguyên liệu khác nhau Quan tâm đến quá

trình, tổ chức, kế hoạch

Ví dụ:

 Gia công (chế tạo) vỏ điện thoại, gia công vỏ xe ô tô;

 Sản xuất bánh mì, sản xuất gạo, sản xuất ô tô.

Sản lượng sản xuất, tính ổn định của sản xuất: ảnh

hưởng đến cách tổ chức, cách thức gia công (???)

14

Sản lượng sản xuất

 Thuật ngữ “Production Quantity, Q”

Sản lượng hàng năm của một cơ sở sản xuất

Loạt nhỏ: 1 – 100 sản phẩm;

Loạt vừa: 100 – 10.000 sản phẩm

Loạt lớn: 10.000 – hàng triệu sản phẩm

 Có ảnh hưởng lớn đến tổ chức, trang thiết bị, vận hành

và quản lý sản xuất

15

Trang 6

Mức độ biến động sản phẩm

Thuật ngữ “Product Variety, P”

Mức độ sai khác kiểu dáng, chủng loại sản phẩm trong

kế hoạch sản xuất

Số lượng kiểu, loại sản phẩm NHIỀU  Mức độ biến

động LỚN

Ví dụ liên hệ P-Q:

1 công ty chỉ sản xuất 2 loại găng tay, mỗi loại sản lượng 5

triệu đôi găng tay/ năm Công ty có P nhỏ, Q lớn

Hãng Boing sản xuất vài ba máy bay mỗi năm (Q nhỏ);

chủng loại chi tiết RẤT đa dạng (P lớn)

16

Quan hệ P- Q

17

Nội dung chính

4. Vật liệu gia công

18

Trang 7

4 Vật liệu gia công

Các loại vật liệu được gia công trong chế tạo cơ khí: Kim loại,

Gốm, Chất dẻo

19

Vật liệu được gia công

 Hầu hết các vật liệu kỹ thuật được xếp vào một trong 3

nhóm:

Kim loại (Metals)

Gốm (Ceramics)

Chất dẻo (Polymers)

Composites

Các vật liệu khác nhau về CƠ TÍNH, HÓA TÍNH, LÝ

TÍNH

Đặc tính khác nhau của vật liệu dẫn đến cách thức gia

công chúng KHÁC NHAU.

20

4.1 Kim loại

Kim loại nguyên chất(Gọi tắt là kim loại) và Hợp kim

Hợp kim: Hợp chất của một hay nhiều kim loại với một

số chất khác

Sắt và Hợp kim đen -Các hợp kim chứa sắt, 75% sản

lượng kim loại

Thép: Fe+C; C = 0,02 ÷ 2%;

Gang: Fe+C; C = 2 ÷ 4%

Kim loại và Hợp kim màu -Các hợp kim của các kim

loại khác: Al, Cu, Cr, Mn, Zn, Ti, W …

21

Trang 8

4.2 Gốm (Ceramics)

Hợp chất của kim loại với các

vật liệu tinh thể vô cơ

Cứng, dòn, chịu mài mòn, chịu

nhiệt, chịu axit, kiềm

22

4.3 Chất dẻo (Polymers)

Hợp chất cao phân tử –

các nguyên tử dùng

chung electron, tạo thành

phân tử lớn;

Bị biến dạng khi chịu tác

động của nhiệt, áp

suất; giữ được biến

dạng khi hết tác động;

Bền, nhẹ, khó vỡ, nhiều

màu sắc (đẹp)

23

4.4 Composites

Tổng hợp từ hai hay nhiều vật liệu khác nhau; tính năng

hơn hẳn các vật liệu ban đầu

24

Trang 9

Nội dung chính

1. “Gia công” là gì?

2. Vai trò của gia công

3. Gia công và Sản xuất

5. Giới thiệu các quá trình gia công

6. Hệ thống sản xuất

26

5 Các quá trình gia công

27

Trang 10

Tóm tắt

 Quá trình tạo ra sản phẩm gồm 2 giai đoạn chính:

Gia công chế tạo

 Từng bước hoàn thiện chi tiết để hình thành sản phẩm;

 Sau mỗi bước, sản phẩm thay đổi hình dạng, kích thước, tính

chất theo ý đồ gia công.

Gia công lắp ráp

 Ghép nối hai hay nhiều chi tiết đã chế tạo hoàn chỉnh để hình

thành máy hay bộ phận máy.

28

29

Gia công

Chế tạo

Tạo hình

Hóa ran Thiêu, ép Gia công biến dạng Gia công cat gọt Cải thiện tính chất Xử lý nhiệt Xử lý bề mặt Làm sạch, xử lý

Phun phủ

Lap ráp

Lap cố định Hàn

Đinh tán Lap tháo được Ren

Then

Gia công chế tạo

Tạo hình

Biến đổi hình dạng đối tượng gia công

Cải thiện tính chất

Nâng cao tính chất lý học

của đối tượng, không thay đổi hình dạng đối tượng

Xử lý bề mặt

Làm sạch, tăng bền, phun phủ, mạ … lớp bề mặt bên ngoài đối tượng gia công

30

Trang 11

Tạo hình

1. Hóa rắn(Solidification processes): Phôi liệu (Input)

ở trạng thái lỏng Sản phẩm rắn

2 Thiêu, ép: (Particulate processing): Phôi liệu dạng

hạt, bột

3 Gia côngbiến dạng(Deformation processes) Tạo

hình bằng cách gây biến dạng vật liệu

4 Gia côngcắt gọt(Material removal processes) –

Cắt bỏ một phần vật liệu để tạo hình

31

Gia công hóa rắn

Phôi liệu được nung đến trạng thái chảy lỏng  tạo

hình theo khuôn

Ví dụ: Đúc kim loại, Ép nhựa

32

Thiêu, ép

Phôi liệu (Kim loại, gốm) ở dạng hạt

Gồm 2 giai đoạn: Ép  Nung đến trạng thái chảy dẻo

(Sintering)  các hạt dính vào nhau

33

Trang 12

Gia công biến dạng (Gia công áp lực)

 Tác động lực lên phôi liệu gây biến dạng dẻo  tạo

hình

Ví dụ: Dập khuôn (a); Kéo (b)

34

Gia công cắt gọt

Cắt bỏ vật liệu thừa thành hình dạng mong muốn

Ví dụ: Tiện (a); Khoan (b); Phay (c) …

35

Máy, thiết bị gia công

 Quá trình gia công thường được thực hiện bằng máy

(machines), dụng cụ (tools) gia công và con người;

Máy móc:

Máy cắt gọt (Machine tools);

Máy rèn, máy dập, máy hàn … - tên máy theo chức năng

Dụng cụ:

Công dụng chung: dao tiện, dao phay, đá mài…

Công dụng riêng: chuyên dụng gia công một loại sản

phẩm

36

Trang 13

Một số thiết bị, dụng cụ

37

Lãng phí trong gia công cắt gọt

Thực trạng: Cắt bỏ phần vật liệu thừa  gây lãng phí

vật liệu, công sức

Mong muốn: Gia công không phoi (đúc, ép, thiêu

kết…) ít lãng phí hơn

Giải pháp:

Tạo hình sản phẩm chính xác bằng gia công không phoi;

Tạo hình phôi ít sai lệch nhất so với sản phẩm cuối cùng

 hạn chế gia công cắt gọt

38

Nội dung chính

1. “Gia công” là gì?

2. Vai trò của gia công

3. Gia công và Sản xuất

6. Hệ thống sản xuất

39

Trang 14

6 Hệ thống sản xuất

40

Khái quát

Hệ thống sản xuất bao gồm: Con người, thiết bị và hệ

thống chức năng phục vụ cho việc tổ chức gia công

Hệ thống bao gồm 2 yếu tố chính yếu:

1. Trang thiết bị gia công

 Máy móc, thiết bị

 Cách bố trí, dây chuyền

2. Hoạt động hỗ trợ gia công

 Kỹ thuật gia công

 Kế hoạch, quản lý gia công

 Quản lý chất lượng

41

6.1 Trang thiết bị gia công (Facilities)

Bao gồm: Máy móc, dụng cụ, đồ gá, xưởng phục vụ gia

công

Các trang thiết bị tác động trực tiếp lên chi tiết gia

công

Cách bố trí các trang thiết bị để phù hợp với cách thức,

loại hình sản xuất, gọi là bố trí nhà xưởng (plan layout)

Nhóm các trang thiết bị đã được bố trí gọi là “hệ thống

gia công” – Manufacturing system

42

Trang 15

Bố trí xưởng tùy thuộc sản lượng

Sản lượng và loại hình sản xuất:

Loạt nhỏ, đơn chiếc: 1-100 SP:

 Sản phẩm nhỏ: Xưởng sản xuất (Job shop);

 Sản phẩm lớn:

 Xưởng theo sản phẩm (Fixed position layout)

 Xưởng tiến trình (Process layout)

Loạt vừa: 100 – 10.000 SP

 Sản xuất theo đợt (Batch production)

 Nhóm thiết bị (cellular manufacturing)

Loạt lớn, hàng khối (High/ mass production): > 10.000 SP

 Sản xuất theo lô (quantity production)

 Dây chuyền (Flow line production)

43

Bố trí gia công loạt nhỏ 1 – Job shop

Một sản phẩm được chế tạo

hoàn chỉnh trong 1 xưởng

Nhiều loại máy trong xưởng;

Máy vạn năng

Công nhân lành nghề

Sản phẩm đa dạng

Sản phẩm không quá nặng,

cồng kềnh

Thuật ngữ: job production,

jobbing, one-off production

44

Bố trí gia công loạt nhỏ 2 - Fixed position layout

 Sản phẩm cố định suốt quá trình được chế tạo

Mang thiết bị, con người đến làm việc tại nơi đặt thiết bị

Ví dụ: máy bay, tàu thủy, đầu máy xe lửa…

45

Trang 16

Bố trí gia công loạt nhỏ – xưởng tiến trình

 Các chi tiết của các sản phẩm cồng

kềnh được gia công tại các xưởng

tiến trình (Process layout)

 Các máy cùng loại được bố trí

thành cụm, theo chức năng

(function)

 Các chi tiết luân chuyển từng loạt

giữa các cụm theo tiến trình công

nghệ

 Tiến trình mềm dẻo cho các loại chi

tiết khác nhau

 Đáp ứng được sự biến động lớn về

loại sản phẩm

46

Gia công loạt vừa (Batch production)

 Máy/ thiết bị A gia công

số lượng nhỏ chi tiết 

chuyển sang thiết bị B

Thay đổi đồ gá, dao…

trên thiết bị A, tiếp nhận

số lượng nhỏ chi tiết loại

khác Gia công xong

chuyển số chi tiết đó sang

B hoặc C tùy yêu cầu

Thiết bị thường bố trí theo

kiểu Process-layout

47

Gia công loạt vừa (Batch production)

48

Trang 17

Loạt vừa – Cellular manufacturing

 Thiết bị được bố trí

thành từng cụm/

khu vực (Cell)

Khác với xưởng

tiến trình, mỗi cell

gồm các thiết bị

đáp ứng gia công,

lắp ráp một loại sản

phẩm

Giảm thời gian di

chuyển phôi liệu

49

Loạt lớn – hàng khối

 Sản lượng trên 10.000 sản phẩm/ năm

Có 2 cách tổ chức sản xuất:

Quantity production:

 Một sản phẩm được gia công hoàn toàn trên 1 hay vài máy

chuyên dụng

 Máy và dụng cụ chuyên dụng cho sản phẩm

Flow line production

Các máy móc bố trí thành dây chuyền theo trình tự gia công

sản phẩm

50

51

Trang 18

6.2 Hệ thống hỗ trợ

Bao gồm nhân lực, chia thành 3 nhóm sau:

Kỹ thuật gia công: quyết định cách thức gia công sản

phẩm; bố trí hệ thống gia công

Kế hoạch và quản lý sản xuất: lập kế hoạch, mua vật tư,

cân đối khả năng thiết bị đáp ứng nhu cầu sản xuất…

Quản lý chất lượng: triển khai các biện pháp đảm bảo,

nâng cao chất lượng sản phẩm

52

Kết luận chương

53

Practice?

 Tìm kiếm các thông tin chi tiết về các quá trình gia

công:

Thiết bị?

Khả năng gia công (vật liệu, kích cỡ sản phẩm, năm sản

xuất của thiết bị?)

Hình dạng chi tiết/ vật phẩm có thể gia công được?

Báo cáo/ chia sẻ?

54

Định dạng
Số trang	18
Dung lượng	1,24 MB