Chương 4 ĐIỂN HÌNH HÓA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG NHÓM

12/31/2010
1
ĐIỂN HÌNH HÓA ĐIỂN HÌNH HÓA
QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
&&
GIA CÔNG NHÓMGIA CÔNG NHÓM
Chương 4
TS. Hồ Thị Thu Nga
4.1. Đặt vấn đề
- Quá trình chuẩn bị sản xuất (QTCBSX) bao gồm nhiều giai
đoạn rất phức tạp, tốn nhiều thời gian và chi phí thiết kế
 Tiêu chuẩn hóa (TCH) sản phẩm, TCH quá trình công
nghệ và gia công nhóm nhằm giảm thời gian thiết kế và
chi phí chuẩn bị sản xuất khi chuyển sang sản xuất sản
phẩm mới.
 TCH kết cấu của chi tiết gia công tạo điều kiện cho việc
TCH quá trình công nghệ
 Tùy thuộc mức độ giống nhau của đối tượng sản xuất 
các phương pháp tổ chức sản xuất theo hướng:
 Công nghệ gia công điển hình,
 Công nghệ gia công nhóm,
 Công nghệ gia công tổ hợp
12/31/2010
2
 Dạng sản xuất loạt vừa và nhỏ chiếm 75% sản phẩm
cơ khí được chế tạo.
 Thừa kế thiết kế:
 Theo thống kê:
khi thiết kế một sản phẩm mới:
- có thể sử dụng 20 – 40%: thiết kế có sẵn,
- hiệu chỉnh 40% thiết kế có sẵn,

- còn lại 20%: thiết kế mới
 Cần thiết thống nhất hóa và tiêu chuẩn hóa kết
cấu các chi tiết cơ khí  thống nhất hóa và tiêu
chuẩn hóa QTCN nhằm giảm thời gian chuẩn bị
công nghệ
 Cần thiết phải có các giải pháp sản xuất linh hoạt
nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất ở các dạng SX
nhỏ
4.2. Các phương pháp phân loại chi tiết
 Quan sát, nhận dạng: phân loại chi tiết nhờ quan
sát chi tiết thực hoặc photo chi tiết
 Dùng hệ thống phân loại và mã hóa: phân loại
chi tiết nhờ các hệ thống mã hóa
 Phân tích dòng sản xuất (PFA: PRODUCTION
FLOW ANALYSIS): sử dụng các thông tin trong
bảng qt công nghệ để phân nhóm chi tiết theo
máy gia công  thường dùng trong công nghệ
gia công nhóm  là cơ sở để xây dựng các cụm
sản xuất linh hoạt (Flexible Manufacturing cells)
 PP Socolovski
 PP Mitrofanov
12/31/2010
3
4.2.1. Phân loại bằng pp quan sát nhận dạng
4.2.2. Hệ thống phân loại và mã hóa
đối tượng sản xuất
Mục đích phân loại và mã hóa chi tiết gia công:
 Phân loại và mã hóa chi tiết gia công là cơ sở cho việc
thiết kế tự động quá trình sản xuất (CAPP – Computer
Aided Process Planning)

 Là cơ sở để tiến hành tiêu chuẩn hóa và thống nhất hóa
QTCN  tạo cơ sở dữ liệu dùng cho hệ thống CAPP
 Giảm số lượng các chi tiết giống nhau
 Dễ dàng thừa kế các chi tiết có kết cấu tương tự
 Giảm thời gian thiết kế và chuẩn bị sản xuất
 Cơ sở phân loại: dựa trên
- đặc điểm về kết cấu
- đặc điểm công nghệ
- đặc điểm kết cấu và đăc điểm công nghệ
12/31/2010
4
Phân loại chi tiết và mã hóa
 Đăc trưng về kết cấu:Đăc trưng về kết cấu:
- hình dạng cơ bản bên
ngoài
- hình dạng cơ bản bên
trong
- tỉ số L/D
- vật liệu chi tiết
- chức năng của chi tiết
- các kích thước chính
- kích thước phụ
- độ bóng bề mặt
- độ chính xác, dung sai
 ĐĐặặc trc trưưng vng vềề công công
nghnghệệ:
- quá trình chính
- các nguyên công phụ
- tỉ số L/D
- độ bóng bề mặt

- máy cắt, dụng cụ cắt
- trình tự nguyên công,
bước
- thời gian gia công
- sản lượng hàng năm
- kích thước loạt gia
công
- đồ gá sử dụng
Ví dụ phân loại chi tiết theo hình dạng hình học
Dạng tròn xoay Không tròn xoay
12/31/2010
5
Phương pháp mã hóa:
 Mục đích của việc mã hóa đối tượng sản xuất:
 Kế thừa thiết kế khi sản xuất một sản phẩm mới
 Thiết kế tự động QT gia công các chi tiết có mã tương
tự
 Là cơ sở cho việc thiết kế các cụm sản xuất tự động
Có 3 dạng mã hóa:
 Monocode (mã nhánh cây) : có thể lưu trữ nhiều thông tin
với chiều dài mã ngắn (do có cấu trúc nhánh cây), ý nghĩa
của các số sau phụ thuộc vào số đứng trước nó
 Polycode (mã dạng chuỗi): lưu trữ lượng thông tin giới
hạn vì mỗi số xác định một đặc tính của sản phẩm. Các
mã số hoàn toàn độc lập.
 Hybrid code : kết hợp ưu điểm của 2 loại trên. Phần lớn
các hệ thống mã hóa có cấu trúc dạng này. (Ví dụ:
OPITZ)
Các dạng mã hóa
12/31/2010

6
h
y
b
r
i
d
Hybrid code:
Ví dụ: hệ thống mã hóa dạng kết hợp (Hybride code)
mã chi tiết bao gồm 2 phần : phần chính gồm 12 chữ
số + phần phụ 18 chữ số
 1
st
digit: hình dạng chính (tròn, không tròn, đặc
biệt)
 2
nd
và 3
rd
digits : yếu tố hình học (bậc, có ren)
 4
th
digit : vị trí của các bề mặt hình học
 5
th
and 6
th
digits: các kích thước chính (kích
thước max nhỏ hơn X)
 7

th
digit: tỉ số kích thước
 8
th
digit: kích thước phụ
 9
th
and 10
th
digits: dung sai kích thước và độ bóng
bề mặt
 11
th
and 12
th
digits: vật liêu chi tiết
12/31/2010
7
Các hệ thống mã hóa:
 OPITZ system (hybride-code)
 DCLASS (mã dạng chuỗi)
 MICLASS (mã dạng chuỗi)
 ASUPLAN (mã dạng chuỗi)
 Etc. 
Các hệ thống mã hóa
12/31/2010
8
Hệ thống phân loại và mã hóa OPITZ
 Ra đời năm 1972 - tác giả H.OPITZ, trường Đại học
Tech. Univ. of Aachen in Germany

 Mã hóa dùng 1 chuỗi 5 số, 1 chuỗi 4 số và 1 chuỗi 4
chữ cái.
Ví dụ: 11223 4455 ADEA
 5 số đầu: mã hình dạng chi tiết (Form code)
 4 số tiếp theo: mã bổ sung chỉ dung sai, vật liệu,
kích cỡ, độ bóng, etc.
 4 chữ cái cuối cùng: chỉ các nguyên công gia công,
trình tự hoặc các chức năng khác
12/31/2010
9
Mã bề mặt
gia công
Mã bổ sung
12/31/2010
10
Ví du: mã hóa chi tiết sau đây theo hê thống
OPITZ
Tỉ số L/D = 1.5 số 1 = 1
Hình dạng ngoài: bậc 2 đầu + ren 1 đầu trục số 2 = 5
Hình dạng trong: có 1 lỗ thông số 3 = 1
Mặt phẳng gia công: không có số 4 = 0
Lỗ phụ, răng…: không có số 5 = 0


 Mã hình dạng chi tiết: 15100
Ví dụ mã hóa chi tiết dạng tròn xoay và bánh răng
(DCLASS)
AXX: chi tiết tròn xoay không có lỗ
BXX: có lỗ (BX1: lỗ trơn, BX2: lỗ bậc, BX3: lỗ côn, bậc, BX4: lỗ côn)
12/31/2010

11
Hệ thống mã hóa Dclass
Hình dạng
cơ bản
Đặc điểm
hình dạng
Kích cỡ
Độ chính xác
Vật liệu
-Chiều dài mã: 8 số
- Mã số đầu 3 chữ số (hình
dạng cơ bản) cung cấp cho
240 loại chi tiết tiêu chuẩn,
Hệ thống mã hóa chi tiết gia công ASUPLAN
Hình dạng cơ bản Dạng bề mặt
Đặc điểm bánh
răng
Độ chính xác
Vật liệu
Kích cỡ
12/31/2010
12
Phân loại trong điển hình hóa QTCN
(Xokolovski A.P.)
+ Loại: chi tiết có cùng vật liệu, hình dáng hình học
tương tự nhau, giống nhau về chức năng làm việc và
yêu cầu kỹ thuật
Ví dụ: dạng thân, dạng tròn xoay, không tròn xoay,
dạng càng…)
+ Nhóm – nhóm con: giống nhau về kích thước và đặc

điểm kết cấu:
Ví dụ: trục bậc, trục trơn, trục rỗng, trục đồng hồ, trục
turbine…
+ Kiểu: là mức độ phân loại nhỏ nhất, bao gồm các chi
tiết có đặc điểm công nghệ giống nhau → có chung
các nguyên công, máy và dụng cụ cắt → cơ sở để
thành lập QTCN điển hình
Hệ thống phân loại của Xokolovski A.P.
Loại
Nhóm
Nhóm
con
Kiểu
(dùng trong điển hình hóa quá trình công nghệ)
12/31/2010
13
Hệ thống phân loại của Mitrofanov
 Cơ sở phân loại chi tiết gia công:
- dựa vào đặc điểm kết cấu: dạng chi tiết, dạng bề
mặt
- dựa vào đặc điểm công nghệ:vật liệu, độ chính xác,
phương pháp gia công
- dựa vào trang thiết bị (máy) gia công
 Dùng trong công nghệ gia công nhóm.
Ví dụ: 2 chi tiết có hình dạng kết cấu và kích thước
giống nhau nhưng có quá trình công nghệ khác nhau:
a. Sản lượng: 100000/năm, dung sai ±0.01inch, thép
1015 CR (thép cán nguội - cold rolled steel)
b. Sản lượng: 100/năm, dung sai: ±0.001 inch, thép
inox 18-8

12/31/2010
14
VD: nhóm các chi tiết có kết cấu, kích thước khác nhau,
vật liệu khác nhau nhưng có quá trình gia công gần
giống nhau (tiện, khoan, phay)
Sơ đồ phân loại theo Mitrofanov
ủ ọ ế
Máy tiện
Khối 1
Các nhóm được gia
công chung trong 1-2
nguyên công là xong
Khối 3
Các nhóm được gia
công chung trong cả
qui trình công nghệ
Khối 2
Các nhóm được gia
công chung trong một
vài nguyên công
Phân loại chi tiết
thành các nhóm
Máy màiMáy khoan
Máy tiện
Revolve
Máy phay
(Gia công điển hình)
12/31/2010
15
Sơ đồ minh họa các khối

- Khối 1: các nhóm có tiến
trình công nghệ GCN trong
cùng 1 hay 2 nguyên công là
kết thúc
-Khối 2: nhóm có các nguyên
công gia công chung trong
một hoặc 1 vài nguyên công
- Khối 3: nhóm có các nguyên
công chung trong tất cả các
nguyên công của qtcn (gia
công điển hình)
Ví dụ: phân nhóm theo nhóm máy (phương
pháp gia công)
Nhóm gia công trên máy tiện
Nhóm gia công trên máy phay
12/31/2010
16
Phân tích dòng sản xuất - PFA
(Production Flow Analysis)
 Là phương pháp phân nhóm các sản phẩm gia công
và nhóm máy liên kết
 Nhóm các chi tiết có trình tự và nội dung gia công
tương tự nhau
 Các nhóm này được dùng để hình thành các cụm tế
bào sản xuất linh hoạt
 Nội dung:
xây dựng biểu đồ ma trận: máy x chi tiết (MxN),
trong đó M= số của máy, N=số của chi tiết
x=1 nếu chi tiết có qua gia công trên máy, ngược lại
x=0

 Phân nhóm :
Biểu đồ ma trận Máy x Chi tiết
No. chi tiết
No. máy
12/31/2010
17
Nhóm các máy-chi tiết:Phương pháp PFA
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
PFA
Kỹ thuật phân nhóm máy theo thứ tự xếp hạng
Tính trọng số nhị phân và thập phân tương ứng cho mỗi hàng và mỗi cột
12/31/2010
18
Tính trọng số nhị phân và thập phân tương ứng cho mỗi cột
Kết quả chia thành 3 nhóm máy như sau:
12/31/2010
19
Trường hợp yêu cầu thêm máy
Tính trọng số nhị phân và thập phân tương ứng cho
mỗi hàng
12/31/2010
20
Tính trọng số nhị phân và thập phân tương ứng cho
mỗi cột
Kết quả phân nhóm máy
12/31/2010
21
4.3. CÔNG NGHỆ GIA CÔNG ĐIỂN HÌNH

 Mục đích của điển hình hóa (ĐHH) quá trình công
nghệ:
 xây dựng QTCN chung cho những đối tượng sản
xuất có kết cấu giống nhau
 Cơ sở của công nghệ gia công điển hình:
 dựa vào việc phân loại đối tượng sản xuất theo
đặc điểm kết cấu và công nghệ
 Ưu điểm của ĐHH quá trình công nghệ:
 tạo điều kiện cho việc tiêu chuẩn hóa các nguyên
công, giảm thời gian chuẩn bị sản xuất, giảm bớt
tài liệu công nghệ trùng lặp nhau, tạo điều kiện
chuyên môn hóa sản xuất  tăng năng suất
12/31/2010
22
Nội dung cần thực hiện trong ĐHH
quá trình công nghệ
 Phân loại chi tiết hoặc bộ phận của sản phẩm: loại → nhóm →
kiểu cỡ (theo phương pháp phân loại của Xocolovski)
 Chọn chi tiết điển hình cho từng kiểu, cỡ
 Lập QTCN cho từng kiểu, cỡ đối tượng theo chi tiết điển hình
đã xác định
 Xác định chế độ cắt gọt, trang thiết bị công nghệ cho từng kiểu
 ĐHH quá trình công nghệ có thể được áp dụng theo 2 mức độ
khác nhau: cho một kiểu (cỡ) hoặc cho từng nguyên công riêng
biệt
Ví dụ: QTCN điển hình gia công bánh răng, gia công các chi tiết
động cơ, gia công trục chính máy công cụ, gia công trục vit –
bánh vit v…v
4.4. Công nghệ gia công nhóm
 Công nghệ nhóm (Group Technology-GT):

là cách thức sản xuất nhằm nâng cao năng suất, bằng
cách nhóm các chi tiết và sản phẩm có những đặc tính
tương tự vào cùng một loại, thiết lập các tế bào sản
xuất (production cell) với các thiết bị và quá trình khác
nhau
 Lịch sử phát triển:
- GT được tác giả Mitrofanov (người Nga) đưa ra vào
những năm 1930s nhằm mục đích cải thiện năng suất
- được chấp nhận và phát triển tại Anh vào những năm
1950s – 60s
 Là cơ sở cho việc thiết kế các cụm sản xuất linh hoạt tự
động cao
12/31/2010
23
Ưu nhược điểm của công nghệ
gia công nhóm
 Giảm số lượng chủng loại chi tiết, tăng số lượng mỗi loại
 Tạo điều kiện tiêu chuẩn hóa thiết kế và chế tạo, tiêu
chuẩn hóa dụng cụ và trang bị công nghệ
 Giảm chi phí và thời gian thiết kế sản phẩm (chi tiết) mới
 Tạo điều kiện áp dụng tự động hóa qtsx cho qui mô SX
nhỏ
 Tăng năng suất và hiệu quả sản xuất của nhà máy
 Nhược điểm:
bố trí và tổ chức sản xuất phức tạp (hệ thống sản xuất
linh hoạt)
Các bước thực hiện trong công nghệ
gia công nhóm
1. Phân loại, mã hóa chi tiết gia công:
 dựa vào đặc điểm về kết cấu và công nghệ (quá trình gia

công) → phân loại chi tiết theo nhóm máy (theo Mitrofanov)
 Xây dựng chi tiết điển hình cho nhóm
 Qui đổi số lượng chi tiết gia công trong nhóm theo chi tiết
điển hình (hệ số qui đổi K = 0 → 1: tính đến sự khác nhau về
sản lượng, khối lượng chi tiết và kết cấu)
2. Lập qui trình công nghệ cho từng nhóm chi tiết
3. Thiết kế các trang bị công nghệ (đồ gá gia công nhóm)
4. Thiết kế hệ thống sản xuất linh hoạt, tổ chức quá trình sản
xuất
12/31/2010
24
Ví dụ: phân loại trong công nghệ gia công nhóm:
a) phân loại theo sự giống nhau về hình dạng hình học
b) phân loại theo sự giống nhau về quá trình sản xuất
10 chi tiết
Vật liệu: thép,
Rz<0.01 mm
1000 chi tiết
Vật liệu: Polyester
Rz<0.1 mm
Xây dựng chi tiết điển hình của nhóm
 Xác định chi tiết cơ sở  chi tiết thực trong nhóm
có số lượng các bề mặt gia công chung là nhiều
nhất
 Bổ sung thêm những bề mặt khác của các chi tiết
trong nhóm mà chi tiết cơ sở chưa có.
 Ngày nay nhờ sự hỗ trợ của các phần mềm CAD
việc xây dựng chi tiết điển hình được thực hiện
nhanh chóng và đạt hiệu quả cao.
12/31/2010

25
Ví dụ xây dựng chi tiết điển hình của nhómVí dụ xây dựng chi tiết điển hình của nhóm
1. Trụ ngoài (tiện); 2. mặt đầu (tiện); 3. Mặt trụ bậc (tiện); 4.
Trụ ngoài có độ bóng cao (mài); 5. lỗ (khoan); 6. Lỗ bậc
(khoét); 7. Ren trong (taro)
Lập qui trình công nghệ gia công nhóm
 QTCN gia công nhóm được lập cho chi tiết điển hình của
nhóm  phải thích hợp với bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.
 Thứ tự các bước hay nguyên công phải bảo đảm gia công
được bất kỳ chi tiết nào trong nhóm
 Đồ gá, dụng cụ gia công…được sử dụng ở các nguyên
công gia công nhóm phải đảm bảo gia công được bất kỳ
chi tiết nào trong nhóm