thiết kế,lập kế hoạch một quy trình sản xuất chi tiết cơ khí bằng capp

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay,các ngành kỹ thuật nói chung và nghành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư được
đào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó để
giải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sữa chữa và sử dụng.
Mục tiêu của chuyên đề là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệu
quả các phương pháp lập kế hoạch sản xuất, thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trình
chế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh
tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện về quy mô sản xuất cụ thể. Chuyên đề còn truyền
đạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong qua trình thiết kế các kết cấu cơ khí để góp
phần nâng cao hiệu quả sản xuất chúng.
Chuyên đề CAPP nằm trong chương trình đào tạo của nghành chế tạo máy thuộc khoa
cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu hết một cách sâu sắc về
những vấn đề mà người kỹ sữ gặp phải khi thiết kế,lập kế hoạch một quy trình sản xuất
chi tiết cơ khí
Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô và các bạn đặc biệt là thầy Nguyễn Hoài Sơn
đã giúp chúng em hoàn thành chuyên đề môn học này.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ,ngày….tháng….năm….
Nhóm thực hiện: Nhóm 1

1


Mục lục

2


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CAPP

1 KHÁI NIỆM CAPP
Computer aided process planning - CAPP là công nghệ sử dụng sự hỗ trợ của máy
tính để lập kế hoạch sản xuất. Nó dựa trên yêu cầu về sản phẩm cần gia công của khách
hàng. Vì vậy để đảm bảo các yêu cầu về thông số kĩ thuật, giá thành là thấp nhất và thời
gian giao hàng là sớm nhất cần có sự lên kế hoạch. Mà trong đó việc lập kế hoạch có sự
trợ giúp của máy tính là rất quan trọng và cần thiết, dễ dàng giúp thay đổi chỉnh sửa các
thông số sản phẩm dựa trên sản phẩm điển hình đã được lập CAPP.
Trong sản xuất có một lượng rất lớn khối lượng các công việc, cũng như các hoạt
động khác, các cơ sở dữ liệu được yêu cầu, nó là một dòng chảy thông tin để giúp cho
chúng ta lập được kế hoạch sản xuất một cách nhanh chóng, có hiệu suất làm việc rất cao
trong tổng sản xuất của cả hệ thống.
-Sơ đồ quy trình sản xuất có sự hỗ trợ của CAPP:

3


1.1 Giới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất .
Quy hoạch quá trình sản xuất là một hoạt động tổ chức có thể biến đổi một thiết kế
sản phẩm vào một tập hợp các hướng dẫn để chế tạo một sản phẩm, nó là một phần của
quá trình sản xuất. Các thông tin được cung cấp trong thiết kế bao gồm các đặc điểm kỹ
thuật(hình học hình và tính năng của nó) và đặc điểm kỹ thuật (dung sai, bề mặt ..)
Bây giờ, lập kế hoạch quá trình sản xuất được áp dụng cho nhiều ngành sản xuất như
cắt kim loại,tấm kim loại hình thành, chế tạo composite và gốm và sản xuất khác .Việc
phân tích các yêu cầu phần hoàn thành là bước đầu tiên trong quá trình lập kế hoạch.
Ban đầu ta phân tích các tính năng của các chi tiết được sản xuất. Ví dụ về các tính
năng hình học bao gồm máy bay, hình trụ, hình nón. Bước thứ hai là sự lựa chọn của hình
dạng phôi, kích thước (kích thước và trọng lượng), vật liệu và các thuộc tính khác được
xác định.Trọng lượng và vật chất của phần thô được xác định bởi yêu cầu chức năng của
kế hoạch.
Các bước tiếp theo trong quá trình lập kế hoạch là để xác định các loại thích hợp của

hoạt động chế biến và trình tự của họ để chuyển đổi tính năng, kích thước và dung sai
một phần từ nguyên liệu đến thành phẩm.
Bước tiếp theo là việc lựa chọn các máy công cụ. Một số trong những yếu tố gây ảnh
hưởng đến việc lựa chọn các công cụ máy như sau:
Các thuộc tính liên quan đến phôi, chẳng hạn như tính năng mong muốn, kích thước
của phôi, dung sai chiều và hình dáng phôi.
Các thuộc tính liên quan đến máy công cụ: kích thước khả năng xử lý, phương thức hoạt
động, khả năng các công cụ và khả năng thay đổi công cụ tự động.

4


Thuộc tính liên quan đến khối lượng sản xuất: số lượng sản xuất và trật tự tần số, chi phí .
Đơn vị sản xuất, sản xuất dẫn đến thời gian và chất lượng được ba tiêu chí cơ bản để
đánh giá sự phù hợp của một máy công cụ để thực hiện một hoạt động.
Tiếp là việc lựa chọn các công cụ làm việc giữ thiết bị và thiết bị kiểm tra.Tính năng
trên các phôi được tạo ra bằng cách sử dụng một sự kết hợp của các công cụ máy và dụng
cụ cắt. Thiết bị làm việc cần được sử dụng để xác định vị trí và giữ phôi để tạo ra các tính
năng. Để đảm bảo tính chính xác chiều, dung sai và bề mặt kết thúc vào tính năng, thiết
bị kiểm tra được yêu cầu.Phần tính năng đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn
máy công cụ, vật cố và thiết bị kiểm tra.
Bước tiếp là phải được thực hiện là việc xác định điều kiện công nghệ và thời gian sản
xuất.
1.2 Các bước tiếp cận để lập quá trình sản xuất.
Về cơ bản có hai cách tiếp cận để lập kế hoạch sản xuất cụ thể như sau:
Bằng tay dựa trên kinh nghiệm lập kế hoạch sản xuất(phương pháp lập kế hoạch truyền
thống).
Phương pháp lập kế hoạch sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính CAPP(hướng phát triển
trong tương lai
1.2.1 .Lập kế hoạch bằng tay dựa trên kinh nghiệm sản xuất.

Lập kế hoạch quá trình thủ công dựa trên kinh nghiệm và kiến thức của các cơ sở
sản xuất, thiết bị, khả năng của mình, các quy trình, và các công cụ sản xuất của một nhà
máy. Lập kế hoạch quá trình rất tốn thời gian và kết quả khác nhau dựa trên những người
làm quy hoạch.
Tính khả thi của quy trình, lập kế hoạch phụ thuộc vào nhiều yếu tố (thiết kế và tính
sẵn sàng của các máy công cụ). Hoạt động sản xuất cũng như lập kế hoạch và phân bổ
máy công cụ cũng bị ảnh hưởng bởi kế hoạch quá trình như vậy.
5


Vì vậy, để tạo ra một kế hoạch sản xuất thích hợp, người lập kế hoạch phải có
đủ kiến thức và kinh nghiệm. Bên cạnh đó là rất tốn thời gian để thay đổi linh hoạt các
sản phẩm tương tư trong sản xuất, ứng dụng sự phát triển của khoa học kỹ thuật tới hoạt
động sản xuất.

1.2.2 Quy trình lập kế hoạch có sự hỗ trợ của máy tính.
Công nghệ CAD/CAM phát triển, kéo theo sự phát triển của CAPP. Phương pháp
này chính là sử dụng một tập tin trong quá trình chuẩn kế hoạch để lấy kế hoạch tốt nhất
trong các tập tin sau khi xem xét các thiết kế. Kế hoạch này sau đó có thể được điều
chỉnh bằng tay nếu nó không hoàn toàn phù hợp. CAPP bắt đầu với việc thiết kế sản
phẩm số và có thể tạo ra một kế hoạch chi tiết quá trình hoàn chỉnh với các thiết lập máy.
Hệ thống CAPP sử dụng các thuật toán thiết kế, một tập tin đặc điểm máy, và quyết
định xử lý để xây dựng các kế hoạch. Hệ chuyên gia dựa trên những quy định và đã được
sử dụng trong một số hệ thống . CAPP là liên kết quan trọng nhất để tích hợp hệ thống
CAD/CAM. Trọng tâm chính là để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
Ví dụ như nếu chúng ta thay đổi thiết kế, chúng ta phải có khả năng trở lại vào một
môđun của CAPP để tạo ra các ước tính chi phí cho những thay đổi thiết kế. Tương tự đối
với các trường hợp sự cố máy trên sàn cửa hàng. Trong trường hợp này, kế hoạch quá
trình thay thế phải có trong tay để có các giải pháp kinh tế tốt nhất cho tình hình có thể
được thông qua chức năng đã được chứng minh. Do đó, việc sử dụng máy tính trong quá

trình lập kế hoạch là thiết yếu.
CAPP là ứng dụng của máy tính để hỗ trợ con người trong chức năng lập kế hoạch
sản xuất. Trong việc đơn giản nhất của CAPP, nó sẽ làm giảm thời gian và nỗ lực cần
thiết để chuẩn bị kế hoạch quá trình và cung cấp kế hoạch quá trình nhất quán hơn. Trong
trạng thái cao nhất của nó, nó sẽ cung cấp giao diện tự động giữa CAD và CAM và trong
quá trình đạt được tích hợp đầy đủ với trong CAD / CAM.

6


Việc sử dụng máy tính trong quá trình sx có những ưu điểm sau:
Nó có hệ thống có thể sản xuất các kế hoạch chính xác và quá trình thống nhất.
Nó dẫn đến việc giảm chi phí và thời gian hoàn thành kế hoạch quá trình.
Yêu cầu kỹ năng của quá trình được giảm đến mức thấp nhất. Dẫn đến tăng năng suất của
tất cả quá trình.
Do đó, quá trình lập kế hoạch hỗ trợ máy tính (CAPP) đã trở thành một mục tiêu
cần thiết và quan trọng của hệ thống CIM.
1.3 Các bước tham gia vào CAPP
Ngày nay công nghệ đang thay đổi mang tính hiện đại rất nhanh chóng, chúng được
thực hiện trong tự động hóa quá trình sản xuất thực tế và cũng là yếu tố thiết kế sản
phẩm. CAPP có tiềm năng để phát triển trong thời kì hiện nay và tương lai. Nói chung,
một hệ thống CAPP hoàn chỉnh có các bước sau đây:
- Thiết kế đầu vào
- Lựa chọn chất liệu
- Quy trình lựa chọn
- Quy trình trình tự
- Máy và lựa chọn công cụ
- Trung cấp quyết bề mặt
- Lựa chọn gia công
- Lựa chọn tham số Máy

- Chi phí / thời gian lập dự toán
- Chuẩn bị kế hoạch
- Mc băng hình ảnh generatio

7


1.4 Phân loại các loại hình CAPP
Dựa vào cách tiếp cận quy trình sản xuất ta có hai phương pháp lập quy trình sản
xuất như sau:
1.4.1 Lập quy trình sản xuất vòng lặp (Retrieval CAPP systems)
Trong phương pháp lập quy trình sản xuất vòng lặp các chi tiết khác nhau được
phân loại thành các nhóm khác nhau và được mã hóa,thông số chi tiết của từng nhóm
được lưu trữ trên máy tính.Các thông số này sau đó sẽ được áp dụng cho các sản phẩm
mới.Việc lập quy trình sản xuất theo phương pháp này có rất nhiều lợi ích như có thể
xuất hàng loạt,hiệu chỉnh hoặc thay đổi thiết kế theo yêu cầu.Ví dụ :chúng ta cần một
số sản phẩm chai nhựa và chai thủy tinh với các thiết kế khác nhau tương ứng với từng
loại thì bước đầu tiên chúng cần phân loại quy trình sản xuất cho nhóm chai nhưa,tiếp
đó là nhóm chai thủy tinh,khi có điều chỉnh thiết kế một sản phẩm nào đó,chúng ta chỉ
cần xem nó thuộc nhóm sản phẩm nào là có thể hiệu chỉnh dữ liệu đầu vào nhanh
nhất,chúng ta chỉ cần hiệu chỉnh lần đầu,các sản phẩm tiếp theo sẽ theo đó được chế tạo.
Phương pháp này gồm các bước như sau:
+Bước 1:Phân loại và mã hóa các nhóm sản phẩm
+Bước 2:Hình thành các bộ phận sản xuất cho từng nhóm sản phẩm
+Bước 3:Lập quy trình sản xuất theo tiêu chuẩn cho từng nhóm
Bước 2 và bước 3 được lặp lại với các sản phẩm mới được thiết kế .
-Sơ đồ quy trình sản xuất theo vòng lặp:

8

1.4.2
L ập

quy trình sản xuất mới (Generative Process Planning Systems)
Lập quy trình sản xuất theo phương pháp này được thực hiện tự động ngày từ đầu
với sự trợ giúp của máy tính.Các chương trình của máy tính sử dụng một tập hợp các
thuật toán cho phép nó thực hiện một số quyết định kỹ thuật hợp lý để đạt được quy
trình sản xuất tối ưu.Người ta phải cung cấp các thông tin đầu vào cho hệ thống như
mô tả chi tiết sản phẩm cần sản xuất,phương pháp này dựa trên việc phần tích các yếu
tố hình học,vật liệu và các thông số liên quan khác.Phương pháp này thay vì lấy và hiệu
chỉnh một cơ sở dự liệu có sẵn trong máy tính nó sẽ lập quy trình sản xuất mới phù hợp
với các điều kiện sản xuất.

1.5 Lợi ích của ứng dụng CAPP
Lợi ích đáng kể nhất là kết quả trong quá trình sản xuất của việc thực hiện của
CAPP. Trong một cuộc khảo sát chi tiết của hai mươi hai công ty lớn và nhỏ(theo thống
kê), sử dụng hệ thống CAPP, tiết kiệm chi phí ước tính sau đây đã đạt được:
• Giảm 58% trong việc nỗ lực lập kế hoạch.
• Tiết kiệm 10% trong lao động trực tiếp.
• Tiết kiệm 4% nguyên liệu.
• Tiết kiệm 10% trong phế liệu.
9


• Tiết kiệm 12% trong công cụ.
• Giảm 6% trong công việc theo quy trình.
Ngoài ra, có những lợi ích vô hình như sau:
• Lập kế hoạch quá trình làm giảm thời gian đào tạo và sản xuất; phản ứng nhanh hơn với
những thay đổi kỹ thuật

• Thống nhất kế hoạch quá trình Greater; truy cập vào các thông tin được cập nhật lên
trong một cơ sở dữ liệu trung tâm
• Cải thiện các thủ tục lập dự toán chi phí và các lỗi tính toán ít hơn
• Các kế hoạch quá trình hoàn chỉnh và chi tiết hơn.
• Cải thiện kế hoạch sản xuất và công suất khai thác
• Cải thiện khả năng để giới thiệu công nghệ sản xuất mới và nhanh chóng cập nhật quá
trình lên kế hoạch để sử dụng các công nghệ cải tiến.

1.6 Tổng kết về CAPP
CAPP là một công nghệ có hiệu quả cao đối với các nhà sản xuất chuyên nghiệp với
một số lượng đáng kể các sản phẩm và quá trình các nguyên công. Nguyên công được
tiến hành nhanh chóng và được thực hiện để phát triển khả năng lập kế hoạch sinh sản và
kết hợp CAPP vào một kiến trúc sản xuất máy tính tích hợp. Các công cụ phần mềm bán
sẵn hiện đang tồn tại để hỗ trợ cả CAD/CAM và CAPP. Kết quả là, nhiều công ty có thể
đạt được những lợi ích của CAD/CAM và CAPP với chi phí tối thiểu và ít rủi ro. Hiệu
quả sử dụng các công cụ này có thể nâng cao lợi thế cạnh tranh của một nhà sản xuất.

10


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ NHÓM VÀ MÔ HÌNH HÓA
CHI TIẾT

2 .CÔNG NGHỆ NHÓM
2.1 Khái niệm:
Công nghệ nhóm là một triết lý sản xuất trong đó các chi tiết tương tự nhau
được xác định và được nhóm lại với nhau để tận dụng lợi thế của sự giống nhau
trong sản xuất và thiết kế. Các chi tiết tương tự nhau được sắp xếp thành dòng sản
phẩm. Mỗi dòng sản phẩm sẽ có đặc điểm thiết kế và sản xuất tương tự nhau. Do đó
việc xử lý mỗi sản phẩm trong dòng sản phẩm sẽ được thực hiện tương tự cho các

sản phẩm khác nhằm đạt hiệu quả cao trong sản xuất. Những hiệu quả thu được ở đây
là giảm thời gian lập kế hoạch,chất lượng lập kế hoạch tốt hơn, kiểm soát tốt hơn các
công cụ hỗ trợ và áp dụng các quy trình tiêu chuẩn hóa vào sản xuất và thiết kế. Đối
với công nghệ nhóm hệ thống thiết kế của sản phẩm trước có thể áp dụng cho các
sản phẩm sau trong cùng một dòng sản phẩm. Để thực hiện một hệ thống thiết kế như
vậy cần phải phân loại và mã hóa các chi tiết.Việc phân loại và mã hóa liên quan
đến việc xác định những điểm tương đồng giữa các chi tiết liên quan.Phân loại các
điểm tương đồng gồm 3 bước sau:
+Tương đồng về đặc điểm thiết kế (giống nhau về hình dạng hình học và kích
thước)
+Đặc điểm sản xuất (giống nhau về các bước xử lý để tạo ra sản phẩm)
+ Tương đồng nhau về cả thiết kế và sản xuất
Khi thực hiện việc phân loại và mã hóa các chi tiết thì hầu hết các công ty sẽ chọn
mua một gói thương mại sẵn có chứ họ không phát triển riêng. Các yếu tố sau đây được
coi là một phần trông việc lựa chọn hệ thống mã hóa và phân loại:

11


+Mục đích (đối với từng công ty khác nhau họ sẽ có các lựa chọn phù hợp
múc đích sản xuất của công ty họ)
+Phạm vi ứng dụng
+Chi phí và thời gian
+Khả năng tích hợp với các hệ thống khác.
2.2

Lợi ích của công nghệ nhóm.
Lợi ích khi thiết kế sản phẩm: Khi thiết kế một chi tiết mới,các kỹ sư hoặc các nhà

thiết kế máy móc sẽ dành một vài phút để xác định mã hóa của các chi tiết thiết kế. Sau

đó các mẫu thiết kế hiện có phù hợp với chi tiết được mã hóa sẽ được lấy ra xem xét nếu
như một trong số chúng phù hợp với chức năng mong muốn. Dành vài phút tìm kiếm các
tập tin thiết kế với sự trợ giúp của hệ thống mã hóa có thể tiết kiệm nhiều giờ đồng hồ
trong quỹ thời gian của các nhà thiết kế. Nếu như chi tiết phù hợp nhất không được tìm
thấy thì có lẽ một sự thay đổi nhỏ trong thiết kế hiện có sẽ phù hợp với chức năng yêu
cầu của sản phảm cần thiết kế.Sử dụng hệ thống thiết kế vòng lặp tự động sẽ giúp loại bỏ
các thiết kế trùng lặp và phát triển chi tiết mới. Các lợi ích khác của công nghệ nhóm
trong thiết kế là nó giúp cải thiện quy trình lập dự toán,tính toán chi phí,thúc đẩy quá
trình tiêu chuẩn hóa trong thiết kế.Trong thiết kế các đặc điểm nhứ bán kính góc, góc vát
và dung sai có thể tiêu chuẩn hóa với công nghệ nhóm.
Gia công và lắp đặt: Trong gia công việc thiết kế đồ giá và Jig phải phù hợp với các
chi tiết của dòng sản phẩm.Cơ cấu dùng để giữ được thiết kế đặc biệt để có thể chuyển
đổi tạo thành các cơ cấu giữ (đồ gá) phù hợp với từng chi tiết của dòng sản phẩm. Các
máy công cụ không yêu cầu thay đổi nhiều trong các sơ đồ thiết lập bởi sự giống nhau
của các chi tiết làm việc trên chúng. Qua đó góp phần tiết kiệm thời gian thiết lập. Người
ta ước tính rằng việc sử dụng công nghệ nhóm có thể giảm đến 69% thời gian thiết lập
(lắp đặt).

12


Xử lý vật liệu : Một lợi thế trong sản xuất đó là giảm thời gian dịch chuyển công
việc và thời gian chờ. Việc bố trí các máy công cụ thành từng nhóm để việc sử dụng vật
liệu có hiệu quả hơn tại các phân xưởng.
Sản xuất và kiểm soát hàng tồn kho :Việc phân nhóm máy móc vào từng khu vực
góp phần làm giảm số lượng các trung tâm sản xuất. Phân nhóm các bộ phận thành từng
vùng nhỏ làm giảm đáng kể sự phức tạp và các vấn đề gặp phải khi lập kế hoạch. Do quá
trình thiết lập và việc xử lý vật liệu hiệu quả hơn nên thời gian sản xuất ,quy trình công
việc tốt hơn,các sự cố giao hang trễ giảm.
Sự hài lòng của nhân viên : Các cụm máy thường có thể tạo ra các chi tiết hoàn thiện

từ các nguyên liệu thô bởi một nhóm nhỏ người lao động (tứ là với sự hỗ trỡ của máy
móc các sản phẩm có thể được chế tạo gần như hoàn thiện từ các nguyên liệu thô mà
không cần nhiều công nhân làm việc). Các nhân viên có thể biết được những đóng góp
của họ cho công ty điều này người lao động gắn bó và hài lòng hơn với công việc mình
đang làm, đồng thời nâng cao tinh thần trách nhiệm với công việc của người lao động.
Đối với việc lập kế hoạch sản xuất : Thời gian và chi phí lập kế hoạch sản xuất giảm
thông qua việc kết hợp các tiêu chuẩn hóa với công nghệ nhóm.
2.3 Mô hình hóa quy trình

13


14


Giai đoạn thiết kế sơ bộ gồm: xác định chi tiết gia công, ghép nhóm chi tiết gia công,
xác định phương pháp gia công, xác định thứ tự gia công.
Giai đoạn thiết kế chính xác gồm: thiết kế các nguyên công theo kiểu loại máy công cụ
chọn dùng: máy thường, máy NC hoặc CNC; lập chương trình gia công trên máy NC
hoặc CNC.
Dữ liệu hình học, công nghệ được mã hóa và tạo thành hệ cơ sở dữ liệu (mã hóa các
loại máy, mã hóa vật liệu gia công, mã hóa dụng cụ cắt, mã hóa các phần tử hình dạng
của chi tiết ...), là tiền đề cho việc tự động hóa thiết kế quy trình công nghệ trong sản xuất
cơ khí. Hệ dữ liệu được xây dựng theo cấu trúc sau:
- Dạng chi tiết cơ khí (dạng Biên/Càng, Trục/Bạc, Hộp/Gối đỡ...)
- Hệ thống phân loại các dạng bề mặt cho từng dạng chi tiết cơ khí (hệ thống các
phần tử hình dạng)
- Kích thước tiêu chuẩn của chi tiết cơ khí.
- Độ cứng yêu cầu (chỉ số độ cứng HB hoặc HRC).
- Độ chính xác yêu cầu của bề mặt quan trọng trên chi tiết cơ khí (theo cấp chính

xác IT1...IT16 ứng với các mức thô, bán tinh, rất tinh).
- Độ nhám (Ra hoặc Rz) của bề mặt quan trọng trên chi tiết cơ khí ứng với các mức:
thô, bán tinh, tinh, rất tinh.
- Sản lượng chi tiết cơ khí (quy mô sản xuất).
Hệ dữ liệu công nghệ còn bao gồm các dữ liệu đặc trưng cho các phương pháp gia công
về khả năng công nghệ (dạng bề mặt gia công, kích thước Max/Min của bề mặt gia công,
chất lượng gia công (IT, Ra hoặc Rz), độ cứng vật liệu gia công, lượng dư gia công nhỏ
nhất (Zmin...)

15


2.4 Phạm vi gia công nhóm
Thường công nghệ gia công nhóm chỉ nên áp dụng ở một vài nguyên công chính
Nguyên công chính là nguyên công có khối lượng lao động tính theo thời gian gia công là
nhiều nhất. Lý do chủ yếu là do quá trình ghép nhóm chi tiết gia công rất phức tạp nếu
từng chi tiết gia công cụ thể trong quá trình công nghệ của nó phải ghép nhóm nhiều lần.
Ở điều kiện sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, loạt vừa với số lượng từng loại chi tiết không
nhiều mà chủng loại đa dạng, phức tạp thì việc phân nhóm sẽ không thực hiện được hoặc
sẽ rất tốn kém. Mặt khác việc điều hành quản lý quá trình gia công cũng rất khó khăn và
tốn kém.
2.5 Mục đích gia công nhóm
- Cho phép tập hợp một số lượng chi tiết có bề mặt gia công giống nhau (ví dụ: đối
tượng gia công thuộc cùng chi tiết dạng càng, dạng chi tiết trục, bạc hộp) nhưng kiểu loại
và cỡ khác nhau. Do đó giảm được sự đa dạng của chi tiết.
- Quy trình công nghệ gia công nhóm thích hợp với bất kỳ chi tiết nào trong
nhóm .Do vậy rút ngắn được thời gian sản xuất.
- Có thể gia công nhiều chi tiết trong nhóm ở cùng một nguyên công dẫn đến tăng
hiệu suất sử dụng và giảm chi phí chế tạo trang thiết bị công nghệ.

2.6 Các bước tiến hành gia công nhóm
2.6.1 Phân nhóm chi tiết
Việc phân nhóm chi tiết gia công không chỉ dựa vào đặt điểm kết cấu và đặt điểm
công nghệ của chúng mà còn phải dựa vào đặt điểm của kiểu loại thiết bị công nghệ
nhằm đảm bảo quá trình gia công hợp lý.


phải phân nhóm chi tiết gia công trên các loại thiết bị công nghệ cụ thể.
Nhóm chi tiết gia công là cơ sở để xây dựng quá trình công nghệ là đơn vị công
nghệ.
16


Sơ đồ phân nhóm chi tiết gia công theo đặc điểm của trang thiết bị công nghệ của
tác giả Mitrôphanop (Hình 1.2)
Chủng loại chi tiết
Chủng loại chi tiết được phân thành các loại gia công trên máy máycác máy cụ thể
Máy
Tự động

Máy Rơvonve

Máy
Tiện

Máy Phay Máy Khoann

Phân nhóm các loại chi tiết thành các nhóm

Máy

Mài

nhóm chi tiết.

Khối 2
Khối 1
Khối 3
nhóm
nguyên
công
chung
Một
hoặc
vàivới
nguyên
công
nhóm)
hoặc
máykiểu
cùng
kiểu.
Các nhómCác
tiến
trình với
gia các
công
khép kín
trên
một (hoặc
vài

máy
cùng
kiểu.
Cácmột
nhóm
tiến
trình
gia
côngkhép
khépkín
kíntrên
trênmột
nhiều
máyvài
khác
loại
(gia công điển

a) Khối 1:

Các chi tiết gia công chỉ cần thực hiện công nghệ nhóm trong một hoặc hai nguyên
công trên một hoặc hai máy cùng kiểu đã hoàn chỉnh, ví dụ như chỉ gia công trên một
hoặc hai máy tiện thường, trên một hoặc hai máy tiện Rơvonve.Chi tiết được tập hợp
trong một nhóm ở khối này ít hơn ở khối hai.Tiến trình gia công cho khối một được biểu
diễn (hình 1.3).
1

1'

2

2'

3

3'

4

4'

5

5'

17


Hình 1.3: Công nghệ nhóm.
Trong đó:: Nguyên công chung (nguyên công nhóm).
1, 2, 3, 4, 5: Phôi ban đầu của chi tiết.
1’, 2’, 3’, 4’, 5’: Chi tiết hoàn chỉnh sau khi gia công.

b) . Khối 2:

Các chi tiết được gia công chung trong một hoặc vài nguyên công trên một hoặc
một vài máy khác kiểu, còn trong các nguyên công khác thì chung lại có thể ở vào những
nhóm khác nhau, có thể được gia công chung hay gia công riêng bịêt.
Các chi tiết ở khối hai có thể khác nhau khá nhiều về kết cấu (hình dạng, kích
thước). Tiến trình gia công khối 2 được biểu diễn ( hình 1.4).

- Trước nguyên công chung không có nguyên công riêng nào.
1

1'

2

2'

3

3'

4

4'

5

5'

Hình 1.4a: Công nghệ nhóm.
• Có hai nguyên công chung:
1

1'

2

2'

3

3'

4

4'

5

5'

Hình 1.4b: Công nghệ nhóm.
Trong đó:

: Nguyên công riêng (nguyên công cá biệt).
18


Hai khối 1 và 2 thuộc phạm vi công nghệ nhóm, cho phép có thể gia công cùng
một số lượng lớn chi tiết khác nhau trên cùng một, hai hoặc nhiều thiết bị, trang bị dụng
cụ, chế độ công nghệ…
c. khối 3.
Các chi tiết có quá trình gia công chung (quá trình công nghệ nhóm) trên nhiều máy
có nhiều kiểu khác nhau (tiện phay, khoan, mài) nên chúng phải có kết cấu giống nhau.
Như vậy số loại chi tiết khác nhau trong mỗi nhóm giảm đi nhiều và trở thành thuộc cùng
một kiểu chi tiết có quá trình gia công chung. Đó là quá trình công nghệ điển hình thuộc
phạm vi công nghệ điển hình (hình 1.5).

1

1'

2

2'

3

3'

4

4'

5

5'

Hình 1.5: Quá trình công nghệ gia công chi tiết điển hình.
Đến nay việc phân nhóm đối tượng gia công chưa dựa theo một quan điểm và
nguyên tắc nào hoàn chỉnh.Tuy nhiên trong thực tế có thể phân nhóm chi tiết gia công
theo những nguyên tắc sau:
+ Ghép nhóm những chi tiết có hình dáng hình học gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có yêu cầu kỹ thuật gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có mặt chuẩn định vị gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có bề mặt gia công gần giống nhau.
+ Ghép nhóm những chi tiết có trình tự công nghệ gần giống nhau, có thể áp dụng
phương pháp gia công thiết bị công nghệ.

+ Ghép nhóm những chi tiết sao cho phí tổn điều chỉnh thiết bị, đồ gá dụng cụ là ít
nhất khi thay đổi loại chi tiết trong nhóm.
+ Không ghép những chi tiết có số lượng quá ít hoặc những chi tiết có kết cấu khác
nhiều so với chi tiết khác.
19


Sau khi phân nhóm chi tiết, cần xây dựng chi tiết đại diện cho cả nhóm bằng cách
chọn một chi tiết có nhiều bề mặt gia công chung rồi bổ sung thêm những bề mặt khác
(những bề mặt mới không trùng với những bề mặt đã có của chi tiết máy) mà chi tiết khác
có. Để ứng với một quy trình công nghệ của chi tiết điển hình có thể gia công được nhóm
chi tiết.
2.6.2 Thiết kế quy trình công nghệ nhóm
Quy trình công nghệ nhóm là một quy trình công nghệ thích hợp với bất kỳ chi tiết
nào trong nhóm nhưng có thể thay đổi chút ít tuỳ theo đặt điểm riêng của từng chi tiết
trong nhóm. Nhóm là đối tượng của quy trình và được đặt trưng bởi sự thống nhất về
thiết bị, dụng cụ, đồ gá và phương pháp điều chỉnh…Trên nguyên công.
Trước hết dựa vào chi tiết đại diện, chu trình của nhóm chi tiết để lập quy trình công
nghệ tổng quát
Ví dụ (hình 1.6)

Chi tiãú
t2

Chi tiãú
t1

Chi tiãú
t
âiãø

n hçnh

Hình 1.6 : Cách xây dựng chi tiết đai diện

20


Quy trình công nghệ gia công của chi tiết đại diện tổng hợp hầu hết các bước cần
thiết cho cả nhóm chi tiết, còn khi gia công các chi tiết cụ thể có thể tăng hay giảm một
hoặc hai bước gia công nào đó, thêm hoặc bớt một vài dụng cụ nào đó.
- Những nguyên tắc cần đảm bảo khi lập quy trình công nghệ gia công nhóm là:
+ Thứ tự mỗi bước (hoặc nguyên công) phải đảm bảo có thể gia công được bất kỳ
chi tiết nào trong nhóm.
+ Đồ gá, dụng cụ…dùng cho các nguyên công nhóm phải đảm bảo gia công được
bất kỳ chi tiết nào trong nhóm.
+ Đảm bảo tổn hao điều chỉnh nguyên công mhóm là ít nhất khi thay đổi chi tiết gia
công trong nhóm.
- Quy trình công nghệ nhóm chi tiết (hình 1.6) được xây dựng thành sơ đồ quy trình
công nghệ nhóm trên máy tịên Rơvônve, máy khoan, máy phay. Trong sơ đồ quy trình
công nghệ nhóm cần sắp xếp và bố trí dụng cụ gia công đảm bảo đạt kích thước nhanh và
thay dụng cụ nhanh, phải thể hiện thứ tự làm việc của các dụng cụ theo thứ tự gia công
từng chi tiết trong nhóm đối với từng bề mặt gia công. Phải tính toán thời gian gia công
một chi tiết và cả loạt chi tiết để xác định tải trọng của thiết bị công nghệ.

2.7 Mô hình hóa chi tiết
2.7.1 Tổng quan về chi tiết gối trục vít
Trục vít là một chi tiết quan trọng trong nhiều sản phẩm trong ngành chế tạo
máy.Trục vít là chi tiết dùng chủ yếu để truyền chuyển động,biến chuyển động quay
thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại. Trục vít có bề mặt cơ bản cần gia công là các
bề mặt trụ tròn xoay ngoài và bề mặt răng trục vít. Các bề mặt tròn xoay thường dùng

làm mặt lắp ghép .Do vậy các bề mặt này thường được gia công với các độ chính xác
khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công đạt độ chính xác cao.

21


2.7.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết
-

Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất của sản phẩm nhằm đảm bảo chất
lượng, tiêu hao kim loại là ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp là ít nhất, giá thành
sản phẩm hạ nhất trong một điều kiện sản xuất nhất định.

-

Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường.

-

Đường kính các cổ trục giảm dần về hai phía.

-

Ta có l/d=339/76<10 nên trục đủ độ cứng vững.

-

Trục là trục vít vì vậy bắt buộc phải gia công trước khi mài, khả năng bị biến dạng khi
nhiệt luyện là có nên sau khi nhiệt luyện cần nắn lại phôi và sửa hai lỗ tâm.

-

Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩn định vị.
Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn được bởi vì đây là trục vít chúng ta phải

có những bậc để lắp ổ lăn hay lăp trục với các bộ phận khác của máy.
2.7.3 Mô hình hóa chi tiết trục vít
- Sử dụng phần mềm soliworks để mô hình hóa chi tiết

22


23


24


Ta dùng lệnh insert để lôi ra bảng design table để thay đổi kích thước và tạo ra chi tiết cùng
nhóm.

2.8

xác định dạng sản xuất
2.8.1 * Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất.
Dạng sản xuất là một khái niệm kinh tế - kỹ thuật đặc trưng có tính tổng hợp giúp
cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo
ra sản phẩm đạt chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
Để xác định dạng sản xuất ta căn cứ vào sản lượng hàng năm và khối lượng của
chi tiết gia công

2.8.2 * Xác định dạng sản xuất:
Ta dung phần mềm solidwork để tính khối lượng chi tiết:

25