1- Các mối hàn tiêu chuẩn cơ bản thông dụng.
CÁC PHƯƠNG ÁN CÔNG NGHỆ VÀ QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ
VII.1. Phương án tạo hình và hàn các chi tiết
Trên cơ sở phân tích các bản vẽ thiết kế kỹ thuật, bản vẽ thiết kế thi công và các yếu tố công nghệ để đưa ra các biện pháp tạo hình hợp lý cho từng block. - Block Bedplate
Các bước thực hiện tạo hình cho block BedPlate Bước1
block BedPlate được tạo hình từ các vách là các bệ đỡ ổ trục cơ.
Các bệ đỡ ổ trục cơ được lắp ghép và hàn với các tấm tôn để tạo thành các vách.
Vách Bệ máy Bước2
Các vách được dựng thành bộ khung và được sắp xếp cách đều nhau bởi các thanh dưỡng khoảng cách.
Các vách được cố định vị trí tạo thành bộ khung cứng vững trước khi hàn phần vỏ
Bước 3
Hàn phần vỏ vào bộ khung tạo ra kết cấu cứng vững ổn định
- Block Framebox
block FrameBox cũng được xây dựng bắt đầu từ các vách chữ A. Trên các vách này có các ống tạo lỗ cho bulơng nối các block ( stay bolts ) do vậy trong quá trình hàn cần rất chú ý đến sự biến dạng của các ống này. Lỗ bulơng nối máy có chiều dài bằng chiều cao của block FrameBox do vậy khi hàn cần chú ý gia nhiệt để đảm bảo cho các chi tiết ổn định không biến dạng khi hàn.
Các vách này sau khi được kiểm tra đạt yêu cầu sẽ được lắp ghép thành bộ khung. Cũng như block BedPlate các vách chữ A của FrameBox được định vị các vị trí bởi các tấm dưỡng định khoảng cách.
Sau khi dựng được bộ khung chúng ta tiến hành hàn phần vỏ vào bộ khung hợp thành block FrameBox. Trong quá trình hàn cần chú ý hàn thành từng lớp mỏng liên tục theo hết chiều dài đường hàn và cần kiểm tra, sửa chữa khuyết tật nếu có ngay sau khi hàn trước khi hàn lớp tiếp theo. Nếu trên đường hàn có các vị trí hàn đính thi cần phải mài tẩy mối hàn đính sạch sẽ trước khi hàn để đảm bảo vật liệu hàn đồng nhất và mối hàn đảm bảo.
- Block Cylinderframe
block CylinderFrame được chế tạo bằng phương pháp đúc do vậy phương án tạo hình phụ thuộc vào việc tạo mẫu và làm khn. Việc đúc block này được thực hiện theo phương pháp đúc trong khuôn cát. Thông thường mẫu đúc được làm từ mẫu gỗ, phần khuôn, phần lõi được làm bằng cát. Khuôn và lõi thường được chế tạo thành nhiều phần để đơn giản hố q trình làm khn.
Trong điều kiện hiện tại chúng ta sẽ không đúc block này chúng ta sẽ nhập block CylinderFrame dưới dạng phơi sau đó tiến hành gia cơng block này nhằm tiếc kiệm chi phí đầu tư ban đầu.
block CylinderFrame sau khi đúc được kiểm tra, sửa chữa khuyết tật nhỏ trước khi chuyển bước cơng nghệ.
• Phương án hàn.
- Qua nghiên cứu các công nghệ hàn trong nước và thế giới chúng ta đề ra các phương án hàn cho từng kết cấu cụ thể tương thích cho từng vị trí.
- Các phương pháp hàn
Các phương pháp hàn thường được áp dụng trong chế tạo block động cơ là: + Phương pháp hàn SMAW
+ phương pháp hàn GMAW.
Các phương pháp hàn để sửa chữa kết cấu hàn thường được áp dụng là + phương pháp hàn GMAW và hàn lót sứ.
- Các kết cấu hàn đặc trưng.
+ Kết cấu hàn Ráp mối ( Butt Weld) + Kết cấu mối hàn Góc ( Fillet Weld) + Kết cấu hàn Chồng ( Lap Joint welding) Trình tự thực hiện
- Khi tạo hình cho các block chúng ta áp dụng phương pháp hàn que ( SMAW ) để hàn đính các chi tiết nhằm định vị trí các chi tiết và nhằm đạt được hình dạng kích thước yêu cầu.
- Đặc điểm của phương pháp hàn này:
+ Đây là một bước bắt buộc khi tiến hành tạo hình cho các sản phẩm
+ Phương pháp hàn này thường để định vị, giữ chi tiết hàn tậm thời và có thể căn chỉnh lại nhằm đạt được kích thước hình dạng mong muốn.
+ Sau khi đã xác định được vị trí của chi tiết cũng như hình dạng của cả khối chúng ta hàn đính tại các điểm khác nhau nhằm tạo ra độ cứng vững nhất định của cả khối nhằm tránh hiện tượng biến dạng khi chuyển bước hàn.
- Khi tiến hành hàn các kết cấu chúng ta áp dụng các phương pháp hàn FCAW và GMAW. Trước khi hàn chúng ta cần kiểm tra toàn bộ các điều kiện hàn trước khi tiến hành. Cần làm sạch mối hàn trước khi hàn, cần gia nhiệt đồng đều cho kết cấu mối hàn trước khi tiến hành.
- Từng bước hàn đều được kiểm tra xử lý hồn thiện trước khi chuyển bước. Cơng tác kiểm tra hoàn thiện được hiện sau khi làm sạch.
VII.2. Phương án nhiệt luyện, và sử lý nhiệt
- Trong quá trình hàn nảy sinh nhiều vấn đề liên quan tới biến dạng, ứng suất dư, và các vấn đề sử lý nhiệt để đảm bảo cho một sản phẩm có chất lượng tốt.
- Sử lý nhiệt trong quá trình hàn.
Để nhằm đảm bảo cho chất lượng mối hàn đảm bảo, hạn chế tối đa ứng suất cục bộ cũng như tổ chức cấu trúc mạng tinh thể kim loại ổn định đồng đều thì việc gia nhiệt trước khi hàn là rất cẩn thiết. Việc gia nhiệt trước khi hàn cũng giúp hạn chế biến dạng khi hàn.
Để kiểm soát nhiệt độ gia nhiệt thì thơng thường dựa vào tinh tốn theo lý thuyết về kim loại học. Từ đó thơng qua các cảm biến nhiệt độ, thiết đo nhiệt độ từ xa … để nhận biết và kiểm soát nhiệt độ. Ngoài ra trên thực tế việc gia nhiệt cho chi tiết hàn được thực hiện dựa vào kinh nghiệm của người thợ và các kỹ sư thực hiện. điều này giúp việc thực hiện đơn giản hơn và đạt được hiệu quả cao.
Phương tiện thược hiện gia nhiệt thông thường là sử dụng nhiều đèn cắt hơi với ngọn lửa axetylen+oxi.
- Sử lý biến dạng bằng phương pháp nhiệt
Đây là một biện pháp sử dụng nhiệt độ nung kim loại tới trạng thái biến dạng dẻo tại vị trí biến dạng và khu vực lân cận sau đó làm nguội nhanh để kim loại tự biến dạng theo ý muốn của chúng ta, tuy nhiên việc này đòi hỏi người thợ cần có kinh nghiệm. Mặt khác chúng ta có thể tác động lực trực tiếp vào vị trí biến dạng nhằm đạt được yêu cầu mong muốn.
- Nhiệt luyện khử ứng suất.
Việc này được thực hiện sau khi chi tiết đã được hàn hoàn thiện, kiểm tra chất lượng sơ bộ. Đây là một chi tiết lớn do vậy cũng cần đưa vào lò ủ đủ lớn để ủ ổn định ứng suất cũng như tổ chức của block. Đây là một biện pháp tốn
kém nhưng nó giúp cho chất lượng của block tốt hơn. Tuy nhiên theo các nghiên cứu gần đây của các hãng sản xuất động cơ thì với các kết cầu của block đủ khoẻ đủ độ cứng vững thì có thể bỏ qua cơng đoạn này. Và trên thực tế nhiều nhà sản xuất đã làm để tiết giảm chi phí , tăng tính cạnh tranh của sản phẩm.
VII.3. Phương án gia công
- Các block được cấu thành từ các block nhỏ, được lắp ghép với nhau và hàn trở thành các cấu kiện hoàn chỉnh trước khi đưa vào gia công tinh.
Phương pháp gia công chế tạo cho các các chi tiết của block thường áp dụng là: đúc, cắt phơi tấm, uốn, dập định hình và gia cơng cơ sơ bộ. Do vậy để chế tạo được một block cần phải có một dây truyền sản xuất để đáp ứng được tất cả các khâu của sản xuất. Tuy nhiên trên thực tế chúng ta không đủ khả năng đầu tư sản xuất từ A đến Z vì thế chúng ta cần phải nghiên cứu xem tính khả thi khi kết hợp công nghệ mới với công nghệ cũ để tiết giảm chi phí đầu tư ban đầu. Mặt khác chúng ta cần phối kết hợp với các đơn vị khác trong nước có khả năng chở thành các nhà máy vệ tinh cung cấp vật tư và phơi cho chúng ta dưới sự kiểm sốt chất lượng và kỹ thuật của chúng ta. Có như vậy việc đầu tư mới có hiệu quả và tận dụng được mọi nguồn lực.
- Phương án gia công cho BedPlate
BedPlate là một chi tiết lớn có độ phức tạp cao. Khi gia công cần phối hợp các bề mặt gia cơng cũng như độ chính xác gia cơng của từng vị trí gia cơng.
Với chi tiết BedPlate có kích thước lớn thì cần thiết phải tách chi tiết này thành 2-3 phần sau đó gia cơng tạo chuẩn sau đó lắp ghép phối hợp thành một chi tiết và được gia công tinh các bề mặt.
Các vị trí đặc biệt các bề mặt phức tạp cần có dụng cụ cắt chuyên dụng để gia công.
Đây là một chi tiết phức tạp địi hỏi cầm được gia cơng các bề mặt phối hợp trong một lần gá với độ chính xác cao do vậy công việc này cần được thực hiện bởi các máy CNC.
Máy móc thiết bị phục vụ gia công các chi tiết này là các máy chuyên dụng có độ chính xác cao. Thơng thường các máy gia công các chi tiết này là máy gia công kiểu cổng giàn ( Gantry milling machine )
Máy gia công block kiểu cổng giàn
Để thực hiện gia công chi tiết này cần có các hệ thống đồ gá, giá đỡ tương thích và một hệ thống cẩu tải phù hợp dùng để căn chỉnh chi tiết trong lúc gá đặt phôi, giúp cho việc gia công được thuận lợi đạt độ chính xác cao.
- Phương án gia công Framebox
Block FrameBox là một chi tiêt lớn, có khu vực gia cơng nằm cả mặt trong lẫn mặt ngồi do vậy chúng ta có thể sử dụng máy gia công kiều công gian để thực hiện trên cùng một lần gá đặt thay vì cần phải sử dụng hai máy với hai chức năng riêng biệt. nó cũng giúp tiết giảm phí đầu tư ban đầu.
Cũng như block BedPlate nếu block CylinderFrame lớn chúng ta có thể chia làm 2 hay 3 phần để gia công sơ bộ trước khi lắp ghép để gia cơng tổng thể.
Các mặt phía trong của FrameBox cần được gia công là các mặt dẫn hướng của guốc trượt đầu chữ thập, các lỗ của đường ống dẫn dầu, mặt lắp ghép phối hợp
Mặt ngồi của FrameBox có các vị trí cần gia cơng: Mặt lắp ghép với các block khác ( BedPlate, CylinderFrame ) các cửa công nghệ, các lỗ, chốt…
Trong q trình gia cơng cần phải tính táon tới khả năng gia cơng của thiết bị ví dụ như gia cơng hết chiều dài của mặt dấn hướng phía trong của chi tiết cần phải sử dụng đầu dao có độ dài tương thích để gia cơng hết chiều sâu của block
FrameBox , ngoài ra các thiết bị phụ trợ cũng cần phải tương thích để đảm bảo cho chi tiết gia công được ổn định đảm bảo.
Vì mặt trên của FrameBox thường hẹp do vậy với máy nhỏ thì đầu dao được thiết kế riêng để có khả năng gia cơng được các mặt ở góc khuất mà khó quay trở khi gia cơng.
Block CylinderFrame là một chi tiết gia công phức tạp với yêu cầu cao về độ chính xác trong gia cơng. Chi tiết này cần được gia cơng mặt ngồi và mặt trong.
Mặt ngồi bao gồm các bề mặt lắp ghép các cửa công nghệ các lỗ định vị, các lỗ bu lông.
Mặt trong cần gia công các mặt trụ của sơ mi xylanh, mặt lắp ghép của stuffing box, các rãnh nước làm mát, các ổ đỡ trục cam và một số vị trí khác.
Khi gia cơng cần chú ý tới độ đồng trục, đồng tâm của các chi tiết lỗ và ổ đỡ. Chi tiết CylinderFrame sẽ được gia cơng mặt ngồi trước đảm bảo các u cầu về độ chính xác cũng như các yêu cầu về độ bóng… Sau đó sẽ tiến hành gia cơng các mặt trong.
Máy móc thực hiện gia công block CylinderFrame thông thường sẽ là máy phay doa CNC có mâm xoay. Máy này sẽ đảm bảo được tính chất một lần gá có thể gia cơng được nhiều công đoạn.
- Một số dụng cụ gia công các block
VII.4. Phương án cân bằng.
- Phương pháp cân bằng được sử dụng ở đây nhằm mục đích căn chỉnh các block để các block này ở trạnh thái lý tưởng để đảm bảo các khâu gia công chế tạo cũng như lắp ghép phối hợp các block với nhau.
- Phương pháp căn chỉnh bằng dây piano
VII.5. Phương án đo, kiểm tra chất lượng sản phẩm.
- Trong q trình gia cơng chế tạo các block việc kiểm soát chất lượng luôn được chú trọng và được thực hiện trong tất cả các khâu, cho từng ngun cơng đến khi hồn thành sản phẩm.
- Một số yêu cầu khi kiểm tra các sản phẩm.
VII.6. Các phương án phụ trợ khác.
- Để có thể thực hiện được các công việc sản xuất chế tạo các block chúng ta cần phải đầu tư máy móc thiết bị và cải tiến thay đổi một số công nghệ cũ lạc hậu để đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng cũng như năng lực sản xuất: Các Phương án về bố trí các dây truyền máy móc được nghiên cứu xem xét, các phương án sử dụng máy móc thiết bị trong sản xuất chế tạo các block cần được nghiên cứu áp dụng cho phù hợp và tránh hiện tượng đầu tư dàn trải gây lãng phí.
CHƯƠNG VIII