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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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”. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 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.