Mỗi một hớng của công nghệ hiện đại tơng ứng với những hình thức tự động hoá của mình. Trớc kia tự động hoá chủ yếu cho các quá trình sản xuất truyền thống ở trong điều kiện sản xuất hàng khối nơi ứng dụng chủ yếu các máy tự động và các đờng dây tự động các loại. Khi tự động hoá sản xuất loạt nhỏ và sản xuất đơn chiếc chúng ta cần sử dụng các máy điều khiển số, còn về mặt công nghệ thì nên áp dụng công nghệ nhóm với đồ gá gia công nhóm. Điều này cho phép sử dụng trong điều kiện sản xuất loạt các phơng pháp tự động hoá và thiết bị đặc trng cho sản xuất hàng khối. Cũng cần phải nhấn mạnh rằng trong rất nhiều trờng hợp áp dụng các công nghệ tiên tiến liên quan đến tăng cờng độ làm việc của máy hoặc với vi gia công và các quá trình bảo đảm chất lợng cao khác chỉ có thể đợc thực hiện trong điều kiện tự động hoá. Hiện nay quá trình thiết kế các hệ thống sản xuất linh hoạt vẫn còn tiếp tục nghiên cứu và phát triển và mang lại hiệu quả lớn lao cả về mặt chất lợng lẫn về mặt năng suất và điều kiện làm việc của ngời công nhân.
Nguyên tắc trùng nguyên công. Điểm khác biệt cơ bản giữa quá trình công nghệ TĐH với quá trình công nghệ không TĐH là phơng pháp bảo đảm chất lợng gia công. Ngoài ra sản lợng cũng đợc chú ý khi thiết kế quá trình công nghệ
hình 1-20. Tiến trình công nghệ gia công chi tiết có thể bao gồm: Phay mặt đầu, khoan 2 lỗ tâm, tiện thô và tiện tinh các bậc, tiện các rãnh thoát dao và vát mép. Thời gian gia công xong một chi tiết bằng tổng thời gian các nguyên công. Đối với nguyên công tiện ngoài bậc đờng kính ∅76,2 mm, thời gian nguyên công đợc tính theo công thức: tpi = np/ntc = (π.d.l))/(1000.v.s) = 1,4 2 , 0 . 161 . 1000 190 . 2 , 76 . 14 , 3 (phút) Trong đó:
np - Số vòng quay của trục chính để thực hiện nguyên công.
ntc - Tốc độ của trục chính hay số vòng quay trong một phút (v/phút). v - Vận tốc cắt gọt (m/phút).
l - Chiều dài của trình gia công (mm). s - Lợng chạy dao (mm/v).
Bằng cách đó ta có thể tính đợc tổng thời gian gia công xong một chi tiết sẽ là: ' 618
0 =∑ pi =
p t
t phút.
Năng suất công nghệ là
618 1 ' / 1 ' 0 = t po = K Hình 1-. Trục bậc
Đặc điểm quan trọng của công nghệ tự động hoá là phân tán công nghệ và tập trung nguyên công: đồng thời thực hiện bằng nhiều dụng cụ cắt trong một nguyên công hoặc một vị trí công tác của nhiều nguyên công khác nhau. Không nên lẫn lộn khái niệm tập trung nguyên công với tập trung khả năng công nghệ. Tập trung khả năng công nghệ xác định tập hợp những nguyên công có thể đợc thực hiện trên một thiết bị. Ví dụ máy doa ngang có tập trung khả năng công nghệ cao bởi vì ở đó có thể tiến hành tiện trong, khoét, phay, khoan, tiện ngoài, cắt ren... Tuy nhiên khi thực hiện từng nguyên công này thì chỉ có một dụng cụ làm việc, nghĩa là không có tập trung nguyên công. Tập trung nguyên công đợc
xác định bằng số lợng các nguyên công đợc thực hiện đồng thời trên một máy hoặc trên một đờng dây tự động, có nghĩa là trùng thời gian với nhau.
Khi sử dụng phơng pháp trùng nguyên công, năng suất công nghệ là:
x q p U K K = o . . .
K - Năng suất công nghệ khi áp dụng nguyên tắc trùng nguyên công. U - Số lợng dụng cụ làm việc đồng thời trong một vị trí.
p - Số lợng vị trí song song. q - Số lợng vị trí nối tiếp.
x - Hệ số tăng cờng chế độ gia công.
Từ công thức trên ta thấy để nâng cao năng suất cần sử dụng nhièu dụng cụ cắt trong một vị trí (tăng U); gia công trên nhiều vị trí hay phân tán và tập trung nguyên công trên nhiều vị trí (p >1 , q > 1); tăng cờng độ chế độ gia công (x >1) bằng cách tăng tốc độ cắt lợng chạy dao chế độ nhiệt...
Giá trị của năng suất công nghệ phải đợc hiểu là khả năng của quá trình công nghệ sản xuất sản phẩm theo phơng án đơn giản nhất và thông thờng là không TĐH. Tuy nhiên để gia công chi tiết trên máy tự động hoặc bán tự động, thời gian tổng cộng sẽ ít hơn rất nhiều vì có thể làm trùng các hành trình công tác và chạy không. Ví dụ, có thể gia công đồng thời một số bậc và tiện rãnh thoát dao, vát mép (gia công nhiều dao). Thời gian của các hành trình công tác tpo đợc xác định cho các nguyên công sau: gia công mặt đầu, tiện thô và tinh, tiện rãnh. Năng suất công nghệ sẽ là:
U K t K p ' 0 0 / 1 = =
U - Số lợng dụng cụ cắt đồng thời gia công.
Trị số K không chỉ đặc trng cho tính tiên tiến của công nghệ mà còn mức độ làm trùng nguyên công của máy. Sử dụng rộng rãi trùng nguyên công là đặc điểm cơ bản của quá trình công nghệ TĐH, cơ sở để thiết kế tất cả các máy tự động nhiều vị trí và đờng dây tự động.
Khả năng nâng cao năng suất bằng phơng pháp sử dụng nhiều dao là không lớn. Những cố gắng tăng số lợng dao làm tăng số lợng bàn dao, gây khó khăn thoát phoi, làm mát dụng cụ, tăng công suất máy... do đó giảm độ tin cậy và làm tăng các tổn thất ngoài chu kỳ.
Để tăng năng suất cần phải phát triển nguyên tắc trùng nguyên công, tức là phân tán quá trình công nghệ và tập trung nguyên công. Điều này dẫn đến việc phát triển các máy nhiều vị trí.
trí khác nhau của máy tự động hoặc đờng dây tự động. Phôi đi từ vị trí này sang vị trí khác, từ vị trí đầu tiên đến vị trí cuối cùng. Theo nguyên tắc này quá trình công nghệ trớc hết đợc phân chia thành các nguyên công thành phần, thời gian gia công các nguyên công thành phần có thể rất khác nhau. Nguyên công thành phần là một phần của quá trình công nghệ đợc thực hiện bằng một cơ cấu mục đích và một dụng cụ cắt tơng ứng với yêu cầu chất lợng.
Nếu quá trình công nghệ đợc phân tán thành các nguyên công thành phần thì toàn bộ quá trình công nghệ đợc thực hiện bằng tổ hợp dụng cụ trên hệ thống các máy một vị trí bố trí theo thứ tự. Số lợng máy một vị trí bằng số lợng nguyên công thành phần. Ví dụ quá trình công nghệ gia công trục ở trên có thể đợc phân chia thành 6 nguyên công thành phần: phay mặt đầu và khoan lỗ tâm; tiện thô đầu thứ nhất; tiện thô đầu thứ hai; tiện tinh đầu thứ nhất; tiện tinh đầu thứ hai; tiện rãnh và vát mép. Nếu toàn bộ 6 nguyên công này đợc thực hiện trên các máy một vị trí thì ta có dây chuyền 6 máy tự động hoặc bán tự động (một máy phay - khoan tâm, bốn máy tiện chép hình, một máy tiện lần cuối). Nếu quá trình phân tán còn tiếp tục thì quá trình gia công trong giới hạn một nguyên công có thể trở thành rời rạc, không liên tục do cần phải bổ sung dụng cụ cắt để thực hiện một phần của nguyên công thành phần, tất yếu xẩy ra gián đoạn trong gia công chi tiết. Số lợng dụng cụ cắt có thể vợt quá số lợng tối thiểu cần thiết. Thời gian gia công xong một chi tiết bằng thời gian nguyên công thành phần. Trong quá trình gia công, cùng một lúc số lợng phôi bằng số lợng nguyên công thành phần.
Nếu gọi số lợng nguyên công thành phần là p, thời gian thực hiện nguyên công thành phần là tp và bằng nhau thì:
tp = tp0/q, K = K0.q
Tập trung nguyên công là trung các nguyên công riêng lẻ đợc thực hiện đồng thời trong các máy một vị trí vào một máy tự động. Nh vậy xuất hiện máy nhiều vị trí, dây chuyền tự động hoạt động theo các nguyên tắc: tuần tự, song song, hỗn hợp.