Chuong 1 2 TLSV

1.1.4 Xác định trình tự gia cơng hợp lí thiết kế ngun cơng Xác định trình tự gia cơng hợp lí Xác định trình tự gia cơng nghĩa phân chia q trình cơng nghệ thành ngun cơng bước Mục đích phải chọn trình tự có chu kì gia cơng hồn chỉnh chi tiết ngắn nhất, chất lượng ổn định nhất, chi phí gia cơng thấp nhất, hiệu kinh tế cao Khi lập trình tự gia cơng cần vào: - Quá trình hình thành bề mặt gia công qua giai đoạn gia công thô, gia công tinh - Quá trình tạo độ cứng bề mặt nhiệt luyện - Lí thuyết chuẩn cơng nghệ gá đặt gia công - Điều kiện sản xuất cụ thể (thiết bị, trang bị cơng nghệ, bố trí mặt bằng…) Khi xác định thứ tự nguyên công cần dựa vào quy trình cơng nghệ điển hình chi tiết như: Trục, bạc, càng, hộp, bánh …và tuân theo dẫn sau: 1- Đầu tiên phải gia công mặt làm chuẩn định vị (tốt chuẩn tinh thống nhất) Ở nguyên công đầu việc chọn chuẩn thô phải tuân thủ hướng dẫn chương chuẩn giáo trình Cơ sở công nghệ chế tạo máy 2- Tiếp tục gia công bề mặt làm chuẩn sở có bề mặt làm chuẩn tinh, ví dụ nguyên công gia công mặt phẳng ngun cơng thứ hai phải gia cơng hai lỗ để phối hợp với mặt phẳng hạn chế bậc tự Hoặc gia công tiếp hai mặt phẳng để định vị thêm bậc tự 3- Các nguyên công cần chia ra: Những bề mặt cần độ xác cao bề mặt cần độ xác thấp Khi gia cơng bề mặt cần độ xác thấp, khơng ảnh hưởng đến bề mặt có xác cao nên gia cơng chúng sau Ưu tiên gia cơng bề mặt có độ xác cao trước bề mặt dễ bị phế phẩm, lúc ta chưa gia cơng bề mặt có độ xác thấp Nếu việc gia cơng bề mặt có độ xác thấp ảnh hưởng đến bề mặt có độ xác cao nên gia cơng chúng trước, bề mặt có độ xác cao gia công sau cùng(hai giai đoạn) 13 4- Nếu chi tiết hay bề mặt có qua nhiệt luyện nên chia hai giai đoạn: Trước sau nhiệt luyện 5- Những bề mặt có độ xác cao phải trải qua gia công lần cuối như: mài nghiền, mài khơn, mài siêu tinh, đánh bóng nên tách giai đoạn riêng để dùng thiết bị môi trường gia công đặc biệt 6- Cố gắng phân chia khối lượng gia công nguyên công nhau: nghĩa thời gian nguyên công bội số để dễ bố trí máy theo sản xuất dây chuyền Thiết kế nguyên công Thiết kế nguyên công nghĩa thực công việc sau nguyên công: - Chọn máy dụng cụ cắt - Xác định chuẩn công nghệ, phương án gá đặt phôi, chọn đồ gá trang thiết bị khác - Xác định chế độ cắt hợp lí - Định mức thời gian gia công - Xác định máy nhân công (số lượng) Sau phân tích cụ thể cơng việc: a/ Chọn máy Phải tuân thủ nguyên tắc tổng quát sau: - Kiểu máy chọn phải thực phương pháp gia cơng xác định - Kích thước làm việc máy phải đảm bảo trình gia cơng thuận tiện, an tồn, tương ứng với kích thước trang bị, dụng cụ cơng nghệ hành trình cắt theo phương chiều khác - Máy chọn phải đảm bảo chất lượng gia công nghĩa có độ xác cao độ xác chi tiết gia cơng - Cơng suất máy phải phù hợp với công suất cắt gọt, nghĩa không nhỏ không lớn công suất cắt nhiều gây lãng phí - Nên chọn máy có suất cao, phí tổn thời gian chạy khơng Ưu tiên máy bán tự động, tự động, điều khiển số… - Ở dạng sản suất loạt nhỏ nên tập trung nguyên cơng vài máy để giảm chi phí vận chuyển chi phí khác sản xuất 14 - Chú ý đến điều kiện sản xuất thực tế chọn máy b/ Xác định chuẩn công nghệ, phương án gá đặt, chọn trang bị công nghệ - Chuẩn công nghệ phải xác định nguyên tắc điểm nêu chương “chuẩn” giáo trình “Cơ sở công nghệ chế tạo máy” - Việc kẹp chặt tham khảo chương thiết kế đồ gá giáo trình - Sử dụng đồ gá chuyên dùng đồ gá tháo lắp nhanh máy chuyên dùng c/ Xác định chế độ cắt hợp lí: Chế độ cắt(CĐC) ảnh hưởng trực tiếp đến suất chất lượng gia cơng.Vì chọn CĐC nên tham khảo chương “nguyên lý cắt kim loại” giáo trình Cơ sở Công nghệ chế tạo máy Đặc biệt phải tối ưu hóa chế độ cắt gia cơng Khi lựa chọn chế độ cắt nên tận dụng khả dụng cụ cắt, tuổi bền nhằm nâng cao suất cắt gọt bước gia công thô Các giá trị tối ưu CĐC hay thông số công nghệ khác xác định trước gia cơng (nghĩa ngồi q trình cắt), chỉnh sẵn máy theo tiêu tối ưu khác kĩ thuật kinh tế Nhưng trình cắt, ảnh hưởng yếu tố ngẫu nhiên mà thơng số cơng nghệ có giá trị thực tế sai lệch so với giá trị tối ưu xác định Vì phương hướng chung tối ưu hóa liên tục thơng số cơng nghệ q trình cắt, nhằm đảm bảo thơng số cơng nghệ ln có giá trị tối ưu(giám sát q trình cắt) d/ Định mức thời gian gia cơng Định mức thời gian gia công xác định thời gian cần thiết để hồn thành nội dung cơng việc cho ngun cơng tồn q trình cơng nghệ điều kiện sản xuất cụ thể Các thành phần thời gian thường phân chia sau: To - thời gian bản, thời gian máy làm việc, dụng cụ cắt trực tiếp làm biến đổi hình dạng kích thước tính chất lí chi tiết gia cơng Cơng thức tính tốn thời gian cho sổ tay: “Chế độ cắt gia công cơ” 15 Tp - thời gian phụ, thời gian máy cơng nhân thao tác để hồn thành chu kì gia cơng Ví dụ: thời gian chạy dao lùi ra, gá đặt tháo chi tiết, đo lường gia công … Tnc = T0 + Tp thời gian nguyên công, thời gian chiếm tỉ lệ lớn Tpv - thời gian phục vụ, bao gồm hai thành phần: Tpvkt - thời gian phuc vụ kĩ thuật như: đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao, bảo dưỡng máy Tpvtc - thời gian phục vụ tổ chức như: tra dầu vào máy, quét dọn, bàn giao ca, vận chuyển, chờ đợi… Như vậy: Tpv = Tpvkt + Tpvtc a Tpvkt  To  Tp  100 b Tpvtc  To  Tp  100 a,b: hệ số tỉ lệ thời gian tra sổ tay công nghệ Ttn – thời gian nghỉ ngơi tự nhiên theo nhu cầu người Tổ hợp loại thời gian ta thời gian gia công là: Ttc = To + Tp + Tpv + Ttn Khi gia công hàng loạt chi tiết cần phải điều chỉnh máy ta có thêm thời gian chuẩn bị kết thúc: Tcbkt Tcbkt bao gồm cơng việc có liên quan đến việc chuẩn bị để gia công loạt chi tiết thu dọn để kết thúc chúng, ví dụ: điều chỉnh máy, thiết kế chế tạo đồ gá …Thời gian không phụ thuộc vào số chi tiết loạt (n) Số chi tiết loạt lớn thời gian chi tiết loạt giảm xuống Như vậy: Ttc loạt = Ttc + Tcbkt /n Để định mức thời gian người ta thường dùng hai phương pháp: Phương pháp bấm giờ: phương pháp sát thực tế sản xuất, tương đối xác thời gian cần thiết để gia cơng phân tích thành động tác tỉ mỉ dùng đồng hồ theo dõi ghi vào sổ tay Độ xác phương pháp bấm phụ thuộc vào số lần quan sát điều kiện 16 thực q trình gia cơng, có phải vận dụng tốn thống kê xác suất để xử lí kết đo thời gian gia cơng để có định mức lao động hợp lí Phương pháp kinh nghiệm: định mức theo kinh nghiệm thường khơng xác nhanh, phù hợp với sản xuất nhỏ e/ Xác định số lượng máy nhân công Số lượng máy cần thiết cho nguyên công xác định theo công thức: M Tm K TM m Trong đó: M – số máy tính tốn cần thiết cho ngun cơng Tm – Tổng máy cần thiết để gia công hết sản lượng chi tiết (giờ/năm) Tm = Ttc loạt.N (N sản lượng hàng năm) K – Hệ số xét đến khả vượt định mức, tăng suất, thông thường chọn K = 0,9  0,95 TM – Vốn thời gian làm việc thực tế máy theo chế độ ca sản xuất hàng ngày (TM có giá trị khoảng 2.200 giờ/năm): m – số ca sản xuất hàng ngày (m = 1, 3) Số công nhân cần thiết cho nguyên công: R Tn K Tc Trong đó: Tn – tổng /người cần thiết cho sản lượng (giờ/năm) Nguyên công gia công máy cơng cụ Tn = Tm Tc – Vốn thời gian làm việc công nhân làm việc ca (Tc = 2000 giờ/năm) 1.1.5 Xác định lượng dư gia công hợp lý 1- Khái niệm định nghĩa lượng dư a/ Khái niệm 17 Trong khí chế tạo,tùy theo dạng sản xuất mà chi phí vật liệu chiếm từ 30 % đến 60 % tổng chi phí chế tạo Xác định lượng dư gia công hợp lý trị số dung sai góp phần làm giảm chi phí vật liệu đảm bảo hiệu kinh tế trình cơng nghệ vì: - Lượng dư q lớn tốn nguyên vật liệu, tiêu hao lao động, tiêu tốn nhiều lượng điện, dụng cụ cắt, vận chuyển nặng … dẫn đến giá thành tăng - Ngược lại lượng dư nhỏ không đủ để hớt sai lệch phơi có tượng in dập từ phôi qua chi tiết gia công Hệ số in dập giảm dần qua lần gia cơng, để hoàn thành bề mặt đạt chất lượng phải trải qua nhiều bước gia công Lượng dư phải đủ để thực ngun cơng cần thiết Mặt khác lượng dư nhỏ xảy tượng trượt dao chi tiết, dao bị mòn nhanh, bề mặt gia cơng khơng đạt độ bóng yêu cầu b/ Định nghĩa Lượng dư gia công lớp kim loại hớt trình gia cơng khí Để hồn thành bề mặt phải trải qua nhiều bước gia cơng nên có hai khái niệm quan trọng là: Lượng dư tổng cộng lượng dư trung gian - Lượng dư gia công tổng cộng (ký hiệu Z0) toàn lớp kim loại hớt q trình gia cơng qua tất nguyên công hay bước công nghệ - Lượng dư gia công trung gian (ký hiệu Zb) lớp kim loại hớt bước công nghệ nguyên công n Quan hệ Z0 Zb là: Z   Z bi (n số nguyên công hay bước công nghệ) Mặt gia cơng 18 a) Mặt ngồi b) Mặt Hình 1.17 Lượng dư gia cơng trung gian Zb Zb a b b a Zb Mặt gia cơng Trên hình 1.17 thể việc gia công nguyên công thứ i đó, ta có: - Đối với mặt ngồi: Zb = a - b - Đối với mặt trong: Zb = b - a Trong đó: b – kích thước bước (hay ngun cơng) thực a – kích thước bước (hay ngun cơng) sát trước để lại Lượng dư tổng cộng xác định sau: n Đối với mặt ngoài: Zo = Kích thước phơi – Kích thước chi tiết = Z bi n Đối với mặt trong: Z0 = Kích thước chi tiết – Kích thước phơi = Z bi Khi xác định lượng dư cho bề mặt đối xứng, ví dụ mặt trụ ta thường tính 2Zb để tránh nhầm lẫn cộng với kích thước đường kính Trên hình 1.18 ta có: - Đối với mặt ngoài: 2Zb = da - db - Đối với mặt trong: 2Zb = db - da Trong đó: db – Là kích thước đường kính thực da – Là kích thước đường kính ngun cơng (hay bước) sát trước để lại Lượng dư tổng cộng bề mặt đối xứng là: n - Đối với mặt ngồi: 2Z  2 Z bi = dphơi – dchi tiết 19 Zb db da Zb Zb a) Mặt ngồi da db Zb b) Mặt Hình 1.18 Lượng dư đối xứng n - Đối với mặt trong: 2Z  2 Z bi = dchi tiết – dphôi Các phương pháp xác định lượng dư gia cơng Muốn xác định kích thước phơi phải xác định lượng dư tổng, sau cộng với kích thước chi tiết Trong ngành khí chế tạo máy thường áp dụng hai phương pháp chính: - Phương pháp tra bảng - Phương pháp tính tốn Phương pháp tra bảng dựa vào sở thống kê kinh nghiệm Ở phương pháp lượng dư tra bảng sổ tay công nghệ chế tạo máy, sổ tay tra cứu chuyên dùng thuộc phân xưởng sản xuất Việc lập bảng dựa vào thống kê kinh nghiệm Ưu điểm phương pháp nhanh, dễ thực hiện, nhược điểm không xét đến điều kiện gia công cụ thể nên giá trị lượng dư thường lớn giá trị cần thiết Chỉ có số bảng tra riêng phân xưởng hay nhà máy lập nên phù hợp với điều kiện thực tế Phương pháp tính tốn dựa việc phân tích tổng hợp yếu tố tạo thành lớp kim loại cần phải hớt bỏ để có chi tiết hồn thiện Phương pháp đưa lại hiệu kinh tế lớn nên có nhiều nhà khoa học nghiên cứu đưa phương pháp tính tốn riêng Sau ta tìm hiểu phương pháp tính lượng dư a/ Quan điểm lượng dư Kôvan 20 Khi gia công loạt phôi loại máy điều chỉnh sẵn; kích thước phơi dao động giới hạn dung sai phôi nên lượng dư gia công dao động: - Ở phơi có kích thước amin Khi gia cơng xong có kích thước bmin Lượng dư gia công Zb - Ởnhững phôi có kích thước amax Khi gia cơng xong có kích thước bmax Lượng dư gia cơng Zb max Lượng dư thực gia công loạt dao động từ Zb min Zb max Vậy gia cơng mặt ngồi máy điều chỉnh sẵn hình 1.19 ta có: Zb = amin - bmin Zb max =amax - bmax Còn mặt hình 1.20: Zb = bmax - amax a) bmin b) Hình 1.19 Gia cơng mặt ngồi 21 amin Zb Vị trí điều chỉnh dao Ymin CH Ymax bmax amax Zbmax Zb max = bmin - amin bmax Ymin amax CH Zb Zbmax amin bmin Ymax Vị trí điều chỉnh dao b) a) Hình 1.20 Gia cơng mặt CH – Là kích thước điều chỉnh b –Kích thước đạt nguyên công (hay bước) thực a - Kích thước đạt ngun cơng (hay bước) sát trước Đối với mặt đối xứng: 2Zb = Da – Db 2Zb max = Da max – Db max Đối với mặt đối xứng: 2Zb = Db max – Da max 2Zbmax = Db - Da Giữa kích thước max kích thước sai lệch lượng , nên ta có: z = Zb max – Zb = a- b Mặt đối xứng: z = 2Zb max – 2Zb = Da - Db 22 Đối với mặt trong: Ở nguyên công hay bước cuối ghi kích thước lớn theo vẽ Lấy kích thước trừ lượng dư tính tốn cột (6) kích thước tính tốn ngun cơng hay bước sát trước ghi vào cột (7) Tiếp tục làm kích thước tính tốn phơi – Ghi kích thước giới hạn vào cột (9) (10) sau: Đối với mặt ngoài: Lấy kích thước tính tốn cột (7) đem quy tròn ghi vào cột (10) Cách quy tròn tùy theo hàng số có nghĩa dung sai tăng lên đơn vị Sau lấy kích thước cột (10) cộng với dung sai cột (8) kích thước ghi vào cột (9) Đối với mặt trong: Lấy kích thước tính tốn cột (7) đem quy tròn ghi vào cột (9) Cách quy tròn lấy theo hàng số có nghĩa dung sai giảm đơn vị Sau lấy kích thước cột (9) trừ dung sai cột (8) kích thước ghi vào cột (10) Việc tính tốn bước tiến hành theo hàng ngang – Tính trị số giới hạn lượng dư để ghi vào cột (11) (12): Với mặt ngoài: Zbmin = amin - bmin Zbmax = amax - bmax amin, bmin lấy cột (10); amax, bmax lấy cột (9), Zbmax ghi vào cột (11); Zbmin ghi vào cột (12) Với mặt trong: Zbmin = bmax - amax Zbmax = bmin - amin Cách ghi mặt 10 – Cộng tất giá trị lượng dư cột (11) ta có lượng dư tổng cộng Zomax; Cộng tất giá trị lượng dư cột (12) ta có Zomin 11 – Kiểm tra lại việc tính tốn biểu thức: Zbmax – Zbmin = a - b Và Zomax – Zomin = phơi - chitiết d- Ví dụ tính lượng dư gia cơng: Ví dụ 1: Gia cơng trục trơn: D = 350-0,215; L= 3000 mm; Rz = 20; VL: thép C: 200HB 26 Chọn loại phôi: Phôi rèn tự do, dung sai phôi ph = 20 mm Gia công máy tiện: Gá đặt đầu mâm chấu đầu chống tâm - Để đạt Rz = 20 cần qua bước: tiện thô tiện tinh, cột ta ghi dòng: phơi, tiện thơ, tiện tinh - Ghi giá trị Rza Ta vào cột (2),(3): Phôi: Rza +Ta =3000 ( theo sổ tay rèn dập sổ tay CNCTM tập 1) Tiện thô: Rz = 50 ,T = 50 theo chương “Độ xác gia cơng” Tiện tinh: Rz = 20, T = 20 - Tính ghi giá trị a vào cột (4) Phơi:   cong  lt2 Với cong = k.L = 0,8.3 = 2,4mm (chiều dài L tính mét) Sai lệch khoan tâm lt =  ph = 0,25.20 = 5mm   2,4   5,55mm Tiện thô:  = 0,06.5,55 = 0,333 mm = 333m Tiện tinh:  = 0,04.333 =13,32m - Tính b ghi vào cột (5) Khi chi tiết gia công gá đặt đầu vào mâm chấu, đầu chống tâm, sai số gá đặt b xác định phương pháp rà gá mâm chấu Khi tiện thô: r =1mm =1000m Khi tiện tinh: r = - Ghi giá trị dung sai  vào cột (8) Ở bước tiện tinh  = 215m (Theo vẽ chi tiết) Ở bước tiện thô  = 2350m (Chọn tăng lên) Phơi:  = 20000 m (Độ xác phơi rèn tự có đường kính D = 350mm) - Tính Zbmin ghi vào cột (6) 27 Tiện thô: 2Z b  2( Rza  Ta  a2   b2 )  2(3  5,552  12 )  17,3mm Tiện tinh: 2Z b  2(50  50  3332  )  866m  0,866mm Bắt đầu từ bước (7) thực theo hướng dẫn ghi vào bảng Bảng tính lượng dư 350-0,215 Thứ tự gia công Lượng dư Zbmin (mm) Các thành phần lượng dư (m) Rz T   (1) (2) (3) (4) (5) Phôi 3000 Thô 50 50 333 1000 Tinh 20 20 13,3 (6) 5550 Kích thước tính tốn (mm) Dung sai  (mm) (7) (8) Kích thước giới hạn (mm) Trị số lượng dư giới hạn (mm) max max (9) (10) (11) (12) 367,951 20,0 390,0 370,0 17,3 350,651 2,350 353,0 350,65 0,866 349,785 0,215 350,0 349,785 Tổng 37,0 19,350 3,0 0,865 40,0 20,215 Lượng dư tổng cộng: Z0max = 40,000mm Z0min = 20,215mm Kiểm tra lại: Z0max –Z0min = 40,000 – 20,215 = 19,785 mm phôi - ct = 20,000 - 0,215 = 19,785 mm Hai kết có giá trị nhau, việc tính tốn thỏa mãn cơng thức: Z0max –Z0min = phơi - ct 28 Ví dụ 2: 100 Tính lượng dư gia cơng lỗ 50+0,05 Độ xác phơi: cấp 1, khối lượng phơi: 3,5kg, vật liệu phơi gang xám (hình 1.21) 82 50+0,05 (b) A-A 2 80 A A (c) Qui trình cơng nghệ gồm ngun cơng (hai bước): tiện thô tiện tinh, chi tiết định vị mặt phẳng (dùng hai phiến tì) hai lỗ 10 (chốt trụ chốt trám) Các mặt định vị gia công W Để tiện cho việc tính tốn ta lập bảng.Theo bảng 2.11/trang 36HDTK ĐA Công nghệ chế tạo máy_GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc (chủ biên) [1] ta có giá trị tra bảng : lỗ 14 70 Hình 1.21 T + Rz = 350 + 250 = 600 m Sau bước thứ gang loại trừ T, Rz có giá trị 50m 20 m (Tra bảng 3.5/71 [1] ) Sai lệch không gian tổng cộng xác định theo công thức sau:  phôi  c2  vt2 Giá trị cong vênh c lỗ tính theo hai phương hướng kính hướng trục: c   k d 2   k l 2  0,7.502  0,7.100 2  78m Trong đó: k - độ cong vênh đơn vị, giá trị k trabảng 3.7/75 [1], l, d chiều dài đường kính lỗ vt - sai lệch vị trí bề mặt tính lượng dư so với bề mặt làm chuẩn để gia cơng 29 Giá trị vt xác định theo công thức sau: vt  ( b )2  ( c )  4002  5002  640 m Ở đây: b, c dung sai kích thước b, c phơi Nếu b, c có dung sai là: 400m 500m Như sai lệch không gian tổng cộng là:  phôi  640  782  645m Sai lệch khơng gian lại sau tiện thô là: 1 = 0,05.phôi = 0,05.645 = 32,25 m Sai số gá đặt tiện thô lỗ xác định sau:  gđ   c2   k2 Sai số chuẩn tính cho góc xoay lỗ so với mặt chuẩn định vị trường hợp xuất chi tiết bị xoay định vị vào hai chốt mà hai chốt có khe hở với lỗ định vị 2max = c+ l + 2min Ở đây: l - dung sai lỗ định vị, l =16m = 0,016 mm c - dung sai đường kính chốt, c=14m = 0,014mm min khe hở nhỏ lỗ chốt, min =13m = 0,013 mm Góc xoay lớn chi tiết xác định sau: tan   tan    max H (0,014  0,016  0,013.2) / 702  80 2  0,0004 Ở đây: H khoảng cách hai lỗ chuẩn Khi sai số chuẩn chiều dài lỗ gia công: c = L.tg =100.0,0004 = 0,04 mm = 40m Trong L chiều dài lỗ gia công Sai số kẹp chặt k tra bảng 3.14/90 [1]sổ tay CNCTM tập 1, k =120m 30 Vậy sai số gá đặt là:  gđ  402  120  127 m Sai số gá đặt lại ngun cơng tiện tinh là: gđ2 = 0,05 gđ + phđộ = m Với : phđộ= khơng có cấu phân độ Xác định lựợng dư nhỏ theo công thức:  2Zi  RZi 1  Ti 1  i21   i2 Với: i – nguyên công thực  i – – nguyên công kế trước Lượng dư nhỏ tiện thô là: 2Z  2(600  640  127 )  2506 m Lượng dư nhỏ tiện tinh là: 2Z  2(50  (32,25)  )  166 m Cột kích thước tính tốn xác định sau: Ta lấy kích thước cuối trừ lượng dư tiện tinh, ta kích thước tiện thơ, sau lấy kích thước tiện thơ trừ lượng dư tiện thơ ta kích thước phơi dt1 = 50,05 – 0,166 = 49,884 mm Kích thước phơi: dtph = 49,884 – 2,506 = 47,378 mm Dung sai nguyên công : Dung sai tiện tinh:  = 50m( Lấy theo vẽ ) Dung sai tiện thô  = 170m ( Theo khả tiện thô ) Dung sai phơi  = 400m ( Tra bảng ) Cột kích thước giới hạn xác định sau: lấy kích thước tính tốn làm tròn theo số có nghĩa dung sai ta dmax sau lấy dung sai dmax trừ dung sai dmin.Vậy ta có: Sau tiện tinh:dmax = 50,05mm ; dmin =50,05 – 0,05 =50 mm Sau tiện thô: dmax = 49,884 mm ;dmin = 49,884 –0,17 = 49,714 mm 31 Kích thước phơi : dmax = 47,378 mm ;dmin=47,378–0,4 = 46,978 mm Cột lượng dư giới hạn xác định sau: Zmin hiệu hai kích thước lớn hai ngun cơng kề nhau, Zmax hiệu hai kích thước nhỏ hai nguyên công kề Vậy ta có: Khi tiện tinh: 2Zmin = 50,05 – 49,884 = 0,166 mm =166 m 2Zmax = 50 – 49,714= 0,286 mm = 286m Khi tiện thô : 2Zmin = 49,884 – 47,378 = 2,506mm = 2506 m 2Zmax = 49,714 – 46,978 = 2,736 mm = 2736m Tất kết tính tốn ghi vào bảng tính lượng dư lượng dư tổng cộng tính sau: 2Z0min = 166 + 2506 = 2672m = 2,672 mm 2Z0max = 2810 +290 = 3100m = 3,1 mm Bảng tính lượng dư lỗ 50+0,05 Thứ tự bước gia công (1) Các thành phần lượng dư (m) Rz T   Lượng tính tốn 2Zbmin (m) (2) (3) (4) (5) (6) 600 640 Phôi Tiện thô 50 Tiện tinh 20 32,25 Kích thước tính tốn (mm) Dung sai  (m) (7) kích thước giới hạn (mm) Trị số g/h lượng dư (mm) max max (8) (9) (10) (11) (12) 47,378 400 47,3 46,9 127 2506 49,884 170 49,880 49,71 2,81 2,580 166 50,05 50,05 50,00 0,29 0,170 3,10 2,75 50 Tổng Kiểm tra kết tính tốn: Sau tiện tinh: 2Zmax – 2Zmin = 290 – 170 = 120m; 1 - 2 = 170 –50 = 120 m 32 Sau tiện thô: 2Zmax- 2Zmin = 2810 – 2580 = 230m ; phôi - 1 = 400 –170 = 230 m Hoặc: 2Z0max – 2Z0min = 3100 – 2750 = 350m phôi - 2 = 400 –50 = 350 m 1.2 Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng máy CNC Quy trình cơng nghệ gia cơng máy CNC có đặc điểm sau: -Tập trung nguyên công cao, nghĩa quy trình cơng nghệ thường ngun cơng nguyên công bao gồm nhiều bước - Các bước chia thành lớp cắt, lớp cắt thực sau quỹ đạo dịch chuyển dụng cụ cắt -Thành phần nhỏ quy trình cơng nghệ dịch chuyển đơn giản điều khiển công nghệ điều khiển máy cung cấp Các dịch chuyển đơn giản cung tròn, đoạn thẳng hay đường cong khác Các dịch chuyển đơn giản thực cấu máy nhờ lệnh điều khiển Lập quy trình cơng nghệ viết chương trình điều khiển cho máy CNC nhiệm vụ chuẩn bị cơng nghệ Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng máy CNC bao gồm giai đoạn sau đây: 1.2.1 Lập tiến trình cơng nghệ Tài liệu ban đầu vẽ chi tiết vẽ phôi Những nhiệm vụ giai đoạn là: - Nghiên cứu phơi (kích cỡ, hình dáng, vật liệu, khả tạo chuẩn) Phơi thơ chưa gia công cắt gọt (tấm, thanh, vật đúc, vật rèn, …) Một số phơi gia cơng sơ bộ, chuyển đến từ máy khác nguyên công khác Kích cỡ hình dạng phơi định việc xác định phương pháp gá đặt 33 Loại vật liệu phôi (thép, gang, hợp kim đồng, hợp kim nhôm, …) định đến lựa chọn dụng cụ cắt chế độ gia cơng cắt gọt - Nghiên cứu tính cơng nghệ chi tiết tiêu chuẩn hóa thơng số chuẩn kích thước bán kính Nếu cần phải hiệu chỉnh lại vẽ phơi vẽ chi tiết - Lập tiến trình gia cơng dựa vào hình dáng bề mặt chọn máy phù hợp - Chọn chuẩn công nghệ, phương pháp gá đặt đồ gá 1.2.2 Thiết kế nguyên công - Xác định nội dung nguyên công, chia nguyên công bước vị trí, cụ thể hóa phương pháp gá đặt chi tiết - Xác định lượng dư, dung sai cho bước công nghệ lượng dư tổng thể để quy định kích thước phơi - Xác định dụng cụ cắt chọn chúng theo loại - Chia lớp cắt, chọn chế độ cắt, chuẩn bị phương pháp điều chỉnh máy điều chỉnh dao 1.2.3 Lập trình gia cơng Giai đoạn có nhiệm vụ sau đây: -Tính tốn quỹ đạo chuyển động dao sau xác định tọa độ điểm - Lập trình ghi vào nhớ máy CNC máy tính - Kiểm tra chương trình, sửa lỗi chương trình, chạy thử gia cơng thử chi tiết 1.3 So sánh phương án công nghệ: Khi thiết kế q trình cơng nghệ phải so sánh phương án công nghệ khác để tìm phương án tối ưu Chỉ tiêu để đánh giá suất giá thành 60.Tc M (ct / ca) Chỉ tiêu suất Q  Ttc Trong đó: Tc – Thời gian ca sản xuất (giờ/ca) Ttc – Thời gian ( phút/chiếc) M0 – Số máy công nhân vận hành 34 Chỉ tiêu giá thành: K sx ( đ / c) N G Trong đó: G –giá thành sản phẩm N- sản lượng hàng năm Ksx – chi phí sản xuất Ksx = KV + KL ( + ) + KM + KD + KG [đồng/năm] Với: Kv – chi phí vật liệu KL – Chi phí lương cho công nhân sản xuất  - Hệ số tiền thưởng, phụ cấp, bảo hiểm xã hội (ví dụ:  = 1,14  1,23)  - Hệ số chi phí quản lí, điều hành sản xuất (ví dụ: = 1,5 4) KM – Chi phí máy KD –Chi phí dụng cụ KG – Chi phí trang bị công nghệ Giá thành gia công G phân thành hai phần chính: G = G1 + G2 G1 – Giá thành không phụ htuộc sản lượng N G2 –Giá thành phụ thuộc sản lượng N Đại lượng G1 xác định theo chi phí vật liệu chi phí lương tính cho chi tiết máy: G1 = Kv + ( + )ttc.KL [đồng/chiếc] Đại lượng G2 xác định theo chi phí trang thiết bị, dụng cụ cơng nghệ tính cho chi tiết máy G2  K M  K D  KG N [đồng/chiếc] Khi so sánh phương án công nghệ phải ý tới giá trị sản lượng giới hạn (NG) Giá trị NG cho biết phạm vi ứng dụng kinh tế 35 phương án Ví dụ, so sánh hai phương án với giá thành gia công GA GB ta có sản lượng giới hạn là: NG  G1B  G1 A G2 A  G2 B Theo biểu đồ hình 1.22, sản lượng thực tế N < NG chọn phương án cơng nghệ A GA < GB, ngược lại sản lượng thực tế lớn NG chọn phương án B GB < GA Khi so sánh phương án công nghệ ta thấy rõ là: phương án chi phí hiệu kinh tế cao Đặc biệt phí tổn thời gian, phí tổn thời gian thấp suất cao Chính biện pháp tăng suất, hạ giá thành biện pháp giảm chi phí, ta trọng tới chi phí thời gian liên quan tới cơng nghệ nhiều Sau số biện pháp để giảm chi phí thời gian Giảm thời gian t0 cách: G GA O N Hình 1.22 GB N - Tăng độ xác phơi, xử lí nhiệt để cải thiện điều kiện cắt gọt - Cắt nhiều dao đồng thời để giảm hành trình chạy dao, xác định hợp lí lượng ăn tới vượt dao - Chọn chế độ cắt cao gia công thô - Gia công đồng thời nhiều bề mặt dụng cụ định hình ghép nhiều dụng cụ cắt, sử dụng máy nhiều trục chính, lúc t0 t0 Giảm thời gian phụ cách: - Giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công cách dùng đồ gá kẹp nhanh (đồ gá khí nén, dầu ép, từ, điện …) - Thiết kế hệ thống kiểm tra tự động gia công để giảm phí tổn thời gian kiểm tra - Làm trùng thời gian phụ với thời gian  t0 dùng đồ gá bàn quay để gá nhiều chi tiết vừa cắt vừa tháo lắp phôi, thực 36 trình cắt khứ hồi, tiến hành cấp phôi gá đặt phôi tự động Sử dụng nhiều dao, dao lùi dao vào cắt… - Giảm thời gian thay đổi điều chỉnh dụng cụ cắt cách dùng dụng cụ cắt tổ hợp, dụng cụ chuyên dùng, sử dụng phương pháp tự động điều chỉnh máy Trong trình định mức ta chưa kể đến loại tổn thất khác như: Do bố trí chỗ làm việc thiếu hợp lí dẫn đến thao tác chậm bàn giao ca kíp khơng thời gian, cúp điện, cúp nước, thay đổi nhân bất thường, trục trặc thiết bị công nghệ … Để tính đến cố đó, định mức chọn thêm hệ số khác 1.4 Tiêu chuẩn hóa q trình cơng nghệ 1.4.1 Khái niệm Theo thống kê nhiều nước có cơng nghiệp phát triển có tới 75% sản phẩm ngành chế tạo máy sản xuất theo loạt vừa nhỏ Vì chuẩn bị kĩ thuật cho sản xuất, gồm chuẩn bị thiết kế kết cấu chuẩn bị cơng nghệ phải ln ln tìm biện pháp nâng cao tính loạt cho đơn vị ngun cơng cho q trình cơng nghệ nhằm đạt hiệu kinh tế gia công Biện pháp để nâng cao tính loạt nhằm rút ngắn thời gian chuẩn bị cơng nghệ thống hóa, tiến tới tiêu chuẩn hóa q trình cơng nghệ như: - Cơng nghệ điển hình - Cơng nghệ nhóm - Cơng nghệ tổ hợp Tiêu chuẩn hóa q trình cơng nghệ góp phần: - Giải phóng cán cơng nghệ khỏi cơng việc tính tốn, trùng lặp nhiều tài liệu cơng nghệ - Giảm số lượng trang bị công nghệ giống - Đơn giản việc tính tóan định mức lao động vật liệu - Giảm thời gian bố trí sản xuất Muốn tiêu chuẩn hóa q trình cơng nghệ phải thống hóa tiêu chuẩn hóa kết cấu đối tượng sản xuất (chi tiết phận máy) đối tượng sản xuất có kết cấu giống có cơng nghệ giống Để thống hóa, tiêu chuẩn hóa kết cấu đối tượng sản xuất 37 cần phải khảo sát phân loại chi tiết máy theo ngành đặc điểm cơng nghệ chúng 1.4.2 Cơng nghệ điển hình Mục đích điển hình hóa q trình cơng nghệ xây dựng quy trình cơng nghệ chung cho đối tượng sản xuất (chi tiết, phận, sản phẩm) có kết cấu giống Cơ sở cơng nghệ điển hình dựa vào việc phân loại chi tiết, phận máy … mặt kết cấu công nghệ, xác định lập nên đối tượng đại diện (điển hình) có đầy đủ đặc trưng tiêu biểu kiểu Nhờ mà trình gia công chi tiết lắp ráp phận kiểu định tiến hành theo quy trình cơng nghệ lập nên từ trước Những quy trình thiết kế, kiểm nghiệm đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật theo điều kiện trình độ sản xuất định Những nội dung cần thực điển hình hóa q trình cơng nghệ là: – Phân loại chi tiết, phận sản phẩm thành kiểu, kiểu đối tượng phải giống hồn tồn kết cấu – Phân tích lựa chọn kiểu đối tượng điển hình – Lập tiến trình cơng nghệ điển hình cho kiểu đối tượng, dựa vào đối tượng điển hình chọn – Xác định trang thiết bị, dụng cụ, chế độ công nghệ cho kiểu, ứng với tiến trình cơng nghệ điển hình Chi tiết 1.4.3 Cơng nghệ nhóm Cơ sở cơng nghệ nhóm phân nhóm đối tượng sản xuất theo giống phần kết cấu.Ví dụ chi tiết gia công mức độ giống tập hợp vài bề mặt gia cơng hình 1.23 Như cho phép gia công chi tiết nhóm ngun cơng giống trang thiết bị, dụng cụ trình tự cơng nghệ 38 Chi tiết Chi tiết 6lỗ  15 Hình 1.23 Khi gia cơng hệ lỗ 15 chi tiết hình 1.23 sử dụng chung đồ gá, máy, chế độ công nghệ, dụng cụ cắt …Việc gia công ta gọi công nghệ nhóm Cơng nghệ nhóm thường thực ngun cơng, cụ thể máy, ví dụ: gia cơng nhóm máy tiện, máy khoan, máy phay … Như qua việc phân nhóm, số lượng chi tiết gia cơng tính cho đơn vị trang thiết bị cơng nghệ tăng lên, hay gọi tăng quy mô sản xuất cho thiết bị (tính loạt tăng) Điều mang lại hiệu kinh tế cao Phạm vi cơng nghệ nhóm hẹp cơng nghệ điển hình, cơng nghệ nhóm bao gồm số nguyên công chung ứng với số bề mặt gia công giống chi tiết, cơng nghệ nhóm lại cụ thể, cho phép ứng dụng nhanh đưa lại hiệu kinh tế cao điều kiện sản xuất loạt nhỏ, đơn cơng nghệ nhóm số lượng chi tiết thuộc nhóm nhiều kết cấu chung chi tiết có khác 1.4.4 Công nghệ tổ hợp Sản xuất theo dây chuyền sở q trình cơng nghệ tối ưu, linh hoạt tự động hóa quy mơ sản xuất phổ biến hàng loạt vừa nhỏ đặt vấn đề nghiên cứu công nghệ tổ hợp dựa việc kết hợp phương pháp thống hóa, tiêu chuẩn hóa kết cấu đối tượng sản xuất, cơng nghệ điển hình cơng nghệ nhóm nhằm khai thác tận dụng ưu điểm, hạn chế nhược điểm phương pháp riêng biệt Những bước quan trọng trước hết cần phải thực để áp dụng công nghệ tổ hợp là: 1- Phân loại ghép nhóm đối tượng gia cơng (có thể xuất phát từ loại kiểu) chủng loại đối tượng gia cơng có chương trình sản xuất 2- Xác định đối tượng đại diện (điển hình): xác định kiểu chi tiết đại diện số kiểu chi tiết gia công theo công nghệ tổ hợp sở độ phức tạp cao kết cấu công nghệ 3- Xác định số lượng quy đổi kiểu chi tiết khác kiểu điển hình hệ số quy đổi Hệ số quy đổi (tính gần đúng) hệ số xét đến khác kết cấu công nghệ kiểu xét kiểu điển hình Sau tính tổng số lượng quy đổi kiểu điển hình tất chi tiết gia công tổ hợp 39 4- Xác định phương án tổ hợp tối ưu cơng nghệ (ví dụ chi tiết xác động Diesel, đơi xác cao, chi tiết dạng trụ, kiểu piston, xylanh, kim, đế với cỡ D12, D20, W50, C100 có phương án tổ hợp công nghệ sau: - Gia công tổ hợp kiểu chi tiết piston, xylanh, kim, đế - Gia công tổ hợp loại chi tiết trục (piston, kim) - Gia công tổ hợp kiểu chi tiết bạc (lỗ): xylanh, đế - Gia công tổ hợp kiểu chi tiết theo cỡ (kiểu piston, kiểu xylanh, kiểu đế gia công tổ hợp nhiều cỡ) 5- Thiết kế xây dựng q trình cơng nghệ, ngun cơng dây chuyền gia công theo phương án tổ hợp tối ưu công nghệ, kể thiết kế đồ gá điều chỉnh cho ngun cơng CÂU HỎI ƠN TẬP Phân biệt thành phần quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết máy ? ( Cho ví dụ minh họa) Trình bày trình tự thiết kế quy trình cơng nghệ hợp lý ? Thế phân tán hay tập trung nguyên công? Sơ đồ gá đặt thể vấn đề gì? Sơ đồ ngun cơng thể vấn đề gì? Trình bày nội dung thiết kế ngun cơng ? Xác định lượng dư gia công phương pháp tính tốn(cách lập bảng)? Tính cơng nghệ kết cấu gì? Các tiêu đánh giá tính công nghệ kết cấu? Thế Công nghệ nhóm ? Cho ví dụ ? 10 Cơng nghệ điển hình gì? Cho ví dụ ? 11 So sánh ưu nhược điểm hai loại hình ? 12 Hãy cho biết Tính loạt? Tại nói ứng dụng cơng nghệ nhóm cơng nghệ điển hình để nâng cao tính loạt sản xuất khí? 13 Tại phải ứng dụng cơng nghệ tổ hợp chế tạo khí ? 14 So sánh phương án cơng nghệ theo tiêu chí nào? 40