Nghiên Cứu Sự Ảnh Hưởng Của Một Số Thông Số Kỹ Thuật Đến Công Suất Cắt Và Năng Suất Khi Phay Rãnh Thép C 45 Bằng Dao Phay Ngón Trên Máy Phay Tum 20 Vs

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngành chế tạo máy nói riêng và ngành cơ khí nói chung giữ một vai trò

rất lớn trong nền kinh tế quốc dân, là một trong những ngành công nghiệp nền

tảng, có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế, củng cố an ninh, quốc

phòng của đất nƣớc. Trong những năm qua, ngành Cơ khí đã có những đóng góp

quan trọng cho nền kinh tế của nƣớc ta. Hàng năm, Ngành đã sản xuất trên 500

danh mục sản phẩm với tổng khối lƣợng hàng trăm ngàn tấn, đáp ứng nhu cầu

cho các ngành kinh tế quốc dân. Báo cáo tại Hội nghị đánh giá chiến lƣợc phát

triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020, cũng cho

thấy, nếu nhƣ vào những năm đầu của thập kỷ 90 thế kỷ trƣớc, ngành Cơ khí

mới chỉ đáp ứng đƣợc khoảng 8-10% nhu cầu trong nƣớc, thì đến những năm

gần đây, con số này đã đạt 40%, tốc độ tăng trƣởng bình quân đạt 40%/năm.

Theo báo cáo của Hiệp hội Doanh nghiệp Cơ khí Việt Nam, hiện nay cả nƣớc có

khoảng 53.000 cơ sở sản xuất cơ khí, thu hút trên 500.000 lao động, chiếm gần

12% lao động công nghiệp.

Phần lớn các chi tiết máy từ nhiều loại vật liệu khác nhau đều đƣợc tạo

hình bằng các phƣơng pháp gia công cơ là gia công bằng cắt gọt, đặc biệt trong

những trƣờng hợp khi cần có chi tiết với độ chính xác cao và độ nhám bề mặt

thấp. Để phƣơng pháp gia công cơ đạt năng suất cao, giá thành hạ và chất lƣợng

đạt yêu cầu cần phải biết những quy luật cơ bản của quá trình cắt gọt, trên cơ sở

đó có thể điều khiển đƣợc những hiện tƣợng xảy ra trong vùng cắt và lựa chọn

đƣợc thông số công nghệ tối ƣu.

Phay là một phƣơng pháp gia công phổ biến, là một phần quan trọng trong

qui trình công nghệ gia công kim loại, đồng thời cũng là một trong những

phƣơng pháp gia công cho năng suất cao. Gia công các chi tiết trên máy tiện,

máy phay chiếm khoảng 20% khối lƣợng gia công kim loại bằng cắt gọt, chính

vì vậy, ở nƣớc ta trong những năm gần đây đã nhập khẩu và đƣa vào sử dụng

nhiều loại máy phay khác nhau. Để sử dụng hiệu quả các thiết bị nhập nội cần

thiết có những nghiên cứu về tính năng, tác dụng và các thông số kỹ thuật của

2

thiết bị, xác định đƣợc chế độ làm việc hợp lý nhằm nâng cao năng suất và giảm

giá thành sản phẩm nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc chất lƣợng sản phẩm theo yêu cầu.

Thực hiện ý tƣởng nêu trên và đƣợc sự đồng ý của khoa Cơ Điện và Công Trình

Trƣờng Đại học Lâm nghiệp tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp: "Nghiên cứu sự

ảnh hưởng của một số thông số kỹ thuật đến công suất cắt và năng suất khi

phay rãnh thép C45 bằng dao phay ngón trên máy phay TUM20VS".

3

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại trên thế giới.

Máy phay là một trong những loại máy gia công kim loại đƣợc dùng

phổ biến trong các nhà máy cơ khí. Chiếc máy phay giản đơn đầu tiên của

loài ngƣời đƣợc một cha cố ngƣời Bỉ tên là Ferdinan Ferbist làm việc ở cung

vua Khang Hy chế tạo để gia công vành quay bằng đồng của kính thiên văn

theo lệnh của vua vào năm 1668 (hình 1.1). Nguyên lý làm việc của máy nhƣ

sau: Vành quay sau khi đúc xong đƣợc đặt lên mặt đá phẳng, ở phía trên tì lên

mặt vành quay là một dao phay làm bằng kim loại,con dao này đƣợc bắt chặt

vào đầu thanh gỗ,ngƣời ta đặt lên phía trên thanh gỗ những quả nặng để tạo ra

lực đẩy dao, nhờ ngựa kéo dao chạy trên mặt vành quay theo vòng tròn.

Hình 1.1. Máy phay do Ferdinan Ferbist phát minh

Cho đến nay, hàng triệu máy phay với nhiều kiểu dáng khác nhau đã

đƣợc chế tạo và đƣa vào sản xuất. Trong số các nƣớc phát triển,nƣớc Anh là

một trong những nƣớc công nghiệp đi tiên phong trong lĩnh vực chế tạo máy

công cụ. Ở Anh có khoảng hơn 200 hãng chế tạo máy công cụ với công suất

khoảng 60000 sản phẩm trong một năm gồm các loại máy sau: Máy tiện

chiếm khoảng 38,2%, máy phay chiếm khoảng 11,3%, máy mài chiếm

4

khoảng 15,6%, máy CNC chiếm khoáng 9,5%... Một số hãng có sản phẩm

đƣợc xuất khẩu sang nhiều nƣớc khác nhau trên thế giới nhƣ hãng Colchester

sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu: MF-70, FF 500 CNC, FF 500

MICRO (hình 1.2) có kích thƣớc bàn máy 310 x 100mm, công suất 400 w,

tốc độ quay của trục dao 180 ÷2500 v/phút, VMC 850L/S, VM1020L/S,

VMC 1300S, VMC 500L, VMC 610L/S (hình 1.3) có các thông số kỹ thuật

cơ bản nhƣ hành trình bàn theo trục X 610mm theo trục Y 460 mm, theo trục

Z 460mm; công suất 11 kw; tốc độ trục chính từ 6000÷12000 v/phút. Hãng

Axminster đã sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu ZX 2M2, ZX

25M2,ZX30M,SIEG X2, SIEG X3,SIEG SX2,SIEG SX4.Hãng DUGARD

cho ra đời các loại máy phay với các mã hiệu: PC-460,EAGLE N 210 Y,

EAGLE SMV 600, EAGLE 1000 có công suất 7,5 kw, tốc độ quay 8000

v/phút, hành trình bàn máy theo trục X 1020 mm, theo trục Y 510 mm, theo

trục Z 510 mm; hệ điều hành Siemen. (hình 1.4)

Hình 1.2.Máy phay FF500 MICRO

5

Hình 1.3.Máy phay Colchester 610 L/S

Hình 1.4.Máy phay EAGLE 1000

Mỹ là nƣớc có nhiều nhà máy sản xuất máy công cụ nhiều nhất thế giới

với trên 1200 đơn vị, hàng năm, sản xuất đƣợc trên 273 nghìn máy công cụ.

Máy công cụ do Mỹ sản xuất đƣợc các nƣớc châu Âu rất ƣa chuộng vì tính

năng của nó hiện đại và bền cho nên khoảng 40% sản phẩm máy của Mỹ

đƣợc xuất khẩu sang châu Âu. Nhiều hãng sản xuất máy công cụ nổi tiếng thế

6

giới nhƣ Gridley, Kliben, Kent... với các loại sản phẩm khác nhau, hãng Kent

cho ra đời các loại máy phay mã hiệu : KTM-3, KTM-3VS, KTM-3VKF

(hình 1.5), KTM-VKF, KTM-4VKF,TW-32QI-ANILAM3300, TW-32MV￾FANUC, TW-32TRH. Các loại máy phay khác nhƣ: BMT1500S (hình 1.6),

BMT2000HU, BMT 2500UM, BMT7000V... có công suất trục chính từ 2-

7HP, máy phay giƣờng BM460T, BM56T có công suất trục chính (7 - 7,5)

HP, tốc độ quay của trục chính 60-4500 v/p.

Hình 1.5. Máy phay KTM-3VKF

7

Hình1.6.Máy phay mã hiệuTAC510

Cộng hòa liên bang Đức là một trong những nƣớc công nghiệp phát

triển đi đầu trong xuất khẩu máy công cụ. Nƣớc Đức có khoảng 433 hãng sản

xuất máy, trung bình xuất xƣởng khoảng 206 nghìn sản phẩm trong một năm

bao gồm máy mài, máy doa chiếm 20,1%, máy tiện CNC chiếm 16,2%, máy

phay chiếm 13,8%, máy tiện chiếm 12,35%...Ngay từ những năm đầu của thế

kỷ XIX, sản xuất công nghiệp ở Cộng hòa liên bang Đức phát triển nhu cầu

máy móc để cơ giới hóa các quá trình sản xuất rất lớn đòi hỏi ngành chế tạo

máy phải có các loại máy công cụ có năng suất cao, chất lƣợng tốt. Để đáp

ứng yêu cầu này hãng Hermle đã cho ra đời các loại máy phay với mã hiệu

nhƣ: UVF-1000,UVF-1001, UVF-1200H,UVF-802, UVF-902H,UVF-902,

UVF-1001CNC,U-740, hãng Optimum có các sản phẩm máy phay với các mã

hiệu: OPTI F100, OPTI F100TC, BF30, BF30 VARIO,BF46, BF20 (hình 1.7)

có các đặc tính kỹ thuật cơ bản hành trình bàn theo trục Y: 175mm, theo trục

X: 280mm, theo trục Z:120mm,tốc độ trục chính từ 30÷3000 v/p, công suất