Luận văn: Ảnh hưởng chế độ cắt đến chi phí năng lượng và chất lượng tiện CNC CTX 310

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu sự ảnh hưởng của mộtsố yếu tố chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp

• Tác giả: Nguyễn Thị Thuỷ
• Người hướng dẫn: TS. Lê Văn Thái
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Máy và thiết bị cơ giới hoá Nông - Lâm nghiệp
• Đề tài: Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng gia công trên máy tiện CNC - CTX 310
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan ảnh hưởng chế độ cắt đến tiện CNC hiệu quả

Trong ngành cơ khí chính xác, việc kiểm soát và tối ưu hóa chế độ cắt là yếu tố then chốt quyết định đến hiệu quả sản xuất. Chế độ cắt, bao gồm các thông số cắt gọt cơ bản như vận tốc cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt, không chỉ tác động trực tiếp đến năng suất mà còn ảnh hưởng sâu sắc đến tiêu thụ năng lượng tiện CNC và chất lượng sản phẩm cuối cùng. Một chế độ cắt không hợp lý có thể dẫn đến lãng phí năng lượng, giảm tuổi thọ dao cụ và tạo ra sản phẩm không đạt yêu cầu về độ chính xác gia công và độ nhám bề mặt. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thủy (2012) trên máy tiện CNC CTX 310 đã chỉ ra rằng, việc lựa chọn thông số tối ưu không thể chỉ dựa vào kinh nghiệm hoặc sổ tay tra cứu, mà cần một phương pháp luận khoa học dựa trên thực nghiệm. Việc hiểu rõ mối quan hệ tương hỗ giữa các yếu tố này giúp doanh nghiệp giảm chi phí sản xuất, nâng cao khả năng cạnh tranh và đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định, đặc biệt trong bối cảnh sản xuất hàng loạt yêu cầu tính đồng nhất cao.

1.1. Vai trò then chốt của các thông số cắt gọt trong gia công

Các thông số cắt gọt là nền tảng của mọi quy trình gia công cơ khí. Chúng bao gồm ba yếu tố chính: vận tốc cắt (V), lượng chạy dao (S), và chiều sâu cắt (t). Vận tốc cắt là tốc độ tương đối giữa lưỡi cắt và bề mặt phôi, ảnh hưởng lớn đến nhiệt cắt và mòn dao. Lượng chạy dao là quãng đường dao dịch chuyển sau một vòng quay của phôi, quyết định trực tiếp đến độ nhám bề mặt và thời gian gia công. Chiều sâu cắt là độ dày lớp vật liệu được loại bỏ trong một lần cắt, liên quan mật thiết đến lực cắt khi tiện và công suất cắt yêu cầu. Sự kết hợp của ba thông số này tạo thành chế độ cắt. Việc lựa chọn đúng các thông số này không chỉ đảm bảo sự hình thành phoi ổn định mà còn giúp kiểm soát rung động khi gia công, một trong những nguyên nhân chính gây ra sai số kích thước và làm giảm chất lượng bề mặt. Do đó, việc nghiên cứu và xác định chế độ cắt phù hợp cho từng loại vật liệu phôi và dao tiện CNC cụ thể là nhiệm vụ cực kỳ quan trọng.

1.2. Mối liên hệ giữa tiêu thụ năng lượng và chất lượng bề mặt

Tiêu thụ năng lượng và chất lượng bề mặt là hai mục tiêu thường mâu thuẫn trong quá trình tối ưu hóa. Thông thường, để đạt được độ nhám bề mặt thấp (bề mặt mịn), người vận hành có xu hướng giảm lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Tuy nhiên, điều này lại kéo dài thời gian gia công và có thể làm tăng chi phí năng lượng riêng (năng lượng tiêu thụ trên một đơn vị thể tích vật liệu bị loại bỏ). Ngược lại, việc tăng các thông số cắt để nâng cao năng suất có thể làm giảm chi phí năng lượng riêng nhưng lại dễ gây ra hiện tượng nhiệt cắt và mòn dao nhanh chóng, đồng thời làm tăng độ nhám và giảm độ chính xác gia công. Nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh rằng tồn tại một vùng thông số tối ưu, nơi có thể cân bằng giữa hai yếu tố này. Việc xác định vùng tối ưu này đòi hỏi phải phân tích mối quan hệ toán học giữa các thông số cắt gọt với chi phí năng lượng và độ nhám, từ đó tìm ra một giải pháp dung hòa, vừa đảm bảo chất lượng kỹ thuật, vừa tiết kiệm chi phí vận hành hiệu quả.

II. Thách thức khi tối ưu hóa chế độ cắt CNC và chi phí

Việc tối ưu hóa chế độ cắt trên máy tiện CNC đối mặt với nhiều thách thức phức tạp. Một trong những khó khăn lớn nhất là sự mâu thuẫn giữa các mục tiêu: năng suất cao, chất lượng tốt và chi phí thấp. Việc tăng tốc độ gia công để cải thiện năng suất thường dẫn đến sự gia tăng nhiệt cắt và mòn dao, làm giảm tuổi thọ dao cụ và tăng chi phí thay thế. Đồng thời, rung động khi gia công cũng trở nên nghiêm trọng hơn ở chế độ cắt cao, ảnh hưởng tiêu cực đến độ chính xác gia công. Một thách thức khác là sự phụ thuộc vào các số liệu kinh nghiệm từ sổ tay, vốn không phải lúc nào cũng tối ưu cho điều kiện sản xuất cụ thể (máy, dao, vật liệu phôi, dung dịch trơn nguội). Theo luận văn của Nguyễn Thị Thủy (2012), “Số liệu trong các sổ tay là các số liệu kinh nghiệm thu được trong các điều kiện sản xuất và công nghệ cụ thể, vì thế chúng không phải là các thông số công nghệ tối ưu”. Do đó, việc xây dựng một mô hình toán học chính xác từ nghiên cứu thực nghiệm là cần thiết để tìm ra lời giải cho bài toán tối ưu đa mục tiêu này.

2.1. Vấn đề tiêu thụ năng lượng tiện CNC trong sản xuất hiện đại

Trong bối cảnh chi phí năng lượng ngày càng tăng và các yêu cầu về sản xuất bền vững ngày càng khắt khe, tiêu thụ năng lượng tiện CNC đã trở thành một vấn đề được quan tâm hàng đầu. Năng lượng trong quá trình tiện không chỉ dùng cho chuyển động cắt chính mà còn cho các hệ thống phụ trợ như bơm dung dịch trơn nguội, hệ thống điều khiển, và động cơ chạy dao. Công suất cắt là thành phần tiêu thụ năng lượng lớn nhất, phụ thuộc trực tiếp vào các thông số cắt gọt và lực cắt khi tiện. Chế độ gia công thô với chiều sâu cắt lớn và lượng chạy dao cao thường tiêu tốn nhiều năng lượng trong một thời điểm nhưng có thể hiệu quả hơn về chi phí năng lượng riêng. Ngược lại, gia công tinh với chế độ cắt nhẹ nhàng hơn tuy tiêu thụ công suất tức thời thấp nhưng tổng năng lượng tiêu thụ cho cả quá trình có thể lại cao hơn do thời gian gia công kéo dài. Việc không tối ưu hóa các thông số này dẫn đến lãng phí năng lượng đáng kể, làm tăng giá thành sản phẩm và ảnh hưởng đến môi trường.

2.2. Các yếu tố gây rung động khi gia công và mòn dao cụ

Rung động khi gia công là một hiện tượng vật lý phức tạp, phát sinh do sự tương tác giữa dao tiện CNC, phôi và kết cấu máy. Nguyên nhân có thể đến từ độ cứng vững của hệ thống công nghệ (máy - đồ gá - dao - chi tiết) không đủ, chế độ cắt không phù hợp, hoặc do sự hình thành phoi không liên tục. Rung động gây ra các vết nhấp nhô trên bề mặt chi tiết, làm giảm độ nhám bề mặt và độ chính xác gia công. Bên cạnh đó, nó còn là nguyên nhân chính gây mẻ, vỡ lưỡi cắt, làm giảm đáng kể tuổi thọ dao cụ. Hiện tượng nhiệt cắt và mòn dao cũng có mối liên hệ chặt chẽ với chế độ cắt. Vận tốc cắt quá cao sinh ra nhiệt lượng lớn, làm mềm lưỡi cắt và đẩy nhanh quá trình mài mòn. Lượng chạy dao và chiều sâu cắt lớn làm tăng lực cắt khi tiện, gây mòn cơ học. Việc kiểm soát đồng thời cả rung động và mài mòn đòi hỏi một sự hiểu biết sâu sắc về động lực học quá trình cắt để lựa chọn chế độ cắt tối ưu.

III. Cách vận tốc cắt ảnh hưởng trực tiếp công suất độ nhám

Vận tốc cắt (V) là một trong những thông số cắt gọt có ảnh hưởng mạnh mẽ và phức tạp nhất đến cả hiệu suất năng lượng và chất lượng gia công. Tăng vận tốc cắt thường là phương pháp hiệu quả để nâng cao năng suất, nhưng nó cũng kéo theo những hệ quả đáng kể. Về mặt năng lượng, vận tốc cắt cao hơn làm tăng công suất cắt cần thiết, nhưng theo nghiên cứu thực nghiệm của Nguyễn Thị Thủy (2012), chi phí năng lượng riêng (Q) lại có xu hướng giảm khi vận tốc cắt tăng trong một khoảng nhất định. Cụ thể, kết quả cho thấy khi vận tốc cắt tăng từ 90 m/phút lên 150 m/phút, chi phí năng lượng riêng giảm. Điều này có thể được giải thích do ở tốc độ cao hơn, quá trình biến dạng dẻo của vật liệu diễn ra nhanh hơn, làm giảm lực cắt khi tiện. Về chất lượng, vận tốc cắt ảnh hưởng lớn đến độ nhám bề mặt. Ở tốc độ thấp, hiện tượng lẹo dao (built-up edge) dễ xảy ra, làm bề mặt gia công trở nên thô ráp. Khi tăng vận tốc đến một mức độ phù hợp, lẹo dao biến mất và bề mặt trở nên tốt hơn. Tuy nhiên, nếu vận tốc quá cao, rung động khi gia công có thể xuất hiện, làm chất lượng bề mặt giảm sút.

3.1. Phân tích tác động của vận tốc đến nhiệt cắt và mòn dao

Vận tốc cắt có mối quan hệ trực tiếp với nhiệt cắt và mòn dao. Phần lớn năng lượng cơ học trong quá trình cắt được chuyển hóa thành nhiệt năng, tập trung chủ yếu ở vùng biến dạng và mặt tiếp xúc giữa phoi, dao và phôi. Khi vận tốc cắt tăng, tốc độ sinh nhiệt tăng lên đáng kể, làm nhiệt độ vùng cắt có thể vượt ngưỡng chịu nhiệt của vật liệu làm dao. Nhiệt độ cao làm giảm độ cứng của lưỡi cắt, đẩy nhanh các quá trình mòn hóa học và mòn khuếch tán, dẫn đến giảm mạnh tuổi thọ dao cụ. Ví dụ, khi tiện thép C45, việc tăng vận tốc cắt từ 100 m/phút lên 200 m/phút có thể làm giảm tuổi thọ của dao hợp kim phủ Tic/AlN/TiN đi nhiều lần. Do đó, việc lựa chọn vận tốc cắt phải cân nhắc kỹ lưỡng giữa năng suất và tuổi thọ của dao tiện CNC, thường đi kèm với việc sử dụng hiệu quả dung dịch trơn nguội để tản nhiệt và bôi trơn.

3.2. Mối quan hệ giữa vận tốc cắt và sự hình thành phoi tối ưu

Sự hình thành phoi là một chỉ báo quan trọng về tính ổn định của quá trình cắt. Vận tốc cắt đóng vai trò quyết định đến dạng phoi. Ở vận tốc thấp, phoi thường là phoi dây hoặc phoi xếp, khó gãy và dễ gây vướng vào chi tiết hoặc dao, ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt và an toàn vận hành. Khi tăng vận tốc cắt lên một ngưỡng nhất định, phoi có xu hướng trở nên ngắn hơn, dễ gãy và thoát ra khỏi vùng cắt một cách dễ dàng. Đây được coi là điều kiện sự hình thành phoi tối ưu. Việc tạo ra phoi vụn giúp cải thiện quá trình tản nhiệt, giảm ma sát và ngăn ngừa hư hỏng bề mặt do phoi nóng gây ra. Tuy nhiên, việc lựa chọn vận tốc cắt tối ưu cho việc hình thành phoi còn phụ thuộc vào các yếu tố khác như vật liệu phôi, hình dạng lưỡi cắt (góc cắt, bẻ phoi) và các thông số cắt gọt khác như lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Việc kiểm soát tốt dạng phoi là một bước quan trọng để đạt được cả năng suất và chất lượng trong gia công tinh lẫn gia công thô.

IV. Bí quyết điều chỉnh lượng chạy dao chiều sâu cắt

Lượng chạy dao (S) và chiều sâu cắt (t) là hai thông số cắt gọt có tác động trực tiếp và dễ dự đoán hơn đến chất lượng bề mặt và lực cắt khi tiện. Việc điều chỉnh hợp lý hai thông số này là bí quyết để cân bằng giữa năng suất, độ chính xác gia công và tiêu thụ năng lượng tiện CNC. Lượng chạy dao quyết định bước tiến của dao sau mỗi vòng quay, do đó nó ảnh hưởng trực tiếp đến hình dạng nhấp nhô hình học trên bề mặt, yếu tố chính quyết định độ nhám bề mặt lý thuyết. Trong khi đó, chiều sâu cắt xác định lượng vật liệu được bóc tách, ảnh hưởng chủ yếu đến lực cắt khi tiện, công suất cắt và mức độ biến cứng bề mặt. Trong gia công thô, người ta thường chọn chiều sâu cắt lớn và lượng chạy dao cao để tối đa hóa năng suất bóc tách vật liệu. Ngược lại, trong gia công tinh, cả hai thông số này đều được giảm xuống để đạt được độ bóng bề mặt và độ chính xác kích thước yêu cầu. Sự kết hợp thông minh giữa S và t cho phép kiểm soát quá trình cắt một cách hiệu quả.

4.1. Ảnh hưởng của lượng chạy dao S đến độ chính xác gia công

Lượng chạy dao (S) là yếu tố có ảnh hưởng quyết định đến độ nhám bề mặt. Về mặt lý thuyết, độ nhám Ra tỷ lệ thuận với bình phương của lượng chạy dao. Nghiên cứu thực nghiệm của Nguyễn Thị Thủy (2012) trên thép C45 cũng khẳng định quy luật này, khi tăng lượng chạy dao từ 0.08 mm/vòng lên 0.2 mm/vòng, độ nhám bề mặt Ra tăng lên đáng kể. Do đó, để đạt được bề mặt tinh, việc lựa chọn lượng chạy dao nhỏ là bắt buộc. Tuy nhiên, lượng chạy dao quá nhỏ cũng không có lợi, nó làm kéo dài thời gian gia công, tăng chi phí và có thể gây ra hiện tượng trượt, làm chai cứng bề mặt vật liệu. Ngoài ra, lượng chạy dao còn ảnh hưởng đến lực cắt khi tiện, đặc biệt là lực chạy dao (Px) và lực hướng kính (Py), từ đó tác động đến biến dạng của chi tiết và ảnh hưởng đến độ chính xác gia công, nhất là với các chi tiết có độ cứng vững thấp.

4.2. Tác động của chiều sâu cắt t lên lực cắt và tuổi thọ dao

Chiều sâu cắt (t) có mối tương quan gần như tuyến tính với lực cắt khi tiện. Tăng chiều sâu cắt sẽ làm tăng tiết diện lớp cắt, dẫn đến sự gia tăng của cả ba thành phần lực cắt (Pz, Py, Px), trong đó lực cắt chính (Pz) tăng mạnh nhất. Lực cắt lớn đòi hỏi công suất cắt từ máy cao hơn và gây ra ứng suất cơ học lớn lên lưỡi cắt, là nguyên nhân chính gây mòn cơ học và giảm tuổi thọ dao cụ. Kết quả nghiên cứu cho thấy, chiều sâu cắt có ảnh hưởng lớn đến chi phí năng lượng riêng, nhưng ảnh hưởng của nó đến độ nhám bề mặt lại không rõ ràng bằng lượng chạy dao, đặc biệt khi chiều sâu cắt lớn hơn bán kính mũi dao. Trong thực tế, chiều sâu cắt thường bị giới hạn bởi công suất máy, độ cứng vững của hệ thống công nghệ và yêu cầu về độ chính xác gia công. Lựa chọn chiều sâu cắt tối ưu là phải đảm bảo bóc tách vật liệu hiệu quả trong khi vẫn duy trì sự ổn định của quá trình cắt, tránh rung động khi gia công quá mức.

V. Kết quả thực nghiệm tối ưu hóa chế độ cắt thép C45

Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thủy (2012) đã cung cấp những kết quả thực nghiệm quý giá về việc tối ưu hóa chế độ cắt khi tiện thép C45 trên máy CNC CTX 310. Mục tiêu của nghiên cứu là tìm ra bộ thông số cắt gọt (V, S, t) tối ưu để đồng thời giảm thiểu chi phí năng lượng riêng (Q) và độ nhám bề mặt (Ra). Bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố Hartley, nghiên cứu đã xây dựng thành công các mô hình toán học hồi quy mô tả mối quan hệ giữa các thông số đầu vào và các hàm mục tiêu. Các mô hình này cho phép dự đoán chính xác mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố và sự tương tác giữa chúng. Kết quả cho thấy, lượng chạy dao (S) là yếu tố ảnh hưởng mạnh nhất đến độ nhám bề mặt, trong khi cả ba thông số đều có tác động đáng kể đến chi phí năng lượng. Việc xác lập được các phương trình hồi quy này là cơ sở khoa học vững chắc để giải bài toán tối ưu đa mục tiêu, thay thế cho phương pháp tra cứu kinh nghiệm truyền thống.

5.1. Mô hình toán học về chi phí năng lượng và độ nhám bề mặt

Dựa trên các dữ liệu thu thập được từ ma trận thí nghiệm, nghiên cứu đã xác định các phương trình hồi quy bậc hai mô tả sự phụ thuộc của chi phí năng lượng riêng (Q) và độ nhám bề mặt (Ra) vào các biến mã hóa của vận tốc cắt (x1), lượng chạy dao (x2) và chiều sâu cắt (x3). Các mô hình này đã được kiểm tra tính tương thích bằng tiêu chuẩn Fisher và cho thấy độ tin cậy cao, có khả năng phản ánh đúng bản chất của quá trình cắt trong phạm vi nghiên cứu. Ví dụ, mô hình cho độ nhám bề mặt cho thấy sự ảnh hưởng bậc hai của lượng chạy dao, khẳng định mối quan hệ phi tuyến giữa chúng. Việc xây dựng các mô hình này không chỉ giúp lượng hóa mức độ ảnh hưởng của từng thông số cắt gọt mà còn mở ra khả năng dự báo kết quả gia công trước khi tiến hành, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí cho việc thử nghiệm, đồng thời là công cụ mạnh mẽ để tìm kiếm các giải pháp tối ưu hóa chế độ cắt.

5.2. Giải pháp tối ưu đa mục tiêu cho vật liệu phôi thép C45

Từ các mô hình toán học đã được xác lập, bài toán tối ưu đa mục tiêu được giải quyết bằng phương pháp nhân tử Lagrange. Phương pháp này cho phép tìm ra một bộ thông số thỏa hiệp, nơi mà không thể cải thiện một mục tiêu (ví dụ: giảm độ nhám) mà không làm xấu đi mục tiêu còn lại (ví dụ: tăng chi phí năng lượng). Kết quả của bài toán tối ưu đã chỉ ra một bộ thông số cắt gọt cụ thể cho vật liệu phôi thép C45 trên máy CTX 310, giúp đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa hiệu quả kinh tế và chất lượng kỹ thuật. Việc áp dụng các thông số tối ưu này vào thực tế sản xuất cho phép giảm tiêu thụ năng lượng tiện CNC, kéo dài tuổi thọ dao cụ và đảm bảo chất lượng bề mặt sản phẩm ổn định. Đây là minh chứng rõ ràng cho hiệu quả của việc áp dụng phương pháp luận khoa học vào việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong sản xuất cơ khí, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy tiện ở trong nước Trong nền kinh tế quốc dân, nghành Cơ khí đóng một vai trò hết sức quan trọng. Ngay từ khi ra đời, nghành công nghiệp cơ khí nước ta đã được Đảng và Nhà nước xác định là nghành có vai trò then chốt và luôn được ưu tiên phát triển, đã có nhiều công trình, trung tâm nghiên cứu, chế tạo ra đời. đã có nhiều nhà máy cơ khí lớn được xây dựng. Nếu như vào những năm đầu của thập kỷ 90 thế kỷ trước, ngành Cơ khí mới chỉ đáp ứng được khoảng 8-10% nhu cầu trong nước, thì đến những năm gần đây, con số này đã đạt 40%, tốc độ tăng trưởng bình quân đạt 40%/năm.

Đây là một tín hiệu rất đáng mừng đối với một ngành được coi là ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế - xã hội đất nước. Theo báo cáo của Hiệp hội Doanh nghiệp Cơ khí Việt Nam, hiện nay, cả nước có khoảng 53.000 cơ sở sản xuất cơ khí, thu hút trên 500.000 lao động, chiếm gần 12% lao động công nghiệp. Các doanh nghiệp cơ khí chủ yếu tập trung tại các thành phố Hà Nội, Hồ Chí Minh, Hải Phòng. Vùng đồng bằng Bắc Bộ và Nam Bộ chiếm gần 90% giá trị sản xuất công nghiệp ngành Cơ khí cả nước, tỷ trọng giá trị sản xuất công nghiệp cơ khí so với toàn ngành Công nghiệp đã tăng từ 8% lên 12%.

Trong những năm qua, ngành Cơ khí đã có những đóng góp quan trọng cho nền kinh tế. Hàng năm, Ngành đã sản xuất trên 500 danh mục sản phẩm với tổng khối lượng hàng trăm ngàn tấn, đáp ứng nhu cầu cho các ngành kinh tế quốc dân. Đặc biệt, Ngành còn chế tạo thành công dây chuyền thiết bị toàn bộ phục vụ công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm như xay xát gạo, mì ăn liền, chế biến chè, chế biến mía đường quy mô vừa và nhỏ, thiết bị xi măng, thiết bị sản xuất VLXD, máy kéo nhỏ, động cơ diezen và xăng, thiết bị điện, một số sản phẩm tiêu dùng như 4 quạt điện, xe đạp, dụng cụ cơ kim khí… Điều đáng nói ở đây là chất lượng thiết bị toàn bộ do Ngành chế tạo đã sánh ngang chất lượng các nước trong khu vực. Tổng công ty Lilama đã trở thành nhà tổng thầu EPC đầu tiên của Việt Nam khi trúng thầu các gói thầu số 2 và 3 của Nhà máy Lọc dầu Dung Quất, tiếp đến là chế tạo và lắp đặt phần lớn các thiết bị chính của Nhà máy Nhiệt điện Na Dương, Nhiệt điện Phú Mỹ 3, 4.

Sau những thành công của các hợp đồng đầu tiên đó, uy tín của Lilama không ngừng tăng lên. Hiện nay, Lilama đang đảm đương vai trò tổng thầu chế tạo và cung cấp thiết bị cho hầu hết các dự án đầu tư lớn cho các nhà máy như: Nhiệt điện Uông Bí mở rộng với công suất 300 MW, tổng vốn đầu tư 300 triệu USD; Xi măng Sông Thao 2.500 tấn clanke/ngày, Xi măng Đô Lương 2.500 tấn clanke/ngày, Điện Cà Mau công suất 750MW và Điện Nhơn Trạch. Hiện nay, Lilama đang tự đầu tư thực hiện Dự án Nhiệt điện Vũng áng. Đến nay, khối lượng thiết bị chế tạo đã được nội địa hoá chiếm 65-70% và lần đầu tiên, ngành Cơ khí trong nước đã chế tạo được lò nung cho nhà máy xi măng 2.500 tấn clanke/ngày, thực hiện nội địa hoá được toàn bộ kết cấu thép phục vụ xây dựng Trung tâm Hội nghị quốc gia tại Hà Nội.

Bên cạnh những bước tiến vượt bậc của Ngành Đóng tàu, Ngành Công nghiệp ô tô-xe máy cũng được ghi nhận với những kết quả đạt được trong khoảng 5 năm trở lại đây. Ngành đã đáp ứng được nhu cầu trong nước với các loại xe buýt có tỷ lệ nội địa hoá khoảng 40%, các loại xe tải nhẹ có công suất dưới 5 tấn và các loại xe gắn máy do chính các doanh nghiệp trong nước sản xuất với tỷ lệ nội địa hoá đạt từ 80-90%. Công ty Xuân Kiên (Vinaxuki), ô tô Trường Hải, Vinamoto là những doanh nghiệp mạnh dạn đầu tư chiều sâu vào các khâu sản xuất thân vỏ xe, thùng xe, với các xưởng khuôn mẫu, dập ép, hàn, sơn tĩnh điện hiện đại, từ đó làm tăng dần tỷ lệ nội địa hoá trong sản xuất xe ô tô. Đối với các nhà máy thuỷ điện có công suất đến 300MW, trước đây, phải nhập khẩu hầu hết các thiết bị cơ khí thuỷ công thì nay, toàn bộ phần này đều 5 do ngành Cơ khí trong nước đảm nhận.

Bộ Công Thương đang chỉ đạo các liên doanh cơ khí trong nước chế tạo và cung cấp thiết bị cơ khí thuỷ công cho các nhà máy thuỷ điện A Vương, Pleikrông, Bản Vẽ, Quảng Trị, Sesan 3, Đồng Nai, Hội Quảng, Bản Chát… với tổng trọng lượng thiết bị lên đến hàng chục ngàn tấn. Lĩnh vực cơ khí chế tạo nói chung và nghành Tiện nói riêng có những bước phát triển mạnh về số lượng và chất lượng như đã được giới thiệu trong tài liệu “Giáo trình tiện” của các nhà khoa học Nguyễn Thị Quỳnh, Phạm Minh Đạo, Trần Sỹ Tuấn, năm 2009. Máy tiện chiếm khoảng 25% tới 35% tổng số thiết bị trong phân xưởng gia công cắt gọt. Máy tiện được sản xuất trong nước từ những năm của thập kỷ 60 trong thế kỷ 20 với sự trợ giúp của Liên Xô (cũ).

Trải qua thời kỳ dài phát triển chúng ta đã có nhiều loại máy tiện được sản xuất trong nước và nhập khẩu từ các nước tiên tiến như Đức, Nhật. 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 kim loại của các tác giả: Bành Tiến Long, Trần Thế Lục, Trần Sỹ Tuý 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 phương pháp gia công khác - Về các thiết bị gia công kim loại nói chung, các máy cắt, tiện, 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 các phương pháp tính toán và tra cứu chế độ cắt hợp lý hỗ trợ cho việc học tập, sử dụng và điều khiển các 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”. 6 - Nghiên cứu mô tả toán học, sự ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ 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 hoá được giới thiệu trong tài liệu “Tối ưu hoá các quá trình gia công cắt gọt” của PGS-TS Nguyễn Trọng Bình.

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 [17]. Nguyên lý cấu tạo, tính năng công nghệ và phân loại các máy tiện gỗ đã được T.S Hoàng Việt đề cập nhiều trong giáo trình “ Máy và thiết bị chế biến gỗ” năm 2003 [22]. Vấn đề miêu tả toán học các quá trình gia công gỗ bằng cơ giới cũng đã được T. Hoàng Việt đề cập trong các chuyên đề nghiên cứu, các bài giảng dành cho học viên cao học [23, 24, 25].

Liên quan tới mô tả toán 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 ảnh hưởng của các yếu tố đến chất lượng gia công trên máy T18A " của Th. Kết quả nghiên cứu cho thấy chiều sâu cắt, vận tốc cắt ảnh hưởng lớn đến chi phí năng lượng riêng.Tình hình nghiên cứu gia công cắt gọt bằng phương pháp tiện và máy tiện trên thế giới.1 Chuyển động cắt gọt 7 Tiện là phương pháp gia công cắt gọt có phoi được thực hiện bằng sự phối hợp hai chuyển động chính là chuyển động quay tròn của chi tiết và chuyển động chạy dao (chuyển động chạy dao dọc và chuyển động chạy dao ngang) Nhiều công trình khoa học trong việc xây dựng và phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại phải kể đến các nhà khoa học Liên Xô (cũ) như giáo sư, viện sĩ V., các nhà khoa học Mỹ như Boston O. Lý thuyết cắt gọt kim loại đi sâu nghiên cứu về quá trình tạo phoi, các lực phát sinh trong quá trình gia công bằng cơ giới, công suất của thiết bị, chất lượng sản phẩm khi gia công. những đại lượng này rất cần thiết, chúng làm cơ sở cho việc lựa chọn hình dáng, tính toán kích thước của các công cụ cắt, tính toán thiết kế và sử dụng hợp lý các thiết bị và các công cụ gia công.

Nghiên cứu quá trình cắt vật theo hướng kết hợp lý thuyết và thực nghiệm đã được các nhà khoa học trên thế giới tiến hành như: M. với những kết luận quan trọng về các sơ đồ cắt động học, sự tạo phoi, các yếu tố ảnh hưởng tới lực cắt. Vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loại ngày càng đ- ược hoàn chỉnh với những công trình nghiên cứu mới về các lực phát sinh trong quá trình 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 qui luật của lực cắt được xác định thông qua công thức lý thuyết [5, 15, 31, 42, 47].

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 công trình của các nhà khoa học 8 đã tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số chế độ cắt đến lực cắt, sự hao mòn của công cụ cắt, rung động của hệ thống công nghệ “ Máy - Dao cắt - Đồ gá - Chi tiết gia công” cũng như các hiện tượng lý - hoá xảy ra trong vùng cắt. Điển hình là công trình của nhà bác học Nga Granôpxki về phân nhóm các sơ đồ cắt động học, công trình của Zorev N.