Bài Giảng Chuẩn Bị Quá Trình Sản Xuất Cơ Khí

ChuÈn bÞ qu¸ tr×nh s¶n xuÊt


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
xuất.
Ngày nay do nhu cầu xã hội về đa dạng hoá sản phẩm, thay đổi mẫu mã
nhanh, người ta đã tạo ra quá trình công nghệ linh hoạt.
Quá trình công nghệ được thiết lập cần phải có độ tin cậy nhất định. Độ
tin cậy có thể do yếu tố chủ quan và khách quan


Đầu vào
- Yêu cầu kỹ thuật
của sản phẩm:
* Tính năng sử dụng
* Chỉ tiêu kỹ thuật
* Vật liệu
- Qui mô sản xuất:
* Sản lượng hay tính thời gian
* Nhu cầu (thị trường)

- Điều kiện sản xuất: Điều kiện
sản xuất nơi thực hiện công
nghệ
-Khả năng công nghệ:
* Của nơi thực hiện
* Do bên ngoài giúp đỡ

Chuyển đổi

Đầu ra

Thiết kế quá trình
công nghệ, so sánh
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. Một số bước thiết kế cơ bản
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 lư
ợng gia công và lắp ráp nhỏ nhất, giá thành chế tạo thấp nhất trong điều
kiện sản xuất nhất định.
Khi nghiên cứu tính công nghệ trong kết cấu cần chú ý những điểm sau:
- 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 cần phải được chú trọng triệt để trong từng giai đoạn
của quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí.
- Tính công nghệ trong kết cấu phải được nghiên cứu theo điều kiện sản
xuất cụ thể.


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 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.
- 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 số lần gá đặt.
- Phân biệt rõ giữa bề mặt gia công, bề mặt không gia công cũng như
giữa các bề mặt ứng với các nguyên công khác nhau.
- Tính riêng các kết cấu trong trường hợp áp dụng các phương pháp gia
công đặc biệt.


Một số ví dụ về tính công nghệ của chi tiết máy:
- Đảm bảo độ cứng vững khi 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

- Đảm Bảo kết cấu đơn giản, dễ gia công

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


- Tiết kiệm vật liệu

a) Kết cấu tốn nhiều vật liệu
b) Kết cấu gồm hai chi tiết nên tốn ít vật liệu
hơn

- Tạo điều kiện nâng cao năng suất gia công

a) Kết cấu hạn chế khả năng gia công nhiều chi tiết cùng một
lúc
b,c) Kết cấu cho phép gia công nhiều chi tiết cùng một lúc


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

a) Kết cấu chưa phân biệt rõ mặt gia công và không gia
công
b) Kết cấu hợp lý hơn

- Phân biệt rõ các bề mặt gia công ở các nguyên công khác nhau

a) Khoan lỗ D sau khi phay rãnh B sẽ khó khăn, rãnh và lỗ dễ
lệch
b) Kết cấu hợp lý hơn, dễ gia công hơn

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

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

- Đảm bảo tiến dao thuận lợi

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


- Đảm bảo tiến dao thuận lợi

a) Kết cấu dễ làm gãy mũi khoan khi khoan lỗ
b,c) Kết cấu tạo điều tiện an toàn khi khoan

- Tránh va đập khi gia công

Mặt bích vuông dễ gây va đập dao khi tiện mặt đầu
Mặt bích tròn tránh gây va đập khi tiện


- 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


3.2 Xác định lượng dư gia công
Trong ngành CTM, tuỳ theo dạng sản xuất mà chi phí về phôI liệu

chiếm từ 30-60% tổng chi phí chế tạo.
PhôI được xác định hợp lý phần lớn phụ thuộc vào việc xác định lư
ợng dư gia công. Lượng dư gia công được xác định hợp lý về trị số và
dung sai sẽ góp phần bảo đảm hiệu quả kinh tế của QTCN vì:
- 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:
ct
K=----------ph


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 c
ông nghệ (Z0).
+ Đối với mặt ngoài : Z0 = Kph Kct
+ Đối với mặt trong : Z0 = Kph Kct
Lượng dư đối xứng là lớp kim loại được hớt đi khi gia công các bề mặt
tròn xoay ngoài hoặc trong.