Bài giảng Cơ sở công nghệ chế tạo máy - Chương 1: Những khái niệm cơ bản - Phan Thanh Vũ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH GV: ThS. PHAN THANH VŨ Email: vupt@hcmute.edu.vn NỘI DUNG MÔN HỌC 1 Những khái niệm cơ bản 2 Cơ sở lý thuyết cắt kim loại 3 Các phương pháp gia công 4 Chất lượng bề mặt chi tiết máy 15 Độ chính xác gia công 16 Chuẩn và chuỗi k.thước công nghệ 2 TÀI LIỆU HỌC TẬP TÀI LIỆU HỌC TẬP CHÍNH Phan Minh Thanh, Hồ Viết Bình; Giáo trình Cơ sở Công nghệ Chế tạo máy; NXB ĐH Quốc gia Tp.HCM; 2013 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] GS.TS. Trần Văn Địch; Nguyên lý cắt kim loại; NXB KHKT; 2008 [2] GS.TS. Trần Văn Địch và các tác giả Công nghệ Chế tạo máy; NXB KHKT; 2008 [3] E. Paul DeGarmo,,; Materials and Processes in Manufacturing (9th ed); Wiley; 2004 [4] Kalpakjian & Schmid; Manufacturing Engineering and Technology; Prentice Hall; 2001 3 CHƢƠNG 1- NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1 - Quá trình hình thành sản phẩm cơ khí (mô hình) 2 – Quá trình sản xuất và quá trình công nghệ 3 – Quá trình công nghệ 4 – Các thành phần của quá trình công nghệ 5 – Các dạng sản xuất 6 – Các hình thức tổ chức sản xuất 4 1- QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SẢN PHẨM CƠ KHÍ Sản phẩm cơ khí có thể là:  Chi tiết máy (Piston, xéc măng, thanh truyền v.v )  Cụm chi tiết (Ổ bi, hộp giảm tốc)  Máy hoàn chỉnh (Máy công cụ, máy chế biến lƣơng thực) 5 Mô hình hình thành sản phẩm cơ khí Nghiên cứu Chế thử & Phát triển Nhu cầu Thiết kế Thiết kế Chuẩn bị XH nguyên lý kết cấu sản xuất Tiếp thị Sản phẩm Sản xuất 6 Tiếp thị Tiếp thị là bộ phận rất quan trọng, đầu mối giao tiếp giữa cung và cầu, có các nhiệm vụ:  Chào và bán hàng  Nắm bắt thị hiếu của khách hàng đối với sản phẩm  Dự báo về nhu cầu phát triển về số lƣợng, chất lƣợng và những yêu cầu khác.  Kích thích tạo ra nhu cầu chính đáng mới, qua đó tạo thị trƣờng mới 7 Nghiên cứu – Phát triển Là một khâu rất quan trọng, có các nhiệm vụ sau: Nghiên cứu cải tiến sản phẩm đang sản xuất.  Nghiên cứu sản xuất những sản phẩm mới do thị trƣờng yêu cầu.  Nghiên cứu các công nghệ mới đang ứng dụng vào lĩnh vực sản xuất. 8 Chế thử  Mục đích của chế thử là kiểm nghiệm về mặt nguyên lý, kết cấu và chất lƣợng làm việc của thiết bị.  Từ đó sẽ tiến hành những thay đổi về nguyên lý, kết cấu, vật liệu v.v để thỏa mãn điều kiện làm việc của sản phẩm. 9 Chuẩn bị sản xuất và tổ chức sản xuất Chuẩn bị sản xuất bao gồm: ● Chuẩn bị về thiết kế: • Thiết kế nguyên lý • Thiết kế kết cấu ● Chuẩn bị về công nghệ: • Chuẩn bị những tài liệu công nghệ hƣớng dẫn quá trình tổ chức sản xuất. • Cầu nối giữa thiết kế và chế tạo ra sản phẩm 10 2- QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.1. Phân biệt quá trình sản xuất và quá trình công nghệ 2.2. Các thành phần của quá trình công nghệ 11 Quá trình sản xuất . Quá trình sản xuất là quá trình con ngƣời tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến nó thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích của con ngƣời. . Quá trình sản xuất trong nhà máy cơ khí: là tập hợp các hoạt động có ích để biến nguyên vật liệu hay bán thành phẩm thành sản phẩm. 12 Quá trình công nghệ  Quá trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi hình dáng kích thước, tính chất lý hóa của bản thân chi tiết và vị trí tương quan giữa các chi tiết trong sản phẩm.  Xác định quá trình công nghệ hợp lý rồi ghi thành văn kiện công nghệ thì các văn kiện công nghệ đó gọi là quy trình công nghệ. 13 2.2- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ . Nguyên công . Gá . Vị trí . Bƣớc . Đƣờng chuyển dao . Động tác 14 2.2- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ a) Nguyên công . Là một phần của quá trình công nghệ, đƣợc hoàn thành liên tục, tại một chỗ làm việc và do một hay một nhóm công nhân cùng thực hiện. . Nếu thay đổi một trong các điều kiện: tính liên tục, hoặc chỗ làm việc thì ta đã chuyển sang một nguyên công khác. 15 2.2- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ b) Bƣớc Bƣớc là một phần của nguyên công đƣợc đặc trƣng bởi:  Gia công một bề mặt hoặc nhiều bề mặt cùng một lúc  Sử dụng một dao hoặc một nhóm dao ghép  Cùng một chế độ cắt 16 2.2- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ Ví dụ: A B C D l1 l2 l3 Hình 1-1 Tiện trục bậc 17 Có 3 phương án gia công Phƣơng án 1: Tiện đầu B xong rồi trở đầu tiện C ngay, đó là một nguyên công.  Phƣơng án 2: Tiện đầu B cho cả loạt, xong mới tiện đầu C cũng cho cả loạt trên máy đó, nhƣ vậy ta đã chia thành 2 nguyên công vì tính liên tục không bảo đảm  Phƣơng án 3: Tiện đầu B trên máy số 1; tiện đầu C trên máy số 2  Nhƣ vậy cũng là 2 nguyên công vì chỗ làm việc đã thay đổi mặc dù tính liên tục vẫn bảo đảm. 18 2.2- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ c) Gá Gá: Là một phần của nguyên công đƣợc hoàn thành trong một lần gá đặt chi tiết (một lần kẹp chặt). Một nguyên công có thể có một hay nhiều lần gá. d) Vị trí Vị trí : Là một phần của nguyên công, đƣợc xác định bởi một vị trí tƣơng quan giữa chi tiết gia công với máy hoặc dụng cụ cắt. 19 2.2- CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ e) Đƣờng chuyển dao Đường chuyển dao : Là một phần của bƣớc để hớt đi một lớp kim loại, sử dụng cùng một dao và một chế độ cắt. Ví dụ: Khi tiện đầu B của trục, do lƣợng dƣ quá lớn ta phải cắt hai lần với n, s, t nhƣ nhau, đó là hai đƣờng chuyển dao trong cùng một bƣớc. f) Động tác Động tác : Là một hành động của công nhân để điều khiển máy thực hiện việc gia công hay lắp ráp. Ví dụ: nhấn nút, quay ụ dao, xiết mâm cặp 20 3- HÌNH THỨC TỔ CHỨC SẢN XUẤT VÀ DẠNG SẢN XUẤT 3.1. Các hình thức tổ chức sản xuất: Có 2 hình thức tổ chức:  Tổ chức sản xuất theo dây chuyền  Tổ chức sản xuất không theo dây chuyền 21 Tổ chức sản xuất theo dây chuyền  Mỗi nguyên công hoàn thành tại một địa điểm nhất định nhƣng có quan hệ với nhau về mặt thời gian và không gian  Tuân thủ nhịp gia công T (phút) và bƣớc vận chuyển L (mét).  Số lƣợng nguyên công phải đƣợc tính toán thông qua nhịp sản xuất và độ tin cậy của từng nguyên công.  Bố trí thiết bị theo quy trình công nghệ. 22 Tổ chức sản xuất không theo dây chuyền  Mỗi nguyên công đƣợc thực hiện một cách độc lập, không liên quan về không gian và thời gian với các nguyên công khác.  Hiệu quả kinh tế ở phƣơng pháp này thấp  Bố trí thiết bị thƣờng theo nhóm máy: Tiện, phay, bào, mài  Phƣơng pháp này phù hợp với sản xuất nhỏ, sửa chữa, chế tạo phụ tùng thay thế v.v 23 3.2- DẠNG SẢN XUẤT Đặc trƣng của dạng sản xuất: . Sản lƣợng (đơn vị sản phẩm hoặc trọng lƣợng) . Tính ổn định về số lƣợng và chủng loại sp . Tính lặp lại của quá trình sản xuất. . Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất. Phân loại:  Dạng sản xuất đơn chiếc  Dạng sản xuất hàng loạt  Dạng sản xuất hàng khối 24 Sản lƣợng chi tiết cần chế tạo trong một năm của nhà máy đƣợc tính nhƣ sau: 훼 + 훽 푁 = 푁 . 푚. 1 + 0 100 • N0 - Số sản phẩm trong một năm theo kế hoạch • m – Số lƣợng chi tiết cùng tên trong một sản phẩm • β – Số phần trăm gối đầu kế hoạch(10÷20%) • α – Số phần trăm phế phẩm cho phép (≤ 3%) 25 Dạng sản xuất đơn chiếc • Sản lƣợng: ít, thƣờng từ 1 đến vài chục chiếc • Chủng loại: nhiều • Tính lặp lại: không biết trƣớc. Đặc điểm tổ chức sản xuất:  Thiết bị vạn năng đáp ứng tính đa dạng của sản phẩm. Máy móc đƣợc bố trí theo loại máy, thành từng bộ phận sản xuất khác nhau. Trình độ thợ giỏi Qui trình công nghệ rất đơn giản. 26 Dạng sản xuất hàng loạt  Sản lƣợng tƣơng đối nhiều, sản phẩm đƣợc chế tạo từng loạt theo chu kỳ xác định và có tính ổn định tƣơng đối.  Tùy theo sản lƣợng và mức độ ổn định sản phẩm mà ta chia ra loạt nhỏ, loạt vừa và loạt lớn.  Dạng sản xuất loạt nhỏ gần với sản xuất đơn chiếc, còn sản xuất loạt lớn thƣờng dùng nhiều thiết bị chuyên dùng, qui trình công nghệ đƣợc thành lập một cách khá tỉ mỉ. 27 Dạng sản xuất hàng loạt Đặc điểm: • Thiết bị đƣợc bố trí theo trình tự nguyên công • Sử dụng máy vạn năng và chuyên dùng • Thực hiện lắp lẫn hoàn toàn • Trình độ thợ trung bình • Sử dụng nhiều dụng cụ và đồ gá chuyên dùng • Qui trình công nghệ đơn giản. 28 Dạng sản xuất hàng khối  Có sản lƣợng lớn, sản phẩm ổn định.  Đặc điểm: • Trình độ chuyên môn hóa sản xuất cao • Trang thiết bị, dụng cụ, công nghệ chuyên dùng • Qui trình công nghệ đƣợc thiết kế và tính toán chính xác • Bố trí thiết bị theo thứ tự nguyên công của qui trình công nghệ và tạo thành dây chuyền sản xuất. • Trình độ thợ đứng máy không cần cao nhƣng phải có thợ điều chỉnh máy giỏi. 29 Nhịp sản xuất • Nhịp sản xuất là khoảng thời gian lặp lại chu kì gia công hoặc lắp ráp, trong khoảng thời gian đó đối tƣợng sản xuất đƣợc hoàn thiện và đƣợc chuyển ra khỏi dây chuyền sản xuất. tn = T/N tn: nhịp sản xuất; T: khoảng thời gian làm việc N: số sản phẩm hoàn thiện trong thời gian T Để đảm bảo tính đồng bộ thì phải thỏa mãn điều kiện: Tnci=K.tn 30