thiết kế,lập kế hoạch một quy trình sản xuất chi tiết cơ khí bằng capp

Mục tiêu của chuyên đề là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệuquả các phương pháp lập kế hoạch sản xuất, thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trìnhchế tạo sản phẩm c

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay,các ngành kỹ thuật nói chung và nghành cơ khí nói riêng đòi hỏi kỹ sư đượcđào tạo ra phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đó đểgiải quyết những vấn đề cụ thể thường gặp trong sản xuất, sữa chữa và sử dụng

Mục tiêu của chuyên đề là tạo điều kiện cho người học nắm vững và vận dụng có hiệuquả các phương pháp lập kế hoạch sản xuất, thiết kế, xây dựng và quản lý các quá trìnhchế tạo sản phẩm cơ khí về kỹ thuật và tổ chức sản xuất nhằm đạt được các chỉ tiêu kinh

tế kỹ thuật theo yêu cầu trong điều kiện về quy mô sản xuất cụ thể Chuyên đề còn truyềnđạt những yêu cầu về chỉ tiêu công nghệ trong qua trình thiết kế các kết cấu cơ khí để gópphần nâng cao hiệu quả sản xuất chúng

Chuyên đề CAPP nằm trong chương trình đào tạo của nghành chế tạo máy thuộc khoa

cơ khí có vai trò hết sức quan trọng nhằm tạo cho sinh viên hiểu hết một cách sâu sắc vềnhững vấn đề mà người kỹ sữ gặp phải khi thiết kế,lập kế hoạch một quy trình sản xuấtchi tiết cơ khí

Được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô và các bạn đặc biệt là thầy Nguyễn Hoài Sơn

đã giúp chúng em hoàn thành chuyên đề môn học này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ,ngày….tháng….năm….

Nhóm thực hiện: Nhóm 1

1

M c l c ục lục ục lục

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1: Tổng quan về CAPP 1 KHÁI NIỆM CAPP 4

1.1 Giới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất 5

1.2 Các bước tiếp cận để lập quá trình sản xuất 6

1.2.1 Lập kế hoạch bằng tay dựa trên kinh nghiệm sản xuất 6

1.2.2 Quy trình lập kế hoạch có sự hỗ trợ của máy tính 7

1.3 Các bước tham gia vào CAPP 8

1.4 Phân loại các loại hình CAPP 9

1.4.1 Lập quy trình sản xuất vòng lặp (Retrieval CAPP systems) 9

1.4.2 Lập quy trình sản xuất mới (Generative Process Planning Systems) 10

1.5 Lợi ích của ứng dụng CAPP 10

1.6 Tổng kết về CAPP 11

Chương 2:phân tích quy trình công nghệ gia công nhóm và mô hình hóa chi tiết 2 CÔNG NGHỆ NHÓM 12

2.1 Khái niệm: 12

2.2 Lợi ích của công nghệ nhóm 13

2.3 Mô hình hóa quy trình 14

2.4 Phạm vi gia công nhóm 16

2.5 Mục đích gia công nhóm 16

2.6 Các bước tiến hành gia công nhóm 16

2.6.1 Phân nhóm chi tiết 16

2.6.2 Thiết kế quy trình công nghệ nhóm 20

2.7 Mô hình hóa chi tiết 21

2.7.1 Tổng quan về chi tiết gối trục vít 21

2.7.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 22

2.7.3 Mô hình hóa chi tiết trục vít 22

2.8 xác định dạng sản xuất 24

2.8.1 * Ý nghĩa của việc xác định dạng sản xuất 24

2.8.2 * Xác định dạng sản xuất: 24

Sản Lượng Hàng Năm 25

Chương 3 LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT

ỨNG DỤNG CAPP 27

3.1 Phân tích sản phẩm 27

3.1.1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết 27

3.1.2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết: 27

3.1.3 Điều kiện kỹ thuật chi tiết dạng trục 28

3.2 Xác định phương pháp gia công và thứ tự các nguyên công 28

3.2.1 Xác định phương pháp chế tạo phôi 28

3.2.2 Xác định đường lối công nghệ 29

3.2.3 Lập tiến trình quy trình công nghệ 29

3.3 Ứng dụng phần mềm máy tính để mã hóa tính toán các thông số từng nguyên công 30

3.3.1 Dập phôi 30

3.3.2 Nguyên công khỏa mặt đầu và khoan tâm 31

3.3.3 Nguyên công tiện thô và tiện tinh đầu A 32

3.3.4 Nguyên công tiện thô và tiện tinh đầu B 33

34

3.3.5 Nguyên công tiện ren 34

35

3.3.6 Nguyên công nhiệt luyện 35

3.3.7 Nguyên công mài ổ trục 36

3.3.8 Nguyên công mài ren vít 37

3.3.9 Nguyên công kiểm tra 38

3.4 Tính toán thiết kế đồ gá cho nguyên công khoan tâm- khỏa mặt đầu 38

4 CHƯƠNG IV: PHÂN TÍCH , ĐÁNH GIÁ CHUYÊN ĐỀ 41

4.1 Phân tích, đánh giá 41

4.2 Tính toán giá thành sản phẩm 44

4.3 Kết luận 44

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CAPP

1 KHÁI NI M CAPP ỆM CAPP

Computer aided process planning - CAPP là công nghệ sử dụng sự hỗ trợ của máy

tính để lập kế hoạch sản xuất Nó dựa trên yêu cầu về sản phẩm cần gia công của khách hàng Vì vậy để đảm bảo các yêu cầu về thông số kĩ thuật, giá thành là thấp nhất và thời gian giao hàng là sớm nhất cần có sự lên kế hoạch Mà trong đó việc lập kế hoạch có sự trợ giúp của máy tính là rất quan trọng và cần thiết, dễ dàng giúp thay đổi chỉnh sửa các thông số sản phẩm dựa trên sản phẩm điển hình đã được lập CAPP

Trong sản xuất có một lượng rất lớn khối lượng các công việc, cũng như các hoạt động khác, các cơ sở dữ liệu được yêu cầu, nó là một dòng chảy thông tin để giúp cho chúng ta lập được kế hoạch sản xuất một cách nhanh chóng, có hiệu suất làm việc rất cao trong tổng sản xuất của cả hệ thống

-Sơ đồ quy trình sản xuất có sự hỗ trợ của CAPP:

1.1 Gi i thi u v quá trình l p k ho ch s n xu t ới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất ệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất ề quá trình lập kế hoạch sản xuất ập kế hoạch sản xuất ế hoạch sản xuất ạch sản xuất ản xuất ất

Quy hoạch quá trình sản xuất là một hoạt động tổ chức có thể biến đổi một thiết kế sản phẩm vào một tập hợp các hướng dẫn để chế tạo một sản phẩm, nó là một phần của quá trình sản xuất Các thông tin được cung cấp trong thiết kế bao gồm các đặc điểm kỹ thuật(hình học hình và tính năng của nó) và đặc điểm kỹ thuật (dung sai, bề mặt )

Bây giờ, lập kế hoạch quá trình sản xuất được áp dụng cho nhiều ngành sản xuất như cắt kim loại,tấm kim loại hình thành, chế tạo composite và gốm và sản xuất khác Việc phân tích các yêu cầu phần hoàn thành là bước đầu tiên trong quá trình lập kế hoạch

Ban đầu ta phân tích các tính năng của các chi tiết được sản xuất Ví dụ về các tính năng hình học bao gồm máy bay, hình trụ, hình nón Bước thứ hai là sự lựa chọn của hìnhdạng phôi, kích thước (kích thước và trọng lượng), vật liệu và các thuộc tính khác được xác định.Trọng lượng và vật chất của phần thô được xác định bởi yêu cầu chức năng của

kế hoạch

Các bước tiếp theo trong quá trình lập kế hoạch là để xác định các loại thích hợp của hoạt động chế biến và trình tự của họ để chuyển đổi tính năng, kích thước và dung sai một phần từ nguyên liệu đến thành phẩm

Bước tiếp theo là việc lựa chọn các máy công cụ Một số trong những yếu tố gây ảnh hưởng đến việc lựa chọn các công cụ máy như sau:

Các thuộc tính liên quan đến phôi, chẳng hạn như tính năng mong muốn, kích thước của phôi, dung sai chiều và hình dáng phôi

Các thuộc tính liên quan đến máy công cụ: kích thước khả năng xử lý, phương thức hoạt động, khả năng các công cụ và khả năng thay đổi công cụ tự động

5

Thuộc tính liên quan đến khối lượng sản xuất: số lượng sản xuất và trật tự tần số, chi phí Đơn vị sản xuất, sản xuất dẫn đến thời gian và chất lượng được ba tiêu chí cơ bản để đánh giá sự phù hợp của một máy công cụ để thực hiện một hoạt động

Tiếp là việc lựa chọn các công cụ làm việc giữ thiết bị và thiết bị kiểm tra.Tính năng trên các phôi được tạo ra bằng cách sử dụng một sự kết hợp của các công cụ máy và dụng

cụ cắt Thiết bị làm việc cần được sử dụng để xác định vị trí và giữ phôi để tạo ra các tínhnăng Để đảm bảo tính chính xác chiều, dung sai và bề mặt kết thúc vào tính năng, thiết

bị kiểm tra được yêu cầu.Phần tính năng đóng một vai trò quan trọng trong việc lựa chọn máy công cụ, vật cố và thiết bị kiểm tra

Bước tiếp là phải được thực hiện là việc xác định điều kiện công nghệ và thời gian sản xuất

1.2 Các b ưới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất c ti p c n đ l p quá trình s n xu t ế hoạch sản xuất ập kế hoạch sản xuất ể lập quá trình sản xuất ập kế hoạch sản xuất ản xuất ất

Về cơ bản có hai cách tiếp cận để lập kế hoạch sản xuất cụ thể như sau:

Bằng tay dựa trên kinh nghiệm lập kế hoạch sản xuất(phương pháp lập kế hoạch truyền thống)

Phương pháp lập kế hoạch sản xuất có sự hỗ trợ của máy tính CAPP(hướng phát triển trong tương lai

1.2.1 L p k ho ch b ng tay d a trên kinh nghi m s n xu t ập kế hoạch sản xuất ế hoạch sản xuất ạch sản xuất ằng tay dựa trên kinh nghiệm sản xuất ựa trên kinh nghiệm sản xuất ệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất ản xuất ất

Lập kế hoạch quá trình thủ công dựa trên kinh nghiệm và kiến thức của các cơ sở sản xuất, thiết bị, khả năng của mình, các quy trình, và các công cụ sản xuất của một nhà máy Lập kế hoạch quá trình rất tốn thời gian và kết quả khác nhau dựa trên những người làm quy hoạch

Tính khả thi của quy trình, lập kế hoạch phụ thuộc vào nhiều yếu tố (thiết kế và tínhsẵn sàng của các máy công cụ) Hoạt động sản xuất cũng như lập kế hoạch và phân bổ

Vì vậy, để tạo ra một kế hoạch sản xuất thích hợp, người lập kế hoạch phải có

đủ kiến thức và kinh nghiệm Bên cạnh đó là rất tốn thời gian để thay đổi linh hoạt các sản phẩm tương tư trong sản xuất, ứng dụng sự phát triển của khoa học kỹ thuật tới hoạt động sản xuất

1.2.2 Quy trình l p k ho ch có s h tr c a máy tính ập kế hoạch sản xuất ế hoạch sản xuất ạch sản xuất ựa trên kinh nghiệm sản xuất ỗ trợ của máy tính ợ của máy tính ủa máy tính

Công nghệ CAD/CAM phát triển, kéo theo sự phát triển của CAPP Phương pháp này chính là sử dụng một tập tin trong quá trình chuẩn kế hoạch để lấy kế hoạch tốt nhất trong các tập tin sau khi xem xét các thiết kế Kế hoạch này sau đó có thể được điều chỉnh bằng tay nếu nó không hoàn toàn phù hợp CAPP bắt đầu với việc thiết kế sản phẩm số và có thể tạo ra một kế hoạch chi tiết quá trình hoàn chỉnh với các thiết lập máy

Hệ thống CAPP sử dụng các thuật toán thiết kế, một tập tin đặc điểm máy, và quyết định xử lý để xây dựng các kế hoạch Hệ chuyên gia dựa trên những quy định và đã được

sử dụng trong một số hệ thống CAPP là liên kết quan trọng nhất để tích hợp hệ thống CAD/CAM Trọng tâm chính là để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống

Ví dụ như nếu chúng ta thay đổi thiết kế, chúng ta phải có khả năng trở lại vào một môđun của CAPP để tạo ra các ước tính chi phí cho những thay đổi thiết kế Tương tự đốivới các trường hợp sự cố máy trên sàn cửa hàng Trong trường hợp này, kế hoạch quá trình thay thế phải có trong tay để có các giải pháp kinh tế tốt nhất cho tình hình có thể được thông qua chức năng đã được chứng minh Do đó, việc sử dụng máy tính trong quá trình lập kế hoạch là thiết yếu

CAPP là ứng dụng của máy tính để hỗ trợ con người trong chức năng lập kế hoạch sản xuất Trong việc đơn giản nhất của CAPP, nó sẽ làm giảm thời gian và nỗ lực cần thiết để chuẩn bị kế hoạch quá trình và cung cấp kế hoạch quá trình nhất quán hơn Trongtrạng thái cao nhất của nó, nó sẽ cung cấp giao diện tự động giữa CAD và CAM và trong quá trình đạt được tích hợp đầy đủ với trong CAD / CAM

7

Việc sử dụng máy tính trong quá trình sx có những ưu điểm sau:

Nó có hệ thống có thể sản xuất các kế hoạch chính xác và quá trình thống nhất

Nó dẫn đến việc giảm chi phí và thời gian hoàn thành kế hoạch quá trình

Yêu cầu kỹ năng của quá trình được giảm đến mức thấp nhất Dẫn đến tăng năng suất củatất cả quá trình

Do đó, quá trình lập kế hoạch hỗ trợ máy tính (CAPP) đã trở thành một mục tiêu cần thiết và quan trọng của hệ thống CIM

1.3 Các b ưới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất c tham gia vào CAPP

Ngày nay công nghệ đang thay đổi mang tính hiện đại rất nhanh chóng, chúng được thực hiện trong tự động hóa quá trình sản xuất thực tế và cũng là yếu tố thiết kế sản phẩm CAPP có tiềm năng để phát triển trong thời kì hiện nay và tương lai Nói chung, một hệ thống CAPP hoàn chỉnh có các bước sau đây:

- Thiết kế đầu vào

- Lựa chọn gia công

- Lựa chọn tham số Máy

- Chi phí / thời gian lập dự toán

- Chuẩn bị kế hoạch

- Mc băng hình ảnh generatio

1.4 Phân lo i các lo i hình CAPP ạch sản xuất ạch sản xuất

Dựa vào cách tiếp cận quy trình sản xuất ta có hai phương pháp lập quy trình sản

xuất như sau:

1.4.1 L p quy trình s n xu t vòng l p (Retrieval CAPP systems) ập kế hoạch sản xuất ản xuất ất ặp (Retrieval CAPP systems)

Trong phương pháp lập quy trình sản xuất vòng lặp các chi tiết khác nhau được

phân loại thành các nhóm khác nhau và được mã hóa,thông số chi tiết của từng nhóm được lưu trữ trên máy tính.Các thông số này sau đó sẽ được áp dụng cho các sản phẩm mới.Việc lập quy trình sản xuất theo phương pháp này có rất nhiều lợi ích như có thể xuất hàng loạt,hiệu chỉnh hoặc thay đổi thiết kế theo yêu cầu.Ví dụ :chúng ta cần một

số sản phẩm chai nhựa và chai thủy tinh với các thiết kế khác nhau tương ứng với từng loại thì bước đầu tiên chúng cần phân loại quy trình sản xuất cho nhóm chai nhưa,tiếp

đó là nhóm chai thủy tinh,khi có điều chỉnh thiết kế một sản phẩm nào đó,chúng ta chỉ cần xem nó thuộc nhóm sản phẩm nào là có thể hiệu chỉnh dữ liệu đầu vào nhanh nhất,chúng ta chỉ cần hiệu chỉnh lần đầu,các sản phẩm tiếp theo sẽ theo đó được chế tạo Phương pháp này gồm các bước như sau:

+Bước 1:Phân loại và mã hóa các nhóm sản phẩm

+Bước 2:Hình thành các bộ phận sản xuất cho từng nhóm sản phẩm

+Bước 3:Lập quy trình sản xuất theo tiêu chuẩn cho từng nhóm

Bước 2 và bước 3 được lặp lại với các sản phẩm mới được thiết kế

-Sơ đồ quy trình sản xuất theo vòng lặp:

9

L p ập kế hoạch sản xuất

quy trình s n xu t m i (Generative Process Planning Systems) ản xuất ất ới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất

Lập quy trình sản xuất theo phương pháp này được thực hiện tự động ngày từ đầu với sự trợ giúp của máy tính.Các chương trình của máy tính sử dụng một tập hợp các thuật toán cho phép nó thực hiện một số quyết định kỹ thuật hợp lý để đạt được quy trình sản xuất tối ưu.Người ta phải cung cấp các thông tin đầu vào cho hệ thống như

mô tả chi tiết sản phẩm cần sản xuất,phương pháp này dựa trên việc phần tích các yếu

tố hình học,vật liệu và các thông số liên quan khác.Phương pháp này thay vì lấy và hiệuchỉnh một cơ sở dự liệu có sẵn trong máy tính nó sẽ lập quy trình sản xuất mới phù hợp với các điều kiện sản xuất

1.5 Lợi ích của ứng dụng CAPP

Lợi ích đáng kể nhất là kết quả trong quá trình sản xuất của việc thực hiện của

CAPP Trong một cuộc khảo sát chi tiết của hai mươi hai công ty lớn và nhỏ(theo thống kê), sử dụng hệ thống CAPP, tiết kiệm chi phí ước tính sau đây đã đạt được:

• Giảm 58% trong việc nỗ lực lập kế hoạch

• Tiết kiệm 10% trong lao động trực tiếp

• Tiết kiệm 10% trong phế liệu.

• Tiết kiệm 12% trong công cụ

• Giảm 6% trong công việc theo quy trình

Ngoài ra, có những lợi ích vô hình như sau:

• Lập kế hoạch quá trình làm giảm thời gian đào tạo và sản xuất; phản ứng nhanh hơn vớinhững thay đổi kỹ thuật

• Thống nhất kế hoạch quá trình Greater; truy cập vào các thông tin được cập nhật lên trong một cơ sở dữ liệu trung tâm

• Cải thiện các thủ tục lập dự toán chi phí và các lỗi tính toán ít hơn

• Các kế hoạch quá trình hoàn chỉnh và chi tiết hơn

• Cải thiện kế hoạch sản xuất và công suất khai thác

• Cải thiện khả năng để giới thiệu công nghệ sản xuất mới và nhanh chóng cập nhật quá trình lên kế hoạch để sử dụng các công nghệ cải tiến

1.6 Tổng kết về CAPP

CAPP là một công nghệ có hiệu quả cao đối với các nhà sản xuất chuyên nghiệp vớimột số lượng đáng kể các sản phẩm và quá trình các nguyên công Nguyên công được tiến hành nhanh chóng và được thực hiện để phát triển khả năng lập kế hoạch sinh sản và kết hợp CAPP vào một kiến trúc sản xuất máy tính tích hợp Các công cụ phần mềm bán sẵn hiện đang tồn tại để hỗ trợ cả CAD/CAM và CAPP Kết quả là, nhiều công ty có thể đạt được những lợi ích của CAD/CAM và CAPP với chi phí tối thiểu và ít rủi ro Hiệu quả sử dụng các công cụ này có thể nâng cao lợi thế cạnh tranh của một nhà sản xuất

11

CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÔNG NGHỆ NHÓM VÀ MÔ HÌNH HÓA

CHI TIẾT

2 CÔNG NGH NHÓM ỆM CAPP

2.1 Khái ni m: ệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất

Công nghệ nhóm là một triết lý sản xuất trong đó các chi tiết tương tự nhau được xác định và được nhóm lại với nhau để tận dụng lợi thế của sự giống nhau trong sản xuất và thiết kế Các chi tiết tương tự nhau được sắp xếp thành dòng sản phẩm Mỗi dòng sản phẩm sẽ có đặc điểm thiết kế và sản xuất tương tự nhau Do đóviệc xử lý mỗi sản phẩm trong dòng sản phẩm sẽ được thực hiện tương tự cho các sản phẩm khác nhằm đạt hiệu quả cao trong sản xuất Những hiệu quả thu được ở đây

là giảm thời gian lập kế hoạch,chất lượng lập kế hoạch tốt hơn, kiểm soát tốt hơn cáccông cụ hỗ trợ và áp dụng các quy trình tiêu chuẩn hóa vào sản xuất và thiết kế Đối với công nghệ nhóm hệ thống thiết kế của sản phẩm trước có thể áp dụng cho các sản phẩm sau trong cùng một dòng sản phẩm Để thực hiện một hệ thống thiết kế nhưvậy cần phải phân loại và mã hóa các chi tiết.Việc phân loại và mã hóa liên quan đến việc xác định những điểm tương đồng giữa các chi tiết liên quan.Phân loại các điểm tương đồng gồm 3 bước sau:

+Tương đồng về đặc điểm thiết kế (giống nhau về hình dạng hình học và kích thước)

+Đặc điểm sản xuất (giống nhau về các bước xử lý để tạo ra sản phẩm)

+ Tương đồng nhau về cả thiết kế và sản xuất

Khi thực hiện việc phân loại và mã hóa các chi tiết thì hầu hết các công ty sẽ chọn mua một gói thương mại sẵn có chứ họ không phát triển riêng Các yếu tố sau đây được coi là một phần trông việc lựa chọn hệ thống mã hóa và phân loại:

+Mục đích (đối với từng công ty khác nhau họ sẽ có các lựa chọn phù hợp múc đích sản xuất của công ty họ)

+Phạm vi ứng dụng

+Chi phí và thời gian

+Khả năng tích hợp với các hệ thống khác

2.2 L i ích c a công ngh nhóm ợ của máy tính ủa máy tính ệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất

Lợi ích khi thiết kế sản phẩm: Khi thiết kế một chi tiết mới,các kỹ sư hoặc các nhà thiết kế máy móc sẽ dành một vài phút để xác định mã hóa của các chi tiết thiết kế Sau

đó các mẫu thiết kế hiện có phù hợp với chi tiết được mã hóa sẽ được lấy ra xem xét nếu như một trong số chúng phù hợp với chức năng mong muốn Dành vài phút tìm kiếm các tập tin thiết kế với sự trợ giúp của hệ thống mã hóa có thể tiết kiệm nhiều giờ đồng hồ trong quỹ thời gian của các nhà thiết kế Nếu như chi tiết phù hợp nhất không được tìm thấy thì có lẽ một sự thay đổi nhỏ trong thiết kế hiện có sẽ phù hợp với chức năng yêu cầu của sản phảm cần thiết kế.Sử dụng hệ thống thiết kế vòng lặp tự động sẽ giúp loại bỏcác thiết kế trùng lặp và phát triển chi tiết mới Các lợi ích khác của công nghệ nhóm trong thiết kế là nó giúp cải thiện quy trình lập dự toán,tính toán chi phí,thúc đẩy quá trình tiêu chuẩn hóa trong thiết kế.Trong thiết kế các đặc điểm nhứ bán kính góc, góc vát

và dung sai có thể tiêu chuẩn hóa với công nghệ nhóm

Gia công và lắp đặt: Trong gia công việc thiết kế đồ giá và Jig phải phù hợp với các chi tiết của dòng sản phẩm.Cơ cấu dùng để giữ được thiết kế đặc biệt để có thể chuyển đổi tạo thành các cơ cấu giữ (đồ gá) phù hợp với từng chi tiết của dòng sản phẩm Các máy công cụ không yêu cầu thay đổi nhiều trong các sơ đồ thiết lập bởi sự giống nhau của các chi tiết làm việc trên chúng Qua đó góp phần tiết kiệm thời gian thiếtlập Người ta ước tính rằng việc sử dụng công nghệ nhóm có thể giảm đến 69% thời gian thiết lập (lắp đặt)

13

Xử lý vật liệu : Một lợi thế trong sản xuất đó là giảm thời gian dịch chuyển công việc và thời gian chờ Việc bố trí các máy công cụ thành từng nhóm để việc sử dụng vật liệu có hiệu quả hơn tại các phân xưởng.

Sản xuất và kiểm soát hàng tồn kho :Việc phân nhóm máy móc vào từng khu vực góp phần làm giảm số lượng các trung tâm sản xuất Phân nhóm các bộ phận thành từng vùng nhỏ làm giảm đáng kể sự phức tạp và các vấn đề gặp phải khi lập kế hoạch Do quá trình thiết lập và việc xử lý vật liệu hiệu quả hơn nên thời gian sản xuất ,quy trình công việc tốt hơn,các sự cố giao hang trễ giảm

Sự hài lòng của nhân viên : Các cụm máy thường có thể tạo ra các chi tiết hoàn thiện

từ các nguyên liệu thô bởi một nhóm nhỏ người lao động (tứ là với sự hỗ trỡ của máy móc các sản phẩm có thể được chế tạo gần như hoàn thiện từ các nguyên liệu thô mà không cần nhiều công nhân làm việc) Các nhân viên có thể biết được những đóng góp của họ cho công ty điều này người lao động gắn bó và hài lòng hơn với công việc mình đang làm, đồng thời nâng cao tinh thần trách nhiệm với công việc của người lao động Đối với việc lập kế hoạch sản xuất : Thời gian và chi phí lập kế hoạch sản xuất giảm thông qua việc kết hợp các tiêu chuẩn hóa với công nghệ nhóm

2.3 Mô hình hóa quy trình

Giai đoạn thiết kế sơ bộ gồm: xác định chi tiết gia công, ghép nhóm chi tiết gia công, xác định phương pháp gia công, xác định thứ tự gia công.

Giai đoạn thiết kế chính xác gồm: thiết kế các nguyên công theo kiểu loại máy công cụchọn dùng: máy thường, máy NC hoặc CNC; lập chương trình gia công trên máy NC hoặc CNC

Dữ liệu hình học, công nghệ được mã hóa và tạo thành hệ cơ sở dữ liệu (mã hóa cácloại máy, mã hóa vật liệu gia công, mã hóa dụng cụ cắt, mã hóa các phần tử hình dạng của chi tiết ), là tiền đề cho việc tự động hóa thiết kế quy trình công nghệ trong sản xuất

cơ khí Hệ dữ liệu được xây dựng theo cấu trúc sau:

- Dạng chi tiết cơ khí (dạng Biên/Càng, Trục/Bạc, Hộp/Gối đỡ )

- Hệ thống phân loại các dạng bề mặt cho từng dạng chi tiết cơ khí (hệ thống các phần tử hình dạng)

- Kích thước tiêu chuẩn của chi tiết cơ khí

- Độ cứng yêu cầu (chỉ số độ cứng HB hoặc HRC)

- Độ chính xác yêu cầu của bề mặt quan trọng trên chi tiết cơ khí (theo cấp chính xác IT1 IT16 ứng với các mức thô, bán tinh, rất tinh)

- Độ nhám (Ra hoặc Rz) của bề mặt quan trọng trên chi tiết cơ khí ứng với các mức:thô, bán tinh, tinh, rất tinh

- Sản lượng chi tiết cơ khí (quy mô sản xuất)

Hệ dữ liệu công nghệ còn bao gồm các dữ liệu đặc trưng cho các phương pháp gia công

về khả năng công nghệ (dạng bề mặt gia công, kích thước Max/Min của bề mặt gia công, chất lượng gia công (IT, Ra hoặc Rz), độ cứng vật liệu gia công, lượng dư gia công nhỏ nhất (Zmin )

2.4 Ph m vi gia công nhóm ạch sản xuất

Thường công nghệ gia công nhóm chỉ nên áp dụng ở một vài nguyên công chính Nguyên công chính là nguyên công có khối lượng lao động tính theo thời gian gia công lànhiều nhất Lý do chủ yếu là do quá trình ghép nhóm chi tiết gia công rất phức tạp nếu từng chi tiết gia công cụ thể trong quá trình công nghệ của nó phải ghép nhóm nhiều lần

Ở điều kiện sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ, loạt vừa với số lượng từng loại chi tiết không nhiều mà chủng loại đa dạng, phức tạp thì việc phân nhóm sẽ không thực hiện được hoặc

sẽ rất tốn kém Mặt khác việc điều hành quản lý quá trình gia công cũng rất khó khăn và tốn kém

2.5 M c đích gia công nhóm ục lục

- Cho phép tập hợp một số lượng chi tiết có bề mặt gia công giống nhau (ví dụ: đối tượng gia công thuộc cùng chi tiết dạng càng, dạng chi tiết trục, bạc hộp) nhưng kiểu loại

và cỡ khác nhau Do đó giảm được sự đa dạng của chi tiết

- Quy trình công nghệ gia công nhóm thích hợp với bất kỳ chi tiết nào trong

nhóm Do vậy rút ngắn được thời gian sản xuất

- Có thể gia công nhiều chi tiết trong nhóm ở cùng một nguyên công dẫn đến tăng hiệu suất sử dụng và giảm chi phí chế tạo trang thiết bị công nghệ

2.6 Các b ưới thiệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất c ti n hành gia công nhóm ế hoạch sản xuất

2.6.1 Phân nhóm chi ti t ế hoạch sản xuất

Việc phân nhóm chi tiết gia công không chỉ dựa vào đặt điểm kết cấu và đặt điểm công nghệ của chúng mà còn phải dựa vào đặt điểm của kiểu loại thiết bị công nghệ nhằm đảm bảo quá trình gia công hợp lý

Nhóm chi tiết gia công là cơ sở để xây dựng quá trình công nghệ là đơn vị công nghệ

17

Chủng loại chi tiết được phân thành các loại gia công trên máy

máycác máy cụ thểMáy

Tự

động

Máy Rơvon

ve

MáyTiện Máy Phay KhoannMáy MáyMài

Phân nhóm các loại chi tiết thành các nhóm

nhóm chi tiết

Chủng loại chi tiết

Khối 3Các nhóm với tiến trình gia công khép kín trên nhiều máy khác kiểu loại (gia công điển hình )

Sơ đồ phân nhóm chi tiết gia công theo đặc điểm của trang thiết bị công nghệ của tác giả Mitrôphanop (Hình 1.2)

a) Khối 1:

Các chi tiết gia công chỉ cần thực hiện công nghệ nhóm trong một hoặc hai nguyên công trên một hoặc hai máy cùng kiểu đã hoàn chỉnh, ví dụ như chỉ gia công trên một hoặc hai máy tiện thường, trên một hoặc hai máy tiện Rơvonve.Chi tiết được tập hợp trong một nhóm ở khối này ít hơn ở khối hai.Tiến trình gia công cho khối một được biểu diễn (hình 1.3)

1 2 3

3' 2' 1'

Hình 1.3: Công nghệ nhóm.

Trong đó:: Nguyên công chung (nguyên công nhóm)

1, 2, 3, 4, 5: Phôi ban đầu của chi tiết

1’, 2’, 3’, 4’, 5’: Chi tiết hoàn chỉnh sau khi gia công

b) Khối 2:

Các chi tiết được gia công chung trong một hoặc vài nguyên công trên một hoặc một vài máy khác kiểu, còn trong các nguyên công khác thì chung lại có thể ở vào những nhóm khác nhau, có thể được gia công chung hay gia công riêng bịêt

Các chi tiết ở khối hai có thể khác nhau khá nhiều về kết cấu (hình dạng, kích thước) Tiến trình gia công khối 2 được biểu diễn ( hình 1.4)

- Trước nguyên công chung không có nguyên công riêng nào

5 4 3 2

2' 3' 4' 5'

Hình 1.4a: Công nghệ nhóm

1 2 3 4

4' 3' 2' 1'

Hình 1.4b: Công nghệ nhóm

Trong đó: : Nguyên công riêng (nguyên công cá biệt)

19

Hai khối 1 và 2 thuộc phạm vi công nghệ nhóm, cho phép có thể gia công cùng một số lượng lớn chi tiết khác nhau trên cùng một, hai hoặc nhiều thiết bị, trang bị dụng

cụ, chế độ công nghệ…

c khối 3.

Các chi tiết có quá trình gia công chung (quá trình công nghệ nhóm) trên nhiều máy

có nhiều kiểu khác nhau (tiện phay, khoan, mài) nên chúng phải có kết cấu giống nhau Như vậy số loại chi tiết khác nhau trong mỗi nhóm giảm đi nhiều và trở thành thuộc cùngmột kiểu chi tiết có quá trình gia công chung Đó là quá trình công nghệ điển hình thuộc phạm vi công nghệ điển hình (hình 1.5)

1' 2' 3' 4' 5' 5

4 3 2 1

Hình 1.5: Quá trình công nghệ gia công chi tiết điển hình

Đến nay việc phân nhóm đối tượng gia công chưa dựa theo một quan điểm và nguyên tắc nào hoàn chỉnh.Tuy nhiên trong thực tế có thể phân nhóm chi tiết gia công theo những nguyên tắc sau:

+ Ghép nhóm những chi tiết có hình dáng hình học gần giống nhau

+ Ghép nhóm những chi tiết có yêu cầu kỹ thuật gần giống nhau

+ Ghép nhóm những chi tiết có mặt chuẩn định vị gần giống nhau

+ Ghép nhóm những chi tiết có bề mặt gia công gần giống nhau

+ Ghép nhóm những chi tiết có trình tự công nghệ gần giống nhau, có thể áp dụng phương pháp gia công thiết bị công nghệ

+ Ghép nhóm những chi tiết sao cho phí tổn điều chỉnh thiết bị, đồ gá dụng cụ là ít nhất khi thay đổi loại chi tiết trong nhóm

+ Không ghép những chi tiết có số lượng quá ít hoặc những chi tiết có kết cấu khác nhiều so với chi tiết khác

Sau khi phân nhóm chi tiết, cần xây dựng chi tiết đại diện cho cả nhóm bằng cách chọn một chi tiết có nhiều bề mặt gia công chung rồi bổ sung thêm những bề mặt khác (những bề mặt mới không trùng với những bề mặt đã có của chi tiết máy) mà chi tiết khác

có Để ứng với một quy trình công nghệ của chi tiết điển hình có thể gia công được nhómchi tiết

2.6.2 Thi t k quy trình công ngh nhóm ế hoạch sản xuất ế hoạch sản xuất ệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất

Quy trình công nghệ nhóm là một quy trình công nghệ thích hợp với bất kỳ chi tiết nào trong nhóm nhưng có thể thay đổi chút ít tuỳ theo đặt điểm riêng của từng chi tiết trong nhóm Nhóm là đối tượng của quy trình và được đặt trưng bởi sự thống nhất về thiết bị, dụng cụ, đồ gá và phương pháp điều chỉnh…Trên nguyên công

Trước hết dựa vào chi tiết đại diện, chu trình của nhóm chi tiết để lập quy trình côngnghệ tổng quát

Quy trình công nghệ gia công của chi tiết đại diện tổng hợp hầu hết các bước cần thiết cho cả nhóm chi tiết, còn khi gia công các chi tiết cụ thể có thể tăng hay giảm một hoặc hai bước gia công nào đó, thêm hoặc bớt một vài dụng cụ nào đó.

- Những nguyên tắc cần đảm bảo khi lập quy trình công nghệ gia công nhóm là:+ Thứ tự mỗi bước (hoặc nguyên công) phải đảm bảo có thể gia công được bất kỳ chi tiết nào trong nhóm

+ Đồ gá, dụng cụ…dùng cho các nguyên công nhóm phải đảm bảo gia công được bất kỳ chi tiết nào trong nhóm

+ Đảm bảo tổn hao điều chỉnh nguyên công mhóm là ít nhất khi thay đổi chi tiết gia công trong nhóm

- Quy trình công nghệ nhóm chi tiết (hình 1.6) được xây dựng thành sơ đồ quy trìnhcông nghệ nhóm trên máy tịên Rơvônve, máy khoan, máy phay Trong sơ đồ quy trình công nghệ nhóm cần sắp xếp và bố trí dụng cụ gia công đảm bảo đạt kích thước nhanh vàthay dụng cụ nhanh, phải thể hiện thứ tự làm việc của các dụng cụ theo thứ tự gia công từng chi tiết trong nhóm đối với từng bề mặt gia công Phải tính toán thời gian gia công một chi tiết và cả loạt chi tiết để xác định tải trọng của thiết bị công nghệ

2.7 Mô hình hóa chi ti t ế hoạch sản xuất

2.7.1 T ng quan v chi ti t g i tr c vít ổng quan về chi tiết gối trục vít ề quá trình lập kế hoạch sản xuất ế hoạch sản xuất ối trục vít ục lục

Trục vít là một chi tiết quan trọng trong nhiều sản phẩm trong ngành chế tạo

máy.Trục vít là chi tiết dùng chủ yếu để truyền chuyển động,biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến và ngược lại Trục vít có bề mặt cơ bản cần gia công là các

bề mặt trụ tròn xoay ngoài và bề mặt răng trục vít Các bề mặt tròn xoay thường dùng làmmặt lắp ghép Do vậy các bề mặt này thường được gia công với các độ chính xác khác nhau và cũng có nhiều bề mặt không phải gia công đạt độ chính xác cao

2.7.2 Phân tích tính công ngh trong k t c u chi ti t ệu về quá trình lập kế hoạch sản xuất ế hoạch sản xuất ất ế hoạch sản xuất

- Tính công nghệ trong kết cấu là một tính chất của sản phẩm nhằm đảm bảo chất lượng, tiêu hao kim loại là ít nhất, khối lượng gia công và lắp ráp là ít nhất, giá thành sản phẩm hạ nhất trong một điều kiện sản xuất nhất định

- Các bề mặt trục có khả năng gia công bằng các dao tiện thông thường

- Đường kính các cổ trục giảm dần về hai phía

- Ta có l/d=339/76<10 nên trục đủ độ cứng vững

- Trục là trục vít vì vậy bắt buộc phải gia công trước khi mài, khả năng bị biến dạng khinhiệt luyện là có nên sau khi nhiệt luyện cần nắn lại phôi và sửa hai lỗ tâm

- Khi gia công trục chúng ta phải gia công hai lỗ tâm hai đầu làm chuẩn định vị

Không thể thay thế trục bậc bằng trục trơn được bởi vì đây là trục vít chúng ta phải

có những bậc để lắp ổ lăn hay lăp trục với các bộ phận khác của máy

2.7.3 Mô hình hóa chi ti t tr c vít ế hoạch sản xuất ục lục

- Sử dụng phần mềm soliworks để mô hình hóa chi tiết

23