Giáo trình Công nghệ chế tạo máy I - Chương 7: Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết máy - Lưu Đức Bình

Doa; hay Khoan 
- Tiện - Mài. Nếu sản xuất loạt lớn thì có thể dùng: Khoan - Chuốt. 
 - Cố gắng bảo đảm tính thống nhất về chuẩn tinh. 
 - Chú ý tới các nguyên công có thể sinh ra phế phẩm. Những nguyên công 
này nên đặt tr−ớc để tránh lãng phí hoặc bố trí thêm việc kiểm tra trung gian. 
 - Chú ý tới những nguyên công dễ sinh ra biến dạng (nh− gia công thô, 
nhiệt luyện). Tách những nguyên công này khỏi nguyên công gia công tinh hoặc thêm 
vào quy tình những nguyên công chỉnh sửa nh− nắn thẳng... 
 - Cố gắng giảm số lần gá, tăng số vị trí trong mỗi lần gá. 
7.5- thiết kế nguyên công 
 7.5.1- Chọn máy 
 Khi gia công cắt gọt, máy cắt đ−ợc xác định theo các nguyên tắc sau: 
 - Máy đ−ợc chọn phải đảm bảo thực hiện đ−ợc ph−ơng pháp gia công đã 
xác định, ứng với chi tiết gia công. 
 - Máy đ−ợc chọn phải đảm bảo đạt yêu cầu chất l−ợng gia công. Thông 
th−ờng chọn máy có cấp chính xác lớn hơn cấp chính xác cần thực hiện từ 1 ữ 2 cấp. 
 - Công suất và phạm vi điều chỉnh thông số công nghệ của máy phải tạo 
điều kiện gia công tốt, nghĩa là đạt chất l−ợng và năng suất gia công tốt. 
 - Tùy thuộc vào dạng sản xuất mà chọn máy cho hợp lý. Với sản xuất loạt 
nhỏ, ta sử dụng máy vạn năng; với sản xuất lớn ta dùng các máy chuyên dùng. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
117
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
 7.5.2- Chọn chuẩn, ph−ơng án gá đặt phôi và trang bị công nghệ 
 Chọn chuẩn công nghệ nhằm đảm bảo gá đặt phôi đạt hiệu quả kỹ thuật và 
kinh tế cao. Phôi đ−ợc gá đặt với trang bị công nghệ tiêu chuẩn, trang bị công nghệ tổ 
hợp từ các bộ phận tiêu chuẩn hay trang bị công nghệ chuyên dùng. 
 7.5.3- Xác định các thông số công nghệ 
 Thông số công nghệ cơ bản của quá trình cắt gọt đối với chi tiết máy là: vận 
tốc cắt, số vòng quay, l−ợng chạy dao, chiều sâu cắt, số lần cắt. 
 Giá trị của các thông số công nghệ phụ thuộc từng ph−ơng pháp gia công, từng 
loại máy, từng kiểu trang bị công nghệ và tính chất của vật liệu gia công. 
 Việc xác định thông số công nghệ trong thực tế chủ yếu bằng đồ thị hoặc tra 
trong sổ tay, rồi đối chiếu với phạm vi giá trị thực trên máy, kết hợp với việc kiểm tra 
lại công suất và năng suất gia công. 
 Để đảm bảo chất l−ợng gia công và hiệu quả kinh tế, cần xác định giá trị tối −u 
của thông số công nghệ. Nói chung, khi gia công thô thì mục tiêu chủ yếu là đạt năng 
suất gia công cao; ng−ợc lại khi gia công tinh thì mục tiêu lại là chất l−ợng gia công. 
 7.5.4- Xác định thời gian gia công 
 Thời gian gia công đ−ợc xác định đảm bảo nguyên tắc tận dụng với hiệu quả 
cao nhất vốn thời gian làm việc của trang thiết bị, dụng cụ công nghệ và sức lao động. 
 Trong thực tế, th−ờng xác định thời gian gia công theo hai ph−ơng pháp là bấm 
giờ và dựa vào định mức tiêu chuẩn. Nói chung, ph−ơng pháp bấm giờ sát thực tế hơn 
nên đạt hiệu quả tốt hơn vì thời gian cần thiết để thực hiện các công việc trong quá 
trình gia công đ−ợc xác định trên cơ sở quan sát, phân tích từng động tác. 
 7.5.5- Xác định số l−ợng máy và công nhân 
 Số l−ợng máy cần thiết cho một nguyên công đ−ợc xác định theo tổng khối 
l−ợng của nguyên công, tính ra tổng giờ máy cần thiết, đối với sản l−ợng quy định và 
vốn thời gian làm việc thực tế hàng năm của một máy tùy theo chế độ làm việc hàng 
ngày (mấy ca/ngày). 
m.T
k.T
M
M
m= 
với, + Tm là tổng giờ máy cần thiết để gia công sản l−ợng chi tiết (giờ/năm). 
 + k là hệ số xét đến khả năng v−ợt định mức, tăng năng suất (k = 0,9 ữ 0,95). 
 + TM là vốn thời gian làm việc thực tế của một máy theo chế độ một ca sản xuất 
hàng ngày (TM = 2200 giờ/năm). 
 + m là số ca sản xuất hàng ngày (m = 1 ữ 3). 
 + M là số máy tính toán cần thiết cho nguyên công. 
 Số l−ợng công nhân cần thiết cho nguyên công cũng đ−ợc xác định trên cơ sở 
tổng khối l−ợng lao động của nguyên công hàng năm và vốn thời gian làm việc thực 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
118
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
tế của một công nhân hàng năm theo chế độ một ca sản xuất hàng ngày. 
C
n
T
k.T
R = 
với, + Tn là tổng giờ ng−ời cần thiết cho cả sản l−ợng (giờ/năm). 
 + TC là vốn thời gian làm việc thực tế của một công nhân theo chế độ một ca sản 
xuất hàng ngày (TC = 2000 giờ/năm). 
7.6- định mức tính chất kinh tế - kỹ thuật 
 Một ph−ơng án công nghệ bao giờ cũng đ−ợc so sánh, phân tích về mặt kinh tế. 
Muốn chọn đúng ph−ơng h−ớng, biện pháp để tăng năng suất và hạ giá thành trong 
phải có những chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để đánh giá. 
 7.6.1- Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật 
 Chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật bao gồm: 
 c Chỉ tiêu về thời gian T 
 Chỉ tiêu kỹ thuật về thời gian là thời gian cần đủ để hoàn thành một công việc 
nhất định trong điều kiện sản xuất bình th−ờng của nhà máy (phân x−ởng) có tính đến 
kinh nghiệm và những thành tựu mới về kỹ thuật cũng nh− về tổ chức sản xuất. 
* Thời gian gia công từng chiếc: Ttc = T0 + Tph + Tpv + T tn
trong đó, + T0: thời gian cơ bản. Thời gian này cần thiết để biến đổi trực tiếp hình 
dạng, kích th−ớc và tính chất cơ lý của chi tiết gia công và có thể thực hiện bằng tay 
hay máy, có công thức tính cho từng nguyên công. 
 + Tph: thời gian phụ, là thời gian công nhân thao tác để có thể hoàn thành 
công việc cơ bản và đ−ợc lặp lại sau một chi tiết hay một nhóm chi tiết mà khi đó 
không tác động đến hình dạng, kích th−ớc và tính chất của chi tiết nh−: thời gian gá, 
tháo chi tiết, đo l−ờng... 
 Tnc = T0 + Tph, là thời gian nguyên công. 
 + Tpv: thời gian phục vụ trông nom cho máy làm việc, có thể phục vụ về kỹ 
thuật nh−: đổi dụng cụ, sửa đá, mài dao... hay phục vụ về tổ chức nh−: tra dầu, bàn 
giao ca, quét dọn... ncpv T.100
ba
 T
+= , với a, b là các hệ số tỷ lệ thời gian (tra sổ tay). 
 + Ttn: là thời gian nghỉ ngơi tự nhiên theo nhu cầu cần thiết của con ng−ời. 
 ncpv T.100
c
 T = 
 Vậy, thời gian gia công từng chiếc là: nctc T100
cba
1T ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +++= 
* Nếu gia công hàng loạt chi tiết, cần có thợ điều chỉnh thì ta có thêm thời gian 
chuẩn bị kết thúc, bao gồm những việc có liên quan đến việc chuẩn bị để gia công 
một loạt chi tiết và thu dọn khi kết thúc nh−: điều chỉnh máy, dụng cụ cắt, đồ gá lắp... 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
119
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
n
T
 T T cbkttcloạt tc += , với n là số chi tiết trong loạt. 
 d Chỉ tiêu về năng suất Q đối với một nguyên công hoặc cả sản phẩm. 
 Chỉ tiêu kỹ thuật về năng suất Q là năng suất lao động xác định bằng số l−ợng 
sản phẩm đ−ợc chế tạo ra trong một đơn vị thời gian. 
 k.
T
m
Q
tc
= (từng chiếc), hoặc k.
T
m
Q
tạlotc
= (hàng loạt) 
với, m là thời gian (một ca, giờ hay phút). 
 7.6.2- Giá thành sản phẩm 
 Một ph−ơng án công nghệ phải đ−ợc đánh giá về mặt kinh tế, nghĩa là chọn 
ph−ơng án công nghệ kinh tế nhất sẽ dẫn đến giá thành hạ. Để đánh giá ta phải tính 
giá thành sản phẩm chi tiết: 
G = A.n + B = f(nhiều yếu tố). 
với, + A: là phí tổn th−ờng xuyên cho mỗi chi tiết nh− vật liệu, khấu hao, l−ơng công 
nhân..., dù sản l−ợng nhiều hay ít thì phí tổn này vẫn không đổi. 
 + B: là phí tổn cố định nh− l−ơng công nhân điều chỉnh máy, đồ gá, thiết bị 
chuyên dùng... tính cho từng chi tiết, phí tổn này càng nhỏ khi x càng lớn. 
Từ đó, ta có giá thành một sản phẩm: g = G/n, dựa vào đây mà ta đánh giá và 
chọn ph−ơng án công nghệ có giá thành thấp nhất. 
 Giả sử, ta có hai ph−ơng án 
công nghệ với giá thành sản 
phẩm đ−ợc biểu diễn bởi các 
đ−ờng G1 và G2. 
G1 
G2 
B1 
B2 
n1 n2 n3n'2 
n
Hình 7.3- Giá thành sản phẩm.
G
 Rõ ràng, nếu số l−ợng chi 
tiết cần gia công n < n1, ta chọn 
ph−ơng án G1. Còn nếu n > n1 
thì chọn ph−ơng án G2. 
 Tuy nhiên, do chi phí cố 
định B phụ thuộc vào n nên đến 
một giá tị nào đó thì các đ−ờng 
G1 và G2 phải tăng lên một l−ợng 
 nào đó (l−ợng tăng này bằng với chi phí cố định tăng thêm). Đến lúc đó, ta lại phải 
xét tiếp ph−ơng án nào có giá thành thấp hơn thì chọn. 
 7.6.3- Biện pháp tăng năng suất, hạ giá thành sản phẩm 
 Nói đến năng suất và hạ giá thành là một phạm trù rất rộng, có thể phạm vi kỹ 
thuật, phạm vi tổ chức hoặc kết hợp cả hai mặt đó lại. 
 Trong thực tế có thể áp dụng nhiều ph−ơng pháp tăng năng suất và hạ giá thành 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
120
 Giáo trình: Công nghệ chế tạo máy L−u đức bình 
gia công qua cách giảm đại l−ợng thời gian cơ bản T0 và thời gian phụ Tph. 
 Ta có: 
t.S.n
z.L
S.n
i.L
S.v.1000
i.L.D.
T0 ==π= 
trong đó, L: chiều dài cắt (mm). 
 v: tốc độ cắt (m/ph). 
 S: l−ợng chạy dao (mm/v). 
 n: số vòng quay của trục chính (v/ph). 
 i: số lần chạy dao. 
 t: chiều sâu cắt (mm). 
 z: l−ợng d− gia công cơ (mm). 
 c Biện pháp giảm thời gian cơ bản T0
 - Nâng cao độ chính xác của phôi vì phôi chế tạo có l−ợng d− đều, chính xác thì 
i giảm. Phôi đ−ợc xử lý nhiệt (ram, ủ, th−ờng hóa) để tạo điều kiện cắt gọt dễ dàng. 
 - Rút ngắn chiều dài chạy dao bằng cách: dùng nhiều dao, chọn l−ợng ăn tới và 
thoát ra của dao một cách hợp lý. 
 - Tăng chế độ cắt (chọn tmax, Smax đảm bảo độ bóng bề mặt, tăng vận tốc cắt 
nh−ng vẫn đảm bảo tuổi bền kinh tế của dụng cụ cắt, đảm bảo chất l−ợng gia công). 
 - Gia công nhiều bề mặt cùng một lúc bằng dao định hình hoặc bằng nhiều dao 
thực hiện trên các máy tự động và bán tự động nhiều trục. 
 d Biện pháp giảm thời gian phụ Tph
 - Giảm thời gian gá đặt chi tiết gia công bằng cách dùng các cơ cấu kẹp nhanh 
(khí nén, dầu ép), gá đặt tự động đạt kích th−ớc, dùng đồ gá vạn năng điều chỉnh. 
 - Làm cho thời gian phụ trùng với thời gian máy nh− dùng đồ gá bàn quay, gá 
phay kiểu đi về cùng cắt, phay liên tục, kiểm tra tự động, cấp phôi tự động. 
 - Cơ khí hóa, tự động hóa quá trình công nghệ, giảm thời gian vận chuyển chi 
tiết, giảm thời gian dừng máy để đo, dùng máy điều khiển theo ch−ơng trình... 
 - Dùng dao chuyên dùng để gia công đ−ợc nhiều bề mặt, giảm thời gian thay 
dao, điều chỉnh dao... 
 - Tổ chức làm việc hợp lý. 
Khoa Cơ khí - Tr−ờng Đại học Bách khoa 
121