CHƯƠNG 7 PPQTCN trong ché tao may

Chương PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 7.1 Ý nghĩa việc thiết kế qui trình công nghệ Thiết kế qui trình công nghệ gia công chi tiết nội dung chuẩn bị sản xuất Mỗi sản phẩm có nhiều phương án công nghệ, vấn đề làm tìm qui trình công nghệ có hiệu kinh tế cao Qui trình công nghệ thiết kế nhằm mục đích hướng dẫn công nghệ, lập tiêu kinh tế – kỹ thuật, kế hoạch sản xuất điều hành sản xuất Thiết kế quy trình công nghệ gia công lập nên văn kiện, tài liệu để phục vụ hướng dẫn cho việc gia công chi tiết máy, bao gồm việc thiết kế trang bị cần thiết Mục đích nhằm hướng dẫn công nghệ, lập tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất điều hành sản xuất Mức độ phức tạp qui trình công nghệ phụ thuộc vào dạng sản xuất Trong sản xuất loạt nhỏ, đơn quy trình công nghệ bao gồm trình tự nguyên công với số thông số cần thiết rõ máy, dao, thời gian gia công, bậc thợ Còn sản xuất loạt lớn, hàng khối quy trình quy mô, tỷ mỷ, bao gồm nhiều tài liệu khác Để quy trình công nghệ thiết kế tốt phải có điều kiện sau: - Phải đảm bảo chất lượng sản phẩm - Phương pháp gia công phải kinh tế - áp dụng thành tựu khoa học kỹ thuật - Phải thích hợp với điều kiện cụ thể nhà máy, khả lực lượng cán bộ, công nhân, thiết bị - Phải tranh thủ sử dụng sáng kiến kinh nghiệm hợp lý hóa sản xuất - Ứng dụng hình thức tổ chức sản xuất tiên tiến Có hai trường hợp lập quy trình công nghệ, thiết kế nhà máy mới, hai điều kiện nhà máy hoạt động Lập quy trình công nghệ theo đồ án dùng thiết kế nhà máy mới, phân xưởng Lúc đầu ta thiết kế quy trình công nghệ theo tài liệu ban đầu vật phẩm chế tạo nhà máy cho Sau tính phụ tải máy, đồng thời sở quy trình thiết kế ta phải định trước việc phân nhóm loạt thiết bị theo phân xưởng riêng bố trí chúng Trường hợp này, điều kiện để 131 lựa chọn trang thiết bị rộng rãi hơn, quy trình công nghệ phải linh hoạt để sửa đổi theo yêu cầu Lập quy trình công nghệ theo điều kiện sản xuất tồn dùng phân xưởng, nhà máy có phải chế tạo sản phẩm Khi lập quy trình công nghệ theo cách quy trình công nghệ chịu hạn chế chặt chẽ thiết bị, diện tích, tải trọng máy, kế hoạch sản xuất lại thừa kế kinh nghiệm sản xuất 7.2 Các tài liệu cần thiết để thiết kế qui trình công nghệ Để thiết kế qui trình công nghệ cần có tài liệu sau: - Bản vẽ thiết kế chi tiết với đầy đủ nội dung : + Mặt cắt, hình chiếu diễn tả rõ ràng + Ghi đầy đủ kích thước, dung sai điều kiện kỹ thuật khác + Ghi rõ chỗ cần gia công đặc biệt (ví dụ: gia công lắp) + Ghi rõ vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, độ cứng yêu cầu - Các tài liệu điều kiện gia công, khả công nghệ nhà máy hay phân xưởng như: số chủng loại máy, khả gia công máy, thiết bị; trình độ tay nghề công nhân… - Các sổ tay tra cứu như: sổ tay thiết kế khí, sổ tay công nghệ chế tạo máy… - Tài liệu khả công nghệ đơn vị cần hợp tác cần - Hình vẽ phận sản phẩm có chi tiết gia công - Những tài liệu thiết bị: thuyết minh máy, tiêu chuẩn dao, đồ gá Ngoài ra, cần có tài liệu, sổ tay khác như: tiêu chuẩn xác định lượng dư, dung sai, vật liệu, sổ tay đồ gá, tiêu chuẩn chế độ cắt, định mức kinh tế - kỹ thuật 7.3 Trình tự thiết kế qui trình công nghệ - Tìm hiểu tính sử dụng, điều kiện làm việc chi tiết hay sản phẩm; kiểm tra lại tính công nghệ nó; tính ổn định sản phẩm nhu cầu xã hội - Xác định qui mô điều kiện sản xuất - Phân loại chi tiết, đặt vào nhóm - Xác định dạng sản xuất 132 - Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi - Xác định thứ tự nguyên công, cách gá đặt chi tiết, lập sơ đồ nguyên công - Chọn phôi phương pháp chế tạo phôi - Xác định chuẩn chọn cách định vị, kẹp chặt cho nguyên công - Lập thứ tự nguyên công - Chọn máy cho nguyên công - Xác định lượng dư dung sai cho nguyên công, vào xác định kích thước cần thiết phôi - Xác định dụng cụ cắt dụng cụ kiểm tra; chế tạo dụng cụ cần thiết - Xác định thông số công nghệ (chế độ cắt, bôi trơn…) - Xác định đồ gá, thiết kế đồ gá cần thiết - Xác định bậc thợ - Định mức thời gian, suất so sánh phương án công nghệ 7.4 Một số bưóc thiết kế qui trình công nghệ 7.4.1 Xác định tính công nghệ kết cấu chi tiết máy Khái niệm chung Tính công nghệ kết cấu chi tiết máy tính chất quan trọng sản phẩm chi tiết khí nhằm đảm bảo lượng tiêu hao kim loại nhất, khối lượng gia công lắp ráp nhất, giá thành chế tạo điều kiện qui mô sản xuất định Cơ sở xác định tính công nghệ chung - Tính công nghệ kết cấu khí phụ thuộc nhiều vào qui mô sản xuất, tính chất hàng loạt sản phẩm Vì quy mô sản xuất tính hàng loạt định nhiều mức độ hợp lý việc sử dụng phương pháp công nghệ hay phương pháp công nghệ khác việc chế tạo sản phẩm Việc ứng dụng vào thực tế phương hướng công nghệ đòi hỏi phải tiến hành hàng loạt công việc chi phí để trang bị máy móc, đồ gá, dụng cụ Do đó, thiết kế phải lưu ý đến tính công nghệ kết cấu - Tính công nghệ kết cấu phải nghiên cứu đồng với kết cấu tổng thể sản phẩm, không tách riêng phần tử kết cấu, sở đảm bảo chức điều kiện làm việc Nếu tách riêng chi tiết 133 riêng lẻ để nghiên cứu tính công nghệ dẫn đến thay đổi nhiều, có xét toàn sản phẩm tính công nghệ kết cấu lại - Tính công nghệ kết cấu khí phải trọng triệt để giai đoạn trình chế tạo sản phẩm khí Vì trình sản xuất mặt hàng phức tạp nên phải xem xét bước kết cấu để tìm cách giải hợp lý vấn đề nhằm đưa lại hiệu kinh tế lớn - Tính công nghệ kết cấu khí phải nghiên cứu điều kiện sản xuất cụ thể Những điểm nói lên tính tương đối tính công nghệ kết cấu gia công lắp ráp Một kết cấu có tính công nghệ cao xí nghiệp chưa cao xí nghiệp khác Để đánh giá tính công nghệ cao hay thấp tiêu bao trùm dùng trường hợp giá thành chế tạo sản phẩm Trong thực tế, thường dùng hai tiêu khối lượng lao động khối lượng vật liệu tiêu tốn để chế tạo sản phẩm Chỉ tiêu đánh giá tính công nghệ Đối với trình gia công cắt gọt, tính công nghệ kết cấu chi tiết máy xét sở yêu cầu cụ thể sau: - Trọng lượng kết cấu nhỏ để vừa đảm bảo hao tốn vật liệu vừa tăng hiệu suất sử dụng máy móc, thiết bị sau - Giảm lượng vật liệu cắt gọt cách thiết kế phôi bề mặt gia công hợp lý, xác định xác lượng dư gia công, giới hạn khối lượng cắt gọt bề mặt quan trọng - Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế (tách chi tiết phức tạp thành chi tiết đơn giản, dễ gia công, gá nhiều chi tiết gia công) - Giảm quãng đường chạy dao cách chọn chế độ cắt hợp lý - Sử dụng vật liệu thống nhất, tiêu chuẩn, dễ kiếm rẻ - Quy định kích thước, dung sai, độ nhám bề mặt hợp lý - Sử dụng chi tiết máy bề mặt chi tiết máy thống nhất, tiêu chuẩn - Kết cấu hợp lý để gia công khí, lắp ráp thuận tiện - Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ tiêu chuẩn, thống - Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không bị va đập cắt - Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn 134 - Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết gia công - Phân biệt rõ ràng bề mặt gia công bề mặt không gia công Cơ sở xác định tính công nghệ gia công - Giảm lượng vật liệu cắt gọt cách thiết kế phôi bề mặt gia công hợp lý, xác định xác lượng dư gia công, giới hạn khối lượng cắt gọt bề mặt quan trọng - Giảm quãng đường chạy dao cắt - Đơn giản hóa kết cấu, đảm bảo gia công kinh tế - Tạo điều kiện sử dụng dụng cụ thống nhất, tiêu chuẩn - Đảm bảo dụng cụ cắt làm việc thuận tiện, không va đập cắt - Đảm bảo chi tiết đủ cứng vững, tạo điều kiện cắt gọt với chế độ cắt lớn - Góp phần giảm phí tổn điều chỉnh thiết bị, trang bị công nghệ, giảm số lần gá đặt chi tiết gia công - Phân biệt rõ bề mặt gia công bề mặt không gia công bề mặt ứng với nguyên công khác - Chú ý đặc tính riêng kết cấu chi tiết sản phẩm trường hợp áp dụng phương pháp gia công đặc biệt trang thiết bị công nghệ chuyên dùng Ví dụ phân tích tính công nghệ số chi tiết - Đảm bảo độ cứng vững cần thiết gia công (H.7.1) A A-A A-A A a/ b/ Hình 7.1 Đảm bảo độ cứng vững cần thiết gia công Hình 7.1, a, chi tiết không đủ cứng vững Khi gia công tác dụng lực kẹp, lực cắt làm biến dạng phát sinh sai số gia công Hình 7.1, b, chi 135 tiết nhờ thêm gân chịu lực nên độ cứng vững tăng, đảm bảo ổn định gia công - Đảm bảo kết cấu đơn giản, dễ chế tạo (H.7.2) a/ b/ a/ b/ Hình 7.2 Chi tiết có kết cấu đơn giản, dễ chế tạo Cùng chi tiết có hình dạng, kích thước công dụng gia công nguyên khối khó gia công (Các chi tiết a) Nếu tách chi tiết gia công thành phần riêng để gia công, sau ghép lại dễ gia công (Các chi tiết b) - Tiết kiệm vật liệu chế tạo (H.7.3) a/ b/ Hình 7.3 Chi tiết tiết kiệm vật liệu chế tạo Chi tiết a (H.7.3) muốn gia công phải dùng phôi có kích thước lớn (đường chấm bên ngoài) Việc vừa tốn nhiều vật liệu vừa nhiều thời gian gia công, mòn dao cắt…Nếu tách chi tiết thành phần hình 7.3, b phải dùng đoạn phôi kích thước hợp lý; giảm lượng vật liệu tiêu hao, thời gian cắt gọt - Tạo điều kiện nâng cao suất lao động (H.7.4) 136 a/ b/ c/ Hình 7.4 Chi tiết tạo điều kiện nâng cao suất Chi tiết a (H.7.4) gia công phải thực chi tiết (bánh răng) một, nhiều thời gian, suất không cao Chi tiết b ghép chi tiết lần gia công, suất cao chi tiết c Với hình dạng hợp lý chi tiết c, ghép nhiều chi tiết hành trình máy cắt cho phép suất nâng cao nhiều lần - Kết cấu phân biệt rõ bề mặt gia công bề mặt không gia công A B a/ b/ Hình 7.5 Kết cấu phân biệt rõ bề mặt gia công bề mặt không gia công A Bề mặt gia công; B Bề mặt không gia công Để tạo điều kiện gia công dễ dàng, bề mặt gia công (A) không gia công (B) cần phải phân biệt rõ ràng hay nói cách khác phải có khoảng cách đủ lớn Trên hình 7.5, a bề mặt gia công không gia công khoảng cách có 0.5; hình 7.5, b khoảng cách - Kết cấu phân biệt rõ bề mặt gia công nguyên công khác D=H D N G chọn phương án B G B < GA Và để hạ giá thành phải giảm thời gian t0 thời gian phụ Biện pháp: * Giảm thời gian t0 : 146 - Nâng cao độ xác phôi để giảm thời gian cắt gọt; xử lý nhiệt để cải thiện điều kiện cắt gọt - Cắt với nhiều dao đồng thời để giảm hành trình chạy dao; xác định lượng ăn tới lượng vượt hợp lý G GA G1B GA = GB O G2A GB G2B G1AB - Cắt gọt với chế độ cắt lớn (tmax, smax đảm bảo độ bóng bề mặt gia công, tăng vận tốc cắt v đảm bảo tuổi bền kinh tế dụng cụ cắt, đảm bảo chất lượng gia công theo yêu cầu…) NG N Hình 7.11 Đồ thị quan hệ sản lượng (N) giá thành (G) - Gia công nhiều bề mặt dụng cụ cắt định hình nhiều dụng cụ cắt đồng thời máy tự động nhiều trục * Giảm thời gian phụ tp: - Giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công cách dùng đồ gá kẹp nhanh… - Làm cho thời gian phụ trùng với thời gian cách dùng đồ gá quay gá đặt nhiều phôi; giảm hành trình chạy không cách thực trình cắt khứ hồi; kiểm tra tự động, cấp phôi tự động… - Giảm thời gian thay đổi điều chỉnh dụng cụ cắt cách dùng dụng cụ cắt tổ hợp, dụng cụ chuyên dùng… - Bố trí chỗ làm việc khoa học để loại bỏ thao tác thừa 147 [...]... Giá thành không phụ thuộc sản lượng N (G1); - Giá thành phụ thuộc sản lượng N (G2); G = G1 + (G2/N) (7. 17) Trong đó: G1 = KV + (α + β) ttc KL ( đồng / chiếc) (7. 18) G2/N = (KM + KD + KG )/N (đồng / chiếc) (7. 19) (Ghi chú như phần trên) - Sản lượng giới hạn NG (H .7. 11): NG = G2 A − G2 B G1B − G1 A (7. 20) GA, GB là giá thành 2 phương án công nghệ theo qui luật tuyến tính với sản lượng N 0 là điểm 2... TP T0t Tpm Tpvkt Tpmt Tpvtc Tpt Trong sơ đồ trên: - Thời gian thực hiện nguyên công: tA = t N + t V (7. 4) - Thời gian định mức cho nguyên công: tN = nL ttc+ tck ; (7. 5) Trong đó: nL - số chi tiết gia công trong một loạt (chiếc / loạt); ttc - thời gian từng chiếc tck - thời gian chuẩn bị và kết thúc nguyên công; - Thời gian vô ích ứng với nguyên công: tV = tV1 + tV2 (7. 6) 143 Với: tV1 – thời gian vô... Thời gian từng chiếc của nguyên công: ttc = tnc + tpv + ttn (7. 7) - Thời gian nguyên công: tnc = t0 + tp (7. 8) Với: t0 – Thời gian cơ bản trực tiếp cắt gọt kim loại; tp – thời gian phụ (gá đặt chi tiết; điều chỉnh, …) - Thời gian phục vụ kỹ thuật và tổ chức ứng với mỗi nguyên công (lau máy, dọn phoi…): tpv = tpvkt + tpvtc = tnc (a/100) (7. 9) Với: a - theo gía trị %; tpvkt - thời gian phục vụ có tính... công nhân được xác định: R= Tn k Tc (7. 12) Tn – tổng giờ người cần thiết cho cả sản lượng (giờ / năm); k – hệ số xét đến khả năng vượt định mức, tăng năng suất; k = 0.9 ÷ 0.95 Tc – vốn thời gian làm việc thực tế của một công nhân theo chế độ 1 ca 1 ngày (khoảng 2000 giờ / năm) Cũng có thể tính số công nhân theo theo số máy sử dụng của nguyên công: R = R0 M (7. 13) Trong đó: R0 – số lượng công nhân cần... chi phí về dụng cụ; KG – chi phí về trang bị công nghệ - Năng suất lao động Q: 145 (7. 14) Q= 60.Tc M 0 (chi tiết/ca) t tc (7. 15) Với: Tc – thời gian một ca sản xuất (giờ / ca) Ttc – thời gian từng chiếc (phút / chiếc) M0 – số máy một công nhân phụ trách vận hành; - Giá thành gia công G: G = Ksx / N (đồng / chiếc); (7. 16) Với: Ksx – chi phí sản xuất; N – sản lượng hàng năm Giá thành chia thành hai loại:... cho nhu cầu tự nhiên của sức lao động (nghỉ giải lao; vệ sinh cá nhân…): ttn = (tnc + tpv) (b/100) (7. 10) Với b theo giá trị % - Hai phương pháp để xác định thời gian gia công: bấm giờ và dựa vào tiêu chuẩn định mức 5 Xác định số lượng máy và công nhân Số lượng máy được xác định: M = Tm k TM m (7. 11) Trong đó: Tm – tổng giờ máy cần thiết để gia công hết sản lượng chi tiết; k – hệ số xét đến khả năng... Tkt = KD 1− y y KM + KL ( ph ) (7. 2) y – số mũ của tuổi bền; KD – chi phí về dụng cụ; KM – chi phí về máy; KL – chi phí về lương * Trình tự xác định các thông số công nghệ: - Xác định chiều sâu cắt t lớn nhất căn cứ vào lượng dư gia công (Z), độ cứng vật liệu gia công, thông số hình học của dụng cụ cắt, công suất máy… và xác định số lần cắt cần thiết (i) i = Z / tmax (7. 3) - Xác định lượng chạy dao... - Xác định lượng chạy dao lớn nhất Smax từ đó xác định lượng chạy dao thực theo máy đã chọn (Smay) căn cứ vào: độ chính xác, độ bóng bề mặt, độ cứng vững, sức bền thân dao… - Xác định theo tiêu chuẩn tuổi bền kinh tế (Tkt) của dụng cụ cắt - Xác định vị trí cắt kinh tế (vkt) theo các thông số đã biết tmax; Smay; Tkt 142 - Xác định số vòng quay của máy n kt theo vkt rồi so sánh với số vòng quay của máy... nhiều máy của một công nhân M – số máy sử dụng trong nguyên công 5 So sánh các phương án công nghệ So sánh các phương án công nghệ thực chất là phân tích, đánh giá các phương án công nghệ về hiệu quả kinh tế - kỹ thuật để chọn phương án tối ưu theo điều kiện sản xuất cụ thể - Chi phí sản xuất được xác định: Ksx = KV + KL (α + β) + KM + KD + KG (đồng / năm) Trong đó: KV – chi phí về vật liệu; KL – chi... kỹ thuật và kinh tế cao Phôi được gá đặt với trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ hợp từ các bộ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng Nội dung chi tiết được giới thiệu trong chương 6 3 Xác định các thông số công nghệ - Các thông số cơ bản là: vận tốc cắt, số vòng quay, lượng chạy dao, chiều sâu cắt, số lần cắt… - Việc chọn các thông số trên phụ thuộc vào: + Phương pháp