Nghiên cứu thiết kế bộ đồ gá tổng hợp linh hoạt bằng phần mềm solidwork để hàn lắp vỏ xe minibus 8 chỗ ngồi và xây dựng quy trình hàn vỏ xecho dây chuyền hàn có công suất 1000 xe năm

Điều này đặt ra cho mỗi quốc gia một mặt phải đẩy mạnh việc nghiên cứu, ứng dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật phát triển của công nghiệp chế tạo cũng như lắp ráp ôtô ở ngay chính qu

Hà Nội – 2005

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƯ QUỐC THỊNH

Hà Nội – 2005

Luận văn cao học

Lê Chính

Mục lục

Mở đầu 2

Chương 1: Tổng quan 5

1.1 Tổng quan về nền công nghiệp ôtô Việt Nam 5

1.2 Tổng quan về công nghệ hàn và dây chuyền hàn vỏ ôtô 6

1.3 Nhiệm vụ của đề tài 14

1.4 Phương pháp nghiên cứu 15

1.5 Kết luận chương 1 15

Chương 2: Xây dựng dây chuyền hàn vỏ xe minibus 8 chỗ 15

2.1 Đặc điểm, yêu cầu của dây chuyền hàn vỏ xe mini buýt 8chỗ 15

2.2 Sơ đồ tổng thể của dây chuyền hàn vỏ xe 21

2.3 Kết luận chương 2 23

Chương 3: Thiết kế các cụm chính của đồ gá trượt 24

3.1 Thiết kế cụm bệ đồ gá 24

3.2 Thiết kế giá đồ gá 31

3.3 Thiết kế cơ cấu dẫn hướng 37

3.4 Thiết kế các loại khóa kẹp và chốt định vị 42

3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển 66

3.6 Thiết kế các hệ thống phụ trợ khác 83

3.7 Kết luận chương 3 93

Chương 4: Tính toán hệ thống dẫn động thuỷ lực 94

4.1 Tính toán cụm xi lanh công tác dùng để di chuyển giá đồ gá 95

4.2 Tính toán cụm xy lanh công tác dùng để nâng hạ vỏ xe 101

4.3 Tính bơm công tác dùng trong hệ thống 103

4.4 Kết luận chương 4 108

Chương 5: Quy trình hàn trên bộ đồ gá tổng hợp 109

5.1 Trang bị nhà xưởng và các bước chuẩn bị 109

5.2 Quy trình hàn trên bộ đồ gá tổng hợp 111

5.3 Một số đặc điểm khi vận hành 117

5.4 Đánh giá sơ bộ kinh tế 118

5.5 Kết luận chương 5 120

Kết luận 120

Tài liệu tham khảo 123

Luận văn cao học

Lê Chính

MỞ ĐẦU

Nền công nghiệp ôtô của các nước tiên tiến trên thế giới luôn là một trong những ngành công nghiệp mũi nhọn, phương tiện ôtô đang ngày càng đặc trưng cho sự phát triển của nền công nghiệp Điều này đặt ra cho mỗi quốc gia một mặt phải đẩy mạnh việc nghiên cứu, ứng dụng những thành tựu khoa học kĩ thuật phát triển của công nghiệp chế tạo cũng như lắp ráp ôtô ở ngay chính quốc gia của mình, mặt khác tiếp thu những thành tựu của các nước công nghiệp ôtô phát triển để vận dụng cho chính quốc gia của mình là những việc cần được tiến hành nhanh chóng

Ngành công nghiệp ô tô Việt Nam đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa Trong một vài năm gần đây Nhà nước có chủ trương phát triển ngành công nghiệp ôtô trong nước Theo lộ trình nội địa hóa của Chính phủ thì tỷ lệ nội địa hoá phải đạt 40% vào năm 2005 và 60% vào năm 2010

Để làm được điều này thì yêu cầu các nhà máy chế tạo lắp ráp ô tô cần phải quan tâm việc nội địa hóa các chi tiết, cụm chi tiết trong ô tô Một trong những biện pháp hiệu quả là sản xuất vỏ xe trong nước theo các công nghệ dập và hàn vỏ xe tiên tiến trên thế giới

Từ những yêu cầu trên em đã lựa chọn đề tài là: "Nghiên cứu thiết kế

bộ gá tổng hợp linh hoạt bằng phần mềm Solidworks để hàn lắp vỏ ô tô minibus 8 chỗ ngồi và xây dựng quy trình hàn vỏ xe cho dây chuyền hàn

có công suất 1000xe/năm" Đây chính là một trong những nội dung quan

trọng của dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nước KC.05.DA.13 do Trung tâm phát triển công nghệ ôtô - Hội kỹ sư ôtô Việt Nam chủ trì Hiện nay tất cả các nhà máy sản xuất và lắp ráp ôtô tại Việt Nam đã có dây chuyền hàn vỏ xe, thông thường các bộ đồ gá tổng hợp được nhập từ chính hãng nên giá thành khá cao Mặt khác các bộ đồ gá thường chỉ được thiết kế cho từng loại xe cụ

Luận văn cao học

Lê Chính

thể Trong điều kiện kinh tế còn hạn hẹp cũng như yêu của dự án là phải thiết

kế được một bộ đồ gá đa năng, một mặt vẫn đảm bảo được các yêu cầu của một bộ đồ gá tổng hợp hàn lắp vỏ xe minibus, mặt khác phải có kết cấu đơn giản, có thể chế tạo tại Việt Nam, dễ dàng thay thế và sửa chữa cũng như phải đảm bảo được yêu cầu quan trọng là có khả năng sử dụng hàn lắp một số chủng loại ôtô có hình dáng, kích thước tương tự như: CityVan, Pickup loại

ca bin đơn, ca bin kép

Trong thời gian sáu tháng làm việc, nghiên cứu thực tế ở một số liên doanh, và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS Dư Quốc Thịnh và các thầy giáo trong Bộ môn Ôtô Trường ĐHBK Hà Nội, về cơ bản em đã thiết kế được một bộ đồ gá tổng hợp để lắp ráp vỏ ôtô bao gồm các bộ phận như sàn, giá đỡ, cơ cấu định vị và kẹp chặt, hệ thống điều khiển và một số bộ phận phụ để có thể hàn một số loại xe như: Minibus, CityVan, Pickup có kích thước tổng thể gần tương tự nhau

Về mặt nội dung, những phương án thiết kế đưa ra trong luận văn tương đối phù hợp với điều kiện của Việt Nam Bộ đồ gá có thể giúp cho qui trình hàn lắp ráp vỏ xe được thực hiện thuận tiện, công nghệ chế tạo không quá phức tạp, giá thành chế tạo cũng như sửa chữa, thay thế rẻ, có thể tận dụng cũng được các thiết bị trong nước hiện có

Tuy nhiên đây là một mảng nội dung còn khá mới mẻ, tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế, bên cạnh đó khả năng quan sát cũng như trình độ và kiến thức còn hạn chế, do vậy luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong sự đóng ý kiến của các thầy giáo để luận văn có thể hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, tháng 11 năm 2005

Luận văn cao học

Lê Chính

Học viên thực hiện

Lê Chính

Luận văn cao học

Lê Chính

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nền công nghiệp ôtô Việt Nam

1.1.1 Các chủ chương chính sách của Chính phủ

Để phát triển nền công nghiệp ôtô Việt Nam, thời gian qua Chính phủ đã

có những chính sách, giải pháp nhằm phát huy tối đa năng lực của các doanh nghiệp thuộc mọi thành phần kinh tế trong cả nước tham gia vào sản xuất ôtô, tạo thành mạng lưới các nhà sản xuất, lắp ráp ôtô, đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước

Để đẩy nhanh tốc độ phát triển của nền công nghiệp ôtô, đồng thời tạo động lực cho các ngành công nghiệp hỗ trợ khác trong nước, Chính phủ mà đại diện là Bộ Công nghiệp đã có những định hướng phát triển cụ thể trong giai đoạn từ nay đến 2010 như:

- Tập trung sản xuất các loại ôtô thông dụng và ôtô chuyên dùng hiện đại đang có nhu cầu lớn trong nước

- Ưu tiên đầu tư vào lĩnh vực sản xuất phụ tùng ôtô, khuyến khích phát triển các ngành công nghiệp hỗ trợ nhằm phục vụ hiệu quả nhu cầu trong nước và xuất khẩu phụ tùng ôtô ra nước ngoài

- Các dự án sản xuất động cơ ôtô thuộc chương trình cơ khía trọng điểm

sẽ được giao cho các doanh nghiệp nhà nước để đảm bảo tập trung nguồn lực, tránh phân tán, tạo thuận lợi khả năng cung cấp cho thị trường

- Kết hợp phương thức sản xuất lắp ráp ban đầu với việc từng bước nâng cao khả năng chế tạo trong công nghiệp ôtô Việt Nam Khuyến khích tăng tỷ

lệ nội địa hóa trong công nghiệp phụ tùng ôtô Từng giai đoạn Nhà nước sẽ công bố các hạng mục sản phẩm ưu tiên làm cơ sở cho các doanh nghiệp tập trung vào sản xuất phụ tùng và áp dụng công nghệ mới

Luận văn cao học

Lê Chính

- Trước mắt không phát triển thêm các doanh nghiệp sản xuất ôtô cao cấp Các doanh nghiệp trong nước sản xuất và lắp ráp ôtô (kể cả các cơ sở đang thực hiện lắp ráp ôtô từ satxi nhập khẩu) khi xây dựng các dự án đầu tư mới, đầu tư chiều sâu đều phải thực hiện đầy đủ nguyên tắc lựa chọn các dự

án đầu tư đã được xác lập trong Quy hoạch phát triển công nghiệp ôtô 2005, tầm nhìn 2020

- Coi trọng đầu tư vào khâu tư vấn thiết kế và chuyển giao công nghệ trong công nghiệp ôtô nhằm nâng cao năng lực cho ngành, đẩy mạnh công tác xúc tiến thương mại để hỗ trợ và khuyến khích các doanh nghiệp xuất khẩu phụ tùng ôtô Tham gia có hiệu quả chương trình hợp tác công nghiệp ASIAN (AICO) vừa định hướng vừa là mục tiêu quan trọng trong giai đoạn tới của ngành công nghiệp ôtô Việt Nam

1.1.2 Tình hình sản xuất tại các nhà máy ôtô của Việt Nam

+ Các doanh nghiệp nhà nước gồm (các đầu mối lớn):

- Tổng Công ty công nghiệp ôtô Việt Nam (Vinamotor): Tập trung lắp ráp, sản xuất xe khách, xe tải cỡ trung và cỡ nhỏ, xe con, động cơ, hộp số, cụm truyền động

- Tổng Công ty Máy động lực và Máy nông nghiệp (VEAM): Tập trung lắp ráp, sản xuất xe khách, xe tải cỡ trung và cỡ nhỏ, xe con, động cơ, hộp số, cụm truyền động

- Công ty cơ khí ôtô thuộc tổng công ty than Việt Nam (Vina coal): Tập trung lắp giáp và sản xuất các loại xe tải cỡ trung và nặng, xe chuyên dụng và các thiết bị công tác kèm theo

- Tổng Công ty cơ khí ôtô Sài gòn (SAMCO): Tập trung lắp ráp, sản xuất xe khách, xe chuyên dùng và một số phụ tùng ôtô

+ Các liên doanh ôtô với nước ngoài:

Luận văn cao học

Lê Chính

Hiện trong nước có 11 liên doanh lắp ráp ôtô của các nước Nhật, Hàn quốc, Mỹ, Đức tập trung lắp ráp xe thế hệ mới, cao cấp với mức tiêu thụ khá nhanh

+ Các công ty tư doanh như :

- Công ty TNHH ô tô Chiến Thắng có kế hoạch xây dựng hoàn chỉnh dây chuyền dập vỏ cabin và một số thiết bị công nghệ

- Xí nghiệp tư doanh Xuân Kiên đã xây dựng đây chuyền dập vỏ xe với

hệ thống 12 máy dập và bắt đầu nghiên cứu phát triển bộ phận làm khuôn dập voe ôtô Đắc biệt dây chuyền sơn được thiết kế có cả hệ thống sơn ED

- Công ty ô tô Trường Hải đang tập trung sản xuất và lắp ráp dòng xe tải nhẹ có xuất xứ từ hãng KIA Hàn Quốc Đây là một trong các nhà máy có nhiều năng lực cạnh tranh tại Việt Nam do đầu tư khá hoàn chỉnh

1.2 Tổng quan về công nghệ hàn và dây chuyền hàn vỏ ôtô

1.2.1 Tổng quan về công nghệ hàn

• Ngày nay trên thế giới nền công nghiệp ôtô đã phát triển mạnh mẽ, các dạng sản xuất thủ công được thay thế bằng máy móc, thay thế bằng các dây chuyền và được tổ chức thành các dây chuyền bán tự động, tự động để hàn và lắp rắp vỏ ôtô, dùng các rô bốt đã được lập trình để tự động lắp ráp, hàn Do

đó thời gian, chất lượng hàn đã được cải thiện rõ ràng

• Tuỳ vào các loại xe mà kết cấu và số lượng các mảng khác nhau Để lắp thành vỏ xe thì từ các mảng đơn ta hàn lại với nhau thành các mảng cơ bản, thường thì vỏ ôtô gồm có 6 mảng cơ bản đó là mảng sàn (mảng đáy), mảng sườn trái, mảng sườn phải, mảng phía trước, mảng phía sau và mảng trần

• Phương pháp để hàn các mảng với nhau người ta dùng phương pháp hàn điện tiếp xúc dạng hàn điểm nóng chảy, tuỳ thuộc vào kết cấu của từng mảng

Luận văn cao học

• Việc xây dựng các nhà máy sản xuất ôtô mang thương hiệu Việt Nam là công việc phải làm và cần tăng cường đầu tư vào để thúc đẩy quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hoá nền công nghiệp ôtô phát triển Tuy hầu hết các linh kiện để lắp ráp ôtô chúng ta đều nhập từ nước ngoài vào nhưng chúng ta

đã sản xuất được một số linh kiện đơn giản rồi đến phức tạp hơn để tiến hành nội địa hoá, đưa ra được ôtô mang thương hiệu Việt Nam Trong thời không

xa chúng ta có khả năng chế tạo được hầu hết các linh kiện và tiến hành lắp ráp thành một chiếc ôtô do Việt Nam chế tạo hoàn toàn

 Qui trình hàn vỏ ôtô cần quan tâm đến một số điểm sau

• Cách ghép chuẩn bị mối hàn

- Chuẩn bị bề mặt là một nhân tố quyết định ảnh hưởng đến chất lượng của mối hàn Chuẩn bị bề mặt trước khi hàn chủ yếu là làm sạch dầu mỡ, loại

bỏ các ba via, các bề mặt phải tương đối bằng phẳng

- Do tính chất của hàn điểm tiếp xúc nên các bề mặt ghép với nhau phải đảm bảo đúng vị trí tương đối của chúng với nhau đảm bảo độ kín khít

- Nguyên lý cơ bản của hàn điểm tiếp xúc là dùng dòng điện nung nóng chảy kim loại ở vị trí ví cần hàn đồng thời dùng lực ép của mỏ hàn ép hai lớp

Luận văn cao học

- Đặc điểm điều chỉnh của súng hàn: Tuỳ theo tính chất của kim loại, độ dày, mỏng hoặc số lớp cần liên kết mà điều chỉnh chế độ của súng hàn (đặt ở hộp điều chỉnh) cho phù hợp để tạo mối ghép đảm bảo chất lượng mối hàn

- Các thông số điều chỉnh:

+ Cường độ dòng điện A

+ Thời gian ép 2 cực hàn (mỏ hàn của súng hàn)

+ Thời gian làm mát (làm mát bằng nước tuần hoàn, nước tuần hoàn từ tháp nước qua hộp điều chỉnh đến súng hàn và ngược lại Nước làm mát có tác dụng làm mát mỏ hàn và hộp điều chỉnh)

+ Cực hàn (mỏ hàn) thường được làm bằng vật liệu đồng Mỏ hàn thường có 2 dạng: Đầu mỏ hàn dạng cầu và đầu mỏ hàn dạng côn Các súng hàn về nguyên lý và kết cấu hầu hết là giống nhau, chỉ có các đầu mỏ hàn là khác nhau về hình dáng độ dài để có thể hàn những mối hàn có vị trí đặt khác nhau

- Trong quá trình hàn do ảnh hưởng của nhiệt độ và lực ép làm cực hàn biến dạng do đó cần có sự sửa chữa bằng dũa hoặc thay mới để bảo đảm mối hàn tốt

• Kỹ thuật hàn

- Trước khi hàn vỏ các súng hàn được điều chỉnh trên các mẫu thử gần giống với chi tiết hàn của vỏ xe nếu mối hàn tốt thì tiến hành hàn

Luận văn cao học

Lê Chính

- Mối hàn tốt: Không cháy, không toé hình sao và phải đảm bảo bền kéo và xoắn

- Khi hàn trên xe (hàn điểm), 2 khoảng hàn liên tiếp có khoảng cách từ

10 15cm Điểm đầu và điểm cuối có mối hàn cách mép không quá 1,5 cm Mối hàn phải ăn vào đường hàn tốt thiểu là 2/3 mối hàn

- Chất lượng mối hàn, quy trình hàn thường xuyên được kiểm tra theo tiêu chuẩn để có thể kịp thời điều chỉnh các thông số

1.2.2 Tổng quan về dây chuyền hàn vỏ ôtô

• Công dụng của đồ gá

- Đồ gá là một thiết bị dùng để trợ giúp và giải phóng sức lao động của con người Nó giúp cho công việc của người công nhân được cải thiện nhẹ nhàng và hoàn thành một cách nhanh chóng công việc bởi vì khi có đồ gá thì các chi tiết cần gia công được định vị và kẹp chặt một cách chính xác và nhanh chóng, có các thiết bị điều khiển giúp công nhân dễ dàng thao tác và giảm nhẹ sức lao động

- Đồ gá vỏ ôtô là một thiết bị chuyên dùng, dùng để lắp ráp và hàn vỏ ôtô

Nó đảm bảo cho các mảng của vỏ ôtô được định vị, kẹp chặt một cách nhanh chóng, đều và chính xác làm tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, có thể

dễ dàng tự động hoá quá trình sản xuất

• Yêu cầu của đồ gá

Bộ đồ gá được chế tạo giúp cho quá trình lắp ráp vỏ ôtô nhanh hơn, dễ dàng với độ chính xác cao Do đó khi thiết kế đồ gá cần đảm bảo các yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ chính xác, không gây ra biến dạng, cong vênh lên vỏ xe trong quá trình hàn cũng như sau khi hàn xong Cơ cấu định vị cũng như kẹp

Luận văn cao học

- Dễ dàng tiến hành thay thế một bộ phận nào đó bị hỏng hóc trong toàn

bộ hệ thống, tức là dễ dàng tháo rời từng bộ phận trong tổng thành chung

- Quá trình thao tác, điều khiển của công nhân phải thuận tiện, số lượng người điều khiển hệ thống không quá nhiều

- Việc đưa vỏ xe vào lắp ráp , cũng như khi đưa sản phẩm ra ngoài phải đảm bảo nhanh và dễ dàng, không bị va đập ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm

- Sai số trong quá trình lắp ráp với bộ đồ gá không được vượt quá giới hạn cho phép của quá trình lắp ráp

- Năng suất mà bộ đồ gá mang lại phải cao hơn khi không dùng bộ đồ gá, đồng nghĩa với số lượng và chất lượng sản phẩm được nâng lên

- Bộ đồ gá không quá cồng kềnh có thể thuận tiện trong việc vận chuyển

- Kết cấu của đồ gá đơn giản gọn nhẹ, dễ chế tạo và sản xuất được trong nước

- Giá thành không quá cao khi chế tạo một bộ đồ gá, các cụm chi tiết chọn quy chuẩn thuận tiện cho quá trình sửa chữa và thay thế

- Vật liệu chế tạo đồ gá dễ kiếm, rẻ tiền

• Phân loại đồ gá

Có nhiều cách để phân loại đồ gá:

 Phân loại đồ gá theo chủng loại xe:

Luận văn cao học

 Phân loại đồ gá theo vai trò của đồ gá trong dây chuyền:

- Đồ gá tổng hợp: lắp ráp các mảng lớn của xe để hoàn thiện toàn bộ xe

- Đồ gá nhỏ dùng để hàn các mảng vỏ chính: sàn xe, sườn xe, đầu xe, đuôi xe, nóc xe v v

 Phân loại đồ gá theo cách dịch chuyển của giá đỡ:

• Giới thiệu một số loại đồ gá hiện đang có tại Việt Nam

 Dây chuyền lắp ráp vỏ xe ở liên doanh ôtô Ford Hải Dương:

- Dây chuyền lắp ráp vỏ ôtô ở công ty Ford được chuyển từ nước ngoài vào (thường của chính hãng) Hiện nay đang có một số dây chuyền lắp ráp các loại vỏ ôtô như: Dây chuyền xe Transit, Escape, Laser, Mondeo v v

- Vỏ ôtô được lắp ghép từ nhiều mảng vỏ khác nhau, để lắp ghép các mảng

đó lại thì phải dùng các loại đồ gá đồ gá khác nhau Để tổ chức thành dây chuyền thì các mảng vỏ nhỏ của ôtô được lắp ghép lại với nhau thành các mảng lớn hơn, rồi từ các mảng này được chuyển đến nơi tiếp theo để lắp ghép lại với nhau thành các mảng lớn cơ bản, tuỳ vào các loại vỏ ôtô khác nhau mà

Luận văn cao học

Lê Chính

chia ra nhiều hay ít mảng cơ bản Thông thường, vỏ ôtô được chia ra làm 6 mảng đó là mảng sàn, mảng sườn phải, mảng sườn trái, mảng đầu xe, mảng đuôi xe và mảng trần Thường thì chia ra các mảng cơ bản của vỏ ôtô ít hơn,

từ các mảng cơ bản đó được tập hợp lại từ đó lắp ghép thành vỏ ôtô trên bộ đồ

gá tổng hợp

- Để lắp ghép thành các mảng phải dùng đến các loại đồ gá như đồ gá hàn mảng sàn, đồ gá hàn mảng sườn phải, đồ gá hàn mảng sườn trái, đồ gá hàn mảng đầu xe, đồ gá hàn mảng đuôi xe, đồ gá hàn mảng trần xe, bộ đồ gá tổng hợp, ngoài ra còn có một số loại đồ gá khác Các loại đồ gá này được được sắp xếp tại các vị trí khác nhau và được bố trí thành dây chuyền Sau khi các mảng vỏ được hàn xong ở các vị trí khác nhau thì được tập hợp lại để chuẩn

bị cho việc lắp ráp vỏ xe trên bộ đồ gá tổng hợp

- Sau khi vỏ xe ra khỏi đồ gá tổng thành, chuyển sang dây chuyền kiểm tra, chỉnh sửa lại các bề mặt vỏ và kiểm định chất lượng hàn để có thể điều chỉnh cho các lần hàn sau (thường thì kiểm định một vỏ xe bất kỳ và sau một số lượng xe nào đó)

 Dây chuyền lắp ráp vỏ ôtô ở VMC

Hiện nay VMC lắp ráp các loại xe dưới dạng CKD II bao gồm các loại xe:

- Dây chuyền xe BMW

- Dây chuyền xe MAZDA (MAZDA 323 và MAZDA 626)

- Dây chuyền xe KIA (KIA CD5, KIA GTX)

Mỗi loại xe có kết cấu khác nhau cơ bản thường thực hiện trên đồ gá khác nhau, quy trình thực hiện tương tự như ở Ford

 Dây chuyền lắp ráp tại công ty Mêkông (Đông Anh - Hà Nội):

- Hiện nay Mêkông lắp ráp các loại xe: minibus 6- 8 chỗ, Pickup, CityVan,

xe tải 1,5 tấn mới ra của Trung Quốc, loại cabin đơn, cabin kép

Luận văn cao học

Lê Chính

- Đồ gá cũng được phía nhà đối tác cung cấp (chính hãng), một số nhập từ Trung Quốc gồm: đồ gá tổng hợp và đồ gá lắp ráp một số mảng lớn (6 mảng chính: đồ gá mảng sàn; đồ gá mảng sườn trái; đồ gá mảng sườn phải; đồ gá mảng trần; đồ gá mảng sau)

- Phôi có thể nhập từng mảng cụm nhỏ hay nhập 6 mảng lớn, số chi tiết trong các mảng lớn như sau:

+ Mảng sườn gồm: 116 chi tiết

+ Mảng sàn gồm: 60 chi tiết

+ Mảng trần gồm: 10 chi tiết

+ Mảng đầu gồm: 40 chi tiết

+ Mảng sau gồm: 6 chi tiết

- Các thao tác và quy trình hàn tương tự như ở Ford, tuy nhiên khả năng tự động hoá, trang bị nhà xưởng đơn giản hơn vì thế số lượng và chất lượng sản phẩm thấp hơn

1.3 Nhiệm vụ của đề tài

Xuất phát từ nhu cầu sản cuất trong nước cũng như yêu cầu cụ thể của dự

án KC.05.DA.13 đề ra nhiệm vụ của đề tài là:"Nghiên cứu thiết kế bộ gá tổng

hợp linh hoạt bằng phần mềm Solidwoks để hàn lắp vỏ ô tô minibus 8 chỗ ngồi và xây dựng quy trình hàn vỏ xe cho dây chuyền hàn vỏ xe có công suất

một số chủng loại ôtô

Luận văn cao học

Lê Chính

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để có thể nghiên cứu chế tạo một bộ đồ gá tổng hợp đạt được các nhiệm

vụ đặt ra, luận văn được tiến hành theo các bước sau:

- Tham quan, khảo sát thực tế tại một số nhà máy sản xuất, lắp ráp ôtô trong nước, phân tích thực trạng của dây chuyền hàn nói chung và của bộ đồ

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG DÂY CHUYỀN HÀN VỎ XE

MINIBUS 8 CHỖ 2.1 Đặc điểm, yêu cầu của dây chuyền hàn vỏ xe mini bus 8 chỗ

2.1.1 Đặc điểm về kết cấu khung vỏ xe minibus

Gồm các mảng lớn: mảng sàn, mảng sườn (trái, phải), mảng đầu, mảng

trần, mảng sau, ngoài ra có thêm các thanh giằng được hàn với nhau trên đồ

Luận văn cao học

- Chịu lực tác dụng từ hàng hoá, hành khách và người lái

- Là một mảng quan trọng hình thành lên độ cứng vững, khung xương

của toàn xe

Luận văn cao học

Lê Chính

- Tạo độ cứng vững cho toàn bộ xe

- Ngoài ra còn để lắp các mảng như cánh cửa và một số thiết bị phụ trợ khác

+ Yêu cầu:

Hình 2-2: M ảng sườn

Luận văn cao học

Lê Chính

- Đảm bảo độ cứng vững, độ bằng phẳng đặc biệt là các bề mặt bên ngoài để thuận tiện cho quy trình sửa lỗi vỏ và sơn nhanh chóng, thuận tiện

- Quá trình vận chuyển không để gây ra méo, bẹp, biến dạng vỏ, đặc biệt

ở chỗ lắp ráp với các mảng còn lại, tránh hiện tượng sai lệch vị trí tương quan giữa các mảng, giảm thời gian thao tác trên đồ gá tổng hợp

 Mảng đầu:

+ Tác dụng:

- Tạo độ cứng vững giữa 2 mảng sườn xe và toàn bộ vỏ xe

- Lắp ráp 1 số thiết bị phụ trợ như kính trước

Luận văn cao học

Lê Chính

 Mảng trần:

+ Tác dụng:

- Tạo độ cứng vững cho toàn vỏ xe

- Tạo liên kết giữa các mảng còn lại đặc biệt là 2 mảng sườn

- Tăng độ cứng vững cho khung xe

- Đảm bảo khoảng cách giữa 2 sườn xe

- Thanh giằng cuối có tác dụng lắp bản lề cho mảng cửa hậu phía sau + Cấu tạo:

Tương đối đơn giản, thực chất gồm một tấm thép hộp rỗng mỏng, có khả năng chịu lực tốt, hai phía hai đầu có kết cấu có thể hàn được lên 2 sườn

Hình 2-4: M ảng trần

Luận văn cao học

Lê Chính

+ Yêu cầu:

Kích thước luôn đảm bảo chính xác do đó yêu cầu cần cứng vững, chắc chắn, không bị biến dạng trong quá trình làm việc

- Yêu cầu của dây chuyền hàn vỏ xe mini buýt 6 – 8 chỗ

• Đạt được năng suất đề ra: 1000 xe 1 năm

• Có thể phù hợp với mặt bằng nhà xưởng trật hẹp, diện tích hạn chế, mặt nền nhà xưởng yêu cầu không cao

• Cơ sở hạ tầng nhà xưởng không đòi hỏi phải đầu tư lớn, kinh phí dành cho đầu tư có thể ở mức nhỏ

- Yêu cầu của đồ gá tổng hợp hàn lắp ráp vỏ xe 6 – 8 chỗ

• Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, không quá cồng kềnh, có thể di

chuyển dễ dàng, thuận lợi

• Đảm bảo độ chính xác, độ cứng vững, không biến dạng trong toàn bộ quá trình hàn Không ảnh hưởng tới chất lượng vỏ xe sau khi hàn

• Có khả năng lắp ráp một số loại xe có kích thước tương tự như mini bus, Pickup, Cityvan

• Vấn đề thay thế các chi tiết, cụm chi tiết dễ dàng

• Thao tác điều khiển dễ dàng, nhẹ nhàng, số người thao tác trên

đồ gá không quá lớn

• Sai số nằm trong phạm vi cho phép

• Giá thành toàn bộ đồ gá không quá cao

• Vật liệu và phương pháp chế tạo các cụm chi tiết có thể thực hiện ở trong nước

Luận văn cao học

Gá mặt sau

Gá mặt đầu

Gá nóc

Gá thành phải

Luận văn cao học

Lê Chính

* Đặc điểm trong mỗi khối chức năng:

+ Các mảng vỏ từ dây chuyền dập (hoặc nhập khẩu):

Các mảng vỏ từ dây chuyền dập (nếu nhà máy đã xây dựng được phân xưởng dập vỏ ôtô) Trong thời điểm hiện tại, dây chuyền dập còn khó khăn do kinh phí đầu tư nên các mảng vỏ còn nhập khẩu (chủ yếu từ Trung Quốc) ở dạng CKD II Khi phát triển nhà máy ở giai đoạn 2, yêu cầu phải xây dựng dây chuyền dập thì các mảng vỏ sau khi đã dập sẽ được vận chuyển tới từng khu vực riêng trong dây chuyền hàn

+ Các vị trí, đồ gá hàn các mảng cơ bản (gá sàn, gá thành trái, gá thành phải, gá mặt sau, gá mặt đầu, gá nóc xe)

Đây là các vị trí được bố trí trong dây chuyền để hàn ghép từ các mảngvỏ xe nhỏ thành các mảng cơ bản Tại từng vị trí sẽ có từng loại đồ gá riêng biệt

+ Gá hàn tổng hợp

Là vị trí hàn ghép các mảng cơ bản (6 mảng chính) thành khung vỏ tổng thể, được thực hiện trên bộ đồ gá tổng hợp

+ Hàn bổ xung

Sau khi hàn trên bộ đồ gá tổng hợp, vỏ ôtô được đưa sang vị trí hàn bổ xung như hàn các bulông, giá để bắt các cụm chi tiết như thân máy, hệ thống truyền lực

Luận văn cao học

Lê Chính

Sau khi hoàn chỉnh, vỏ xe được vận chuyển sang dây chuyền sơn hoặc nhập kho để thực hiện bước tiếp theo trong toàn bộ dây chuyền sản xuất, lắp ráp ôtô của nhà máy

2.3 Kết luận chương 2

Trên cơ sở nghiên cứu tổng quan đã trình bày trong chương 2, thấy rằng công nghệ hàn vỏ ôtô nói chung và bộ đồ gá tổng hợp nói riêng tại Việt Nam là khá đa dạng Theo đặc điểm, yêu cầu của dây chuyền hàn vỏ xe mini buýt 8chỗ đã xây dựng được sơ đồ tổng thể của dây chuyền hàn Những nội dung đã trình bày là cơ sở quan trọng cho các định hướng trong thiết kế thể hiện trong các chương tiếp theo của luận văn

Luận văn cao học

Lê Chính

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CÁC CỤM CHÍNH CỦA ĐỒ GÁ TRƯỢT 3.1 Thiết kế cụm bệ đồ gá

3.1.1 Chức năng và yêu cầu

- Dùng để bắt các cụm chi tiết khác lên nó như cơ cấu định vị bệ sàn, cơ cấu kẹp chặt bệ sàn, cơ cấu trượt giá sườn, các xylanh nâng hạ, ray xe goòng nói chung mọi cụm chi tiết khác trong quá trình làm việc đều làm việc trên

nó, vì vậy đây là một cụm thường không thể thiếu trong bất kỳ một đồ gá hàn

vỏ ôtô

- Bệ trong đồ gá là một mảng khá quan trọng trong việc đảm bảo độ cứng vững, chính xác của quá trình lắp ráp hàn vỏ xe Vì vậy để đảm bảo đạt được hiệu quả tốt trong quá trình hàn thì bệ cần đảm bảo những yêu cầu: độ cứng vững, chắc chắn, vững chãi, độ đồng phẳng ngoài ra còn cần thể hiện tính cơ động trong quá trình di chuyển trong nhà xưởng

3.1.2 Các phương pháp đặt bệ trên nền nhà xưởng

Có nhiều phương pháp đặt bệ nhưng tuỳ thuộc vào điều kiện mặt bằng xưởng, điều kiện trang bị nhà xưởng và quan trọng hơn cả là yêu cầu kỹ thuật của đồ gá được đảm bảo Vì vậy ta có thể có một số phương pháp như sau:

Luận văn cao học

Lê Chính

- Với kết cấu này yêu cầu dưới nền chôn các kết cấu bắt bulông, sau đó dùng bulông bắt chặt chân bệ đồ gá với nền

- Đặc điểm của phương pháp đặt bệ này:

+ Ưu điểm: tạo được độ cứng vững, giảm rung động và sai lệch trong quá trình làm việc

+ Nhược điểm: Với kết cấu kiểu bắt chặt này thì để đảm bảo độ đồng phẳng của bệ thì yêu cầu nhà xưởng phải tương đối bằng phẳng, tính cơ động kém, khó di chuyển nên thường không có ở trong các nhà xưởng có diện tích nhỏ.

Luận văn cao học

Hình 3-3: K ết cấu đặt bệ đồ gá ray trượt

1: Chân bệ đồ gá; 2: Bệ đồ gá; 3: Ray trượt; 4: Nền nhà xưởng

Hình 3-4: K ết cấu đặt bệ đồ gá ray trượt

1- Đế; 2 - Sàn nhà xưởng; 3 - Ray trượt

Luận văn cao học

Lê Chính

+ Nhược điểm: Bề mặt nền nhà xưởng vẫn yêu cầu phải bằng phẳng, các ray trượt cũng phải đảm bảo độ đồng phẳng, các đường ray phải song song với nhau Vật liệu và cách chế tạo các rãnh trượt và ray trượt phải đảm bảo trong quá trình làm việc: không bị mòn, kẹt hay bị làm việc cưỡng bức Độ cứng vững, độ rung không bằng phương pháp đặt bệ bằng cách bắt chặt bulông

c, Phương pháp đặt bệ thông qua các bulông đai ốc:

Hình 3-5: K ết cấu đặt bệ đồ gá qua bu lông

1:Đai ốc; 2:Bệ đồ gá; 3:Bu lông; 4:Nền nhà xưởng

Hình 3-6: K ết cấu đặt bệ đồ gá qua bu lông

Luận văn cao học

Lê Chính

- Kết cấu dạng này yêu cầu mặt nền nhà xưởng không cần quá bằng phẳng, bệ đồ gá được đỡ và điều chỉnh bởi các bulông vì thế độ cao của bệ sàn được điều chỉnh phù hợp tại từng vị trí Khi di chuyển ta có thể điều chỉnh bulông để bánh xe gắn trên bệ sàn tiếp xúc với mặt nền nhà xưởng và tiến hành di chuyển

- Ưu điểm: yêu cầu bằng phẳng nhà xưởng không cao như các phương pháp trên Việc di chuyển đồ gá thuận lợi: có thể di chuyển mọi hướng trên mặt bằng nhà xưởng

- Nhược điểm: các bulông điều chỉnh chế tạo và có vật liệu phải đảm bảo chịu lực tốt, cứng vững và đủ bền Việc làm ren cũng phải đảm bảo trong quá trình thao tác thay đổi độ cao của bệ, ren không bị hư hỏng

Để khắc phục hiện tượng các bề mặt ren luôn chịu lực trong quá trình làm việc có thể bố trí thêm các ụ kê ở các vị trí trên nền xưởng Các ụ này có thể điều chỉnh độ cao cần thiết bằng cách có thêm các miếng căn đệm, thể hiện ở hình 3-7 dưới đây:

Luận văn cao học

Lê Chính

Ngoài ra trong quá trình làm việc có thể tồn tại lực ngang xu thế làm thay đổi dịch chuyển bệ sàn theo phương ngang, vì vậy để hạn chế sự thay đổi này thì ở trên nền xưởng và trên bệ sàn bố trí các cặp lỗ đồng tâm, khi bệ đã ở vị trí điều chỉnh thì dùng các chốt xuyên vào 2 lỗ này để cố định tư thế này trong suốt quá trình làm việc

 Tóm lại: qua tất cả các phương pháp đặt bệ đồ gá trên nền nhà xưởng

trên, kết hợp với nhu cầu sản xuất cũng như lắp ráp của dự án sản xuất: số lượng lắp ráp chưa nhiều, chủng loại xe thay đổi thường xuyên do đó yêu cầu

đồ gá đảm bảo tính cơ động cao, thay đổi vị trí được liên tục do đó ta chọn phương pháp đặt bệ thông qua các bulông đai ốc như trên đã trình bày ở phương án

- Hàn các tấm thép dày 5 - 15 mm lại với nhau

- Trên phía bề mặt tiếp xúc với đồ gá đặt một tấm thép phẳng lớn, trên đây có khoan các lỗ và tạo ren để bắt các chi tiết lên nó

Luận văn cao học

- Bên trong có hàn các dầm ngang dọc nhằm tăng cường cứng vững cho bệ

- Sau khi tiến hành quá trình hàn ghép các tấm thép cần đánh bóng, làm sạch bavia tiến hành quá trình sơn chống rỉ và sơn trang trí

Kết cấu bệ thể hiện có dạng như hình 3-8:

Hình 3-8: K ết cấu đặt bệ sàn

Hình 3-9: K ết cấu đặt bệ ghép

Luận văn cao học

Lê Chính

c Kích thước bệ:

- Kích thước bệ đồ gá thường chọn và tính toán dựa trên hình dáng kích thước

vỏ xe, không gian bố trí đủ các cụm chi tiết khác như: xylanh ra vào sườn, vị trí đặt các khoá kẹp sàn, xylanh nâng hạn sàn, cách bố trí ray xe goòng

- Nếu kích thước quá lớn thì để thuận tiện trong quá trình chế tạo, di chuyển

và bố trí một số cụm chi tiết như ray xe goòng ta có thể làm các mảng bệ,

thể hiện ở hình 3-9 : Bệ gồm 2 mảng lớn ghép lại

3.2 Thiết kế giá đồ gá

Đây là cụm khá quan trọng, bởi nó quyết định đến độ chính xác, quá trình gá đặt các cụm khác lên nó tức là ảnh hưởng tới độ chính xác trong quá trình hàn

+ Tác dụng:

- Dùng để gá đặt cố định mảng sườn trong quá trình hàn

- Là nơi gá đặt các khoá kẹp mảng sườn, khoá kẹp trần, vấu và các chốt định vị, lắp bản lề khoá giá xoay Cố định hay di chuyển thanh giằng để có thể hàn các vỏ xe có kích thước tương tự

+ Yêu cầu:

- Kết cấu đơn giản, gọn nhẹ, nhưng đủ khả năng làm việc (không bị biến dạng trong quá trình làm việc)

Luận văn cao học

Lê Chính

- Vật liệu chế tạo dễ tìm kiếm, rẻ, dễ thay thế và lắp đặt

Trong thực tế sản xuất hiện nay đồ gá thường gồm 2 loại: giá dạng xoay và giá dạng trượt Dựa vào yêu cầu bộ đồ gá, điều kiện trang bị nhà xưởng, yêu cầu thiết kế loại xe đó (sản lượng, khả năng lắp ráp được nhiều loại vỏ xe trên đồ gá) Cụ thể ta đi phân tích ưu nhược điểm của từng loại

3.2.1 Giá dạng xoay

a Nguyên lý tổng thể:

Sơ đồ nguyên lý giá dạng xoay được thể hiện ở hình 3-10

Giá xoay 8 sẽ xoay xung quanh chốt xoay 10 với dẫn động của piston 6

và quay quanh chốt xoay 9 với dẫn động của piston 4 Bộ phận phân chia khí nén (hoặc thuỷ lực) 5 sẽ đảm nhiệm điều khiển các cụm piston- xy lanh trong

hệ thống của bộ đồ gá

- Các giá của chốt xoay được bắt với thân bệ

- Hai sườn gá ở hai bên được đặt lên giá của chốt xoay bằng các chốt xoay

1: Hướng chuyển động tịnh tiến

Luận văn cao học

Lê Chính

Dưới đây (hình 3-11) là hình ảnh của bộ đồ gá hàn vỏ ô tô dạng xoay, gồm:

- Thân của đồ gá

- Trên sườn đồ gá có bắt các cơ cấu định vị kẹp chặt

- Các xy lanh lực sinh ra lực để điều khiển đồ gá, kẹp chặt

- Trên thân đồ gá có đường ray để cho xe đưa vỏ xe đi vào

Hình 3-11: Đồ gá dạng xoay

Luận văn cao học

Lê Chính

b Đặc điểm

+ Ưu điểm:

- Kết cấu gọn nhẹ, không gian bố trí xưởng không yêu cầu rộng

- Thao tác nhanh chóng, đơn giản, không phải cần một số cụm chi tiết như cơ cấu hạn chế hành trình

+ Nhược điểm:

- Thường chỉ dùng lắp ráp cho một loại vỏ xe

- Việc bố trí hệ thống điều khiển khó khăn, chính xác kém Lực điều khiển tác dụng vào không vuông góc với mặt tác dụng gây ra hiện tượng một số cụm chi tiết làm việc bị cưỡng bức

- Khó khăn cho việc định vị và kẹp chặt 2 mảng sườn ban đầu

- Chế tạo khó khăn, đặc biệt là gia công chốt xoay đòi hỏi độ chính xác, vật liệu tốt đảm bảo đủ yêu cầu kỹ thuật

- Khó khăn trong việc điều khiển, đặc biệt là xác định rõ thời điểm dừng lại của xylanh làm xoay giá sườn

- Bố trí một số cụm chi tiết khó khăn như cụm khoá giá sườn

3.2.2 Giá dạng trượt:

a Nguyên lý tổng thể

Luận văn cao học

Lê Chính

Bao gồm: Bệ sàn, cơ cấu dẫn hướng, mảng giá sườn, các loại khoá vấu chốt định vị, cơ cấu điều khiển và các thiết bị phụ trợ khác (xe goòng, cơ cấu hạn chế hành trình)

Dưới đây (hình 3-12) là hình ảnh của bộ đồ gá hàn vỏ ô tô dạng trựơt

b Nguyên lý làm việc

Bệ dùng để đỡ và bắt toàn bộ các cụm chi tiết khác lên trên nó

Cơ cấu dẫn hướng để di chuyển giá sườn vào theo một phương nhất định Giá sườn dung để bắt chặt mảng sườn và đưa vào lắp ghép với các mảng còn

lại Cơ cấu điều khiển dùng để ra vào 2 mảng sườn và nâng hạ mảng sàn

Hình 3-12: Đồ gá dạng trượt

Luận văn cao học

Lê Chính

Các khoá, chốt, vấu dùng để định vị và kẹp chặt các mảng vỏ xe trong quá trình hàn Cơ cấu hạn chế hành trình dùng để xác định rõ vị trí của mảng giá sườn chính xác đảm bảo vị trí tương quan của các mảng trong quá trình hàn

Hệ thống xe goòng dùng để đưa vào bệ sàn trước khi hàn và chuyển toàn bộ vỏ xe đã hàn ra khỏi bệ đồ gá thực hiện quy trình tiếp theo

c Đặc điểm

+ Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản gọn nhẹ, các thao tác trên đồ gá dễ dàng thuận lợi

- Có thể cho phép lắp ráp được nhiều loại vỏ xe có kích thước tương tự

- Các cụm chi tiết gia công không đòi hỏi độ chính xác cao, cho nên giá thành của bộ đồ gá rẻ Vật liệu dễ tìm

- Thoả mãn được các yêu cầu đặt ra: chính xác, cứng vững, không cong vênh trong quá trình hàn

Luận văn cao học

Lê Chính

3.3 Thiết kế cơ cấu dẫn hướng

Nhiệm vụ của bộ phận dẫn hướng là dẫn hướng cho giá đồ gá di chuyển theo phương đã định

Các yêu cầu của bộ phận dẫn hướng:

+ Đảm bảo dẫn hướng chính xác cho giá đồ gá khi di chuyển + Kết cấu phải giảm được ma sát khi giá đồ gá di chuyển

+ Kết cấu phải đơn giản, dễ chế tạo và lắp ráp

+ Vật liệu dễ kiếm và rẻ tiền

Kết cấu của bộ phận dẫn hướng: Bộ phận dẫn hướng có rất nhiều loại kết cấu khác nhau, dưới đây là một số loại kết cấu thường được sử dụng:

3.3.1 Cơ cấu dẫn hướng có ray dạng chữ nhật

1

2

3

Luận văn cao học

Lê Chính

Ray dẫn hướng được bắt chặt xuống bệ đồ gá thông qua các bulông Một giá đồ gá được đặt lên hai ray dẫn hướng Ray có cấu tạo hai bề mặt làm việc, một bề mặt đỡ chân giá, một bề mặt dẫn hướng chân giá Thanh 2 cùng với một vấu bắt lên sàn tạo thành một cơ cấu chống lật cho giá Giá được bắt lên chân bằng các bulông

- Lực ma sát lớn, dẫn tới lực di chuyển giá lớn

Do nhược điểm cơ bản là ma sát lớn giữa chân giá và ray do đó cơ cấu dẫn hướng nhanh mòn Kết cấu ray dẫn hướng loại này ít được sử dụng

3.3.2 Cơ cấu dẫn hướng có ray dẫn dạng mang cá

2

1

Hình 3-15: C ơ cấu trượt có ray dạng mang cá