Slide chuẩn bị sản xuất

-Yêu cầu kỹ thuật của sản * Sản lượng hay tính thời gian * Nhu cầu thị trường - Điều kiện sản xuất: Điều kiện sản xuất nơi thực hiện và chọn phương án tối ưu - Quá trình công nghệ hợ

Chuẩn bị quá trình sản xuất

Chương 6

Chi tiết thực Bản vẽ thiết kế một chi tiết

Làm thế nào để chế tạo ra được chi tiết thực?

1 ý nghĩa của việc chuẩn bị sản xuất

Bất kỳ một sản phẩm nào trước khi sản xuất đều phải qua giai đoạn

chuẩn bị sản xuất.

Trong đó, thiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy là một nội dung cơ bản của nó

Để làm ra một sản phẩm thường có nhiều phương án công nghệ, nhưng phải chọn một phương án hợp lý hoặc tối ưu Phương án công nghệ hợp

lý là phương án bảo đảm được chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế.

Có hai phương án thiết kế QTCN: thiết kế cho một nhà máy mới và

thiết kế trên cơ sở nhà máy đang hoạt động.

Thiết kế quá trình công nghệ nhằm mục đích hướng dẫn công nghệ, xác lập các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản

-Yêu cầu kỹ thuật của sản

* Sản lượng hay tính thời gian

* Nhu cầu (thị trường)

- Điều kiện sản xuất: Điều

kiện sản xuất nơi thực hiện

và chọn phương

án tối ưu

- Quá trình công nghệ hợp lý

- Quá trình công nghệ tối ưu:

* Tối ưu hoá phương án công nghệ

* Tối ưu hoá quá trình công nghệ

- Sản phẩm đạt yêu cầu:

* Chất lượng tốt

* Giá thành rẻ

2 Phương pháp thiết kế quá trình công nghệ gia công chi tiết máy

Thiết kế quy trình công nghệ gia công một sản phẩm bao gồm các công việc:

- Tìm hiểu tính năng sử dụng, điều kiện làm việc của chi tiết hay sản

phẩm, tính ổn định của sản phẩm trong nhu cầu của xã hội

- Nghiên cứu về yêu cầu kỹ thuật, kết cấu của chi tiết, sản phẩm

- Xác định quy mô sản xuất và điều kiện sản xuất

- Xác định thứ tự các nguyên công, cách gá đặt các chi tiết, lập sơ đồ

các nguyên công

- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi

- Chọn máy cho mỗi nguyên công

- Xác định lượng dư và dung sai các nguyên công Căn cứ vào đó xác

định kích thước cần thiết của phôi

- Xác định dụng cụ cắt và dụng cụ kiểm tra Thiết kế những dụng cụ đặc biệt

- Xác định các thông số công nghệ: Tốc độ cắt (V, n), bước tiến dao,

chiều sâu cắt t

- Xác định các đồ gá, thiết kế các đồ gá khi cần

- Xác định các bậc thợ

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

Tuỳ theo điều kiện, khả năng công nghệ của từng nơi, từng lúc mà việc thiết kế một QTCN có thể được tiến hành theo nhiều cách khác nhau

3.1 Kiểm tra tính công nghệ trong kết cấu chi tiết máy.

Tính công nghệ (?) trong kết cấu là một tính chất quan trọng của chi

tiết hoặc sản phẩm, nó đảm bảo lượng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp nhỏ nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong một

điều kiện sản xuất nhất định

3 Một số bước thiết kế cơ bản

- Tính công nghệ trong kết cấu phụ thuộc nhiều vào quy mô sản xuất

cũng như tính chất hàng loạt của sản phẩm.

- Tính công nghệ trong kết cấu phải được nghiên cứu đồng bộ với kết cấu tổng thể của cả sản phẩm, không được tách riêng từng phần tử kết cấu, trên cơ sở đảm bảo chức năng và điều kiện làm việc của nó.

- Tính công nghệ trong kết cấu phải được nghiên cứu theo điều kiện sản xuất cụ thể.

- Tính công nghệ cần phải được chú trọng triệt để trong từng giai đoạn của quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí.

Khi nghiên cứu tính công nghệ trong kết cấu cần chú ý những điểm sau:

Tính công nghệ trong kết cấu cơ khí được đánh giá gần đúng theo các chỉ tiêu sau :

- Trọng lượng kết cấu nhỏ nhất.

- Sử dụng vật liệu thống nhất, tiêu chuẩn, dễ tìm kiếm và rẻ tiền.

- Quy định kích thước, dung sai và độ nhám bề mặt hợp lý.

- Sử dụng các chi tiết máy và bề mặt trên chi tiết máy thống nhất, tiêu chuẩn.

- Kết cấu hợp lý dễ gia công cơ khí và lắp ráp thuận tiện.

Để đảm bảo hiệu quả sản xuất, cần phải nghiên cứu tính công nghệ

một cách cẩn thận cả khi thiết kế sản phẩm và trước khi thiết kế quá trình công nghệ Trước khi tiến hành thiết kế QTCN cho sản phẩm, phải kiểm tra hệ thống tính công nghệ trong kết cấu của các chi tiết, cụm, bộ phận trong kết cấu tổng thể của sản phẩm.

Tính công nghệ trong kết cấu được xem xét trên cơ sở các yêu cầu cụ thể sau :

- Giảm quảng đường chạy dao khi cắt.

- Đơn giản hoá kết cấu, đảm bảo gia công một cách kinh tế.

- Tạo điều kiện sử dụng các dụng cụ thống nhất, tiêu chuẩn, các dụng cụ làm việc thuận lợi không va đập.

- Chi tiết đủ cứng vững tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn.

- Góp phần làm giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ,

- Giảm lượng vật liệu cắt gọt nhờ thiết kế phôi và xác định lượng dư hợp

lý, xác định chính xác lượng dư gia công, giới hạn khối lượng cắt gọt ở các bề mặt quan trọng.

Một số ví dụ về tính công nghệ của chi tiết máy:

- Đảm bảo độ cứng vững khi gia công:

- Đảm bảo kết cấu đơn giản, dễ gia công

a) Chi tiết có thành mỏng nên kém cứng vững khi gia công lỗ b) Chi tiết có thêm gân trợ lực để tăng cứng vững khi gia công

a) Kết cấu phức tạp, rất khó gia công b) Kết cấu gồm hai chi tiết nên dễ gia công hơn

- TiÕt kiÖm vËt liÖu

- T¹o ®iÒu kiÖn n©ng cao n¨ng suÊt gia c«ng

a) KÕt cÊu tèn nhiÒu vËt liÖu b) KÕt cÊu gåm hai chi tiÕt nªn tèn Ýt vËt liÖu h¬n

a) KÕt cÊu h¹n chÕ kh¶ n¨ng gia c«ng nhiÒu chi tiÕt cïng mét lóc

b,c) KÕt cÊu cho phÐp gia c«ng 2 hoÆc nhiÒu chi tiÕt cïng mét lóc

- Ph©n biÖt râ bÒ mÆt gia c«ng vµ bÒ mÆt kh«ng gia c«ng

- Ph©n biÖt râ c¸c bÒ mÆt gia c«ng ë c¸c nguyªn c«ng kh¸c nhau

a) KÕt cÊu ch­a ph©n biÖt râ mÆt gia c«ng vµ kh«ng gia c«ng

- Tạo điều kiện giảm bớt hành trình cắt, giảm quãng đường chạy dao

- Đảm bảo tiến dao thuận lợi

a) Kết cấu gây ra quãng đường chạy dao lớn b) Kết cấu rút ngắn quãng đường chạy dao

a) Không thể doa chính xác trên suốt chiều dài lỗ vì đầu doa có độ côn b,c) Kết cấu hợp lý hơn vì đã trừ bỏ phần côn

- Tr¸nh va ®Ëp khi gia c«ng

- §¶m b¶o tiÕn dao thuËn lîi

a) KÕt cÊu dÔ lµm g·y mòi khoan khi khoan lç b,c) KÕt cÊu t¹o ®iÒu tiÖn an toµn khi khoan

MÆt bÝch vu«ng dÔ g©y va ®Ëp dao khi tiÖn mÆt ®Çu

MÆt bÝch trßn tr¸nh g©y va ®Ëp khi tiÖn

- Tạo điều kiện dùng dụng cụ cắt tiêu chuẩn để tăng năng suất

a) Sử dụng dao phay ngón để gia công rãnh then nên năng suất thấp b) Sử dụng dao phay đĩa để gia công nên năng suất cao hơn

- Lượng dư quá lớn: sẽ tiêu hao nhiều vật liệu  tiêu hao nhiều năng lượng để cắt gọt, tiêu hao nhiều dụng cụ cắt và tốn nhiều chi phí về nhân công v.v  Giá thành sản phẩm sẽ tăng lên.

- Lượng dư quá bé: sẽ không đủ để hớt đi các sai lệch của phôi, để

biến phôi thành chi tiết hoàn thiện

Theo khái niệm về in dập các sai lệch trong quá trình gia công:

ph

ctK

∆

∆

=

- ∆ph : Sai số của phôi

- ∆ct: Sai số của chi tiết

Những khái niệm và định nghĩa về lượng dư: Lượng dư gia công cơ khí là lượng kim loại được hớt đi trong quá trình gia công cơ khí.

Lượng dư gia công trung gian là lớp kim loại được hớt đi ở mỗi bước công nghệ hoặc mỗi nguyên công (Zb)

+ Đối với mặt ngoài: Zb = a – b

+ Đối với mặt trong: Zb = b – a

Lượng dư gia công tổng cộng là toàn bộ lớp kim loại được hớt đi trong quá trình gia công qua tất cả các nguyên công hoặc các bước công nghệ (Z0)

+ Đối với mặt ngoài: Z0 = aph –act

+ Đối với mặt trong: Z0 = act –aph

Z

1 0

Lượng dư đối xứng là lớp kim loại được hớt đi khi gia công các bề mặt tròn xoay ngoài hoặc trong.

- Đối với mặt ngoài: 2Zb=da-db

- Đối với mặt trong: 2Zb=db-da

Mặt ngoài Mặt trong

Các phương pháp xác định lượng dư gia công:

1 Ph ơng pháp thống kê kinh nghiệm−

các b ớc gia công theo kinh nghiệm−

dựa trên kinh nghiệm được thống kê trong các sổ tay mà không dựa trên các

Tuy nhiên phương pháp này đơn giản và đang được áp dụng phổ biến trong sản xuất.

2 Ph ơng pháp tính toán phân tích−

các yếu tố tạo nên lớp kim loại cần phải hớt đi để có một chi tiết hoàn thiện.

ưu điểm: Lượng dư được xác định chính xác nên tiết kiệm vật liệu

Nhược điểm: Mất nhiều thời gian

 ít được sử dụng trong thực tế sản xuất

Nội dung của phương pháp:

trung gian, bao gồm các yếu tố sau đây:

không song song, độ cong vênh, độ lệch tâm )

Lượng dư bé nhất:

Các công thức trên cho ta cách tính l ợng d từ các yếu tố hợp thành − −với tr ờng hợp tổng quát Còn trong một số tr ờng hợp cụ thể, biểu thức − −tính l ợng d không cần đầy đủ các yếu tố đó Ví dụ: − −

- 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 l ợng d nữa− − Sở dĩ

nh vậy, vì lớp kim loại hỏng tạo nên là do biến dạng dẻo, mà đối với −kim loại có độ hạt to nh gang hay kim loại màu thì hiện t ợng đó − −không đáng kể

-Khi chuẩn định vị trùng với mặt gia công (nh mài vô tâm, doa tùy −

động, chuốt lỗ, mài nghiền) thì sai số chuẩn của kích th ớc thực hiện −bằng 0, và nếu bỏ qua 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

(nh nghiền, mài siêu tinh) thì T− a, ρa, εb = 0, lúc đó trong biểu thức chỉ còn R za

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

l ợng d sẽ không có T− − a bởi vì khi mài phải giữ lại lớp bề mặt đã xử lý

nhiệt

KÕt qu¶ sau khi tÝnh ®­îc ghi vµo b¶ng sau:

4 Chọn phôi và ph ơng pháp chế tạo phôi−

Trong thực tế sản xuất, phôi th ờng− đ ợc chọn theo hai h ớng sau: − −

- Theo hình dạng chi tiết gia công, với cách này phôi có hình dạng và

kích th ớc gần nh chi tiết hoàn chỉnh Lúc đó, chi phí gia công sẽ − −

đ ợc giảm xuống nh ng có thể chi phí sản xuất phôi sẽ lớn, đặc biệt là − −với sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ (ví dụ nh phôi của trục khuỷu) −

- Theo các phôi liệu đ ợc sản xuất sẵn− , sử dụng rộng rãi (phôi cán)

Tr ờng hợp này thì có thể l ợng d gia công sẽ khá lớn, dẫn đến chi − − −phí gia công cao nh ng có u điểm là chi phí cho việc chế tạo phôi − −thấp

Việc chọn loại và ph ơng pháp chế tạo phôi là một vấn đề tổng hợp −nhằm mục đích đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Ph ơng án chọn −phôi hợp lý nhất là ph ơng án có − tổng phí tổn ít nhất

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

- Căn cứ vào vật liệu chế tạo chi tiết Ví dụ nh chi tiết bằng gang thì −dùng ph ơng pháp đúc; bằng thép thì dùng ph ơng 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 ph ơng pháp đúc; chi tiết đơn giản, kích th ớc − −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 áp lực, 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 đ ợc các loại phôi nào, từ đó tìm h ớng lựa − −chọn ph ơng pháp chế tạo phôi −

5 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 trình công nghệ ứng với các bề mặt của chi tiết, sao cho chu kỳ gia công hoàn chỉnh một chi tiết là ngắn nhất, góp phần hạn chế chi phí gia công, đảm bảo hiệu quả sản xuất

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

gia công lần cuối của các bề mặt quan trọng

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 này

nên đặt tr ớc− để tránh lãng phí hoặc bố trí thêm việc kiểm tra trung gian

luyện) Tách những nguyên công này khỏi nguyên công gia công tinh hoặc

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

R29+/- 0.3

4 4 2

2 B2 2 0,02 0,02

B 1

B 2

2 3

5 Vát mép 1x1+10

+0,4 0

90°+/- 10'

Dung sai kích thu?c A S? lu ?ng: 1200

20H7 4

Các thao tác

Những bề mặt gia công trước

Theo kích thước Theo hình dáng hình học Theo tính công nghệ Theo tính kinh tế

2F

2F

1F

B2 đồng tâm 2F vuông góc

Vuông góc 2R

4R 4½ F 5F

4½ tính kinh tế trong gia công

2F, bảo vệ của dụng

cụ 5F, không có ba via 4½F tính kinh tế trong

gia công

6.- thiết kế nguyên công

6.2- Chọn chuẩn, ph ơng 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 đ ợc 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

6.1- Chọn máy

Khi gia công cắt gọt, máy cắt đ ợc xác định theo các nguyên tắc sau: −

- Máy đ ợc chọn phải đảm bảo thực hiện đ ợc ph ơng pháp gia công − − −

đã xác định, ứng với chi tiết gia công

- Máy đ ợc chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất l ợng gia công Thông − −

th ờng − chọn máy có cấp chính xác lớn hơn cấp chính xác cần thực

hiện từ 1 ữ 2 cấp

- Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy phải tạo

điều kiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất l ợng 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

6.3- Xác định các thông số công nghệ

tốc cắt V(m/ph), số vòng quay trục chính n(v/ph), l ợng chạy dao S(mm/vg, − mm/ph), chiều sâu cắt t(mm), số lần cắt z

Giá trị của các thông số công nghệ phụ thuộc từng ph ơng pháp gia công, − từng loại máy, từng kiểu trang bị công nghệ và tính chất của vật liệu gia công

Việc xác định thông số công nghệ trong thực tế chủ yếu bằng đồ thị hoặc tra

trong sổ tay, rồi đối chiếu với phạm vi giá trị thực trên máy, kết hợp với việc kiểm tra lại công suất và năng suất gia công

u của thông số công nghệ Nói chung,

− khi gia công thô thì mục tiêu chủ yếu là

đạt năng suất gia công cao; ng ợc lại khi gia công tinh thì mục tiêu lại là chất −

l ợng gia công.−

6.4- Xác định thời gian gia công

cao nhất vốn thời gian làm việc của trang thiết bị, dụng cụ công nghệ và sức lao

động

Trong thực tế, th ờng xác định thời gian gia công theo hai ph ơng pháp là − −

bấm giờ và dựa vào định mức tiêu chuẩn

6.5- Xác định số l ợng máy và công nhân −

Số l ợng máy − cần thiết cho một nguyên công đ ợc xác định theo tổng khối −

định và vốn thời gian làm việc thực tế hàng năm của một máy tùy theo chế độ làm việc hàng ngày (mấy ca/ngày) Số máy tính toán cần thiết cho nguyên công

được xác định như sau:

m T

k

T M

Số l ợng công nhân − cần thiết cho nguyên công cũng đ ợc xác định −trên cơ sở tổng khối l ợng lao động của nguyên công hàng năm và vốn −thời gian làm việc thực tế của một công nhân hàng năm theo chế độ một

* Tn là tổng giờ ng ời cần thiết cho cả sản l ợng (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)

6.6 định mức kinh tế - kỹ thuật

thành trong phải có những chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá

6.6.1- Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

- Chỉ tiêu về thời gian T

Chỉ tiêu kỹ thuật về thời gian là thời gian cần đủ để hoàn thành một công việc

sản xuất

* Thời gian gia công từng chiếc: T tc = T 0 + T ph + T pv + T tn

Trong đó:

+ T 0 là thời gian cơ bản: Đây là thời gian này cần thiết để biến đổi trực tiếp

hình dạng, kích th ớc và tính chất cơ lý của chi tiết gia công− và có thể thực

hiện bằng tay hay máy, có công thức tính cho từng nguyên công

đó không tác động đến hình dạng, kích th ớc và tính chất của chi tiết− nh : thời − gian gá, tháo chi tiết, đo l ờng −

Thời gian nguyên công: T nc = T 0 + T ph