LUẬN văn THẠC sĩ HAY nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám khi phay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy phay đa năng TUM20VS​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
-------------------------

QUYỀN ĐÌNH BIÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THƠNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ
NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM KHI PHAY RÃNH BẰNG DAO
PHAY ĐĨA TRÊN MÁY PHAY ĐA NĂNG TUM20VS

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, 2012

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
-------------------------

QUYỀN ĐÌNH BIÊN

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THƠNG SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ
NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ NHÁM KHI PHAY RÃNH BẰNG DAO

PHAY ĐĨA TRÊN MÁY PHAY ĐA NĂNG TUM20VS

Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá NLN
Mã số: 60.52.14

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. TRỊNH HỮU TRỌNG

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


HÀ NỘI, 2012

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


i

LỜI CẢM ƠN
Sau hơn bảy tháng làm việc khẩn trương, nghiêm túc với tinh thần cố
gắng cao nhất bản luận văn đã được hoàn thành, trong suốt thời gian vừa qua
tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm giúp đỡ, chỉ dẫn của nhiều tập thể, cá
nhân. Nhân dịp này cho phép tơi được bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới:
Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Trịnh Hữu Trọng đã dành nhiều thời
gian chỉ bảo tận tình và cung cấp nhiều tài liệu có giá trị.
Tập thể cán bộ, giáo viên Khoa Sau đại học, Trung tâm thí nghiệm thực
hành Khoa Cơ điện và Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp, Trường cao
đẳng nghề LILAMA Ninh Bình đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực
hiện đề tài.
Xin cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã động viên giúp đỡ tơi trong q

trình thực hiện đề tài
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Những kết
quả trong luận văn này được tính tốn chính xác, trung thực và chưa có tác
giả nào cơng bố. Những nội dung tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều
được chỉ dẫn nguồn gốc.
Hà Nội, tháng 06 năm 2012
Tác giả

Quyền Đình Biên

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


ii

MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

Lời cảm ơn .......................................................................................................... i
Mục lục .............................................................................................................. ii
Danh mục hình ................................................................................................... v
Danh mục bảng ................................................................................................. vi
Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ......................................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 3
1.1. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở trên thế giới............ 3
1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở nước trong nước ..12
Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .................................... 19
2.1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài .......................................................................19
2.2. Đối tượng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu ..................................................19
2.3. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................20
2.3.1. Nghiên cứu lý thuyết ..................................................................... 20
2.3.2. Nghiên cứu thực nghiệm ............................................................... 20
2.4. Phương pháp nghiên cứu .................................................................................21
2.4.1. Thí nghiệm thăm dị....................................................................... 21
2.4.2. Thực nghiệm đơn yếu tố ................................................................ 24
2.4.3. Thực nghiệm đa yếu tố .................................................................. 28
2.4.4. Xác định các giá trị hợp lý ............................................................ 37
Chương 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ................................................. 40
3.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phay vạn năng TUM20VS ..................40
3.1.1. Cấu tạo .......................................................................................... 40

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


iii

3.1.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................... 42
3.2. Lực cắt và công suất cắt khi phay rãnh bằng dao phay đĩa ..........................42
3.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng khi phay .............46
3.4. Những nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi phay ...........................47
3.4.1. Độ nhám bề mặt gia công ............................................................. 47
3.4.2. Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công .......................... 49
3.4.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công................... 50
Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................... 55
4.1. Kết quả thí nghiệm thăm dị ............................................................................55
4.1.1. Chuẩn bị thí nghiệm ...................................................................... 55

4.1.2. Kết quả thí nghiệm thăm dị .......................................................... 55
4.2. Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố ........................................................................58
4.2.1. Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lượng riêng ............. 58
4.2.2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công ............. 59
4.2.3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chi phí năng lượng riêng .... 60
4.2.4. Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt gia công ... 61
4.3. Kết quả nghiên cứu đa yếu tố ..........................................................................63
4.3.1. Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các thông số
đầu vào .................................................................................................... 63
4.3.2. Thành lập ma trận thí nghiệm ....................................................... 63
4.3.3. Xác định mơ hình tốn và thực hiện các phép tính kiểm tra ........ 64
4.4. Các trị số công nghệ hợp lý khiphay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy phay
đa năng TUM20VS .................................................................................................65
4.4.1. Xác định các thông số hợp lý ........................................................ 65
4.4.2. Vận hành máy với các thông số hợp lý ......................................... 66
KẾT LUẬN - KHUYẾN NGHỊ ...................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 69

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


iv

PHỤ LỤC

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


v

DANH MỤC HÌNH
TT

Tên hình

Trang

1.1

Máy phay UWF-1200 CNC

4

1.2

Máy phay tháp DECKEL FP1

5

1.3

Máy phay giường BFM 200

5

1.4

Máy phay ML120

6

1.5

Máy phay TX 6216

7

1.6

Máy phay XK7125

8

1.7

Máy phay ngang ORSHA F-32SH

13

1.8

Máy phay đứng vạn năng 6T12

14

1.9

Máy phay DM-5VS

14

1.10

Máy phay UH-1250A

15

3.1

Sơ đồ cấu tạo máy phay TUM20VS

40

3.2

Quá trình cắt của lưỡi dao phay

41

3.3

Sơ đồ lực tác dụng lên răng của dao phay

42

3.4

Độ nhám bề mặt

47

4.1

Máy đo công suất Fluke 41B, đồng hồ đo thời gian và
máy đo độ nhám TR200

54

4.2

Đồ thị ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lượng
riêng

58

4.3

Đồ thị ảnh hưởng của tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia
công

59

4.4

Đồ thị ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chi phí năng
lượng riêng

60

4.5

Đồ thị ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề
mặt gia công

61

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


vi

DANH MỤC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

2.1

Mã hoá các yếu tố ảnh hưởng

30

2.2

Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành với hai
yếu tố ảnh hưởng

31

3.1

Thông số kỹ thuật của máy phay TUM20VS

39

4.1

Tổng hợp kết quả phân bố thực nghiệm

55

4.2

Các đặc trưng của phân bố thực nghiệm

55

4.3

Tổng hợp kết quả phân bố thực nghiệm

56

4.4

Các đặc trưng của phân bố thực nghiệm

56

4.5

Mã hoá các thơng số đầu vào

62

4.6

Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành

62

4.7

Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Nr

63

4.8

Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Ra

64

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


vii

Ký hiệu

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Tên

Đơn vị

B

Chiều rộng cắt

mm

t

Chiều sâu cắt

mm

Pz

Lực vịng

N

Py

Lực hướng kính

N

PH

Lực nằm ngang

N

PV

Lực thẳng đứng

N

p

Lực cắt đơn vị

N/mm2

f

Tiết diện cắt ngang do một răng dao thực hiện tại mm2
thời điểm tính tốn

A

Hệ số tính đến điều kiện cắt và phụ thuộc vào tính
chất của vật liệu gia công

n

Số mũ đặc trưng cho ảnh hưởng của a đến lực p

ax

Chiều dày cắt tức thì

mm

Sz

Lượng chạy dao của một răng

mm/răng

D

Đường kính dao

mm

η

Hiệu suất của máy

Kn

Hệ số quá tải tức thời cho phép

Nr

Chi phí năng lượng riêng

W

Chi phí năng lượng để làm ra khối lượng sản phẩm kWh
M

M

Khối lượng sản phẩm mà thiết bị làm ra

Nd

Công suất của động cơ cần thiết để cho máy phay kW
hoạt động trong thời gian T làm ra một khối lượng
sản phẩm

T

Thời gian máy phay tạo ra khối lượng sản phẩm M

H

l

Chiều dài của rãnh phay

mm

Ra

Sai lệch profin trung bình cộng bằng giá trị trung mm, μm

kWh/m3

m3

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


viii

bình cộng của các chiều cao h tính từ đường trung
bình trong phạm vi chiều dài chuẩn 1
Rz

Chiều cao nhấp nhơ của profin theo mười điểm

mm

sm

Bước trung bình các nhấp nhơ của profin

mm

S

Bước trung bình nhấp nhơ của profm theo đỉnh

mm

Rmax

Chiều cao lớn nhất các nhấp nhô của profin

mm

c

Số lượng nhóm

K

Khoảng chia nhóm

a

Số tổ được chia

n

Số lần thí nghiệm

k

Cự ly tổ

xmax, min

Trị số thu thập lớn nhất, bé nhất của đại lượng
nghiên cứu

S

Sai tiêu chuẩn

S%

Hệ số biến động

R

Phạm vi biến động

Sk

Độ lệch

Ex

Độ nhọn

l

Số tổ hợp

m

Số lần lặp

∆%

Sai số tương đối

Y

Giá trị trung bình của đại lượng nghiên cứu

Gtt

Tính đồng nhất theo tiêu chuẩn Kohren

S2max

Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm

F

Giá trị tính tốn theo tiêu chuẩn Fisher

N

Tổng số thí nghiệm

e

Khoảng biến thiên

R

Hệ số đơn định

T

Giá trị chuẩn Student

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Máy phay là một trong những loại máy gia công kim loại được dùng phổ
biến trong các nhà máy cơ khí.Máy phay được chế tạo từ thế kỷ XVI,cho đến
nay,hàng triệu máy phay với nhiều kiểu dáng khác nhau đã được chế tạo và đưa
vào sản xuất ởcác nước có nền cơng nghiệp chế tạo máy phát triển.Trong những
năm qua, ngành Cơ khí nước ta đã có những đóng góp quan trọng cho nền kinh
tế. Hàng năm, Ngành đã sản xuất trên 500 danh mục sản phẩm với tổng khối
lượng hàng trăm ngàn tấn, đáp ứng nhu cầu cho các ngành kinh tế quốc dân. Báo
cáo tại Hội nghị đánh giá Chiến lược phát triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm
2010, tầm nhìn đến năm 2020, cũng cho thấy, nếu như vào những năm đầu của
thập kỷ 90 thế kỷ trước, ngành Cơ khí mới chỉ đáp ứng được khoảng 8-10% nhu
cầu trong nước, thì đến những năm gần đây, con số này đã đạt 40%, tốc độ tăng
trưởng bình quân đạt 40%/năm. Theo báo cáo của Hiệp hội Doanh nghiệp Cơ
khí Việt Nam, hiện nay, cả nước có khoảng 53.000 cơ sở sản xuất cơ khí, thu hút
trên 500.000 lao động, chiếm gần 12% lao động công nghiệp.
Phần lớn các chi tiết máy từ nhiều loại vật liệu khác nhau đều được tạo
hình bằng các phương pháp gia công cơ là gia công bằng cắt gọt, đặc biệt trong

những trường hợp khi cần có chi tiết với độ chính xác cao và độ nhám bề mặt
thấp. Để phương pháp gia công cơ đạt năng suất cao, giá thành hạ và chất lượng
đạt yêu cầu cần phải biết những quy luật cơ bản của quá trình cắt gọt, trên cơ sở
đó có thể điều khiển được những hiện tượng xảy ra trong vùng cắt và lựa chọn
được thông số công nghệ tối ưu.
Phay là một phương pháp gia công phổ biến, là một phần quan trọng trong
qui trình cơng nghệ gia cơng kim loại, đồng thời cũng là một trong những
phương pháp gia công cho năng suất cao. Gia công các chi tiết máy tiện, máy
phay chiếm khoảng 20% khối lượng gia công kim loại bằng cắt gọt, chính vì
vậy, ở nước ta trong những năm gần đây đã nhập khẩu và đưa vào sử dụng nhiều

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


2

loại máy phay khác nhau. Để sử dụng hiệu quả các thiết bị nhập nội cần thiết có
những nghiên cứu về tính năng, tác dụng và các thơng số kỹ thuật của thiết bị,
xác định được chế độ làm việc hợp lý nhằm nâng cao năng suất và giảm giá
thành sản phẩm nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu.
Thực hiện ý tưởng nên trên và được sự đồng ý của BGH Trường Đại học Lâm
nghiệp và Ban chủ nhiệm khoa sau Đại học, tôi thực hiện luận văn Thạc sỹ khoa
học kỹ thuật với tên đề tài: "Nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chi phí
năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi phay rãnh bằng dao phay đĩa trên máy
phay đa năng TUM20VS".

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


3

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở trên thế giới
Máy phay là một trong những loại máy gia công kim loại được dùng
phổ biến trong các nhà máy cơ khí. Máy phay được chế tạo từ thế kỷ XVII
nhưng mãi tới nửa sau của thế kỷ XIX mới được sử dụng rộng rãi ở các nước
công nghiệp tiên tiến.Cho đến nay, hàng triệu máy phay với nhiều kiểu dáng
khác nhau đã được chế tạo và đưa vào sản xuất.
Ở các nước công nghiệp phát triển như Cộng hòa liên bang Đức,Mỹ,
Nhật... đã nghiên cứu, chế tạo rất nhiều loại máy phay khác nhau để phục vụ
gia công cơ khí.ỞCộng hịa liên bang Đức, có hơn 450 hãng sản xuất máy
công cụ, sản xuất được trên 200000 thiết bị trong một năm, là một trong
những nước xuất khẩu máy công cụ hàng đầu thế thế giới với cơ cấu sản
phẩm: Máy mài chiếm20,1%, máy tiện tự động 16,2%, máy tiện thường
12,3%...Một số hãng nổi tiếng như: HERMLE đã sản xuất các loại máy phay
với mã hiệu UWF 700,UWF800,UWF801,UWF802-M,UWF900,UWF1000CNC,UWF1200-CNCcó cơng suất trục chính từ 2÷2,2 kw...(hình 1.1)
Hãng DECKEL với các loại máy phay FP1, FP2, FP3(hình1.2) có cơng
suất trục chính 2-5HP; máy phay giường Bernardo BFM 180, BFM200,
BFM240(hình 1.3)... có cơng suất trục chính 7,5KW.
Trong số các nước cơng nghiệp phát triển thì Italy là một trong những
nước xuất khẩu máy công cụ hàng đầu thế giới. Kim ngạch xuất khẩu máy
của Italy chiếm khoảng 6% tổng giá trị xuất khẩu máy cơng cụ của thế giới.
Italy có khoảng 450 hãng sản xuất máy công cụ với tổng công suất 59 nghìn

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


4

máy trong một năm. Trong cơ cấu sản phẩm có 26% là máy khoan, 14% là
máy tiện, 7,5% là máy mài, 4,1% là máy phay... Một số hãng sản xuất máy
công cụ nổi tiếng như Gruppo Parpac chế tạo các loại máy phay với các mã
hiệu FB 125CNC, GMC 350, FS350, ML90, ML 100, ML120 (hình 1.4) có
một số thơng số chính: hành trình bàn máy theo các trục X 4000÷30000 mm,
Y 2500÷4000mm, Z 1250÷1500mm; tốc độ trục dao10÷3000v/p; cơng suất
động cơ 37 Kw. Hãng Juarísti có các loại máy phay CNC như: TX1D,
TX3D,TX1D có cơng suất động cơ 37kW, hành trình bàn máy theo trục X
4000mm, Y 2000mm, Z 2050mm. Hãng Accuway sản xuất ra các máy phay
với các mã hiệu như: UT 300, UT 300L, UT300LM... Hãng Bireton có các
sản phẩm như máy phay CNC Matrix 800/2T, CTX/V, NC-700...

Hình 1.1. Máy phay UWF-1200 CNC

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


5

Hình 1.2. Máy phay tháp DECKEL FP1

Hình 1.3. Máy phay giường BFM200

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


6

Hình 1.4. Máy phay ML120
Trong số các nước đang phát triển thì Trung Quốc là nước đứng đầu về

chế tạo máy với hơn 600 xí nghiệp đang hoạt động.Trong số đó, 40/% là xí
nghiệp sản xuất máy cắt kim loại cịn lại là xí nghiệp sản xuất máy gia cơng
kim loại. Mặc dù, hàng năm ngành chế tạo máy của Trung Quốc có tốc độ
phát triển tương đối nhanh khoảng 28% nhưng từ năm 2002 Trung Quốc là
nước nhập khẩu máy lớn nhất thế giới gần 20% sản phẩm chế tạo máy của thế
giới.Trung Quốc nhập khẩu máy chủ yếu từ các nước tư bản như Mỹ, Nhật,
Tây Đức, Ý,Hàn Quốc, Đài Loan. Năm 2010 Chính phủ Trung Quốc đã lập
kế hoạch phát triển ngành chế tạo máy,theo đó tiến hành xây dựng các xí
nghiệp chế tạo máy với qui mơ lớn được đầu tư cơng nghệ hiện đại, có khả
năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế và đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ
trong nước về các loại máy và thiết bị công nghiệp.Một số hãng chế tạo máy
hàng đầu Trung Quốc như BeijingNorth Hong,ChangChun CNC, China
Czechoslovakia, China Qiqihar,Jinan Huili,Qinghai No.1,Shandong Lunan,
Dalian,Anhui chizou household... đã có sản phẩm xuất khẩu đến nhiều nước

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


7

trên thế giới trong đó có các nước cơng nghiệp phát triển như Mỹ, Canada,
Anh, Pháp, Đức,TâyBanNha...Các loại máy phay của hãng Dalian
như:TX6216E, TX6113 TX6216 (hình 1.5);máy phay tháp: XW6032 có cơng
suất trục chính là 4KW,máy phay X6333A có cơng suất trục chính 3,75 KW,
MW5032, XK6325B, PTDM20, M4 Verticlevàmáy phay giường XL7036,
BM360, BM400, BM4của hãng Centre có cơng suất trục chính 3,5-5,5kW, số
vịng quay 30÷3500 v/p...Hãng Anhui chizou household sản xuất các loại máy
phay

vạn

năng

với

các

mã

X6350C,X5032,X5040,X1545,X6140

hiệu:X6036A,X6036B,X6325Z,
có

kích

thước

bàn

máy1600x400mm;tốc độ quay của trục dao 30÷1500v/p, cơng suất động cơ
11Kw;

các

loại

máy

phay

CNC

của

hãng

có

các

mã

hiệu:

VMC550,VMC420L,VMC330L,XK7124,XK7124A,XK7125(hình 1.7) có
các thơng số kỹ thuật chính như hành trìnhbàn máy theo các trục
x:535mm,trục y: 320mm,trục z:375mm;tốc độ quay:4000v/p;cơng suất động
cơ chính:2,2Kw; cơng suất động cơ bơm chất làm mát: 370w; hệ điều
hànhGsk simen802s.

Hình 1.5. Máy phay TX 6216

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


8

Hình 1.6. Máy phay XK7125
Tình hình sản xuất và sử dụng máy phay ở một số nước nêu ở trên cho

thấy rằng: Gia công các chi tiết máy bằng phương pháp phay là phương pháp
gia công thông dụng cho nên đã có nhiều loại máy phay khác nhau được chế
tạo và đưa vào sản xuất,đáp ứng nhu cầu của ngành chế tạo máy ở các nước
khác nhau trên thế giới.Cùng với việc chế tạo máy phay thì nghiên cứu hồn
thiện,nâng cao chất lượng máy và quá trình sử dụng máy đã được quan tâm
trong nhiều cơng trình nghiên cứu ở Nga và những nước có nền cơng nghiệp
phát triển. Các nghiên cứu tập trung vào các hướng chủ yếu sau:
+ Hướng thứ nhất: Nghiên cứu nâng cao năng suất lao động và chất
lượng sản phẩm khi sử dụng máy phay.
Trong cơng trình [15], các tác giảA.N Gnhitkơ và V.G Nhetrepaev đã
khảo sát quá trình hình thành phoi khi phay rãnh chữ T và xây dựng được các
mơ hình tốn học để khảo sát q trình phoi lấp đầy khơng gian giữa các răng
cắt của dao phay;

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


9

Sự chuyển dịch phoi dọc mặt cắt trước của các răng cắt dưới tác dụng
của lực quán tính và lực thủy động. Sự dịch chuyển của các phoi kim loại dọc
mạch cắt dưới tác dụng lực thủy động học; Quá trình lắp đầy phoi trong
khơng gian của mạch cắt; Xác định lực cần thiết tác dụng lên khối phoi vật
liệu vụn được tạo thành trong không gian của mạch cắt.
Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng chỉ sau 2 đến 5 vịng quay của trục
dao khơng gian giữa các răng cắt đã được phoi lấp đầy. Kết quả khảo nghiệm
cho phép khẳng định rằng: Khi gia công thép và gang ở chế độ tiêu chuẩn có
từ 30÷100% trường hợp khơng có khả năng tự thốt phoi được nhờ lực qn
tính mà muốn q trình thốt phoi được thuận lợi cần thiết phải có thêm lực
tác dụng. Trong q trình gia cơng, phoi thép cũng nhanh chóng được lấp đầy

rãnh cắt; chỉ sau 10÷30 mm chiều dài mạch cắt.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng: Nếu chủ động đẩy phoi
ra khỏi không gian giữa 2 răng cắt (hầu răng) và phoi cắt ra khỏi không gian
của mạch cắt cho phép tăng năng suất lên 2 lần lần nhờ tăng lượng chạy dao
từ 100mm/p lên 200 mm/p mà vẫn đảm bảo được yêu cầu chất lượng bề mặt
của rãnh và tuổi bền của dao phay tăng 3lần so với phương pháp bôi trơn làm
mát thông thường và tăng 6 lần so với trường hợp không sử dụng chất làm
mát.
Trong công trình [21], tác giả Lobanov.A.A đã nghiên cứu quá trình
phay thép tơi có độ cứng lớn hơn 45HRC. Trong q trình nghiên cứu tác giả
đã khảo sát nhiệt ở vùng cắt gọt, xác định nhiệt độ; kiểm tra cấu tạo tinh thể
và độ cứng của phoi thép và đưa ra phương pháp chọn chế độ cắt gọt, khi
phay thep qua tôi cứng; Xác định yêu cầu kỹ thuật của máy phay sử dụng để
phay các hợp kim cứng. Sử dụng phương pháp phay kim loại ở trạng thái tôi
cứng mà đề tài đề xuất góp phần nâng cao năng suất, giảm độ nhám, giảm chi
phí gia cơng của các chi tiết máy.

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


10

Trong cơng trình [22], tác giả Ruđina. I. A đã nghiên cứu nâng cao hiệu
quả gia công bề mặt của các chi tiết máy nhờ chọn thông số kỹ thuật của q
trình cắt hợp lý. Đã xây dựng được mơ hình tốn học để xác định chế độ cắt
hợp lý khi phay ở tốc độ cao nhằm mục tiêu nâng cao năng suất và chất lượng
sản phẩm.
Trong cơng trình nghiên cứu [25], Tác giả Poliakova.E.V đã nghiên
cứu khả năng nâng cao năng suất và chất lượng gia công bề mặt của chi tiết
máy. Trong quá trình nghiên cứu đã xây dựng được mơ hình xác định nhiệt độ

cắt gọt khi phay chi tiết ở các chế độ cắt khác nhau. Xây dựng mơ hình tốn
học xác định độ nhám bề mặt chi tiết phụ thuộc vào chế độ cắt. Xác định
được chế độ cắt tối ưu bằng phương pháp qui hoạch thực hiện nghiệm phi
tuyến. Với hàm mục tiêu là giá thành sản phẩm.
Trong cơng trình [27],tác giả Haxan – Al – Đabac đã nghiên cứu nâng
cao chất lượng gia công nhờ chế tạo và sử dụng đầu măng danh khoan phay.
Bằng lý thuyết đã khảo sát đặc tính đầu măng danh khoan phay và đề xuất cấu
tạo của đầu măng danh với mục tiêu nâng cao độ chính xác và chất lượng gia
công. Tiến hành nghiên cứu trạng thái biến dạng và ảnh hưởng của tốc độ
quay đến lực kẹp của đầu măng danh. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng: Khi
phay với tốc độ từ 6000 đến 12000 vịng/phút lực ly tâm khơng ảnh hưởng
đến lực kẹp. Khi sử dụng đầu măng danh khoan phay độ nhám bề mặt chi tiết
giảm 6÷10% so với đầu măng danh bình thường và chất lượng gia công tăng
lên rõ rệt.
Trong công trình [20], tác giả Kirukhin.D.E cho rằng: Trong một vài
năm gần đây,việc sử dụng các chi tiết máy làm bằng vật liệu khó gia cơng từ
hợp chất của những chất khơng gỉ, chịu được axít, chịu nhiệt…được quan tâm
ở nhiều nước trên thế giới.Trong số các hợp chất được sử dụng rộng rãi có
hợp chất của titan với tính ưu việt nổi trội so với hợp chất của các kim loại

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


11

như sắt,niken, manhê, nhôm và các kim loại khác.Tuy nhiên, khi gia công các
chi tiết làm bằng hợp chất của titan gặp một số khó khăn do tính chất cơ lý
của nó gây nên như làm mịn dụng cụ, giảm năng suất và chất lượng bề mặt
gia công. Tác giả, đã nghiên cứu nâng cao năng suất phay các chi tiết làm
bằng hợp kim của titan nhờ áp dụng phương pháp cắt tốc độ cao.Trong cơng

trình đã xây dựng được mơ hình tốn thể hiện được sự ảnh hưởng của các
thơng số cắt đến mịn dụng cụ trong đó có mòn đặc trưng cho phương pháp
phay hợp kim titan tốc độ cao. Từ những kết quả nghiên cứu thu được tác giả
đã khuyến cáo áp dụng phương pháp phay độ cao tốc để tăng năng suất và
chất lượng sản phẩm khi gia công các chi tiết làm từ hợp kim titan trên các
máy phay có độ cứng vững cao.
+ Hướng thứ hai: Nghiên cứu hoàn thiện kết cấu máy và q trình cắt
gọt kim loại.
Trong cơng trình [13], các tác giả Antơnhiuk.B.C,Uxachev.P.A đã xây
dựng được mơ hình tốn học để tính tốn các thành phần của lực cắt sinh ra
trong q trình phay đường viền các hợp kim khó gia cơng bằng dao phay
ngón. Phân lực tiếp tuyến Px và phân lực vng góc Py của lực cắt khi phay
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố đó là chiều sâu cắt, lượng chạy dao, góc gặp,
loại vật liệu…
Kết quả nghiên cứu của các học giả trên có thể dùng để nghiên cứu sự
ảnh hưởng của lực cắt đến độ bền lưỡi phay và độ chính xác gia cơng trong
q trình phay các hợp kim khó gia cơng bằng dao phay ngón.
Trong cơng trình [22], tác giả Frolov.A.N đã nghiên cứu nâng cao ổn
định rung khi phay trên cơ sở sử dụng lưỡi phay mặt đầu có độ cứng thay đổi
đã góp phần làm hồn thiện kết cấu của lưỡi phay. Tác giả đã xây dựng được
mơ hình tốn học miêu tả q trình dao động uốn của dao phay có độ cứng
khơng đổi và dao phay có độ cứng thay đổi. Mơ hình hóa q trình thay đổi
lực cắt khi gia cơng bề mặt bằng lưỡi phay mặt đầu có độ cứng của các răng

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


12

cắt khơng đổi và lưỡi phay có độ cứng của các răng cắt thay đổi. Trên cơ sở

kết quả nghiên cứu thu được, tác giả đã đề xuất được phương pháp tạo lưỡi
dao phay có răng cắt thay đổi độ cứng để tăng độ ổn định rung khi phay.
Trong công trình [23], tác giả Plavnik.C.L. đã nghiên cứu nâng cao độ
bền vững và độ ổn định của quá trình cắt khi gia công chi tiết máy bằng
phương pháp phay định hình nhằm nâng cao độ chính xác khi gia cơng chi tiết
máy. Bằng thực nghiệm đã xác định được sự ảnh hưởng của các thông số
công nghệ đến lực cắt dưới dạng hàm phi tuyến. Kết quả áp dụng các biện
pháp loại trừ khả năng phát sinh dao động và giảm biên độ dao động đến mức
cho phép đã làm tăng được độ ổn định khi cắt và nâng cao được độ chính xác
khi gia cơng lên 1đến2 nhóm, sai lệnh hình dạng 0,5 ÷ 1 bậc chính xác, độ
nhám giảm 35 ÷ 55%.
1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở nước trong
nước
Ở nước ta, ngay từ thập kỷ 70, nhà máy Cơ khí Hà Nội đã chế tạo được
máy phay vạn năng P623, P613. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác nhau
như chất lượng không cao, độ bền kém cho nên chúng chưa được sử dụng
rộng rãi trong sản xuất. Để đáp ứng nhu cầu của sản xuất ngay từ thập kỷ 70
chúng ta đã nhập khẩu nhiều máy phay khác nhau từ các nước xã hội chủ
nghĩa trước đây như máy phay vạn năng nằm ngang 6H82, FU5 của Hungari
và Cộng hoà Séc.
Hiện nay, trong sản xuất ở nước ta sử dụng các loại máy phay nhập từ
Belarus như: Máy phay đứng ORSHA-F32U có kích thước bàn máy 320x1400
cơng suất 9,6kW; máy phay ngang ORSHA F-32SH (hình 1.7); Máy phay vạn
năng ORSHA F-32G. Các loại máy phay nhập từ liên bang Nga như: Máy phay
đứng vạn năng 6T12, 6T13 (hình 1.8).Các loại máy phay của Trung Quốc cũng
được sử dụng rộng rãi ở các xí nghiệp qui mơ vừa và nhỏ như máy phay ngang

LUAN VAN CHAT LUONG download : add

13

X62G, X62GW, máy phay vạn năng XL6232G, BPV-4KV, XL6226A, sản phẩm
của hãng Teng zhou;máy phay của hãng Denver với các mã hiệu như DM180VA, DM-180VS, DM-4V, DM-4VS, DM-5V, DM-5VS (hình 1.9)có các
thơng số kỹ thuật chính như kích thước bàn máy 1524mm x 350mm,tốc độ trục
chính 600÷3600 v/p, cơng suất động cơ trục chính 5HP.
Đài Loan là một trong những nước có sản phẩm máy cơng cụ được
nhập khẩu vào nước ta tương đối lớn.Một số hãng nổi tiếng như Shaanxi yuan
hang với các máy phay mã hiệu X6126, X6426, LXD 2560, hãng Hochun với
các máy phay mã hiệu UH-1250B, H-1250, HV-1250 HV-1250,UH-1250A
(hình 1.10) có các thơng số kỹ thuật chính:Kích thước bàn máy 400x1800mm,
tốc độ trục chính 40÷1750 v/p, cơng suất động cơ chính 5,5kw.

Hình 1.7. Máy phay ngang ORSHA F-32SH

LUAN VAN CHAT LUONG download : add


14

Hình 1.8. Máy phay đứng vạn năng 6T12

Hình 1.9. Máy phay DM-5VS

LUAN VAN CHAT LUONG download : add