Luận văn thạc sĩ Công nghệ chế tạo máy: Thiết kế sản phẩm theo dung sai lắp ráp

Quá trình mô phỏng có thể được ứng dụng vào nhiều giai đoạn trong quá trình thiết kế như: tìm kiểu dáng ban đầu, tối ưu hóa hình dạng, kích thước, phân tích động học, phân tích thiết kế

TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

CÁC DẠNG DUNG SAI

Kích thước trục và dung sai của nó được ghi trên bản vẽ như sau:

Hình 1.1 Kích thước trục và dung sai

Gồm: kích thước danh nghĩa, dung sai kích thước

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

1.1.2 Các sai lệch và dung sai hình dạng

Do nhiều nguyên nhân trong quá trình chế tạo nói trên nên hình dạng của chi tiết không giữ được lý tưởng Do đó người ta quy định các tiêu chuẩn riêng cho sai lệch so với hình dạng hình học đúng Ta có các sai lệch sau:

Loại sai lệch Tên sai lệch Hình minh họa Sai lệch hình dạng

Sai lệch hình dạng bề mặt phẳng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI Độ ô van Độ méo cạnh

Sai lệch profin mặt cắt dọc Độ côn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI Độ lồi Độ lõm

Bảng 1.1 Các dạng sai lệch hình dạng

1.1.3 Các sai lệch và dung sai vị trí các bề mặt

Các chi tiết máy thường giới hạn bằng các bề mặt khác nhau: phẳng, cầu, trụ…, các bề mặt này phải có vị trí tương quan chính xác mới đảm bảo hoạt động đúng chức năng của nó Trong quá trình gia công, do tác động từ nhiều yếu tố bên ngoài làm vị trí tương quan giữa các bề mặt bị sai lệch, sai lệch giữa các bề mặt thể hiện ở các dạng như sau:

Tên sai lệch Hình minh họa

Sai lệch độ song song của mặt phẳng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Sai lệch độ đồng tâm

Sai lệch độ đối xứng

Sai lệch độ đảo mặt đầu

Bảng 1.2 Các dạng sai lệch bề mặt

1.1.4 Các ký hiệu trên bản vẽ

Loại sai lệch Tên sai lệch Dấu hiệu

Sai lệch độ phẳng Sai lệch độ thẳng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI Sai lệch hình dạng Sai lệch độ trụ

Sai lệch độ tròn Sai lệch profin mặt cắt dọc trục

Sai lệch vị trí bề mặt

Sai lệch độ song song Sai lệch độ vuông góc

Sai lệch độ đồng trục Sai lệch độ đối xứng Sai lệch độ đảo mặt đầu Sai lệch độ đảo hướng tâm

Bảng 1.3 Ký hiệu dung sai

Khung chữ hình chữ nhật chia làm 3 phần , với:

- Phần 1: ghi dấu hiệu tượng trưng

- Phần 2: ghi trị số sai lệch giới hạn

- Phần 3: ghi yếu tố chuẩn hoặc bề mặt khác có liên quan.

NGUYÊN NHÂN GÂY RA SAI SỐ TRONG GIA CÔNG

Sai số hình học thường liên quan đến vị trí tương đối giữa dụng cụ cắt và phôi trong quá trình gia công Nó ảnh hưởng đến kích thước hình học của chi tiết Quá trình ảnh hưởng có thể minh họa như sau:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI a) Lỗi 1 b) Lỗi 2 c) Đúng

Hình 1.2 Nguyên nhân gây sai số trong gia công

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SAI SỐ

Quá trình phân tích dung sai chi tiết bao gồm: xác định sai số chế tạo, dao động trong kích thước và phân tích độ nhạy của chi tiết trong quá trình sản xuất Việc phân tích dung sai theo độ sai lệch cho phép trên bề mặt hay hình dạng hình học của chi tiết

Quá trình phân tích phải được thực hiện lặp đi lặp lai nhiều lần theo từng bước sau để tổng hợp được mối quan hệ giữa sự phân bố dung sai và chi phí sản xuất

Hình 1.3 Quy trình phân tích dung sai

Bên cạnh đó, ta phải xác định rõ cách cải thiện dung sai chi tiết như sau:

Dao động kích thước Phân tích độ nhạy

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Hình 1.4 Quy trình cải thiện dung sai chi tiết

Quá trình phân tích dung sai truyền thống dựa chủ yếu vào tính toán bằng tay là chính, với rất nhiều phương pháp phân tích khác nhau: phương pháp phân tích dung sai theo trường hợp xấu nhất (worst-case tolerance analysis), phương pháp phân tích dung sai bằng thống kê (statistical tolerance analysis)…

1.3.1 Phương pháp phân tích dung sai theo trường hợp xấu nhất (worst-case tolerance analysis)

Phương pháp này thường được sử dụng khi sản phẩm có nhiều chi tiết thành phần Và ta xét đến trường hợp xấu nhất để tính toán là: cho các kích thước chi tiết ở giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất dựa trên kích thước danh nghĩa và dung sai của từng chi tiết, từ đó tính ra kích thước lớn nhất hoặc nhỏ nhất của sản phẩm sau quá trình lắp ráp cho phép

Nói 1 cách đơn giản, phân tích trong trường hợp xấu nhất là cộng tất cả các kích thước của chi tiết thành phần bằng giá trị kích thước lớn nhất hoặc nhỏ nhất

Sau đó ta dùng phương pháp 6σ để phân tích những thay đổi của từng chi tiết ảnh hưởng như thế nào đến giá trị tổng cộng, từ đó đưa ra dung sai phù hợp cho từng chi tiết

Dung sai khách hàng yêu cầu Chi phí khách hàng chấp nhận

Dung sai sản phẩm đầu ra

Dung sai lắp ráp & toàn hệ thống

Dung sai từng chi tiết

Dung sai quá trình chế tạo

Khả năng đáp ứng của sản phẩm đầu ra

Khả năng lắp ráp từng cụm chi tiết & hệ thống

Khả năng chế tạo từng chi tiết

Khả năng chế tạo sẳn có

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

1.3.2 Phương pháp phân tích dung sai bằng thống kê (Statistical Tolerance Analysis)

Do quá trình sản xuất luôn tạo ra những chi tiết với kích thước không chính xác, giá trị đó thay đổi 1 cách ngẫu nhiên do điều kiện chế tạo khác nhau đối với mỗi chi tiết như: độ mòn dao, độ rung động của máy…

Bằng phương pháp thống kê các giá trị đo được thực tế trên từng chi tiết, ra được biểu đồ thống kê quá trình sản xuất (SPC: Statistical process control)

Hình 1.5 Biểu đồ thống kế quá trình sản xuất

Từ đó xác định được độ ổn định trong quá trình sản xuất để tính toán dung sai hợp lý

Ngày nay với sự hỗ trợ mạnh mẽ của máy tính và các công nghệ đồ họa đã hổ trợ rất nhiều cho quá trình phân tích dung sai Kỹ thuật CAT (computer aid tolerancing) cũng được dùng rộng rãi và hỗ trợ mạnh mẽ như ngày nay Các công ty thiết kế đã chi không ít kinh phí để mua phần mềm hỗ trợ này vì họ biết: dung sai ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm cũng như quá trình sản xuất

Hai ứng dụng cơ bản của CAT là đo sản phẩm theo tham số và đo theo hình học 10 năm trước CAT chỉ có thể phân tích dung sai theo tham số Nhưng ngày nay, CAT đã phát triển thêm khả năng đo dung sai theo phương pháp đo dạng hình học

CAT dựng lên theo phương pháp từng đoạn thẳng hay bằng phương pháp mô hình hóa Monte Carlo Ngoài ra ta còn có thể dùng phương pháp Taylor để phân tích thống kê dung sai hình học của chi tiết

Và dựa theo phương pháp 6σ, ta có hàm phân bố kích thước các chi tiết như sau:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Hình 1.6 Mô hình phân bố 6σ

Bên cạnh đó, để đo dung sai của chi tiết, ta cần vào sự hỗ trợ của máy đo tọa độ

CMM (Coordinate Measuring Machine) Cùng với phần mềm vận hành máy CMM, ta thu được dữ liệu về kích thước đo được theo nhiều phương pháp khác nhau

Các thông số thu được trong quá trình đo sẽ được máy tính xử lý và thể hiện trên màn hành điều khiển CMM bình thường thường có 3 hướng đo theo 3 phương

(x,y,z) Mỗi hướng di chuyển được điều chỉnh bằng máy tính theo tín hiệu số với mức đo từ 1-0,01 àm, ổ lăn bờn trong mỏy cú độ cứng vững đảm bảo độ chớnh xỏc trong quỏ trỡnh đo đạt được kớch thước 1àm trờn chiều dài di chuyển 1m

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Thông số kỹ thuật của Zeiss C700

Kích thước Kích thước bao 700x700x600 mm

Khối lượng 600 Kg Độ phõn giải 0,1 àm Độ bất định U1 = (4+L/200) àm (L mm), k=2

U3 = (5+L/200) àm (L mm), k=2 Ổ lăn Ổ đệm khí

Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật CMM Zeiss C700

TÌNH HÌNH THIẾT KẾ SẢN PHẨM THEO DUNG SAI LẮP RÁP HIỆN NAY

Từ năm 1967 việc phân tích dung sai trong quá trình lắp ráp đã được quan tâm nhiều Cho tới 5 năm trước, Boieng đã bắt đầu ứng dụng phương pháp thiết kế trên máy tính, kết hợp dụng mô hình và phân tích dung sai trước khi chế tạo sản phẩm

Xác định dung sai rõ ràng trước khi đưa vào chế tạo sẽ hạn chế được giá thành sản xuất ra sản phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Bên cạnh đó, trên thế giới hiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ cho quá trình thiết kế dung sai, phân tích dung sai của quá trình lắp ráp để cho ra dung sai chi tiết với độ tin cậy cao nhất phù hợp với từng trạng thái sản xuất của công ty Các công ty hàng đầu về công nghệ như: Motorola, IBM và Xerox ngày càng quan tâm đến quy trình sản xuất tiên tiến, họ bắt đầu coi trọng đến việc thiết kế dung sai trong quy trình thiết kế để đạt hiệu quả cao nhất Sau đây là mô hình phân tích dung sai trong quy trình thiết kế đặt ra

Hình 1.8 Các phương pháp phân tích dung sai

Hình 1.9 Kết quả quá trình phân tích

Trường hợp xấu nhất Thống kê Lấy mẫu

Phương pháp theo vết màu

(Mean Shift) Phương pháp 6σ Phương pháp độ tin cậy FDA

Lắp ráp sản phẩm Thay đổi mẫu ΔM i

Kích thước chi tiết (ΔT j ) Kết quả lắp ráp (ΔUk)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Hình 1.10 Phân tích dung sai trong phần mềm Pro Engineer Wildfire

Mục tiêu của việc phân tích dung sai trong Pro-Engineer Wildfire là:

- Ước tính được sự ảnh hưởng của dung sai trong quá trình chế tạo

- Đảm bảo quá trình thiết kế phù hợp với yêu cầu sản xuất hiện có của nhà sản xuất

- Sử dụng phương pháp 6σ để đảm bảo chất lượng thiết kế nằm trong dung sai cho phép

- Hoàn thiện quy trình thiết kế, cải tiến quy trình sản xuất và giảm thời gian từ thiết kế đến giai đoạn đưa sản phẩm ra thị trường

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Hình 1.11 Phân tích dung sai bằng phần mềm Tolerance Analysis

Là phần mềm hỗ trợ phân tích dung sai tuyến tính chuỗi kích thước 2D và 3D, dựa trên các điều kiện phân tích cơ bản: phương pháp trường hợp xấu nhất (worst case), phương pháp tổng bình phương (root sum squares), phương pháp Monte

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

Carlo… Kết quả đạt được là sự thay đổi dung sai lắp ráp phù hợp với điều kiện cho trước

Trước nhu cầu đó, đã có nhiều đề tài nghiên cứu từ rất nhiều nước về lĩnh vực phân tích dung sai để thiết kế sản phẩm theo dung sai lắp ráp như sau:

- A CAD based Computer-Aided Tolerancing Model for the Machining Process, Yujing Feng, Computer and Information Sciences Department

- Tolerance Design and Coordinate Measurement in Product Development,

Tommi Syrjọlọ, HELSINKI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, 1-2004

Hiện nay trong nước vẫn chưa ứng dụng nhiều việc phân tích dung sai lắp ráp để đưa ra dung sai chi tiết trong quy trình thiết kế sản phẩm Quá trình hiện nay chỉ đơn thuần quy định dung sai chi tiết theo kinh nghiệm, như thế không tối ưu hóa được chi phí thiết kế, chế tạo và không hạn chế được phế phẩm trong quá trình lắp ráp hệ thống.

TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

1.5.1 Phương pháp mới, có hiệu quả kinh tế

Các phương pháp thiết kế dựa vào máy tính đang được phát triển và đem lại hiệu quả ngày càng cao Nó giúp giảm bớt số lượng mẫu thử nghiệm thực tế, tiết kiệm nhiều chi phí và thời gian với độ tin cậy cao Phương pháp thiết kế dung sai bằng mô phỏng đạt được độ chính xác cao hơn các phương pháp trước đây như phương pháp thống kê và phương pháp trường hợp xấu nhất

Quy trình thiết kế sẽ được hình thành một cách hoàn chỉnh, mang tính chuyên nghiệp hơn trong sản xuất hàng loạt với chất lượng cao và cân đối giá thành sản phẩm một cách hợp lý nhất

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ THEO DUNG SAI

1.5.2 Nhiều cơ hội phát triển

Trên thế giới, ngành công nghiệp hiện đại đang phát triển với tốc độ chống mặt, cùng với sự phát triển vượt bậc của máy tính như hiện nay cùng các phương pháp mô phỏng số, tính toán, sẽ có tiềm năng phát triển rất lớn

Trong nước, việc thiết kế sản phẩm cơ khí dựa vào phương pháp mô phỏng đang được chú trọng phát triển Quy trình thiết kế chưa hoàn chỉnh và tối ưu làm giảm thiểu chất lượng sản phẩm và lãng phí thời gian, gây rất nhiều tổn thất cho xí nghiệp cũng như các công ty hiện nay

Khi phương pháp này được ứng dụng rộng rãi sẽ nâng cao năng suất sản xuất và cải thiện tối đa chất lượng sản phẩm.

NHIỆM VỤ CỦA LUẬN VĂN

Nhiệm vụ của luận văn là nghiên cứu các phương pháp phân tích và thiết kế dung sai được sử dụng rộng rãi trên thế giới hiện nay, đặc biệt là phân tích các hệ thống lắp ráp với chuỗi kích thước có tính tương tác lẫn nhau Điều đó giúp tăng tính hiệu quả và giảm thời gian cho quá trình thiết kế, dự tính được tỷ lệ thành phẩm tương ứng với dung sai lắp ráp thiết kế và cân bằng chi phí sản xuất với nhu cầu khách hàng trước khi đưa sản phẩm vào sản xuất hàng loạt Có như vậy mới góp phần giảm thiểu hao tốn chi phí một cách tối đa và nâng cao năng suất, vừa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật vừa mang tính cạnh tranh cao, điều đó có ý nghĩa rất lớn trong thiết kế và sản xuất cơ khí cũng như trong những ngành công nghiệp khác

Bên cạnh đó, luận văn còn ứng dụng phương pháp phân tích yêu cầu khách hàng, phân tích ý tưởng và phát triển ý tưởng hiện đại kết hợp với các phần mềm hỗ trợ cho quá trình phân tích sản phẩm, dung sai chuỗi kích thước theo 1 chiều, từ đó phát triển phương pháp để phân tích và thiết kế cho dung sai kích thước theo 2 chiều, 3 chiều và dung sai vị trí

Ngoài ra, luận văn còn trình bày quy trình thiết kế dung sai của 1 hệ thống cơ khí cụ thể về: hình dạng, kích thước, xác định trình tự lắp ráp, dung sai lắp ráp và tính toán chi phí tương ứng với dung sai thiết kế để đưa ra quyết định thiết kế tối ưu nhất với yêu cầu đã đặt ra.

KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

PHÂN TÍCH DUNG SAI THEO PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG

Phương pháp phân tích dung sai theo phương pháp truyền thống cho ta 1 quá trình rõ ràng trong việc thiết kế dung sai từ những bước đầu tiên đến hoàn thành quá trình

Sau đó, ta phân tích dữ liệu thu thập được để tạo ra dung sai tiêu chuẩn cho từng chi tiết trong sản phẩm thiết kế dựa trên quá trình gia công thử nghiệm Từ đó cân bằng số liệu và chi phí sản xuất để tạo ra sản phẩm tối ưu về chất lượng, giá thành và duy trì quá trình sản xuất đó trong quy trình thực tế

Dung sai thiết kế dựa vào độ sai lệch chuẩn σ trong quá trình gia công với hệ số sai lệch là 3, nên ta chọn độ lệch chuẩn ±3σ cho hàm phân phối tiêu chuẩn trong quá trình phân tích Theo quan niệm đó, khoảng dung sai chiếm 99,73% trên tổng khả năng gia công

Theo phương pháp này, quá trình phân tích dung sai có 7 bước như sau:

1 Xác định phương pháp phân tích

2 Xác định rõ và thu thập các điều kiện cần thiết ảnh hưởng đến quá trình phân tích

3 Chọn chế độ gia công cho thiết bị Nên xác định chế độ gia công cho từng công đoạn riêng lẻ nếu không đảm bảo được quy trình gia công với nhiều công đoạn liên tục sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

4 Sử dụng cùng 1 loại nguyên liệu thô cho quá trình phân tích

5 Kiểm tra các thiết bị đo đáp ứng yêu cầu về độ ổn định và hiệu chỉnh cho quá trình phân tích

6 Ghi nhận các số liệu và thời gian lấy mẫu phân tích

7 Tính toán khả năng của quy trình phân tích

7 bước trên được thực hiện theo 1 vòng lặp để đạt được 1 kết quả cuối cùng tối ưu nhất theo giản đồ sau:

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

Hình 2.1 Phương pháp kiểm soát quy trình theo phương pháp thống kê (tài liệu [8])

Xác định quy trình phân tích

Quy trình dựa trên phương pháp thống kê không?

Từng bước xác định và loại bỏ những yếu tố không mong muốn, chuyển về phương pháp về dạng thống kê

Quyết định của người quản lý

Thay đổi 1 số đặc tính kỹ thuật Thay đổi quy trình

Ngừng quy trình thiết kế cho sản phẩm này

Tối ưu hóa các thông số

Chọn quy trình tương ứng đáp ứng tốt nhất Các đặc tính kỹ thuật được đáp ứng

Cải tiến quy trình, dựa vào kinh nghiệm sản xuất để giảm độ sai lệch trong quá trình sản xuất thực tế KHÔNG

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

Trong phương pháp truyền thống, có 3 quy trình cơ bản như sau:

1 Phân tích dung sai theo phương trình tuyến tính và phi tuyến trong trường hợp sản xuất xấu nhất

2 Phân tích dung sai bằng phương pháp thống kê

3 Phân tích nhờ sự hỗ trợ của máy tính (CAT)

4 Phân tích độ nhạy dữ liệu thu được

5 Kết luận cho quy trình thiết kế

2.1.2 Phân tích dung sai theo phương trình tuyến tính và phi tuyến trong trường hợp sản xuất xấu nhất

Phương pháp này giả sử rằng các kích thước thành phần đồng thời đạt giá trị nhỏ nhất hoặc lớn nhất Khi đó dung sai tổng được tính bằng tổng các dung sai thành phần Quá trình tính toán này rất cần thiết cho 1 sản phẩm có nhiều chi tiết, khi đó sai số của từng chi tiết thành phần sẽ ảnh hưởng rất lớn đến khe hở cuối cùng giữa các chi tiết với nhau trong cùng 1 sản phẩm

Với hàm lắp ghép 1 chiều, tuyến tính, dung sai lắp ghép được tính bằng công thức (tài liệu [8]):

Quá trình lắp ráp được giới hạn trong 1 khoảng không gian nhất định dmating Khi đó, khe hở giữa chi tiết trong trường hợp sản xuất xấu nhất sẽ là (tài liệu [8]):

Việc ở đây là xác định được dung sai khe hở cuối cùng là bao nhiêu để xem xét quá trình lắp ráp là chấp nhận được hay cần thay đổi

- Kích thước lớn nhất mà chi tiết đạt được (tài liệu [8]):

- Kích thước nhỏ nhất mà chi tiết đạt được (tài liệu [8]):

- WC max : kích thước lớn nhất chi tiết đạt được

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

- WCmin: kích thước nhỏ nhất chi tiết đạt được

- N pi : Kích thước danh nghĩa của chi tiết

- Tpi: Dung sai chi tiết

- m: tổng số chi tiết lắp ráp

Với trường hợp xấu nhất trong sản xuất như trên (đạt kích thước lớn nhất hoặc nhỏ nhất), khe hở lớn nhất và nhỏ nhất của sản phẩm sau lắp ráp sẽ là (tài liệu [8]):

- N e : kích thước bao của tất cả chi tiết

- Te: Dung sai của kích thước bao của tất cả chi tiết

Khi đó, ta có kích thước danh nghĩa của khe hở là (tài liệu [8]):

Dung sai của khe hở (tài liệu [8]):

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

Hình 2.2 Sản phẩm lắp ghép gồm 4 chi tiết thành phần

Hình 2.3 Chuỗi kích thước của sản phẩm lắp ghép Để chất lượng lắp ráp được tốt nhất, ta giảm giá trị Gn và Gt càng thấp càng tốt, điều đó tương đương với việc giảm dung sai từng chi tiết và tăng độ chính xác gia công, dẫn đến tăng giá thành sản phẩm Điều này là điều quan trong nhất mà ta cần cân đối: giữa chất lượng sản phẩm và giá thành

Khi ta mở rộng quá trình tính toán cho 2 hay 3 chiều lắp ráp, phương trình trở thành hàm phi tuyến tính như sau (tài liệu [8]):

- T Asm : dung sai của mối lắp

- T i : dung sai của chi tiết thành phần thứ i

- x i : kích thước của chi tiết thứ i theo phương x

- f: hàm lắp ghép, diễn tả quan hệ của các kích thước thành phần đến kích thước lắp ghép

Dung sai tổng cộng tính theo phương pháp phân tích trường hợp xấu nhất thường lớn hơn thực tế rất nhiều vì các kích thước thành phần thường không đồng thời đạt giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất Vì vậy phương pháp này thường được dùng để ước lượng sơ bộ các mối lắp đơn giản, ít chi tiết hay dùng trong sản xuất đơn chiếc

2.1.3 Phân tích dung sai bằng phương pháp thống kê (RSS)

Các phương pháp phân tích dung sai dựa trên lý thuyết thống kê đã được phát triển từ những năm 1950 Phương pháp RSS được dùng khi có nhiều hơn 2 chi tiết lắp ráp với nhau Phương pháp này đánh giá khả năng phù hợp với nhau trong quá trình lắp ráp các chi tiết trên phương pháp thống kê và giới hạn cho phép do người sản xuất

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI đặt ra Theo đó, kích thước của các chi tiết thành phần được coi như phân bố theo một quy luật thống kê (phân phối chuẩn, Logarit chuẩn, phân phối Lambda (λ)…) Kích thước lắp ghép được tính bằng hàm lắp ghép và cũng tuân theo một quy luật phân bố nhất định Các phương pháp thống kê thường dùng là phương pháp RSS, phương pháp ước lượng giá trị trung bình mẫu, phương pháp Crofts, phương pháp Mômen hệ thống và phương pháp phân tích 6 – Sigma của công ty Motorola

Hiện nay, các nhà sản xuất dùng phổ biến là phương pháp RSS Phương pháp này áp dụng cho hệ thống lắp ráp với số lượng chi tiết lớn hơn 2 Với hàm lắp ghép 1 chiều, tuyến tính, giả sử kích thước trung bình của mỗi chi tiết là ̅ và độ lệch chuẩn là , dung sai là T i ta xác định kích thước trung bình, độ lệch chuẩn và dung sai của kích thước hệ thống sau khi lắp ghép như sau (tài liệu [8]): ̅ ̅ ̅ ̅ ̅

Trong thực tế sản xuất, do khả năng gia công của mỗi quy trình sản xuất (Cpi) là khác nhau, nên sẽ có những chi tiết có độ lệch chuẩn vượt quá giá trị trung bình và số lượng độ lệch chuẩn vượt quá giá trị trung bình (ZQ) được tính như sau:

- Q: khe hở lắp ráp ta quy định = 0 (mong muốn khi lắp ráp với chất lượng tốt nhất)

- N e : kích thước bao của tất cả chi tiết

- Te: dung sai của kích thước bao của tất cả chi tiết

- Npi: kích thước danh nghĩa của chi tiết

- T pi : dung sai chi tiết

- m: tổng số chi tiết lắp ráp

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

Trong thực tế, quá trình gia công có thể khác với quá trình lý tưởng nên cần thêm vào hệ số hiệu chỉnh C p , trong quá trình sản xuất lý tưởng C p = 1, thông thường

Cp = 1,4 - 1,5 (tài liệu [8]) Theo tài liệu [8], ta có các phương trình như sau: Đặt σ là độ lệch chuẩn của khe hở, ta có:

Và G là kích thước trung bình của khe hở, ta có:

Rút gọn phương trình trên ta có:

PHÂN TÍCH DUNG SAI THEO PHƯƠNG PHÁP TAGUCHI

2.2.1 Tổng quan về phương pháp Taguchi

Phương pháp Taguchi cải tiến quy trình thiết kế dung sai theo phương pháp truyền thống trong quá trình biên dịch từ yêu cầu khách hàng từ những yêu cầu ở cấp độ đơn giản mang tính chất định tính thành những yêu cầu ở cấp độ cao hơn ở dạng số hóa mang tính chất kỹ thuật

Bên cạnh đó, Taguchi cung cấp thêm 1 số phương pháp phân tích dung sai hiệu quả hơn cho quá trình thiết kế dung sai sản phẩm

Taguchi đưa ra quy trình rõ ràng và chi tiết cho quá trình thiết kế dung sai từ giai đoạn thu nhận yêu cầu khách hàng đến giai đoạn hoàn thành thiết kế như sau:

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

Hình 2.12 Biểu đồ quy trình thiết kế theo Taguchi (tài liệu [8])

Chọn hàm số chất lượng (QLF) phù hợp minh họa cho quá trình

Xác định giá trị dung sai theo yêu cầu khách hàng trong Hàm Số Chất Lượng Δ0

Xác định chi phí kinh doanh (A) và độ sai lệch giữa dung sai khách hàng yêu cầu với dung sai sản xuất thực tế (βi)

∆ 𝛽 𝑖 Xác định dung sai trong sản xuất (Δ) dựa vào phương trình Taguchi sau:

Tiến hành quá trình phân tích dung sai

Thiết kế thông số đầu vào:

 Xác định hệ số tối ưu hóa cho quá trình

 Phân tích hệ thống để ước lượng dung sai chế tạo

 Hàm Số Chất Lượng: Xác định chi phí khách hàng đối với những yêu cầu khó thực hiện

Lựa chọn phương pháp thử nghiệm:

 Xác định hệ số kiểm soát quá trình và dung sai ban đầu

 Sửa lại các hệ số gây nhiễu từ quá trình, xác định các thông số trong quá trình thử nghiệm

Kiểm soát quá trình thử nghiệm và lấy dữ liệu: xác định số lượng phế phẩm trong thử nghiệm

Phân tích dữ liệu bằng ANOVA

Xác định độ lệch chuẩn bình phương

Tình toán dung sai thiết kế mới, cân bằng chi phí và dung sai thiết kế

Xác định hệ số kinh tế khả thi cho quy trình thiết kế

Chọn quy trình gia công phù hợp đáp ứng được yêu cầu dung sai thiết kế

So sánh hệ số hao phí C p mới và cũ Đưa thiết kế vào sản xuất thực tế

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI

2.2.2 Sự hao hụt về chất lượng sản phẩm

Yêu cầu của khách hàng là mục tiêu cuối cùng của quá trình chế tạo sản phẩm

Nhưng trong thực tế, qua quá trình thiết kế và sản xuất, có những yếu tố đã trực tiếp ảnh hưởng đến các số liệu đầu ra mà ta mong đợi, từ đó ảnh hưởng đến chi phí theo cách này hay cách khác.Việc làm giảm ảnh hưởng của những yếu tố không mong muốn trong sản xuất thực tế sẽ làm giảm chi phí và tăng được lợi nhuận cho sản phẩm đó

Nhiều công ty đã sử dụng dung sai như một công cụ để kiểm soát sự hay thay đổi của kích thước sản phẩm so với kích thước danh nghĩa mà ta mong muốn đạt được Do đó dung sai được xem là yếu tố thể hiện những ảnh hưởng của thực tế khách quan vào kích thước sản phẩm

Mỗi công ty sẽ tự đánh giá quá trình gia công của mình để đưa ra giá trị kích thước cũng như dung sai phù hợp cho từng chi tiết trong sản phẩm của mình để cân bằng được giữa chi phí sản xuất, giá thành cũng như chất lượng sản phẩm

Dung sai là yếu tố kỹ thuật cần thiết trong quá trình thiết kế, nhầm kiểm soát chất lượng sản phẩm lắp ghép cuối cùng cũng như chất lượng của chúng, nên kích thước thật của chi tiết phải gần bằng với kích thước danh nghĩa thiết kế ban đầu

Vài yếu tố cơ bản ảnh hưởng dung sai chi tiết:

- Các công ty đẩy mạnh khả năng sản xuất bằng cách đặt hàng hóa từ nhiều nguồn khác nhau với kích thước danh nghĩa, khi đó chất lượng sản xuất, cũng như dung sai sản phẩm sẽ khác nhau tùy thuộc nhà sản xuất chính

- Những yếu tố ảnh hưởng đến chi tiết xảy ra trong quá trình chế tạo ảnh hưởng đến kích thước thật của chi tiết

- Những chi tiết lỗi được gia công lại sau quá trình kiểm tra chất lượng sản phẩm để đạt được kích thước mong muốn Nhưng nhiều chi tiết khi gia công lại sẽ không thể đạt được kích thước mong muốn, nên chỉ cân nhắc gia công lại những chi tiết có khả năng đạt được dãy kích thước mong muốn của ta càng nhanh càng tốt

- Sai lệch so với kích thước danh nghĩa nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép là chấp nhận được Nên quá trình kiểm tra sản phẩm bằng thống kê có thể phân biệt cho ta những nguyên nhân bình thường và những nguyên nhân

CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THIẾT KẾ DUNG SAI đặc biệt gây ra sai số Những nguyên nhân bình thường thường tạo ra sai lệch ngẫu nhiên và luôn được kiểm soát và chấp nhận được Còn những yếu tố đặc biệt ảnh hưởng đến chi tiết thường chỉ phát hiện được trong quá trình kiểm tra chi tiết, nên khó có thể kiểm soát trong quá trình gia công

Trước những sai số ta có thể gặp trong quá trình gia công chi tiết, ta có những phương pháp dùng để hạn chế tối đa những chi tiết phế phẩm do những nguyên nhân không mong muốn gây ra như sau:

- Phát triển kỹ năng thống kê cho mọi người, từ kỹ sư đến nhà quản lý Khả năng có thể thu thập và phân tích dữ liệu bằng phương pháp đo đạc và thống kê số liệu

- Dùng các dạng biểu đồ và bảng thống kê thể hiện thông số đo đạc và tính toán

- Chuyển từ 3 sigma sang 6 sigma để đạt được chất lượng sản phẩm tốt hơn, cải tiến hoặc loại bỏ những quá trình có thể tạo ra quá nhiều chi tiết phế phẩm

- Bảo trì và bảo dưỡng trên toàn bộ dây chuyền sản xuất theo đúng định kì để đảm bảo sự chính xác trong gia công để đạt được yêu cầu đặt ra về chất lượng và chi phí sản xuất Từ đó có thể loại bỏ hoàn toàn những yếu tố giả định ảnh hưởng đến sản xuất mà thực tế không thể xảy ra trong một hệ thống ổn định

- Tận dụng tối đa những kinh nghiệm trong thiết kế để đặt dung sai cho sản phẩm một cách thích hợp

- Sử dụng tốt những phương pháp sản xuất đạt chất lượng cao nhất Trong đó Taguchi là một trong những công cụ mạnh cho việc cải thiện chất lượng sản phẩm đạt được mục tiêu đặt ra trong sản xuất

KẾT LUẬN

Phương pháp truyền thống và phương pháp Taguchi có những ưu điểm và khuyết điểm riêng Trong những trường hợp không cần độ chính xác quá cao và thời gian làm giới hạn, ta có thể sử dụng phương pháp truyền thống để tính toán và mô phỏng quá trình nhầm đưa ra dung sai thích hợp cho sản phẩm và hệ thống Nhưng với nhu cầu sản xuất với số lượng sản phẩm lớn, chi phí sản xuất chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thiết kế và có tính chính xác cao, ta nên dùng phương pháp Taguchi để đạt được độ chính xác cao hơn và hiệu quả hơn trong tính toán, cân đối chi phí với chất lượng sản phẩm, nhưng thời gian thiết kế và xác định các thông số cần thiết sẽ tăng lên đáng kể

Với phương pháp phân tích dung sai như trên, ta tiến hành tính toán và minh họa chi phí sản xuất tương ứng với từng dung sai thiết kế để tạo ra mô hình tương quan thích hợp, nhầm đưa ra quyết định chính xác hơn cho dung sai thiết kế phù hợp với yêu cầu khách hàng Vì không chỉ dựa vào yêu cầu kỹ thuật, ở đây ta vẫn phải cân nhắc tính khả thi về giá thành của sản phẩm Chương 3 sẽ cung cấp một cái nhìn tổng quan và phương pháp hình thành mối quan hệ giữa dung sai lắp ráp với chi phí sản xuất.

CÂN BẰNG CHI PHÍ SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

GIỚI THIỆU

Việc xác định dung sai cho các kích thước có tác động rất lớn đến giá thành sản phẩm Theo các phương pháp thiết kế truyền thống, dung sai được chọn theo kinh nghiệm hoặc xác định nhờ bảng tra đối với các mối lắp tiêu chuẩn Tuy nhiên, trong sản xuất hàng loạt cùng với sự cạnh tranh khốc liệt về giá thành sản phẩm trong giai đoạn hiện nay là rất lớn đã đặt ra yêu cầu mới về chất lượng sản phẩm Sản phẩm có chất lượng tốt là sản phẩm hoạt động tốt trong thời gian sử dụng nhất định, thỏa mãn độ tin cậy và có giá thành hợp lý Do đó, việc phân bố dung sai cho các chi tiết, bộ phận trong sản phẩm cần phải được tính toán hợp lý để hạ thấp giá thành nhưng vẫn duy trì được chất lượng của toàn bộ sản phẩm Yêu cầu trên đã đặt ra vấn đề về việc xác định mối quan hệ giữa dung sai và giá thành.

PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ GIÁ THÀNH - DUNG SAI

Xét sản phẩm lắp ghép gồm số chi tiết là n = 4, các chi tiết thành phần có kích thước N i và dung sai T i :

Hình 3.1 Sản phẩm lắp ghép gồm 4 chi tiết thành phần

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG CHI PHÍ SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

Hình 3.2 Chuỗi kích thước của sản phẩm lắp ghép

Theo tài liệu [8], gọi C i là giá thành cho việc gia công các kích thước và dung sai N i ± T i thì tổng giá thành của sản phẩm là:

Mục tiêu của bài toán thiết kế dung sai là cực tiểu giá thành của sản phẩm Để giải được bài toán tối ưu thì ràng buộc chính là đảm bảo dung sai của sản phẩm lắp ghép (khâu khép kín) nằm trong giới hạn cho phép Dung sai của sản phẩm lắp ghép được tính như sau:

Trong đó q là hệ số diễn tả phương pháp tính dung sai tổng hợp của sản phẩm

- Nếu q = 1: tính theo phương pháp trường hợp xấu nhất

- Nếu q = 2: tính theo phương pháp thống kê RSS

Phương pháp thống kê cho phép giá trị của các dung sai thành phần lớn hơn phương pháp trường hợp xấu nhất vì phương pháp này giả sử tất cả các chi tiết khi lắp ghép đều cùng lúc đạt tới giá trị dung sai tới hạn

Từ công thức trên, tất cả các dung sai thành phần đều có thể được phân phối dựa vào dung sai cho phép của sản phẩm Tuy nhiên trên thực tế, các chi tiết khác nhau có các phương pháp gia công khác nhau từ đó dẫn đến giá thành chế tạo để đạt được mỗi cấp độ dung sai cũng khác nhau Khi dung sai tăng, giá thành chế tạo sẽ giảm xuống Từ đó ta có dạng biểu đồ quan hệ giữa dung sai và giá thành chế tạo như sau:

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG CHI PHÍ SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

Hình 3.3 Biểu đồ quan hệ dung sai - giá thành (tài liệu [8]) Đối với sản phẩm đơn giản chỉ gồm 4 chi tiết lắp ghép như trên, giá thành của mỗi chi tiết với kích thước và dung sai đều tuân theo quy luật dung sai – giá thành Từ đó, ta dựng được đồ thị về tổng giá thành của sản phẩm theo các dung sai thành phần như hình sau:

Hình 3.4 Biểu đồ quan hệ dung sai - giá thành của chi tiết trong hệ thống lắp ráp (tài liệu [8])

Dựa vào biểu đồ ta thấy: nếu dung sai T 1 tăng thì các dung sai T 2 ta phải giảm xuống để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật lắp ráp Điều đáng quan tâm là T 2 giảm thế nào để đảm bảo giá thành sản phẩm là nhỏ nhất Dựa vào biểu đồ ta thấy nếu T2 giảm thì giá thành sẽ tăng lên rất cao Điều đó cho thấy việc dựa vào quan hệ dung sai – giá thành để tính toán sao cho sản phẩm thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo được chi phí hợp lý nhất là rất cần thiết

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG CHI PHÍ SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM

CÁC CÔNG THỨC THỂ HIỆN MỐI QUAN HỆ GIỮA GIÁ THÀNH - DUNG

Biểu đồ dung sai – giá thành cho thấy một cách khái quát quan hệ giữa dung sai và giá thành Tuy nhiên, việc thành lập các biểu đồ cụ thể cho dung sai của từng chi tiết khi gia công là vấn đề không thể giải quyết được Đối với các chi tiết khác nhau, giá thành chế tạo khác nhau do sử dụng máy móc, dụng cụ, vật liệu khác nhau, để đạt được các cấp chính xác khác nhau đòi hỏi phải sử dụng các công nghệ khác nhau và thời gian gia công cũng thay đổi Do đó, việc tìm công thức tính quan hệ giữa dung sai và giá thành đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu để thuận lợi cho quá trình xác định tương đối giá thành trong quá trình thiết kế và chế tạo, các công thức tính rất đa dạng và liên tục được cải tiến để phù hợp hơn với các dạng sản phẩm và quy trình chế tạo

Công thức Phương pháp tính Tác giả [năm phát hành]

Quy hoạch tuyến tính Edel & Auer [1965]

Nhân tử Lagrange Chase & Greenwood

Quy hoạch phi tuyến Parkinson [1985]

Nhân tử Lagrange Sutherland & Roth [1975]

Quy hoạch phi tuyến Lee & Woo [1990]

Nhân tử Lagrange Bennett & Gupta [1969]

Nhân tử Lagrange Chase et al [1990]

Quy hoạch phi tuyến Andersen [1990]

Quy hoạch hình học Wilde & Prentice [1975] Đồ thị Peters [1970]

Quy hoạch phi tuyến Michael & Siddall

Quy hoạch tuyến tính Bjork [1989], Patel [1980]

Bảng 3.1 Các công thức tính quan hệ giữa dung sai–giá thành (tài liệu [8])

CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG CHI PHÍ SẢN XUẤT VÀ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM Trong đó:

- A: Chi phí cố định (máy, dụng cụ, phôi…)

- B: Chi phí để sản xuất một sản phẩm đạt yêu cầu

- T: Dung sai của sản phẩm.

KẾT LUẬN

Với những phương trình tính toán mối tương quan giữa giá thành sản phẩm và dung sai thiết kế, ta có thể lựa chọn phương trình phù hợp với từng điều kiện cũng như yêu cầu sản xuất cụ thể để đạt được hiệu quả cao nhất

Trên đây là tất cả những khái niệm và phương pháp tổng quát cho quá trình tính toán dung sai lắp ráp mà những công ty nổi tiếng trên thế giới đang dùng hiện nay Để có cái nhìn rõ hơn về quy trình thiết kế và kết hợp thêm phương pháp đánh giá và lựa chọn ý tưởng, ta tiến hành thiết kế dung sai chi tiết trên sản phẩm cụ thể có tính chính xác cao, số lượng sản xuất ở số lượng vừa và mô hình lắp ráp phù hợp cho việc ứng dụng phương pháp phân tích dung sai trên là khuôn nhựa với kênh dẫn nhựa nóng sẽ được trình bày trong chương 4.

ỨNG DỤNG THIẾT KẾ DUNG SAI VÀO SẢN XUẤT THỰC TẾ

THIẾT KẾ KHUÔN NHỰA VỚI KÊNH DẪN NHỰA NÓNG

4.1.1 Chọn lựa phương án thiết kế

Chọn chi tiết thiết kế có hình dạng và kích thước như sau:

Hình 4.1 Bản vẽ phôi cho chai nhựa PET

4.1.2 Yêu cầu khi thiết kế, chế tạo từ khách hàng 4.1.2.1 Yêu cầu tổng quan cho khuôn

- Khuôn phải đảm bảo khả năng làm việc, các chi tiết trong khuôn được thiết kế phải đảm bảo độ bền, độ cứng vững, độ ổn định

- Tính công nghệ cao: Các chi tiết được thiết kế phải đảm bảo dễ chế tạo, tốn ít thời gian và chi phí, tốn ít nguyên vật liệu…

- Mức độ tiêu chuẩn hóa cao: sử dụng nhiều chi tiết tiêu chuẩn để hạ giá thành sản phẩm và dễ dàng thay thế sau này

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ DUNG SAI VÀO SẢN XUẤT THỰC TẾ

- Yêu cầu về nguyên vật liệu chi tiết trong khuôn: vật liệu các chi tiết khuôn được chọn sao cho phù hợp với điều kiện làm việc, đảm bảo điều kiện an toàn và vệ sinh lao động

- Khuôn có kích thước nhỏ gọn, dễ vận hành và bảo trì

4.1.2.2 Yêu cầu về vận hành

- Đảm bảo năng suất sản phẩm là 350.000 sản phẩm/tuần

- Tỷ lệ phế phẩm như rỗ khí, đường hàn, rò rỉ nhựa, bavia…là thấp nhất

- Làm việc êm, rung động nhỏ nhất,… làm việc trong phạm vi độ ồn và độ rung động cho phép

- Thường xuyên kiểm tra việc bôi trơn các chi tiết, quá trình ép phun phải đảm bảo không gây nhiều tiếng ồn

- Khả năng lấy sản phẩm ra khỏi khuôn phải dễ dàng liên tục, giảm sự gián đoạn

4.1.3 Chọn loại khuôn cho thiết kế

Số lượng sản phẩm trong 1 lần ép được tính theo số lượng sản phẩm trong đơn đặt hàng với ngày làm việc 3 ca (máy hoạt động liên tục trong 24 giờ) như sau: n = L x K x tC / ( 24 x 3600 x tm ) Trong đó: n: số lồng khuôn tối thiểu trên khuôn

L: Số sản phẩm trong một lô sản xuất

K: hệ số do phế phẩm , K=1/(1-k) Với k là tỉ lệ phế phẩm tc: thời gian của một chu kỳ ép phun (s) tm: thời gian hoàn tất lô sản phẩm (ngày)

Với yêu cầu L = 350.000 sản phẩm trong thời gian t m = 7 ngày, tỷ lệ phế phẩm 1% , thời gian chu kỳ ép phun 28 giây Số lồng khuôn ta cần thiết kế là:

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ DUNG SAI VÀO SẢN XUẤT THỰC TẾ Số lồng khuôn thường được thiết kế theo dãy số: 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 92, 128 vì các lồng khuôn sẽ dễ dàng được xếp theo hình chữ nhật hoặc hình tròn Do đó Ta chọn số lồng khuôn là 16

Sản phẩm ép ra đảm bảo trọng lượng 16g, độ bền và kích thước theo bản vẽ Độ co rút của nhựa là 1,006, do vậy từ kích thước của sản phẩm như trên ta sẽ tính được kích thước của sản phẩm trong khuôn

4.1.4 Xác định thông số kỹ thuật cho bài toán thiết kế

4.1.4.1 Xác định loại khách hàng

Thị trường mục tiêu của sản phẩm là những công ty, nhà máy, xí nghiệp chế tạo khuôn và sử dụng khuôn để sản xuất các sản phẩm nhựa quy mô lớn…

4.1.4.2 Xác định yêu cầu của khách hàng

Qua kết quả thăm dò và khảo sát các đối tượng, nhóm rút ra được các yêu cầu của khách hàng như sau:

- Nhựa PET, tốn ít nguyên liệu

- Chất lượng sản phẩm tốt

- Kết cấu dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì

- Đảm bảo an toàn lao động

4.1.4.3 Xác định mức độ quan trọng của các mối liên quan

Gửi cho khách hàng một danh sách các yêu cầu trên và đề nghị họ sắp xếp lại và đánh số thứ tự, cái nào họ cảm thấy quan trọng nhất thì đánh số 1, họ có thể bỏ qua những yêu cầu mà họ cho là không quan trọng Từ danh sách phản hồi của khách hàng, ta đưa ra một số hệ số phụ tầm quan trọng cho mỗi nhu cầu như sau:

Yêu cầu của khách hàng Hệ số tầm quan trọng

Chất lượng sản phẩm tốt, thành phẩm cao 1,5

Tốn ít nguyên liệu: tỷ lệ nhựa phế phẩm thấp 2

Kết cấu dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì 1 Đảm bảo an toàn lao động 1

Bảng 4.1 Hệ số tầm quan trọng cho các yêu cầu khách hàng

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ DUNG SAI VÀO SẢN XUẤT THỰC TẾ

4.1.4.4 Xác định và đánh giá mức độ cạnh tranh

Mỗi sản phẩm cạnh tranh được so sánh với những nhu cầu của khách hàng theo 5 mức sau:

- Mức 1: thiết kế hoàn toàn không đáp ứng nhu cầu

- Mức 2: thiết kế đáp ứng chút ít nhu cầu

- Mức 3: thiết kế đáp ứng nhu cầu về một số mặt

- Mức 4: thiết kế hầu như đáp ứng nhu cầu

- Mức 5: thiết kế hoàn toàn đáp ứng nhu cầu

Yêu cầu của khách hàng Mức độ yêu cầu

Các sản phẩm trên thị trường

Chất lượng sản phẩm tốt, thành phẩm cao 5 4 5

Tốn ít nguyên liệu: tỷ lệ nhựa không tạo sản phẩm thấp 5 4 5

Kết cấu dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì 4 4 4 Đảm bảo an toàn lao động 4 4 4

Bảng 4.2 Mức độ canh tranh của từng yêu cầu khách hàng

Biên dịch các yêu cầu của khách hàng thành các thông số kỹ thuật của thiết bị và được đánh giá theo các mức độ sau:

- 9 = có quan hệ chặt chẽ

- 3 = có quan hệ vừa phải

- Ô trống = hoàn toàn không có quan hệ nào cả

Yêu cầu của khách hàng Thông số kỹ thuật Quan hệ

Thời gian chu kỳ ép phun Thời gian giải nhiệt Thời gian ép phun Số lòng khuôn Thời gian đóng, mở khuôn Chất lượng sản phẩm

Chất lượng sản phẩm tốt, thành phẩm cao

Kết cấu khuôn Vật liệu làm khuôn Khả năng gia nhiệt và giải nhiệt khuôn

3 1 9 Tốn ít nguyên liệu, phế phẩm thấp

Kết cấu khuôn Chiều dài kênh dẫn Loại kênh dẫn nhựa

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ DUNG SAI VÀO SẢN XUẤT THỰC TẾ

Kết cấu dễ lắp đặt, vận hành, bảo trì

Chiều dài kênh dẫn Kết cấu khuôn Số lòng khuôn Giá thành sản xuất Số lượng các chi tiết trong khuôn Vật liệu chế tạo

1 9 3 1 9 1 Đảm bảo an toàn lao động

Số lượng các bộ phận Độ chính xác của các bộ phận

Lực kẹp khuôn Số lòng khuôn Vật liệu làm khuôn Khả năng giải nhiệt Loại kênh dẫn nhựa Số lượng chi tiết trong khuôn

Bảng 4.3 Biên dịch yêu cầu khách hàng

Sau khi xây dựng ngôi nhà chất lượng dựa trên các yêu cầu của khách hàng, khả năng cạnh tranh và tầm quan trọng của từng yêu cầu khách hàng ta đưa ra những thông số cho khuôn với kênh dẫn nhựa nóng như sau:

- Sản phẩm: PET Preform cho chai nhựa nước khoáng

- Thời gian chu kỳ ép phun: 40 giây

- Tốn ít nguyên liệu, chất lượng sản phẩm tốt:

- Sử dụng kênh dẫn nhựa nóng hotrunner

- Tỷ lệ nhựa trong kênh dẫn