LUẬN văn THẠC sĩ HAY nghiên cứu một số thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và năng suất khi phay rãnh trên máy phay đa năng TUM20VS
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.27 MB, 75 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
----------------------
TẠ VĂN XÃ
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHI PHÍ NĂNG
LƢỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT KHI PHAY RÃNH TRÊN MÁY PHAY
ĐA NĂNG TUM20VS
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Hà Nội, năm 2011
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
----------------------
TẠ VĂN XÃ
NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN CHI PHÍ NĂNG
LƢỢNG RIÊNG VÀ NĂNG SUẤT KHI PHAY RÃNH TRÊN MÁY PHAY
ĐA NĂNG TUM20VS
Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá NLN
Mã số : 60.52.14
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRỊNH HỮU TRỌNG
Hà Nội, năm 2011
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
i
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đƣợc bản luận án này, trong suốt thời gian vừa qua tôi
đã nhận đƣợc nhiều sự quan tâm giúp đỡ, chỉ dẫn của nhiều tập thể, cá nhân.
Nhân dịp này cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới:
Thầy giáo hƣớng dẫn khoa học TS Trịnh Hữu Trọng, ThS Phạm Văn
Lý 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 trƣờng Đại học Lâm nghiệp, Trƣờng Trung
cấp nghề Cơ khí I Hà Nội 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 bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc vì những giúp đỡ q báu đó.
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Những kết
quả trong luận văn này đƣợc tính tốn chính xác, trung thực và chƣa có tác
giả nào cơng bố. Những nội dung tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều
đƣợc chỉ dẫn nguồn gốc.
Hà Nội, tháng 10 năm 2011
Tác giả
Tạ Văn Xã
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC HÌNH .......................................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG.......................................................................................... v
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
Chƣơng 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
1.1.1. Tình hình sử dụng máy phay kim loại ở trên thế giới ..................... 3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu máy phay kim loại ở trên thế giới ................ 7
1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở nƣớc trong nƣớc ... 10
1.2.1. Tình hình sử dụng máy phay kim loại ở trong nước ..................... 10
1.2.2. Tình hình nghiên cứu máy phay ở trong nước .............................. 13
Chƣơng 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ........................................... 17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................ 17
2.2. Đối tƣợng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu ........................................ 17
2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................ 17
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu...................................................................... 18
Chƣơng 3
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ................................................................... 22
3.1. Khái quát chung về máy phay .............................................................. 22
3.1.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động máy phay vạn năng TUM20VS .... 22
3.1.2. Lực cắt và công suất cắt khi phay rãnh bằng dao phay ngón ...... 24
3.1.3. Những nhân tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và năng
suất khi phay ........................................................................................... 28
3.2. Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp qui hoạch thực nghiệm ......................... 30
3.2.1. Thí nghiệm thăm dò....................................................................... 30
3.2.2. Thực nghiệm đơn yếu tố ................................................................ 32
3.2.3. Thực nghiệm đa yếu tố .................................................................. 36
3.2.4. Xác định các giá trị hợp lý ............................................................ 44
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
iii
Chƣơng 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ...................................................... 46
4.1. Chuẩn bị thí nghiệm ............................................................................. 46
4.1.1. Chọn mục tiêu nghiên cứu ............................................................ 46
4.1.2. Chọn tham số điều khiển ............................................................... 46
4.1.3. Chọn thiết bị thí nghiệm ................................................................ 46
4.1.4. Tiến hành thí nghiệm và thu thập số liệu ...................................... 47
4.2. Kết quả thí nghiệm thăm dị ................................................................. 48
4.3. Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố .......................................................... 49
4.3.1. Ảnh hưởng của lượng ăn dao đến chi phí năng lượng riêng ........ 49
4.3.2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lượng riêng ............. 52
4.3.3. Ảnh hưởng của lượng ăn dao đến năng suất ................................ 54
4.3.4. Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến năng suất ...................................... 56
4.4. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố ............................................................ 59
4.5. Xác định và kiểm tra các thông số hợp lý khi phay ............................. 61
4.5.1. Xác định các thông số hợp lý ........................................................ 61
4.5.2. Vận hành máy với các thông số hợp lý ......................................... 62
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ ................................................................. 63
KẾT LUẬN ................................................................................................. 63
KHUYẾN NGHỊ ......................................................................................... 64
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 65
TIẾNG VIỆT ............................................................................................... 65
TIẾNG NGA ............................................................................................... 66
PHỤ LỤC
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
iv
DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
Tên hình
Trang
1.1
Máy phay tháp KTM-3VKF
3
1.2
Máy phay giƣờng TW-32QI-ANILAM3300
4
1.3
Máy phay tháp BMT1500S
4
1.4
Máy phay tháp DECKEL FP1
5
1.5
Máy phay giƣờng BFM200
5
1.6
Máy M4 Verticle của hãng CENTRE
6
1.7
Máy phay giƣờng BM460
6
1.8
Máy phay ngang ORSHA F-32SH
11
1.9
Máy phay đứng vạn năng 6T12
11
1.10
Máy phay FU400 MRApUG
12
1.11
Máy phay FV251M
12
1.12
Máy phay BPV-4KV
13
3.1
Sơ đồ cấu tạo máy phay TUM20VS
23
3.2
Quá trình cắt của lƣỡi dao phay
24
3.3
Sơ đồ lực tác dụng lên răng của dao phay
25
4.1
Lƣỡi dao phay ngón
46
4.2
Máy phay TUM20VS
47
4.3
Dao phay và phôi đƣợc lắp đặt trên máy phay
TUM20VS
47
4.4
Ảnh hƣởng của lƣợng ăn dao đến chi phí năng lƣợng
riêng
51
4.5
Ảnh hƣởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lƣợng riêng
54
4.6
Ảnh hƣởng của lƣợng ăn dao đến năng suất
56
4.7
Ảnh hƣởng của tốc độ cắt tới năng suất
58
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
TT
Tên hình
Trang
3.1
Thơng số kỹ thuật của máy phay TUM20VS
22
3.2
Mã hố các yếu tố ảnh hƣởng
38
3.3
Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành với hai
yếu tố ảnh hƣởng
39
4.1
Tổng hợp kết quả phân bố thực nghiệm
48
4.2
Các đặc trƣng của phân bố thực nghiệm
49
4.3
Ảnh hƣởng của lƣợng ăn dao đến chi phí năng lƣợng
riêng
50
4.4
Tổng hợp các giá trị tính tốn của hàm chi phí năng lƣợng
riêng khi lƣợng ăn dao thay đổi
51
4.5
Ảnh hƣởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lƣợng riêng
52
4.6
Tổng hợp các giá trị tính tốn của hàm chi phí năng lƣợng
riêng khi tốc độ cắt thay đổi
53
4.7
Ảnh hƣởng của lƣợng ăn dao đến năng suất
55
4.8
Tổng hợp các giá trị tính tốn của hàm năng suất khi
lƣợng ăn dao thay đổi
55
4.9
Ảnh hƣởng của tốc độ cắt đến năng suất
57
4.10
Tổng hợp các giá trị tính tốn của hàm năng suất khi tốc
độ cắt thay đổi
57
4.11
Mã hoá các thơng số đầu vào
59
4.12
Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành
59
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngành chế tạo máy nói riêng và ngành cơ khí nói chung giữ một vai trị
rất lớn trong nền kinh tế quốc dân, là một trong những ngành cơng nghiệp nền
tảng, có vai trị quan trọng trong việc phát triển kinh tế, củng cố an ninh, quốc
phòng của đất nƣớc. Trong những năm qua, ngành Cơ khí 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 lƣợng hàng trăm ngàn tấn, đáp ứng nhu cầu cho các
ngành kinh tế quốc dân. Báo cáo tại Hội nghị đánh giá Chiến lƣợc phát triển
ngành Cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020, cũng cho thấy,
nếu nhƣ vào những năm đầu của thập kỷ 90 thế kỷ trƣớc, ngành Cơ khí mới chỉ
đáp ứng đƣợc khoảng 8-10% nhu cầu trong nƣớc, thì đến những năm gần đây,
con số này đã đạt 40%, tốc độ tăng trƣởng bình quân đạt 40%/năm. Theo báo
cáo của Hiệp hội Doanh nghiệp Cơ khí Việt Nam, hiện nay, cả nƣớc 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 đƣợc tạo
hình bằng các phƣơng pháp gia công cơ là gia công bằng cắt gọt, đặc biệt trong
những trƣờng hợp khi cần có chi tiết với độ chính xác cao và độ nhám bề mặt
thấp. Để phƣơng pháp gia công cơ đạt năng suất cao, giá thành hạ và chất lƣợng
đạt yêu cầu cần phải biết những quy luật cơ bản của quá trình cắt gọt, trên cơ sở
đó có thể điều khiển đƣợc những hiện tƣợng xảy ra trong vùng cắt và lựa chọn
đƣợc thông số công nghệ tối ƣu.
Phay là một phƣơng 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
phƣơng pháp gia công cho năng suất cao. Gia công các chi tiết máy tiện, máy
phay chiếm khoảng 20% khối lƣợng gia công kim loại bằng cắt gọt, chính vì
vậy, ở nƣớc ta trong những năm gần đây đã nhập khẩu và đƣa vào sử dụng nhiều
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,
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
2
xác định đƣợc chế độ làm việc hợp lý nhằm nâng cao năng suất và giảm giá
thành sản phẩm nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc chất lƣợng sản phẩm theo yêu cầu.
Thực hiện ý tƣởng nên trên và đƣợc sự đồng ý của BGH Trƣờng 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 thơng số ảnh hưởng đến chi
phí năng lượng riêng và năng suất khi phay rãnh trên máy phay đa năng
TUM20VS".
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
3
Chƣơng 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
1.1.1. Tình hình sử dụng máy phay kim loại ở trên thế giới
Máy phay là một trong những loại máy gia công kim loại đƣợc dùng
phổ biến trong các nhà máy cơ khí. Máy phay đƣợc chế tạo từ thế kỷ 16 cho
đến nay hàng triệu máy phay với nhiều kiểu dáng khác nhau đã đƣợc chế tạo
và đƣa vào sản xuất.
Ở các nƣớc công nghiệp, đã nghiên cứu, chế tạo rất nhiều loại máy
phay khác nhau để phục vụ gia cơng cơ khí, có nhiều loại máy phay nhƣ: ở
Mỹ có các loại máy phay của Hãng Kent: KTM-3, KTM-3VS, KTM-3VKF
(hình 1.1), KTM-VKF, KTM-4VKF...
Hình 1.1. Máy phay tháp KTM-3VKF
Máy phay giƣờng: TW-32QI-ANILAM3300 (hình 1.2), TW-32MVFANUC, TW-32TRH.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
4
Hình 1.2. Máy phay giƣờng TW-32QI-ANILAM3300
Các loại máy phay khác nhƣ: BMT1500S (hình 1.3), BMT2000HU,
BMT 2500UM, BMT7000V... có cơng suất trục chính từ 2-7HP, máy phay
giƣờng BM460T, BM56T có cơng suất trục chính 7, 7,5 HP, tốc độ quay của
trục chính 60-4500 v/p.
Hình 1.3. Máy phay tháp BMT1500S
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
5
Ở Đức có hãng nổi tiếng là DECKEL với các loại máy phay FP1, FP2,
FP3 (hình 1.4) có cơng suất trục chính 2-5HP; máy phay giƣờng Bernardo
BFM 180, BFM200, BFM240... có cơng suất trục chính 7,5KW.
Hình 1.4. Máy phay tháp DECKEL FP1
Hình 1.5. Máy phay giƣờng BFM200
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
6
Ở Trung Quốc, hãng sản xuất máy phay nổi tiếng LILIAN, CENTRE
với đa dạng các loại máy phay nhƣ: máy phay tháp: XW6032 có cơng suất
trục chính là 4KW, X6333A có cơng suất trục chính 3,75 KW, MW5032,
XK6325B, PTDM20, M4 Verticle (hình 1.6)...
Hình 1.6. Máy M4 Verticle của hãng CENTRE
Máy phay giƣờng XL7036, BM360, BM400, BM460 (hình 1.7) có
cơng suất trục chính 3,5-5,5kW, số vịng quay 30-3500 v/p...
Hình 1.7. Máy phay giƣờng BM460
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
7
1.1.2. Tình hình nghiên cứu máy phay kim loại ở trên thế giới
Ở các nƣớc công nghiệp tiên tiến máy phay kim loại đã đƣợc quan tâm
đúng mức và bài bản. Các nghiên cứu tập trung vào một số hƣớng sau:
+ Hƣớng thứ nhất: Nghiên cứu nâng cao năng suất khi sử dụng máy
phay.
Trong cơng trình [15], các tác giả V.A.N Gnhitkơ và V.G Nhetrepaev
đã khảo sát q trình hình thành phoi khi phay rãnh chữ T và xây dựng đƣợc
các mơ hình tốn học để khảo sát q trình phoi lấp đầy không gian giữa các
răng cắt của dao phay;
Sự chuyển dịch phoi dọc mặt cắt trƣớc của các răng cắt dƣới tác dụng
của lực quán tính và lực thủy động. Sự dịch chuyển của các phoi kim loại dọc
mạch cắt dƣới 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 đƣợc 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 đƣợc 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% trƣờng hợp khơng có khả năng tự thốt phoi đƣợc nhờ lực qn
tính mà muốn q trình thốt phoi đƣợc thuận lợi cần thiết phải có thêm lực
tác dụng. Trong quá trình gia cơng, phoi thép cũng nhanh chóng đƣợc lấp đầy
rãnh cắt; chỉ sau 10 ÷ 30 mm chiều dài mạch cắt.
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy rằng: Sự tách 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 mà vẫn đảm bảo đƣợc độ nhám
theo tiêu chuẩn.
Nhờ sử dụng nhƣng pháp chủ động đẩy phoi ra khỏi không gian giữa
các răng cắt và trong mạch cắt dòng nƣớc làm mát có áp lực mà tuổi bền của
dao tăng lên nhiều lần so với trƣờng hợp làm mát dao cắt khi gia công mà
không đẩy phoi….
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
8
Trong cơng trình [19], tác giả Lobanov. A. A đã nghiên cứu q trình
phay thép tơi có độ cứng lớn hơn 45HRC. Trong quá 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 đƣa ra phƣơng 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 phƣơng pháp phay kim loại ở trạng thái tơi
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.
Trong cơng trình [21], tác giả Ruđina. I. A đã nghiên cứu nâng cao hiệu
quả gia công bề mặt của các chi tiết máy nhờ chọn thơng số kỹ thuật của q
trình cắt hợp lý. Đã xây dựng đƣợc 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 lƣợng
sản phẩm.
Trong cơng trình nghiên cứu [24] Tác giả Poliakova.E.V đã nghiên cứu
khả năng nâng cao năng suất và chất lƣợng gia công bề mặt của chi tiết máy.
Trong quá trình nghiên cứu đã xây dựng đƣợc 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 đƣợc chế
độ cắt tối ƣu bằng phƣơng pháp qui hoạch thực hiện nghiệm phi tuyến. Với
hàm mục tiêu là giá thành sản phẩm.
+ Hƣớng thứ 2: Nghiên cứu nâng cao chất lƣợng sản phẩm
Trong cơng trình [26] Tác giả Haxan – Al – Đabac đã nghiên cứu nâng
cao chất lƣợng 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 lƣợng gia
công. Tiến hành nghiên cứu trạng thái biến dạng và ảnh hƣởng 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 vòng/phút lực ly tâm không ảnh hƣởng
đến lực kẹp. Khi sử dụng đầu măng danh khoan phay độ nhám bề mặt chi tiết
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
9
giảm 6÷10% so với đầu măng danh bình thƣờng và chất lƣợng gia công tăng
lên rõ rệt.
+ Hƣớng thứ 3: Nghiên cứu hồn 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 đƣợc mơ hình tốn học để tính tốn các thành phần của lực cắt sinh ra
trong quá trình phay đƣờng 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, lƣợng ăn dao, góc gặp, loại
vật liệu….
Kết quả nghiên cứu của các học giả trên có thể dùng để nghiên cứu sự
ảnh hƣởng của lực cắt đến độ bền lƣỡi 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 lƣỡi phay mặt đầu có độ cứng thay đổi
đã góp phần làm hoàn thiện kết cấu của lƣỡi phay, Tác giả đã xây dựng đƣợc
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 lƣỡi phay mặt đầu có độ cứng của các răng
cắt khơng đổi và lƣỡi phay có độ cứng của các răng cắt thay đổi. Trên cơ sở
kết quả nghiên cứu thu đƣợc, tác giả đã đề xuất đƣợc phƣơng pháp tạo lƣỡi
dao phay có răng cắt thay đổi độ cứng để tăng độ ổn định rung khi phay.
Trong cơng 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 cơng chi tiết máy bằng
phƣơng pháp phay định hình nhằm nâng cao độ chính xác khi gia công chi tiết
máy. Bằng thực nghiệm đã xác định đƣợc sự ảnh hƣởng của các thông số
công nghệ đến lực cắt dƣới 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 đƣợc độ ổn định khi cắt và nâng cao đƣợc độ chính xác
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
10
khi gia cơng lên 1đến,2 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 nƣớc trong
nƣớc
1.2.1. Tình hình sử dụng máy phay kim loại ở trong nước
Ở nƣớc ta, ngay từ thập kỷ 70, nhà máy Cơ khí Hà Nội đã chế tạo đƣợc
máy phay vạn năng P623, P613. Tuy nhiên do nhiều nguyên nhân khác nhau
nhƣ chất lƣợng không cao, độ bền kém cho nên chúng chƣa đƣợc 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 nƣớc xã hội chủ
nghĩa trƣớc đây nhƣ máy phay vạn năng nằm ngang 6H82, FU5 của Hungari
và Cộng hoà Séc.
Hiện nay, trong sản xuất ở nƣớc ta sử dụng các loại máy phay nhập từ
Belarus nhƣ: Máy phay đứng ORSHA-F32U có kích thƣớc bàn máy
320x1400 công suất 9,6kW; máy phay ngang ORSHA F-32SH (hình 1.8);
Máy phay vạn năng ORSHA F-32G. Các loại máy phay nhập từ liên bang
Nga nhƣ : Máy phay đứng vạn năng 6T12, 6T13 (hình 1.9); Máy phay nằm
ngang 6T82, 6T83. Máy phay vạn năng rộng FU315MRApUG và FU400
MRApUG (hình 1.10). Các loại máy phay đƣợc nhập từ các nƣớc thuộc liên
minh Châu Âu EU nhƣ máy phay đứng vạn năng FV251M, FV321M, FV401
(hình 1.11). Các loại máy phay của Trung Quốc và Đài loan cũng đƣợc sử
dụng rộng rãi ở các xí nghiệp qui mơ vừa và nhỏ nhƣ máy phay ngang X62G,
X62GW, máy phay vạn năng XL6226A, XL6232G, BPV-4KV đƣợc sản xuất
tại Trung Quốc (hình 1.12)
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
11
Hình 1.8. Máy phay ngang ORSHA F-32SH
Hình 1.9. Máy phay đứng vạn năng 6T12
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
12
Hình 1.10. Máy phay FU400 MRApUG
Hình 1.11. Máy phay FV251M
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
13
Hình 1.12. Máy phay BPV-4KV
1.2.2. Tình hình nghiên cứu máy phay ở trong nước
Ở nƣớc ta nghiên cứu về máy phay và quá trình phay kim loại đƣợc
tiến hành chủ yếu ở một số trung tâm nghiên cứu lớn nhƣ Viện Cơ khí trƣờng
Đại học Bách khoa, trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên... Các
nghiên cứu chủ yếu tập trung vào việc xác định chế độ làm việc tối ƣu cho
máy phay ở các điều kiện làm việc khác nhau đƣợc thể hiện ở một số cơng
trình sau:
Trong cơng trình [6] tác giả Đỗ Thị Làn đã nghiên cứu nâng cao độ
chính xác biên dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC-85S;
Đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của máy; đề xuất các
biện pháp công nghệ nhằm nâng cao độ chính xác biên dạng bề mặt trụ khi
phay trên trung tâm gia công đứng VMC-85S; Sử dụng công nghệ
CAD/CAM, CNC trong thiết kế gia cơng cơ khí chính xác.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
14
Trong cơng trình nghiên cứu [8] tác giả Đặng Nguyệt Minh đã nghiên
cứu lựa chọn chế độ cắt tối ƣu khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu với
gang cầu có bơi trơn tối thiểu. Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết cơ sở liên quan
đến phay cũng bằng dao phay mặt đầu các bít nhƣ lực cắt, nhiệt cắt, mịn dao
và lý thuyết về bơi trơn làm nguội tối thiểu khi phay bằng dao phay mặt đầu
nhƣ tác dụng của dung dịch bôi trơn nguội với các mức áp suất khác nhau
trong công nghệ bôi trơn tối thiểu.... đã xây dựng đƣợc mối quan hệ giữa độ
mòn dao, độ nhám bề mặt và tuổi thọ của dao với thời gian cắt khi thay đổi áp
suất trong gia công có bơi trơn tối thiểu...
Trong cơng trình [9] tác giả Ngơ Đức Hạnh đã nghiên cứu đặc tính
rung động tự kích thích và ảnh hƣởng của bƣớc tiến dao đến sự tăng trƣởng
của nó trong q trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính. Tác giả đã
xác định đƣợc đại lƣợng đặc trƣng của rung động tự kích thích và nghiên cứu
ảnh hƣởng của bƣớc tiến dao đến rung động tự kích thích. Kết quả nghiên cứu
của đề tài góp phần bổ sung cho lý luận về rung động trong kỹ thuật nói
chung và lý luận về dao động trong q trình cắt kim loại nói riêng, làm cơ sở
cho việc nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm hạn chế ảnh hƣởng của rung
động tự kích thích nhằm đảm bảo an tồn cho hệ thống cơng nghệ gia cơng,
đảm bảo chất lƣợng sản phẩm.
Trong cơng trình nghiên cứu [10], tác giả Đỗ Nhƣ Hoàng đã nghiên
cứu ảnh hƣởng của bôi trơn làm nguội tối thiểu tới mòn dao và độ nhám bề
mặt chi tiết khi phay phẳng thép 65T đã tôi bằng dao phay mặt đầu các bít.
Tác giả đã tập trung nghiên cứu các vấn đề chủ yếu nhƣ nghiên cứu mòn và
cơ chế mòn dao khi phay phẳng thép đã tôi bằng dao phay mặt đầu các bít
dƣới các điều kiện cắt khơ và bôi trơn làm nguội tối thiểu; Nghiên cứu ảnh
hƣởng của dung dịch làm nguội đến độ nhám bề mặt chi tiết khi phay phẳng
thép đã tôi bằng dao phay mặt đầu sử dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu.
Trong công trình nghiên cứu [11] tác giả Bùi Đức Hùng đã nghiên cứu
ảnh hƣởng của chế độ cắt, góc nghiêng của bề mặt gia công đến tuổi bền của
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
15
dao phay cầu phủ TiAlN khi gia công khuôn thép R12 MOV qua tơi. Trong
q trình nghiên cứu, đã xây dựng đƣợc mối quan hệ giữa chế độ cắt và góc
nghiêng của phơi đến tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN khi cắt ở toàn bộ
biên dạng dao để gia công thép hợp kim C12MOV qua tôi đạt độ cứng 4045HRC thông qua các chỉ tiêu nhám bề mặt, bằng mơ hình tốn học về mối
quan hệ giữa tốc độ cắt, góc nghiêng phơi θ, chiều sâu cắt t=0,5mm, lƣợng ăn
dao s=0,2mm/răng và tuổi bền của dao phay cầu phủ TiAlN qua tôi đạt độ
cứng 40-45HRC.
Kết luận chƣơng 2
Máy phay là một trong những loại máy công cụ đƣợc sử dụng rộng rãi
trong các nhà máy cơ khí chế tạo để gia công kim loại bằng cắt gọt. Ở trên thế
giới nghiên cứu về máy phay và quá trình phay kim loại đã đƣợc nghiên cứu
tƣơng đối đầy đủ và hệ thống. Các nghiên cứu tập trung vào ba hƣớng để
năng cao năng suất lao động, giảm giá thành sản phẩm, trên cơ sở đảm bảo
chất lƣợng gia công theo yêu cầu bằng nhiều cách khác nhau nhƣ xác định
chế độ cắt tối thiểu, sử dụng phƣơng pháp gia công tốc độ cao, sử dụng vật
liệu gia công thép qua tơi..., nâng cao chất lƣợng sản phẩm; hồn thành kết
cấu máy và quá trình cắt gọt kim loại.
Ở nƣớc ta, trong sản xuất sử dụng chủ yếu các loại máy phay nhập
khẩu từ nhiều nƣớc khác nhau trên thế giới cho nên các nghiên cứu về máy
phay và quá trình phay chủ yếu tập trung vào việc xác định chế độ cắt gọt hợp
lý ở các điều kiện cắt gọt khác nhau. Đây là hƣớng nghiên cứu đúng và phù
hợp với điều kiện hiện tại góp phần sử dụng hiệu quả các thiết bị nhập nội.
Tuy nhiên, trong tất cả các nghiên cứu trong và ngồi nƣớc, chƣa có cơng
trình nào nghiên cứu ảnh hƣởng của các thơng số kỹ thuật của máy phay đến
chi phí năng lƣợng riêng, một chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất lƣợng máy và
chi phí năng lƣợng là một phần chi phí đáng kể trong giá thành gia công một
chi tiết máy trên máy phay, tiết kiệm năng lƣợng cũng là một vấn đề thời sự
đƣợc quan tâm hiện nay ở nƣớc ta và trên thế giới. Chính vì vậy, với những ý
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
16
tƣởng nêu ở trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: "Nghiên cứu một số
thông số ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng và năng suất khi phay rãnh
trên máy phay đa năng TUM20VS" với mục tiêu sử dụng có hiệu quả máy phay
TUM20VS khi phay rãnh bằng dao phay ngón.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
17
Chƣơng 2
MỤC TIÊU, ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI GIỚI HẠN, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
2.1. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Xác định giá trị một số thông số hợp lý của máy phay TUM20VS để sử
dụng hiệu quả khi phay rãnh.
2.2. Đối tƣợng, phạm vi và giới hạn nghiên cứu
- Sử dụng luỡi dao phay ngón phay rãnh trên máy phay TUM20VS.
- Nghiên cứu máy phay TUM20VS tại Trung tâm thí nghiệm thực hành
khoa Cơ điện cơng trình Trƣờng Đại học Lâm nghiệp Việt Nam.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan nghiên cứu: mục đích tổng hợp, phân tích những kết quả
nghiên cứu trong và ngồi nƣớc về lĩnh vực nghiên cứu của đề tài nhằm xây
dựng mục tiêu và nội dung nghiên cứu.
- Nghiên cứu lý thuyết: Kế thừa những kết quả nghiên cứu đã đạt đƣợc
của các nhà khoa học trên thế giới và trong nƣớc, xây dựng đƣợc hệ thống các
công thức miêu tả đƣợc sự ảnh hƣởng của các yếu tố đến chi phí năng lƣợng
riêng và năng suất làm cơ sở và định hƣớng cho phƣơng pháp nghiên cứu
thực nghiệm.
- Nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu thực nghiệm để kiểm nghiệm
các kết quả tính tốn theo lý thuyết và xác định đƣợc chi phí năng lƣợng
riêng, năng suất thuần tuý trong q trình phay ngón. Từ đó làm cơ sở để xác
định một số thông số hợp lý của máy phay. Nội dung nghiên cứu thực nghiệm
bao gồm các vấn đề sau:
- Xác định chi phí năng lƣợng riêng khi phay rãnh bằng dao phay ngón
với các thơng số ảnh hƣởng khác nhau.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
18
- Xác định năng suất khi phay rãnh bằng dao phay ngón với các thơng
số ảnh hƣởng khác nhau.
- Xác định các thông số hợp lý khi phay rãnh bằng lƣỡi phay ngón.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Hiện nay, nghiên cứu khoa học có thể chia thành các nhóm sau:
Nghiên cứu cơ bản và nghiên cứu ứng dụng và chia ra Nghiên cứu lý
thuyết và nghiên cứu thực nghiệm.
Nghiên cứu cơ bản có mục đích phát hiện ra tính quy luật mà cho đến
trƣớc đó chƣa biết trong thiên nhiên. Vì thế, thông thƣờng phải nhiều lần thực
hiện mới đạt đƣợc một phát minh khoa học mới.
Nghiên cứu ứng dụng là pha tiếp theo của nghiên cứu cơ bản. Thông
thƣờng qua chúng để thu nhận các hiểu biết mới hoặc vận dụng các kiến thức
đã có vào thực tiễn sản xuất.
Trong thời đại ngày nay, nghiên cứu ứng dụng là phần đáng kể hơn
trong quá trình chung của sáng tạo ra kỹ thuật mới. Nó là có sở để tiếp nhận
tƣ liệu, tƣ tƣởng, mẫu và những cái khác đƣợc đƣa ra. Thơng qua chúng, các
đối tƣợng máy móc, qui trình công nghệ mới đƣợc đƣa vào thiết kế và đề
xuất. Bởi thế, phần lớn các nghiên cứu kỹ thuật theo bản chất của chúng là
nghiên cứu ứng dụng.
Nghiên cứu lý thuyết có mục đích thiết lập một hệ thống quan điểm nào
đó, thơng qua việc đƣa ra những quy luật mới. Nghiên cứu lý thuyết đƣợc sử
dụng thích hợp nhất khi nghiên cứu các đối tƣợng và hệ thống mà trong đó có
thể phân chia rõ ràng các hiện tƣợng và các q trình có cùng bản chất vật lý.
Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm là tiếp nhận những sự kiện mới, kiến
thức khoa học và số liệu thông qua tổ chức thực nghệm bằng cách quan sát
đối tƣợng của nhà nghiên cứu. Khi nghiên cứu các hệ thống phức tạp mà ở đó
LUAN VAN CHAT LUONG download : add
