Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: 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 tiện CZ6240A

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:119

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định mức độ và qui luật ảnh hưởng của một số tham số chủ yếu của chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng gia công chi tiết trục trên máy tiện CZ6240A. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật: 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 tiện CZ6240A

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP ------------------------ NGUYỄN THỊ HÒA 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 TIỆN CZ6240A 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 ------------------------ NGUYỄN THỊ HÒA 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 TIỆN CZ6240A Chuyên ngành: Kỹ thuật máy và cơ giới hóa nông - lâm nghiệp Mã số: 60. 52. 14 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. LÊ VĂN THÁI Hà Nội, 2012
i LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn này tôi luôn nhận được sự quan tâm giúp đỡ và tạo điều kiện của các tổ chức, cá nhân; nhân dịp này tôi xin gửi lời cám ơn chân thành tới: - TS Lê Văn Thái - Chủ nhiệm bộ môn Kỹ thuật cơ khí - Trường đại học lâm nghiệp là người hướng dẫn trực tiếp, đã dành nhiều thời gian, chỉ bảo tận tình và cung cấp các tài liệu khoa học. - Tập thể cán bộ, các thầy cô giáo khoa sau đại học, khoa cơ điện và công trình trường Đại học lâm nghiệp đã góp ý và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài. - Tập thể cán bộ, các thầy cô giáo Trung tâm thực hành công nghệ cao- Trường Đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định đã tạo điều kiện và hướng dẫn tôi tiến hành thực nghiệm. Tôi xin gửi lời cám ơn tới Ban lãnh đạo nhà trường, cán bộ khoa cơ khí, các bạn đồng nghiệp trường Cao đẳng nghề LILAMA 1 và trường Trung cấp nghề số 14- Bộ quốc phòng, đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài này. Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Tất cả các tài liệu tham khảo đều có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Hà Nội, ngày 5 tháng 7 năm 2012 Tác giả Nguyễn Thị Hoà
ii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cảm ơn.................................................................................................................. i Mục lục ...................................................................................................................... ii Danh mục các bảng ................................................................................................... v Danh mục các hình .................................................................................................. vi ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................... 1 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .................................. 3 1.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tiện gia công cắt gọt kim loại trên thế giới ................................................................................................... 3 1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tiện ở Việt Nam ........................ 9 1.3. Kết Luận: .............................................................................................. 12 Chương 2 MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................................................................................... 15 2.1. Mu ̣c tiêu nghiên cứu............................................................................. 15 2.2. Đố i tươ ̣ng, pha ̣m vi nghiên cứu ........................................................... 15 2.3. Nội dung/ nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................... 16 2.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 16 2.4.1. Các phương pháp nghiên cứu chung ............................................ 16 2.4.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm ..................... 18 Chương 3 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ...................... 35 3.1. Khả năng công nghệ và các thông số kỹ thuật của máy tiện CZ6240A ..................................................................................................................... 35 3.2. Động học và động lực học quá trình cắt .............................................. 35 3.2.1. Động học của quá trình cắt........................................................... 35 3.2.2. Động lực học của quá trình cắt .................................................... 41
iii 3.3. Chất lượng gia công ............................................................................. 43 3.3.1. Chất lượng bề mặt gia công .......................................................... 43 3.3.2. Độ nhám bề mặt gia công ............................................................. 45 3.3.3. Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công .......................... 46 3.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công ................... 48 3.3.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng riêng khi gia công trên máy tiện ............................................................................................ 51 3.3.6. Xác định năng suất gia công khi tiện ............................................ 54 3.3.7. Chi phí năng lượng riêng:............................................................. 56 Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM .............................. 59 4.1. Mục tiêu thực nghiệm và các tham số điều khiển ................................ 59 4.1.1. Mục tiêu thực nghiệm .................................................................... 59 4.1.2. Các tham số điều khiển và khoảng giới hạn của chúng ............... 59 4.2. Thiết bị đo và phương pháp đo ........................................................... 60 4.3. Kết quả thí nghiệm thăm dò ................................................................. 60 4.4. Kết quả thực nghiệm đơn yếu tố .......................................................... 61 4.4.1. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt và chi phí năng lượng riêng. ............................................................................................. 61 4.4.2. Ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt và chi phí năng lượng riêng. .................................................................................... 66 4.4.3. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt tới độ nhám bề mặt và chi phí năng lượng riêng .............................................................................................. 71 4.5. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố ............................................................ 76 4.5.1. Vùng nghiên cứu và các giá trị biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng....................................................................................................... 76 4.5.2. Thành lập ma trận thí nghiệm ...................................................... 77
iv 4.5.3. Tiến hành thí nghiệm theo ma trận Harley với số lần lặp lại của mỗi thí nghiệm m = 3 ............................................................................. 78 4.5.4. Xác định mô hình toán của hàm độ nhám bề mặt Ra ................... 78 4.5.5. Xác định mô hình toán của hàm chi phí năng lượng riêng Q...... 79 4.6. Lập và giải bài toán tối ưu đa mục tiêu ................................................ 81 4.7. Gia công chi tiết với các thông số tối ưu (Vtư, Stư và ttư )..................... 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1 Thông số kỹ thuật máy tiện CJK1640 6 1.2 Thông số kỹ thuật máy tiện CNC PDL - T6/8 7 1.3 Thông số kỹ thuật máy tiện CNC- HUYNDAI WIA 8 4.1 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của chiều sâu đến độ 62 nhám bề mặt Ra và chi phí năng lượng riêng 4.2 Tổng hợp các giá trị tính toán của hàm độ nhám bề mặt khi 63 vận tốc cắt thay đổi 4.3 Tổng hợp các giá trị tính toán của hàm chi phí năng lượng 65 riêng khi vận tốc cắt thay đổi 4.4 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của lượng chạy dao 66 đến độ nhám bề mặt Ra và chi phí năng lượng riêng 4.5 Tổng hợp các giá trị tính toán của hàm độ nhám bề mặt khi 68 lượng chạy dao thay đổi 4.6 Tổng hợp các giá trị tính toán của hàm chi phí năng lượng 70 riêng khi lượng chạy dao thay đổi 4.7 Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của chiều sâu cắt tới 71 độ nhám bề mặt Ra và chi phí năng lượng riêng Q 4.8 Tổng hợp các giá trị tính toán của hàm độ nhám bề mặt khi 72 chiều sâu cắt thay đổi 4.9 Tổng hợp các giá trị tính toán của hàm chi phí năng lượng 74 riêng khi chiều sâu cắt thay đổi 4.10 Mã hoá của các thông số đầu vào 76 4.11 Ma trận thí nghiệm Hartley 77 4.12 Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm độ nhám bề mặt Ra 78 4.13 Tổng hợp các giá trị xử lý được của hàm chi phí năng lương riêng. 80
vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Máy tiện CNC mã hiệu CJK1640 6 1.2 Máy tiện CNC PDL - T6/8 6 1.3 Trung tâm gia công tiện CNC- HUYNDAI WIA 8 3.1 Máy tiện CZ6240A 35 3.2 Chuyển động chính và chuyển động chạy dao khi tiện 36 3.3 Hình 3.3. Dịch chuyển của các dao cắt: 37 3.4 Hình 3.4. Dao tiện mặt ngoài: 38 3.5 Hình 3.5. Các yếu tố của chế độ cắt và lượng chạy dao dọc: 40 3.6 Hình 3.6. Hệ thống lực cắt khi tiện 41 3.7 Hình 3.7. Ảnh hưởng của chiều sâu cắt và lượng chạy dao đến 42 các tỷ lệ lực khi tiện thép 40 3.8 Hình 3.8. Các dạng bề mặt gia công: 44 3.9 Hình 3.9. Độ nhám bề mặt 45 3.10 Sơ đồ phân tích lực tác dụng lên dao cắt khi tiện 52 3.11 Sơ đồ phân tích các thành phần lực cắt khi tiện 53 4.1 Đồ thị ảnh hưởng của vận tốc cắt đến độ nhám bề mặt 64 4.2 Đồ thị ảnh hưởng của vận tốc cắt đến chi phí năng lượng riêng 66 4.3 Đồ thị ảnh hưởng của lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt 69 4.4 Đồ thị ảnh hưởng của lượng chạy dao đến chi phí năng lượng riêng 70 4.5 Đồ thị ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt 73 4.6 Đồ thị ảnh hưởng của chiều sâu cắt đến chi phí năng lượng riêng 75
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghiệp cơ khí có vai trò quan trọng trong hệ thống các ngành công nghiệp. Nó không chỉ là “quả tim” của công nghiệp nặng, mà còn là “máy cái” của nền sản xuất xã hội. Công nghiệp cơ khí cung cấp máy công cụ, máy động lực, thiết bị toàn bộ... cho tất cả các ngành kinh tế và hàng tiêu dùng cho nhu cầu của con người. Trong bối cảnh hiện nay, khi mà tất cả các ngành kinh tế - kỹ thuật trong cả nước đang cố gắng đẩy nhanh quá trình phát triển nhằm tạo ra năng suất lao động ngày càng cao và nâng cao chất lượng sản phẩm, phục vụ tốt nhu cầu của cuộc sống… Ngành cơ khí của chúng ta cũng không nằm ngoài guồng quay đó, nhưng làm thế nào để có thể từng bước thay đổi, làm thế nào để tạo ra những sản phẩm ngày càng chất lượng hơn? Tối ưu hoá quá trình sản xuất là một công cụ hữu hiệu để đạt được mục tiêu đó. Tuy nhiên tối ưu hoá toàn bộ quá trình sản xuất nói chung, trong chế tạo cơ khí nói riêng là một bài toán rất lớn và chỉ có thể giải quyết được sau khi đã thực hiện được nhiệm vụ tối ưu hoá các nguyên công của quá trình gia công cơ. Nghiên cứu tối ưu hoá nguyên công chẳng những nâng cao hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của từng nguyên công mà còn tạo ra cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ việc tự động hoá quá trình chuẩn bị công 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 nguyên công tiến tới tự động hoá quá trình sản xuất. Nhiều vấn đề từ thực tế sản xuất trong nước đã đặt ra: Với qui mô sản xuất vùa 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 cao, chất lượng sản phẩm tốt mà giá thành sản phẩm lại hạ, gia công tối ưu cần giải quyết nhiệm vụ cụ thể nào?
2 Tối ưu hoá quá trình gia công cắt gọt là phương pháp xác định chế độ cắt tối ưu thông qua việc xây dựng mối quan hệ toán học giữa hàm mục tiêu về kinh tế hoặc kỹ thuật của quá trình gia công với các thông số của chế độ cắt tương ứng trên một hệ thống công nghệ xác định nhằm đạt được các mục tiêu về kinh tế hoặc kỹ thuật của quá trình gia công. Như vậy thực chất của việc xác định chế độ cắt tối ưu là giải bài toán tối ưu hoá bằng phương pháp thực nghiệm để tìm cực trị và miền tối ưu hoá theo các chỉ tiêu đã đề ra. Như vậy, tối ưu hoá quá trình gia công cắt gọt là một yêu cầu tất yếu khách quan. Một trong những vấn đề mấu chốt cần phải giải quyết để nâng cao hiệu quả kinh tế- kỹ thuật của quá trình gia công chế tạo cơ khí là phải xác định được chế độ cắt tối ưu cho từng nguyên công khác nhau, thích ứng với điều kiện sản xuất cụ thể. Máy tiện CZ6240A là thiết bị chủ đạo phục vụ đào tạo và sản xuất tại trường Đại học sư phạm kỹ thuật Nam Định, với tính năng gia công tạo các mặt trụ ngoài, mặt côn, tiện lỗ, tiện ren, tiện mặt đầu, tiện cắt đứt , tiện các bề mặt định hình trong và ngoài....Tuy nhiên trong quá trình sản xuất các chi tiết, sản phẩm cơ khi ở các cơ sở còn có nhiều bất cập như chất lượng còn kém, năng suất thấp, giá thành cao làm hạn chế tính cạnh tranh của sản phẩm, gây không ít khó khăn trong tiêu thụ. Chính từ tính cấp thiết và hữu dụng của vấn đề, với mong muốn đóng góp phần nhỏ bé của mình vào việc tìm ra những giải pháp nhằm nâng cao chất lượng của sản phẩm cơ khí và giảm giá thành sản phẩm, tôi tiến hành thực hiện luận văn tốt nghiệp với đề tài: ”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 tiện CZ6240A”. Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là tài liệu cần thiết cho sử dụng hiệu quả thiết bị phục vụ đào tạo cán bộ, công nhân kỹ thuật và thực tiễn sản xuất, tạo ra những sản phẩm có chất lượng, góp phần đưa đất nước tiến nhanh trên con đường công nghiệp hoá, hiện đại hoá.
3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tiện gia công cắt gọt kim loại trên thế giới Trong kinh tế, ngành công nghiệp cơ khí chế tạo vẫn đóng vai trò chủ đạo, góp phần làm thay đổi diện mạo thế giới, với trên 20 triệu doanh nghiệp đang hoạt động trên các châu lục, chiếm tới 28% số lượng việc làm và đóng góp 25% giá trị tổng sản phẩm của thế giới. Gia công kim loại bằng cắt gọt là một phương pháp gia công kim loại 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. Tiện là phương pháp gia công cắt gọt được thực hiện nhờ chuyển động tịnh tiến thông thường do phôi quay tròn tạo thành chuyển động cắt V c kết hợp với chuyển động tịnh tiến dao là tổng hợp của hai chuyển động tiến dao dọc Sd và tiến dao ngang Sng do dao thực hiện. Theo nguyên liệu và sản phẩm được gia công có thể phân ra gia công cơ khí và gia công vật liệu phi kim. Gia công tiện cơ khí là quá trình gia công kim loại bằng cơ học - một trong những quá trình chế tạo sản phẩm thông dụng nhất của ngành chế tạo máy. Cùng với sự phát triển của gia công kim loại bằng cơ học, lý thuyết cắt gọt kim loại đã ra đời và phát triển không ngừng. Nhiều công trình khoa học trong việc xây dựng và phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại phải kể đến các nhà bác học Xô Viết ( Liên Xô cũ ) như: Giáo sư viện sỹ V.A. Arsinop, giáo sư G.C. Andrev, V.F. Bobrov, C.H. Philonenko, Iacốp Bachisep, Paven Dakhaba, Lép Soobakin, các nhà bác học Mỹ như: Boston O.W., Ernst H., Merchant M.E.,...
4 Nhiều công trình đi sâu nghiên cứu cắt gọt chuyên dùng như: phay, tiện của G.C.Andrev, A.V. Rudnev, V.F. bobrov, cơ sở lý thuyết mài nhẵn của H. Maclov... đã đưa ra những phân tích cụ thể về động học các quá trình cắt gọt. Đó là những công trình lớn bao gồm các vấn đề về lý thuyết và những kinh nghiệm thực tế trong gia công kim loại mà trên thế giới lúc đó ít có công trình nghiên cứu tương tự nào ra đời. Vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loại ngày càng được hoàn chỉnh với những công trình nghiên cứu mới về các lực phát sinh trong quá tình gia công kim loại bằng cơ học được nghiên cứu đầy đủ hơn và chính xác hơn về những cơ sở vật lý của quá trình cắt, hiện tượng nhiệt trong quá trình cắt, lực cắt đơn vị và các quy luật của lực cắt. Chế độ cắt được đặc trưng bởi ba thông số: vận tốc cắt, lượng 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 công trình của các nhà khoa học đã tập chung nhiên cứu ảnh hươmngr của các thông số chế độ cắt đến lực cắt, sự hao mòn của dụng cụ cắt, rung động của hệ thống công nghệ " Máy- dao cắt- đồ gá- chi tiết gia công" cũng như hiện tượng lý - hóa xảy ra trong vùng cắt: Điển hình là công trình cuả nhà học Nga Granôpxki về phân nhóm các sơ đồ cắt động học, công trình của Zorev N.N. về lực cắt trên các bộ phận của dao cắt.Các công trình của các nhà khoa học Đức Kronenberg, Friedrich, Hippler... về các quy luật cơ bản của lực cắt. Các công trình lý thuyết và thực nghiệm của các nhà kho học Sokolovski, Kasirin, Tlusty, Tolias, bhattacharya...đã đi sâu và chính xác hóa nhận thức về nghuyên lý và quy luật tự rung khi gia công. Các công 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. Nguyên lý cấu tạo, tính năng công nghệ của các máy công cụ, máy cắt kim loại nói chung, các máy gia công tiện nói riêng đã được các nhà khoa học nghiên cứu từ khá sớm
5 Năm 1712, một thợ cơ khí người Nga (Nartốp) đã chế tạo được máy tiện chép hình để tiện các chi tiết định hình. Việc chép hình theo mẫu được thực hiện tự động. Chuyển động dọc của bàn dao do bánh răng- thanh răng thực hiện. Đến năm 1798 (86 năm sau) ông Henry Nandsley người Anh mới nghiên cứu thay thế chuyển động này bằng chuyển động của vít me- đai ốc. Năm 1873 Spender đã chế tạo được máy tiện tự động có ổ tiếp phôi và trục phân phối mang các cam đĩa và cam thùng. Năm 1880 nhiều hãng trên thế giới như Pittler ludnig Low (Đức), RSK (Anh) đã chế tạo được máy tiện rơvônve dùng phôi thép thanh. Nhằm không ngừng nâng cao khả năng làm việc của các công cụ cắt, nhiều công trình đã đi sâu nghiên cứu động học, động lực học quá trình gia công. Điển hình là các công trình của G.I. Granovski, A.M. Danielian; A.S.Kondratiev. Công nghệ và thiết bị sản xuất gia công các loại vật liệu 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 với các dây chuyền sản xuất hiện đại. Nhiều Hãng nổi tiếng như: MAC (Đức) sản xuất các loại máy tiện CNC mã hiệu CJK1640 (Hình 1.1) với khả năng gia công linh hoạt, đường kính chi tiết gia công có thể tới 410 mm, chiều dài chi tiết 800 mm, dải vận tốc vô cấp 8-2000 (vòng /phút). Hãng Fanuuc (Mỹ) chế tạo các máy tiện, khoan liên hợp mã hiệu PDL - T6/8 (Hình 1.2), máy có thiết kế hiện đại, đặc biệt cho phép gia công nhiều chủng loại sản phẩm tinh xảo, vận hành dễ dàng và an toàn,tiếng ổn nhỏ, năng suất cao
6 Hình 1.1. Máy tiện CNC mã hiệu CJK1640 Bảng 1.1 - Thông số kỹ thuật máy tiện CJK1640 Tốc độ trục chính(rpm 2000 Hành trình Ụ động(mm 120 Đường kính lỗ ụ động(mm) 55 Công suất động cơ trục chính(W) 4000 Kích thước máy 2140 x 1260 x 2050 Trọng lượng máy(Kg) 2000 Hình 1.2. Máy tiện CNC PDL - T6/8
7 Bảng 1.2 - Thông số kỹ thuật máy tiện CNC PDL - T6/8 MODEL Đơn vị PDL-T6/T6A PDL-T8/T8A Đường kính tiện vượt băng máy mm Ø420 Ø550 Đường kính tiện vượt bàn xe dao mm Ø330 Ø330 Đường kính vật tiện lớn nhất mm Ø200/250 Ø250/350 Hành trình trục X mm 180 220 Hành trình trục Z mm 370 550 Đường kính lớn nhất của chấu cặp inch 6/8/10 Tốc độ trục chính V/ph 6000/4800 4500/3500 Đường kính lỗ trục chính mm Ø56/62 Ø62/87 Độ côn trục chính A2-5/A2-6 A2-6/A2-8 5.5/7.5 15/18.5 Công suất động cơ kw 9/12 18.5/22 Đường kính ụ chống tâm mm Ø75 Ø 95 Hành trình ụ chống tâm mm 100 125 Độ côn ụ định tâm No4 No5 Tốc độ di chuyển không tải trục X/Z m/ph 7/6 7/6 Số vị trí gá dao 4/6/12/20/30/48 Bộ điều khiển CNC Fanuc/Siemen/Mitsubishi Kích thước dao (tiện/khoan) mm 20x20/25x25 Chiều dài máy mm 1750 2000 Chiều rộng máy mm 3010 3550 Chiều cao máy mm 1850 1960 Trọng lượng máy kg 3800/4000 4700/5000 Bước dịch chuyển nhỏ nhất mm 0.001 Hãng Huyndai (Hàn Quốc) đã thiết kế chế tạo trung tâm gia công tiện CNC- HUYNDAI WIA (Hình 1.3), trung tâm với 10 dao, vận tốc trục chính đạt 3000rpm, quá trình gia công với điều khiển chương trình tối ưu.
8 Hình 1.3 . Trung tâm gia công tiện CNC- HUYNDAI WIA Bảng 1.3 - Thông số kỹ thuật máy tiện CNC- HUYNDAI WIA Tiện qua băng Ø590mm Tiện qua bàn xe dao Ø375mm Đường kính mâm cặp Ø254mm Đường kính tiện lớn nhất Ø410mm Chiều dài tiện lớn nhất 1070mm Đường kính lỗ trục chính Ø76mm Tốc độ trục chính lớn nhất 3000 rpm Số lượng dao 10 Thời gian thay dao 0.8 giây Tốc độ di chuyển nhanh trục X 20m/phút Tốc dộ di chuyển nhanh trục Z 24m/phút Hành trình trục X 220mm Hành trình trục Z 1100mm Công suất động cơ trục chính 22kW Động cơ trục X 3kW Động cơ trục Z 4kW
9 Vấn đề mô hình hóa và tối ưu hóa quá 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,... tập trung nghiên cứu và phát triển mở rộng với nhiều công trình nổi tiếng về tối ưu hóa các quá trình gia công cắt gọt. Chế độ cắt gọt - tổ hợp của ba 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 công nghệ. Chế độ cắt hợp lý đã góp phần quyết định đến chất lượng và năng suất gia công. 1.2. Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tiện ở Việt Nam Ngành cơ khí là một ngành có vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Công nghiệp cơ khí không chỉ cung cấp các sản phẩm tiêu dùng mà quan trọng hơn là cung cấp thiết bị, máy móc cho nhiều ngành sản xuất khác. Đặc biệt trong điều kiện hiện nay khi đất nước ta đang tiến hành công nghiệp hoá - hiện đại hoá thì công nghiệp cơ khí càng có vai trò to lớn hơn bao giờ hết. Ngành cơ khí chế tạo ở Việt Nam mới bắt đầu được xây dựng từ năm 1956, tính đến nay mới chỉ có 53 năm xong lại trải qua gần 20 năm chiến tranh hết sức khốc liệt do Mỹ tiến hành. Tuy thế, nhờ sự lãnh đạo sáng suốt của Đảng và Chính phủ, chúng ta đã tranh thủ tối đa sự giúp đỡ của các nước trong phe xã hội chủ nghĩa trước đây, đứng đầu là các nước thuộc Liên Xô cũ để xây dựng được nhiều Nhà máy cơ khí chế tạo khá lớn, rải khắp các tỉnh ở miền Bắc nước ta. Nhiều nhà máy đã từng và đang là niềm tự hào của ngành công nghiệp nước ta, nó đã đóng góp một phần không nhỏ cho việc xây dựng cơ sở vật chất của chủ nghĩa xã hội ở miền Bắc và là hậu thuẫn vững chắc cho công cuộc kháng chiến giải phóng miền Nam, thống nhất đất nước. Tiêu biểu cho các nhà máy cơ khí chế tạo máy là Công ty Cơ khí Hà Nội, Công ty Diezen Sông Công, Công ty Cơ khí trung tâm Cẩm Phả, Công ty cơ khí ô tô
10 Vườn Cam, Công ty Chế tạo đầu máy toa xe Gia Lâm, Công ty đóng tàu Bạch Đằng, Công ty đóng tàu Hạ Long…, và hàng trăm các Nhà máy cơ khí lớn nhỏ khác của Công nghiệp Quốc phòng và một số ngành kinh tế khác. Sau năm 1975 khi đất nước thống nhất, chúng ta tiếp thu một số Công ty Cơ khí chế tạo do địch để lại ở miền Nam nước ta, trong đó đáng kể nhất là Công ty chế tạo động cơ Diezen nhỏ Vinappro và Vikino ở Biên Hòa và một số công ty Cơ khí sửa chữa thuộc quân đội Ngụy để lại như Z751, Đóng tàu Bason… Từ 1975 – 1986: Đây là thời kỳ trước đổi mới, năng lực của ngành cơ khí cả nước tập trung vào khoảng 610 đơn vị quốc doanh, các tổ chức kinh tế tư nhân…trong ngành cơ khí chiếm vai trò thứ yếu, chưa có cơ hội phát triển. Từ 1986 – 2002: Đây là thời kỳ đổi mới, chuyển từ chế độ bao cấp sang cơ chế thị trường. Trong gia đoạn này, ngành cơ khí bị thả nổi, bị lo về mọi mặt. Thời kỳ này, đầu tư mới cho ngành cơ khí không đáng kể: Tổng vốn đầu tư cho ngành cơ khí trong năm 1990-1995 chỉ có 180 tỷ đồng, 1996-2000, các doanh nghiệp cơ khí thuộc Bộ Công nghiệp chỉ được đầu tư thêm 342 tỷ đồng, bằng 0,6% tổng vốn đầu tư của toàn ngành công nghiệp thuộc bộ công nghiệp. Từ năm 2002 đến nay: Đây là giai đoạn đặc biệt quan trọng đối với ngành cơ khí Việt Nam với việc Thủ tướng Chính phủ ban hành qyuyết định số 186/2002/QĐ-TTg ngày 26/12/2002 phê duyệt: “chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020”. Trong đó ưu tiên phát triển chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm, gồm: Thiết bị toàn bộ; Máy động lực; Cơ khí phục vụ nông – lâm – ngư nghiệp và công nghiệp chế biến; Máy công cụ; Cơ khí xây dựng; Cơ khí đóng tàu; Thiết bị kỹ thuật điện – điện tử; Cơ khí ôtô – Cơ khí giao thông vận tải. Trong giai đoạn này, cùng với sự hoàn thiện các chính sách của nhà nước đối với ngành cơ khí, tình hình đầu tư đã có sự tiến bộ đáng kể: Chỉ tính
11 riêng trong ngành công nghiệp đóng tàu, Nhà nước đã cho tập đoàn Công nghiệp tàu thủy Việt Nam vay ưu đãi từ nguồn vốn trái phiếu Chính phủ tổng số 780triệu USD. Đã có nhiều doanh nghiệp FDI đầu tư lớn vào ngành cơ khí như: Tập đoàn Doosan Hàn Quốc đầu tư 360 triệu USD để xây dựng nhà máy chế tạo các thiết bị cơ khí lớn tại khu kinh tế Dung Quất… Theo số liệu thống kê hiện nay, 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 công nghiệp của cả nước, góp phần đáng kể trong công cuộc Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Lĩnh vực cơ khí nói chung và ngành tiện nói riêng có những bước phát triển đáng kể về cả số lượng và chất lượng như đã được giới thiệu trong "Giáo trình Tiện" của nhà khoa học Nguyễn Thị Quỳnh, Phạm Minh Đạo, Trần Sỹ Tuấn, năm 2009. Máy tiện chiếm khoảng 25% đến 35% tổng số thiết bị trong phân xưởng gia công cắt gọt. Máy tiện được chế tạo ở trong nước nhờ sự giúp đỡ của Liên Xô (cũ) từ những thập niên 60 của thế kỷ 20. Trải qua thời kỳ dài phát triển chúng ta đã có khá nhiều loại máy tiện được chế tạo trong nước và nhập khẩu từ các nước tiên tiến. Trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng dụng về gia công vật liệu kỹ thuật chúng ta đã có những thành tựu đáng kể như: - Những nghiên cứu về sự tác động tương hỗ giữa công cụ (máy gia công) và đối tượng gia công là kim loại của tác giả: Bành Tiến long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Túy, với công trình "Nguyên lý gia công vật liệu". 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.
12 - Về các thiết bị gia công kim loại nói chung, các máy cắt, máy tiện 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 toán 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 khí". - Động học và động lực học quá trình tiện vật liệu gỗ đã được tác giả Hoàng Nguyên giới thiệu trong giáo trình "Nguyên lý cắt gọt gỗ" năm 1980. - Trong tài liệu " Tối ưu hóa quá trình gia công cắt gọt " PGS.TS. Nguyễn Trọng Bình đã đưa ra nhiều công trình nghiên cứu của GS. Friedhelm Lierath Viện trưởng 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 quá trình gia công cắt gọt. Trong đó khẳng định vai trò của nghiên cứu mô tả toán học sự ảnh hưởng của các yếu tố chế độ cắt đến chất lượng gia công, giá thành sản phẩm có vai trò quyết định để tạo lập các mô hình toán học của bài toán tối ưu hóa. 1.3. Kết Luận: Thế giới đang trong xu hướng toàn cầu hoá nền kinh tế, Việt Nam đang trong quá trình hội nhập và phát triển. Vì vậy chúng ta không thể không đi theo xu hướng chung đó. Trước mắt có rất nhiều cơ hội nhưng cũng không ít thách thức. Một trong những thách thức đó là sự thua kém các nước về chất lượng sản phẩm. Đặc biệt khi hiệp ước AFTA có hiệu lực đối với Việt Nam vào năm 2005 thì hàng rào thuế quan sẽ không còn nữa, chúng ta sẽ phải xây dựng hàng rào phi thuế quan. Trước hết, phải tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường trong nước vũng như trên thế giới. Đối với ngành cơ khí nền tảng