Một Số Khái Niệm Về Công Nghệ Chế Tạo Máy

1.1. QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
Một cách tổng quát, quá trình sản xuất là quá trình con người tác động vào tài nguyên thiên nhiên để biến nó thành sản phẩm phục vụ cho lợi ích của con người.
Đó là một quá trình bao gồm nhiều giai đoạn. Ví dụ: để có một sản phẩm cơ khí thì phải qua khai thác quặng - luyện kim - gia công cơ khí - gia công nhiệt, hóa - lắp ráp…

Trong phạm vi nhà máy cơ khí, quá trình sản xuất là quá trình tổng hợp các hoạt động có ích để biến nguyên liệu và bán thành phẩm thành sản phẩm của nhà máy.
Trong đó có thể kể đến các giai đoạn chính như: chế tạo phôi - gia công cắt gọt - gia công nhiệt, hóa - kiểm tra - lắp ráp và hàng loạt các công đoạn phụ như: vận chuyển, chế tạo dụng cụ, sửa chữa máy, bảo quản trong kho, chạy thử, điều chỉnh, sơn lót, bao bì, đóng gói…
Từ quan điểm công nghệ chúng ta cần nghiên cứu từng phần của quá trình sản xuất đó, một trong các phần đó là quá trình công nghệ.
Quá trình công nghệ (QTCN) là một phần của quá trình sản xuất, trực tiếp làm thay đổi trạng thái và tính chất của đối tượng sản xuất (thay đổi hình dáng kích thước, tính chất lý hoá của vật liệu, vị trí tương quan giữa các bộ phận của chi tiết).
QTCN gia công cơ là quá trình cắt gọt phôi để làm thay đổi kích thước, hìng dáng của nó.
QTCN nhiệt luyện là quá trình làm thay đổi tính chất vật lý và hóa học của vật liệu chi tiết.
QTCN lắp ráp là quá trình tạo thành những quan hệ tương quan giữa các chi tiết thông qua các loại liên kết mối lắp ghép.
Ngoài ra, còn có các QTCN chế tạo phôi (đúc, gia công áp lực…).
Xác định QTCN hợp lý rồi ghi thành văn kiện công nghệ thì các văn kiện công nghệ đó gọi là quy trình công nghệ
1.2. CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUÁ TRÌNH CÔNG NGHỆ
1.2.1 Nguyên công:
NC- là một phần của QTCN được hoàn thành liên tục tại một chỗ làm việc do một hay một nhóm công nhân thực hiện.
Nếu thay đổi một trong hai điều kiện: tính làm việc liên tục hoặc chỗ làm việc thì đã chuyển sang một nguyên công khác.
Nguyên công là đơn vị cơ bản của QTCN để hạch toán và tổ chức sản xuất. Phân chia QTCN thành các nguyên công có ý nghĩa kỹ thuật và kinh tế.
Ý nghĩa kỹ thuật là ở chỗ tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật của chi tiết mà chọn phương pháp gia công cho phù hợp (Ví dụ: gia công mạt phẳng bằng phương pháp mài hay phay).
Ý nghĩa kinh tế: tuỳ theo sản lượng và điều kiện sản xuất cụ thể mà chia nhỏ ra làm nhiều nguyên công (phân tán nguyên công) hay là tập trung ở một vài nguyên công (tập trung nguyên công) nhằm mục đích đảm bảo sự cân bằng nhịp cho sản xuất. Hoặc trên một máy chính xác không nên làm cả việc thô và việc tinh mà phải chia làm hai nguyên công thô và tinh cho hai máy: máy chính xác và máy thô (vì máy chính xác đắt hơn máy thô).
1.2.2 Gá
Gá là một phần của nguyên công, được hoàn thành trong một lần gá đặt chi tiết. Ví dụ: gá tiện một đầu rồi đổi gá đầu kia là hai lần gá. Một nguyên công có thể có một hoặc một số lần gá.
1.2.3 Vị trí cũng là một phần của nguyên công,
được xác định bởi một vị trí tương quan giữa chi tiết với máy hoặc dụng cụ cắt. Ví dụ: khi khoan nhiều lỗ trên chi tiết thì mỗi lần khoan một lỗ là một vị trí. Một lần gá có thể có một hoặc nhiều vị trí.
1.2.4 Bước cũng là một phần của nguyên công,
tiến hành gia công một bề mặt (hoặc tập hợp một bề mặt) sử dụng một dao (hoặc một bộ dao) đồng thời chế độ làm việc của máy (như: tốc độ cắt; bước tiến; chiều sâu cắt…) duy trì không đổi.
Nếu thay đổi một trong các điều kiện: bề mặt gia công hoặc chế độ làm việc của máy thì đã chuyển sang một bước khác.
1.2.5 Đường chuyển dao
Là một phần của bước để hớt đi một lớp vật liệu có cùng chế độ cắt và cùng một dao.
Ví dụ: để tiện ngoài một mặt trụ có thể dùng cùng một chế độ cắt, cùng một dao để hớt làm nhiều lần; mỗi lần là một đường chuyển dao.
Như vậy, một bước có thể có một hoặc nhiều đường chuyển dao.
1.2.6 Động tác
Là một hành động của công nhân để điều khiển máy thực hiện việc gia công hoặc lắp ráp.
Ví dụ: bấm nút, quay ụ dao, đẩy ụ sau…
Động tác là đơn vị nhỏ nhất của QTCN.
Việc phân chia thành động tác rất cần thiết để định mức thời gian, nghiên cứu năng suất lao động và tự động hoá nguyên công.
1.3. CÁC DẠNG SẢN XUẤT VÀ CÁC HÌNH THỨC TỔ CHỨC SẢN XUẤT
Dạng sản xuất là một khái niệm đặc trưng có tính tổng hợp giúp cho việc xác định hợp lý đường lối, biện pháp công nghệ và tổ chức sản xuất để chế tạo ra sản phẩm đạt các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Các yếu tố đặc trưng cho dạng sản xuất là:
- Sản lượng
- Tính ổn định của sản phẩm
- Tính lặp lại của quá trình sản xuất
- Mức độ chuyên môn hoá trong sản xuất
Tuỳ theo sản lượng hàng năm và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta chia ra ba dạng sản xuất sau đây:
Sản xuất đơn chiếc có đặc điểm:
Sản lượng hàng năm ít, thường từ một đến vài chục chiếc,
Sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo không xác định,
Sử dụng trang thiết bị, dụng cụ công nghệ vạn năng. Máy được bố trí theo nhóm,
Tài liệu công nghệ thường là ở dạng phiếu tiến trình công nghệ,
Yêu cầu bậc thợ cao.
Sản xuất hàng loạt có đặc điểm:
Sản lượng hàng năm không quá ít,
Sản phẩm được chế tạo thành từng loạt theo chu kỳ xác định, tương đối ổn định,
Tuỳ theo sản lượng và mức độ ổn định của sản phẩm mà người ta còn chia ra dạng sản xuất loạt nhỏ, loạt vừa, loạt lớn. Sản xuất loạt nhỏ rất gần và giống với sản xuất đơn chiếc, còn sản xuất loạt lớn rất gần và giống với sản xuất hàng khối.
Sản xuất hàng khối có đặc điểm:
Sản lượng hàng năm rất lớn, Sản phẩm ổn định
Trình độ chuyên môn hoá cao,
Sử dụng trang thiết bị, dụng cụ công nghệ thường là chuyên dùng, các máy được bố trí theo thứ tự nguyên công của QTCN.
QTCN được thiết kế, tính toán chính xác và được ghi thành các tài liệu công nghệ có nội dung cụ thể và tỉ mỉ,
Trình độ thợ đứng máy không cần cao, nhưng phải có thợ điều chỉnh máy giỏi.
Dạng sản xuất hàng khối cho phép áp dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến, có điều kiện cơ khí hoá và tự động hoá sản xuất, tạo điều kiện tổ chức các đường dây gia công chuyên môn hoá.
Cần chú ý là việc phân chia ba dạng sản xuất như trên chỉ có tính chất tương đối.
Trong thực tế người ta còn chia các dạng sản xuất như sau:
- Sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ
- Sản xuất hàng loạt
- Sản xuất loạt lớn và hàng khối
Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí thường thực hiện theo hai hình thức tổ chức sản xuất là sản xuất theo dây chuyền và sản xuất không theo dây chuyền.
Hình thức sản xuất theo dây chuyền thường được áp dụng ở quy mô sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối. đặc đỉêm của hình thức này là:
- Máy được bố trí theo thứ tự các nguyên công của QTCN, nghĩa là mỗi nguyên công được hoàn thành tại một vị trí nhất định. Sau khi thực hiện nguyên công đối tượng sản xuất được chuyển sang máy tiếp theo.
- Số lượng chỗ làm việc (máy) phải được xác định hợp lý để đảm bảo tính đồng bộ về thời gian giữa các nguyên công trên cơ sở nhịp sản xuất của dây chuyền.
1.4 KHÁI NIỆM GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG CẮT GỌT
1.4.1. Định nghĩa:
Gia công kim loại bằng cắt gọt (GCCG) là phương pháp tạo hình cho chi tiết gia công bằng cách cắt bỏ lớp kim loại dư trên bề mặt của phôi để nhận được chi tiết có kích thước, hình dáng, chất lượng bề mặt và các yêu cầu vật lý khác phù hợp với bản vẽ thiết kế. Lớp kim loại bị cắt bỏ gọi là phoi.
GCCG còn được gọi là phương pháp gia công có phoi.
1.4.2. Vai trò, vị trí của phương pháp GCCG
GCCG là phương pháp không thể thiếu trong ngành chế tạo cơ khí để nâng cao độ chính xác kích thước, hình dáng, chất lượng bề mặt các chi tiết máy.
GCCG là phương pháp gia công tiếp sau các phương pháp gia công tạo phôi.
Chọn phương pháp GCCG đúng, hợp lý không những nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công mà còn góp phần nâng cao năng suất lao động và hiệu quả kinh tế chế tạo các chi tiết máy nói riêng và sản phẩm nói chung.
Nắm vững kiến thức về GCCG và các phương pháp cắt là một yêu cầu không thể thiếu đối với các kỹ sư cơ khí.
1.4.3. Công cụ dùng trong gia công cắt gọt
a. Máy cắt kim loại (MCKL) là thiết bị tạo ra các chuyển động tạo hình và cung cấp động lực cần thiết cho quá trình cắt gọt.
b. Dụng cụ cắt kim loại (từ đây gọi là dao cắt - DC) là công cụ trực tiếp cắt bỏ lớp kim loại dư trên bề mặt vật đang gia công để tạo thành phoi.
c. Đồ gá là trang bị công nghệ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình GCCG.
d. Dụng cụ đo kiểm là trang bị công nghệ dùng để đo lường và kiểm tra các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm cho trên bản vẽ thiết kế của chi tiết gia công.
1.4.4. Các bề mặt trên phôi đang gia công
Trên phôi đang gia công người ta phân biệt ba bề mặt sau đây :
- Mặt đã gia công (mặt 1) là bề mặt của chi tiết được tạo thành sau khi dao đã cắt đi một lớp kim loại.
- Mặt chưa gia công (mặt 2) là bề mặt của phôi, từ đó một lớp kim loại dư sẽ được cắt thành phoi.
- Mặt đang gia công (mặt 3) là bề mặt của phôi nối giữa bề mặt đã gia công và bề mặt chưa gia công. Trong quá trình gia công, mặt đang gia công luôn tiếp xúc với lưỡi cắt chính của dao.
Hình 1-2. Các mặt trên phôi đang gia công
1.4.5. Các chuyển động cần thiết trong quá trình cắt
a. Nguyên lý tạo hình cho bề mặt gia công
Bề mặt chi tiết được tạo nên trong quá trình cắt dựa vào nguyên lý “cho một đường sinh S chuyển động theo một đường dẫn hướng C ”. Hình dạng bề mặt được tạo phụ thuộc vào dạng của đường S và đường C.
b. Chuyển động tạo hình khi cắt
Chuyển động tạo hình là chuyển động của các cơ cấu mang dao và phôi của máy để tạo nên đường sinh và đường dẫn hướng cho bề mặt gia công trong quá trình cắt.
Các thành phần của chuyển động tạo hình gồm có:
- Chuyển động chính là chuyển động tạo tốc độ cắt lớn nhất cần thiết để tách phoi ra khỏi phôi, được ký hiệu bằng chữ V hoặc chữ n.
Chuyển động chính có thể là chuyển động quay của phôi (tiện) hoặc của dao (khoan, mài); cũng có thể là chuyển động thẳng đi-về do dao (bào ngang - hình ; xọc; chuốt) hoặc do phôi thực hiện (bào giường).
- Chuyển động chạy dao là chuyển động đưa lưỡi cắt từ vị trí này đến vị trí khác để tiếp tục tách phoi ra khỏi phôi trên toàn bề mặt cần gia công, được ký hiệu bởi chữ S.
Chuyển động chạy dao có thể là chuyển động thẳng, liên tục do phôi (phay) hoặc do dao
Chuyển động chạy dao có thể không liên tục, được thực hiện sau mỗi hành trình đi-về của chuyển động chính . Hầu hết các phương pháp gia công đều có một (tiện, phay...) hoặc hai (mài) chuyển động chạy dao trở lên, riêng chuốt không có chuyển động chạy dao.
Chuyển động chạy dao là chuyển động quay, do phôi thực hiện trong sơ đồ mài tròn, sơ đồ phay mặt trụ ngoài đơn giản (chi tiết gá trên bàn quay).
- Chuyển động phụ là chuyển động của các cơ cấu công tác của máy, không trực tiếp tham gia vào quá trình cắt, song không thể thiếu khi gia công.
Các chuyển động phụ bao gồm:
Chuyển động phân độ là chuyển động để chia bề mặt phôi thành những phần theo một quy luật đã định (phân độ để gia công BR theo nguyên lý chép hình trên máy phay vạn năng). Chuyển động phân độ được thực hiện sau mỗi lần chạy dao.
Một số chuyển động phụ khác
- Chuyển động đưa dao vào vị trí gia công.
- Chuyển động đưa nhanh dao về vị trí ban đầu.
- Chuyển động điều chỉnh vị trí ban đầu của dao và phôi

Đỗ Đức Mạnh (VinaMech.Com)

SCCK.TK

Related Posts by Categories