I. Giới thiệu về quá trình phát triển dụng cụ cắt
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào công nghệ chế tạo máy và lập công thức Taylor khi tiện thép kết cấu bằng dụng cụ phủ Titanium Nitrit (TiN). Quá trình phát triển vật liệu dụng cụ cắt đã trải qua nhiều giai đoạn, từ thép gió (HSS) đến hợp kim cứng và vật liệu gốm, giúp tăng tốc độ cắt và cải thiện chất lượng bề mặt chi tiết gia công. Sự cạnh tranh kinh tế và yêu cầu cao trong gia công đã thúc đẩy việc tìm kiếm và phát triển các vật liệu dụng cụ cắt mới, trong đó Titanium Nitrit là một trong những vật liệu phổ biến nhất.
1.1. Sự phát triển các thế hệ dụng cụ
Biểu đồ trong luận văn thạc sĩ cho thấy sự tiến hóa của vật liệu dụng cụ cắt từ năm 1900 đến nay. Việc cải tiến vật liệu đã giúp giảm thời gian gia công và tăng năng suất. Các nhà sản xuất luôn áp dụng công nghệ mới để tối ưu hóa quá trình gia công, trong đó việc lựa chọn dụng cụ cắt phù hợp là yếu tố quan trọng. Dụng cụ phủ Titanium Nitrit đã trở thành lựa chọn hàng đầu nhờ độ bền và hiệu suất cao.
1.2. Cấu tạo và đặc điểm của dụng cụ cắt có lớp phủ
Dụng cụ cắt có lớp phủ được cấu tạo từ hai phần chính: phần nền (thép gió hoặc hợp kim cứng) và phần phủ (như Titanium Nitrit, Titanium Carbide, Titanium Carbonitrit). Công nghệ phủ bề mặt như PVD và CVD được sử dụng để tạo lớp phủ bền vững, giúp tăng tuổi thọ và hiệu suất của dụng cụ cắt. Titanium Nitrit là vật liệu phủ phổ biến nhất nhờ khả năng chống mài mòn và nhiệt độ cao.
II. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc lập công thức Taylor để xác định tuổi bền của dụng cụ cắt khi tiện thép kết cấu bằng dụng cụ phủ Titanium Nitrit. Phương trình Taylor là công cụ quan trọng trong công nghệ gia công cơ khí, giúp tối ưu hóa quá trình cắt gọt. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp thực nghiệm để xác định các hệ số trong phương trình Taylor, từ đó đưa ra các khuyến nghị về chế độ cắt phù hợp.
2.1. Phương trình Taylor và ứng dụng
Phương trình Taylor là công thức toán học mô tả mối quan hệ giữa tốc độ cắt và tuổi bền của dụng cụ cắt. Trong luận văn thạc sĩ, phương trình này được mở rộng để xem xét ảnh hưởng của nhiều yếu tố như lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Kết quả nghiên cứu cho thấy, Titanium Nitrit giúp tăng đáng kể tuổi bền của dụng cụ cắt so với các vật liệu phủ khác.
2.2. Phương pháp thực nghiệm
Nghiên cứu sử dụng máy tiện CNC và các thiết bị đo lường hiện đại để thực hiện các thí nghiệm cắt gọt. Các thông số như tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt được điều chỉnh để xác định ảnh hưởng của chúng đến tuổi bền của dụng cụ cắt. Kết quả thực nghiệm được xử lý bằng phần mềm chuyên dụng để đưa ra các phương trình Taylor chính xác.
III. Kết quả và ứng dụng thực tiễn
Kết quả nghiên cứu trong luận văn thạc sĩ cho thấy, dụng cụ phủ Titanium Nitrit có tuổi bền cao hơn đáng kể so với các vật liệu phủ khác khi tiện thép kết cấu. Phương trình Taylor mở rộng được xây dựng từ dữ liệu thực nghiệm giúp tối ưu hóa quá trình gia công, giảm chi phí và tăng năng suất. Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong công nghệ chế tạo máy, đặc biệt là trong các ngành công nghiệp đòi hỏi độ chính xác cao.
3.1. Tối ưu hóa quá trình tiện
Nghiên cứu đã xác định các thông số tối ưu cho quá trình tiện, bao gồm tốc độ cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Công thức Taylor được sử dụng để dự đoán tuổi bền của dụng cụ cắt, giúp các nhà sản xuất lựa chọn chế độ cắt phù hợp. Titanium Nitrit được khuyến nghị sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi độ bền và hiệu suất cao.
3.2. Ứng dụng trong công nghiệp
Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, hàng không và chế tạo máy. Dụng cụ phủ Titanium Nitrit giúp giảm thời gian gia công và chi phí bảo trì, đồng thời cải thiện chất lượng bề mặt chi tiết. Nghiên cứu này góp phần thúc đẩy sự phát triển của công nghệ gia công cơ khí hiện đại.
