+ Về phương diện công nghệ, Gia công là quá trình tạo ra sản phẩm bằng cách sử dụng sức lao động, máy, dụng cụ và các quá trình vật lý, hóa học, sinh học… làm thay đổi hình dáng, tính c
Trang 11) Trong bối cảnh hiện đại, thuật ngữ “Gia công” có thể được hiểu như thế nào? Phân biệt quá trình sản xuất và quá trình gia công?
* Trong bối cảnh hiện đại, thuật ngữ “gia công” có thể được hiểu theo hai phương diện:
công nghệ và kinh tế kỹ thuật
+ Về phương diện công nghệ, Gia công là quá trình tạo ra sản phẩm bằng cách sử dụng
sức lao động, máy, dụng cụ và các quá trình vật lý, hóa học, sinh học… làm thay đổi hình dáng, tính chất, trạng thái của nguyên vật liệu ban đầu (phôi liệu) Quá trình gia công bao gồm một chuỗi các hoạt động chuyên biệt, được thực hiện theo một trình tự xác định để biến phôi liệu thành sản phẩm
+ Về phương diện kinh tế kỹ thuật, gia công là sự biến đổi các phôi liệu thành các sản
phẩm có giá trị cao hơn bằng cách thay đổi hình dạng, tính chất và trạng thái
Phân biệt gia công, chế tạo và sản xuất
+ Gia công (Manufacturing) là quá trình tác động lên phôi liệu để tạo ra sản phẩm Trong
gia công, người ta quan tâm đến các hành động và tiến trình thực hiện tạo ra sản phẩm
+ Sản xuất (Production) là quá trình tạo ra sản phẩm từ các vật liệu khác nhau Trong
sản xuất, người ta quan tâm đến quá trình, tổ chức và kế hoạch gia công để tạo ra sản phẩm
Hai khái niệm “gia công” và “sản xuất” thường hay được sử dụng tương đương nhau Tuy nhiên, “sản xuất” có ý nghĩa bao hàm rộng hơn “gia công”
+ Thuật ngữ “quá trình sản xuất” dùng để chỉ toàn bộ các hoạt động cần thiết để tạo ra sản phẩm Quá trình sản xuất có thể bao gồm quá trình gia công trong đó
+ Còn “quá trình gia công”, có ý nghĩa hẹp hơn, dùng để mô tả các hoạt động trực tiếp biến đổi vật liệu để hình thành sản phẩm
+ Một quá trình sản xuất có thể bao gồm một hay nhiều quá trình gia công Tuy nhiên, một quá trình gia công không thể được coi là một quá trình sản xuất hoàn chỉnh, cũng không thể chứa quá trình sản xuất bên trong nó Một cách đơn giản, gia công là các hoạt động tác động trực tiếp lên các vật thể Còn sản xuất có thể bao gồm cả các hoạt động gia công và các hoạt động hỗ trợ (nghiên cứu, phân tích, sáng tạo, dịch vụ…) cần thiết để tạo ra sản phẩm
Giữa hai yếu tố này tồn tại mối liên hệ có tính quyết định, ảnh hưởng lẫn nhau Các yếu
tố ổn định sản xuất, sản lượng sản xuất ảnh hưởng trực tiếp đến cách thức tổ chức và cách thức gia công
Trang 22) Vẽ sơ đồ phân loại các quá trình gia công?
3) Anh/chị hãy trình bày hiểu biết về mô hình sản xuất tinh gọn (Lean Production)?
Đây là mô hình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả trong sản xuất Chúng xác định những yêu cầu của khách hàng với sản phẩm trên cả hai yếu tố là giá thành thấp và chất lượng cao Mô hình này được sử dụng rất rộng rãi, nhất là ở Mỹ
Sản xuất tinh gọn có thể được định nghĩa đơn giản là “tạo ra nhiều hơn với ít nguồn lực hơn” Nghĩa là sẽ dùng ít công nhân và ít các trang thiết bị hơn, để chế tạo nhiều sản phẩm hơn trong khoảng thời gian ngắn hơn, và sản phẩm cuối cùng sẽ đạt chất lượng cao hơn
+ Mục tiêu cơ bản của sản xuất tinh gọn là loại bỏ 7 dạng lãng phí:
(1) Sản xuất các sản phẩm lỗi
(2) sản xuất nhiều hơn yêu cầu
(3) dự trữ quá nhiều, (4) các bước xử lý không cần thiết
(5) sự di chuyển không cần thiết của công nhân
(6) sự vận chuyển và di chuyển không cần thiết của vật liệu
(7) thời gian chờ của công nhân
Để giảm thiểu các lãng phí này, phương pháp này sử dụng các kỹ thuật như:
+ Ngăn chặn sai sót
+ Dừng một quá trình khi có bộ phận lỗi
+ Nâng cao việc bảo dưỡng thiết bị
+ Việc nâng cao trình độ của công nhân
+ Tiêu chuẩn hóa qui trình làm việc
Sự phát triển quan trọng nhất của phương pháp này có lẽ là cho ra đời Hệ thống phân phối đúng-thời điểm
Trang 34) Anh/chị hãy trình bày hiểu biết về các ngành công nghiệp sơ chế, chế biến và dịch vụ? Lấy 02 ví dụ minh họa cho mỗi ngành?
Các ngành công nghiệp được phân chia thành 3 nhóm:
*Công nghiệp sơ chế : bao gồm các ngành khai thác sản phẩm từ thiên nhiên
VD: đánh bắt cá, khai thác than, lấy tơ từ con tằm, khai thác cát, khai thac quặng sắt…
*Công nghiệp chế biến: bao gồm các ngành sử dụng nguyên vật liệu của các ngành công
nghiệp sơ chế, thông qua các quá trình gia công biến đổi chúng thành các sản phẩm tiêu dùng hoặc sản phẩm dưới dạng vật tư sử dụng cho các quá trình gia công khác
VD Sản xuất bulong, phanh, tấm thép; Sản xuất oto,máy tính, điện thoại…
*Công nghiệp dịch vụ: bao gồm các hoạt động dịch vụ như tài
chính, ngân hàng, ăn uống, bảo hành…
VD bất động sản, hoạt động du lịch, bán điện thoại, máy tính…
5) Trình bày khái niệm về kích thước, kích thước danh nghĩa, kích thước thực và kích
thước giới hạn? Kích thước chi tiết đạt yêu cầu sau gia công trong điều kiện nào?
+ Kích thước bao gồm một giá trị số đi kèm một đơn vị phù hợp, biểu thị kích cỡ hoặc đặc tính hình học hoặc cả hai yếu tố đó của một đối tượng
+ Kích thước danh nghĩa là kích thước thiết kế, các trị số kích thước này được người thiết
kế xác định bằng cách tính toán, thiết kế theo một số yêu cầu nào đó (về độ bền, độ cứng…) của
chi tiết, sau đó làm tròn theo trị số lớn hơn trong chuỗi kích thước tiêu chuẩn Kích thước danh
nghĩa được ghi trên bản vẽ và dùng làm gốc để tính các loại sai lệch
+ Kích thước thực là kích thước nhận được sau gia công, biểu thị bằng kết quả đo
+ Kích thước giới hạn gồm có kích thước lớn nhất và kích thước nhỏ nhất Chúng dùng
để xác định phạm vi cho phép của sai số kích thước gia công (dung sai)
* Kích thước chi tiết đạt yêu cầu sau gia công trong điều kiện nào?
Về phương diện thiết kế, gia công phải đạt trị số kích thước theo yêu cầu của sản phẩm Tuy nhiên, trong loạt chi tiết gia công, do ảnh hưởng của sai số gia công, trị số của một kích thước nào đó thường có sai lệch nhau và sai lệch với yêu cầu thiết kế
Trang 46) Trình bày hiểu biết của anh/chị về sai lệch giới hạn, dung sai, và cách biểu diễn dung
sai? Vẽ hình và lấy ví dụ minh họa
+ Sai lệch giới hạn trên có trị số bằng hiệu của kích thước lớn nhất với kích trước danh nghĩa
+ Sai lệch giới hạn dưới có trị số bằng hiệu của kích thước bé nhất với kích trước danh nghĩa
+ Dung sai là phạm vi cho phép của sai số Về trị số, dung sai bằng hiệu số giữa kích thước lớn
nhất với kích thước nhỏ nhất, hoặc bằng hiệu số giữa sai lệch giới hạn trên với sai lệch giới hạn
dưới
+ Dung sai thường được biểu diễn bằng các trị số sai lệch giới hạn, được ghi ở bên phải trị số
kích thước danh nghĩa, thực tế còn có thể biểu diễn dung sai thông qua kích thước giới hạn
+ VD: ký hiệu dung sai là Ø50±0.02
Các chi tiết gia công xong có đường kính từ 49,08 đến 50,02 là chấp nhận được Các chi tiết có đường kính nằm ngoài khoảng trên là phế phẩm
7) Trình bày hiểu biết của anh/chị về ca líp giới hạn? Ca líp giới hạn thuộc về nhóm dụng
cụ đo hay nhóm dụng cụ kiểm tra kích thước?
+ Calip là dụng cụ dùng để kiểm tra nhanh các thông số kích thước gia công theo kích thước
giới hạn
+ Calip giới hạn dùng để kiểm tra kích thước của chi tiết gia công theo nguyên tắc lọt qua
được và không lọt được
+ Ca líp giới hạn thuộc về nhóm dụng cụ kiểm tra kích thước
Trang 58) Trình bày hiểu biết của anh/chị về quá trình đúc kim loại và hợp kim (Khái niệm, ưu điểm, hạn chế và phạm vi ứng dụng)?
* Khái niệm
Đúc (casting) là quá trình gia công tạo hình sản phẩm có lịch sử phát triển đời nhất
(khoảng 6000 năm) Nguyên tắc của đúc là: nấu chảy kim loại đến trạng thái lỏng; rót hoặc ép kim loại lỏng điền đầy vào lòng khuôn có hình dáng, kích thước giống vật đúc; sau khi kim loại nguội và hóa rắn sẽ thu được sản phẩm là vật đúc
* Ưu điểm:
Có thể đúc được các vật liệu khác nhau như: gang, thép, kim loại màu, và các hợp kim của chúng
Khối lượng vật đúc có thể chỉ vài gam đến hàng trăm tấn
Có thể đúc được các vật đúc có hình dáng, kết cấu rất phức tạp
Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc hoặc tạo ra cơ tính khác nhau giữa mặt trong và mặt ngoài của nó
Giá thành chế tạo vật đúc thấp vì đầu tư ban đầu ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất tương đối cao
Có khả năng cơ khí hóa, tự động hóa
* Nhược điểm:
Tiêu tốn kim loại lớn do cháy hao khi nấu luyện, hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót
Tỷ lệ phế phẩm khá cao, chất lượng vật đúc khó ổn định (đặc biệt khi đúc trong khuôn cát)
Độ bóng bề mặt chưa cao, độ chính xác kích thước thấp (trừ một số phương pháp đúc đặc biệt: Đúc áp lực, đúc ly tâm…)
Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn, đòi hỏi phải có trang bị hiện đại
* Phạm vi ứng dụng:
Tuy còn tồn tại một số nhược điểm như đã trình bày ở trên, nhưng do có những ưu điểm nổi trội cho nên công nghệ đúc vẫn phát triển rất mạnh và được sử dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp khối lượng vật đúc trung bình chiếm 40 – 80% tổng khối lượng của máy móc Trong ngành cơ khí chế tạo máy khối lượng vật đúc chiếm 90% mà giá thành chỉ chiếm 20 – 25% Trong các ngành chế tạo ôtô, máy kéo, máy động lực khối lượng vật đúc chiếm 80% Trong ngành máy hoá chất, khai thác và chế biến dầu mỏ khối lượng vật đúc còn lên tới 95%
Trang 69) Trỡnh bày khỏi niệm, vẽ sơ đồ quỏ trỡnh, ưu điểm, hạn chế và phạm vi ứng dụng của quỏ trỡnh đỳc trong khuụn cỏt?
* Khỏi niệm
Đỳc trong khuụn cỏt là quỏ trỡnh đỳc sử dụng vật liệu làm khuụn là cỏt
Sơ đồ quỏ trỡnh đỳc trong khuụn cỏt:
* Ưu điểm
+ Giỏ thành thấp;
+ Đỳc được gần như tất cả cỏc loại hợp kim;
+ Cú thể đỳc được chi tiết nhỏ cho đến cỏc chi tiết rất lớn;
+ Đỳc được những chi tiết cú hỡnh dỏng và kết cấu phức tạp;
+ Cú thể ỏp dụng từ sản xuất đơn chiếc đến sản xuất loạt lớn hàng khối
* Hạn chế
+ Độ nhẵn bề mặt và độ chớnh xỏc về kớch thước khụng cao;
+ Tỷ lệ khuyết tật và phế phẩm cao
* Phạm vi ứng dụng
Phương phỏp đỳc bằng khuụn cỏt vẫn giữ một vai trũ quan trọng trong ngành đỳc: 90% sản lượng vật đỳc của thế giới được sản xuất bằng khuụn cỏt, phần cũn lại do khuụn kim loại và cỏc dạng đỳc đặc biệt khỏc Do đú, cỏc sản phẩm của đỳc trong khuụn cỏt rất đa dạng và phong phỳ, bao gồm: bàn mỏy, vỏ động cơ, đầu xilanh, vỏ mỏy bơm…
Cú thể dựng để đỳc vật nhỏ từ 10 gam cho tới vật lớn cú khối lượng hàng trăm tấn, cú thể dựng để đỳc bất kỳ hợp kim nào như: thộp, gan cầu, gang xỏm, đồng thau, đồng thanh, hợp kim niken, hợp kim nhụm, magờ,…
Cát Chế tạo hỗn
hợp làm khuôn
Chế tạo lõi
(nếu cần)
Nấu chảy
Kim loại
Chế tạo khuôn Chế tạo mẫu
làm nguội
Lấy vật đúc khỏi khuôn
Làm sạch và kiểm tra
Kết thúc quá trình đúc
Trang 710) Trình bày khái niệm; nêu ưu điểm, hạn chế và phạm vi ứng dụng của 04 quá trình đúc: Đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc chân không, đúc bay hơi và đúc trong khuôn mẫu chảy? Quá trình nào trong 04 quá trình đúc nêu trên cho phép chi tiết đúc có độ chính xác cao nhất?
A) Đúc trong khuôn vỏ mỏng (Shell casting)
Đúc trong khuôn vỏ mỏng là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng (khoảng 9
mm) Đặc điểm của đúc khuôn vỏ mỏng là dùng mẫu kim loại và nung nóng mẫu để làm khô thành
khuôn mỏng
Ưu điểm: + Bề mặt của lòng khuôn vỏ mỏng tốt hơn so với khuôn tươi, do đó cho phép
kim loại lỏng dễ dàng điền đầy khuôn và chất lượng bề mặt vật đúc tốt hơn
+ Độ chính xác về kích thước cao, dung sai có thể đạt cỡ ±0,25 mm
+ Đúc trong khuôn vỏ mỏng thường được sử dụng khi chi tiết có kích cỡ vừa và nhỏ
+ Với độ chính xác kích thước tốt nên vật đúc bằng phương pháp này thường mang đi dùng ngay
mà không cần gia công thêm
+ Tính lún của khuôn nói chung là đủ để tránh cong vênh và nứt
Hạn chế: + Mẫu kim loại có giá thành cao nên đúc trong khuôn vỏ mỏng chỉ thích hợp
với sản xuất hàng loạt
+ Đúc trong khuôn vỏ mỏng chi thích hợp đúc những vật đúc có khối lượng dưới 20 lb như bánh răng, van, bạc lót, trục cam…
Phạm vi ứng dụng: Được dùng để chế tạo những hình dáng sắc cạnh từ các hợp kim;
Tạo mẫu nhanh trong công nghệ đúc khuôn vỏ mỏng
B) Đúc chân không:
-Khái niệm: phương pháp này sử dụng một khuôn cát được tạo thành bằng áp lực chân không
chứ không phải bằng một chất kết dính hóa học
-Ưu điểm: + Vật đúc có độ chính xác cao làm giảm đáng kể việc phải gia công thêm sau quá
trình đúc +Giảm ô nhiếm môi trường so với pp khác +Giảm chi phí tiêu hao nguyên liệu khi làm khuôn
-Nhược điểm; + Năng xuất thấp do sử dụng áp xuất chân không +Tốc độ gia công sản phẩm kéo dài + Gây ô nhiếm môi trường , ô nhiếm tiếng ồn + Gây ảnh hưởng tới sức khỏe công nhân
Phạm vi ứng dụng:
c) Đúc bay hơi;
Khái niệm : Đúc bay hơi sử dụng khuôn đúc bằng cát được đóng quanh mẫu được làm bằng bọt xốp polystyren, và mẫu này sẽ bay hơi khi kim loại lỏng được rót vào khuôn
Ưu điểm:+ Mẫu không cần phải lấy ra khỏi khuôn
+ Đơn giản hóa công đoạn làm khuôn + Đúc được chi tiết có độ phức tạp cao
+ Năng suất cao
Trang 8Nhược điểm: Mỗi chi tiết đúc cần một mẫu nên giá thành phụ thuộc chủ yếu vào giá
thành làm mẫu
Ứng dụng: Đúc loạt lớn động cơ ô tô với sự tích hợp các hệ thống sản xuất tự động để
tạo mẫu
C) Đúc mẫu chảy
Trong phương pháp đúc mẫu chảy, mẫu làm từ sáp, xốp… được phủ vật liệu chịu nhiệt
để làm khuôn, sau đó mẫu sẽ được nung chảy trước khi rót kim loại lỏng vào
Ưu điểm
(1) có thể đúc được những vật đúc có cấu trúc hình học rất phức tạp;
(2) độ chính xác kích thước cao (dung sai ±0,075 mm);
(3) chất lượng bề mặt rất tốt;
(4) sáp làm mẫu có thể sử dụng nhiều lần;
(5) vật đúc có thể dùng ngay mà không cần gia công thêm
Nhược điểm:
+ Giá thành cao + Chu trình sản xuất kéo dài + Gây ô nhiếm mối trường ,ô nhiếm tiếng ồn + Ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân
Ứng dụng: Đúc mẫu chảy có thể ứng dụng với tất cả kim loại như thép, thép chậm gỉ, và các
loại hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao khác Một số loại sản phẩm điển hình của phương pháp này là: các chi tiết máy, cánh quạt cho máy nén khí, đồ trang sức, răng giả …
Đúc mẫu chảy là phương pháp đúc cho độ chính xác cũng như chất lượng bề mặt cao nhất
trong số 4 pp đúc trên
Trang 911) Trình bày bản chất quá trình, nêu ưu điểm, hạn chế và phạm vi ứng dụng của quá trình đúc trong khuôn kim loại?
Bản chất
Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn bằng kim loại gồm hai phần được thiết kế sao cho việc tháo lắp khuôn dễ dàng và chính xác
*Ưu điểm
-Khuôn kim loại có thể dùng được nhiều lần (hàng trăm đến hàng vạn lần tuỳ thuộc vào kim loại vật đúc)
-Vật đúc có độ chính xác cao, độ nhám bề mặt cao vì độ chính xác và độ bóng của khuôn cao -Tổ chức kim loại nhỏ mịn nên cơ tính tốt
-Tiết kiệm được VL làm khuôn và điều kiện lao động tốt
*Nhược điểm
-Giá thành của khuôn đắt nên chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt và hàng khối
-Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên giảm khả năng điền đầy khuôn của kim loại lỏng do đó khó đúc được các vật đúc thành mỏng và phức tạp Do độ dẫn nhiệt lớn nên khi đúc gang dễ bị biến trắng
-Khuôn và lõi bằng kim loại nên không có tính lún, cản trở sự co của kim loại nên vật đúc dễ nứt
*Ứng dụng:
Chỉ dùng thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt, với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình; Khuôn kim loại được dùng rất rộng rãi, dùng nhiều để đúc các vật đúc bằng thép, gang, đồng, nhôm
Trang 1012) Trình bày hiểu biết của anh/chị về các quá trình đúc ly tâm? Trong các quá trình đúc này, thành dưới (đáy) khuôn đúc tác dụng của những lực nào?
*Bản chất
Bản chất của phương pháp đúc ly tâm là rót kim loại lỏng vào khuôn đang quay (có trục thẳng đứng hoặc nằm ngang) Trong suốt quá trình rót và đông đặc khuôn và vật đúc luôn ở trạng thái quay và chịu lực ly tâm
*Ứng dụng
+ Được dùng rất rộng rãi để chế tạo các chi tiết tròn xoay như bạc, ống, séc măng + Có thể đúc được những chi tiết có nhiều lớp kim loại khác nhau (VD chế tạo bạc lót lớp trong bằng đồng hanh để chống mòn tốt và lớp ngoài bằng thép để có độ bền tốt)
* Ưu điểm:
+ Đúc được các chi tiết hình tròn xoay rỗng mà không cần dùng lõi
+ Không cần dùng hệ thống rót nên tiết kiệm được kim loại vật đúc
+ Do tác dụng của lực ly tâm nên kim loại lỏng điền đầy khuôn tốt
+ Có thể đúc được các chi tiết thành mỏng
+ Tổ chức kim loại mịn chặt, không bị rỗ khí, rỗ co do đông đặc dưới tác dụng của lực ly tâm
* Nhược điểm:
+ Chỉ thích hợp cho những vật đúc tròn xoay, rỗng
+ Khuôn đúc cần có độ bền cao vì làm việc ở nhiệt độ cao, chịu tác dụng của lực ly tâm, sức ép của kim loại lỏng lên thành khuôn lớn
+ Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác, và chất lượng bề mặt xấu
+ Khuôn quay với tốc độ cao nên cần phải cân bằng và chính xác
+ Trong quá trình đúc này thành dưới đáy khuôn đúc chịu tác dụng của các lực nào:
Trọng lực và lực ly tâm