BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ĐỨC MẬU NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ĐỨC MẬU NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY X6332Z LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Hà Nội – 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ĐỨC MẬU NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG TRÊN MÁY PHAY X6332Z Chuyên ngành: Kỹ thuật máy thiết bị giới hố nơng lâm nghiệp Mã Số: 60.52.14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS HOÀNG VIỆT Hà Nội - 2012 i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, suốt thời gian qua nhận quan tâm, giúp đỡ nhiều tập thể cá nhân Nhân dịp cho phép tơi bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học TS Hoàng Việt dành nhiều thời gian bảo tận tình cung cấp nhiều tài liệu có giá trị cho tơi suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp Tơi trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu cán giáo viên, công nhân viên chức Trường Đại học Lâm nghiệp giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành nhiệm vụ; Chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Cao đẳng nghề LILAMA.1, nơi công tác, nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho chúng tơi tiến hành thí nghiệm, khảo nghiệm máy ứng dụng kết nghiên cứu vào sản xuất Tôi trân trọng cảm ơn CBVC Công ty cổ phần khí lắp máy LILAMA, Ninh Bình, Trung tâm thực nghiệm Khoa Cơ khí chế tạo- Trường cao đẳng nghề giới Ninh Bình, đồng nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ, đóng góp ý kiến bổ ích việc gia cơng khảo nghiệm thực tế, hồn thiện kết luận văn Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Những nội dung tham khảo, trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày 12 tháng 08 năm 2012 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lê Đức Mậu ii MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Mục lục ii Danh mục chữ viết tắt iv Danh mục ký hiệu sử dụng luận văn iv Danh mục bảng vii Danh mục hình viii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .3 1.1 Tình hình nghiên cứu gia cơng cắt gọt phương pháp phay máy phay giới 1.2 Công nghệ thiết bị gia công phay sản xuất Việt Nam 1.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn vấn đề nghiên cứu 12 Chương MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .13 2.1 Mu ̣c tiêu nghiên cứu 13 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 13 2.3 Nội dung/ nhiệm vụ nghiên cứu 14 2.4 Phương pháp nghiên cứu 14 2.4.1 Các phương pháp nghiên cứu chung 14 2.4.2 Nội dung phương pháp luận nghiên cứu thực nhiệm 16 Chương CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 29 3.1 Khả công nghệ thông số kỹ thuật máy phay X6332Z 29 3.2 Động học động lực học trình phay 30 3.2.1 Động học trình phay 30 3.2.2 Động lực học trình cắt 35 iii 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tiêu chi phí lượng riêng 40 3.4.1 Chất lượng bề mặt gia công 42 3.4.2 Độ nhám bề mặt gia công 44 3.4.3 Các tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công 45 3.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công 47 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 52 4.1 Mục tiêu thực nghiệm tham số điều khiển 52 4.1.1 Mục tiêu thực nghiệm 52 4.1.2 Các tham số điều khiển khoảng giới hạn chúng 52 4.2 Thiết bị đo phương pháp đo 53 4.3 Kết thực nghiệm đơn yếu tố 54 4.3.1 Ảnh hưởng vận tốc cắt đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 54 4.3.2 Ảnh hưởng lượng chạy dao đến chi phí lượng riêng độ nhám bề mặt 57 4.4 Kết thực nghiệm đa yếu tố 62 4.4.1 Mã hóa yếu tố ảnh hưởng ma trận kế hoạch thí nghiệm 62 4.4.2 Xác định mơ hình tốn hàm chi phí lượng riêng N r 63 4.4.3 Xác định mơ hình toán hàm độ nhám bề mặt Ra 65 4.4.4 Chuyển phương trình hồi quy hàm mục tiêu dạng thực 66 4.4.5 Xác định giá trị tối ưu thông số V, S 67 4.4.6 Gia công chi tiết với thông số tối ưu V, S 69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC iv DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT X6332Z Mã hiệu máy phay CNC Máy gia công cắt gọt điều khiển số MAC Hãng sản xuất máy công cụ Đức PDM-600 Mã hiệu máy phay CNC Đức KDVM1000L Mã hiệu máy phay CNC Nhật OPT Phần mềm xử lí số liệu TCVN 2511-95 Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Ký hiệu Tên gọi Đơn vị Ra Sai lệch profin trung bình cộng (độ nhám bề mặt) µm Rz Chiều cao nhấp nhơ profin theo mười điểm µm Δsm Sai lệch độ song song mặt phẳng chi tiết gia cơng µm V = Vn Vận tốc cắt m/ph Sz Lượng chạy dao mm/răng Sv Lượng chạy dao vòng mm/vòng Sph Lượng chạy dao phút mm/ph Chiều sâu phay chiều sâu cắt mm Z Số dao phay ω Góc nghiêng lưỡi cắt dao phay trụ xoắn Góc hai kề t = t0 độ radian γ1 ; α Góc trước góc sau đo tiết diện mặt đầu độ γ ; αn Góc trước góc sau đo tiết diện pháp A-A độ D Đường kính dao phay trụ xoắn mm h Chiều cao dao phay trụ xoắn mm f Chiều rộng mặt sau dao phay trụ xoắn mm v A-A Tv Tiết diện pháp dao phay trụ xoắn Khoảng cách hai kề đo theo cung mm trịn đường kính D: Ttr Bước chiều trục dao mm Tn Bước pháp tuyến đo tiết diện pháp A-A mm Q Lực tổng tác dụng lên xoắn kN P Phản lực cắt dao kN Pz, Px, Py Hệ thống lực cắt dao theo hướng tiếp tuyến, kN pháp tuyến theo chiều trục dao Pztb Lực vòng trung bình kN ΔLd Độ giãn dài dao µm Nc Công suất cắt kW J Độ cứng vững hệ thống công nghệ Phk Lực tác dụng theo phương hướng kính bề mặt kN/m kN gia cơng σb Giới hạn bền vật liệu gia công Ld chiều dài công xôn dao mm F Tiết diện dao cắt mm2 xmax Trị số thu thập lớn đại lượng nghiên cứu xmin Trị số thu thập bé đại lượng nghiên cứu x Sai số trung bình mẫu S Sai tiêu chuẩn S2 Phương sai mẫu S% Hệ số biến động R Phạm vi biến động Sk Độ lệch Ek Độ nhọn phân bố χn Xác định luật phân bố χtt2 Tiêu chuẩn tính toán kG/mm2 vi χ2 b Tiêu chuẩn bảng ∆% Sai số tương đối Y S 2max Giá trị trung bình đại lượng nghiên cứu Phương sai lớn N thí nghiệm S 2u Phương sai thí nghiệm thứ u với số lần lặp lại mu mu Số lần lặp lại điểm thí nghiệm Yui Giá trị thông số điểm u, lần lặp thứ i Yui Giá trị trung bình thơng số điểm u S 2y Phương sai thay đổi thông số vào X gây nên Se2 Ước lượng phương sai nhiễu thực nghiệm gây Y0 Giá trị trung bình chung thơng số tính cho toàn thực nghiệm: K* Số hệ số hồi quy có nghĩa ˆ Y u Giá trị đối số Y K Số yếu tố ảnh hưởng 1; 2 Các hàm tỷ lệ tối ưu Hàm tối ưu tổng quát nct Dung lươ ̣ng mẫu cần thiế t τ Chỉ tiêu Student Gtt Giá trị tính tốn Gb Giá trị thống kê chuẩn Kohren vii DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng TT 4.1 4.2 4.3 4.4 Trang Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lượng riêng vận tốc cắt thay đổi 54 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm độ nhám bề mặt vận tốc cắt thay đổi 56 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm chi phí lượng riêng lượng chạy dao thay đổi 58 Tổng hợp giá trị tính tốn hàm độ nhám bề mặt lượng chạy dao thay đổi 60 4.5 Giá trị mã hóa X1, X2 62 4.6 Ma trận thí nghiệm kế hoạch trung tâm hợp thành 63 viii DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Máy phay CNC PDM-600 1.2 Máy phay CNC KDVM 1000L 3.1 Máy phay X6332Z 29 3.2 Các dạng dao phay thông dụng 30 3.3 Thành phần kết cấu dao phay trụ xoắn 31 3.4 Quỹ đạo lưỡi cắt vận tốc cắt phay 34 3.5 Hệ thống lực cắt phay 36 3.6 Thành phần lực phay dao phay trụ xoắn 38 3.7 Các dạng bề mặt gia công 43 3.8 Độ nhám bề mặt 44 4.1 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến chi phí lượng riêng 55 4.2 Đồ thị ảnh hưởng vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt 57 4.3 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao S đến chi phí lượng riêng Nr 4.4 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt Ra 59 61 4.5 Ảnh hưởng vận tốc cắt lượng chạy dao chi phí lượng riêng Nr 64 4.6 Ảnh hưởng vận tốc cắt lượng chạy dao hàm độ nhám bề mặt 66 ĐẶT VẤN ĐỀ Chế tạo máy nói chung, lắp đặt máy nói riêng lĩnh vực quan trọng kinh tế quốc dân Phạm vi sử dụng sản phẩm ngành chế tạo máy rộng rãi Trong xu tồn cầu hóa, để nâng cao sức cạnh tranh trình hội nhập cần phát triển sản xuất theo hướng tối giảm chi phí gia cơng sở đảm bảo nâng cao chất lượng sản phẩm Tối ưu hóa q trình sản xuất công cụ hữu hiệu để đạt mục tiêu Tuy nhiên tối ưu hóa tồn q trình sản xuất nói chung, chế tạo khí nói riêng tốn lớn giải sau thực nhiệm vụ tối ưu hóa nguyên cơng q trình gia cơng Nghiên cứu tối ưu hóa ngun cơng nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật nguyên công mà tạo liệu quan trọng phục vụ việc tự động hóa q trình chuẩn bị cơng nghệ, rút ngắn thời gian khối lượng lao động chuẩn bị sản xuất, đồng thời tạo điều kiện cho việc điều khiển nguyên công tiến tới tự động hóa q trình sản xuất Khi tố i ưu hoá các chế đô ̣ của các quá trình công nghê ̣, cũng các chế đô ̣ làm viê ̣c máy gia công sẽ diễn viêc̣ giải nhiề u bài toán Một vấn đề mấu chốt cần phải giải để nâng cao hiệu kinh tế - kỹ thuật trình gia cơng chế tạo khí phải xác định chế độ cắt tối ưu cho nguyên công khác điều kiện sản xuất cụ thể Máy phay X6332Z thiết bị chủ đạo phục vụ đào tạo sản xuất Trường Cao đẳng nghề LILAMA.1, máy với tính gia cơng mặt phẳng, mặt định hình, mặt xoắn ren… Tuy nhiên q trình gia cơng sản xuất chi tiết, sản phẩm khí chuyển giao cơng nghệ sở cịn có nhiều bất cập chất lượng, suất thấp, giá thành cao làm hạn chế tính cạnh tranh sản phẩm, gây khơng khó khăn khâu tiêu thụ Có nhiều nguyên nhân làm cho chi phí sản xuất cao, chất lượng sản phẩm thấp có ngun nhân chưa có nghiên cứu tạo lập sở khoa học xác định ảnh hưởng yếu tố đến chất lượng gia cơng, chưa đề cập đến mơ hình tốn học tốn tối ưu hóa qúa trình nghiên cứu sử dụng hiệu thiết bị điều kiện gia công vật liệu, sản phẩm cụ thể Hơn nữa, công nghệ sản xuất không ngừng phát triển đổi Nhiều vấn đề từ thực tiễn sản xuất nước đặt ra: Với qui mô sản xuất vừa nhỏ loại hình thiết bị phù hợp? Hầu hết thiết bị nhập từ nước ngoài, thiếu nhiều tài liệu sử dụng, để có suất, chất lượng giá thành sản phẩm gia công tối ưu cần giải nhiệm vụ cụ thể nào? Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn nêu trên, đồng ý Hội đồng Khoa học - Công nghệ sở đào tạo Sau đại học trường Đại học Lâm Nghiệp, tiến hành thực luận văn tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố chế độ cắt đến chi phí lưọng riêng chất lượng bề mặt gia công máy phay X6332Z ” Kết nghiên cứu đề tài sẽ tài liệu cần thiết cho tính tốn thiết kế, cải tiến sử dụng hiệu thiết bị phục vụ đào tạo cán kỹ thuật thực tiễn sản xuất, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm hiệu sản xuất 3 Chương TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu gia cơng cắt gọt phương pháp phay máy phay giới Phay phương pháp gia cơng cắt gọt dụng cụ cắt quay tròn tạo chuyển động cắt Chuyển động tiến dao thơng thường máy, có dao máy dao thực theo hướng khác Theo nguyên liệu sản phẩm gia công hướng nghiên cứu phân gia công kim loại gia công vật liệu phi kim loại Gia công kim loại phương pháp phay dùng rộng rãi nước công nghiệp phát triển từ nửa sau kỷ 19 Từ đến nay, trải qua thời kỳ dài phát triển, q trình phay - q trình gia cơng học - trình chế tạo sản phẩm thông dụng ngành chế ta ̣o máy thu hút ý nhiều học giả Nhiều cơng trình khoa học việc xây dựng phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại phải kể đến nhà bác học Xô Viết (Liên Xô cũ) giáo sư viện sĩ V.A Arsinop, giáo sư G.C Andrev, V.F Bobrov, C.H Philonenko, Iacố p Bachisep, Paven Dakhaba, Lép Sôbakin, nhà bác ho ̣c Mỹ Boston O.W., Ernst H., Merchant M.E.,… Lý thuyết cắt gọt kim loa ̣i sâu nghiên cứu qúa trình tạo phoi, lực phát sinh trình gia cơng giới, cơng suất thiết bị, chất lượng sản phẩm gia công… đại lượng cần thiết, chúng làm sở cho việc lựa chọn hình dáng, tính tốn kích thước cơng cụ cắt, tính tốn thiết kế sử dụng hợp lý thiết bị công cụ gia cơng Nhiều cơng trình sâu nghiên cứu cắt gọt chuyên dùng như: phay, tiện G.C Andrev, A.V Rudnev, V.F Bobrov; sở lý thuyết mài nhẵn E H Maclov… đưa phân tích cụ thể động học trình cắt gọt Đó cơng trình lớn bao gồm vấn đề lý thuyết kinh nghiệm thực tế gia công kim loại mà giới lúc có cơng trình nghiên cứu tương tự đời Vào thập kỷ 70 kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loa ̣i ngày hồn chỉnh với cơng trình nghiên cứu lực phát sinh q trình gia cơng kim loại học nghiên cứu đầy đủ xác sở vật lý trình cắt, tượng nhiệt trình cắt Lực cắt đơn vị qui luật lực cắt xác định thông qua công thức lý thuyết [15, 42, 47] Nghiên cứu trình cắt vật theo hướng kết hợp lý thuyết thực nghiệm nhà khoa học giới tiến hành như: M.P Semko, E.M.Trent; Granôpxki (Nga); V Gazda (Tiệp Khắc cũ); P Korecky (Pháp); J Shinozuka (Nhật); Bhattacharya A (Ấn Độ) với kết luận quan trọng sơ đồ cắt động học, tạo phoi, yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt Chế độ cắt đặc trưng ba thông số: vận tốc cắt, lượng chạy dao chiều sâu cắt Chế độ cắt ảnh hưởng lớn đến chất lượng gia công, tiêu hao lượng suất máy Nhiều cơng trình nhà khoa học tập trung nghiên cứu ảnh hưởng thông số chế độ cắt đến lực cắt, hao mịn cơng cụ cắt, rung động hệ thống công nghệ “ Máy - dao cắt đồ gá - chi tiết gia công” tượng lý - hóa xảy vùng cắt Điển hình cơng trình nhà bác học Nga Granơpxki phân nhóm sơ đồ cắt động học, cơng trình Zorev N.N lực cắt phận dao cắt, cơng trình nhà khoa học Đức Kronenberg, Friedrich, Hippler… qui luật lực cắt, công trình lý thuyết thực nghiệm nhà khoa học Sokolovski, Kasirin, Tlusty, Tolias, Bhattacharya … sâu xác hóa nhận thức ngun lý qui luật tự rung gia công, hay công trình nhà khoa học Ostermann, Laladze, Malkin, Smith phương pháp giải tích trường nhiệt độ dụng cụ cắt, phoi chi tiết gia công 5 Trong lĩnh vực gia công vật liệu phi kim loại mà điển hình vật liệu gỗ với đặc tính phức tạp (không đồng bất đẳng hướng) có nhiều cơng trình tiếng khoa học cắt gọt gỗ, vật liệu từ gỗ Năm 1870, tỷ suất lực cắt lần giáo sư tiến sĩ I A Time xác định cho trường hợp cắt đơn giản phương pháp thực nghiệm [17, 22, 41] Năm 1933, giáo sư tiến sĩ M A Đesevôi tổng hợp xây dựng hoàn chỉnh lý thuyết cắt gọt gỗ Năm 1939, ông cho đời sách “Kỹ thuật gia cơng gỗ”, cơng trình lớn bao gồm vấn đề lý thuyết kinh nghiệm thực tế gia công gỗ mà giới lúc chưa có cơng trình nghiên cứu tương tự đời [17] Tỷ suất lực cắt theo tính tốn lực cắt, cơng suất cắt, công suất đẩy phay gỗ giáo sư tiến sĩ A L Bersatski xác định công thức thực nghiệm [17, 41] Nghiên cứu trình cắt gỗ theo hướng kết hợp lý thuyết thực nghiệm nhà khoa học Mỹ tiến hành C Fraz [37], với kết luận quan trọng tạo phoi, yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt, chất lượng gia công GS TS B.M.Buglai nghiên cứu độ nhẵn phần lớn dạng gia công gỗ mà phay, bào quan tâm nhiều Nguyên lý cấu tạo, tính cơng nghệ máy cơng cụ, máy cắt kim loại nói chung, máy gia công phay nói riêng đã các nhà khoa ho ̣c nghiên cứu từ sớm Nhiều kiểu loại máy phay thiết kế, chế tạo máy phay nằm, máy phay đứng, máy phay giường, máy phay vạn năng, máy phay chun mơn hóa chun dùng v.v… Cùng với phát triển trình phay, dao phay ngày cải tiến hoàn thiện với nhiều kiểu loại khác Nhiều hãng giới PLL (Pittler Ludnig Low - Đức), Tập đoàn LMT (Leitz metalworking technology), RSK (Anh) tiếng với máy công cụ cắt đại… Nhằm không ngừng nâng cao khả làm việc công cụ cắt, nhiều cơng trình sâu nghiên cứu động học, động lực học q trình gia cơng Điển hình cơng trình G.I.Granovski, A.M Danielian; A.S Kondratiev [1, 5] Nghiên cứu máy thiết bị cắt kim loại vật liệu phi kim loại khác, nhà khoa học Spirindonov A.A, Fedorov V.B., Molchanov G.I., Aliabiev V.I., F.M Manjốt, N V Makovski,… [18,19,20,22,44] rõ chất lượng gia công bao gồm chất lượng bề mặt gia cơng độ xác gia cơng tiêu quan trọng đánh giá chất lượng máy thiết bị, biểu thị hoàn thiện kỹ thuật việc sử dụng chúng để tạo sản phẩm Chất lượng gia công phụ thuộc vào nhiều yếu tố, với điều kiện sản xuất cụ thể sẽ có tiêu đánh giá định lượng thơng qua biểu thức toán học miêu tả tác động tương hỗ yếu tố ảnh hưởng tới chúng Nghiên cứu hồn thiện cơng nghệ thiết bị sản xuất gia công kim loại, vật liệu phi kim loại phục vụ sản xuất nước phát triển giới Nga, Mỹ, Đức, Nhật, Thụy Điển, Úc… nghiên cứu sâu rộng Nhiều hãng tiếng như: MAC (Đức) sản xuất loại máy phay CNC mã hiệu PDM-600 (hình 1.1); Hãng Kaida (Nhật) với máy mã hiệu KDVM1000L (hình 1.2) Thế hệ máy thực phay 3D, 4D 5D, ngồi máy thực ngun cơng tiện, khoan, doa, tarơ, v.v Độ xác lặp lại 0.01- 0.003 (mm) Điều khiển trục x, y, z hiệu phay theo chiều thẳng đứng, tiện, doa theo mặt tọa độ XY, XZ, YZ Cổng truyền liệu RS232 thích hợp với chương trình CIMCO9.6 pro Bộ điều khiển Fanuc, Hanuc, Simenuc, Heidelheil, v.v Do tiến khoa học - công nghệ, trang thiết bị dùng cho trình gia cơng cắt gọt ngày đại dẫn tới vốn đầu tư cho sản xuất ngày tăng Nếu chế độ công nghệ không hợp lý sẽ không khai thác hết khả thiết bị, gây lãng phí lớn hiệu thu sẽ khơng đủ bù cho chi phí sản xuất đặc biệt khấu hao Hình 1.1 Máy phay CNC PDM-600 Hình 1.2 Máy phay CNC KDVM 1000L thiết bị Vì vậy, vấn đề mấu chốt cần giải để giảm chi phí gia cơng phải nghiên cứu xác định chế độ cắt tối ưu cho nguyên công ứng với điều kiện gia công cụ thể để cung cấp liệu cho việc chuẩn bị công nghệ Vấn đề mơ hình hóa tối ưu hóa q trình cơng nghệ gia cơng với phương pháp luận đại, nghiên cứu cắt gọt kim loại nhà khoa học, giáo sư C.C Rudnik, E.I Pheldstein, G Spur, W Koenig, F Klocke,… tập trung nghiên cứu và phát triể n rô ̣ng với nhiều cơng trình tiếng tối ưu hóa q trình gia cơng cắt gọt [1, 5, 30, 36] Chế độ cắt gọt - tổ hợp thông số vận tốc cắt, lượng chạy dao chiều sâu cắt vấn đề có tầm quan trọng, đặc biệt nghiên cứu sử dụng thiết bị công nghệ Chế độ cắt hợp lý góp phần định đến chất lượng suất gia cơng Tối ưu hóa q trình cắt gọt nghiên cứu phát triển mạnh nước công nghiệp tiên tiến Đức, Mỹ, Nhật, Nga, Pháp, Thụy Sĩ,… Ở nước song song với việc nghiên cứu tối ưu hóa chế độ cắt người ta tiến hành xây dựng ngân hàng liệu chế độ gia công để tạo lập sở cho việc tự động hóa chuẩn bị cơng nghệ Điển hình lĩnh vực có cơng trình nghiên cứu C.C Rudnik, F Lierath, W Koenig, K Essen, gia cơng gỗ có A.A.Pizurin, M.S.Rozenblit [ 1, 5, 36, 45] 1.2 Công nghệ thiết bị gia công phay sản xuất Việt Nam Trong kinh tế quốc dân, ngành Cơ khí đóng vai trị quan trọng Ngay từ đời, ngành cơng nghiệp khí nước ta Đảng Nhà nước xác định ngành có vai trị then chốt ưu tiên phát triển, có nhiều nhà máy khí lớn xây dựng, có nhiều trung tâm đào tạo, nghiên cứu đời Theo số liệu thống kê, số lươ ̣ng sở khí có khoảng 53.000 sở và số lượng công nhân tham gia trực tiế p khoảng 500.000 lao đô ̣ng chiế m khoảng 12% lao đô ̣ng công nghiêp̣ nước, góp phần đáng kể cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước 9 Máy phay thiết bị chủ đạo ngành chế tạo máy tập trung thiết kế chế tạo nước từ thập niên 60 kỷ 20 Trải qua thời kỳ dài phát triển có nhiều loại máy phay sử dụng nhiều doanh nghiệp, xưởng khí vừa nhỏ Thời gian gần trước yêu cầu cao chất lượng sản phẩm khí phải nhập nhiều máy đại với mức độ tự động hóa cao Các máy phay thông dụng nhập từ Đài Loan, Hàn Quốc, máy CNC công nghệ CAD-CAM-CNC nhập chủ yếu từ Đức, Nhật Trong lĩnh vực đào tạo nghiên cứu máy công cụ có nhiều thành tựu nghiên cứu ứng dụng Những nghiên cứu tác động tương hỗ công cụ (máy gia công) đối tượng gia cơng gồm số cơng trình nghiên cứu tác giả như: Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý “Nguyên lý gia công vật liệu” [15] Các tác giả đưa sở lý luận khoa học gia công kim loại cắt go ̣t, gia công vật liệu phi kim loại phương pháp gia công Về thiết bị gia cơng kim loại nói chung, máy phay kim loại nói riêng nhà khoa học Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Đức Lộc, Phạm Đắp giới thiệu tài liệu “Máy cắt kim loại” [20] Những nghiên cứu phương pháp tiń h toán và tra cứu chế đô ̣ cắ t hợp lý hỗ trợ cho viêc̣ ho ̣c tâ ̣p, sử du ̣ng và điề u khiể n thiết bi ̣ cắ t kim loa ̣i đã đươ ̣c các tác giả Nguyễn Ngo ̣c Đào, Trầ n Thế San, Hồ Viế t Bình giới thiêụ tài liệu “Chế đô ̣ cắ t gia công khi” Nguyễn Văn Huyền “Cẩm nang kỹ thuật khí” [10] Động học động lực học trình phay vật liệu gỗ tác giả Hoàng Nguyên giới thiệu giáo trình “Nguyên lý cắt gọt gỗ” năm 1980 [17] 10 Ngun lý cấu tạo, tính cơng nghệ phân loại máy phay vật liệu gỗ tác giả Hồng Việt đề cập nhiều giáo trình “Máy thiết bị chế biến gỗ” năm 2003, [22] Trong tài liệu “Tối ưu hóa q trình gia cơng cắt gọt” PGS.TS Nguyễn Trọng Bình [1] đưa nhiều cơng trình nghiên cứu GS Friedhelm Lierath Viện trưởng Viện công nghệ đảm bảo chất lượng, trường Đại học tổng hợp kỹ thuật Magdeburg Cộng hòa liên bang Đức – giáo sư danh dự nhiều trường đại học giới, phương pháp tối ưu hóa q trình gia cơng cắt gọt Trong khẳng định vai trị nghiên cứu mơ tả toán học ảnh hưởng yếu tố chế độ cắt đến chất lượng gia công, giá thành sản phẩm có vai trị định để tạo lập mơ hình tốn học tốn tối ưu hóa Vấn đề miêu tả tốn học q trình gia cơng gỗ giới T.S Hồng Việt đề cập chuyên đề nghiên cứu, giảng dành cho học viên cao học [23, 24, 27] Liên quan tới mơ tả tốn học ảnh hưởng thông số chế độ gia công cắt vật liệu thép xây dựng đề cập đề tài luận văn "Nghiên cứu máy GMC 2400w sử dụng cắt vật liệu thép xây dựng" Thạc sĩ Nguyễn Văn Kiều [28] Kết nghiên cứu cho thấy dạng lưỡi cắt, vận tốc cắt, vận tốc đẩy ảnh hưởng lớn đến hai tiêu chi phí lượng riêng suất cắt vật liệu thép xây dựng Nhận xét Liñ h vực khí chế ta ̣o, lắp đặt máy công tác nói chung và gia công phay nói riêng có những bước phát triển đáng kể Tuy nhiên, từ bước sang chế thị trường, ngành khí Việt Nam bộc lộ nhiều yếu kém, vấn đề cộm khả cạnh tranh ngành hạn chế thị trường nước Thị trường tiêu thụ sản phẩm bị thu hẹp, không đủ ... Nghiệp, tiến hành thực luận văn tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu ảnh hưởng số yếu tố chế độ cắt đến chi phí lưọng riêng chất lượng bề mặt gia công máy phay X6332Z ” Kết nghiên cứu đề tài sẽ tài... DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP LÊ ĐỨC MẬU NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ YẾU TỐ CHẾ ĐỘ CẮT ĐẾN CHI PHÍ NĂNG LƯỢNG RIÊNG VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT GIA CÔNG... vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt 57 4.3 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao S đến chi phí lượng riêng Nr 4.4 Đồ thị ảnh hưởng lượng chạy dao S đến độ nhám bề mặt Ra 59 61 4.5 Ảnh hưởng vận tốc cắt lượng