CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ QUÁ TRÌNH GIA CÔNG

Ch­¬ng­2
ThiÕt­kÕ­qu¸­tr×nh­gia­c«ng


2.1.ưKháIưniệmưchungưphươngưphápưthiếtưkếưquáư
trìnhưcôngưnghệưgiaưcôngưchiưtiếtưmáyư
2.1.1.ưýưnghĩaưcủaưviệcưchuẩnưbịưsảnưxuất
Bất kỳ một sản phẩm nào trớc 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 thờng có nhiều phơng án công nghệ, nhng
phải chọn một phơng án hợp lý hoặc tối u. Phơng án công nghệ hợp lý là
phơng án bảo đảm đợc chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế.
Có hai phơng 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 hớng 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, ngời ta đã tạo ra quá trình công nghệ linh hoạt.
Quá trình công nghệ đợc 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 lợng hay tính thời gian
* Nhu cầu (thị trờng)
- 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

Thiết kế quá trình
công nghệ, so sánh
và chọn phơng
án tối u

Đầu ra
- Quá trình công
nghệ hợp lý
-Quá trình công
nghệ tối u:
* Tối u hoá
phơng án công
nghệ
* Tối u hoá quá
trình công nghệ
-Sản phẩm đạt
yêu cầu:
* Chất lợng tốt

* Giá thành rẻ


2.1.2.ưPhươngưphápưthiếtưkếưquáưtrìnhưcôngưnghệư
giaưcôngưchiưtiếtưmáy
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 phơng pháp chế tạo phôi.
- Chọn máy cho mỗi nguyên công.
- Xác định lợng d và dung sai các nguyên công. Căn cứ vào đó xác định
kích thớc 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), bớc 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 phơng án kinh tế.
Tuỳ theo điều kiện, khả năng công nghệ của từng nơi, từng lúc mà việc
thiết kế một QTCN có thể đợc tiến hành theo nhiều cách khác nhau.

2.2.ưMộtưsốưbướcưthiếtưkếưcơưbản
2.2.1. 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 lợng tiêu hao kim loại ít nhất, khối lợng 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 nh tính chất hàng loạt của sản phẩm.
- Tính công nghệ trong kết cấu phải đợc nghiên cứu đồng bộ với kết cấu
tổng thể của cả sản phẩm, không đợc 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 đợc chú trọng triệt để trong từng giai đoạn của
quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí.
- Tính công nghệ trong kết cấu phải đợc nghiên cứu theo điều kiện sản
xuất cụ thể.


Tính công nghệ trong kết cấu cơ khí đợc đánh giá gần đúng theo các
chỉ tiêu sau :
- Trọng lợng kết cấu nhỏ nhất.
- Sử dụng vật liệu thống nhất, tiêu chuẩn, dễ tìm kiếm và rẻ tiền.
- Quy định kích thớc, 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 trớc khi thiết kế quá trình công
nghệ. Trớc 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 đợc xem xét trên cơ sở các yêu cầu cụ thể
sau :
- Giảm lợng vật liệu cắt gọt nhờ thiết kế phôi và xác định lợng d hợp lý,
xác định chính xác lợng d gia công, giới hạn khối lợng cắt gọt ở các bề
mặt quan trọng.
- Giảm quảng đờng 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 nh giữa
các bề mặt ứng với các nguyên công khác nhau.
- Tính riêng các kết cấu trong trờng hợp áp dụng các phơng 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 cha 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 đờng chạy dao

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


2.2.2. Xác định trình tự gia công hợp lý.
Khi thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết máy phải xác định
hợp lý thứ tự các nguyên công sao cho chu trình gia công hoàn chỉnh

một chi tiết là ngắn nhất, chi phí gia công là nhỏ nhất.
Thứ tự gia công các bề mặt của chi tiết máy phụ thuộc vào tính chất
logic của quá trình biến đổi trạng thái, tính chất chi tiết máy, phụ thuộc
vào lý thuyết về chuẩn công nghệ và điều kiện sản xuất cụ thể.
Khi xác định thứ tự nguyên công cần dựa vào tiến trình công nghệ
điển hình với dạng chi tiết máy cơ bản (trục, hộp, càng, bạc, bánh răng)
để cụ thể hóa quy trình cho chi tiết máy thực tế.
Nói chung người ta dựa vào trạng thái cuối cùng của đối tượng gia
công để lập ra các phương án thứ tự gia công các bề mặt theo nguyên
tắc: trước hết gia công các bề mặt chuẩn công nghệ (chuẩn tinh thống
nhất), các bề mặt quan trọng thường qua hai giai đoạn gia công thô và
gia công tinh.