(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ảnh hưởng của thông số cắt đến hình dạng phoi của quá trình tiện trụ ngoài bằng máy CNC

LỜI CẢM TẠ
Qua quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, học trị kính gửi lời cảm ơn
chân thành và sâu sắc đến:
 Thầy TS. Phạm Sơn Minh – thầy hướng dẫn thực hiện luận văn đã tận tình chỉ
dạy, thầy ThS. Trần Minh Thế Uyên, thầy ThS. Huỳnh Đỗ Song Toàn, thầy
ThS. Nguyễn Văn Sơn đã tạo điều kiện và động viên học trò trong suốt q trình
thực hiện.
 Q thầy, cơ đã tham gia cơng tác giảng dạy, hướng dẫn học trò và các thành
viên trong lớp Cao học chun ngành Cơ khí Máy khóa 2013B trong tồn bộ
khóa học.
 Q thầy, cơ giảng dạy tại khoa Cơ khí Chế tạo máy, phịng Đào tạo – bộ phận
sau đại học – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh đã giúp đỡ
người thực hiện trong thời gian học tập và nghiên cứu tại trường.
 Kính gửi lời cảm tạ tới BGH trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí
Minh đã tạo điều kiện thuận lợi cho các học viên tại trường được học tập và
nghiên cứu.
Kính chúc Q thầy, cơ dồi dào sức khỏe.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2015.

Học viên

Phạm Trƣờng Giang

iv


LỜI CAM ĐOAN
Tơi cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố
trong bất kỳ cơng trình nào khác.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2015.

Học viên

Phạm Trƣờng Giang

v


TĨM TẮT
Đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng của thơng số cắt đến hình dạng phoi của q trình
tiện thơ trụ ngoài bằng máy CNC” được tiến hành nghiên cứu và thí nghiệm tại Đại
học sư phạm kỹ thuật TPHCM. Sau quá trình nghiên cứu đề tài đã giải quyết được
những vấn đề sau:
- Hệ thống hóa lý thuyết cơ bản về cắt gọt kim loại
- Khái quát các khái niệm, kiến thức cơ bản về CNC
- Tìm hiểu về quá trình hình thành phoi.
- Xác định hình dạng phoi với các thông số: vận tốc cắt vc (m/phút), lượng chạy dao fn
(mm/vịng) và chiều sâu cắt ap (mm).
- Tìm ra được vùng cắt gọt tương ứng với từng dạng phoi cụ thể.
Học viên

Phạm Trƣờng Giang

vi


ABSTRACT
Thesis: "Research the effect of cutting parameters to chip shape the process turning
rough outer cylindrical CNC machine" is conducting research and experiments in
University City pedagogical techniques. Subjects solved the following issues:

- Systemize the theoretical basics of metal cutting
- Overview of concepts, basic knowledge of CNC
- Learn about the formation of shavings.
- Identification chip shape with parameters: cutting speed vc (m/min), feed fn
(mm/round) and depth of cut ap (mm).
- Find out the cutting corresponding to the specific form of shavings.
Author

Phạm Trƣờng Giang

vii


MỤC LỤC
A. PHẦN GIỚI THIỆU
Trang bìa
Quyết định giao đề tài
Xác nhận của cán bộ hướng dẫn
LÝ LỊCH KHOA HỌC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ.................................................................................i
LỜI CẢM TẠ ..................................................................................................................iv
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ v
TĨM TẮT .......................................................................................................................vi
MỤC LỤC .................................................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH VẼ .................................................................................................xii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..........................................................................................xiv

B. PHẦN NỘI DUNG
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.......................................................................................... 1
1.1. Tổng quan về hướng nghiên cứu. ........................................................................ 1

1.1.1. Các kết quả nghiên cứu trong nước. .............................................................. 1
1.1.2. Các công trình nghiên cứu ngồi nước.......................................................... 1
1.2. Mục đích của đề tài. ............................................................................................. 2
1.3. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn của đề tài. ......................................................... 3
1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài. ...................................................................................... 3
1.3.2. Giới hạn của đề tài. ........................................................................................ 3
1.4. Hướng nghiên cứu. .............................................................................................. 4
1.5. Phương pháp nghiên cứu. .................................................................................... 4
1.6. Giá trị thực tiễn của đề tài. ................................................................................... 4
1.7. Giới thiệu thiết bị thí nghiệm trong đề tài. .......................................................... 5

viii


1.7.1. Máy tiện CNC Maxxturn 65. ......................................................................... 5
1.7.2. Dụng cụ cắt gọt............................................................................................ 11
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI ................................... 14
2.1. Giới thiệu. .......................................................................................................... 14
2.2. Những khái niệm và định nghĩa cơ bản. ............................................................ 15
2.2.1. Chuyển động trong quá trình cắt gọt. .......................................................... 15
2.2.2. Chế độ cắt. ................................................................................................... 15
2.3. Các phương pháp cắt gọt kim loại. .................................................................... 16
2.4. Khái niệm về các bề mặt hình thành khi gia công chi tiết. ................................ 18
2.5. Khái niệm cơ bản về dụng cụ cắt. ...................................................................... 18
2.6. Các mặt phẳng cơ bản của dao cắt kim loại. ..................................................... 20
2.7. Thông số hình học của dao ở trạng thái tĩnh. .................................................... 21
2.8. Thơng số hình học của dao trong q trình cắt.................................................. 24
2.8.1. Sự thay đổi giá trị các góc  và 1 khi gá trục dụng cụ cắt khơng thẳng góc
với đường tâm chi tiết. ............................................................................................ 24
2.8.2. Sự thay đổi giá trị các góc khi mũi dao gá khơng ngang tâm máy ............. 25

2.8.3. Sự thay đổi giá trị các góc dao khi có thêm chuyển động phụ.................... 27
2.9. Các thơng số của lớp kim loại bị cắt.................................................................. 28
2.10. Quá trình tạo phoi trong gia công cắt gọt. ....................................................... 30
2.10.1. Quá trình tạo phoi trong gia cơng cắt gọt. ................................................. 30
2.10.2. Quá trình hình thành phoi. ......................................................................... 31
2.10.3. Các loại phoi. ............................................................................................. 32
2.10.3.1. Phoi vụn. ............................................................................................... 32
2.10.3.2. Phoi xếp. ............................................................................................... 32
2.10.3.3. Phoi dây. ............................................................................................... 33
2.10.4. Sự co rút của phoi. ....................................................................................... 33
2.10.5. Các dạng phoi. ............................................................................................. 34

ix


CHƢƠNG 3: LÝ THUYẾT VỀ XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ QUY HOẠCH THỰC
NGHIỆM ....................................................................................................................... 38
3.1. Cơ sở lý thuyết về xác suất và đánh giá kết quả quan sát.................................. 38
3.1.1. Cơ sở lý thuyết. ........................................................................................... 38
3.1.1.1. Biến cố ngẫu nhiên và xác suất. ............................................................ 38
3.1.1.2. Đại lượng ngẫu nhiên. ........................................................................... 38
3.1.1.3. Phương sai. ............................................................................................ 39
3.1.2. Sai số ngẫu nhiên và đáng giá kết quả quan sát. ......................................... 39
3.1.2.1. Khái niệm sai số ngẫu nhiên. ................................................................ 39
3.1.2.2. Luật phân phối chuẩn. ........................................................................... 40
3.1.2.3. Xác định phương sai theo các dữ kiện thí nghiệm. ............................... 40
3.1.2.4. Phương pháp bình phương nhỏ nhất. .................................................... 42
3.2. Xử lý số liệu quan sát thực nghiệm. .................................................................. 43
3.2.1. Lựa chọn dạng phương trình thực nghiệm. ................................................. 44
3.2.2. Xác định giá trị tham số (Hệ số hồi qui). .................................................... 45

3.2.2.1. Phương pháp xấp xỉ đều........................................................................ 46
3.2.2.2. Phương pháp xấp xỉ theo những điểm lựa chọn riêng biệt. .................. 47
3.2.2.3. Phương pháp xấp xỉ trung bình. ............................................................ 48
3.2.2.4. Phương pháp bình phương nhỏ nhất. .................................................... 48
3.3. Qui hoạch thực nghiệm. ..................................................................................... 49
3.3.1. Nội dung cơ bản của qui hoạch thực nghiệm. ............................................. 51
3.3.2. Thông số thực nghiệm. ................................................................................ 52
3.3.2.1. Phương sai lặp lại. ................................................................................. 53
3.3.2.2. Khoảng tin cậy và xác xuất tin cậy. ...................................................... 54
3.4. Kiểm tra giả thuyết thống kê. ............................................................................ 56
3.5. Phân tích tương quan và hồi qui. ....................................................................... 57
3.5.1. Phân tích tương quan. .................................................................................. 57

x


3.5.2 Phân tích hồi qui. ........................................................................................... 58
3.6. Qui hoạch thực nghiệm yếu tố từng phần. ......................................................... 59
CHƢƠNG 4: BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ........................................................................ 63
4.1. Bố trí thí nghiệm. ............................................................................................... 63
4.2. Tiến hành thí nghiệm. ........................................................................................ 65
4.2.1. Giai đoạn chuẩn bị. ...................................................................................... 65
4.2.2. Những chú ý trong q trình thí nghiệm. .................................................... 68
4.2.3. Kết thúc thí nghiệm. .................................................................................... 68
4.3. Kết quả thu được. ............................................................................................... 69
CHƢƠNG 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ NHẬN XÉT ..................................................... 75
5.1. Xử lý số liệu. ...................................................................................................... 75
5.2. Phân tích các biểu đồ hình dạng phoi. ................................................................. 76
5.3. Nhận xét. ............................................................................................................ 83
CHƢƠNG 6: KẾT LUẬN ........................................................................................... 85

6.1. Kết quả đạt được: ............................................................................................... 85
6.2. Hướng phát triển của đề tài: .............................................................................. 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 86

xi


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Máy tiện Maxxturn 65...................................................................................... 5
Hình 1.2: Các thành phần trong máy tiện Maxxturn 65................................................... 5
Hình 1.3: Hộp 10 mảnh hợp kim CNMG 120408 – WMX4325. .................................. 11
Hình 1.4: Mảnh hợp kim CNMG 120408 – WMX4325. ............................................... 12
Hình 1.5: Thơng số chế độ cắt của mảnh insert. ............................................................ 13
Hình 2.1: Chế độ cắt gọt. ............................................................................................... 16
Hình 2.2: Các phương pháp cắt gọt kim loại. ................................................................ 17
Hình 2.3: Các bề mặt hình thành khi gia cơng chi tiết. .................................................. 18
Hình 2.4: Cấu thành các dụng cụ cắt cơ bản từ dao tiện. ............................................... 19
Hình 2.5: Kết cấu của dao tiện ngồi. ............................................................................ 19
Hình 2.6: Mặt phẳng cơ bản của dao cắt kim loại. ........................................................ 21
Hình 2.7: Thơng số hình học của dao ở trạng thái tĩnh. ................................................. 22
Hình 2.8: Sự thay đổi góc  và 1. ................................................................................. 24
Hình 2.9: Cao hơn tâm (tiện ngồi)................................................................................ 25
Hình 2.10: Thấp hơn tâm (tiện ngồi). ........................................................................... 25
Hình 2.11: Gá cao hơn tâm (tiện trong). ........................................................................ 26
Hình 2.12: Gá thấp hơn tâm (tiện trong). ....................................................................... 26
Hình 2.13: Gá ngang tâm. .............................................................................................. 27
Hình 2.14: Thơng số lớp kim loại bị cắt. ....................................................................... 28
Hình 2.15: Quan sát sự thốt phoi. ................................................................................. 30
Hình 2.16: Q trình hình thành phoi. ........................................................................... 32
Hình 2.18: Các dạng phoi............................................................................................... 33

Hình 2.19: Sự co rút của phoi. ....................................................................................... 34
Hình 2.20: Các dạng phoi............................................................................................... 36
Hình 2.21: Đánh giá phoi. .............................................................................................. 36
Hình 3.1: Đồ thị hàm tuyến tính..................................................................................... 46
Hình 4.1: Gá phơi và gá mảnh insert. ............................................................................ 66
Hình 4.2: Mảnh Insert thí nghiệm. ................................................................................. 67
Hình 4.3: Cách lấy phoi sau khi tiện. ............................................................................. 67
Hình 4.4: Mẫu phơi sau khi tiện thơ............................................................................... 68
Hình 4.5: 64 mẫu thí nghiệm để tính tốn. ..................................................................... 69
Hình 4.6: Mẫu thí nghiệm thu được. .............................................................................. 74
Hình 5.1: Hình dạng phoi thực tế với vc = 230 m/min. .................................................. 77

xii


Hình 5.2: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 230 m/min. ................................................. 77
Hình 5.3: Hình dạng phoi thực tế với vc = 280 m/min. .................................................. 78
Hình 5.4: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 280 m/min. ................................................. 79
Hình 5.5: Hình dạng phoi thực tế với vc = 330 m/min. .................................................. 80
Hình 5.6: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 330 m/min. ................................................. 80
Hình 5.7: Hình dạng phoi thực tế với vc = 380 m/min. .................................................. 81
Hình 5.8: Biểu đồ hình dạng phoi với vc = 380 m/min. ................................................. 82
Hình 5.9: Sự khác biệt giữ fn = 0.15, fn = 0.3, fn = 0.45, fn = 6 (mm/vòng)................... 83
Hình 5.10: Sự khác biệt giữ ap = 2 mm và ap = 3 mm. .................................................. 83
Hình 5.11: Biểu đồ hình dạng phoi với fn = 0.15 mm/vịng. ......................................... 84
Hình 5.12: Biểu đồ hình dạng phoi với fn = 0.3 mm/vòng. ........................................... 84

xiii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng đánh giá phoi. ....................................................................................... 37
Bảng 4.1: Các mức thí nghiệm ....................................................................................... 63
Bảng 4.2: Bảng bố trí thí nghiệm với vc = 230 m/phút và vc = 280 m/phút. ................. 64
Bảng 4.3: Bảng bố trí thí nghiệm với vc = 330 m/phút và vc = 380 m/phút. ................. 65
Bảng 5.1: Bảng đánh giá thí nghiệm với vc = 230 m/min và vc = 280 m/min. .............. 75
Bảng 5.2: Bảng đánh giá thí nghiệm với vc = 330 m/min và vc = 380 m/min. .............. 76

xiv


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về hƣớng nghiên cứu.
Hiện nay, giá thành sản phẩm cơ khí khá cao, do vậy những người làm công nghệ phải
thường xuyên quan tâm làm cách nào để giảm chi phí cho một đơn vị sản phẩm, việc
tính tốn và chọn chế độ gia công hợp lý cho hệ thống công nghệ tại Việt Nam phải
đáp ứng được u cầu đó.
Trong ngành cơ khí, gia cơng cắt gọt kim loại là cơng đoạn chính và quan trọng của hệ
thống sản xuất. Trong đó, phoi cắt liên tục được tạo ra trong quá trình gia cơng, nó là
nguy cơ tiềm ẩn gây cản trở cơng việc và gây ra mối nguy hiểm cho người vận hành.
Kiểm sốt phoi có hiệu quả là cần thiết cho hệ thống sản xuất tự động vì bất kỳ sự thất
bại trong việc kiểm sốt phoi có thể gây ra sự giảm năng suất và gây nguy hiểm cho
người vận hành cũng như cho thiết bị gia cơng. Vì vậy, trong q trình cơng nghệ hiện
đại, tối ưu hóa các thông số gia công là một trong những nhu cầu quan trọng.
Việc tính tốn và chọn chế độ cắt hợp lý giúp cho việc gia công dễ dàng và thuận lợi,
tránh gây ra những thiệt hại cho phôi cũng như cho dụng cụ cắt. Việc chế độ cắt hợp lý
hay chưa hợp lý, ta có thể đánh giá sơ bộ qua “phoi” và chất lượng bề mặt gia cơng.
Việc hình thành phoi cũng một phần phản ánh lên được quá trình gia cơng tại thời điểm
đó.
1.1.1. Các kết quả nghiên cứu trong nƣớc.

Hiện nay, chưa có cơng trình nghiên cứu nào nghiên cứu về hình dạng phoi cụ
thể, chỉ có thông tin về dạng phoi thuận lợi và dạng không thuận lợi được nói
trong sổ tay cơ khí như: Chun Ngành Cơ Khí, Nhà Xuất Bản Trẻ, Tp Hồ Chí
Minh 2013 hay trong những cuốn cẩm nang của các hãng dao như Sandvik…
1.1.2. Các cơng trình nghiên cứu ngồi nƣớc.
Mallock, A. (1881 – 1882) The action of cutting tools. Proc. Roy. Soc. Lond. : bài
báo nghiên cứu chủ yếu về hoạt động của dụng cụ cắt trong quá trình gia công,

Trang 1


ông lập luận rằng lực ma sát giữa phoi và cơng cụ cắt gọt có tầm quan trọng rất
lớn trong việc xác định các biến dạng trong phoi.
Tresca. H. (1878) On further applications of the flow of solids. Proc. I. Mech. E.
Lond. : bài báo của Tresca hai trong số những yếu tố chính của lý thuyết cắt gọt
kim loại, cụ thể là biến dạng dẻo và tầm quan trọng của sự tương tác ma sát giữa
phoi và công cụ.
Childs, T. H. C. (1980a) Elastic effects in metal cutting chip format-ion.

Int.

J. Mech. Sci. : bài báo nói về việc hình thành phoi trong quá trình cắt.
Study of chip breaker on turning of stainless steel – Project Report Submitted in
Partial Fulfillment of the requirements for the degree of Bacherlor of Technology in
Mechanical Engineering by Sarthak Nayak (Roll no-107ME056): bài báo nói về sự
ảnh hưởng của phoi đến q trình gia cơng.
Kết luận.
Chưa có cơng trình nghiên cứu nào nghiên cứu sâu về ảnh hưởng của thơng số cắt
đến hình dạng phoi tại mơi trường cơ khí Việt Nam. Vì vậy, trong cơng trình
nghiên cứu này sẽ tiến hành thử nghiệm để tìm ra được vùng cắt gọt (những

thơng số cắt) hợp lý nhất thơng qua hình dạng phoi trên máy tiện CNC
MaxxTurn65.
1.2. Mục đích của đề tài.
Hiện nay, người ta quan tâm và nghiên cứu đến quá trình tiện làm như thế nào để đạt
được độ bóng bề mặt theo yêu cầu sử dụng, yếu tố độ bóng bề mặt của sản phẩm là yếu
tố liên quan quá trình tiện tinh. Đề tài này nói về q trình bóc tách vật liệu (tiện thơ)
cho ra hình dạng phoi hợp lý để đảm bảo được an toàn cho máy, dụng cụ cắt, chi tiết.
Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu ảnh hƣởng của thơng số cắt đến hình dạng phoi của
q trình tiện thơ trụ ngồi bằng máy CNC” được thực hiện với các mục đích sau:

Trang 2


-

Tìm ra được mối liên hệ giữa chế độ cắt đến quá trình hình thành hình dạng phoi
của phương pháp tiện thơ trụ ngồi với vật liệu thơng dụng tại mơi trường cơ khí
ở Việt Nam và cơng cụ cắt tiên tiến.

-

Giúp cho sinh viên mới ra trường hoặc người mới vào nghề có thể đánh giá sơ bộ
về quá trình gia cơng xem có hợp lý hay chưa dựa vào cái nhìn đầu tiên qua phoi.

1.3. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn của đề tài.
1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài.
-

Nghiên cứu q trình tiện trụ ngồi.

-

Nghiên cứu các góc độ của dụng cụ cắt.

-

Nghiên cứu q trình hình thành phoi trong q trình tiện thơ trụ ngồi.

-

Nghiên cứu sự tương quan của thơng số cắt đến hình dạng phoi trong q
trình tiện thơ trụ ngồi.

-

Thành lập trình tự, tiến hành thí nghiệm.

-

Xử lý số liệu thực nghiệm.

1.3.2. Giới hạn của đề tài.
Vì giới hạn về thời gian và cơ sở nên đề tài chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu các
vấn đề sau:
-

Tiến hành thí nghiệm trên máy tiện 6 trục Maxxturn 65.

-

Dụng cụ cắt gọt là miếng Insert hãng SANDVIK (CNMG 120408 –
WMX4325).

-

Vật liệu gia công thép C45.

-

Phơi hình trụ trịn Φ50 mm, chiều dài 50 mm. Gá kẹp 20 mm.

-

Chỉ nghiên cứu trong quá trình tiện thơ trụ ngồi với thơng số là: vận tốc cắt
(vc), lượng chạy dao (fn), chiều sâu cắt (ap). Không sử dụng dung dịch tưới
nguội.

-

Mơi trường thí nghiệm: nhiệt độ phòng 25-30 oC.

Trang 3


1.4. Hƣớng nghiên cứu.
Nghiên cứu bố trí thí nghiệm.
Tiến hành các thí nghiệm thực nghiệm để lấy số liệu.
Nghiên cứu, phân tích, xử lý số liệu đo, lập biểu đồ.
Đánh giá kết quả thu được.
1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn là “phương pháp thực nghiệm”.
Thu thập tài liệu, xử lý tài liệu có liên quan đến đề tài:
-

Thu thập tài liệu liên quan tới quá trình hình thành hình dạng phoi.

-

Thu thập tài liệu liên quan tới góc độ cắt của dao SANDVIK CNMG 120408 WMX 4325.

-

Thu thập tài liệu liên quan tới vật liệu chi tiết.

-

Thu thập tài liệu liên quan tới chế độ cắt.

-

Xử lý, phân tích so sánh số liệu thực nghiệm.

-

Dựa trên các kết quả của quá trình thí nghiệm (hình dạng phoi tiện thơ), kết quả
của các thí nghiệm để so sánh, rút ra các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả.

-

Rút ra nhận xét, đánh giá kết luận mang tính thuyết phục, có thể dự báo được chế

độ cắt của q trình tiện thơ hợp lý hay chưa.

1.6. Giá trị thực tiễn của đề tài.
Kết quả của đề tài có thể được sử dụng làm tài liệu cho chuyên ngành cơ khí ở Việt
Nam, đặc biệt trong chuyên ngành cắt gọt.
Có thể dùng làm cẩm nang để tra cứu chế độ cắt cho những người mới bước chân vào
gia cơng cơ khí.
Giúp cho những người mới bước chân vào nghề đánh giá được quá trình cắt (thuận lợi
hay chưa thuận lợi) thông qua phoi.

Trang 4


1.7. Giới thiệu thiết bị thí nghiệm trong đề tài.
1.7.1. Máy tiện CNC Maxxturn 65.
Máy tiện Maxxturn 65 hình 1.1 do hañ g EMCO cô ̣ng hòa Áo sản xuấ t . Là một
máy tiện công nghiệp , Maxxturn 65 có thể gia cơng cắt gọt với năng suất cao

.

Đường kính gia cơng từ Ø 4mm đế n Ø 400mm. Chiề u dài chi tiế t gia công tố i đa
500mm. Ngoài ra, máy tiện này là một trung tâm tiện phay kết hợp , cho phép gia
công các chi tiế t tròn xoay phức ta ̣p có các nguyên cơng phay chỉ trong mơ ̣t lầ n
gá chi tiết.

Hình 1.1: Máy tiện Maxxturn 65.
Các thành phần cơ bản của máy.

Hình 1.2: Các thành phần trong máy tiện Maxxturn 65.

Trang 5


1. Nút tắt khẩn cấp

8. Bô ̣ phâ ̣n làm mát

2. Bô ̣ điề u khiể n Sinumerik 840D

9. Cụm thủy lực

3. Khóa chuyển

10. Bơ ̣ phâ ̣n khí nén và van

4. Tủ điện bộ làm mát

11. Trục chính

5. Tủ điện chính

12. Bờ n tưới ng ̣i

6. Đèn máy

13. Thiế t bi ̣hứng phôi (tùy chọn)

7. Mâm dao

14. Băng tải chuyể n phoi

Thông số máy tiện CNC Maxxturn 65.
Working range
Swing over bed

mm

Ø610

Swing over cross slide (at Y=0)

mm

Ø360

Distance main spindle (Fixing flange)

mm

682

Distance main spindle – counter spindle (fix mm

830

flange)
Max turning diameter

mm

Ø500

Max part length

mm

550

Max bar stock diameter – standard/ Bigbore

mm

Ø65/ Ø76.2

Travel
Travel X

mm

Travel Z

mm

Main spindle 1
Spindle nose according to 55026

KK6

Spindle bearing outside diameter (Standard/ mm

Ø105/ Ø110

Bigbore)
Spindle bore (without tensioning tube – mm
standard/ Bigbore)

Trang 6

Ø73/ Ø86


Main spindle – Clamping system
Clamping cylinder with bore max diameter of mm

Ø65

bar
Max size of chuck

mm

Ø250

Intergrated AC – spindle motor, Power kW

21/29

Main spindle – drive

(100%/40%d.c.)

Speed range (infinitely variable – standard/ min-1

0-5000/4000

BigBore)
Max torque

Nm

250

Counter Spindle (Spindle 2)
Spindle nose according to 55026

KK6

Spindle bearing (outside diameter)

mm

Ø85

Traverse in Z2

mm

580

Rapid traverse speed

m/min

30

Holding force

N

8000

Counter spindle – Clamping system
Clamping cylinder without bore for chuck mm

Ø180

work
Max size of chuck

mm

Ø200

Power kW

17/22

Couter spindle – drive
Intergrated

AC-Spindle

motor,

(100%/40%d.c.)
Speed range (infinitely variable)

min-1

0-7000

Max torque

Nm

130

Tailstock

Trang 7


Automatic tailstock, operated with hydraulic unit
Tailstock travel

mm

500

Max taistock thrust

N

8000

Tailstock travel speed

m/min

20

Tailstock bore taper

MK4

Feed drives
Rapid traverse speed X/Z

m/min

24/30

Feeding force X

N

5000

Feeding force Z

N

7000

Positioning variation Ps according to VID 𝜇m

3/5

3441in X/Z
C-axis (Spindle 1 and 2)
Resolution of C-axis

0

0.001

Rapid traverse speed

min-1

1000

Travel

mm

80 (±40)

Feed force

N

7000

Rapid traverse speed

m/min

12

Y-axis

Tool system
Revolver-type tool turret with direction logic,
optional with driven tools
Tool holding fixtures according to DIN

VDI 30/VDI 40

69880- standard/ option
Number of tool stations

12

Turret index time

s

0.14

Indexing accuracy at a radius of 100mm

𝜇m

±0.2

Trang 8


𝜇m

Repeatability at a radius of 100m

±0.8

Driven tool stations (optional)
Number of driven tool stations

12

Torque (25% d.c.)

Nm

25

Power (25% d.c.)

kW

6.7

Speed range

min-1

0 - 5000

Oil tank capacity

l

10

Operating pressure

bar

70

Supply pressure

bar

6

Supply quantity

l/min

5

Hydraulic unit
Multi-circuit hydraulic for tool turret, power
chuck and tailstock

Pneumatic unit

Lubricating system
Guideways, ball screws

Autom,

central

bubrication
Main spindle, counter spindle

Grease lubrication

Coolant device
Tank capacity

l

230

Power with 3.5 bar (option 14 bar)

kW

0.57 (2.2)

Delivery power with 3.5 bar/ 1.5 bar l/min

15/65

(standard)
Delivery power with 14 bar/ 6 bar (option)

l/min

Internal coolant supply via tool turret, max bar
pressure

Trang 9

10/60
25

oil


Bar feed
Series preparation for the installation of the
bar feed
Chip conveyor
10-pole plug for assembly chip conveyor
included in basic machine
Pneumatic workpiece collection device
Actuating pressure

Bar

6

Max length of finished part

mm

175

Max diameter of finished part (standard/ mm

Ø65/ Ø76.2

BigBore)
Max weight of finished part

Kg

4.5

Power supply

V

400 ~ 3/PE

Max voltage fluctuation

%

+5/-15

Frequency

Hz

50/60

Connected load value

kVA

38

Preliminary fuse for the machine

A-slow

80

Required short circuit power

kVA

2500

Feed cross section

mm2

Min 4x25

0

Min. +10bis max. +35

Electrical connection

Operating conditions
Required ambients temperature

C

Color
Light-grey

Similar to RAL 7040

Red

Similar to RAL 3002

Black

Similar to RAL 7021

Trang 10

Dimensions/ weight
Height of turning axis above floor

mm

1150

Total height

mm

2100

Installation surface WxD (without chip mm

3320x2070

conveyor)
Total weight of the machine

kg

5700

db(A)

75

Soud pressure level

Mediated sound pressure level

Bảng 1.1: Thông số máy tiện CNC Maxxturn 65.
1.7.2. Dụng cụ cắt gọt.
Thí nghiệm sử dụng miếng Insert hãng SANDVIK (CNMG 120408 –
WMX4325).

Hình 1.3: Hộp 10 mảnh hợp kim CNMG 120408 – WMX4325.

Trang 11


Hình 1.4: Mảnh hợp kim CNMG 120408 – WMX4325.
Thơng số mảnh insert:
CTPT

operation type

Roughing

L

cutting edge length

12.8959 mm

S

insert thickness

4.7625 mm

IC

inscribed circle diameter

12.7 mm

LE

cutting edge effective length 12.0959 mm

RE

Corner radius

0.8 mm

D1

fixing hole diameter

5.156 mm

HAND

hand

N

TSYC

tool style code

CNMG-PR

GRADE grade

4325

Trang 12


Hình 1.5: Thơng số chế độ cắt của mảnh insert.

Trang 13


CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CẮT GỌT KIM LOẠI
2.1. Giới thiệu.
Gia công cắt gọt là khái niệm rộng được sử dụng để giải thích q trình hình thành chi
tiết bởi việc loại bỏ các vật liệu thừa từ các phơi để có được chi tiết đạt kích thước
mong muốn mà các phần kim loại bị loại bỏ được gọi là phoi. Các đặc trưng hình học
và lý tính của các phoi đại diện cho mức độ hoạt động của các q trình gia cơng. Phoi
cắt là vật chứng cho hầu hết các vật lý, hóa học và nhiệt hiện tượng xảy ra trong q
trình gia cơng. Ngày nay, ngày của thời đại của sản xuất hiện đại, phương pháp yêu cầu
tối đa hóa năng suất. Với sự ra đời của hệ thống máy tính sản xuất tích hợp (CIM) và
linh hoạt hệ thống sản xuất (FMS) đã có mức tăng tối đa năng suất. Đối với nhu cầu
khắt khe trong các ngành công nghiệp, chất lượng của các công cụ cắt đã được cải
thiện liên tục để có được các kỹ thuật cắt tốt hơn. Tuy nhiên, phoi được tạo ra trong

suốt q trình gia cơng khi các phoi nằm ngồi tầm kiểm sốt, nó có thể dẫn đến việc
cản trở trong q trình gia cơng, trực tiếp ảnh hưởng đến năng suất. Hình dạng phoi
được tạo ra trong q trình gia cơng có liên quan chặt chẽ đến năng suất sản phẩm. Nếu
có một hình dạng phoi sai được tạo ra, thời gian và tiền bị mất do mối nguy hiểm an
toàn cho người vận hành, thiệt hại của các công cụ sản xuất, mất năng suất do tạm
dừng thường xuyên trong các máy sản xuất. Việc kiểm sốt sự hình thành phoi khơng
thành cơng có liên quan chặt chẽ đến độ nhám bề mặt chi tiết gia cơng, độ chính xác
của sản phẩm, v.v… Tuy nhiên, thử nghiệm hiệu suất ngắt phoi cần thời gian và nỗ lực
đáng kể. Kiểm soát phoi được yêu cầu để thực hiện các hoạt động đáng tin cậy trong
các hệ thống gia cơng tự động. Kiểm sốt phoi tốt địi hỏi phải có khả năng dự đốn
hình dạng phoi cho một tập hợp các thông số đầu vào gia công. Nhưng rất khó để xác
định q trình hình thành phoi do các cơ chế phức tạp của hình dạng phoi dưới sự kết
hợp khác nhau của các điều kiện gia công với nhiều thơng số q trình có liên quan.

Trang 14