Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí năng lượng riêng khi gia công bánh răng trên máy phay vạn năng

i

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do- Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN
- Tôi cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất kỳ
cơng trình nghiên cứu nào.
- Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ cơng trình nghiên
cứu nào đã cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh
giá luận văn của Hội đồng khoa học.

Cần Thơ, ngày 14 tháng 5 năm 2018
Người cam đoan
( Tác giả ký và ghi rõ họ tên)

Trần Thanh Phong


ii

LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hoàn thành luận văn này cho phép tơi được bày tỏ lịng biết ơn
chân thành và sâu sắc tới Thầy giáo hướng dẫn khoa học PGS.TS. Dương Văn Tài,
đã dành rất nhiều thời gian chỉ bảo tận tình và giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này.
Trân trọng cảm ơn lãnh đạo nhà trường, phòng sau Đại học, khoa Cơ điện và
Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi
hồn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.
Trân trọng cảm ơn lãnh đạo phân hiệu và ban khoa học công nghệ Phân hiệu
Đại học Lâm nghiệp Miền Nam đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành

khóa học và luận văn tốt nghiệp này.
Trân trọng cảm ơn lãnh đạo Trường Cao Đẳng Cơ Điện Nam Bộ ( Ơ Mơn
Cần Thơ), Trường Cao Đẳng Nghề Cần Thơ đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho
tơi hồn thành nhiệm vụ học tập và nghiên cứu của mình.
Trân trọng cảm ơn các Nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp
nhiều ý kiến quý báu trong suốt q trình làm và hồn chỉnh luận văn.
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ cơng trình
nào khác.
Cần Thơ, ngày 14 tháng 5 năm 2018
Tác giả luận văn

Trần Thanh Phong


iii

MỤC LỤC
Trang
TRANG PHỤ BÌA
LỜI CAM ĐOAN........................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii
MỤC LỤC ................................................................................................................ iiii
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ............................................................. vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..................................................................................... iix
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ..................................................................... iix
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu......................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu. ...............................................................................................2
3. Phạm vi nghiên cứu. ................................................................................................2

3.1. Thiết bị nghiên cứu. .............................................................................................2
3.2 . Đối tượng nghiên cứu..........................................................................................2
4. Nội dung nghiên cứu. ..............................................................................................3
4.1. Nghiên cứu lý thuyết: ...........................................................................................3
4.2. Nghiên cứu thực nghiệm: .....................................................................................3
5. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................................3
5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ......................................................................3
5.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ................................................................3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...........................................4
1.1. Khái quát về máy phay. ........................................................................................4
1.1.1. Phương pháp chép hình .....................................................................................4
1.1.2. Phương pháp bao hình.......................................................................................5
1.1.3. Đặc điểm của quá trình cắt răng ........................................................................5
1.2. Các cơng trình nghiên cứu về cơng nghệ gia cơng bằng máy phay trên thế giới ........5
1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu máy cơng cụ và thiết bị gia công phay trong
sản xuất ở Việt nam. ..................................................................................................11


iv

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn đề nghiên cứu.......................................16
1.5. Những vấn đề tồn tại cần nghiên cứu giải quyết. ...............................................17
Chương 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU ..........................................................................................................19
2.1. Mục tiêu nghiên cứu...........................................................................................19
2.2. Nội dung nghiên cứu. .........................................................................................19
2.3. Giới hạn đối tượng và thiết bị nghiên cứu. ........................................................19
2.4. Đối tượng gia công cắt gọt và thiết bị nghiên cứu .............................................20
2.4.1. Đối tượng gia công cắt gọt. .............................................................................20
2.4.2. Thiết bị nghiên cứu. ........................................................................................20

2.5. Phương pháp nghiên cứu. ...................................................................................22
2.5.1. Các phương pháp nghiên cứu chung. ..............................................................22
2.5.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ...........................................................23
Chương 3: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI ...........................................................36
3.1. Khả năng công nghệ và các thông số kỹ thuật của máy phay Full mark
FVH1AS. ...................................................................................................................36
3.2. Động học và động lực học quá trình phay .........................................................36
3.2.1. Động học của quá trình phay ..........................................................................36
3.2.2. Động lực học của quá trình cắt .......................................................................53
3.3. Chất lượng gia công: ............................................................................................58
3.3.1. Chất lượng bề mặt gia công. ..............................................................................58
3.3.2. Độ nhám bề mặt gia công. .................................................................................60
3.3.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công. .................................................61
3.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công...........................................62
3.4. Xác định chế độ cắt hợp lý trong quá trình phay ...............................................66
3.4.1. Xác định tốc độ cắt khi phay ...........................................................................66
3.4.2. Chọn chiều sâu cắt t (mm) ..............................................................................67
3.4.3. Tính lượng chạy dao Sz (mm/răng) ...............................................................67
3.4.4. Kiểm nghiệm công suất máy. ..........................................................................68


v

3.4.5. Tính thời gian máy ..........................................................................................68
Chương 4: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA
MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ CHI PHÍ NĂNG
LƯỢNG RIÊNG KHI GIA CÔNG BÁNH RĂNG TRÊN MÁY PHAY VẠN
NĂNG Full mark FVH1AS ......................................................................................69
4.1. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ..............................................................69
4.1.1. Chọn phương pháp nghiên cứu .......................................................................69

4.1.2. Chọn hàm mục tiêu nghiên cứu ......................................................................69
4.1.3. Chọn tham số ảnh hưởng đến hàm mục tiêu ...................................................71
4.2. Phương pháp xác định hàm mục tiêu. ................................................................72
4.2.1. Phương pháp xác định chi phí điện năng riêng ...............................................72
4.2.2. Phương pháp xác định độ nhám bề mặt gia công ...........................................73
4.3. Thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo. ....................................................................74
4.3.1. Thiết bị thí nghiệm ..........................................................................................74
4.3.2. Dụng cụ đo ......................................................................................................74
4.4. Kết quả thí nghiệm đơn yếu tố ...........................................................................75
4.4.1. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến chi phí điện năng riêng ......................................76
4.4.2. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt .................................................77
4.4.3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao (S) đến chi phí điện năng riêng....................78
4.4.4. Ảnh hưởng của lượng chạy dao (S) đến độ nhám bề mặt ...............................79
4.4.5. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt (t) đến chi phí điện năng riêng .........................79
4.4.6. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt( t) đến độ nhám bề mặt ....................................80
4.5. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố ..........................................................................81
4.5.1. Chọn vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của thông số đầu vào ...........82
4.5.2. Xây dựng ma trận thực nghiệm .......................................................................83
4.5.3. Kết quả thí nghiệm đa yếu tố ..........................................................................83
4.6. Xác định giá trị tối ưu của tham số ảnh hưởng ..................................................86
4.6.1. Lựa chọn phương pháp giải bài tốn tối ưu ....................................................86
4.6.2. Xác định giá thơng số sử dụng hợp lý của máy phay FVH1AS......................89


vi

4.6.3. Thực nghiệm phay theo chế độ tối ưu .............................................................90
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................91
1. Kết luận .................................................................................................................91
2. Kiến nghị................................................................................................................91

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC


vii

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Tên

Đơn vị

Nr

Chi phí năng lượng riêng

Nđ

Cơng suất chi phí của động cơ

kW

T

Thời gian làm việc để thực hiện được khối lượng công việc M

giây

M

Khối lượng công việc thực hiện trong thời gian T

m3

Nc

Công suất của máy

kW

m

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

Vx

Tốc độ chạy dao

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 (độ nhám bề mặt gia cơng)

Rz

Chiều cao nhấp nhơ trung bình của profin

v

Tốc độ cắt

vòng/ph

S

Lượng ăn dao

mm/phút

t

Chiều sâu cắt

mm

hz

Mức độ mòn mặt sau của dao cắt



Góc nghiêng chính

Độ

1

Góc nghiêng phụ

Độ



Góc mũi dao

Độ



Góc trước

Độ



Góc sau chính

Độ



Góc cắt

Độ

kWh/m3

vịng/ph
m/p

m


viii



Góc sắc

c

Số lượng nhóm

K

Khoảng chia nhóm

a

Số tổ được chia

n

Số lần thí nghiệm

xmax, min
St
S%

Trị số thu nhập lớn nhất, bé nhất của đại lượng nghiên cứu
Sai tiêu chuẩn
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

Ῡ

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

Độ


ix

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Tên bảng

TT

Trang

3.1

Dao phay đĩa môđun và các thơng số của dao.

82

3.2

Bộ dao phay mơđun 8 dao.

82

4.1

Mức thí nghiệm của các thơng số đầu vào.

82

4.2

Bảng ma trận thí nghiệm Boks - Benken 3 thông số đầu vào.

82

4.3

Kết quả thí nghiệm phay bánh răng theo chế độ tối ưu.

82

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

TT

Tên hình

Trang

1.1

Sơ đồ cắt răng bằng phương pháp chép hình

4

1.2

Sơ đồ cắt răng bằng phương pháp xọc răng

5

2.1

Máy phay vạn năng Full mark FVH1AS

82

3.1

Các dạng dao phay chủ yếu

82

3.2

Phay bánh răng trụ răng thẳng trên trục ngang

82

3.3

Các thơng số hình học cơ bản của hai bánh răng trụ răng thẳng ăn

82

khớp
3.4

Dao phay đĩa môđun.

42

3.5

Sơ đồ tác dụng của lực khi cắt tự do

43

3.6

Vận tốc cắt khi phay

46

3.7

Quỹ đạo lưỡi cắt và vận tốc cắt khi phay.

47

3.8

Thông số lớp cắt khi phay (phay bằng dao trụ)

49

3.9

Chiều dày cắt khi phay bằng dao phay trụ

49

3.10

Các thành phần lực cắt khi phay

51

3.11

Hệ thống lực cắt khi phay

54

3.12

Thành phần lực khi phay bằng dao phay trụ răng xoắn

56


x

3.13

Các dạng bề mặt gia công

59

3.14

Độ nhám bề mặt

60

4.1

Sơ đồ xác định độ nhấp nhô tế vi

70

4.2

Thiết bị đo Fluke nối máy tính

74

4.3

Máy đo nhám TR 200

75

4.4

Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến chi phí năng lượng riêng

76

4.5

Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt

77

4.6

Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chi phí điện năng riêng

77

4.7

Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt gia cơng

77

4.8

Ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến chi phí điện năng riêng

80

4.9

Ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt gia cơng

81

4.10

Q trình thí nghiệm đa yếu tố

84


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu.
Chế tạo máy là một ngành quan trọng của nền kinh tế quốc dân. Phạm vi sử
dụng sản phẩm của ngành chế tạo máy rất rộng rãi. Từ con tàu vũ trụ cho đến giày,
dép và quần áo - tất cả những sản phẩm này đều được chế tạo ra nhờ các máy và
thiết bị khác nhau.
Trong xu thế toàn cầu hố, để nâng cao sức cạnh tranh trong q trình hội
nhập chúng ta cần phát triển sản xuất theo hướng tối giảm chi phí gia cơng trên cơ
sở đảm bảo và nâng cao chất lượng sản phẩm.
Tối ưu hoá quá trình sản xuất là một cơng cụ hữu hiệu để đạt được mục tiêu
đó. Tuy nhiên tối ưu hố tồn bộ q trình sản xuất nói chung, trong chế tạo cơ khí
nói riêng là một bài tốn rất lớn và chỉ có thể giải quyết được sau khi đã thực hiện
được nhiệm vụ tối ưu hố các ngun cơng của q trình gia cơng cơ.
Nghiên cứu tối ưu hố ngun công chẳng những nâng cao hiệu quả kinh tế kỹ thuật của từng ngun cơng mà cịn tạo ra các dữ liệu quan trọng phục vụ việc tự
động hoá quá trình chuẩn bị cơng nghệ, rút ngắn thời gian và khối lượng lao động
khi chuẩn bị sản xuất, đồng thời còn tạo ra các điều kiện cơ bản cho việc điều khiển
ngun cơng tiến tới tự động hố q trình sản xuất.

Khi tối ưu hoá các chế độ của các q trình cơng nghệ, cũng như các chế độ
làm việc của máy gia công sẽ diễn ra việc giải nhiều bài toán. Một trong những vấn
đề mấu chốt cần phải giải quyết để nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của q
trình gia cơng chế tạo cơ khí là phải xác định được chế độ cắt tối ưu cho từng
nguyên công khác nhau trong từng điều kiện sản xuất cụ thể.
Máy phay vạn năng là thiết bị chủ đạo phục vụ đào tạo và sản xuất, máy với
tính năng gia cơng các mặt phẳng, các mặt định hình, các mặt xoắn ren, bánh
răng… Tuy nhiên quá trình gia cơng sản xuất các chi tiết, sản phẩm cơ khí và
chuyển giao cơng nghệ ở các cơ sở cịn có nhiều bất cập như chất lượng, năng suất
thấp, giá thành cao làm hạn chế tính cạnh tranh của sản phẩm, gây khơng ít khó
khăn trong khâu tiêu thụ. Có nhiều nguyên nhân làm cho chi phí sản xuất cao, chất


2

lượng sản phẩm thấp nhưng trong đó có nguyên nhân chính là chưa có nghiên cứu
tạo lập cơ sở khoa học xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến chất lượng gia cơng,
chưa đề cập đến mơ hình tốn học bài tốn tối ưu hố q trình và nghiên cứu sử
dụng hiệu quả thiết bị trong điều kiện gia công vật liệu, sản phẩm cụ thể.
Hơn nữa, công nghệ sản xuất không ngừng phát triển và đổi mới. Nhiều vấn
đề từ thực tiễn sản xuất trong nước đang đặt ra: Với qui mơ sản xuất vừa và nhỏ loại
hình thiết bị nào là phù hợp? Hầu hết các thiết bị được nhập từ nước ngoài, thiếu
nhiều tài liệu sử dụng, vậy để có được năng suất, chất lượng và giá thành sản phẩm
gia công tối ưu cần giải quyết nhiệm vụ cụ thể nào?
Xuất phát từ những yêu cầu thực tiễn nêu trên, được sự đồng ý của Hội đồng
Khoa học - Công nghệ cơ sở đào tạo Sau đại học trường Đại học Lâm Nghiệp,
chúng tôi tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu ảnh
hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí năng lượng
riêng khi gia công bánh răng trên máy phay vạn năng”. Kết quả nghiên cứu của
đề tài sẽ là tài liệu cần thiết cho tính tốn thiết kế, cải tiến và sử dụng hiệu quả các

thiết bị phục vụ đào tạo cán bộ kỹ thuật và thực tiễn sản xuất, góp phần nâng cao
chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
- Xuất phát từ những lý do thực hiện đề tài đã nêu ở trên chúng tôi đặt mục
tiêu nghiên cứu là:
- Xác định được ảnh hưởng của một số thơng số đến độ nhám bề mặt và chi
phí năng lượng riêng khi gia công bánh răng trên máy phay vạn năng Full mark
FVH1AS , trên cơ sở đó xác định được chế độ sử dụng hợp lý của nó.
3. Phạm vi nghiên cứu.
Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau:
3.1. Thiết bị nghiên cứu.
- Thiết bị nghiên cứu là máy phay vạn năng Full mark FVH1AS
3.2 . Đối tượng nghiên cứu.
- Vật liệu gia công là thép chế tạo máy sau nguyên công Đúc C45


3

4. Nội dung nghiên cứu.
- Với phạm vi nghiên cứu đã trình bày ở phần trên. Để đạt được mục tiêu của
đề tài chúng tôi tập trung giải quyết những nội dung sau:
4.1. Nghiên cứu lý thuyết:
Nội dung nghiên cứu lý thuyết cần giải quyết các vấn đề sau:
- Xây dựng mơ hình tính tốn chế độ cắt trong q trình gia cơng bánh răng
trụ răng thẳng.
- Lập cơng thức tính tốn năng suất và chi phí năng lượng riêng trong q
trình gia cơng bánh răng trụ răng thẳng.
- Khảo sát các thông số ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt sản
phẩm và chi phí năng lượng riêng để làm cơ sở xác định chế độ sử dụng hợp lý của
máy phay.

4.2. Nghiên cứu thực nghiệm:
Nghiên cứu thực nghiệm để xác định qui luật ảnh hưởng của một số thông số
đến chất lượng bề mặt sản phẩm và chi phí năng lượng riêng trong q trình gia
công bánh răng trụ răng thẳng. Từ kết quả nghiên cứu thực nghiệm giải bài toán tối
ưu để xác định chế độ sử dụng hợp lý của máy phay Full mark FVH1AS.
5. Phương pháp nghiên cứu
5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
- Dựa vào lý thuyết gia công cắt gọt trên các máy cơng cụ để thiết lập cơng
thức tính lực tác dụng lên dao phay.
5.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Sử dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm trong chế tạo máy để xác
định hàm mục tiêu, trên cơ sở đó thiết lập được tương quan giữa hàm mục tiêu với
tham số ảnh hưởng.
- Sử dụng phương pháp giải bài tốn tối ưu để tìm ra chế độ sử dụng hợp lý
của máy phay.


4

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái quát về máy phay.
Phay là phương pháp gia công cắt gọt trong đó dụng cụ cắt quay trịn tạo ra
chuyển động cắt. Chuyển động tiến dao thông thường do máy, cũng có khi do dao
hoặc do cả máy và dao cùng thực hiện theo các hướng khác nhau. Theo nguyên liệu
và sản phẩm được gia cơng có thể phân ra gia công kim loại và gia công vật liệu phi
kim loại.
Bánh răng là chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong truyền động cơ
khí nói chung. Phương pháp chủ yếu để tạo răng là gia công cắt gọt. Các bánh răng
có độ chính xác thấp có thể được tạo hình bằng phương pháp cán. Tạo răng bằng

dụng cụ cắt có lưỡi có thể thực hiện bằng phương pháp chép hình và phương pháp
bao hình.
1.1.1. Phương pháp chép hình
Bản chất của phương pháp này là prôphin răng của chi tiết được chép lại
theo prơfin lưỡi cắt của dao.

Hình 1.1. Sơ đồ cắt răng bằng phương pháp chép hình
a.Dùng dao phay đĩa mơđun; b.Dùng dao phay ngón mơ đun
- Phương pháp này thường được dùng trong sản xuất nhỏ và vừa hoặc sửa
chữa bánh răng vì có thể dùng trên các máy phay vạn năng có đầu phân độ.


5

1.1.2. Phương pháp bao hình.
Gia cơng răng theo phương pháp này được tiến hành theo nguyên lý ăn khớp
của hai bánh răng hoặc một bánh răng và một thanh răng, trong đó một là dụng cụ
cắt một là chi tiết gia công. Phương pháp này dùng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt.

Hình 1.2. Sơ đồ cắt răng bằng phương pháp xọc răng
1.1.3. Đặc điểm của quá trình cắt răng
- Tiết diện lớp cắt của mỗi răng thay đổi trong q trình gia cơng.
- Các phần khác nhau của lưỡi cắt chịu tác dụng lực khơng như nhau, bởi vì
chúng có tốc độ khác nhau và cắt những lớp tiết diện khác nhau.
- Các dao cắt răng khơng có thơng số hình học tối ưu, bởi vì chúng có hình dạng
rất phức tạp và một số dao cắt khi gia công thực hiện các chuyển động phức tạp.
1.2. Các công trình nghiên cứu về cơng nghệ gia cơng bằng máy phay trên thế giới
Phay là phương pháp gia công cắt gọt trong đó dụng cụ cắt quay trịn tạo ra
chuyển động cắt. Chuyển động tiến dao thông thường do máy, cũng có khi do cả
máy và dao cùng thực hiện theo các hướng khác nhau. Quá trình phay kim loại là

q trình gia cơng bằng cơ học một trong những q trình chế tạo sản phẩm thơng
dụng nhất của ngành chế tạo máy đã thu hút sự chú ý của nhiều học giả vì vậy nhiều
cơng trình khoa học trong việc xây dựng và phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại ra
đời. Lý thuyết cắt gọt kim loại đi sâu nghiên cứu về quá trình tạo phoi, các lực phát
sinh trong q trình gia cơng bằng cơ giới, cơng suất thiết bị, chất lượng sản phẩm
khi gia công...những đại lượng này rất cần thiết, chúng làm cơ sở cho việc lựa chọn


6

hình dáng, tính tốn kích thước của các cơng cụ gia cắt, tính tốn thiết kế và sử
dụng hợp lý các thiết bị và các công cụ gia công.
Năm 1780, Giáo sư trường Đại học Mỏ địa chất Petecbua I.A. Time cơng bố
cơng trình: Sức bền của kim loại và của gỗ khi cắt gọt. Trong đó, q trình biến
dạng của kim loại khi hình thành phoi lần đầu tiên được nghiên cứu vì vậy cơng
trình này được coi là điểm bắt đầu của lý thuyết cắt gọt kim loại và tác giả của nó là
người sáng lập ra lý thuyết cắt gọt.
Năm 1893, Giáo sư trường Đại học Công nghệ Kharcốp K.A.Z vôzưkin đã
xuất bản cuốn sách "Công và lực cần thiết để tách phoi kim loại". Trong cuốn sách
tác giả đã đưa ra phương pháp nghiên cứu để xác định lực tác dụng lên dao cắt, lực
ma sát ở mặt trước và mặt sau của lưỡi cắt và bằng lý thuyết ông đã chứng minh
rằng áp lực tác dụng lên mặt trước của lưỡi cắt tạo ra lực ma sát giữa các phoi khi
cắt và cản trở chúng chuyển động. Ngoài ra một phần đáng kể trong cuốn sách dành
cho việc nghiên cứu sự phụ thuộc của lực cắt vào chiều dày của phoi.
Nhiều cơng trình đi sâu giải quyết các vấn đề chuyên môn sâu trong lý thuyết
cắt gọt như quá trình biến dạng bề mặt kim loại khi cắt, hiện tượng nhiệt và mòn
dụng cụ...Một số cơng trình chủ yếu được cơng bố trong thời gian này như: V. A
Krioukhôvưi "Sự biến dạng của các lớp mặt kim loại trong q trình cắt gọt.; I.M.
Bexprơzvanưi "Cơ sở vật lý của lý thuyết cắt gọt kim loại"; C.F. Glebovưi "Cơ chế
biến dạng dẻo khi cắt gọt kim loại" C.F.Glebovưi "Cơ chế biến dạng dẻo khi cắt gọt

kim loại". A.I.Ixaevưi "Quá trình hình thành lớp mặt khi gia cơng kim loại". A.M.
Đanhielian "Mịn dụng cụ và hiện tượng nhiệt khi cắt gọt kim loại...
Vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loại ngày càng được
hồn chỉnh với những cơng trình nghiên cứu mới về lực phát sinh trong q trình
gia cơng kim loại bằng cơ học được nghiên cứu đầy đủ hơn và chính xác hơn về cơ
sở vật lý của q trình cắt, hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt.
Nghiên cứu quá trình cắt gọt kim loại theo hướng kết hợp lý thuyết và thực
nghiệm đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới tiến hành như: M.P.Semko,
E.M.Trent, G.I. Granôvxki (Nga); V. Grazda (Tiệp Khắc cũ); P.Kôrecky (Pháp);


7

Shinozuka (Nhật Bản); Bhattachaya (Ấn Độ)...với những kết luận quan trọng về các
sơ đồ cắt động lực học, quá trình hình thành phoi, các yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt.
Trong q trình gia cơng kim loại, chế độ cắt ảnh hưởng rất lớn đến chất
lượng gia công, tiêu hao năng lượng và năng suất của máy gia cơng vì vậy nghiên
cứu xác định chế độ cắt tối ưu nhằm nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm
được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
Trong cơng trình nghiên cứu, 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
quy hoạch thực nghiệm phi tuyến. Với hàm mục tiêu là giá thành sản phẩm [31].
Trong cơng trình của tác giải Ruđina. I. A đã nghiên cứu nâng cao hiệu quả
gia công bề mặt các chi tiết máy nhờ chọn thơng 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 một vài năm gần đây, việc sử dụng các chi tiết máy làm bằng vật liệu

khó gia cơng từ hợp chất những chất không gỉ, chịu được axit, 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 như
sắt, niken, manhê, nhôm và các kim loại khác. Tuy nhiên khi gia công các chi tiết
làm bằng hợp chất 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 tác giả Kirukhin D.E 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 mịn 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 tốc độ cao 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.


8

Nghiên cứu nâng cao chất lượng sản phẩm trong quá trình phay các vật liệu
khác nhau là vấn đề mang tính thời sự cũng được quan tâm nghiên cứu.
Trong cơng trình, tác giả Gilaev.E.V xây dựng được lý thuyết mới miêu tả
quá trình phay thực hiện chuyển động quay và chuyển động dọc trục quay. Trên cơ
sở phân tích quan hệ giữa răng cắt và vật liệu trong quá trình gia công đã xây dựng
được phương pháp xác định lực cắt khi phay có tính đến dao động dọc trục và độ tù
của cạnh cắt. Xác định được chế độ làm việc tối ưu cho thiết bị mới để gia cơng gót
giầy đảm bảo được phay đi lượng dư vật liệu và đạt được độ bóng theo yêu cầu, [29].
Trong cơng trình tác giả Kovalevski A.V đã nghiên cứu nâng cao năng suất,
độ chính xác khi gia cơng mặt chi tiết định hình làm từ hợp kim chịu nhiệt niken
bằng phương pháp phay. Tác giả đã xây dựng được phương pháp xác định các
thông số công nghệ cho phép nâng cao độ chính xác gia cơng, giảm độ nhám bề mặt
chi tiết, nâng cao năng suất và độ cứng vững của dao cắt 2  2,5 lần khi phay chi

tiết làm bằng hợp kim chịu nhiệt niken.
Trong cơng trình 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 cơng. 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, [34].
Chế độ cắt được đặc trưng bởi ba thông số: vận tốc cắt, lượng chạy dao và
chiều sâu cắt. Chế độ cắt ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng gia công, tiêu hao năng
lượng và năng suất các máy. Nhiều cơng trình của các nhà khoa học đã tập trung
nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến lực cắt, sự hao mịn của
dụng cụ cắt, rung động của hệ thống cơng nghệ “ Máy - dao cắt - đồ gá - chi tiết gia
công” cũng như các hiện tượng lý - hố xảy ra trong vùng cắt. Điển hình là cơng
trình của nhà bác học Nga Granơpxki về phân nhóm các sơ đồ cắt động học, công


9

trình của Zorev N.N. về các lực cắt trên các bộ phận của dao cắt, các cơng trình của
các nhà khoa học Đức Kronenberg, Friedrich, Hippler… về các qui luật cơ bản của
lực cắt, các cơng trình lý thuyết và thực nghiệm của các nhà khoa học Sokolovski,
Kasirin, Tlusty, Tolias, Bhattacharya … đã đi sâu và chính xác hố nhận thức về
nguyên lý và qui luật tự rung khi gia cơng, hay các cơng trình của các nhà khoa học
Ostermann, Laladze, Malkin, Smith về phương pháp giải tích của trường nhiệt độ
trong dụng cụ cắt, phoi và chi tiết gia công.
Trong lĩnh vực gia công vật liệu phi kim loại mà điển hình là vật liệu gỗ với
đặc tính phức tạp (khơng đồng nhất và bất đẳng hướng) đã có nhiều cơng trình nổi
tiếng về khoa học cắt gọt gỗ, vật liệu từ gỗ. Năm 1870, tỷ suất lực cắt lần đầu tiên

được giáo sư tiến sĩ I. A. Time xác định cho các trường hợp cắt đơn giản bằng
phương pháp thực nghiệm.
Năm 1933, giáo sư tiến sĩ M. A. Đesevơi đã tổng hợp và xây dựng hồn
chỉnh lý thuyết cắt got gỗ. Năm 1939, ông cho ra đời cuốn sách “Kỹ thuật gia cơng
gỗ”, đó là một cơng trình lớn bao gồm các vấn đề về lý thuyết và những kinh
nghiệm thực tế trong gia công gỗ mà trên thế giới lúc đó chưa có cơng trình nghiên
cứu tương tự nào ra đời.
Tỷ suất lực cắt và theo đó tính tốn lực cắt, cơng suất cắt, cơng suất đẩy khi
phay gỗ đã được giáo sư tiến sĩ A. L. Bersatski xác định bằng công thức thực nghiệm.
Nghiên cứu quá trình cắt gỗ theo hướng kết hợp lý thuyết và thực nghiệm đã
được các nhà khoa học Mỹ tiến hành như C. Fraz, với những kết luận quan trọng về
sự tạo phoi, các yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt, chất lượng gia công. GS. TS.
B.M.Buglai đã nghiên cứu độ nhẵn phần lớn các dạng gia công gỗ mà phay, bào
được quan tâm nhiều nhất.
Nguyên lý cấu tạo, tính năng công nghệ của các máy công cụ, máy cắt kim
loại nói chung, các máy gia cơng phay nói riêng đã được các nhà khoa học nghiên
cứu từ khá sớm. Nhiều kiểu loại máy phay được thiết kế, chế tạo như máy phay
nằm, máy phay đứng, máy phay giường, máy phay vạn năng, máy phay chun
mơn hố và chun dùng v.v… Cùng với sự phát triển của quá trình phay, dao phay
ngày càng được cải tiến và hoàn thiện với nhiều kiểu loại khác nhau.


10

Nhiều hãng trên thế giới như PLL (Pittler Ludnig Low - Đức), Tập đoàn
LMT (Leitz metalworking technology), RSK (Anh) đã nổi tiếng với những máy và
công cụ cắt hiện đại…
Nhằm không ngừng nâng cao khả năng làm việc của các cơng cụ cắt, nhiều
cơng trình đã đi sâu nghiên cứu động học, động lực học q trình gia cơng. Điển
hình là các cơng trình của G.I.Granovski, A.M. Danielian; A.S. Kondratiev.

Nghiên cứu về máy và thiết bị cắt kim loại và các vật liệu phi kim loại khác,
các nhà khoa học Spirindonov A.A, Fedorov V.B., Molchanov G.I., Aliabiev V.I.,
F.M. Manjốt, N. V. Makovski,… đã chỉ rõ chất lượng gia công bao gồm chất lượng bề
mặt gia cơng và độ chính xác gia công là những chỉ tiêu quan trọng đánh giá chất
lượng máy và thiết bị, biểu thị sự hoàn thiện kỹ thuật trong việc sử dụng chúng để tạo
ra các sản phẩm. Chất lượng gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố, với từng điều kiện
sản xuất cụ thể sẽ có các chỉ tiêu đánh giá định lượng thơng qua những biểu thức toán
học miêu tả sự tác động tương hỗ của những yếu tố ảnh hưởng tới chúng.
Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ và thiết bị sản xuất gia công kim loại, vật liệu phi
kim loại phục vụ sản xuất đã được các nước phát triển trên thế giới như Nga, Mỹ, Đức, Nhật,
Thụy Điển, Úc… nghiên cứu sâu rộng. Nhiều hãng nổi tiếng như: MAC (Đức) sản xuất các
loại máy phay CNC Hãng Kaida (Nhật). Thế hệ các máy này có thể thực hiện phay 3D,
4D và 5D, ngồi ra máy có thể thực hiện các ngun cơng như tiện, khoan, doa, tarô, v.v...
Do tiến bộ của khoa học - công nghệ, các trang thiết bị dùng cho q trình
gia cơng cắt gọt ngày càng hiện đại dẫn tới vốn đầu tư cho sản xuất ngày càng tăng.
Nếu chế độ công nghệ không hợp lý sẽ không khai thác hết khả năng của thiết bị,
gây lãng phí lớn và hiệu quả thu được sẽ không đủ bù cho chi phí sản xuất đặc biệt
là khấu hao thiết bị. Vì vậy, một trong những vấn đề mấu chốt cần giải quyết để
giảm chi phí gia cơng là phải nghiên cứu xác định chế độ cắt tối ưu cho từng
nguyên công ứng với các điều kiện gia công cụ thể để cung cấp dữ liệu cho việc
chuẩn bị công nghệ.
Vấn đề mơ hình hố và tối ưu hố q trình công nghệ gia công cùng với những
phương pháp luận hiện đại, nghiên cứu cắt gọt kim loại đã được các nhà khoa học, giáo sư
C.C. Rudnik, E.I. Pheldstein, G. Spur, W. Koenig, F. Klocke,…


11

Chế độ cắt gọt - tổ hợp của 3 thông số cơ bản vận tốc cắt, lượng chạy dao và
chiều sâu cắt là một trong những vấn đề có tầm quan trọng, đặc biệt là trong nghiên

cứu sử dụng thiết bị cơng nghệ. Chế độ cắt hợp lý đã góp phần quyết định đến chất
lượng và năng suất gia công. Tối ưu hố q trình cắt gọt được nghiên cứu và phát
triển rất mạnh ở các nước công nghiệp tiên tiến như Đức, Mỹ, Nhật, Nga, Pháp,
Thụy Sĩ,… Ở những nước này song song với việc nghiên cứu tối ưu hoá chế độ cắt
người ta tiến hành xây dựng ngân hàng dữ liệu về chế độ gia công cơ để tạo lập cơ
sở cho việc tự động hoá chuẩn bị cơng nghệ. Điển hình về lĩnh vực này có các cơng
trình nghiên cứu của C.C. Rudnik, F. Lierath, W. Koenig, K. Essen, và trong gia cơng gỗ
có A.A.Pizurin, M.S.Rozenblit [25], [26], [27], [28].
1.3. Tổng quan về tình hình nghiên cứu máy công cụ và thiết bị gia công phay
trong sản xuất ở Việt nam.
Trong nền kinh tế quốc dân, ngành Cơ khí đóng một vai trị rất quan trọng.
Ngay từ khi mới ra đời, ngành cơng nghiệp cơ khí ở nước ta đã được Đảng và Nhà
nước xác định là ngành có vai trị then chốt và ln được ưu tiên phát triển, đã có
nhiều nhà máy cơ khí lớn được xây dựng, có nhiều trung tâm đào tạo, nghiên cứu ra
đời. Theo số liệu thống kê, số lượng cơ sở cơ khí có khoảng 53.000 cơ sở và số
lượng công nhân tham gia trực tiếp khoảng 500.000 lao động chiếm khoảng 12%
lao động cơng nghiệp của cả nước, góp phần đáng kể trong cơng cuộc cơng nghiệp
hóa, hiện đại hóa đất nước.
Máy phay là một trong những thiết bị chủ đạo của ngành chế tạo máy do vậy
đã được tập trung thiết kế chế tạo ở trong nước từ những thập niên 60 của thế kỷ 20.
Trải qua thời kỳ dài phát triển chúng ta đã có khá nhiều loại máy phay và được sử
dụng nhiều trong các doanh nghiệp, xưởng cơ khí vừa và nhỏ. Thời gian gần đây
trước yêu cầu cao về chất lượng sản phẩm cơ khí chúng ta đã phải nhập khẩu nhiều
các máy hiện đại với mức độ tự động hoá cao. Các máy phay thông dụng được nhập
từ Đài Loan, Hàn Quốc, các máy CNC và công nghệ CAD-CAM-CNC được nhập
chủ yếu từ Đức, Nhật.
Trong lĩnh vực đào tạo và nghiên cứu về máy cơng cụ chúng ta đã có nhiều
thành tựu về nghiên cứu cơ bản và ứng dụng.

12

Những nghiên cứu về sự tác động tương hỗ giữa công cụ (máy gia công) và
đối tượng gia công gồm một số cơng trình nghiên cứu của các tác giả như: Trần Thế
Lực, Bành Tiến Long, Trần Sỹ Tuý về “Nguyên lý và dụng cụ cắt”. Các tác giả đã
đưa ra những cơ sở lý luận khoa học về gia công kim loại bằng cắt gọt, gia công các
vật liệu khác và các phương pháp gia công mới [20].
Trong công trình nghiên cứu tác giả Phạm Văn Khiêm [9], đã nghiên cứu ảnh
hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công và sai số gia công
khi phay các chi tiết máy từ vật liệu thép C45 trên máy phay Full mark FVH1AS.
Đã xây dựng được mối quan hệ giữa các thông số chế độ cắt (vận tốc cắt, lượng
chạy dao, chiều sâu phay) đến độ nhám bề mặt và độ chính xác kích thước gia công
tạo chi tiết máy dạng thanh trên máy phay Full mark FVH1AS. Đã xác định được
chế độ cắt hợp lý khi phay chi tiết máy trên máy phay Full mark FVH1AS bảo đảm
yêu cầu chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước gia cơng cao với sai số gia
công 0,194mm, độ nhám bề mặt gia công: Ra = 1,415m.
Trong cơng trình nghiên cứu, tác giả Đỗ Thị Làn [19] đã nghiên cứu nâng
cao độ chính xác biến dạng bề mặt trụ khi phay trên trung tâm gia công VMC-85S,
đã nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của máy; Đề xuất các biện
pháp cơng nghệ nhằm nâng cao độ chính xác biến 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.
Trong cơng trình nghiên cứu, tác giả Đặng Nguyệt Minh [21], đã nghiên cứu
lựa chọn chế độ cắt tối ưu 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 với gang cầu có bơi trơn tối thiểu. Trên cơ sở lý thuyết cơ sở
đến phay cũng bằng dao phay mặt đầu các bít như lực cắt, nhiệt cắt, mịn dao và lý
thuyết về bôi trơn làm nguội tối thiểu khi phay bằng dao phay mặt đầu như tác dụng
của dung dịch bôi trơn tối thiểu...đã xây dựng được 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

cơng có bơi trơn tối thiểu.


13

Trong cơng trình, tác giả Ngơ Đức Hạnh [13], đã nghiên cứu đặc tính rung
động tự kích thích và ảnh hưởng của bước tiến dao đến sự tăng trưởng của nó trong
q trình cắt kim loại với sự trợ giúp của máy tính. Tác giả đã xác định được đại
lượng đặc trưng của rung động tự kích thích và nghiên cứu ảnh hưởng của bước 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 hưởng của rung động tự kích thích nhằm đảm bảo an tồn cho hệ
thống cơng nghệ gia cơng đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Trong cơng trình nghiên cứu, tác giả Đỗ Như Hoàng [14], đã nghiên cứu ảnh
hưởng của bơi trơn làm nguội tối thiểu tới mịn dao và độ nhám bề mặt chi tiết khi
phay phẳng bằng thép 65T đã tơi bằng dao phay mặt đầu các bít. Tác giả đã tập
trung nghiên cứu các vấn đề chủ yếu như nghiên cứu mòn và cơ chế mòn dao khi
phay phẳng thép đã tôi bằng dao phay mặt đầu các bít dưới các điều kiện cắt khơ và
bơi trơn làm nguội tối thiểu; Nghiên cứu ảnh hưởng 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
cơng nghệ bơi trơn tối thiểu.
Trong cơng trình nghiên cứu, tác giả Bùi Đức Hùng [15], đã nghiên cứu ảnh
hưởng của chế độ cắt, góc nghiêng của bề mặt gia công đến tuổi bền của dao phay
cầu phủ TiAlN khi gia công khuôn thép R12 MOV qua tôi. Trong quá trình nghiên
cứu, đã xây dựng được mối quan hệ giữa chế độ cắt ở toàn bộ biên dạng dao để gia
công thép hợp kim C12MOV qua tôi đạt độ cứng 40 - 45HRC thông qua các chỉ
tiêu nhám bề mặt, bằng mơ hình tốn học về mối quan hệ giữa tốc độ cắt, góc
nghiêng phơi 0, chiều sâu cắt t = 0,5mm, lượng chạy dao s= 0,2mm/răng và tuổi bền
của dao phay TiAlN qua tôi đạt độ cứng 40 - 45HRC.

Tác giả Hồng Mạnh Cường trong cơng trình nghiên cứu " Ảnh hưởng của
chế độ cắt đến độ nhám bề mặt trên máy phay CNC" [4], đã xác định được phương
trình tương quan giữa độ nhám bề mặt gia công Ra với vận tốc cắt (v), lượng chạy
dao (S) và chiều sâu cắt (t) khi phay trên máy phay CNC


14

Tác giả Quyền Đình Biên trong cơng trình nghiên cứu: " 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" [3], bằng nghiên cứu thực nghiệm
tác giả đã thiết lập được phương trình tương quan gữa tốc độ cắt, chiều sâu cắt đến
độ nhám bề mặt gia cơng và chi phí năng lượng riêng, tuy nhiên đề tài chưa xác
định được chế độ gia công tối ưu của máy.
Tác giả Trương Văn Dũng trong cơng trình " Nghiên cứu một số thơng số ảnh
hưởng đến chi phí năng lượng riêng và độ nhán khi phay mặt phẳng bằng dao phay
mặt đầu trên máy phay TUM20VS" [6], đã xác định được ảnh hưởng của tốc độ
phay và chiều sâu cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng sản phẩm, tuy
nhiên đề tài chưa xác định được thông số tối ưu của máy.
Tác giả Ngũn Vĩnh Phúc trong cơng trình [22], đã xác định được một số
thông số gia công hợp lý khi phay bánh răng trên máy phay vạn năng Bemato BMT6000V, Luận văn chưa đề cập đến máy phay CNC
Tác giả Hồng Minh Hịa trong cơng trình [16], đã xác định được một số
thông số gia công hợp lý trên máy phay Jen Lian UH-1, tác giả chưa đề cập đến
máy phay CNC.
Tác giả Nguyễn Văn Hiếu trong công trình [17] đã xác định được chế độ gia
cơng hợp lý trên máy phay CNC DMG 635 khi gia công lỗ bạc, tác giả chưa đi sâu
nghiên cứu các dạng phay khác.
Về các thiết bị gia cơng kim loại nói chung, các máy phay kim loại nói riêng
đã được các nhà khoa học Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Đức Lộc, Phạm Đắp giới
thiệu trong tài liệu “Máy cắt kim loại”.

Những nghiên cứu chỉ ra phương pháp tính tốn và tra cứu chế độ cắt hợp lý
hỗ trợ cho việc học tập, sử dụng và điều khiển thiết bị cắt kim loại đã được các tác
giả Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình giới thiệu trong tài liệu “Chế độ
cắt gia công cơ khi” và Nguyễn Văn Huyền trong “Cẩm nang kỹ thuật cơ khí”.
Động học và động lực học quá trình phay vật liệu gỗ đã được tác giả Hồng
Ngun giới thiệu trong giáo trình “Ngun lý cắt gọt gỗ” năm 1980.


15

Ngun lý cấu tạo, tính năng cơng nghệ và phân loại các máy phay vật liệu
gỗ đã được tác giả Hồng Việt đề cập nhiều trong giáo trình “Máy và thiết bị chế
biến gỗ” năm 2003,
Trong tài liệu “Tối ưu hố các q trình gia cơng cắt gọt” PGS.TS. Ngũn
Trọng Bình đã đưa ra nhiều cơng trình nghiên cứu của GS. Friedhelm Lierath Viện
trưởng Viện công nghệ và đảm bảo chất lượng, trường Đại học tổng hợp kỹ thuật
Magdeburg Cộng hòa liên bang Đức – giáo sư danh dự của nhiều trường đại học
trên thế giới, về các phương pháp tối ưu hóa q trình gia cơng cắt gọt. Trong đó
khẳng định vai trị của nghiên cứu mơ tả tốn học sự ảnh hưởng của các yếu tố chế
độ cắt đến chất lượng gia cơng, giá thành sản phẩm có vai trị quyết định để tạo lập
các mơ hình tốn học của bài toán tối ưu hoá.
Vấn đề miêu tả tốn học các q trình gia cơng gỗ bằng cơ giới cũng đã được
T.S. Hoàng Việt đề cập trong các chuyên đề nghiên cứu, các bài giảng dành cho học
viên cao học.
Liên quan tới mơ tả tốn học ảnh hưởng của các thông số chế độ gia công khi
cắt vật liệu thép xây dựng đã được đề cập trong đề tài luận văn "Nghiên cứu máy
GMC 2400w sử dụng cắt vật liệu thép xây dựng" của Thạc sĩ Nguyễn Văn Kiều.
Kết quả nghiên cứu cho thấy dạng lưỡi cắt, vận tốc cắt, vận tốc đẩy ảnh hưởng lớn
đến hai chỉ tiêu chi phí năng lượng riêng và năng suất cắt vật liệu thép xây dựng.
Nhận xét:

Lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và gia cơng phay nói riêng có những bước
phát triển đáng kể. Tuy nhiên, từ khi bước sang cơ chế thị trường, ngành cơ khí Việt
Nam đã bộc lộ rất nhiều yếu kém, trong đó vấn đề nổi cộm nhất là khả năng cạnh
tranh của ngành rất hạn chế ngay cả ở thị trường trong nước. Thị trường tiêu thụ sản
phẩm bị thu hẹp, không đủ sức cạnh tranh với hàng hóa ngoại nhập, hoạt động sản
xuất kinh doanh gặp rất nhiều khó khăn... nhiều doanh nghiệp đứng trước nguy cơ
bị phá sản. Có nhiều nguyên nhân làm cho chi phí sản xuất cao, chất lượng sản
phẩm thấp nhưng trong đó có ngun nhân chính là chưa có nghiên cứu sử dụng
hiệu quả thiết bị.
Thiết bị cơng nghệ và các q trình gia cơng cơ vật liệu kỹ thuật trong đó có
các loại máy phay đã được nghiên cứu tương đối hồn chỉnh. Đó là những cơ sở và