Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo máy cần tuân theo trình tự khoa học, hợp lí bao gồm các vấn đề sau:
1. Tìm hiểu Ý nghĩa của việc thiết kế quy trình công nghệ
2. Các tài liệu ban đầu cần thiết khi thiết kế quy trình công nghệ
3. Trình tự thiết kế quy trình công nghệ
3*. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG khi thiết kế quy trình công nghệ
3.1. Chọn máy - Máy công cụ được chọn theo nguyên tắc nào?
3.2. Xác định chuẩn công nghệ, phương án gá đặt và trang bị công nghệ
3.3. Xác định các thông số công nghệ
3.4. Định mức thời gian gia công - Thời gian phục vụ được tính như thế nào? Năng suất Q được xác định theo công thức như thế nào?
3.5. So sánh các phương pháp công nghệ
KẾT LUẬN về trình tự thiết kế quy trình công nghệ
Blog Công nghệ HCV xin giới thiệu TRÌNH TỰ THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ trong Công nghệ chế tạo máy.
Trước tiên, ta tìm hiểu về ý nghĩa của việc thiết kế quy trình công nghệ đã nhé.
1. Ý nghĩa của việc thiết kế quy trình công nghệ
Bất cứ sản phẩm nào trước khi đưa ra sản xuất đều phải qua giai đoạn chuẩn bị sản xuất. Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết máy là nội dung cơ bản của giai đoạn chuẩn bị sản xuất.
Tại sao cần phải thiết kế Quy trình công nghệ?
Quy trình công nghệ được thiết kế nhằm mục đích hướng dẫn công nghệ, lập chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất.
Có hai trường hợp thiết kế quy trình công nghệ: một là khi thiết kế nhà máy mới, hai là thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm mới trong điều kiện nhà máy đã có sẵn. Tất nhiên, trong hai trường hợp này có khác nhau, bạn cần chú ý áp dụng cho phù hợp với điều kiện máy móc, dụng cụ và nhân lực ở đơn vị sản xuất nhé.
2. Các tài liệu ban đầu cần thiết khi thiết kế quy trình công nghệ
Muốn thiết kế quy trình công nghệ phải có các tài liệu ban đầu sau:
- Bản vẽ chế tạo của chi tiết với đầy đủ mặt cắt, hình chiếu (ghi đầy đủ kích thước, dung sai và các điều kiện kỹ thuật khác, ghi rõ những chỗ cần gia công đặc biệt, vật liệu, phương pháp nhiệt luyện, độ cứng yêu cầu).
Dưới đây là bản vẽ kĩ thuật với những thông số kĩ thuật mô tả yêu cầu kĩ thuật của chi tiết gia công.
- Sản lượng chi tiết kể cả thành phần dự trữ cùng những điều kiện hạn chế khác của sản phẩm. Cần chú ý cả sản lượng, tỉ lệ phế phẩm, phân trăm dự trữ, ... cho quá trình sản xuất được thành công.
- Hình vẽ bộ phận của sản phẩm, trong đó có chi tiết gia công. Điều này giúp cho người đọc bản vẽ hiểu công năng của cụm chi tiết, của bộ phận máy mà chi tiết gia công tham gia cấu thành nên.
- Những tài liệu về thiết bị, máy công cụ, dụng cụ, đồ gá, những điều này có thể mô tả dưới dạng "hướng dẫn công nghệ" giúp cho quá trình sản xuất hiệu quả nhất, đạt yêu cầu về kinh tế và yêu cầu kĩ thuật. Những tài liệu này có thể bao gồm Các sổ tay công nghệ chế tạo máy, các bảng tra, bảng tiêu chuẩn,...
3. Trình tự thiết kế quy trình công nghệ
- Nghiên cứu bản vẽ chi tiết, kiểm tra tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết gia công. Xem thêm về Tính công nghệ trong kết cấu khi gia công CHI TIẾT máy DẠNG TRỤC
- Phân loại chi tiết.
- Xác định dạng sản xuất.
- Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi.
- Xác định chuẩn và chọn cách định vị.
- Lập thứ tự các nguyên công.
- Chọn máy cho mỗi nguyên công: chỉ định máy công cụ để gia công trong nguyên công đó có thể là Gia công phay, Máy tiện vạn năng, hay Đúc ly tâm, Đúc trong khuôn kim loại, ...
- Tính hoặc tra bảng lượng dư cho các nguyên công, các bề mặt. Xác định kích thước cần thiết của phôi.
- Chọn dụng cụ cắt, dụng cụ đo tiêu chuẩn. Thiết kế dụng cụ đặc biệt (nếu có). Ghi rõ loại máy, tên máy công cụ, vị trí làm việc
- Chọn đồ gá, ưu tiên dùng đồ gá tiêu chuẩn. Nếu số lượng gia công lớn hoặc chi tiết đặc biệt cần thiết kế đồ gá chuyên dùng. Nếu cần, bạn có thể xem thêm bài viết liên quan: Gá lắp đồ gá khi phay
- Xác định chế độ cắt gọt, bao gồm chiều sâu từng lát cắt, thời gian gia công.
- Định bậc thợ công nhân, chọn bậc thợ là một phần quan trọng khi tính toán giá thành snar phẩm, tất nhiên bậc thợ cao sẽ tăng chi phí sản xuất.
- Lập các phiếu công nghệ, tập hợp lại tạo thành quy trình công nghệ gia công theo trình tự hợp lý và kinh tế, chẳng hạn như ví dụ Quy trình khoan lỗ đã được congnghehcv giới thiệu.
Nội dung các bước trên đều cần thiết không thể thiếu, tuy vậy mức độ thì khác nhau tùy theo dạng sản xuất và điều kiện cụ thể ta có thể gộp một số nội dung trên vào một bước, một nguyên công cụ thể.
CHỌN PHÔI VÀ PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO PHÔI
Muốn chế tạo chi tiết máy đạt yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế, người thiết kế lập quy trình công nghệ phải xác định được kích thước và chọn loại phôi thích hợp.
Kích thước của phôi được xác định theo lượng dư gia công.
Đề xuất: Lượng dư gia công là gì? PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH LƯỢNG DƯ
Tiếp tục, ta chọn loại phôi bằng cách căn cứ vào các yếu tố sau:
+ Cơ sở vật chất kỹ thuật của cơ sở sản xuất. + Kích thước, hình dáng và kết cấu của chi tiết. + Sản lượng hàng năm hoặc dạng sản xuất. + Vật liệu và cơ tính của vật liệu chi tiết gia công.
Chi phí gia công được đánh giá qua hệ số sử dụng vật liệu:
kTrong đó:
Gct - trọng lượng chi tiết (kg);
Gph - trọng lượng phôi (kg).
Hệ số K - trình độ kỹ thuật chế tạo phôi. Xu hướng phát triển của công nghệ chế tạo phôi là làm hình dáng, kích thước của phôi càng gần với chi tiết gia công càng tốt.
3*. LẬP THỨ TỰ CÁC NGUYÊN CÔNG khi thiết kế quy trình công nghệ
3.1. Chọn máy
Máy công cụ được chọn theo nguyên tắc sau:
+ Công suất và thông số công nghệ của máy phải đảm bảo chất lượng và năng suất gia công. + Chọn máy phù hợp với dạng sản xuất. + Kích thước, phạm vi của máy phù hợp với chi tiết gia công. + Kiểu máy được chọn phải đảm bảo thực hiện được phương pháp gia công đã chọn. + Máy được chọn phải có độ chính xác phù hợp với yêu cầu gia công.
3.2. Xác định chuẩn công nghệ, phương án gá đặt và trang bị công nghệ
Chuẩn công nghệ được xác định theo những nguyên tắc riêng. Có thể đưa ra phương án chọn chuẩn thô, chuẩn tinh một cách rõ ràng để công nhân có thể dễ dàng thực hiện, góp phần đảm bảo liên thông giữa các bộ phận sản xuất với nhau.
Tùy theo dạng sản xuất để chọn trang thiết bị tiêu chuẩn, vạn năng hay chuyên dùng.
Đây là Ví dụ về chọn trang bị công nghệ theo dạng sản xuất: ở dạng sản xuất đơn chiếc, nên sử dụng máy vạn năng và đồ gá vạn năng như mâm kẹp, êtô, ụ chia độ; ở dạng sản xuất loạt vừa, nên chọn máy công cụ vạn năng và thiết kế đồ gá chuyên dùng; ở dạng sản xuất loạt lớn, hàng khối, nên chọn thiết kế máy chuyên dùng và đồ gá chuyên dùng.
3.3. Xác định các thông số công nghệ
Các thông số công nghệ có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng gia công và hiệu quả kinh tế của quá trình công nghệ. Giá trị của thông số công nghệ phải được xác định hợp lý theo yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo chất lượng gia công.
Thông số công nghệ cơ bản bao gồm: vận tốc cắt, số vòng quay trục chính, lượng tiến dao, chiều sâu cắt, số lần cắt.
Giá trị thông số công nghệ phụ thuộc vào phương pháp gia công, loại máy công cụ, dụng cụ, tính chất vật liệu gia công, trạng thái phôi…
Thông số công nghệ được xác định theo các sổ tay công nghệ bằng cách tính hoặc tra bảng rồi đối chiếu với phạm vi giá trị thực hiện có trên máy, kết hợp với việc kiểm tra công suất máy. Nếu các thông số công nghệ không phù hợp hoặc máy không đáp ứng công suất thì chọn lại máy khác.
Xác định thông số công nghệ được thực hiện theo thứ tự sau:
+ Xác định chiều sâu cắt t.
+ Xác định bước tiến dao St
+ Xác định vận tốc cắt vt.
+ Tính số vòng quay trục chính nt.
+ Đối chiếu số vòng quay nt, bước tiến dao St với giá trị có thực trên máy, lấy giá trị gần nhất Sm, nm.
+ Tính công suất cắt Nc.
+ Kiểm tra công suất Nm > Nc.
3.4. Định mức thời gian gia công
Thời gian gia công từng chiếc ttc được xác định theo công thức sau:
Ttc = to + tp + tpv + ttn
Trong đó:
to - thời gian cơ bản;
tp - thời gian phụ;
tpv - thời gian phục vụ;
ttn - thời gian nghỉ ngơi tự nhiên.
* Thời gian cơ bản khi gia công cơ là thời gian trực tiếp cắt gọt vật liệu, hay còn gọi là thời gian máy. Thời gian cơ bản tuỳ từng phương pháp gia công có công thức tính cụ thể.
Ví dụ, khi tiện, thời gian cơ bản được tính theo công thức sau:
to = i
Trong đó:
L - chiều dài gia công (mm); N - số vòng quay trục chính (v/ph); S - bước tiến dao (mm/v). i - số lần chạy dao;
* Thời gian phục vụ kỹ thuật và tổ chức là thời gian lau chùi máy, dọn phoi, chuyển phôi…
Thời gian phục vụ được tính như sau:
Tpv = (to + tp)
Trong đó a là hệ số thời gian tra trong sổ tay định mức.
* Thời gian nghỉ ngơi tự nhiên là thời gian dành cho nhu cầu tự nhiên như vệ sinh cá nhân:
ttn = (to + tp)
Trong đó: b là hệ số tra trong các sổ tay định mức.
* Năng suất là số sản phẩm làm ra trong một đơn vị thời gian.
Năng suất Q được xác định theo công thức sau:
Q = .k
Trong đó:
m - thời gian (ca, giờ, phút);
k - số máy một công nhân điều khiển.
3.5. So sánh các phương pháp công nghệ
So sánh các phương pháp công nghệ là phân tích đánh giá chúng về hiệu quả kinh tế - kỹ thuật để chọn phương pháp tối ưu theo điều kiện sản xuất cụ thể.
Trong thực tế, người ta dựa vào chi phí sản xuất ứng với từng phương án công nghệ để xác định phương án tối ưu.
Chi phí sản xuất ứng với từng phương án công nghệ được xác định như sau:
C = Cv + CL(α+β) + CM + CD + CG (đồng/năm)
Trong đó: Cv – chi phí vật liệu; CL – chi phí về lương cho công nhân sản xuất; α - hệ số tiền thưởng, phụ cấp; β - hệ số chi phí quản lý, điều hành; CM – chi phí máy; CD – chi phí về dụng cụ; CG – chi phí về đồ gá.
Giá thành gia công G là đại lượng quan trọng để đánh giá hiệu quả kinh tế của phương án công nghệ. Giá thành gia công được tính như sau:
G = (đồng/chiếc)
Trong đó: N - sản lượng hàng năm.
Như vậy, phương án tối ưu sẽ là phương án có giá thành gia công thấp nhất: Gmin).
KẾT LUẬN về trình tự thiết kế quy trình công nghệ
Công việc thiết kế quy trình công nghệ nhằm mục đích hướng dẫn công nghệ, lập chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, kế hoạch sản xuất và điều hành sản xuất. Đây là một phần việc quan trong của chế tạo máy.
Xem thêm: Vai trò của phần việc Lắp ráp trong công nghệ chế tạo máy
>> Đề xuất: Tải file word bài viết này tại đây
>
