Bài giảng Công nghệ chế tạo máy 2

Bất cứ một sản phẩm nào trước khi đưa vào sản xuất đều phải qua giai đoạn chuẩn bị sản xuất. Một trong những công việc chính của công tác chuẩn bị sản xuất là thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ.Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ là lập nên những văn kiện, tài liệu để phục vụ và hướng dẫn cho việc gia công các chi tiết trên máy, bao gồm cả việc thiết kế những trang bị cần thiết. Mục đích là nhằm hướng dẫn công nghệ, lập các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất.

Trường Cao đẳng công nghiệp Tuy Hòa

Chương 1: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI

TIẾT MÁY1.1 Ý nghĩa của công việc chuẩn bị sản xuất

Bất cứ một sản phẩm nào trước khi đưa vào sản xuất đều phải qua giai đoạnchuẩn bị sản xuất Một trong những công việc chính của công tác chuẩn bị sản xuất làthiết kế quy trình công nghệ gia công cơ

Thiết kế quy trình công nghệ gia công cơ là lập nên những văn kiện, tài liệu

để phục vụ và hướng dẫn cho việc gia công các chi tiết trên máy, bao gồm cả việc thiết kế những trang bị cần thiết Mục đích là nhằm hướng dẫn công nghệ, lập các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất.

Mức độ phức tạp của quy trình công nghệ gia phụ thuộc vào dạng sản xuất

Trong sản xuất loạt nhỏ, đơn chiếc quy trình công nghệ chỉ bao gồm trình tự các

nguyên công với một số thông số cần thiết như chỉ rõ máy, dao, thời gian gia công, bậc

thợ Còn sản xuất loạt lớn, hàng khối thì quy trình rất quy mô, tỷ mỷ, bao gồm nhiều

tài liệu khác nhau

Để một quy trình công nghệ thiết kế ra được tốt thì phải có các điều kiện sau:

- Phải đảm bảo chất lượng sản phẩm

- Phương pháp gia công phải kinh tế nhất

- Áp dụng được những thành tựu mới nhất trong khoa học kỹ thuật

- Phải thích hợp với điều kiện cụ thể của nhà máy, khả năng và lực lượng cán

bộ, công nhân, thiết bị

- Phải tranh thủ sử dụng các sáng kiến kinh nghiệm hợp lý hóa sản xuất

- Ứng dụng những hình thức tổ chức sản xuất tiên tiến

Có hai trường hợp lập quy trình công nghệ, một là khi thiết kế một nhà máy

mới, hai là trong những điều kiện của một nhà máy đang hoạt động

- Lập quy trình công nghệ theo đồ án được dùng khi thiết kế những nhà máymới, phân xưởng mới

Lúc đầu ta thiết kế một quy trình công nghệ theo các tài liệu ban đầu của vậtphẩm chế tạo trong nhà máy đã cho Sau đó tính phụ tải của máy, đồng thời trên cơ sởquy trình đã thiết kế ta phải định trước việc phân nhóm loạt thiết bị này theo từng phânxưởng riêng và bố trí chúng Trường hợp này, điều kiện để lựa chọn trang thiết bị rộngrãi hơn, quy trình công nghệ phải linh hoạt để có thể sửa đổi theo yêu cầu

- Lập quy trình công nghệ theo điều kiện sản xuất đang tồn tại được dùng khi

phân xưởng, nhà máy đã có phải chế tạo những sản phẩm mới.

Khi lập quy trình công nghệ theo cách này thì quy trình công nghệ chịu nhữnghạn chế chặt chẽ hơn về thiết bị, diện tích, tải trọng máy, kế hoạch sản xuất nhưnglại được thừa kế những kinh nghiệm sản xuất

1.2 Phương pháp thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết máy

1.2.1 Những tài liệu ban đầu để thiết kế quy trình công nghệ

Muốn thiết kế một quy trình công nghệ tốt, tước hết chúng ta phải có các tàiliệu ban đầu sau:

- Bản vẽ chế tạo của chi tiết với đầy đủ:

+ Mặt cắt, hình chiếu diễn tả rõ ràng

+ Ghi đầy đủ kích thước, dung sai và các điều kiện kỹ thuật khác

+ Ghi rõ những chỗ cần gia công đặc biệt (ví dụ: gia công khi lắp)

+ Ghi rõ vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, độ cứng yêu cầu

- Sản lượng chi tiết kể cả thành phần dự trữ

- Hình vẽ bộ phận của sản phẩm trong đó có chi tiết gia công

- Những tài liệu về thiết bị: thuyết minh máy, các tiêu chuẩn dao, đồ gá

Ngoài ra, còn cần có các tài liệu, sổ tay khác như: tiêu chuẩn xác định lượng dư,dung sai, vật liệu, sổ tay về đồ gá, tiêu chuẩn về chế độ cắt, định mức kinh tế - kỹthuật

1.2.2 Trình tự thiết kế một quy trình công nghệ

Thiết kế quy trình công nghệ nên theo trình tự như sau:

- Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, kiểm tra lại tính công nghệ của nó

- Phân loại chi tiết, sắp đặt vào các nhóm

- Xác định dạng sản xuất

- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Xác định chuẩn và chọn cách định vị, kẹp chặt cho mỗi nguyên công

- Lập thứ tự các nguyên công

- Chọn máy cho mỗi nguyên công

- Tính lượng dư giữa các nguyên công và dung sai nguyên công

- Chọn dụng cụ cắt và dụng cụ đo lường

- Chọn đồ gá, nếu cần thì thiết kế đồ gá

- Xác định chế độ cắt.

- Định bậc thợ

- Định mức thời gian và năng suất, tính toán kinh tế, so sánh phương án

- Ghi vào phiếu công nghệ, vẽ các sơ đồ nguyên công

1.3 Một số bước cơ bản khi thiết kế quy trình công nghệ

1.3.1 Tính công nghệ trong kết cấu

Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất quan trọng của sản phẩm hoặc chitiết cơ khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công và lắpráp ít nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong điều kiện và quy mô sản xuất nhất định

Khi nghiên cứu nâng cao tính công nghệ của kết cấu cơ khí, ta phải dựa vàomột số cơ sở sau đây:

- Tính công nghệ của kết cấu phụ thuộc rất nhiều vào quy mô sản xuất, tính chấthàng loạt của sản phẩm Vì quy mô sản xuất và tính hàng loạt quyết định rất nhiềumức độ hợp lý của việc sử dụng phương pháp công nghệ này hay phương pháp côngnghệ khác trong việc chế tạo sản phẩm Việc ứng dụng vào thực tế một phương hướngcông nghệ nào đó đòi hỏi phải tiến hành hàng loạt công việc và chi phí để trang bị máymóc, đồ gá, dụng cụ Do đó, khi thiết kế phải lưu ý đến tính công nghệ của kết cấu

- Tính công nghệ của kết cấu cần phải được nghiên cứu đối với toàn bộ sảnphẩm Nếu chỉ tách riêng từng chi tiết riêng lẻ ra để nghiên cứu tính công nghệ thì cóthể dẫn đến sự thay đổi rất nhiều, có khi xét toàn bộ sản phẩm thì tính công nghệ trongkết cấu lại kém đi

- Nghiên cứu tính công nghệ của kết cấu phải được đặt ra và giải quyết triệt đểtrong từng giai đoạn của quá trình sản xuất Vì quá trình sản xuất một mặt hàng rấtphức tạp nên phải được xem xét từng bước về kết cấu để tìm cách giải quyết hợp lýcác vấn đề nhằm đưa lại hiệu quả kinh tế lớn nhất

- Nghiên cứu tính công nghệ của kết cấu phải tính đến đặc điểm của nơi sẽ sảnxuất ra sản phẩm ấy

Những điểm trên nói lên tính tương đối về tính công nghệ của kết cấu trong giacông và lắp ráp Một kết cấu có tính công nghệ cao ở xí nghiệp này nhưng chưa hẳn làcao ở xí nghiệp khác

Để đánh giá được tính công nghệ cao hay thấp thì chỉ tiêu bao trùm nhất và cóthể dùng trong mọi trường hợp là giá thành chế tạo sản phẩm

Trong thực tế, thường dùng hai chỉ tiêu chính là khối lượng lao động và khối lượng vật liệu tiêu tốn để chế tạo ra sản phẩm.

* Đối với quá trình gia công cắt gọt, tính công nghệ của kết cấu chi tiết máy

được xét trên cơ sở các yêu cầu cụ thể như sau:

- Giảm lượng vật liệu cắt gọt bằng cách thiết kế phôi và các bề mặt gia cônghợp lý, xác định chính xác lượng dư gia công, giới hạn khối lượng cắt gọt chỉ ở những

bề mặt quan trọng

- Giảm quãng đường chạy dao khi cắt

- Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế (tách chi tiết phức tạp thànhcác chi tiết đơn giản, dễ gia công, gá được nhiều chi tiết khi gia công)

- Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, thống nhất

- Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập khi cắt

- Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn

- Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số lần gáđặt chi tiết khi gia công

- Phân biệt rõ ràng giữa bề mặt gia công và bề mặt không gia công

Sau đây là một số thí dụ về phân tích tính công nghệ của chi tiết máy :

- Bảo đảm độ cứng vững cần thiết khi gia công

*Hình a chi tiết kém cứng vững khi gia công lỗ.

*Hình b thêm gân trợ lực để tăng cứng vững khi gia công

- Bảo đảm kết cấu đơn giảm dễ gia công:

*Hình a kết cấu phức tạp khó gia công

*Hình b kết cấu gồm hai chi tiết dễ gia công

*Hình c mặt cầu trong khĩ gia cơng

*Hình d kết cấu gồm hai chi tiết gia cơng mặt cầu dễ hơn

- Tiết kiêm vật liệu chế tạo

*Hình a kết cấu tốn nhiều vật liệu

*Hình b kết cấu gồm hai chi tiết ít tốn vật liệu

Hình a Hình b

- Tạo điều kiện nâng cao năng suất gia cơng

1.3.2 Xác định lượng dư gia cơng, chọn phơi và phương pháp chế tạo phơi

1.3.2.1 Khái niệm về lượng dư gia cơng

Lượng dư gia cơng cơ là lớp kim loại được lấy đi trong quá trình gia cơng cơ

khí Lượng dư được xác định hợp lý về trị số và dung sai sẽ gĩp phần bảo đảm hiệuqủa kinh tế của quá trình cơng nghệ vì:

- Lượng dư quá lớn sẽ tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động để gia cơng nhiều,tốn năng lượng, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng dẫn đến giá thành tăng

- Nếu lượng dư quá nhỏ sẽ khơng đủ để hớt đi các sai lệch của phơi do sai số indập của phơi để lại, cĩ thể xảy ra hiện tượng trượt giữa dao và chi tiết

* Lượng dư trung gian được xác định bằng hiệu số kích thước do bước hay

nguyên cơng sát trước (a) để lại và kích thước do bước hay nguyên cơng đang thựchiện (b) tạo nên, ký hiệu là Zb

a Mặt ngoài b Mặt trong

- Đối với mặt ngồi:

Zb = a - b

-Đối với mặt trong:

Zb = b - a

* Lượng dư tổng cộng là lớp kim loại cần phải hớt đi trong tất cả các bước

hoặc nguyên cơng tức là trong suốt cả quá trình gia cơng trên bề mặt đĩ để biến từphơi thơ thành chi tiết hồn thiện, ký hiệu Z0

Lượng dư tổng cộng được xác định bằng hiệu số kích thước phơi thơ và kíchthước chi tiết đã chế tạo xong

- Đối với mặt ngồi: Z0 = aph - act

- Đối với mặt trong: Z0 = act - aph

Như vậy, rõ ràng là lượng dư tổng cộng sẽ bằng tổng các lượng dư trung gian

=

= n

i i

Z Z

1

* Lượng dư đối xứng, nĩ tồn tại khi gia cơng các bề mặt trịn xoay ngồi hoặc

trịn xoay trong, hoặc khi gia cơng song song các bề mặt phẳng đối diện nhau

b Mặt trong a Mặt ngoài

- Đối với mặt ngồi:

2Zb = da –db

- Đối với mặt trong:

2Zb = db –da

1.3.2.2 Phương pháp xác định lượng dư gia cơng hợp lý

Trong Chế tạo máy cĩ hai phương pháp xác định lượng dư:

1.3.2.2.1.Phương pháp thống kê kinh nghiệm

Với phương pháp này lượng dư được xác định dựa trên tổng số lượng dư các bước gia cơng theo kinh nghiệm.

Lượng dư phơi đúc thường lấy theo kinh nghiệm mà khơng tính tới các bướcgia cơng Trong các sổ tay thường cho loại lượng dư này

Song theo phương pháp này thì ta xác định lượng dư gia cơng một cách máymĩc, khơng dựa trên các bước gia cơng, khơng tính tới sơ đồ định vị, kẹp chặt, cácđiều kiện khác khi cắt nên lượng dư thường lớn hơn yêu cầu, dẫn đến khơng kinh tế

1.3.2.2.2.Phương pháp tính tốn phân tích

Phương pháp này do GS Kơvan đề xuất, dựa trên việc phân tích và tổng hợpcác yếu tố tạo nên lớp kim loại cần phải hớt đi để cĩ một chi tiết hồn thiện

Phương pháp này tính lượng dư cho hai trường hợp:

- Trường hợp dao được điều chỉnh sẵn trên máy.

- Trường hợp gá đặt chi tiết theo kiểu rà gá

Các vấn đề trình bày sau đây chủ yếu thuộc trường hợp dao đươc điều chỉnh sẵntrên máy, nếu áp dụng vào trường hợp rà gá thì chỉ cần bổ sung một ít mà thôi

* Đối với mặt ngoài

Khi gia công một loạt phôi cùng loại trên máy đã điều chỉnh sẵn, vì kích thướcphôi dao động trong giới hạn dung sai nên lượng dư gia công cũng sẽ dao động

Ở những phôi có kích thước nhỏ nhất amin khi gia công xong sẽ có kích thước

bmin, lượng dư gia công sẽ là Zb min; còn những phôi có kích thước lớn nhất amax khi giacông xong sẽ có kích thước bmax, lượng dư gia công sẽ là Zb max Lượng dư thực khi giacông sẽ nằm trong khoảng Zb min ÷ Zb max

Giá trị lượng dư gia công đối với một loạt phôi trên máy điều chỉnh sẳn

Ta thấy rằng, nếu điều chỉnh dao theo kích thước CH để cắt loạt phôi đó thì khigặp phôi có kích thước amin nó sẽ cắt lớp chiều sâu cắt nhỏ nhất, lực cắt sẽ nhỏ nhất vàbiến dạng sẽ nhỏ nhất ymin, ta sẽ có lượng dư nhỏ nhất Zb min Kích thước hình thành saukhi cắt là CH + ymin Ngược lại, khi gặp phôi có kích thước amax thì sẽ cắt lớp chiều sâucắt lớn nhất, lực cắt lớn nhất, biến dạng sẽ lớn nhất ymax, ta có lượng dư lớn nhất Zb max.Kích thước hình thành sau khi cắt là CH + ymax.

Vậy ta có: Zb min = amin - (CH + ymin) = amin - bmin

Zb max = amax - (CH + ymax) = amax - bmax

Nếu thay trị số về dung sai của các kích thước a, b là δa, δb:

Lượng dư danh nghĩa (lượng chênh lệch giữa hai kích thước danh nghĩa adn,

B a và B b : Sai lệch trên của kích thước a và b

Ha và H b : Sai lệch dưới của kích thước a và b

Zb dn = and - bdn

= (amin + Ha) - (bmin + Hb)

= amin - bmin + Ha - Hb

Zb dn = Zb min + Ha - Hb

* Đối với bề mặt đối xứng

Lượng dư của bề mặt đối xứng được xác định tương tự như trên, ta có:

- Mặt ngoài đối xứng:

2Zb min = Da min - Db min

2Zb max = Da max - Db max = 2Zb min + δ Da - δD b

y max, y min : Trị số biến dạng

2Zb min = Db max - Da max

2Zb max = Db min - Da min = 2Zb min + δ Da - δD b

2Zb dn = 2Zb min + BD a - BD b

* Dung sai của lượng dư :

Là hiệu số giữa lượng dư lớn nhất và nhỏ nhất:

- Bề mặt không đối xứng: δz = Zb max - Zb min = δa - δ b

- Bề mặt đối xứng: δz = 2Zb max - 2Zb min = δ Da - δD b

Lấy tổng các lượng dư trung gian ta sẽ được lượng dư tổng cộng Z0.

1.3.2.3 Các yếu tố tạo thành lượng dư trung gian

Phần kim loại cần phải hớt đi qua một bước hay một nguyên công tức làlượng dư trung gian, bao gồm các yếu tố sau đây:

Rz a - Chiều cao trung bình của lớp nhấp nhô bề mặt do bước công nghệ sáttrước để lại

Ta - Chiều sâu lớp hư hỏng bề mặt do bước công nghệ sát trước để lại

ρa - Sai lệch về vị trí không gian của chi tiết do bước công nghệ sát trước

để lại (độ không song song, độ cong vênh, độ lệch tâm )

εa - Sai số gá đặt do nguyên công đang thực hiện gây ra

Các yếu tố tạo thành lượng dư gia công

Như vậy : giá trị nhỏ nhất

của lượng dư gia công bề mặtkhông đối xứng tính cho bướccông nghệ đang thực hiện đượcxác định như sau:

Zb min = Rza + Ta + ρa + εb Đối với bề mặt đối xứng, thìphương của ρa và εb có thể khácnhau nên ta phải tính theo phépcộng vectơ:

) (

2

2 Zbmin = Rza + Ta + ρa + εb

Khi biết rõ phương của ρa và εb thì ta cộng hai vectơ đó theo công thức:

),cos(

22 2

b a b

a b a b

ρ + = + +

Tuy nhiên, trong thực tế thì phương của hai vectơ đó rất khó xác định Vì vậy,

ta lấy trị số trung bình theo xác suất

- Sau nguyên công thứ nhất, đối với các chi tiết làm bằng gang hoặc kim loại

màu thì không còn T a ở trong biểu thức tính lượng dư nữa Sở dĩ như vậy, vì lớp

kim loại hỏng tạo nên là do biến dạng dẻo, mà đối với kim loại có độ hạt to như ganghay kim loại màu thì hiện tượng đó không đáng kể.

- Khi chuẩn định vị trùng với mặt gia công (như mài không tâm, doa tùy động,

chuốt lỗ, mài nghiền) thì sai số chuẩn của kích thước thực hiện bằng không, và nếu bỏqua sai số do kẹp chặt và sai số đồ gá, lúc đó trong biểu thức tính không có εb

- Đối với những nguyên công cuối nhằm nâng cao độ bóng bề mặt (như

nghiền, mài siêu tinh) thì Ta, ρa, εb = 0, lúc đó trong biểu thức chỉ còn Rz a

- Các bề mặt qua nhiệt luyện, sau đó qua mài thì trong biểu thức tính lượng

dư sẽ không có T a bởi vì khi mài phải giữ lại lớp bề mặt đã xử lý nhiệt.

Trình tự tính lượng dư trung gian và kích thước giới hạn cho từng bước công nghệ

1 Lập quy trình công nghệ và phương án gá đặt phôi cho các nguyên công

2 Xác định các bề mặt gia công và thứ tự các bước công nghệ cho từng bề mặt

3 Xác định giá trị các đại lượng Rza, Ta, ρa, εb

4 Xác định trị số tính toán Zb min cho tất cả các bước công nghệ

5 Ghi kích thước tính toán

của bước công nghệ cuối cùng theo bản

vẽ (kích thước giới hạn nhỏ nhất)

5 Ghi kích thước tính toán củabước công nghệ cuối cùng theo bản vẽ(kích thước giới hạn lớn nhất)

6 Xác định kích thước cho

bước sát trước bằng cách cộng Zb min

với kích thước giới hạn nhỏ nhất theo

bản vẽ

6 Xác định kích thước cho bướcsát trước bằng cách lấy kích thước giớihạn lớn nhất theo bản vẽ trừ đi Zb min

7 Xác định kích thước cho từng

bước công nghệ còn lại bằng cách cộng

giá trị Zb min tương ứng với kích thước

tính toán của bước công nghệ tiếp theo

7 Xác định kích thước cho từngbước công nghệ còn lại bằng cách lấykích thước tính toán của bước công nghệtiếp theo trừ đi giá trị Zb min tương ứng

8 Ghi kích thước giới hạn nhỏ

nhất ứng với từng bước công nghệ trên

cơ sở quy tròn giá trị kích thước tính

toán theo hàng số có nghĩa của dung sai

ở từng bước công nghệ

8 Ghi kích thước giới hạn nhỏ nhấtứng với từng bước công nghệ trên cơ sởquy tròn giá trị kích thước tính toántheo hàng số có nghĩa của dung sai ởtừng bước công nghệ

9 Xác định kích thước giới hạn

lớn nhất cho từng bước công nghệ

bằng cách cộng thêm dung sai ở từng

9 Xác định kích thước giới hạnnhỏ nhất cho từng bước công nghệbằng cách trừ từng kích thước giới hạn

bước công nghệ với kích thước giới hạn

nhỏ nhất đã quy tròn theo dung sai

lớn nhất đã quy tròn theo dung sai,một lượng bằng dung sai của mỗi bước

10 Xác định giá trị của lượng dư

theo từng cặp bước công nghệ nối tiếp

nhau: Zb max = hiệu hai kích thước lớn

nhất Zb min = hiệu hai kích thước nhỏ

nhất

10 Xác định giá trị của lượng dưtheo từng cặp bước công nghệ nối tiếpnhau: Zb max = hiệu hai kích thước nhỏ nhất

Zb min = hiệu hai kích thước lớn nhất

11 Xác định lượng dư tổng cộng cho từng bề mặt gia công Z0 max và Z0 min bằngcách cộng tất cả các giá trị lượng dư trung gian tương ứng

12 Kiểm tra các kết quả tính toán bằng cách tìm hiệu số lượng dư và hiệu sốdung sai, rồi đem so sánh kết quả đó với nhau:

δz = Zb max - Zb min = δa – δb ; hoặc δz 0 = Z0 max - Z0 min = δph - δct

Kết quả tính toán sẽ được ghi vào bảng sau đây:

Giá trị tính

sai T(ηm)

Giới hạnkích thước Lượng dưgiới hạn

Cột 1: Ghi trình tự các bước công nghệ hoặc nguyên công gia công bề mặt ở

hàng đầu tiên là phôi, hàng cuối là nguyên công phải đạt độ chính xác, Rz yêu cầu

Cột 2, 3, 4, 5: Tra và tính toán theo các sổ tay, tài liệu Riêng ô (5) thì để trống

vì bản thân phôi thì làm sao có gá đặt

Cột 6: Ô I(6) để trống, các ô khác của cột 6 được tính theo công thức tính lượng

dư trung gian (tùy theo bề mặt mà dùng công thức cho hợp lý)

Cột 7: Ghi các kích thước tính toán vào cột 7 theo cách sau:

- Đối với mặt ngoài: ở nguyên công cuối cùng [tức ô X(7)] ghi kích thước nhỏ

nhất theo bản vẽ [tức ô X(10)] Cộng kích thước này với lượng dư tính toán ở cột 6 sẽđược kích thước tính toán của nguyên công sát trước Tiếp tục cho đến hết

- Đối với mặt trong: ở nguyên công cuối cùng [tức ô X(7)] ghi kích thước lớn

nhất theo bản vẽ [tức ô IX(10)] Lấy kích thước này trừ đi lượng dư tính toán ở cột 6

sẽ được kích thước tính toán của nguyên công sát trước Tiếp tục cho đến hết

Cột 8: Hàng cuối cùng [tức ô X(8)] ghi theo dung sai của bản vẽ, tất cả các ô

còn lại của cột được tra theo sổ tay

Cột 9, 10: Hàng cuối cùng [tức ô X(9), X(10)] ghi theo các kích thước giới hạn

của bản vẽ Còn các ô còn lại thì được ghi theo cách sau:

- Đối với mặt ngoài: Lấy kích thước tính toán ở cột 7 đem quy tròn (tùy theo

hàng số có nghĩa của dung sai) rồi ghi vào cột 10 Sau đó, lấy kích thước giới hạn ởcột 10 cộng với dung sai sẽ được kích thước ở cột 9

- Đối với mặt ngoài: Lấy kích thước tính toán ở cột 7 đem quy tròn (lấy giảm đi

một đơn vị) rồi ghi vào cột 9 Sau đó, lấy kích thước giới hạn ở cột 9 trừ đi dung sai sẽđược kích thước ở cột 10

Cột 11, 12: Ghi kết quả vào các ô theo công thức:

- Đối với mặt ngoài: Zb min = amin - bmin; Zb max = amax - bmax

- Đối với mặt trong: Zb min = bmax - amax; Zb max = bmin - amin

Cộng tất cả lượng dư ở cột 11 ta có được lượng dư tổng cộng lớn nhất Z0 max [tức

ô I(11)], cộng tất cả lượng dư ở cột 12 ta có được lượng dư tổng cộng lớn nhất Z0 min[tức ô I(12)]

Kiểm tra lại kết quả tính bằng công thức: δz = Zb max - Zb min = δa - δb

* Ví dụ: Cần gia công trục từ phôi liệu ban đầu là phôi cán, kích thước đạt được

sau khi gia công sẽ là D = 350- 0,215 Các bước gia công, giá trị để tính toán lượng dưgia công được cho ở bảng sau Hãy bổ sung những số liệu còn thiếu (in đậm)

Giá trị tính

sai T(µm)

Giới hạnkích thước

Lượng dưgiới hạn(µm)

- Việc quy tròn giá trị lượng dư tính toán là theo hàng số có nghĩa của dung sai.Nếu là mặt ngoài thì lấy lên một đơn vị; nếu là mặt trong thì lấy giảm đi một đơn vị.

1.3.2.4 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

Trong thực tế sản xuất, phôi thường được chọn theo hai hướng sau:

- Theo hình dạng chi tiết gia công, với cách này phôi có hình dạng và kíchthước gần như chi tiết hoàn chỉnh Lúc đó, chi phí gia công sẽ được giảm xuốngnhưng có thể chi phí sản xuất phôi sẽ lớn, đặc biệt là với sản xuất đơn chiếc và loạtnhỏ (ví dụ như phôi của trục khuỷu)

- Theo các phôi liệu được sản xuất sẵn, sử dụng rộng rãi (phôi cán) Trường hợpnày thì có thể lượng dư gia công sẽ khá lớn, dẫn đến chi phí gia công cao nhưng có ưuđiểm là chi phí cho việc chế tạo phôi thấp

Việc chọn loại và phương pháp chế tạo phôi là một vấn đề tổng hợp nhằm mụcđích đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Phương án phôi hợp lý nhất là phương án cótổng phí tổn ít nhất

Lựa chọn phương pháp chế tạo phôi có thể căn cứ vào các yếu tố sau:

- Căn cứ vào vật liệu chế tạo chi tiết Ví dụ như chi tiết bằng gang thì dùng

phương pháp đúc; bằng thép thì dùng phương pháp cán, rèn, dập, đúc

- Căn cứ vào hình dạng chi tiết và yêu cầu kỹ thuật Chi tiết có hình dạng phức

tạp thì dùng phương pháp đúc; chi tiết đơn giản, kích thước lớn thì dùng cán

- Căn cứ vào dạng sản xuất Nếu sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ thì dùng đúc

trong khuôn cát, đúc thủ công, hàn, rèn; sản xuất loạt lớn, hàng khối thì dùng đúc áplực, đúc trong khuôn kim loại

- Căn cứ vào điều kiện cụ thể Xem xét điều kiện kỹ thuật nhà máy sản xuất có

cho phép gia công được các loại phôi nào, từ đó tìm hướng lựa chọn phương pháp chếtạo phôi

1.3.3 Xác định trình tự gia công hợp lý

Khi thiết kế QTCN gia công chi tiết máy phải chú ý xác định hợp lý tiến trìnhcông nghệ ứng với các bề mặt của chi tiết, sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chitiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả sản xuất

Cơ sở của việc xác định trình tự gia công hợp lý là tiến trình công nghệ giacông các chi tiết điển hình: càng, hộp, trục, bạc, bánh răng và điều kiện cụ thể

* Các nguyên tắc khi xác định trình tự gia công hợp lý:

- Chọn chuẩn thô và cách thực hiện nguyên công thứ nhất thật cẩn thận

- Tiếp đó xác định trình tự các nguyên công sau và chọn chuẩn tinh

- Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác và độ nhám bề mặt mà chọn phương phápgia công lần cuối của các bề mặt quan trọng.

Khi đó, với sản xuất loạt nhỏ ta có thể dùng trình tự: Khoan - Khoét - Doa; hay Khoan

- Tiện - Mài Nếu sản xuất loạt lớn thì có thể dùng: Khoan - Chuốt

- Cố gắng bảo đảm tính thống nhất về chuẩn tinh

- Chú ý tới các nguyên công có thể sinh ra phế phẩm Những nguyên công nàynên đặt trước để tránh lãng phí hoặc bố trí thêm việc kiểm tra trung gian

- Chú ý tới những nguyên công dễ sinh ra biến dạng (như gia công thô, nhiệtluyện) Tách những nguyên công này khỏi nguyên công gia công tinh hoặc thêm vàoquy tình những nguyên công chỉnh sửa như nắn thẳng

- Cố gắng giảm số lần gá, tăng số vị trí trong mỗi lần gá

1.3.4 Thiết kế nguyên công

1.3.4.1 Chọn máy

Khi gia công cắt gọt, máy cắt được xác định theo các nguyên tắc sau:

- Máy được chọn phải đảm bảo thực hiện được phương pháp gia công đã xácđịnh, ứng với chi tiết gia công

- Máy được chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất lượng gia công Thông thường

chọn máy có cấp chính xác lớn hơn cấp chính xác cần thực hiện từ 1÷2 cấp.

- Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy phải tạo điềukiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất lượng và năng suất gia công tốt

- Tùy thuộc vào dạng sản xuất mà chọn máy cho hợp lý Với sản xuất loạt nhỏ,

ta sử dụng máy vạn năng; với sản xuất lớn ta dùng các máy chuyên dùng

1.3.4.2 Chọn chuẩn, phương án gá đặt phôi và trang bị công nghệ

Chọn chuẩn công nghệ nhằm đảm bảo gá đặt phôi đạt hiệu quả kỹ thuật và kinh

tế cao Phôi được gá đặt với trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ hợp

từ các bộ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng

lại công suất và năng suất gia công.

Để đảm bảo chất lượng gia công và hiệu quả kinh tế, cần xác định giá trị tối ưucủa thông số công nghệ Nói chung, khi gia công thô thì mục tiêu chủ yếu là đạt năngsuất gia công cao; ngược lại khi gia công tinh thì mục tiêu lại là chất lượng gia công

1.3.4.4 Xác định thời gian gia công

Thời gian gia công được xác định đảm bảo nguyên tắc tận dụng với hiệu quảcao nhất vốn thời gian làm việc của trang thiết bị, dụng cụ công nghệ và sức lao động.Trong thực tế, thường xác định thời gian gia công theo hai phương pháp là bấm giờ vàdựa vào định mức tiêu chuẩn Nói chung, phương pháp bấm giờ sát thực tế hơn nênđạt hiệu quả tốt hơn vì thời gian cần thiết để thực hiện các công việc trong quá trìnhgia công được xác định trên cơ sở quan sát, phân tích từng động tác

1.3.4.5 Xác định số lượng máy và công nhân

Số lượng máy cần thiết cho một nguyên công được xác định theo tổng khối

lượng của nguyên công, tính ra tổng giờ máy cần thiết, đối với sản lượng quy định vàvốn thời gian làm việc thực tế hàng năm của một máy tùy theo chế độ làm việc hàngngày (mấy ca/ngày)

Với: + Tm là tổng giờ máy cần thiết để gia công sản lượng chi tiết (giờ/năm)

+ K là hệ số xét đến khả năng vượt định mức, tăng năng suất (k =0,9÷0,95)

+ TM là vốn thời gian làm việc thực tế của một máy theo chế độ một casản xuất hàng ngày (TM = 2200 giờ/năm)

+ m là số ca sản xuất hàng ngày (m = 1 ÷ 3)

+ M là số máy tính toán cần thiết cho nguyên công

Số lượng công nhân cần thiết cho nguyên công cũng được xác định trên cơ sở

tổng khối lượng lao động của nguyên công hàng năm và vốn thời gian làm việc thực tếcủa một công nhân hàng năm theo chế độ một ca sản xuất hàng ngày

C

n

T

k T

Với : Tn là tổng giờ người cần thiết cho cả sản lượng (giờ/năm)

TC là vốn thời gian làm việc thực tế của một công nhân theo chế độ một

ca sản xuất hàng ngày (TC = 2000 giờ/năm)

1.3.5 So sánh các phương án công nghệ :

So sánh các phương án công nghệ là phân tích đánh giá chúng về hiệu quả kinhtế-kỹ thuật để chọn phương án tối ưu theo điều kiện sản xuất cụ thể

Trong thực tế, người ta dựa vào chi phí sản xuất ứng với từng phương án để xácđịnh phương án tối ưu Chi phí sản xuất ứng với từng phương án công nghệ được xácđịnh như sau :

C = Cv + CL(α + β) + CM + CD + CG (đồng/năm)Trong đó : CV : Chi phí vật liệu

CL : Chi phí về lương cho công nhân sản xuất

α : Hệ số tiền thưởng, phụ cấp, bảo hiểm xã hội (α = 1,14 – 1,23)

β: Hệ số chi phí quản lý, điều hành (β = 1,5 – 4)

C (đồng/chiếc)Trong đó: N - Sản lượng hàng năm

Phương án tối ưu sẽ là phương án có giá thành gia công thấp nhất (Gmin)

Chương 2: TIÊU CHUẨN HOÁ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ2.1 Khái niệm chung :

Chuẩn bị công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí là cầu nối quan trọng giữa hai quátrình : thiết kế sản phẩm và chế tạo ra chúng , trong đó tiến hành những nội dung kỹthuật tổng hợp nhằm đưa vào sử dụng trong sản xuất những quy trình công nghệ mới

có hiệu quả nhất trên cơ sở những thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến

Những phương hướng cơ bản của khâu chuẩn bị công nghệ trong ngành chế tạomáy hiện nay là :

- Nghiên cứu và áp dụng các biện pháp nhằm rút ngắn thời gian và giảm khốilượng lao động trong quá trình chuẩn bị sản suất và sản xuất, áp dụng nhanh chóng và

có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật

- Thường xuyên bổ sung, cải tiến để hoàn thiện quá trình công nghệ cũ Thiết kếtối ưu quá trình công nghệ và trang thiết bị để chế tạo đối tượng mới Chú trọngnghiên cứu cải tiến kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất để đạt hiệu quả cao hơn trongsản xuất

Biện pháp cơ bản để giảm bớt tiêu tốn trong khâu chuẩn bị công nghệ chế tạosản phẩm cơ khí là thống nhất hoá, tiến đến tiêu chuẩn hoá quá trình công nghệ Cácphương án cụ thể trong chuẩn hoá công nghệ cho sản xuất theo hướng tiêu chuẩn hoácông nghệ được áp dụng nhiều nước : công nghệ điển hình, công nghệ nhóm và côngnghệ tổ hợp Công nghệ tổ hợp là phương án được xây dựng trên cơ sở kết hợp giữacông nghệ điển hình và công nghệ nhóm Hai phương pháp công nghệ điển hình vàcông nghệ nhóm có những đặc điểm riêng, cho phép kết hợp với nhau nhằm nâng caotính linh hoạt cần thiết của quá trình công nghệ và nguyên công, tạo điều kiện nângcao chất lượng của quá trình công nghệ theo chỉ tiêu kinh tế

Quá trình công nghệ tiêu chuẩn là quá trình công nghệ mẫu mực đã được kiểmnghiệm tốt, có thể sử dụng thống nhất đối với đối tượng sản xuất tương ứng Xâydựng, phổ biến và áp dụng rộng rãi quá trình công nghệ tiêu chuẩn trong xí nghiệp chếtạo máy sẽ tạo điều kiện :

- Giải phóng cán bộ công nghệ khỏi những công việc tính toán

- Giảm số lượng các trang thiết bị trùng lặp

- Đơn giản khâu tính toán định mức lao động và vật liệu

- Giảm khối lượng thời gian bố trí sản xuất

Tiền đề quan trọng nhất của tiêu chuẩn hoá quá trình công nghệ là thống nhấthoá, tiêu chuẩn hoá kết cấu của đối tượng sản xuất, bởi vì đối tượng sản xuất có kếtcấu giống nhau sẽ có công nghệ chế tạo giống nhau, để tiêu chuẩn quá trình công nghệ

cần phải tiến hành khảo sát, phân loại đối tượng sản xuất theo đặc điểm kết cấu và đặcđiểm công nghệ của chúng.

2.2 Phân loại đối tượng sản xuất :

Phân loại đối tượng gia công cho phép tập hợp một số rất lớn các chi tiết vànhóm máy trong cơ khí thành một số kiểu có hạn, bảo đảm khả năng chuyển từ quátrình công nghệ đơn chiếc thành quá trình công nghệ điển hình mang các dấu hiệu đặctrưng của từng kiểu

Trong thực tế có nhiều hệ thống phân loại khác nhau về chi tiết cơ khí đượcnghiên cứu, tạo lập và sử dụng; mang tính cách riêng của từng cơ sở, từng ngành sảnxuất Những hệ thống phân loại này theo các quan điểm :

- Phân loại theo đặc điểm kết cấu,

- Phân loại theo đặc điểm công nghệ,

- Phân loại theo đặc điểm kết cấu và công nghệ

Cơ sở để phân chia chi tiết gia công thành loại trong hệ thống phân loại theo cácđặc điểm kết cấu và công nghệ chế tạo, trước hết phải là các đặc điểm kết cấu của chitiết

Các chi tiết thuộc cùng một loại có sự giống nhau về vật liệu, hình dáng hình

học, độ chính xác, độ nhám bề mặt, kích thước phân bố trong phạm vi nhất định Loại

là mức phân cấp rộng nhất của hệ thống phân loại chi tiết gia công Loại gồm các chitiết giống nhau về hình dạng hình học và đặc điểm công nghệ đặc trưng nhất, chủ yếugiống nhau về chức năng làm việc và điều kiện kỹ thuật

Mức phân cấp hẹp hơn là kiểu chi tiết Nghĩa là kiểu nằm trong phạm vi một

loại chi tiết nhất định Kiểu là tập hợp các chi tiết cùng một loại nhưng có chung mộttrình tự và nội dung công nghệ Phần lớn các nguyên công ứng với chi tiết thuộc cùngmột kiểu là giống nhau

Năm 1965, hệ thống phân loại chi tiết cơ khí của Tiệp Khắc đã được chấp nhận

là hệ thống dùng chung cho các nước thuộc khối Liên Xô và Đông Âu Theo hệ thốngnày, các chi tiết cơ khí được chia thành loại, cỡ, nhóm Theo hệ thống này, có 8 loại chitiết;

Loại 1 : Chi tiết dạng trụ đặc

Loại 2 : Chi tiết dạng trụ có lỗ không thông trên đường trục

Loại 3 : Chi tiết dạng trụ có lỗ thông suốt trên đường trục

Loại 4 : Chi tiết dạng bánh răng đặc hoặc có lỗ không thông trên đường trụcLoại 5 : Chi tiết dạng bánh răng đặc hoặc có lỗ thông trên đường trục

Loại 6 : Chi tiết dạng tấm

Loại 7 : Chi tiết dạng hộp

Loại 8 : Chi tiết dạng không gia công cơ

Mỗi loại lại chia thành 10 cỡ kích thước hay trọng lượng Cũng theo hệ thốngnày còn có 10 nhóm kết cấu khác nhau và 10 nhóm vật liệu khác nhau

Mỗi chi tiết có mã hiệu gồm 4 chữ số như sau :

Thí dụ : Một chi tiết có mã số 3372 sẽ có đặc điểm :

- Số 3 : Chỉ loại chi tiết trụ có lỗ trên đường trục

- Số 3 : Chỉ cỡ chi tiết, kích thước đường kính từ 40 – 80 mm

- Số 7 : Chỉ nhóm chi tiết có lỗ ren trên đường trục

- Số 2 : Chỉ vật liệu là thép hợp kim kết cấu

Với hệ thống này khi sử dụng có những thuận lợi sau :

- Tìm nhanh chóng các bản vẽ của chi tiết cần gia công

Công nghệ điển hình còn tạo điều kiện tiêu chuẩn hoá nguyên công, hạn chế sự

đa dạng về kết cấu và công nghệ của đối tượng trong cùng một kiểu, giảm bớt khốilượng công việc chuẩn bị sản xuất, thực hiện chuyên môn hoá sản xuất để tăng năngxuất chế tạo

Những nội dung cần phải thực hiện khi áp dụng công nghệ điển hình thườngbao gồm :

- Phân loại các chi tiết hay bộ phận của sản phẩm; nghĩa là phân chia các chitiết, bộ phận thành các kiểu Trong một kiểu thì các đối tượng phải giống nhau hầunhư hoàn toàn về kết cấu

- Phân tích lựa chọn trong từng kiểu một đối tượng đại diện

- Lập quy trình công nghệ điển hình cho từng kiểu đối tượng ứng với đối tượngđiển hình đã chọn

- Xác định trang thiết bị, dụng cụ, chế độ công nghệ cho từng kiểu, ứng với tiếntrình công nghệ điển hình

Quy rình công nghệ điển hình phải mang tính tiên tiến trong những điều kiệnsản xuất nhất định và phải có khả năng cải tiến sau này

Công nghệ điển hình có thể áp dụng theo hai mức độ khác nhau :

- Điển hình hoá toàn bộ quá trình công nghệ cho một kểu

- Điển hình hoá từng nguyên công riêng biệt ứng với các đối tượng trong cùngmột kiểu

Hai mức độ trên đây liên hệ chặt chẽ với nhau, bổ sung cho nhau nhằm nângcao tính chất hàng loạt trong sản xuất, đồng thời ổn định tính chất này để tạo tiền đềtạo lập dây chuyền sản xuất linh hoạt cho nhiều đối tượng cùng kiểu ở một vài nguyêncông quan trọng lại có thể tập trung giải quyết tốt hơn về công nghệ

Đối với quá trình lắp rắp, sản phẩm trong một loại phải có sơ đồ lắp giống nhau

để có thể lắp ráp với nhau cùng một tiến trình công nghệ lắp ráp và ở từng nguyêncông lắp ráp có thể dùng chung trang thiết bị lắp ráp Nói chung ở đây đối tượng sảnxuất chỉ khác nhau về mặt kết cấu

Chi tieát 1

Chi tieát 2

Chi tieát 3

Chi tiết gia công trong nhóm công nghệ điển hình

Tóm lại, công nghệ điển hình tạo điều kiện hợp lý hoá quá trình chuẩn bị côngnghệ, tạo tền đề tiêu chuẩn hoá nguyên công và quá trình công nghệ, là cơ sở để thiết

kế và xây dựng các dây chuyền tự động sử dụng trong sản xuất

TÓM TẮT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ĐIỂN HÌNHGIA CÔNG BÁNH RĂNG CÔN RĂNG THẲNG

Thứ tự

nguyên

Nội dung nguyên

Máy cắtrăng cônrăng thẳng

Dao cắt răngtiêu chuẩn

2.4 Công nghệ nhóm :

Chi tieát 1

Chi tieát 2

Chi tieát 3 hình 7.4

Cơ sở của công nghệ nhóm là phâm nhóm đối tượngsản xuất theo sự giống nhau từng phần về kết cấu; thí dụchi tiết hình 7.4 có cùng loại vật liệu, có các lỗ gia cônggiống nhau về kích thước và vị trí có thể được ghép thànhmột nhóm để gia công trên cùng một máy, đồ gá và dụng

cụ, có nghĩa là chúng chung một nguyên công, gọi lànguyên công nhóm Như vậy, do việc ghép nhóm chi tiếtchỉ giới hạn ở những bề mặt gia công giống nhau nên sốlượng đối tượng được gia công ở một nguyên công sẽtăng lên Điều đó cho phép áp dụng các giải pháp côngnghệ tiên tiến ở các nguyên công

nhóm; thí dụ, dùng máy bán tự động hoặc tự động, qua đó nâng cao mức độ khai thácthiết bị chất lượng gia công không phụ thuộc vào người thợ

Theo kinh nghiệm, công nghệ nhóm chỉ nên áp dụng có giới hạn, thường là chomột vài nguyên công chính của các đối tượng gia công thuộc cùng một loại chi tiết.Nguyên công chính là nguyên công có khối lượng lao động tính theo thời gian giacông là nhiều nhất Bởi vì, nếu áp dụng công nghệ nhóm ở tất cả các nguyên công thìviệc phân nhóm và quản lý từng nhóm theo từng nguyên công và theo từng đối tượnggia công cụ thể sẽ gặp khó khăn, phức tạp

So sánh với công nghệ điển hình, công nghệ nhóm có phạm vi đối tượng sảnxuất rộng lớn, vì ở công nghệ nhóm các đối tượng được ghép thành nhóm chỉ cần có

sự giống nhau từng phần về kết cấu, nghĩa là chỉ cần có dạng bề mặt giống nhau; còn ởcông nghệ điển hình các đối tượng phải có sự giống nhau hầu như hoàn toàn về kếtcấu, nghĩa là chỉ cần có các dạng bề mặt đặc trưng giống nhau, còn ở công nghệ điểnhình các đối tượng phải có sự giống nhau hoàn toàn về kết cấu, nghĩa là ứng với kiểuhoặc cỡ

Để thực hiện gia công nhóm cần tiến hành các việc chủ yếu theo thứ tự sau đây :

- Phân nhóm chi tiết gia công,

- Lập quy trình công nghệ cho từng nhóm,

- Thiết kế các trang thiết bị công nghệ (đồ gá) nhóm

2.4.1 Phân nhóm chi tiết gia công :

Phân nhóm chi tiết gia công là công việc quan trọng đầu tiên để chẩn bị triểnkhai áp dụng công nghệ nhóm Phân nhóm chi tiết hợp lý sẽ tập hợp được nhiều đặctrưng công nghệ cho mỗi nhóm, như vậy về cơ bản cũng đã xác định đúng giải phápcông nghệ, tạo tiền đề thuận lợi cho bước tiếp theo

Ở công nghệ nhóm, việc phân nhóm chi tiết gia công không chỉ dựa vào đặcđiểm kết cấu và đặc điểm công nghệ của chúng, mà còn dựa vào đặc điểm của kiểu,loại thiết bị công nghệ nhằm bảo đảm quá trình gia công hợp lý Tóm lại, là phải phânnhóm chi tiết gia công trên các loại thiết bị công nghệ cụ thể.

Nhóm chi tiết gia công là đơn vị chính, là cơ sở để xây dựng quá trình côngnghệ

Các nhóm chi tiết gia công thuộc các khối 1, 2, 3 được giải thích như sau :

- Khối 1 : Các chi tiết gia công chỉ cần thực hiện công nghệ nhóm trong mộthoặc hai nguyên công trên một hoặc hai máy cùng kiểu là đã hoàn chỉnh Thí dụ giacông trên hoặc hai máy tiện thường, trên một hoặc hai máy tiện Revolver Ở đây số chitiết tập hợp trong một nhóm ít hơn khối 2 Tiến trình gia công cho khối 1 như sơ đồsau đây :

5 4 3 2

2' 3' 4' 5'

- Khối 2 : Các chi tiết gia công trong một vài nguyên công, trên một hoặc vàimáy có kiểu, loại khác nhau; còn ở nguyên công khác, chúng lại có thể ở vào cácnhóm khác nhau, hoặc được gia công riêng biệt

Các nhóm chi tiết thuộc khối này được gia công giống nhau ở một hoặc vàinguyên công nên số lượng chi tiết tập hợp trong một nhóm nhiều hơn khối1 Các chitiết ở đây có thể khác nhau khác nhiều về kết cấu

5' 4' 3' 2'

1' 1

2' 3' 4' 5'

- Khối 3 : Các chi tiết có quá trình gia công chung trên máy có kiểu, loại khácnhau chứng tỏ chúng phải có kết cấu giống nhau Như vậy số loại chi tiết khác nhautrong nhóm giảm đi nhiều và trở thành cùng một kiểu chi tiết có quá trình gia côngchung Đó là quá trình công nghệ điển hình

Ghi chú : : Nguyên cơng chung (nguyên cơng nhĩm)

O : Nguyên cơng riêng (nguyên cơng cá biệt)

Chi tiết 1 Chi tiết 2

Chi tiết 3 Chi tiết 4

Chi tiết đại diện tổng hợp

Những nguyên tắc cần bảo đảm khi lập quy trình cơng nghệ nhĩm :

- Thứ tự mỗi bước phải bảo đảm cĩ thể gia cơng được bất kỳ chi tiết nào trongnhĩm

- Đồ gá, dụng cụ dùng ở các nguyên cơng nhĩm phải bảo đảm gia cơngđược bất kỳ chi tiết nào trong nhĩm

- Bảo đảm tổn hao điều chỉnh nguyên cơng là ít nhất khi thay đổi chi tiết giacơng trong nhĩm

Trước hết dựa vào chi tiết đại diện, tổng hợp của nhóm chi tiết để lập quy trìnhcông nghệ tổng quát Quy trình này bao gồm hầu hết các chi tiết cần thiết cho cả nhómchi tiết

Quy trình công nghệ nhóm cần được xây dựng thành sơ đồ, theo thứ tự nguyêncông Trong sơ đồ cần sắp xếp và bố trí dụng cụ gia công, bảo đảm đạt kích thượcnhanh Phải thể hiện rõ thứ tự làm việc của dụng cụ theo thứ tự các bước công nghệ.Phải tính thời gian công một chi tiết và cả loạt chi tiết, để xác định tải trọng của thiết bịcông nghê

2.4.3 Đồ gá gia công nhóm :

Kết cấu đồ gá gia công nhóm phải có bộ phận điều chỉnh để thích ứng với từngchi tiết trong nhóm và có bộ phận vạn năng dùng chung cho cả nhóm chi tiết Khichuyển sang gia công một chi tiết khác của nhóm thì bộ phận vạn năng không thayđổi, còn bộ phận điều chỉnh có thể thay hoặc điều chỉnh theo kết cấu của chi tiết đó.Kết cấu như vậy thường có ở đồ gá vạn năng điều chỉnh Sử dụng đồ gá này sẽ giảmbớt thời gian và phí tổn điều chỉnh

Tuỳ theo kết cấu của chi tiết gia công trong nhóm, việc điều chỉnh đồ gá giacông nhóm được thực hiện theo những cách sau đây :

- Dịch chuyển bộ phận gá đặt chi tiết gia công bằng cách dùng cơ cấu điềuchỉnh (êtô, nâm cặp, ống kẹp đàn hồi ) thích ứng với hình dạng, kích thước chi tiếttrong nhóm

- Thay thế vị trí bộ phận gá đặt chi tiết gia công cho phù hợp với từng chi tiếtcủa nhóm

- Thay đổi từng phần hoặc toàn bộ các bộ phận gá đặt chi tiết gia công, bộ phậndẫn hướng dao, nghĩa là sử dụng bộ phận thay thế nhanh như trục gá, ống kệp đànhồi

- Vừa thay thế vừa dịch chuyển các bộ phận gá đặt chi tiết gia công hoặc bộphận dẫn hướng dao, như sử dụng êtô có các má kẹp thay đổi nhanh, dùng phiến dẫnkhoan di trượt hoặc xoay

Trong những cách trên, hai cách đầu thường được sử dụng đối với chi tiết giacông có hình dạng và bề mặt chuẩn định vị giống nhau về kích thước Hai cách sauthường áp dụng để gia công chi tiết khác nhau về hình dạng, nhưng kích thước có giátrị trong một phạm vi nhất định Thí dụ đồ gá để phay, khoan các chi tiết giá đỡ, tấmmỏng có nhiều lỗ

2.5 Công nghệ tổ hợp :

Các phương pháp công nghệ điển hình và công nghệ nhóm, nếu xét riêng biệt,chúng có những ưu điểm và hạn chế nhất định Công nghệ điển hình có đối tượng là

chi tiết gia cơng cĩ kết cấu giống nhau ở mức cao, thường là những đối tượng gia cơngcùng kiểu, cĩ khi cùng cỡ; như vậy quá trình cơng nghệ để gia cơng phải giống nhau.Nếu chỉ giới hạn trong một kiểu hoặc cỡ chi tiết thì phụ tải và hiệu suất sử dụng trangthiết bị, dụng cụ cơng nghệ thường thấp hơn, làm hạn chế hiệu quả kinh tế của quátrình cơng nghệ và dây chuyền sản xuất Cơng nghệ điển hình chỉ cĩ thể áp dụng cĩhiệu quả tốt, nếu số lượng đối tượng gia cơng trong cùng một kiểu hoặc kiểu phải đủnhiều, thường phải ứng với quy mơ sản xuất hàng loạt lớn, hàng khối, dây chuyền sảnxuất thường kém linh hoạt.

Sản xuất theo dây chuyền trên cơ sở quá trình cơng nghệ tối ưu, linh hoạt và tựđộng hố trong quy mơ sản xuất phổ biến cho hàng loạt vừa và nhỏ Đặt ra vấn đềnghiên cứu cơng nghệ tổ hợp dựa trên việc kết hợp các phương pháp thống nhất hố,tiêu chuẩn hố kết cấu của đối tượng sản xuất, Tiêu chuẩn hố kết cấu của đối tượngsản xuất, cơng nghệ điển hình và cơng nghệ nhĩm nhằm khai thác tận dụng ưu điểm,hạn chế nhược điểm của từng phương pháp riêng biệt

Để cĩ thể sản xuất theo dây chuyền đạt hiệu quả kinh tế, kỹ thuật tốt ở quy mơsản xuất này, trước hết phải bảo đảm tính linh hoạt của quá trình cơng nghệ nguyêncơng và dây chuyền sản xuất Nghĩa là bảo đảm tính thích nghi nhanh của quá trìnhcơng nghệ, nguyên cơng và dây chuyền sản xuất khi đối tượng sản xuất thay đổi theochu kỳ nhất định

Tính linh hoạt của dây chuyền sản xuất, trong thực tế địi hỏi khi thiết kế, xâydựng dây chuyền sản xuất phải bảo đảm tính linh hoạt của tồn bộ quá trình cơng nghệ

và tính linh hoạt của từng nguyên cơng Như vậy, tiền đề cơ bản nhất để boả đảm tínhlinh hoạt tốt của dây chuyền sản xuất chính là phải xác định hợp lý đối tượng sản xuấtcho dây chuyền Để bảo đảm tính linh hoạt của tồn bộ quá trình gia cơng, phải xácđịnh đối tượng sản xuất theo luận điển của cơng nghệ điển hình Mặt khác để bảo đảmtính linh hoạt của từng nguyên cơng, lại phải theo quan điểm của nhĩm Ở phươngpháp cơng nghệ tổ hợp, khi xác định đối tượng sản xuất, phải kết hợp các luận điểm

của cơng nghệ điểm hình và cơng nghệ nhĩm mà xuất phát điểm cĩ thể là loại hoặc kiểu chi tiết.

A B C D E

A,B

C,D,

A,B, E

C,E

B,D

E' D' C' B' A'

Sơ đồ tổng quát về tiến trình công nghệ tổ hợpGhi chú :

A,B,C,D : Phơi A’,B’,C’,D’ : Chi tiết hồn chỉnh

Khả năng thích nghi nhanh của quá trình công nghệ, nguyên công và dâychuyền gia công chủ yếu là do trang thiết bị, dụng cụ công nghệ quyết định với sự hỗtrợ tích cực của cơ cấu cấp phôi, cơ cấu thay dụng cụ, cơ cấu vận chuyển Để bảođảm tính thích nhanh của trang thiết bị công nghệ, ứng với đối tượng gia công cụ thể,tuỳ theo mức độ và điều kiện sản xuất trong ngành chế tạo máy mà có thể nghiên cứucác phương án sau :

- Phương án tập trung nguyên công khi trình độ sản xuất phát triển : Sử dụngmáy chương trình số (máy NC, máy CNC) hoặc trung tâm gia công điều khiển theochương số

- Phương án phân tán nguyên công, sản xuất kém phát triển : Sử dụng máy vạnăng thông thường kết hợpp gá lắp linh hoạt (gá lắp điều chỉnh), hoặc máy chuyêndùng linh hoạt có kết cấu đơn giản

Những bước quan trọng trước hết cần phải thực hiện để có thể áp dụng côngnghệ tổ hợp là :

- Phân loại và ghép nhóm đối tượng gia công trong từng chủng loại đối tượnggia công có trong chương trình sản xuất Từ chương trình sản xuất, trước hết xác địnhdạng chi tiết phổ biến, rồi chi tiết phổ biến trong dạng phổ biến, tiếp theo là xác địnhcác thông số cơ bản phổ biến của đối tượng gia công trong loại chi tiết phổ biến (loạivật liệu phổ biến, số lượng chi tiết phổ biến, số lượng bề mặt gia công khác nhau phổbiến, các yêu cầu kỹ thuật phổ biến của bề mặt cơ bản Sau đó so sánh từng đối tượngtrong loại phổ biến theo các thông số cơ bản phổ biến để xác định số kiểu chi tiết trongloại chi tiết phổ biến được gia công theo quy trình công nghệ tổ hợp

- Xác định đối tượng đại diện (điển hình) : Xác định kiểu chi tiết đại diện trong

số kiểu chi tiết được gia công theo công nghệ tổ hợp trên cơ sở độ phức tạp cao nhất

về kết cấu công nghệ

- Xác định số lượng quy đổi của từng kiểu chi tiết khác ra kiểu chi tiết điển hìnhbằng hệ số quy đổi Hệ số quy đổi (tính gần đúng) là số xét đến sự khác nhau về kếtcấu và công nghệ giữa kiểu đang xét và kiểu điển hình Sau đó tính tổng số lượng quyđổi ra kiểu điển hình của tất cả các kiểu chi tiết được gia công tổ hợp

- Xác định phương án tổ hợp tối ưu về công nghệ Thí dụ đối với chi tiết chínhxác của động cơ diesel, bộ đôi chính xác cao, chi tiết dạng trụ, kiểu piston, xylinder,kim, đế với cỡ D12, D20, W50, C100

Có thể có các phương án tổ hợp công nghệ như sau :

* Gia công tổ hợp các kiểu chi tiết piston, xylinder, kim, đế

* Gia công tổ hợp các kiểu chi tiết trục (piston, kim)

* Gia công tổ hợp các kiểu chi tiết bạc (xylinder, đế)

* Gia công tổ hợp các kiểu chi tiết theo các cỡ (Kiểu piston, kiểu xylinder, kiểukim, kiểu đế, gia công tổ hợp từng kiểu với nhiều cỡ).

- Thiết kế, xây dựng quá trình công nghệ, nguyên công và dây chuyền gia côngtheo phương án tối ưu về công nghệ, kể cả thiết kế đồ gá điều chỉnh cho từng nguyêncông

Chương 3: CÔNG NGHỆ LẮP RÁP CÁC SẢN PHẨM CƠ KHÍ3.1 Khái niệm về công nghệ lắp ráp

3.1.1 Vị trí của công nghệ lắp ráp

Một sản phẩm cơ khí do nhiều chi tiết hợp thành Sau khi các chi tiết đượcgia công xong trong phân xưởng cơ khí, chúng ta phải lắp chúng lại với nhau để tạothành một sản phẩm hoàn thiện Nếu quá trình gia công cơ khí là giai đoạn chủ yếucủa quá trình sản xuất thì quá trình lắp ráp là giai đoạn cuối cùng của quá trình sảnxuất ấy

Thực vậy, vì chỉ sau khi lắp ráp thành sản phẩm thì quá trình sản xuất mới có ýnghĩa; các quá trình tạo phôi, gia công cơ, nhiệt luyện mới có tác dụng thực

Quá trình lắp ráp là một quá trình lao động kỹ thuật phức tạp Mức độ phức tạp,khối lượng lắp ráp liên quan chặt chẽ đến quá trình gia công cơ vì gia công các chi tiếtcàng chính xác thì lắp ráp chúng cũng sẽ nhanh, chọn lắp dễ dàng, ít sửa chữa

Mối quan hệ giữa khối lượng gia công và lắp ráp như sau:

- Trong sản xuất hàng khối, khối lượng lao động lắp ráp chiếm 10÷ 15%khối lượng gia công cơ

- Trong sản xuất hàng loạt, khối lượng lao động lắp ráp chiếm 20÷ 35%khối lượng gia công cơ

- Trong sản xuất đơn chiếc, khối lượng lao động lắp ráp chiếm 30÷ 45%khối lượng gia công cơ

Mặt khác, khối lượng lao động lắp ráp cũng có quan hệ mật thiết với quá trìnhthiết kế sản phẩm Công nghệ lắp ráp phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật do thiết kế

đề ra, phải đạt yêu cầu của các mối ghép, các chuỗi kích thước lắp ráp, chính xác vềtruyền động Bởi vậy, khi có bản thiết kế sản phẩm hợp lý về kết cấu và sự hìnhthành chuỗi kích thước thì giảm được khối lượng lao động lắp ráp

Quá trình lắp ráp khó thực hiện cơ khí hoá, tự động hoá mà phần lớn phải làmbằng tay Chất lượng lắp ráp quyết định chất lượng sản phẩm Trong nhiều trườnghợp, giai đoạn gia công cơ có chi tiết đạt mọi yêu cầu kỹ thuật nhưng công nghệ lắpráp sản phẩm không hợp lý thì chất lượng của sản phẩm không đạt yêu cầu, ảnhhưởng đến tuổi thọ của sản phẩm

Ví dụ : Khi lắp ụ động của máy tiện lên băng máy mà không đảm bảo độ

đồng tâm với tâm trục chính sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của chi tiết khi gia côngtrên máy tiện như bị côn khi không trùng tâm theo phương ngang, có dạng yênngựa khi không trùng tâm theo phương thẳng đứng

Tóm lại, nghiên cứu hợp lý hoá công nghệ lắp ráp phải được quán triệt từgiai đoạn thiết kế sản phẩm đến giai đoạn gia công cơ khí để sản xuất ra những sảnphẩm có chất lượng cao và giá thành hạ

3.1.2 Nhiệm vụ của công nghệ lắp ráp

Nhiệm vụ chung của công nghệ lắp ráp là căn cứ vào yêu cầu kỹ thuật của bản

vẽ lắp mà nghiên cứu để tìm các biện pháp về tổ chức và kỹ thuật làm sao để thiết

kế quy trình công nghệ lắp ráp đạt hai yêu cầu:

- Đảm bảo tính năng kỹ thuật của sản phẩm theo yêu cầu nghiệm thu

- Nâng cao năng suất lắp ráp, hạ giá thành sản phẩm

* Để đạt được những yêu cầu nói trên cần phải giải quyết các nhiệm vụ sau:

- Nghiên cứu kỹ yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Phân biệt độ chính xác của cácmối lắp và đặc tính làm việc của chúng để trong quá trình lắp sai lệch không vượt quágiới hạn cho phép Nắm vững nguyên lý hình thành chuỗi kích thước lắp ráp, từ đó

có biện pháp công nghệ lắp, kiểm tra, điều chỉnh và cạo sửa nhằm thoả mãn yêu cầu

kỹ thuật của sản phẩm

Thí dụ : Thực hiện cụm lắp ghép có hình vẽ như sau Các chi tiết lắp ráp gồm

có : Bạc 2, vòng canh 4 có kính thước A1, Bạc có gờ chặn 6 có thước gờ A3, bánh răng

5 có kích thước A2, lòng thân hộp có thước A4 Sau khi lắp phải bảo đảm khâu khépkín A∆, đây là khe hở cần thiết cho bánh răng làm việc

- Nắm vững công nghệ lắp ráp, sử dụng hợp lý các trang bị, đồ gá, dụng cụ đokiểm, vận chuyển để nâng cao năng suất và chất lượng lắp ráp

3.2 Các phương pháp lắp ráp

3.2.1 Phân loại các mối lắp

Trong công nghệ lắp ráp, yếu tố được quan tâm đầu tiên là thực hiện các mốilắp ghép Dựa vào đặc tính của nó, người ta phân mối lắp thành hai loại chính:

- Mối lắp cố định: là mối lắp mà vị trí tương đối giữa các chi tiết không đổi.Mối lắp cố định được phân thành hai loại như sau:

+ Mối lắp cố định tháo được: như mối lắp ren, then, chêm, chốt

+ Mối lắp cố định không tháo được: là các mối lắp như đinh tán, hàn, ép nóng,

ép nguội và dán Các mối lắp này thường gặp trong vỏ tàu thuỷ, máy bay, cầu

- Mối lắp di động: là mối lắp mà các chi tiết có khả năng chuyển động tươngđối với nhau Mối lắp di động cũng được phân thành hai loại như sau:

+ Mối lắp di động tháo được: như khớp xoay, khớp trượt, khớp lăn, piston

- xylanh

+ Mối lắp cố định không tháo được: như khớp xoắn, ổ bi đỡ chặn

3.2.2 Khái niệm về độ chính xác lắp ráp

Cũng như quá trình gia công cơ, quá trình lắp ráp cũng có khả năng xuất hiệncác sai lệch như sai lệch về vị trí các cụm lắp, các chi tiết lắp, các mối lắp làm chúngkhông thoả mãn được những yêu cầu của bản vẽ lắp sản phẩm

Đảm bảo độ chính xác lắp ráp nghĩa là phải đạt đ ược ba yêu cầu sau:

- Khi các chi tiết máy được đem lắp ghép với nhau, giữa chúng sẽhình thành mối lắp (cố định hay di động) Ta phải đảm bảo tính chất của từng mốilắp đó theo yêu cầu của thiết kế

- Các mối lắp ghép liên tiếp tạo thành chuỗi kích thước, có thể là chuỗi kíchthước đường thẳng, chuỗi kích thước mặt phẳng, chuỗi kích thước không gianhay chuỗi góc tuỳ theo yêu cầu thiết kế, để khi làm việc các chi tiết chịu lực mà vẫnđảm bảo mối quan hệ giữa các khâu với nhau, không thay đổi vị trí tương đối củachúng nghĩa là tính năng của máy được ổn định

- Sau một thời gian làm việc, ở các mối lắp di dộng, các bề mặt tiếp xúcgiữa các chi tiết sẽ bị mòn làm tăng dần khe hở, thay đổi vị trí của các chi tiết và bộphận máy Cho nên, công nghệ lắp ráp cần tìm cách giảm khe hở ban đầu và có khảnăng hiệu chỉnh vị trí của chi tiết và bộ phận máy khi bị mài mòn, nhằm nâng cao thờigian và hiệu quả sử dụng thiết bị

3.2.3 Các phương pháp lắp ráp

Để đảm bảo độ chính xác lắp ráp, các nhà máy cơ khí th ường sử dụng 1 trong

5 phương pháp lắp ráp sau đây Việc chọn phương pháp lắp ráp nào là tùy theo dạngsản xuất, tính chất sản phẩm và độ chính xác mà nhà máy có khả năng thực hiện

3.2.3.1 Phương pháp lắp lẫn hoàn toàn

Nếu ta lấy bất cứ một chi tiết nào đó đem lắp vào vị trí của nó trong cụm haysản phẩm lắp mà không phải sửa chữa, điều chỉnh vẫn đảm bảo mọi tính chất lắpráp của nó theo yêu cầu thiết kế, thì ta gọi đó là phương pháp lắp lẫn hoàn toàn

Phương pháp này đơn giản, năng suất cao, không đòi hỏi trình độ côngnhân cao, dễ dàng xây dựng những định mức kỹ thuật, kế hoạch lắp ổn định, có khảnăng tự động hoá và cơ khí hoá quá trình lắp, thuận tiện cho quá trình sửa chữa thaythế

Tuy nhiên, để thực hiện phương pháp này hoàn toàn phụ thuộc vào độ chínhxác gia công các chi tiết lắp, số khâu trong chuỗi kích thước lắp và dung sai khâukhép kín trong quá trình lắp

Như ta đã biết, dung sai chế tạo các khâu thành phần được tính theo công thức

1N

Trong đó: Tct: dung sai chế tạo của các khâu thành phần

TΣ: dung sai của khâu khép kín

N: số khâu trong chuỗi kích thước lắp

Rõ ràng thấy rằng, khi dung sai của khâu khép kín cao (Tct nhỏ) và số khâutrong chuỗi kích thước nhiều thì việc thực hiện phương pháp này là rất khó khăn,thậm chí không thực hiện được hoặc có thực hiện được thì giá thành cũng sẽ rấtcao, tỷ lệ phế phẩm lớn vì đòi hỏi phải chế tạo các chi tiết rất chính xác

Vì vậy, phương pháp lắp lẫn hoàn toàn chỉ thích hợp đối với dạng sản xuất hàngloạt lớn và hàng khối, sản phẩm đã được tiêu chuẩn hoá

3.2.3.2 Phương pháp lắp lẫn không hoàn toàn

Vì điều kiện và phạm vi ứng dụng của phương pháp lắp lẫn hoàn toàntrong nhiều trường hợp bị hạn chế nên ta phải dùng ph ương pháp lắp lẫn không hoàntoàn

Thực chất của phương pháp này là cho phép chúng ta mở rộng phạm vi dungsai của các khâu thành phần để chế tạo dễ hơn, song khi lắp thì ta phải tìm cách thựchiện để đạt yêu cầu kỹ thuật của khâu khép kín như thiết kế đã cho

* Giả sử, ta có 3 khâu lắp với nhau theo yêu cầu như sau:

A1+ A2- A∆= 0

Giải chuỗi kích thước trên với giả thiết dung sai các khâu thành phần bằng nhau, nghĩa

là dung sai chế tạo TA1= TA2

Mở rộng dung sai chế tạo

trong phương pháp lắp lẫn không hoàn toàn

- Nếu dùng phương pháp lắp lẫnhoàn toàn thì dung sai các khâu thànhphần là:

2 1 3

T T

T T

Như vậy, khi TA ∆khá bé thì việcchế tạo các khâu thành phần vớidung sai TA1, TA2 là rất khó, năngsuất thấp, giá thành chế tạo cao vàphế phẩm lớn

- Nếu ta dùng phương pháp lắp lẫnkhông hoàn toàn thì cho phép tăng

TA1, TA2 lên gấp nhiều lần thànhT’A1, T’A2 Khi lắp phải chịu một sốphần trăm phế phẩm nhất định vìkích thước thực thường phân bố theo

quy luật tập trung nhiều vào trung tâm dung sai nên có một số chi tiết không đúngquy cách và lắp không vừa

Số phần trăm phế phẩm phụ thuộc vào quy luật phân bố của đường congxác suất và quan hệ giữa số khâu trong chuỗi Số khâu nhiều thì T’A ∆ có thể bù trừcho nhau không tăng tỷ lệ phần trăm phế phẩm cho các khâu theo tỷ lệ Do đó,phương pháp này thường áp dụng cho sản phẩm lắp có độ chính xác cao và số khâunhiều

3.2.3.3 Phương pháp lắp chọn

Phương pháp lắp này cho phép mở rộng dung sai chế tạo của các chi tiết.Sau khi chế tạo xong, chi tiết được phân thành từng nhóm có dung sai nhỏ hơn, sau đótiến hành lắp các chi tiết trong các nhóm tương ứng với nhau Như vậy, đối với từngnhóm, việc lắp ráp được thực hiện theo phương pháp lắp lẫn hoàn toàn

Lắp chọn có thể tiến hành theo hai cách:

* Chọn lắp từng bước : Ta đo kích thước của một chi tiết, rồi căn cứ vào yêu

cầu của mối lắp để xác định khe hở hoặc độ dôi cần thiết Từ đó, ta đo và chọn ra chitiết lắp phù hợp với kích thước đã xác định ở trên

Nhược điểm của cách này là mất nhiều thời gian đo, tính toán và lựa chọnchi tiết phù hợp với mối lắp Vì vậy, năng suất rất thấp, chi phí lắp ráp tăng

* Chọn lắp theo nhóm: Trong quá trình lắp ráp, ta tiến hành phân nhóm các chi tiết

lắp Sau đó thực hiện quá trình lắp ráp các chi tiết theo nhóm tương ứng

Thí dụ: Khi lắp khi lắp ghép piston với các xylinder của động cơ đốt

trong Với dung sai kích thước xylinder (chi tiết bao) là TA, của trục (chi

tạo cho các chi tiết bị bao và chi tiết bao n lần thì

B A

Cách chọn lắp theo nhóm cho khả năng nâng cao được năng suất quá trình giacông, giảm được giá thành chế tạo sản phẩm Phương pháp lắp chọn này thườngứng dụng trong công nghệ chế tạo các bộ đôi có yêu cầu dung sai của mối lắp khắtkhe (như bộ đôi bơm cao áp, van trượt thuỷ lực có khe hở làm việc từ 1 ÷ 3 µm)

Tuy nhiên, phương pháp chọn lắp theo nhóm còn một số tồn tại như:

- Phải thêm chi phí cho việc kiểm tra và phân nhóm chi tiết, đồng thời phải cóbiện pháp bảo quản tốt, tránh nhầm lẫn giữa các nhóm

- Thường số chi tiết trong mỗi nhóm của chi tiết bao và bị bao không bằngnhau nên xảy ra hiện tượng thừa và thiếu các chi tiết lắp của nhóm này hay nhómkhác Trong trường hợp này phải tính đến việc điều chỉnh đường cong phân bố đểcho các đường cong phân bố đồng dạng nhau bằng cách điều chỉnh máy

Ngoài việc phân nhóm theo kích thước lắp, đối với chi tiết có chuyển độngtịnh tiến khứ hồi với tốc độ cao (piston, con trượt, biên) cần phải phân nhóm theotrọng lượng nhằm tránh hiện tượng mất cân bằng trong quá trình làm việc, giảm rungđộng

3.2.3.4 Phương pháp lắp sửa

Để gia công các chi tiết (khâu thành phần) được dễ dàng nhằm giảm giá thànhchế tạo, người ta tăng dung sai các khâu thành phần từ T1, T2 Tn thành T’1, T’2 T’n

lắp ráp, nghĩa là bớt đi ở một khâu nào đó trong chuỗi kích thước, gọi là khâu bồithường

Hình 1

Chú ý rằng, không được chọn khâu bồithường là khâu chung của hai chuỗi kíchthước liên kết Như hình 1, không được phépchọn khâu A2= B3làm khâu bồi thường vìkhi cạo sửa để thoả mãn chuỗi A thì khônglàm thoả mãn chuỗi B

Ta có: A2- A1- A∆= 0 Khi chế tạo, ta mở rộng dung sai các khâu thành phần A1, A2để dễ gia công (hình 2) Khi lắp ta phải đảm bảo đặc tính mối lắp

là khe hở Δmax bằng cách chọn khâu thành phần A2 làm khâu bồi thường để cạo bớt đi một lớp lượng dư để đảm bảo yêu cầu khe hởcủa mối lắp

Hình 2Một vấn đề cần quan tâm là phải chọn khâu bồi thường thế nào để lượng dưcạo sửa vừa đủ, không quá nhiều (tốn công sửa chữa, tăng chi phí, giảm năng suất)hoặc quá ít (hụt kích thước) Muốn vậy, việc bố trí tâm dung sai khâu bồi thườngđối với kích thước danh nghĩa của nó sao cho chi tiết được chọn làm khâu bồithường có lớp kim loại để cạo sửa là ít nhất mà vẫn đạt được độ chính xác của khâukhép kín

* Cách tính lượng dư, điều chỉnh vị trí của tâm dung sai khâu bồi thường đã

mở rộng như sau:

Nếu ta gọi lượng điều chỉnh là ∆K và giả sử ta có chuỗi kích thước lắp ráp là:

A1+ A∆- A2= 0 thì đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của mối lắp

Với :

TA1, TA2là dung sai của kích thước A1, A2ban đầu

T’A1, T’A2là dung sai mở rộng của kích thước A1, A2

∆A1, ∆A2là toạ độ tâm dung sai của các khâu A1, A2

∆’A1, ∆’A2là toạ độ tâm dung sai mở rộng của các khâu A1, A2

Khi chế tạo, ta mở rộng dung sai

để dễ gia công, nhưng khi lắp phảiđảm bảo dung sai khâu khép kín khôngđổi Vậy, ta phải giữ cận trên hoặc dướimiền

dung sai đã mở rộng của một khâu

là không đổi và điều chỉnh cận dưới hoặc trên của khâu kia saocho mối lắp vẫn có khe hở

đó là ∆K

Ở đây, ta chọn khâu A2 là khâu bồi thường và giữ cận dưới của khâu

A1 không đổi, sau đó điều chỉnh cận trên khâu A2

Vậy, ta có lượng điều chỉnh:

max

/ A /

A

/ A

2 2 1

1

Trong đó: AΔmax=

22

2 2 1

A A

A

/ A

/ A

TTK

Đặt: TK= T’A ∆ - TA∆, là sai lệch giữa dung sai khâu khép kín khi mở rộng vàdung sai khâu khép kín khi chưa mở rộng của các khâu thành phần

Ta có:

/ A

/ A KT

∆

Qua đây, ta có thể suy rộng ra là: Các toạ độ tâm dung sai ở công thức trên có

dấu (+) và làm cho khâu khép kín giảm thì mang dấu (-) Vậy, công thức xác địnhlượng điều chỉnh sẽ là:

/ A

/ A K

1

1 12

n m i Ai m

i Ai m

i

n m i

/ Ai

/ Ai K

TK

Trong đó: m: số khâu tăng

n: tổng số khâu của chuỗi

3.2.3.5 Phương pháp lắp điều chỉnh

Phương pháp lắp điều chỉnh về cơ bản giống phương pháp lắp sửa, nghĩa là

độ chính xác của khâu khép kín đạt được nhờ thay đổi giá trị của khâu bồi thường

Nhưng điểm khác nhau là phương pháp này không phải lấy đi một lớp kimloại của khâu bồi thường mà là điều chỉnh vị trí khâu bồi thường hoặc thay đổi kíchthước khác nhau của khâu bồi thường để đảm bảo độ chính xác của khâu khép kín.Như vậy, khâu bồi thường có thể cố định như bạc, vòng đệm hay có thể dịch chuyểnđược như chêm, bạc đàn hồi, nối trục đàn hồi, bánh lệch tâm, êcu điều chỉnh

Từ yêu cầu của mối lắp, ta có thể tính ra giá trị phải điều chỉnh ở khâu bồithường theo dung sai của các khâu thành phần đã mở rộng và dung sai khâu khép kín

Phương pháp điều chỉnh được dùng nhiều trong trường hợp chuỗi kích thước

có nhiều khâu, trong đó khâu khép kín đòi hỏi chính xác cao nhưng khi chế tạo cáckhâu thành phần thì không cần cao lắm Cuối cùng sai số các khâu được dồn vàokhâu bồi thường Phương pháp này có khả năng phục hồi độ chính xác của mối lắp sauthời gian làm việc và thuận tiện trong sửa chữa thiết bị

Sơ đồ lắp điều chỉnh Hình a : Điều chỉnh bằng vòng đệm

Hình b : Điều chỉnh bằng bạc lót di động

3.3 Các hình thức tổ chức lắp ráp

Việc chọn hình thức tổ chức lắp ráp sản phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

- Dạng sản xuất

- Tính chất sản phẩm: phức tạp hay đơn giản, nặng hay nhẹ

- Độ chính xác đạt được của các chi tiết lắp

Lắp ráp cố định còn được phân thành lắp ráp cố định tập trung và phân tán

số nguyên công ít trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ

3.3.1.2 Lắp ráp cố định phân tán

Hình thức lắp ráp này thích hợp với những sản phẩm phức tạp, có thể chia thànhnhiều bộ phận lắp ráp, thực hiện ở nhiều nới độc lập Sau đó mới tiến hành lắp các

bộ phận lại thành sản phẩm ở một địa điểm nhất định

So với hình thức lắp ráp cố định tập trung, hình thức này cho năng suất cao hơn,không đòi hỏi trình độ tay nghề và tính vạn năng của công nhân cao Do đó, hạ đượcgiá thành chế tạo sản phẩm

Nếu sản lượng càng lớn thì có thể càng phân nhỏ sản phẩm lắp thành nhiều bộphận và cụm Mỗi vị trí lắp chỉ có số nguyên công nhất định, công nhân lắp ráp đượcchuyên môn hoá cao theo nguyên công Vì vậy, hình thức này thường dùng trong sản