CHƯƠNG 1 1.1 MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ KHÁI NIỆM.1 Quá trình sản xuất. 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 con người. Theo nghĩa rộng, ví dụ , để có một sản phẩm cơ khí thì con người phải thực hiện các quá trình như: khai thác quặng, luyện kim, gia công cơ, gia công nhiệt, hóa, lắp ráp, kiểm tra, v.v… Theo nghĩa hẹp, ví dụ trong một nhà máy cơ khí thì quá trình sản xuất là quá trình tổng hợp các hoạt động có ích của con người để biến nguyên liệu và bán thành phẩm thành sản phẩm của nhà máy. Quá trình tổng hợp đó bao gồm: chế tạo phôi, gia công cắt gọt, gia công nhiệt, hóa, kiểm tra, lắp ráp và hành loạt các quá trình phụ khác như chế tạo dụng cụ, chế tạo đồ gá, vận chuyển, sửa chữa máy, chạy thử, điều chỉnh, sơn lót, bao bì, đóng gói, bảo quản trong kho,v.v… Tất cả các quá trình trên được tổ chức thực hiện một cách đồng bộ nhịp nhàng để cho quá trình sản xuất được liên tục.
Sự ảnh hưởng của các quá trình nêu trên đến năng suất, chất lượng của quá trình sản xuất có mức độ khác nhau. Ảnh hưởng nhiều nhất đến năng suất, chất lượng của quá trình sản xuất là những quá trình có tác động làm thay đổi về trạng thái, tính chất của đối tượng sản xuất, đó chính là các quá trình công nghệ.2 Quá trình công nghệ. Quá trình công nghệ là một phần của quá trình sản xuất trực tiếp làm thay đổi trạng thái và tính chất của đối tượng sản xuất. Đối với sản xuất cơ khí, sự thay đổi trạng thái và tính chất bao gồm: - Thay đổi trạng thái hình học ( kích thước, hình dáng, vị trí tương quan giữa các bộ phận của chi tiết…) - Thay đổi tính chất ( tính chất cơ lý như độ cứng, độ bền, ứng suất dư…) * Quá trình công nghệ bao gồm: Trang 17 - Quá trình công nghệ chế tạo phôi: hình thành kích thước của phôi từ vật liệu bằng các phương pháp như đúc, hàn, gia công áp lực… - Quá trình công nghệ gia công cơ: làm thay đổi trạng thái hình học và cơ lý lớp bề mặt.
- Quá trình công nghệ nhiệt luyện: làm thay đổi tính chất cơ lý của vật liệu chi tiết, cụ thể tăng độc ứng, độ bền. - Quá trình công nghệ lắp ráp: tạo ra một vị trí tương quan xác định giữa các chi tiết thông qua các mối lắp ghép giữa chúng để tạo thành sản phẩm hoàn thiện. Quá trình công nghệ cho một đối tượng sản xuất (chi tiết) phải được xác định phù hợp với các yêu cầu về chất lượng và năng suất của đối tượng. 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 Quy trình công nghệ hợp lý là quy trình thỏa mãn được các các yêu cầu của chi tiết như độ chính xác gia công, độ nhám bề mặt, vị trí tương quan giữa các bề mặt, độ chính xác hình dáng hình học,v.v… Quy trình công nghệ được thực hiện tại các chỗ làm việc.
Chỗ làm việc là một phần của xưởng sản xuất được dùng để thực hiện công việc bằng một công nhân hoặc một nhóm công nhân. Tại đây được bố trí các loại dụng cụ, đồ gá, máy cắt got, thiết bị nâng hạ, giá đỡ phôi, chi tiết hoặc đơn vị lắp ráp.2 CÁC THÀNH PHẦN CỦA QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ. Là một phần của quá trình công nghệ, được thực hiện liên tục tại một chỗ làm việc do một hay một nhóm công nhân thực hiện. Ở đây, nguyên công được đặc trưng bởi 2 điều kiện cơ bản, đó là tính liên tục trên đối tượng sản xuất và vị trí làm việc.
Trong quá trình thực hiện quy trình công nghệ nếu chúng ta thay đổi 1 trong 2 điều kiện trên thì ta đã chuyển sang một nguyên công khác. Ví dụ: tiện trục bậc có hình sau: Nếu ta tiện đầu A rồi trở đầu để tiện đầu B ( hoặc ngược lại) thì vẫn thuộc một nguyên công vì vẫn đảm bảo tính chất liên tục và vị trí làm việc. Nhưng nếu tiện đầu A cho cả loạt chi tiết xong rồi mới trở lại L1 L2 L3 tiện đầu B cũng cho cả loạt đó thì thành hai nguyên công vì không đảm bảo được Hình 1. 1 Gia công trục bậc tính liên tục, có sự gián đoạn khi tiện các Trang 18 bề mặt khác nhau trên chi tiết.
Hoặc tiện đầu A ở máy này, đầu B tiện ở máy khác thì cũng là hai nguyên công vì vị trí làm việc đã thay đổi. Nguyên công là đơn vị cơ bản của quy trình công nghệ, việc phân chia quy trình công nghệ thành các nguyên công có ý nghĩa kỹ thuật và ý nghĩa kinh tế. *Ý nghĩa kỹ thuật: mỗi một phương pháp cắt gọt có một khả năng công nghệ nhất định ( khả năng về tạo hình bề mặt cũng như chất lượng đạt được). Vì vậy, xuất phát từ yêu cầu kỹ thuật và dạng bề mặt tạo hình mà ta phải chọn phương pháp gia công tương ứng hay nói cách khác là chọn nguyên công phù hợp.
Ví dụ: trường hợp gia công trục bậc trên hình 1. Ta không thể thực hiện được việc tiện các bậc trục và phay rãnh then ở cùng một chỗ làm việc. Tiện các bậc trục thực hiện trên máy tiện, phay rãnh then thực hiện trên máy phay. *Ý nghĩa kinh tế: Khi thực hiện công việc, tùy thuộc vào mức độ phức tạp của hình dạng bề mặt, tùy thuộc số lượng chi tiết cần gia công, đọ chính xác chất lượng yêu cầu mà ta phân tán hoặc tập trung nguyên công nhằm mục đích đảm bảo sự cân bằng cho nhịp sản xuất, đạt hiệu quả kinh tế cao nhất.
Ví dụ: Trên một máy, không nên gia công cả thô và tinh, mà nên chia gia công thô và tinh trên hai máy. Vì khi gia công thô chỉ cần máy có công suất lớn, năng xuất cao, không cần quá chính xác để đạt hiệu của kinh tế (lấy phần lớn lượng dư); khi gia công tinh thì cần máy có độ chính xác cao để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. Trước khi gia công, ta phải xác định vị trí tương quan giữa chi tiết so với máy, dụng cụ cắt và tác dụng lên chi tiết 1 lực để chống lại sự xê dịch do lực cắt gọt khi gia công gây ra nhằm đảm bảo vị trí tương quan đó. Quá trình này ta gọi là quá trình gá đặt chi tiết.
Gá là một phần của nguyên công được hoàn thành trong một lần gá đặt một hoặc nhiều chi tiết cùng lúc. Trong một nguyên công có thể có một hoặc nhiều lần gá. Ví dụ: Để tiện các mặt trụ bậc A, B, C ta thực hiện 2 lần gá. A B C - Lần gá 1: Gá lên 2 mũi chống tâm và truyền moomen quay bằng tốc để gia công các bề mặt A và B - Lần gá 2: Đổi đầu để gia công bề mặt C ( vì mặt này chưa được gia công ở lần gá trên do phải lắp với tốc).
2 Tiện trục bậc 1. Vị trí là một phần của nguyên công, được xác định bởi một vị trí tương quan Trang 19 giữa chi tiết với máy hoặc giữa chi tiết với dụng cụ cắt. Một lần gá có thể có một hoặc nhiều vị trí Ví dụ: mỗi lần phay một cạnh hoặc khoan một lỗ trên chi tiết có nhiều lỗ được coi là một vị trí. Trường hợp gia công một lỗ nhưng qua nhiều bước khác nhau như khoan, khoét, doa ( hình 1.3) cũng được xem là chi tiết có nhiều vị trí.
Khi lập quy trình công nghệ cần lưu ý là giảm số lần gá đặt ( trong khi vẫn giữ được Hình 1. 3 Tiện trục bậc số vị trí cần thiết) bởi vì mỗi lần gá đặt như 1-vị trí gá và tháo chi tiết; 2-khoan; vậy sẽ gây ra sai số gia công. 3-khoét; 4-bàn máy; 5-doa 1. Bước là một phần của nguyên công khi thực hiện gia công một bề mặt (hoặc nhiều bề mặt) sử dụng một dụng cụ cắt (hoặc một bộ dụng cụ) với chế độ cắt không thay đổi.
Nếu thay đổi một trong các điều kiện như: bề mặt gia công hoặc chế độ cắt ( tốc độ, lượng chạy dao hoặc chiều sâu cắt) thì ta đã chuyển sang một bước khác Ví dụ: tiện bề mặt trụ ba đoạn A, B, C như hình 1.1 là ba bước khác nhau. Hoặc khi gia công lỗ chính xác lần lượt bằng phương pháp khoan, khoét, doa (hình 1.3) thì có ba bước khác nhau.5 Đường chuyển dao. Đường chuyển dao là một phần của bước để hớt đi một lớp vật liệu có cùng một chế độ cắt và bằng cùng một dao. Mỗi bước có thể có một hoặc nhiều đường chuyển dao.
Ví dụ: Để tiện mặt trụ ngoài ta có thể dùng một dao với cùng một chế độ cắt để hớt làm nhiều lần, mỗi lần là một đường chuyển dao, hoặc khi mài một bề mặt nào đó ta phải thực hiện nhiều đường chuyển dao. Động tác là một hành động của công nhân để điều khiển máy khi gia công hoặc lắp ráp. Ví dụ: bấm nút, thay đổi chế độ cắt, thay dao, siết đai ốc…. Trang 20 Động tác là đơn vị nhỏ nhất của quy trình công nghệ.
Việc phân chia thành động tác rất cần thiết để định mức thời gian khi gia công và lắp ráp, đồng thời để nghiên cứu năng suất lao động và tự động hóa nguyên công.3 CÁC DẠNG SẢN XUẤT Dạng sản xuất là một khái niệm cho ta hình dung về quy mô sản xuất một sản phẩm nào đó. Nó giúp cho việc định hướng hợp lý cách tổ chức kỹ thuật- công nghệ cũng như tổ chức toàn bộ quá trình sản xuất. Các yếu tố đặc trưng của dạng sản xuất: - Sản lượng. - Tính ổn định của sản phẩm.
- Tính lặp lại của quá trình sản xuất. - Mức độ chuyên môn hóa trong sản xuất. Tùy theo các yếu tố trên mà người ta chia ra 3 dạng sản xuất: - Sản xuất đơn chiếc. - Sản xuất hàng loạt - Sản xuất hàng khối 1.1 Sản xuất đơn chiếc.
Sản xuất đơn chiếc là sản xuất có số lượng sản phẩm hàng năm rất ít ( thường từ một đến vài chục chiếc), sản phẩm không ổn định do chủng loại nhiều, chu kỳ chế tạo lại không được xác định. Đối với dạng sản xuất này, ta phải tổ chức kỹ thuật và bố trí công nghệ như sau: - Gia công chi tiết và lắp ráp sản phẩm được thực hiện theo phiếu tiến trình công nghệ ( quy trình công nghệ sơ lược).