Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng chính, lượng ăn dao, tốc độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi tiện trơn thép trên máy tiện EER1330
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.04 MB, 84 trang )
BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
PHẠM NGỌC HẠNH
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG CHÍNH, LƯỢNG
ĂN DAO, TỐC ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ
NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TRƠN THÉP TRÊN MÁY TIỆN EER1330
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
HÀ NỘI, 2012
BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNT
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
PHẠM NGỌC HẠNH
NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG CHÍNH, LƯỢNG
ĂN DAO, TỐC ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ ĐỘ
NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TRƠN THÉP TRÊN MÁY TIỆN EER1330
Chuyên ngành:
Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp
Mã số: 60 52 14
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. LÊ TẤN QUỲNH
HÀ NỘI, 2012
i
LỜI CẢM ƠN
Bằng sự phấn đấu nỗ lực hết sức mình và được sự giúp đỡ nhiệt tình
của thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Lê Tấn Quỳnh cùng với sự động viên
và giúp đỡ của các tập thể, cá nhân tôi đã hoàn thành bản luận văn tốt nghiệp
này. Nhân dịp này,cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới:
Thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Lê Tấn Quỳnh 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 Công 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 tôi trong quá
trình thực hiện đề tài
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc vì những giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Những kết
quả trong luận văn này được tính toán chính xác, trung thực và chưa có tác
giả nào công bố. Những nội dung tham khảo, trích dẫn trong luận văn đều
được chỉ dẫn nguồn gốc.
Hà Nội, tháng năm 2012
Tác giả
Phạm Ngọc Hạnh
ii
MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Trang
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................... i
MỤC LỤC ......................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... vi
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT .................................................... vii
ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1
Chương 1 .......................................................................................................... 3
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................................ 3
1.1. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy tiện trên thế giới ................. 3
1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy tiện ở nước ta .................... 13
Chương 2 ........................................................................................................ 22
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU............................................................................................... 22
2.1. Mục tiêu nghiên cứu........................................................................... 22
2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu......................................................... 22
2.3. Nội dung nghiên cứu .......................................................................... 22
2.3.1. Nghiên cứu lý thuyết .................................................................... 22
2.3.2. Nghiên cứu thực nghiệm ............................................................. 23
2.4. Phương pháp nghiên cứu................................................................... 23
2.5. Nội dung và phương pháp luận của phương pháp nghiên cứu thực
nghiệm ........................................................................................................ 24
2.5.1. Chọn mục tiêu thực nghiệm ........................................................ 24
2.5.2. Chọn tham số điều khiển ............................................................. 24
2.5.3. Chọn thiết bị đo ............................................................................ 24
2.5.4. Tiến hành công tác chuẩn bị ....................................................... 25
2.5.6. Thực nghiệm đơn yếu tố .............................................................. 27
2.5.7. Thực nghiệm đa yếu tố ................................................................ 31
2.5.8. Xác định các giá trị hợp lý ........................................................... 38
iii
Chương 3 ........................................................................................................ 41
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ................................................................ 41
3.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của máy tiện EER 1330 .............. 41
3.1.1. Cấu tạo .......................................................................................... 41
3.1.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................... 41
3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng...................... 43
3.3. Ảnh hưởng của các yếu tố đến lực cắt khi tiện................................ 45
3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt của chi tiết ................ 48
Chương 4 ........................................................................................................ 56
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................................... 56
4.1. Chuẩn bị thí nghiệm........................................................................... 56
4.1.1. Chọn mục tiêu nghiên cứu .......................................................... 56
4.1.2. Chọn tham số điều khiển ............................................................. 56
4.1.3. Chuẩn bị thí nghiệm .................................................................... 56
4.2. Kết quả thí nghiệm thăm dò.............................................................. 56
4.3. Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố.......................................................... 57
4.3.1. Ảnh hưởng của các yếu tố đến chi phí năng lượng riêng ......... 57
4.3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố đến độ nhám bề mặt gia công ......... 61
4.4. Kết quả nghiên cứu đa yếu tố ........................................................... 64
4.4.1. Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các thông số
đầu vào .................................................................................................... 64
4.4.2. Thành lập ma trận thí nghiệm .................................................... 64
4.4.3. Xác định mô hình toán và thực hiện các phép tính kiểm tra..... 65
4.5. Các trị số công nghệ hợp lý khi tiện kim loại bằng máy tiện
EER1330..................................................................................................... 67
KẾT LUẬN - KHUYẾN NGHỊ ................................................................... 69
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
iv
DANH MỤC CÁC HÌNH
TT
Tên hình
Trang
1.1
Mẫu máy tiện của H.Maudslay
4
1.2
Mẫu máy tiện của R.Robert
4
1.3
Máy tiện CDS 6266C
5
1.4
Máy tiện EAGLE 1000
6
1.5
Máy tiện mã hiệu 16K20
7
1.6
Máy tiện 1A 670
7
1.7
Máy tiện mã hiệu OPTI D320×920
8
1.8
Máy tiện mã hiệu SPA 700 PROMA
8
1.9
Máy tiện CNC mã hiệu CTX 300
10
1.10
Máy tiện mã hiệu TAC510
11
1.11
Máy tiện mã hiệu TMM200
16
1.12
Máy tiện mã hiệu CW6130/3000
16
1.13
Máy tiện STANKO 1100/5000
17
1.14
Máy tiện TONGIL TIPL 4SP
17
1.15
Máy tiện FM 1330
15
1.16
Máy tiện T616
16
1.17
Máy tiện vạn năng Việt chuẩn 5m5
16
1.18
Máy tiện CNC GENOS L200H
17
1.19
Máy tiện CNC CRL-1640
18
3.1
Cấu tạo của máy tiện EER-1330
40
3.2
Các thành phần lực cắt khi tiện
45
3.3
Ảnh hưởng của góc đến các lực Px, Py, Pz
44
3.4
Ảnh hưởng của góc đến các thành phần lực căt Px và
47
Py
3.5
Ảnh hưởng của bán kính đỉnh dao đến các thành phần
lực căt
47
v
3.6
Các dạng bê mặt gia công
49
3.7
Độ nhám bề mặt
51
4.1
Đồ thị ảnh hưởng của góc nghiêng chính đến chi phí
58
năng lượng riêng
4.2
Đồ thị ảnh hưởng của lượng ăn dao đến chi phí năng
59
lượng riêng
4.3
Đồ thị ảnh hưởng của tốc độ cắt đến chi phí năng lượng
60
riêng
4.4
Hình 4.4. Đồ thị ảnh hưởng của góc nghiêng chính đến
61
độ nhám bề mặt gia công
4.5
Đồ thị ảnh hưởng của lượng ăn dao đến độ nhám bề mặt gia công
62
4.6
Đồ thị ảnh hưởng của tốc độ cắt đến độ nhám bề mặt gia
63
công
vi
DANH MỤC CÁC BẢNG
TT
Tên bảng biểu
Trang
3.1
Một số thông số kỹ thuật chính của máy tiện EER-1330
42
4.1
Tổng hợp kết quả phân bố thực nghiệm
57
4.2
Các đặc trưng của phân bố thực nghiệm
57
4.3
Mã hoá các thông số đầu vào
64
4.4
Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành
64
4.5
Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Nr
66
4.6
Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm Ra
67
vii
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu
Tên
Đơn vị
Nr
Chi phí năng lượng riêng
kWh/m3
Nđ
Công suất chi phí của động cơ
kW
T
Thời gian làm việc để thực hiện được khối lượng
h
công việc M
M
Khối lượng công việc thực hiện trong thời gian T
m3
Nc
Công suất của máy
kW
ηm
Hiệu suất của máy
Kt
Hệ số quá tải cho phép
Pz
Lực tiếp tuyến
N
Py
Lực hướng kính
N
Px
Lực chạy dao
N
Vz
Tốc độ cắt
m/p
Vx
Tốc độ chạy dao
m/p
Cp
Hệ số phụ thuộc tính chất của vật liệu gia công
Cv
Hệ số phụ thuộc vào vật liệu gia công
Ra
Sai lệch trung bình số học của profin
Rz
Chiều cao nhấp nhô trung bình của profin
v
Tốc độ cắt
m/p
s
Lượng ăn dao
mm/v
t
Chiều sâu cắt
Mm
hz
Mức độ mòn mặt sau của dao cắt
φ
Góc nghiêng chính
Độ
φ1
Góc nghiêng phụ
Độ
ε
Góc mũi dao
Độ
γ
Góc trước
Độ
α
Góc sau chính
Độ
viii
δ
Góc cắt
Độ
β
Góc sắc
Độ
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 toán theo tiêu chuẩn Fisher
N
Tổng số thí nghiệm
e
Khoảng biến thiên
R
Hệ số đơn định
T
Giá trị chuẩn Student
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Cơ khí là một trong những ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò quan
trọng trong việc phát triển kinh tế, củng cố an ninh, quốc phòng của đất nước.
Tập trung phát triển một số chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm nhằm
khai thác, phát huy tốt nhất tiềm năng (tài nguyên, nguồn nhân lực) để đáp
ứng các yêu cầu cơ bản của công cuộc phát triển đất nước.
Gia công kim loại bằng cắt gọt là một phương pháp gia công rất phổ
biến trong ngành cơ khí chế tạo máy. Quá trình cắt kim loại là quá trình con
người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt
được những yêu cầu cho trước về hình dáng, kích thước, vị trí tương quan
giữa các bề mặt và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công.
Phương pháp gia công bằng cắt gọt chiếm 30% khối lượng công việc
gia công cơ khí và trong tương lai có thể nhiều hơn. Trong đó tiện là phương
pháp gia công cắt gọt kim loại thông dụng nhất.
Trên thế giới, ở các nước phát triển phương pháp gia công bằng cắt gọt
có vai trò quan trọng trong công việc gia công cơ khí. Ngày nay, do Khoa học
- Công nghệ phát triển các thiết bị gia công cắt gọt thường làm việc với sự trợ
giúp của người máy (Robot) và một hệ thống điều khiển chung. Hệ thống điều
khiển có nhiệm vụ đảm bảo cho người máy và máy cắt làm việc theo một
chương trình và một chế độ cắt hợp lý đã được xác định trước.
Ở nước ta năm 2003, Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt Chiến lược
phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn tới 2020. Trong đó
có chiến lược phát triển máy công cụ như: Ưu tiên phát triển ngành chế tạo
máy công cụ nhằm đáp ứng nhu cầu của các ngành công nghiệp, nghiên cứu
thiết kế, chế tạo các mẫu máy hiện đại (ứng dụng công nghệ PLC, CNC) và
các thiết bị gia công đặc biệt. Mặc dù, ngành gia công kim loại bằng cắt gọt là
một trong những ngành rất quan trọng không thể thiếu, nhưng do nhiều
nguyên nhân khác nhau, trong nhiều năm qua máy công cụ do Việt Nam sản
xuất vẫn còn khiêm tốn cả về số lượng cũng như về chủng loại. Hiện nay,
2
chúng ta mới sản xuất được một số loại máy tiện như: T613, T616,
T630,T6M16, T18A... còn lại là nhập khẩu máy tiện từ nước ngoài với số
lượng lớn và nhiều chủng loại khác nhau.
Vì vậy, nhiều vấn đề từ thực tiễn sản xuất trong nước đặt ra: phải
nghiên cứu sử dụng hợp lý các loại máy tiện nhập nội trong điều kiện qui mô
sản xuất vừa và nhỏ ở nước ta sao cho chúng đạt được năng suất, chất lượng
cao và giá thành sản phẩm gia công thấp nhất.
Trong gia công sản phẩm kim loại trên máy tiện, một số thông số kỹ
thuật của dao cắt như góc nghiêng chính, góc nghiêng phụ... và các chế độ gia
công như tốc độ cắt, lượng ăn dao, chiều sâu cắt, chế độ bôi trơn ảnh hưởng
rất lớn đến năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm.
Từ những phân tích nêu trên, được sự đồng ý của Khoa sau Đại học
trường Đại học Lâm nghiệp, tôi thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của góc nghiêng chính, lượng ăn dao, tốc độ cắt đến
chi phí năng lượng riêng và độ nhám bề mặt khi tiện trơn thép trên máy tiện
EER1330”.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy tiện trên thế giới
Trong lịch sử loài người, máy tiện với kết cấu đơn giản nhất được sử
dụng để gia công những chi tiết làm bằng gỗ hoặc xương, sừng động vật được
các nhà khảo cổ tìm thấy ở Ai Cập và Ấn Độ có niên đại khoảng 650 năm
trước công nguyên.
Mãi tới cuối thế kỷ XVI,kỹ sư người Pháp Jac Beson mới phát minh ra
máy tiện cắt ren hình trụ và ren hình côn.
Đầu thế kỷ XVII người ta đã dùng sức nước làm động lực cho máy
công cụ và một phát minh quan trọng trong việc phát triển máy tiện là tìm ra
bàn chạy dao tự động. Năm 1712, A.K. Nartov nhà phát minh người Nga, thợ
cơ khí của Sa hoàng Petr đệ nhất đã tìm ra phương pháp ứng dụng đầu tiên
của loại bàn dao này ở máy tiện. Đến năm 1774 các nhà thiết kế máy công cụ
người Nga Jacô Batitreps, L. Xôbôkin, A. Xurnhin, đặc biệt là Mikhail
Lômônôxốp đã có những cống hiến quan trọng trong lĩnh vực chế tạo máy
công cụ của nước Nga như thiết kế máy tiện hình cầu.
Vào cuối thế kỷ XVIII, cơ giới hóa quá trình gia công kim loại bằng cắt
gọt được giải quyết nhờ những phát minh của nhà bác học người Anh Henry
Maudsley. Trên cơ sở kế thừa những kết quả nghiên cứu của các nhà khoa
học, ông cùng các cộng sự đã nghiên cứu hoàn thiện các mẫu máy tiện đã có
và chế tạo mẫu máy tiện vạn năng mới (hình 1.1). Nhờ các máy tiện vạn năng
mà nhiều chi tiết máy được chế tạo,đóng góp tích cực cho sự phát triển ngành
chế tạo máy ở nước Anh lúc bấy giờ .
Sau đó, một học trò của H.Mauslay là R.Robert đã nghiên cứu hoàn
thiện mẫu máy của H.Mauslay cơ cấu truyền động giống như các máy tiện
đang dùng hiện nay (hình 1.2).
4
Hình 1.1. Mẫu máy tiện của H.Maudslay
Hình 1.2. Mẫu máy tiện của R.Robert
Ngày nay, nước Anh là một trong những nước công nghiệp phát triển đi
tiên phong trong lĩnh vực chế tạo máy công cụ. Ở Anh có khoảng hơn 200
hãng chế tạo máy công cụ với công suất khoảng 60000 sản phẩm trong một
năm gồm các loại máy sau: Máy tiện chiếm khoảng 38,2%, máy phay chiếm
khoảng 11,3%, máy mài chiếm khoảng 15,6%, máy CNC chiếm khoáng
9,5%... Một số hãng có sản phẩm được xuất khẩu sang nhiều nước khác nhau
trên thế giới như hãng COLCHESTER sản xuất các loại máy tiện với các mã
hiệu :CDS 6240A, CDS 6240B, CDS 6240C, CDS 6250A, CDS 6250B, CDS
6250C, CDS 6266A, CDS 6266B, CDS 6266C (hình 1.3). Hãng DUGARD
cho ra đời các loại máy tiện với các mã hiệu :EAGLE850, EAGLE1000,
EAGLE 300, EAGLE FCL-200HT, PL 20MC có công suất 11kw, tốc độ
quay 4000 v/phút, đường kính lớn nhất của phôi 650 mm, chiều đài lớn nhất
của phôi 520mm. (hình 1.4)
5
Hình 1.3. Máy tiện CDS 6266C
Hình 1.4. Máy tiện EAGLE 1000
Ở Nga, ngành chế tạo máy công cụ rất phát triển,nhiều hãng chế tạo
máy nổi tiếng thế giới đã sản xuất nhiều loại máy tiện khác nhau như hãng
IZEBSKI, xí nghiệp chế tạo máy hàng đầu của Nga có công suất 128000 thiết
bị trong một năm đã sản xuất các loại máy tiện với các mã hiệu: 1I611P,
1I611, IT42, IZ250ITV, IZ250ITP, 95TC, IZ6U, ITVM250F3.
6
Hãng MCPO KRASNƯI PROLETARI sản xuất các loại máy tiện vạn
năng với các mã hiệu như 1K62D, 1K62, MK6056, 1M63,16K20 (hình 1.5).
Hãng KRAMATORSK sản xuất các loại máy tiện vạn năng với các mã
hiệu như KJ1909, 1A680, 1A670, 1A675 (hình 1.6)... Những loại máy tiện
này có thể tiện phôi với đường kính từ 1400mm đến 1600mm, công suất động
cơ 130 HP, tốc độ trục chính 2,5 - 2800 vòng/phút. Sản phẩm của hãng được
xuất khẩu đến hơn 50 nước trên thế giới.
Hình 1.5. Máy tiện mã hiệu 16K20
Hình 1.6. Máy tiện 1A 670
7
Cộng hòa liên bang Đức là một trong những nước công nghiệp phát
triển đi đầu trong xuất khẩu máy công cụ. Nước Đức có khoảng 433 hãng sản
xuất máy ,trung bình xuất xưởng khoảng 206 nghìn sản phẩm trong một năm
bao gồm máy mài, máy doa chiếm 20,1%, máy tiện CNC chiếm 16,2%, máy
phay chiếm 13,8%, máy tiện chiếm 12,35%...
Ngay từ những năm đầu của thế kỷ XIX, sản xuất công nghiệp ở ĐỨC
phát triển nhu cầu máy móc để cơ giới hóa các quá trình sản xuất rất lớn đòi
hỏi ngành chế tạo máy phải có các loại máy công cụ có năng suất cao, chất
lượng tốt. Để giải quyết vấn đề này công ty Pittler, Ludwiglowe đã nghiên
cứu sản xuất máy tiện Revôle tự động đầu tiên dùng phôi phanh. Cho tới nay,
ở Đức vẫn tiếp tục nghiên cứu sản xuất máy tiện có chất lượng cao như hãng
OPTIMUM đã cho ra đời các loại máy tiện vạn năng có mã hiệu OPTI D
320x630, OPTI D 320x630 DPA, OPTI D 320x920 (hình 1.7)… có đường
kính trục chính 38 mm, công suất động cơ 2 HP, tốc độ trục chính 65 - 1800
vòng/phút.
Hãng PROMA sản xuất các loại máy tiện với mã hiệu SPB400 ROMA,
SPB 400 PROMA, SPB550 PROMA, SPA500 PROMA, SPA500P PROMA
SPA700 PROMA (hình1.8)...
Hãng Traub sản suất các loại máy tiện CNC như TNA400, TNS30D,
TNS60, TND360, TND400…, có công suất 30 - 35 HP, tốc độ trục chính 7 4000 vòng/phút. Hãng Gildemeister đã sản xuất ra các loại máy tiên CNC có
độ chính xác cao như CTX400E, CTX600E, CT60EPL2, CT40EPL, CTX
300… (hình 1.9) có công suất 15 - 33 HP, tốc độ trục chính 20 - 5000
vòng/phút.
8
Hình 1.7. Máy tiện mã hiệu OPTI D320×920
Hình 1.8. Máy tiện mã hiệu SPA 700 PROMA
9
Hình 1.9. Máy tiện CNC mã hiệu CTX 300
Ở Nhật Bản, hãng Washino đã sản suất các loại máy tiện vạn năng có
mã hiệu LEO-80A, LEO-125A, LE0-19J…, có đường kính trục chính 50 - 54
mm, công suất động cơ 3 HP, tốc độ trục chính tư 50-1500 vòng/phút. Hãng
TAKISAWA sản suất các loại máy tiện vạn năng có mã hiệu TLS-130, TLS550, LL-100, LLA-1000, TAC360, TAC800, TAC 510... (hình 1.10) có
đường kính trục chính 190 mm, công suất động cơ 3 HP, tốc độ trục chính 83
- 1800 vòng/phút.
Trong lĩnh vực máy tự động CNC, hãng TAKISAWA (Nhật) sản xuất
các loại máy tiện CNC mang mã hiệu TMM-200, TMM250, TY-2000, TY200CS… (hình 1.11) có công suất 20 - 30 HP, tốc độ trục chính 20 - 6000
vòng/phút
10
Hình 1.10. Máy tiện mã hiệu TAC510
Hình 1.11. Máy tiện mã hiệu TMM200
Hãng DEZHOU LONG (Trung Quốc) sản suất các loại máy tiện vạn
năng
mã
hiệu
CU580M,
CU630/1000,
CU630/1500,
CU630/2000,
CU630/3000, CU730/1500, CU730/5000, CA 6150B/1000, CA6150B/2000,
CA6150B/3000, CW6130B/1500, CW6130/3000…(hình1.12), có đường kính
11
trục chính 50 - 70 mm, công suất động cơ 2.5 – 3.0 HP, tốc độ trục chính từ
70 - 1400 vòng/phút, hãng ZHENG ZHOU (Trung Quốc) sản suất các loại
máy tiện vạn năng có mã hiệu FL - 400B, FL - 450B, FL – 500B, FL-600B…
có đường kính trục chính 65 - 80 mm, công suất động cơ 6 - 10 HP, tốc độ
trục chính 22 - 1800 vòng/phút.
Hình 1.12. Máy tiện mã hiệu CW6130/3000
Tình hình sản xuất và sử dụng máy tiện ở một số nước nêu ở trên cho
thấy rằng: Gia công các chi tiết máy bằng phương pháp tiện là phương pháp
gia công thông dụng cho nên đã có nhiều loại máy tiện 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 tiện thì nghiên cứu hoàn
thiện,nâng cao chất lượng máy và quá trình sử dụng máy đã được quan tâm
trong nhiều công trình nghiên cứu ở Nga và những nước có nền công nghiệp
phát triển. Các nghiên cứu tập trung vào các hướng chủ yếu sau
- Nghiên cứu hoàn thiện chế độ cắt gọt khi gia công các chi tiết;
-Nghiên cứu hoàn thiện các thông số hình học của dao cắt;
- Nghiên cứu sử dụng các vật liệu mới làm dao cắt;
- Nghiên cứu nâng cao năng suất lao động và chất lượng sản phẩm.
Tiện là phương pháp gia công kim loại bằng cắt gọt có bề dày lịch sử
phát triển đã thu hút được sự quan tâm của nhiều học giả
12
Công trình [25] của tác giả Anokhina A.H. đã thực hiện việc nghiên
cứu nâng cao chất lượng bề mặt gia công khi tiện vật liệu kim loại khó gia
công với tốc độ lớn. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng sử dụng loại dao cắt
làm bằng vật liệu sứ có độ cứng 90 HRA rất phù hợp với tốc độ cắt 600 800m/phút, lượng ăn dao 0.05 - 0.1mm/vòng và chiều sâu cắt 0.15 - 0.25mm
cho năng suất cao và đảm bảo độ chính xác và chất lượng bề mặt khi gia
công. Tuy nhiên, khi ở chế độ cắt với tốc độ nhỏ dưới 300 m/phút, lượng ăn
dao lớn hơn 0.15mm/vòng và chiều sâu cắt lớn hơn 0.3mm bề mặt gia công
đạt chất lượng không cao.
Các tác giả Boguslavski V.A., Ivtrenko T.G. trong công trình [26] đã
nghiên cứu tối ưu hóa chế độ cắt gọt khi tiện vật liệu khó gia công có tính đến
giới hạn của nhiệt độ. Trên cơ sở nghiên cứu qui luật thay đổi của dòng nhiệt
và nhiệt độ tại vùng cắt gọt phụ thuộc vào tốc độ cắt, lượng ăn dao. Sử dụng
phương pháp nghiên cứu quy hoạch tuyến tính đã xác định được chế độ cắt
gọt tối ưu cho năng suất gia công cắt gọt cao nhất và đảm bảo được nhiệt độ
cho phép không làm ảnh hưởng đến chất lượng gia công tiện. Sử dụng
phương pháp nghiên cứu trong công trình này cho phép chọn chế độ cắt gọt
tối ưu ở các điều kiện khác nhau khi tiện vật liệu khó gia công...
Trong công trình [32], tác giả Pustov A.A. đã nghiên cứu việc nâng cao
chất lượng sử dụng của các chi tiết máy trong công nghiệp khai thác mỏ nhờ
phương pháp gia công hợp lý và xác định chính xác các thông số kỹ thuật của
chúng.
- Nghiên cứu sử dụng các vật liệu mới làm dao cắt
Tác giả Kuznhesova A.V. trong công trình [28] đã nghiên cứu việc
nâng cao hiệu quả gia công các chi tiết máy nhờ việc sử dụng vật liệu làm dao
mới, tác giả cũng đưa được phương pháp chọn chế độ cắt, phương pháp gia
công hợp lý để đạt được hiệu quả gia công cao nhất và nâng cao chất lượng bề
mặt gia công.
- Nghiên cứu hoàn thiện các thông số hình học của dao cắt.
13
Trong công trình [34] tác giả Skrưnhikov V.C. đã nghiên cứu hoàn
thiện kết cấu của dao tiện gắn các mảnh gồm nhiều cạnh để tăng tính vạn
năng của nó.
- Nghiên cứu hoàn thiện chế độ cắt gọt khi gia công các chi tiết…
Trong công trình [35] Tác giả Phômenkô R.N. đã nghiên cứu sự ảnh
hưởng của các lớp chất phủ chống mòn cho dao đến thông số kỹ thuật của quá
trình cắt gọt khi tiện kim loại. Bằng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm,
tác giả đã khảo sát sự ảnh hưởng của các lớp chất phủ chống mòn dao khác
nhau đến thông số kỹ thuật của quá trình căt gọt như lực cắt, hệ số ma sát giữa
phôi và mặt trước của dao cắt, nhiệt độ vùng cắt gọt… và đưa ra một số kết
luận dựa trên các kết quả nghiên cứu.
Việc xác định được sự ảnh hưởng của các lớp phủ chống mòn của dao
cắt đến chất lượng cắt và hướng đến nhiệt độ cắt tối ưu, lực cắt… cho phép
xác định được các chỉ tiêu về bề mặt gia công và chế độ cắt tối ưu bằng
phương pháp tính toán.
Sử dụng chế độ cắt tối ưu khi sử dụng dao cắt có phủ lớp chống mòn
cho phép tăng tốc độ cắt và năng suất gia công vì chất phủ chống mòn cho
dao cắt có hệ số ma sát nhỏ, có tác dụng làm giảm lực cản cắt và nhiệt độ
vùng cắt gọt.
1.2. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy tiện ở nước ta
Hiện nay, cả nước có khoảng 40.000 máy công cụ đang được sử dụng
trong các doanh nghiệp cơ khí, trong đó 30% là máy tiện, góp phần rất lớn
vào quá trình sản xuất các loại máy móc, thiết bị đơn lẻ hoặc đồng bộ, phục
vụ cho ngành cơ khí chế tạo máy cũng như các lĩnh vực cơ khí chuyên ngành
khác. Phần lớn các loại máy tiện này đều được sản xuất ở Liên xô cũ và các
nước Đông Âu từ những năm 60 - 70 của thế kỷ XX và được nhập về Việt
Nam dưới dạng viện trợ, hoặc theo các nguồn vốn vay dài hạn. Các loại máy
tiện này đều có một đặc điểm chung là độ bền cao, vận hành dễ dàng, mạch
điện điều khiển của máy đều sử dụng rơle, công tắc, sử dụng các loại hộp số,
14
các cơ cấu, bộ truyền động truyền thống để điều khiển các chuyển động của
máy. Thế hệ máy tiện này thường chưa được trang bị các hệ thống đo gắn liền
với máy.
Một số loại máy tiện được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam được nhập từ
Liên xô cũ như: 16K20; 16K20P; máy tiện 1M63/3000 có đường kính mâm
cặp 630 mm, khoảng cách chống tâm 3000mm, công suất 14KW; máy tiện
PC3 1020/5000 có đường kính mâm cặp 1020 mm, khoảng cách chống tâm
5000mm, công suất 22KW; máy tiện STANKO 1100/5000 có đường kính
mâm cặp 110 mm, khoảng cách chống tâm 5000mm, công suất 24 KW...
(hình1.13). Một số loại máy tiện được nhập từ Cộng hòa liên bang Đức như
máy tiện, Tongil 0232-0233, Tongil 0235-0236, Tongil TIPL 4/SP 400x1050
(hình 1.14)…, có đường kính mâm cặp từ 58 mm, đường kính lỗ trục chính
20-50 mm, công suất động cơ 3-4.9 Kw, tốc độ trục chính 60-1600 vòng/phút,
những máy tiện này có chất lượng gia công khá chính xác.
Hình 1.13. Máy tiện STANKO 1100/5000
15
Hình 1.14. Máy tiện TONGIL TIPL 4SP
Trong một vài năm gần đây, máy tiện Đài Loan được nhập vào nước ta
mang mã hiệu: DY-410G, DY480G, DY-510G, FM-1330 (hình1.15) có
đường kính phôi từ 330 mm đến 510mm, chiều dài chống tâm 750÷ 3100mm,
công suất động cơ 2.2÷5.6Kw, tốc độ trục chính 23 - 1300 vòng/phút.
Hình 1.15. Máy tiện FM 1330
Ngay từ thập kỷ 70 của thế kỷ trước, nhà máy cơ khí Hà Nội đã sản
xuất được máy tiện đầu tiên của Việt Nam và tiếp tục nghiên cứu chế tạo ra
