XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤTMục đích của việc xác định dạng sản xuất là để xác định hình thái tổ chức sản xuất, để từ đó cải thiện tính công nghệ của chi tiết, chọn phương pháp chế tạo phôi, c
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Chi tiết cần gia công
Chi tiết cần gia công là chi tiết “Khớp đỡ hộp giảm tốc” trong cụm chi tiết
“Cụm khuỷu tay” của “Máy phục hồi chức năng chi trên CPM 7 bậc tự do”.
Hình 1.1 Bản vẽ lắp ráp “Cụm khuỷu tay”
Lập bản vẽ chi tiết
Dùng mẫu có sẵn của chi tiết để đo đạc kích thước và thiết kế bản vẽ 2D, sau đó dựng mô hình 3D của chi tiết
Hình 1.3 Bản vẽ chi tiết “Khớp đỡ hộp giảm tốc ”
Hình 1.4 Mô hình 3D “Khớp đỡ hộp giảm tốc”
XÁC ĐỊNH DẠNG SẢN XUẤT
Xác định sản lượng chi tiết
Ta có thể xác định sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy theo công thức (2.1) của tài liệu [1]: trong đó:
𝑁0 - số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch, theo nhiệm vụ thiết kế 𝑁 0 = 1
𝑚 - số lượng chi tiết như nhau trong một sản phẩm, gồm 1 𝑐ℎ𝑖ế𝑐
𝛼 - số phần trăm dự trữ cho chi tiết máy nói trên dành làm phụ tùng, 𝛼 = 10%
𝛽 - số phần trăm chi tiết phế phẩm trong quá trình chế tạo, 𝛽 = 5%
Vậy sản lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy là khoảng:
Xác định khối lượng chi tiết
Dựa vào phần mềm Solidworks, gán vật liệu 6061 Alloy (Nhôm 6061) có khối lượng riêng là 2700 𝑘𝑔⁄𝑚 3 , sau đó dùng chức năng Mass Properties để tính toán khối lượng của chi tiết Cuối cùng ta xác định được khối lượng của chi tiết là khoảng 52,06g
Hình 2.1 Khối lượng và thể tích của chi tiết Khớp đỡ hộp giảm tốc
Xác định dạng sản xuất
Để xác định gần đúng dạng sản xuất theo sản lượng chế tạo và khối lượng chi tiết, ta dựa vào bảng 2.1 của tài liệu [1]:
Số lượng chi tiết theo dạng sản xuất Đơn chiếc Loạt nhỏ Loạt vừa Loạt lớn Hàng khối
Bảng 2.1 Xác định gần đúng dạng sản xuất theo sản lượng chế tạo và khối lượng chi tiết
Vậy, dạng sản xuất của chi tiết “Khớp đỡ hộp giảm tốc” là đơn chiếc.
PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG
Công dụng của chi tiết
Công dụng của chi tiết này là đỡ cụm motor và cố định vào “Vòng trượt ” thuộc cụm đỡ khớp khuỷu trong “Máy phục hồi chức năng chi trên CPM 7 bậc tự do” Cụ thể, ở mặt trước chi tiết này sẽ dùng để lắp ráp “Vòng trượt ” nối với “Cụm đỡ khớp khuỷu”, còn mặt trên sẽ dùng để lắp ráp “Khớp đỡ motor ” để đỡ cụm motor.
Yêu cầu kỹ thuật
Thiết kế “Khớp đỡ hộp giảm tốc” phải đáp ứng được các yêu cầu như:
- Đảm bảo tính vững chắc và độ cứng vững để đảm bảo có thể giữ được hai cụm chi tiết.
- Đảm bảo tính chuyển động của hai cụm chi tiết để khi hoạt động không xảy ra va đập hoặc cản trở chuyển động.
- Dễ dàng lắp đặt và tháo rời: cần phải đảm bảo rằng trong quá trình lắp ráp hoặc bảo trì, thanh nối có thể được tháo ra một cách thuận tiện. Đối với yêu cầu về độ nhám, thanh nối có độ nhám chung 𝑅𝑧 = 40 𝜇𝑚 và phải đáp ứng được các yêu cầu sau:
- Vát các cạnh sắc để đảm bảo an toàn
- Đảm bảo độ vuông góc
- Đảm bảo độ song song
Vật liệu chế tạo
Vật liệu được sử dụng để chế tạo chi tiết là nhôm 6061, đây là loại vật liệu được sử dụng rộng rãi vì sở hữu những đặc tính như: khối lượng riêng nhỏ, độ bền cao, dễ gia công, cùng với khả năng xử lý nhiệt và khả năng hàn Ngoài ra, nó cũng có khả năng anod hóa, tạo thêm một lớp bảo vệ cho các chi tiết thành phẩm
Cơ tính Nhôm 6061 bao gồm:
Hình 3.1 Thành phần hóa học của hợp kim nhôm 6061
CHỌN DẠNG PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
Chọn dạng phôi
Trong gia công cơ khí các dạng phôi có thể là: phôi đúc, rèn, dập, cán Xác định loại và phương pháp chế tạo phôi phải nhằm mục đích bảo đảm hiệu quả kinh tế - kỹ thuật chung của quy trình chế tạo chi tiết, đồng thời tổng phí tổn chế tạo chi tiết kể từ công đoạn chế tạo phôi cho tới công đoạn gia công chi tiết phải thấp nhất.
Khi xác định loại phôi và phương pháp chế tạo phôi cho chi tiết ta cần phải quan tâm đến đặc điểm về kết cấu và yêu cầu chịu tải khi làm việc của chi tiết (hình dạng, kích thước, vật liệu, chức năng, điều kiện làm việc…), sản lượng hàng năm của chi tiết, điều kiện sản xuất thực tế xét về mặt kỹ thuật và tổ chức sản xuất (khả năng về trang thiết bị, trình độ kỹ thuật chế tạo phôi…).
Mặc khác khi xác định phương án tạo phôi cho chi tiết ta cần quan tâm đến đặc tính của các loại phôi và lượng dư gia công ứng với từng loại phôi Sau đây là một vài nét về đặc tính quan trọng của các loại phôi thường được sử dụng:
- Phôi đúc: Khả năng tạo hình và độ chính xác của phương pháp đúc phụ thuộc vào cách chế tạo khuôn, có thể đúc được chi tiết có hình dạng từ đơn giản đến phức tạp Phương pháp đúc với cách làm khuôn theo mẫu gỗ hoặc dưỡng đơn giản cho độ chính xác của phôi đúc thấp Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại cho độ chính xác vật đúc cao Phương pháp đúc trong khuôn cát, làm khuôn thủ công có phạm vi ứng dụng rộng, không bị hạn chế bởi kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo phôi thấp, tuy nhiên năng suất không cao Phương pháp đúc áp lực trong khuôn kim loại có phạm vi ứng dụng hẹp hơn do bị hạn chế về kích thước và khối lượng vật đúc, phí tổn chế tạo khuôn cao và giá thành chế tạo phôi cao, tuy nhiên phương pháp này lại có năng suất cao thích hợp cho sản suất hàng loạt vừa.
- Phôi rèn: Phôi tự do và phôi rèn khuôn chính xác thường được áp dụng trong ngành chế tạo máy Phôi rèn tự do có hệ số dung sai lớn, cho độ bền cơ tính cao, phôi có tính dẻo và đàn hồi tốt Ở phương pháp rèn tự do, thiết bị, dụng cụ chế tạo phôi là vạn năng, kết cấu đơn giản, nhưng phương pháp này chỉ tạo được các chi tiết có hình dạng đơn giản, năng suất thấp Rèn khuôn có độ chính xác cao hơn, năng suất cao nhưng phụ thuộc vào độ chính xác của khuôn Mặt khác khi rèn khuôn phải có khuôn chuyên dùng cho từng loại chi tiết do đó phí tổn tạo khuôn và chế tạo phôi cao Phương pháp này khó đạt được các kích thước với cấp chính xác từ 7 đến 8 ở chi tiết có hình dạng phức tạp.
- Phôi cán: Có profin đơn giản, thông thường là tròn, vuông, lục giác, lăng trụ và các thanh hình khác nhau, dùng để chế tạo các trục trơn, trục bậc có đường kính ít thay đổi, hình ống, ống vạt, tay gạt, trục then, mặt bít Phôi cán định hình phổ biến thường là các loại thép góc, thép hình I, U, V… được dùng nhiều trong các kết cấu lắp. Phôi cán định hình cho từng lĩnh vực riêng, được dùng để chế tạo các loại toa tàu, các máy kéo, máy nâng chuyển… Phôi cán ống dùng chế tạo các chi tiết ống, bạc ống, then hoa, tang trống, các trụ rỗng… Cơ tính của phôi cán thường cao, sai số kích thước của phôi cán thường thấp, độ chính xác phôi cán có thể đạt từ 9 đến 12 Phôi cán được dùng hợp lý trong trường hợp sau khi cán không cần phải gia công cơ tiếp theo, điều đó đặc biệt quan trọng khi chế tạo các chi tiết bằng thép và hợp kim khó gia công, đắt tiền. Đối với chi tiết ta đang gia công ở trên với các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Dạng sản xuất hàng loạt nhỏ.
- Về tính công nghệ: Chi tiết có độ phức tạp, chất lượng bề mặt yêu cầu không cao do đó thuận tiện cho việc đúc.
Vì vậy, ta chọn dạng phôi là dạng phôi đúc với độ nhám các bề mặt không gia công cần đạt 𝑅𝑧 = 40 𝜇𝑚
Phương pháp chế tạo phôi
Do dạng sản xuất là sản xuất đơn chiếc, cấp chính xác IT14÷IT15, độ nhám bề mặt 𝑅𝑧 = 40 àm, nờn cấp chớnh xỏc của phụi đỳc là cấp chớnh xỏc I Để đỏp ứng yờu cầu trên thì ta chọn phương pháp chế tạo phôi đúc trong khuôn cát, mẫu kim loại,khuôn làm bằng máy.
Tra lượng dư gia công cho các bề mặt phôi
Tra bảng 3.11 tài liệu [2] trang 182, chọn dung sai kích thước của chi tiết đúc.
Kích thước danh nghĩa IT14 Đến 6 0.300
Bảng 4.1 Dung sai kích thước chi tiết đúc (mm)
Tra bảng 3.114 tài liệu [2] trang 255, chọn lượng dư gia công của vật đúc bằng hợp kim nhôm, đúc trong khuôn cát:
Hình 4.1 Bản vẽ lượng dư phôi đúc
CHỌN TIẾN TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT
Chọn phương pháp gia công
Hình 5.1 Bản vẽ đánh số các bề mặt cần gia công của chi tiết
Tra phụ lục 11 của tài liệu [1], tham khảo cấp chính xác và độ nhám bề mặt sẽ đạt được bằng phương pháp gia công tiện và phay Sau khi tham khảo phụ lục, ta lập bảng chọn phương pháp gia công cho các bề mặt của chi tiết.
Phương pháp gia công Cấp chính xác Độ nhám bề mặt
Kinh tế Đạt được Ra Rz
Bảng 5.1 Cấp chính xác độ nhám bề mặt đạt được của các phương pháp gia công
Bề mặt gia công Cấp chính xác Độ nhám bề mặt (𝜇𝑚)
Bảng 5.2 Phương pháp gia công cho các bề mặt của chi tiết
Chọn chuẩn công nghệ
Theo trang 129 tài liệu [7], chuẩn công nghệ là chuẩn được dùng trong các quá trình công nghệ, còn có thể được gọi là chuẩn gia công.
Chuẩn gia công được dùng để xác định vị trí các bề mặt, đường hoặc điểm của chi tiết trong quá trình gia công cơ Cần lưu ý rằng chuẩn gia công luôn luôn là chuẩn thực.
Chuẩn gia công sẽ chia ra thành chuẩn thô và chuẩn tinh:
- Chuẩn thô là những bề mặt chưa được gia công được dùng làm mặt chuẩn. Trong hầu hết các trường hợp, chuẩn thô là những yếu tố hình học thực của phôi chưa được gia công Tuy nhiên, một vài trường hợp chuẩn thô được chọn là những bề mặt đã được gia công.
- Chuẩn tinh là những bề mặt đã được gia công được dùng làm mặt chuẩn. Chuẩn tinh có thể được chia thành chuẩn tinh chính và chuẩn tinh phụ Nếu chuẩn tinh còn được dùng trong quá trình lắp ráp sau này thì gọi là chuẩn tinh chính Ngược lại, những chuẩn tinh không được dùng trong quá trình lắp ráp thì được gọi là chuẩn tinh phụ.
Vậy, ta sẽ chọn chuẩn thô là mặt 1 và 4 của phôi chưa gia công Chọn chuẩn tinh chính là mặt 19 vì mặt này dùng để lắp ráp với chi tiết “Vòng trượt ”.
Hình 5.3 Mặt chuẩn tinh chính
Lập trình tự gia công
Nguyên công Bước công nghệ Bề mặt gia công Bề mặt định vị
Bảng 5.3 Trình tự gia công các bề mặt của chi tiết
THIẾT KẾ NGUYÊN CÔNG CÔNG NGHỆ
Sơ đồ gá đặt
6.1.1 Nguyên công 1 Ở nguyên công 1, dùng lực kẹp đơn vào mặt 1, 4, 7 và có tỳ vào mặt 6.
Hình 6.1 Sơ đồ gá đặt nguyên công 1
6.1.2 Nguyên công 2 Ở nguyên công 2, dùng lực kẹp đơn vào mặt 2, 6, 15 và có tỳ vào mặt 1.
Hình 6.2 Sơ đồ gá đặt nguyên công 2
Chọn máy công nghệ
Hệ điều khiển Yasnac MX3 CNC Ụ dao 20 dao
Tốc độ quay tối đa của trục chính 6000 𝑟𝑝𝑚
Tốc độ tiến dao trục X 400 𝑚𝑚⁄𝑠
Tốc độ tiến dao trục Y 400 𝑚𝑚⁄𝑠
Tốc độ tiến dao trục Z 250 𝑚𝑚⁄𝑠
Tải trọng tối đa của bàn máy 400 𝑘𝑔
Chiều dài × Chiều rộng × Chiều cao 2794 × 2413 × 2618 𝑚𝑚
Bảng 6.1 Thông số máy phay CNC MATSUURA MC-510V
Hình 6.4 Máy phay CNC MATSUURA MC-510V
Chọn đồ gá
Sử dụng eto kẹp vào mặt 1, 7, 11, 12 và mặt 3, 19 được tỳ vào mặt phẳng.
Hình 6.5 Mô hình 3D đồ gá nguyên công 1
Sử dụng eto kẹp vào mặt 1, 7, 11, 12 và mặt 22, 23 được tỳ vào mặt phẳng.
Hình 6.6 Mô hình 3D đồ gá nguyên công 2
Chọn dụng cụ cắt
Nguyên công Bước công nghệ Bề mặt gia công Dụng cụ cắt
1 Phay thô cung R45 19 Dao phay ngón đầu phẳng ∅25
2 Phay tinh cung R45 19 Dao phay ngón đầu phẳng ∅25
3 Khoan lỗ ∅4.5 10 và 12 Mũi khoan ∅4.5
4 Khoan lỗ ∅3.3 11 và 13 Mũi khoan ∅3.3
5 Phay ren M4x0.7 11 và 13 Mũi taro ren M4x0.7
2 Phay 1 Khoan lỗ ∅4 3 và 5 Mũi khoan ∅4
2 Phay ren M5x0.8 3 và 5 Mũi taro ren 𝑀5 × 0.8
Bảng 6.2 Chọn dụng cụ cắt
Hình 6.7 Hình ảnh dao phay ngón đầu phẳng ∅25 (End Mill)
Hình 6.8 Hình ảnh mũi khoan ∅3.3 (Drill)
Hình 6.9 Hình ảnh mũi taro ren 𝑀4 × 0.7 (Tapper)
Hình 6.9 Hình ảnh mũi khoan ∅4.5 (Drill)
Hình 6.10 Hình ảnh mũi taro ren 𝑀5 × 0.8 (Tapper)
Chọn vật liệu của dụng cụ cắt
Đối với nguyên công phay, ta chọn vật liệu của các dụng cụ cắt là HSS (HighSpeed Steel) hay còn được gọi là thép gió Đây là một loại thép công cụ có độ cứng cao được sử dụng để chế tạo các dụng cụ cắt như mũi khoan, dao, Thép gió có khả năng chống mài mòn tốt và chịu được nhiệt độ cao.
Hình 6.21 Một số loại dụng cụ cắt có chất liệu là thép gió
Chọn dụng cụ kiểm tra
STT các bề mặt gia công Dụng cụ kiểm tra
10 và 12 Dưỡng đo bán kính
Bảng 6.4 Chọn dụng cụ kiểm tra
Hình 6.22 Dưỡng đo bán kính và dưỡng đo ren
XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT VÀ THỜI GIAN GIA CÔNG
Chọn dung dịch tưới nguội
Chọn loại dung dịch tưới nguội là dầu cắt gọt kim loại pha nước Blaser
Hãng sản xuất Blaser - Thụy Sĩ
Lượng tiêu hao Trung bình 5 lít / Máy / Tháng
Tuổi thọ dầu 1 - 2 năm tùy theo môi trường làm việc hoặc máy móc Đặc tính
Không chứa Clo, không ăn mòn máy móc
Khả năng bôi trơn cao Tăng tuổi thọ thiết bị, độ bóng bề mặt chi tiết
Tăng tuổi thọ dụng cụ cắt
An toàn với người sử dụng
Bảng 7.1 Thông số và đặc tính kỹ thuật của dầu cắt gọt kim loại Blaser Universal 2000
Hình 7.1 Dầu cắt gọt kim loại Blaser Universal 2000
Xác định chế độ cắt
7.2.1 Xác định chế độ cắt bằng phương pháp phân tích
* Chế độ cắt khi khoan lỗ ∅𝟒 𝟓
- Theo tài liệu [3] trang 20, chiều sâu cắt được xác định bằng công thức:
Với 𝐷 = 4.5 (𝑚𝑚): Đường kính mũi khoan
Hình 7.2 Chiều sâu cắt khi khoan với 𝑡 = 0.5 × 𝐷
- Khi khoan lỗ thông thường, ta chọn lượng ăn dao lớn nhất cho phép theo độ bền của mũi khoan, tra bảng 5-25 tài liệu [3], khi cắt hợp kim nhôm 6061 có độ cứng 95𝐻𝐵 bằng mũi khoan thép gió thì:
- Theo tài liệu [3] trang 20, tốc độ cắt được xác định bằng công thức:
𝑉 = 𝑇 𝑚 × 𝑆 𝑦 × 𝑘 𝑣 20 0.125 × 0.18 0.55 × 0.57 ≈ 53 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡) + Tra bảng 5-28 tài liệu [3], xác định hệ số 𝐶 𝑣 và các số mũ dùng cho khoan:
𝐶 𝑣 = 36.3; 𝑞 = 0.25; 𝑚 = 0.125; 𝑦 = 0.55+ Tra bảng 5-30 tài liệu [3], xác định chu kỳ bền 𝑇
+ Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế được xác định theo công thức:
𝑘 𝑀𝑉 = 0.95: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (Bảng 5-1÷5-4 tài liệu [3])
𝑘 𝑢𝑣 = 0.6: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 tài liệu [3])
𝑘 𝑙𝑣 = 1: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (Bảng 5-31 tài liệu [3])
- Tốc độ quay trục chính được xác định bằng công thức:
* Chế độ cắt khi khoan lỗ ∅𝟑 𝟑
- Theo tài liệu [3] trang 20, chiều sâu cắt được xác định bằng công thức:
Với 𝐷 = 3.3 (𝑚𝑚): Đường kính mũi khoan
Hình 7.2 Chiều sâu cắt khi khoan với 𝑡 = 0.5 × 𝐷
- Khi khoan lỗ thông thường, ta chọn lượng ăn dao lớn nhất cho phép theo độ bền của mũi khoan, tra bảng 5-25 tài liệu [3], khi cắt hợp kim nhôm 6061 có độ cứng95𝐻𝐵 bằng mũi khoan thép gió thì:
- Theo tài liệu [3] trang 20, tốc độ cắt được xác định bằng công thức:
𝑉 = 𝑇 𝑚 × 𝑆 𝑦 × 𝑘 𝑣 20 0.125 × 0.18 0.55 × 0.57 ≈ 49 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡) + Tra bảng 5-28 tài liệu [3], xác định hệ số 𝐶 𝑣 và các số mũ dùng cho khoan:
𝐶 𝑣 = 36.3; 𝑞 = 0.25; 𝑚 = 0.125; 𝑦 = 0.55 + Tra bảng 5-30 tài liệu [3], xác định chu kỳ bền 𝑇
+ Hệ số điều chỉnh chung cho tốc độ cắt tính đến các điều kiện cắt thực tế được xác định theo công thức:
𝑘 𝑀𝑉 = 0.95: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công (Bảng 5-1÷5-4 tài liệu [3])
𝑘 𝑢𝑣 = 0.6: Hệ số phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt (Bảng 5-6 tài liệu [3])
𝑘 𝑙𝑣 = 1: Hệ số phụ thuộc vào chiều sâu khoan (Bảng 5-31 tài liệu [3])
- Tốc độ quay trục chính được xác định bằng công thức:
* Chế độ cắt khi phay ren 𝑴𝟒 × 𝟎 𝟕
- Tra bảng 5-48 tài liệu [3], xác định lượng ăn dao:
- Theo tài liệu [3] trang 37, tốc độ cắt ren bẳng dao thép gió:
+ Tra bảng 5-49 tài liệu [3], xác định chu kỳ bền T, hệ số 𝐶 𝑣 và các số mũ dùng cho phay ren:
- Tốc độ quay trục chính được xác định bằng công thức:
7.2.2 Xác định chế độ cắt bằng phương pháp tra bảng
- Phay thô và tinh bằng dao phay ngón đầu phẳng ∅25, chiều sâu cắt 𝑡 = 3.5 (𝑚𝑚): + Tra bảng 5-147 tài liệu [2], chọn 𝑆 𝑧 = 0.06 (𝑚𝑚 ⁄𝑟ă𝑛𝑔) và 𝑉 = 64 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡) + 𝑆 = 𝑆 𝑧 × 𝑍 = 0.06 × 5 = 0.3 (𝑚𝑚 ⁄𝑣ò𝑛𝑔)
+ Tốc độ quay trục chính được xác định bằng công thức:
7.2.3 Chế độ cắt nguyên công 1
* Bước 1 Phay thô cung R45 - Mặt 19
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.3 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 64 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 1020 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Số bước thô (Number of rough passes) 6 bước
Lượng dư chừa lại (Stock to leave) 0.5 𝑚𝑚
Bảng 7.2 Chế độ cắt bước 1 - NC01
* Bước 2 Phay tinh cung R45 – Mặt 19
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.3 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 64 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 1020 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Số bước thô (Number of finish passes) 5 bước
Bảng 7.3 Chế độ cắt bước 2 - NC01
* Bước 3 Khoan lỗ ∅ 4.5 - Mặt 10 và 12
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.18 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 53 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 3800 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Bảng 7.4 Chế độ cắt bước 3 - NC01
* Bước 4 Khoan lỗ ∅ 3.3 - Mặt 11 và 13
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.18 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 49 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 4700 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Bảng 7.5 Chế độ cắt bước 4 - NC01
* Bước 5 Phay ren 𝑴𝟒 × 𝟎 𝟕 - Mặt 11 và 13
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.05 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 66 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 5200 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Góc nghiêng ren (Thread angle) 30° Đường kính đỉnh ren (Major diameter) 4 𝑚𝑚 Đường kính chân ren (Minor diameter) 3.3 𝑚𝑚
Bảng 7.6 Chế độ cắt bước 5 - NC01 7.2.4 Chế độ cắt nguyên công 2
* Bước 1 Khoan lỗ ∅ 4 - Mặt 3 và 5
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.18 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 52 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 4100 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Bảng 7.7 Chế độ cắt bước 1 - NC02
* Bước 2 Phay ren 𝑴𝟓 × 𝟎 𝟖 - Mặt 3 và 5
Lượng ăn dao (Feed rate) 0.05 𝑚𝑚⁄𝑣ò𝑛𝑔
Tốc độ cắt (Cutting speed) 66 (𝑚⁄𝑝ℎú𝑡)
Tốc độ quay trục chính (Spindle speed) 4200 𝑣ò𝑛𝑔⁄𝑝ℎú𝑡
Tốc độ quay trục chính tối đa
Góc nghiêng ren (Thread angle) 30° Đường kính đỉnh ren (Major diameter) 5 𝑚𝑚 Đường kính chân ren (Minor diameter) 4.2 𝑚𝑚
Bảng 7.8 Chế độ cắt bước 2 - NC02
Xác định thời gian gia công
Xác định thời gian gia công các bước bẳng những công thức dưới đây:
- Phay mặt đầu, phay trụ:
Các bước ở NC01 Thời gian gia công
Bảng 7.9 Thời gian nguyên công 1
Các bước ở NC02 Thời gian công
Bảng 7.10 Thời gian nguyên công 2
Vậy tổng thời gian gia công chi tiết “Khớp đỡ hộp giảm tốc” là 11.04 𝑝ℎú𝑡.
BẢN VẼ ĐỒ GÁ
Nguyên công 1
Hình 8.1 Bản vẽ đồ gá nguyên công 1
Nguyên công 2
Hình 8.2 Bản vẽ đồ gá nguyên công 2
TÍNH CHI PHÍ CHẾ TẠO
Chi phí điện năng
Chi phí điện năng được tính theo công thức (theo [12, trang 210, công thức 64]):
Cd là giá thành 1 kW/giờ,
N là công suất động cơ, N= 15 kW là hệ số sử dụng máy theo công suất, =1
T0 là thời gian gia công cơ bản, T0 = 11,04 phút là hệ thống thất thoát mạng điện, =0,96 là hệ số công suất của máy, =0,85
Chi phí sử dụng dụng cụ cắt
Chi phí sử dụng dụng cụ (theo [12, trang 211, công thức 65]):
Cdc là giá thành ban đầu của dụng cụ, Cdc = 5,000,000 đồng.
Nm là số lần dụng cụ có thể mài lại tới lúc bị hỏng hoàn toàn, nm = 3 tm là thời gian mài dụng cụ, tm = 1 phút
Pm là chi phí mài dụng cụ trong 1 phút, Pm = 1000 đồng/phút
To là thời gian gia công cơ bản, To = 11,04 phút.
T là tuổi bền của dụng cụ, T = 180 phút
Chi phí sử dụng đồ gá
Chi phí sử dụng đồ gá (theo [12, trang 214, công thức 69]):
Cdg là giá thành của đồ gá, Cdg= 2,500,000 đồng.
A là hệ số khấu hao đồ gá, A= 0,5 (khấu hao 2 năm).
B là hệ số tính đến sửa chữa và bảo quản đồ gá, chọn B = 0,15
N là sản lượng hàng năm, N=1 chi tiết/năm.
Chi phí bảo trì máy
Chi phí bảo trì máy bao gồm chi phí khấu hao máy và chi phí sửa chữa máy
67]): Chi phí khấu hao máy được tính theo công thức (theo [12, trang 213, công thức
Cm là giá thành của máy, Cm = 3,000,000,000 đồng
Kkh là phần tram khấu hao, Kkh = 12,2 (theo [12, trang 213, bảng 40])
N là số chi tiết được chế tạo trong một năm, N=1 chi tiết/năm.
Tổng chi phí
Tổng chi phí được tính theo công thức:
SNC1= Sp + SL + Sd + Sdc + Skh + Sdg
Từ các tính toán trên, tính được SNC1 = 635,700 đồng.
TÌM HIỂU VỀ THIẾT KẾ MẶT BẰNG XƯỞNG
Những vấn đề cơ bản về thiết kế nhà máy - xưởng cơ khí
10.1.1 Ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật và xã hội
Thiết kế nhà máy - xưởng cơ khí là một lĩnh vực quan trọng của ngành cơ khí, đây là công việc mang tính tổng hợp cao bởi vì nó thể hiện mối quan hệ chặt chẽ giữa những khâu: thiết kế sản xuất sản phẩm, thiết kế công nghệ chế tạo, thiết kế trang thiết bị, thiết kế dụng cụ sản xuất và tổ chức sản xuất theo dây chuyền công nghệ Chất lượng của công việc này sẽ ảnh hưởng lâu dài đến quá trình sản xuất của nhà máy hoặc xưởng Như vậy, thiết kế nhà máy - xưởng cơ khí là quá trình nghiên cứu, thiết kế và kiểm nghiệm khoa học kỹ thuật phức tạp, với mục đích giải quyết đồng bộ các vấn đề kỹ thuật, kinh tế, tổ chức lao động của quá trình sản xuất với tính thực tiễn và hiệu quả cao.
Mặt khác, quá trình thiết kế mới hoặc cải tạo nhà máy - xưởng cơ khí còn góp phần tận dụng hiệu quả lực lượng lao động của xã hội nhằm đẩy mạnh sản xuất, tăng mức thu nhập và cải thiện đời sống của nhân dân lao động và toàn xã hội.
10.1.2 Quá trình sản xuất là cơ sở thiết kế
Nhà máy - xưởng cơ khí có chức năng chế tạo các mặt hàng cơ khí để đáp ứng các nhu cầu của các ngành kinh tế và xã hội, đồng thời phải có đủ năng lực để cạnh tranh trên thị trường hàng hóa cơ khí nội địa và quốc tế.
Quá trình sản xuất trong nhà máy - xưởng cơ khí bao gồm nhiều công đoạn phức tạp và có quan hệ chặt chẽ với nhau.
Hình 10.1 Các công đoạn của quá trình sản xuất trong nhà máy - xưởng cơ khí
A Quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí: Gồm các công đoạn sản xuất cơ bản như:
- A2 Gia công chi tiết cơ khí (cơ, nhiệt, xử lý bề mặt)
- A3 Lắp ráp sản phẩm cơ khí
B Các quá trình phụ trợ: Cung cấp năng lượng, vận chuyển, bảo quản, bảo dưỡng, vệ sinh kỹ thuật, an toàn lao động, quản lý điều hành, đào tạo, sinh hoạt và đời sống
C Các điều kiện ban đầu của quá trình sản xuất: Vật tư kỹ thuật, kinh tế xã hội, nguồn vốn đầu tư, phương án sản xuất (mặt hàng, sản lượng, chỉ tiêu chất lượng, năng suất, giá thành, lãi )
D Kết quả sản xuất: Sản phẩm đạt các chỉ tiêu về chất lượng, năng suất, giá thành, lãi, cạnh tranh
Tóm lại, cơ cấu của một nhà máy - xưởng cơ khí sẽ được xây dựng dựa trên quy trình sản xuất đặc trưng nhất Khi thiết kế nhà máy - xưởng cơ khí, cần phải xác định và phân tích chính xác mối quan hệ chặt chẽ giữa các phân xưởng và các bộ phận sản xuất theo trình độ khoa học kỹ thuật thực tế.
Quá trình sản xuất trong ngành cơ khí thường được phân cấp như sau:
Nhóm 1: Theo cấu trúc công nghệ
Nhóm 2: Theo cấu trúc kỹ thuật
Nhóm 3: Theo cấu trúc không gian
Cấp I Nguyên công Hệ thống công nghệ
Nơi làm việc (công nghệ)
Cấp II Chuỗi nguyên công Hệ thống máy (nhóm máy, đường dây máy)
Cấp III Quá trình công nghệ
Hệ thống dây chuyền gia công, lắp ráp
Cấp IV Quá trình sản xuất Hệ thống sản xuất Nhà máy cơ khí
Bảng 10.1 Phân cấp quá trình sản xuất trong ngành cơ khí 10.1.3 Nội dung thiết kế
Việc thiết kế nhà máy - xưởng cơ khí được phân thành hai trường hợp sau:
- Thiết kế cải tạo nhà máy, phân xưởng, bộ phận sẵn có trên cơ sở thay đổi mặt hàng hoặc tăng sản lượng hoặc thay đổi về công nghệ chế tạo: bắt đầu từ việc phân tích sự thay đổi của chương trình sản xuất, nghiên cứu hoạt động sản xuất kinh doanh hiện tại để lập ra phương án cải tạo hợp lý nhất Loại thiết kế này không cần vốn đầu tư lớn nhưng mang lại hiệu quả cao Đây là công tác thiết kế nhằm đẩy mạnh sản xuất theo chiều sâu, tận dụng hiệu quả sẵn có và loại trừ những hạn chế của năng lực sản xuất.
- Thiết kế nhà máy, phân xưởng, bộ phận hoàn toàn mới: bắt đầu từ việc phân tích các tài liệu ban đầu của sản phẩm, sản lượng, phương án công nghệ, tổ chức sản xuất, định mức lao động, thời hạn đưa công trình vào hoạt động để đề ra phương án thiết kế hợp lý nhất Loại thiết kế này mang tính chất hệ thống và hoàn chỉnh, đáp ứng kịp thời với những ứng dụng và giải pháp tiên tiến về kỹ thuật và công nghệ Để đảm bảo cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả cao, cần phải xác định chính xác các vấn đề sau: chương trình sản xuất, quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm, quy hoạch tổng mặt bằng và các mặt bằng bộ phận, phương tiện vận chuyển, kho tàng, vật tư kỹ thuật
10.1.4 Tổ chức công tác thiết kế
Thiết kế nhà máy - xưởng cơ khí là một công việc tổng hợp và phức tạp, yêu cầu việc hợp tác chặt chẽ của một tập thể các chuyên gia về khoa học kỹ thuật và quản lý kinh tế kỹ thuật thuộc nhiều chuyên môn khác nhau trong từng giai đoạn thiết kế. Tập thể này phải được tổ chức, quản lý và điều hành hiệu quả bởi một chủ nhiệm công trình Chủ nhiệm công trình phải có trình độ chuyên môn về cơ khí, khả năng tổ chức, điều hành tập thể đạt hiệu quả tốt nhất nhằm đảm bảo chất lượng và thời hạn thiết kế của công trình Tùy theo quy mô của công trình, tập thể thiết kế sẽ được phân thành nhiều nhóm chuyên môn khác nhau, ví dụ như: nhóm cơ khí, nhóm kỹ thuật điện, nhóm xây dựng công nghiệp
10.1.5 Nội dung kinh tế - kỹ thuật và tổ chức của công trình thiết kế
1 Xác định chương trình sản xuất gồm: loại sản phẩm, sản lượng, giá thành ước tính theo khả năng cạnh tranh trên thị trường trong và ngoài nước
2 Tìm hiểu và dự trữ nguồn cung cấp cho các nhu cầu sản xuất của công trình (nguyên vật liệu chính và phụ, nhiên liệu, khí nén, nước, điện, lao động ).
3 Phối hợp với các cơ quan chức năng để điều tra, khảo sát, lựa chọn địa điểm xây dựng công trình.
4 Xác định quy mô, cấu tạo của công trình (nhỏ, vừa và lớn).
5 Lâp kế hoạc dự kiến khả năng mở rộng và phát triển sau này.
6 Lập phương án liên doanh, liên kết sản xuất với các xí nghiệp.
7 Giải quyết vấn đề cung cấp vốn đầu tư, thiết bị và vật liệu xây dựng trên cơ sở phối hợp trách nhiệm với các cơ quan có liên quan và đối tác xây dựng công trình.
8 Nghiên cứu, lập phương án giải quyết vấn đề đời sống, sinh hoạt, văn hóa, phúc lợi xã hội đối với lực lượng lao động trong nhà máy - xưởng.
1 Thiết kế quá trình công nghệ và dây chuyền sản xuất để chế tạo sản phẩm cơ khí (chế tạo phôi, gia công cơ, gia công nhiệt, kiểm tra chất lượng, lắp ráp, bảo quản, bao gói ) theo chương trình của nhà máy - xưởng được thiết kế.
2 Xác định thời gian cần thiết để chế tạo một sản phẩm và toàn bộ sản lượng.
3 Tính toán, xác định số lượng, chủng loại trang thiết bị và dụng cụ công nghệ cần thiết ứng với các công đoạn, phân xưởng sản xuất (chế tạo phôi, gia công, nhiệt luyện, lắp ráp, kiểm tra )
4 Xác định bậc thợ và số lượng nhân công sản xuất, số lượng kỹ thuật viên, lực lượng quản lý và phục vụ sản xuất.
5 Xác định khối lượng và giải pháp cung cấp phôi vật liệu, nhiêu liệu, năng lượng, nước cho các công đoạn và phân xưởng sản xuất.
6 Lập sơ đồ vận chuyển, xác định phương tiện vận chuyển trong từng phân xưởng, bộ phận sản xuất và toàn nhà máy.
7 Giải quyết các vấn đề vệ sinh kỹ thuật, bảo vệ môi trường, an toàn lao động, phòng chống cháy nổ, đảm bảo điều kiện thông gió, chiếu sáng và môi trường làm việc thích hợp, bố trí nơi làm việc khoa học để có thể lao động với chất lượng và năng suất cao nhất.
8 Xác định nhu cầu về diện tích, bố trí hợp lý mặt bằng sản xuất các phân xưởng, bộ phận và tổng mặt bằng nhà máy.
9 Xác định kết cấu kiến trúc nhà xưởng cho các hạng mục công trình.
1 Xác định cơ cấu của hệ thống quản trị và điều khiển nhà máy, quy định quan hệ giữa các phòng ban, phân xưởng, bộ phận, nêu rõ chức năng của từng đơn vị dưới sự điều hành của hội đồng quản trị xí nghiệp, công ty, hội đồng doanh nghiệp.
Thiết kế mặt bằng xưởng cơ khí
* Tổng quát về địa điểm xây dựng nhà máy - xưởng cơ khí Địa điểm xây dựng nhà máy - xưởng cơ khí rất quan trọng đối với quá trình sản xuất trước mắt và lâu dài Địa điểm xây dựng có thể ảnh hưởng đến trạng thái cân bằng về mọi mặt trong vùng, lãnh thổ, khu vực và địa phương Cần phải lựa chọn địa điểm xây dựng phù hợp với quy hoạch dài hạn về phân vùng kinh tế của trung ương và của địa phương.
* Những nguyên tắc cơ bản để xác định địa điểm xây dựng nhà máy - xưởng cơ khí
1 Gần nguồn cung cấp vật liệu, năng lượng, nguồn lao động và thị trường tiêu thụ sản phẩm trước mắt và lâu dài.
2 Phù hợp với quy hoạch dài hạn về kinh tế, quốc phòng của trung ương và địa phương.
3 Có đủ điều kiện thiên nhiên (khí hậu, địa chất, thủy văn ) thuận lợi cho quá trình sản xuất, đảm bảo chất lượng sản phẩm.
4 Đảm bảo đủ điều kiện xây dựng và mở rộng trước mắt và lâu dài về diện tích mặt bằng, địa chất ổn định, bền vững (không có mỏ, mạch nước ngầm, có khả năng chịu lực tốt ), tạo điều kiện chuẩn bị mặt bằng và thi công xây dựng thuận tiện, không ảnh hưởng đến các hoạt động kinh tế - chính trị - văn hóa - xã hội và đời sống dân cư ở các vùng lân cận (không chiếm đất canh tác, chăn nuôi và không xâm phạm các công trình công cộng)
5 Đảm bảo an ninh quốc phòng và kinh tế (có điều kiện và khả năng duy trì sản xuất khi có chiến tranh)
6 Chú ý khả năng hợp tác, liên doanh, liên kết sản xuất trong vùng công nghiệp và vùng kinh tế.
* Địa điểm xưởng cơ khí thực hiện đồ án
CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ VIỆT NAM VIET NAM MECHANICAL TECHNOLOGY COMPANY LIMITED Địa chỉ: 54/9 Phạm Văn Sáng, Ấp 2, Xã Xuân Thới Thượng, Hóc Môn, TP.
Ngành nghề kinh doanh: Gia công cơ khí.
Hình 10.3 Công ty TNHH Công Nghệ Cơ Khí Việt Nam
10.2.2 Cấu trúc tổng quát của nhà máy - xưởng cơ khí
Cấu trúc của nhà máy - xưởng cơ khí phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Mặt hàng (kết cấu sản phẩm, độ phức tạp về công nghệ chế tạo).
- Kỹ thuật sản xuất và tổ chức sản xuất (trình độ kỹ thuật, mức độ chuyên môn hóa và hợp tác - liên doanh - liên kết sản xuất).
Thành phần cấu trúc của nhà máy - xưởng cơ khí bao gồm:
- Các phân xưởng sản xuất chính (chế tạo phôi, gia công cơ, nhiệt luyện, lắp ráp, đóng gói).
- Các phân xưởng phụ (dụng cụ, sửa chữa cơ điện, sửa chữa xây dựng).
- Hệ thống kho tàng (kho nguyên vật liệu, kho nhiên liệu, kho bán thành phẩm, kho sản phẩm, kho trang bị - dụng cụ ).
- Hệ thống năng lượng (trạm phát điện, trạm biến thế, trạm xăng dầu )
- Hệ thống vận chuyển (vận chuyển nội bộ nhà máy - xưởng, vận chuyển bên ngoài).
- Hệ thống vệ sinh kỹ thuật, an toàn lao động (hút bụi, thông gió, chiếu sáng, làm sạch nước thải, khử độc hại, các trạm bảo hộ lao động, các trạm cấp cứu )
- Các bộ phận quản lý - điều hành sản xuất (văn phòng, ban điều hành, các phòng ban chức năng, quản trị, kỹ thuật kinh doanh, vật tư, đào tạo ), trạm thông tin liên lạc, trạm gác.
- Các bộ phận phục vụ sinh hoạt - văn hóa - xã hội và y tế (bệnh xá, nhà nghỉ,nhà ăn, câu lạc bộ, sân thể thao, nhà xe ).
10.2.3 Sơ đồ cấu trúc tổng quát của nhà máy - xưởng cơ khí
Sơ đồ cấu trúc tổng quát là cơ sở để quy hoạch tổng mặt bằng, được xây dựng theo mối quan hệ sản xuất dưới dạng sơ đồ khối, ví dụ như mô hình xí nhiệp, mô hình sản xuất, mô hình công nghệ
Dưới đây là sơ đồ cấu trúc tổng quát của xưởng cơ khí tại “CÔNG TY TNHH CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ VIỆT NAM”:
Hình 10.4 Công ty TNHH Công Nghệ Cơ Khí Việt Nam
10.2.4 Thiết kế và quy hoạch mặt bằng
Khi thiết kế, quy hoạch tổng mặt bằng của nhà máy - xưởng cơ khí, cần có những tài liệu ban đầu như:
- Tài liệu về địa điểm xây dựng.
- Tài liệu về các dây chuyền công nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí.
- Tài liệu thiết kế, quy hoạch từng hạng mục của công trình.
- Sơ đồ cấu trúc tổng quát cùa nhà máy, phân xưởng và từng bộ phận.
- Nhu cầu về lao động phân chia theo ngành nghề, giới tính, nơi cư trú
- Nhu cầu về động lực (điện, nước, khí ) cho từng phân xưởng, bộ phận.
- Nhu cầu về văn hóa, xã hội, y tế.
- Dữ liệu về nhà máy - xưởng cần có (đối với thiết kế cải tạo, mở rộng công trình cũ).
- Thiết kế mẫu (đối với thiết kế công trình mới).
* Nguyên tắc thiết kế, quy hoạch mặt bằng
1 Bố trí phân xưởng, bộ phận phù hợp với quá trình công nghệ và tổ chức sản xuất, đảm bảo tính liên tục của quá trình sản xuất và tính hợp lý của quá trình vận chuyển.
2 Xác định sơ đồ bố trí mặt bằng phù hợp với địa hình cụ thể.
- Với khu đất hình chữ nhật dài: Cần bố trí các phân xưởng, bộ phận nối tiếp hoặc song song dọc theo chiều dài của khu đất, đảm bảo dòng vận chuyển thẳng.
Hình 10.5 Bố trí kiểu nối tiếp hoặc song song và dòng vận chuyển thẳng
- Với khu đất hình vuông: Cần bố trí các phân xưởng, bộ phận theo chu vi đất xây dựng, dòng vận chuyển có hình vòng tròn.
Hình 10.6 Bố trí theo chu vi dất xây dựng và dòng vận chuyển hình vòng tròn
Hình 10.7 Một số sơ đồ bố trí và dòng vận chuyển khác
3 Chia nhà máy - xưởng thành các khu vực đặc điểm của các hạng mục, theo sự giống nhau về công nghệ và tổ chức sản xuất, điều kiện vệ sinh công nghiệp, an toàn lao động, phương tiện vận chuyển.
Hình 10.8 Các khu vực khi chia nhà máy - xưởng theo đặc điểm hạng mục, công nghệ
4 Đảm bảo khoảng cách hợp lý giữa các tòa nhà, phân xưởng, khu vực để tiết kiệm diện tích, giảm chi phí vận chuyển, đảm bảo thông gió và chiếu sáng tự nhiên tốt, phòng chống cháy nổ
5 Thiết kế, quy hoạch tổng mặt bằng phải chú ý các nhu cầu sản xuất trước mắt và lâu dài theo dự kiến mở rộng và phát triển sản xuất của nhà máy - xưởng, đảm bảo đủ diện tích để sản xuất.
6 Chú ý phối hợp các phân xưởng, bộ phận có quan hệ sản xuất chặt chẽ trong một phạm vi không gian để tạo điều kiện hợp tác sản xuất thuận tiện, giảm chi phí vận chuyển và xây dựng.
7 Tận dụng các đường giao thông sẵn có và bố trí hợp lý sơ đồ vận chuyển trong nội bộ nhà máy - xưởng Bố trí các đường vận chuyển và đi lại thuận tiện, an toàn không gây cản trở quá trình sản xuất và vận chuyển Các đường vận chuyển phải ngắn nhất, không khác nhau, không ngược chiều nhau trên cùng một mặt phẳng.
8 Chú ý bố trí hệ thống cây xanh trong mặt bằng nhà máy - xưởng để cân bằng môi trường (làm mát, tăng vẻ đẹp, khử độc hại, chống xói mòn, chống ồn )
9 Bố trí các công trình bảo vệ nhà máy như hàng rào, tường, cổng hợp lý.Cổng ra vào cần phải bố trí cách xa phân xưởng, bộ phận sản xuất và kho nhiên liệu,bán thành phẩm, sản phẩm để tránh thất thoát
10 Chú ý khả năng sử dụng các công trình công cộng có sẵn lân cận (nhà ăn, câu lạc bộ, bệnh xá ) để giảm chi phí xây dựng và nâng cao hiệu suất sử dụng các công trình này.
* Trình tự thiết kế, quy hoạch
Thiết kế, quy hoạch tổng mặt bằng nhà máy - xưởng cơ khí thường được thực hiện theo thứ tự sau:
TÌM HIỂU VỀ THIẾT KẾ AN TOÀN XƯỞNG
Các quy tắc an toàn chung
- Nên đeo kính bảo hộ để bảo vệ mắt.
- Không mặc quần áo rộng, đeo trang sức gây cản trở khi vận hành máy móc.
- Không nên làm việc một mình trong nhà máy - xưởng, phải có ít nhất một người để hỗ trợ khi cần thiết.
- Đầu tóc phải gọn gàng, nếu tóc dài thì phải được cột lên, tránh vướng tóc vào máy móc và thiết bị.
- Không đi dép, giày hở mũi, giày vải mỏng và những loại giày không đảm bảo an toàn cho bàn chân khi làm việc trong nhà máy - xưởng Nên sử dụng những loại giày bảo hộ lao động chuyên dụng.
- Nên đeo tạp dề bảo hộ cơ khí chuyên dụng, có tác dụng chống nhiệt, chống tia lửa hàn, chống các phoi vật liệu bắn vào, bảo vệ vùng bụng, ngực và đùi.
- Luôn giữ tay và các bộ phận khác của cơ thể cách xa các bộ phận của máy móc, thiết bị đang làm việc và chi tiết gia công đang di chuyển ở một khoảng cách an toàn.
- Sử dụng các dụng cụ, thiết bị cầm tay đúng mục đích để đảm bảo an toàn.
- Khi phát hiện máy móc, thiết bị, dụng cụ cầm tay có dấu hiệu bị lỗi hoặc hư hỏng, phải báo cáo ngay cho kỹ thuật viên hoặc người có trách nhiệm.
- Tuân thủ tuyệt đối quy định về an toàn lao động của các nhà máy - xưởng cơ khí để hạn chế rủi ro và những trường hợp nguy hiểm.
Phòng tránh chấn thương tay
Chấn thương tay chiếm tới 80% trong các tất cả các chấn thương gặp phải trong nhà máy - xưởng cơ khí Các hoạt động trong sản xuất cơ khí hầu hết là thao tác bằng tay, chính vì thế bàn tay sẽ tiếp xúc với rất nhiều nguy hiểm.
Những dạng chấn thương tay thường gặp đó là: bị cắt, bầm tím, bỏng và thủng Nếu ta xử lý các vật sắc nhọn, vật liệu thô ráp, mảnh vụn và vật có nhiệt độ cao mà không có các biện pháp bảo vệ tay cần thiết thì tỷ lệ gặp chấn thương tay sẽ rất cao. Để phòng tránh các chấn thương ở tay, ta cần phải sử dụng các loại găng tay cơ khí chuyên dụng Theo tiêu chuẩn, găng tay bảo hộ cơ khí được phân theo hai cách:
1 Phân loại theo cấp độ chống cắt: Găng tay chống cắt theo cấp độ cho phép người sử dụng lựa chọn độ kháng cắt được phân loại dựa theo tiêu chuẩn ANSI(American National Standards Intitue) Tiêu chuẩn này được xây dựng dựa trên bốn tiêu chí: chống mài mòn, chống cắt, chống xé rách, chống đâm thủng Chỉ số bốn tiêu chí này càng cao thì găng tay có độ chống cắt tổng quát càng tốt.
Hình 11.1 Bảng cấp độ chống cắt của găng tay bảo hộ cơ khí
2 Phân loại theo cấu tạo: Găng tay chống cắt được cấu tạo từ nhiều chất liệu với độ chống cắt khác nhau Mỗi loại vật liệu sẽ có đặc tính riêng, tùy vào nhu cầu sử dụng, ta sẽ lựa chọn loại găng tay có đặc tính phù hợp với công việc Dưới đây là các loại găng tay được sử dụng phổ biến trong ngành cơ khí:
- Găng tay cấu tạo từ sợi Nylon: Có đặc tính bền và chịu mòn tốt.
+ Khả năng chống thấm nước cao.
+ Mức độ chống cắt: mức 3.
+ Gia tăng cảm giác khi cầm nắm và dễ dàng thao tác khi sử dụng.
Hình 11.2 Găng tay cấu tạo từ sợi Nylon
- Găng tay cấu tạo từ sợi Polyester: có đặc tính bền và chắc, độ kháng cắt và đâm thủng cao.
+ Khả năng chống thấm nước cao và nhanh khô.
+ Khả năng chống ăn mòn và chống hóa chất cao.
+ Mức độ chống cắt: mức 3.
Hình 11.3 Găng tay cấu tạo từ sợi Polyester
- Găng tay cấu tạo từ sợi Kevlar: Sợi Kevlar hay còn gọi là sợi Aramid tổng hợp, có khả năng chống cắt, chống đâm thủng cao.
+ Khả năng chịu được nhiệt độ cao.
+ Mức độ chống cắt: mức 3.
Hình 11.4 Găng tay cấu tạo từ sợi Kevlar
- Găng tay cấu tạo từ sợi Dyneema: Sợi Dyneema được cấu tạo từ Polyethylene có độ bền cao gấp 15 lần thép và bền gấp 40% so với các loại sợi Aramid khác trên cùng đơn vị trọng lượng.
+ Có khả năng chống nước, hóa chất và tia cực tím.
+ Mức độ chống cắt: mức 3 - 5.
Hình 11.5 Găng tay cấu tạo từ sợi Dyneema
- Găng tay cấu tạo từ mắt lưới kim loại: được tạo nên từ các vòng thép không gỉ đan vào nhau, giúp tăng khả năng chống cắt và chống đâm thủng.
+ Có độ bền cao nhờ làm từ thép không gỉ.
+ Mức độ chống cắt: mức 5.
Hình 11.6 Găng tay cấu tạo từ mắt lưới kim loại
Những quy tắc an toàn khi sử dụng máy tiện
- Tất cả phôi phải được cố định đúng cách trong mâm cặp của máy tiện hoặc phải được lắp vào trước khi quá trình gia công diễn ra.
- Sử dụng kẹp hoặc bàn kẹp có kích thước phù hợp cho phôi đang được gia công.
- Xoay mâm cặp hoặc tấm che mặt của máy tiện (Lathe Faceplate) để đảm bảo không có ràng buộc nguy hiểm và khi gia công sẽ không chạm vào bất kỳ bộ phận nào của máy.
- Kiểm tra để đảm bảo dụng cụ cắt sẽ không chạy vào mâm cặp của máy tiện.
- Trước khi khởi động máy tiện, đảm bảo trục chính phải được gắn vào tâm cốc (cup center), giá đỡ và dụng cụ phải được kẹp chắc chắn, và không gian xung quanh phải đủ lớn để thích hợp cho việc thao tác.
- Trước khi khởi động máy tiện đảm bảo rằng phôi có đường kính nhỏ không nhô ra quá xa mâm cặp mà không có sự kẹp chặt ở đuôi phôi.
- Khi gia công thô, không ép dụng cụ cắt vào chi tiết gia công hoặc cắt với bước tiến dao quá lớn.
- Không bao giờ để chìa khóa ở trong mâm cặp và không được buông tay khỏi chìa khóa cho đến khi nó đã được đưa ra khỏi máy tiện hoặc đang được cố định ở vị trí thích hợp.
- Chọn tốc độ quay trục chính cẩn thận, gia công phôi có đường kính lớn thì phải sử dụng tốc độ quay thấp.
- Phải sử dụng tốc độ quay và bước tiến dao chính xác cho từng loại vật liệu và dụng cụ cắt cụ thể Dừng máy trước khi thực hiện các điều chỉnh hoặc đo đạc.
- Không dùng tay lấy các mảnh phoi kim loại, gỗ mà cần phải sử dụng bàn chải hoặc các công cụ khác để loại bỏ phoi một cách an toàn.
- Không để dụng cụ hoặc các chi tiết thừa thãi trên máy tiện.
- Tất cả các dây đai và ròng rọc phải được bảo vệ Nếu quan sát thấy dây đai và ròng rọc bị mòn, máy tiện phải ngừng hoạt động để thay thế dây đai và ròng rọc mới.
- Dừng máy lại ngay lập tức nếu xảy ra tiếng ồn lạ hoặc rung động quá mức.
- Chỉ nên sử dụng dụng cụ cắt đã được mài sắt và ở tình trạng tốt Phải loại bỏ các dụng cụ cắt đã cùn, bị sứt mẻ hoặc hỏng hóc.
- Ngắt nguồn điện khỏi máy tiện khi tiến hành sửa chữa và bảo dưỡng.
Những quy tắc an toàn khi sử dụng máy phay
- Sử dụng các bộ phận bảo vệ của máy phay khi vận hành máy.
- Trong khi vận hành máy phay, trừ người vận hành, không được để bất kỳ ai khác chạm vào máy.
- Giữ tay tránh xa các dụng cụ cắt đang di chuyển.
- Không kiểm tra và đo đạc phôi khi máy phay còn đang hoạt động.
- Không để phoi tích tụ quá nhiều xung quanh chi tiết gia công hoặc bàn máy. Sau khi dừng máy, sử dụng bàn chải hoặc các công cụ khác để loại bỏ phoi xung quanh chi tiết và bàn máy.
- Sử dụng giẻ lau hoặc găng tay Kevlar để sử lý các dụng cụ sắc nhọn.
- Dụng cụ cắt phải được cố định chắc chắn vào trục chính của máy bằng phụ kiện phù hợp Không bao giờ cố gắng siết chặt các mũi cắt hoặc dụng cụ bằng tay.
- Các chi tiết gia công và phôi phải được cố định vào bàn máy bằng kẹp, bàn kẹp hoặc đồ gá đặc biệt.
- Sử dụng tốc độ và bước tiến dao thích hợp với loại máy, dụng cụ cắt và vật liệu được gia công.
- Đảm bảo làm sạch phoi, chi tiết còn bị kẹt trên dụng cụ cắt trước khi khởi động máy.
Những quy tắc an toàn khi sử dụng máy mài
- Kiểm tra các bánh mài trước khi sử dụng máy mài, không sử dụng các bánh mài bị sứt mẻ hoặc nứt.
- Đứng lệch sang một bên bánh mài khi khởi động máy.
- Trước khi khởi động máy mài, hãy đảm bảo rằng các tấm chắn bao quanh bên ngoài bánh mài đã được lắp đúng vị trí.
- Cảnh giác và thận trọng khi thao tác mài, tránh làm tổn thương các ngón tay.
- Khi mài, cần ép phôi vào bánh mài với áp suất từ nhẹ đến trung bình, tránh ép mạnh trực tiếp vào đá mài.
- Không sử dụng mặt bên của đá mài để tạo hình phôi.
- Đứng thẳng trước máy mài với hai chân hơi dang ra, tránh khom lưng hoặc dựa vào máy.
Những quy tắc an toàn khi sử dụng máy khoan
- Nắm rõ vị trí các công tắc khởi động và dừng máy, giữ cho bàn máy khoan không có dụng cụ và vật liệu khác.
- Chỉ sử dụng các mũi khoan, ổ cắm mũi khoan và mâm cặp đã được mài sắc và ở trạng thái tốt Loại bỏ các mũi khoan cùn, tang bị mòn và ổ cắm mũi khoan đã bị hư hỏng.
- Không dùng tay lấy các mảnh phoi kim loại, gỗ mà cần phải sử dụng bàn chải hoặc các công cụ khác để loại bỏ phoi một cách an toàn.
- Không tra dầu cho động cơ hoặc sửa chữa khi máy khoan còn đang chuyển động.
- Không cắm chìa khóa vào mâm cặp khi máy khoan đang hoạt động Để an toàn, chỉ cắm chìa khóa vào mâm cặp khi máy đã dừng hoặc đã tắt.
- Các dây đai và ròng rọc trong động cơ máy khoan phải được bảo vệ Cần phải thay thế dây đai và ròng rọc khi chúng đã bị mòn.
- Phôi phải được cố định chắc chắn trên kẹp hoặc bàn kẹp trước khi tiến hành gia công.
- Nếu phôi bị trượt trong quá trình vận hành, tuyệt đối không được cố gắng giữ phôi bằng tay Cần tắt nguồn máy và điều chỉnh lại việc gá đặt phôi.
- Sử dụng tốc độ quay và mũi khoan phù hợp với loại phôi được gia công.
- Mũi khoan phải được lắp hết chiều sâu của cán và phải đồng tâm với mâm cặp.
- Định vị bàn và điều chỉnh hành trình khoan để ngăn chặn khả năng mũi khoan va vào bàn.
- Đưa mũi khoan vào phôi với tốc độ đều và trôi chảy Nếu khoan lỗ sâu, hãy rút mũi khoan lên thường xuyên để loại bỏ phoi dính trên mũi khoan.
- Khi người vận hành đã hoàn thành công việc, cần phải tắt nguồn điện và đảm bảo máy khoan đã dừng hoạt động hoàn toàn.
- Khi người vận hành phát hiện tình trạng không an toàn trên máy khoan, phải báo cáo ngay cho kỹ thuật viên hoặc người có trách nhiệm.
Sơ cứu khi gặp tai nạn cơ khí
11.7.1 Những dụng cụ cần thiết
- Băng cá nhân, băng cứu hộ: Sử dụng để băng vết thương, giữ gân và cố định khớp.
- Gạc khô và bông gòn: Sử dụng để lau và làm sạch vết thương.
- Khẩu trang và găng tay y tế: Sử dụng để đảm bảo an toàn khi tiếp xúc với nạn nhân.
- Giẻ lau và nước muối sinh lý: Sử dụng để rửa và lau vết thương, ngăn ngừa nhiễm trùng.
- Oxy già (Hydro Proxide): Sử dụng để sát khuẩn, loại bỏ bụi bẩn, làm sạch vết thương và cầm máu
- Thuốc đỏ (Povidine): Sử dụng để sát khuẩn, chống lở loét và làm khô vết thương
- Các loại thuốc kháng sinh và giảm đau: Sử dụng để kiểm soát nhiễm trùng và giảm đau cho nạn nhân.
11.7.2 Quy trình thực hiện sơ cấp cứu khi gặp tai nạn
1 Đánh giá tình trạng của nạn nhân: Kiểm tra tình trạng của nạn nhân và kiểm tra các dấu hiệu sống Nếu nạn nhân không thở hoặc không có nhịp tim, người cấp cứu cần bắt đầu thực hiện hồi sức tim phổi (CPR) ngay lập tức.
2 Gọi cấp cứu: Nếu tình trạng của nạn nhân nghiêm trọng, người cấp cứu cần gọi điện cho cơ quan cứu hộ hoặc 115 để yêu cầu cứu trợ chuyên nghiệp.
3 Điều trị vết thương: Kiểm tra vết thương của nạn nhân, đảm bảo vết thương không chảy máu quá nhiều Sử dụng băng cá nhân để băng vết thương và giữ gân, cố định các khớp và đảm bảo nạn nhân không di chuyển.
4 Điều trị sốc: Nếu nạn nhân bị sốc, người cấp cứu cần nâng cao chân của nạn nhân để giúp cung cấp lưu lượng máu đến não và các cơ quan khác.
5 Điều trị phù hợp: Người cấp cứu cần cung cấp cho nạn nhân các loại thuốc kháng sinh hoặc thuốc giảm đau để kiểm soát nhiễm trùng và giảm đau cho nạn nhân.
6 Vận chuyển nạn nhân đến bệnh viện: Nếu tình trạng của nạn nhân nghiêm trọng, người cấp cứu cần chuyển nạn nhân đến bệnh viện sớm nhất có thể để được chăm sóc bởi các chuyên gia y tế.
7 Ghi chép và theo dõi: Người cấp cứu cần ghi chép lại toàn bộ quá trình sơ cấp cứu của nạn nhân và theo dõi tình trạng của nạn nhân cho đến khi được chuyển đến bệnh viện.
11.7.3 Thao tác sơ cấp cứu khi gặp tai nạn lao động
Hình 11.7 Thao tác sơ cấp cứu khi gặp tai nạn lao động.