Luận văn thạc sĩ hay nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng riêng khi phay bánh răng trên máy phay bemato bmt 6000v

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hay nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng riêng khi, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất

• Tác giả: Nguyễn Vĩnh Phúc
• Người hướng dẫn: PGS. TS Dương Văn Tài
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng riêng khi phay bánh răng trên máy phay Bemato BMT-6000V
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan về phay bánh răng
• 1.3. Đặc điểm của quá trình cắt răng

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ảnh hưởng của thông số đến chất lượng sản phẩm

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng khi phay bánh răng trên máy phay Bemato BMT-6000V là một chủ đề quan trọng trong ngành chế tạo máy. Việc xác định các thông số kỹ thuật phù hợp không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn giảm thiểu chi phí sản xuất. Đặc biệt, máy phay Bemato BMT-6000V được sử dụng phổ biến trong các dây chuyền sản xuất, do đó, việc nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao.

1.1. Tầm quan trọng của phay bánh răng trong chế tạo máy

Phay bánh răng là một trong những phương pháp gia công chính trong chế tạo máy. Nó không chỉ giúp tạo ra các chi tiết chính xác mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của toàn bộ hệ thống truyền động cơ khí. Việc tối ưu hóa quy trình phay sẽ góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm.

1.2. Các thông số kỹ thuật ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

Các thông số như tốc độ trục chính, chiều sâu cắt và lượng chạy dao có ảnh hưởng lớn đến độ nhám bề mặt và chất lượng sản phẩm. Nghiên cứu này sẽ phân tích chi tiết từng thông số và cách chúng tác động đến kết quả cuối cùng.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu phay bánh răng

Mặc dù phay bánh răng là một phương pháp phổ biến, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc tối ưu hóa quy trình. Các vấn đề như độ chính xác của máy, chất lượng vật liệu và chi phí điện năng cần được xem xét kỹ lưỡng. Việc không có nhiều nghiên cứu trước đó về chi phí điện năng khi phay bánh răng cũng là một thách thức lớn.

2.1. Độ chính xác và chất lượng sản phẩm

Độ chính xác trong gia công bánh răng là yếu tố quyết định đến hiệu suất làm việc của các chi tiết máy. Việc không đạt được độ chính xác mong muốn có thể dẫn đến hỏng hóc và giảm tuổi thọ của thiết bị.

2.2. Chi phí điện năng và hiệu suất máy phay

Chi phí điện năng là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tổng chi phí sản xuất. Nghiên cứu sẽ chỉ ra cách tối ưu hóa quy trình phay để giảm thiểu chi phí này mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

III. Phương pháp nghiên cứu ảnh hưởng của thông số đến chất lượng sản phẩm

Phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm việc thực hiện các thí nghiệm trên máy phay Bemato BMT-6000V với các thông số khác nhau. Các thí nghiệm này sẽ giúp xác định mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật và chất lượng sản phẩm. Kết quả sẽ được phân tích để đưa ra các khuyến nghị cụ thể.

3.1. Thiết lập thí nghiệm và quy trình phay

Quy trình thí nghiệm sẽ được thiết lập dựa trên các thông số kỹ thuật đã được xác định. Mỗi thí nghiệm sẽ được thực hiện với các điều kiện khác nhau để thu thập dữ liệu chính xác về chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng.

3.2. Phân tích dữ liệu và kết quả thí nghiệm

Dữ liệu thu thập được sẽ được phân tích bằng các phương pháp thống kê để xác định mối quan hệ giữa các thông số và chất lượng sản phẩm. Kết quả sẽ giúp đưa ra các khuyến nghị cho quy trình phay hiệu quả hơn.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng vào thực tiễn sản xuất để nâng cao hiệu quả sử dụng máy phay Bemato BMT-6000V. Việc áp dụng các thông số tối ưu sẽ giúp giảm chi phí điện năng và nâng cao chất lượng sản phẩm. Điều này không chỉ có lợi cho doanh nghiệp mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành chế tạo máy.

4.1. Kết quả đạt được từ nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các thông số kỹ thuật có thể giảm đáng kể chi phí điện năng và nâng cao chất lượng sản phẩm. Các thông số như tốc độ trục chính và chiều sâu cắt đã được xác định là yếu tố quan trọng nhất.

4.2. Ứng dụng vào sản xuất thực tế

Kết quả nghiên cứu sẽ được áp dụng vào các dây chuyền sản xuất thực tế để kiểm tra tính khả thi và hiệu quả. Việc áp dụng này sẽ giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí và nâng cao năng suất.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu về ảnh hưởng của thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng khi phay bánh răng trên máy phay Bemato BMT-6000V đã chỉ ra nhiều khía cạnh quan trọng. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục mở rộng để khám phá thêm các yếu tố khác ảnh hưởng đến quy trình phay, từ đó nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu đã xác định rõ mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật và chất lượng sản phẩm. Điều này sẽ là cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực chế tạo máy.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Tương lai của nghiên cứu sẽ tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới và cải tiến quy trình phay để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Việc nghiên cứu thêm về vật liệu và công nghệ mới cũng sẽ được xem xét.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Ngành công nghiệp chế tạo cơ khí đóng vai trò then chốt trong công cuộc hiện đại hóa đất nước với tốc độ tăng trưởng ổn định khoảng 9% mỗi năm theo báo cáo của Bộ Công Thương. Toàn ngành hiện có hơn 40.000 cơ sở sản xuất, thu hút khoảng 400.000 lao động chuyên nghiệp, đóng góp 15% tổng lực lượng lao động công nghiệp tại Việt Nam. Trong các phương pháp gia công cắt gọt kim loại, nguyên công phay chiếm tới 20% tổng khối lượng gia công thực tế. Máy phay vạn năng Bemato BMT-6000V nhập khẩu từ Đài Loan được trang bị rộng rãi tại nhiều nhà xưởng nhờ tính đa năng và hiệu quả vận hành cao. Tuy nhiên, việc vận hành gia công phay bánh răng thép C45 phần lớn vẫn dựa trên kinh nghiệm cảm tính của thợ máy, dẫn đến tình trạng chi phí điện năng tiêu hao riêng tăng cao từ 15% đến 25% và độ nhám bề mặt chưa đạt độ ổn định theo tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe.

Vấn đề nghiên cứu trọng tâm là xác định quy luật ảnh hưởng đồng thời của các thông số chế độ cắt công nghệ đến chất lượng bề mặt và mức tiêu hao năng lượng. Mục tiêu cụ thể của luận văn là thiết lập mô hình toán học tương quan giữa tốc độ trục chính, lượng chạy dao và chiều sâu cắt tác động đến độ nhám bề mặt (ký hiệu Ra) cùng hàm chi phí điện năng riêng (ký hiệu Nr) khi phay bánh răng thép C45 bằng dao phay đĩa mô-đun trên máy phay Bemato BMT-6000V.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại phòng thí nghiệm cơ khí tại Đồng Nai vào năm 2016. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc: cung cấp cơ sở dữ liệu định lượng chuẩn xác giúp doanh nghiệp chế tạo máy tối ưu hóa chế độ cắt, giảm thiểu 12% đến 18% chi phí điện năng tiêu thụ trên mỗi đơn vị thể tích phoi cắt bỏ, đồng thời bảo đảm độ nhám bề mặt đạt cấp độ tinh xảo với chỉ số Ra dưới 1,6 micromet, góp phần nâng cao năng lực cạnh tranh cho sản phẩm cơ khí nội địa.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng lý thuyết cắt gọt kim loại kinh điển kết hợp với lý thuyết nguyên công phay định hình bánh răng để phân tích bản chất tiếp xúc giữa dụng cụ cắt và phôi. Khung lý thuyết tập trung vào các mô hình và khái niệm cơ bản sau:

Thứ nhất, mô hình cân bằng lực cắt tiếp tuyến và lực pháp tuyến được thiết lập dựa trên nguyên lý biến dạng dẻo kim loại và ma sát tiếp xúc. Lực tiếp tuyến được mô tả qua phương trình tương quan phụ thuộc vào chiều sâu cắt và lượng chạy dao. Trong quá trình gia công, lực cắt tỷ lệ thuận với kích thước lớp cắt và chịu ảnh hưởng trực tiếp từ giới hạn chảy của vật liệu thép C45 (đạt xấp xỉ 360 megapascal đến 400 megapascal) cùng hệ số co rút phoi.

Thứ hai, mô hình động học quá trình phay chép hình bằng dao phay đĩa mô-đun xác định vận tốc cắt thực tế thông qua đường kính dao và tốc độ quay trục chính, kết hợp công thức xác định chiều dày cắt trung bình phụ thuộc vào lượng chạy dao răng và chiều sâu phay.

Hệ thống khái niệm chính trong nghiên cứu bao gồm:

• Sai lệch profin trung bình cộng Ra (micromet): Đại lượng đo lường độ nhấp nhô tế vi trên bề mặt răng sau gia công.
• Chi phí điện năng riêng Nr (oát-giờ trên centimet khối): Lượng điện năng tiêu hao thực tế của hệ thống máy cắt để bóc tách một đơn vị thể tích vật liệu trong một khoảng thời gian xác định.
• Lực cắt tiếp tuyến Pz (niutơn): Thành phần lực chính cản trở chuyển động quay của dao phay.
• Chiều dày cắt trung bình (milimet): Khoảng cách lớp cắt biến thiên theo cung tiếp xúc của răng dao.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp chặt chẽ giữa tính toán giải tích lý thuyết và thực nghiệm đa nhân tố:

Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu: Nghiên cứu thực hiện chọn mẫu thực nghiệm có kiểm soát với 30 mẫu thử thăm dò ban đầu nhằm xác định sai số ngẫu nhiên và kiểm định phân bố chuẩn của dữ liệu theo tiêu chuẩn Pearson. Sau giai đoạn thăm dò, ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao bậc 2 được thiết kế với 20 mẫu thí nghiệm chính thức. Các mức thông số đầu vào được khảo sát gồm: tốc độ trục chính biến thiên từ 65 đến 1500 vòng/phút, lượng chạy dao phút từ 22 đến 384 mm/phút và chiều sâu cắt từ 0,5 đến 3,0 mm.

Nguồn dữ liệu và thiết bị đo: Dữ liệu công suất điện được đo lường trực tiếp thông qua hệ thống đồng hồ đo điện chuyên dụng, xác định dòng điện không tải và dòng điện khi cắt ở điện áp định mức 380 vôn trên động cơ 5 mã lực của máy Bemato BMT-6000V. Độ nhám bề mặt Ra được kiểm tra bằng thiết bị đo độ nhám biên dạng đầu dò kim cương chính xác tại 5 điểm chuẩn dọc theo sườn răng.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích: Phương pháp quy hoạch thực nghiệm trực giao bậc 2 được lựa chọn vì khả năng biểu diễn chính xác các mối quan hệ phi tuyến và tương tác chéo giữa 3 thông số công nghệ cùng lúc, giúp tiết kiệm 60% thời gian thực nghiệm so với phương pháp thử sai cổ điển. Toàn bộ phương trình hồi quy được kiểm tra tính đồng nhất phương sai bằng tiêu chuẩn Cochran, kiểm định mức ý nghĩa của hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student và đánh giá độ tương thích bằng tiêu chuẩn Fisher. Mô hình toán học đạt hệ số tương quan đơn định trên 0,75, khẳng định độ tin cậy của kết quả dự báo. Tiến độ thực hiện và phân tích số liệu hoàn thành trong khung thời gian 12 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình phân tích thực nghiệm trên máy phay Bemato BMT-6000V khi gia công thép C45 đã đưa ra 4 phát hiện công nghệ nổi bật:

Thứ nhất, chiều sâu cắt là thông số ảnh hưởng lớn nhất đến chi phí điện năng riêng. Khi tăng chiều sâu cắt từ 0,5 mm lên 2,0 mm, chi phí điện năng riêng giảm mạnh khoảng 28,4% từ 29,8 Wh/cm3 xuống còn 21,3 Wh/cm3. Mặc dù tổng công suất điện tiêu thụ tăng thêm 35% do tải cắt tăng, thể tích kim loại bóc tách trong một đơn vị thời gian tăng nhanh hơn, giúp nâng cao hiệu suất sử dụng năng lượng của động cơ.

Thứ hai, tốc độ trục chính có mối tương quan nghịch rõ rệt với độ nhám bề mặt. Khi tăng tốc độ trục chính từ 300 vòng/phút lên 850 vòng/phút, độ nhám bề mặt Ra giảm từ 3,25 micromet xuống còn 1,42 micromet (chất lượng bề mặt được cải thiện tới 56,3%). Vận tốc cắt cao làm giảm biến dạng dẻo và giảm đáng kể chiều cao nhấp nhô tế vi.

Thứ ba, lượng chạy dao răng có tác động tiêu cực đến độ bóng bề mặt răng bánh răng. Khi lượng chạy dao tăng từ 0,08 mm/răng lên 0,24 mm/răng, độ nhám Ra tăng vọt thêm 64,5%, tạo ra các vệt gợn nhấp nhô lớn dọc theo cung tiếp xúc của lưỡi cắt.

Thứ tư, nghiên cứu đã giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu và xác định được miền chế độ cắt hợp lý nhất: tốc độ trục chính duy trì trong khoảng 750 đến 850 vòng/phút, lượng chạy dao nằm trong khoảng 45 đến 55 mm/phút, chiều sâu cắt đạt 1,2 đến 1,5 mm. Tại chế độ này, sản phẩm đạt độ nhám Ra từ 1,35 đến 1,50 micromet (đạt cấp chính xác 7 trong chế tạo bánh răng) và chi phí điện năng riêng được khống chế ở mức tối ưu từ 19,2 đến 21,5 Wh/cm3.

Thảo luận kết quả

Cơ chế vật lý của hiện tượng trên được giải thích dựa trên động học tạo phoi và ma sát cắt. Ở dải tốc độ trục chính thấp (dưới 400 vòng/phút), hiện tượng lẹo dao xuất hiện phổ biến trên mặt trước của dao phay đĩa mô-đun, làm thay đổi góc cắt thực tế và xé rách bề mặt kim loại gia công, khiến độ nhám tăng cao. Khi tốc độ trục chính vượt ngưỡng 750 vòng/phút, nhiệt cắt trong vùng gia công tăng đủ làm mềm cục bộ lớp kim loại cắt gọt, triệt tiêu lẹo dao và giảm lực ma sát tiếp xúc, mang lại bề mặt răng nhẵn bóng.

Để hỗ trợ người vận hành tại xưởng, dữ liệu thực nghiệm có thể được trình bày trực quan thông qua đồ thị mặt cong không gian 3 chiều biểu diễn hàm mục tiêu độ nhám theo tốc độ trục chính và lượng chạy dao. Đồng thời, bảng ma trận tương quan giữa chiều sâu cắt và chi phí điện năng riêng cho phép kỹ sư công nghệ tra cứu nhanh chế độ vận hành tối ưu mà không cần giải phương trình phức tạp.

So sánh với các công bố khoa học trước đây, phát hiện này hoàn toàn tương đồng với kết quả của tác giả Phạm Văn Khiêm khi phay thép C45 đạt độ nhám Ra = 1,415 micromet, đồng thời bổ sung lời giải tối ưu định lượng cho yếu tố chi phí điện năng riêng mà các nghiên cứu của tác giả Quyền Đình Biên hay Trương Văn Dũng trên máy phay TUM20VS chưa hoàn thiện.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã được kiểm chứng, luận văn đưa ra 4 giải pháp công nghệ và quản trị thực tiễn:

Thứ nhất, chuẩn hóa quy trình thiết lập chế độ cắt trên máy phay Bemato BMT-6000V khi phay bánh răng thép C45. Doanh nghiệp cần cài đặt dải tốc độ trục chính cố định từ 750 đến 850 vòng/phút và lượng chạy dao phút từ 48 đến 55 mm/phút cho nguyên công phay tinh nhằm đưa độ nhám bề mặt Ra về dưới mức 1,5 micromet, giảm 15% tỷ lệ phế phẩm bánh răng do sai lệch bề mặt trong quý 1. Chủ thể thực hiện: Trưởng phòng công nghệ và kỹ thuật viên vận hành máy.

Thứ hai, triển khai phân chia nguyên công gia công thô và gia công tinh để tiết kiệm điện năng. Thực hiện bước phay thô với chiều sâu cắt lớn từ 1,5 mm đến 2,0 mm để tận dụng tối đa hiệu suất bóc tách phoi, hướng tới mục tiêu giảm 18% chi phí điện năng riêng xuống dưới 20 Wh/cm3 trong vòng 6 tháng. Chủ thể thực hiện: Quản đốc xưởng cơ khí và kỹ sư năng lượng.

Thứ ba, lắp đặt thiết bị giám sát dòng điện tức thời tích hợp rơ le điện tử trên bảng điều khiển máy Bemato BMT-6000V. Hệ thống giám sát độ chênh lệch dòng điện tải so với dòng điện không tải (ngưỡng an toàn dưới 8 ampe), tự động cảnh báo khi lực cắt tăng quá 20% do mòn dao, hoàn thành lắp đặt trong 3 tháng. Chủ thể thực hiện: Tổ bảo trì thiết bị và cơ điện xưởng.

Thứ tư, ban hành sổ tay hướng dẫn công nghệ gia công chi tiết cơ khí bằng thép C45 và tổ chức 04 đợt đào tạo kỹ thuật định kỳ cho 100% công nhân vận hành máy phay, hoàn thành trong quý 2. Chủ thể thực hiện: Ban lãnh đạo xí nghiệp phối hợp cùng các chuyên gia cơ khí từ các trường đại học chuyên ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung luận văn mang lại giá trị thực tiễn cho 4 nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất, kỹ sư công nghệ chế tạo máy và quản đốc phân xưởng cơ khí: Tham khảo trực tiếp hệ thống phương trình tương quan và bảng tra cứu chế độ cắt tối ưu để thiết lập quy trình phay bánh răng trên máy Bemato BMT-6000V, giúp rút ngắn 20% thời gian chuẩn bị công nghệ và hạ giá thành gia công từ 10% đến 15%.

Thứ hai, chủ doanh nghiệp sản xuất cơ khí và cán bộ quản lý năng lượng: Ứng dụng mô hình tính toán chi phí điện năng riêng để xây dựng định mức tiêu thụ điện chính xác cho từng ca sản xuất, giúp tiết kiệm 12% đến 18% chi phí năng lượng hàng năm trên mỗi đầu máy công cụ.

Thứ ba, giảng viên, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí: Sử dụng công trình như một tài liệu tham khảo chuẩn mực về ứng dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm đa biến, các thuật toán tối ưu hóa đa mục tiêu và quy trình kiểm định thống kê toán học trong nghiên cứu cơ khí cắt gọt.

Thứ tư, kỹ thuật viên bảo trì máy công cụ: Nắm bắt mối quan hệ động học giữa lực cắt, tốc độ trục chính và phụ tải động cơ để xây dựng chu kỳ bảo dưỡng trục chính ISO 40, chống quá tải động cơ 5 mã lực và kéo dài tuổi thọ dao phay thêm 25%.

Câu hỏi thường gặp

Tại sao nghiên cứu lại chọn vật liệu thép C45 làm đối tượng gia công bánh răng?
Thép C45 là loại thép carbon kết cấu chất lượng cao chiếm hơn 60% tỷ trọng vật liệu chế tạo chi tiết truyền động trong ngành cơ khí chế tạo tại Việt Nam. Thép có độ bền kéo đạt 600 megapascal và độ cứng từ 180 đến 210 HB, đại diện tiêu biểu cho nhóm vật liệu thông dụng cần tối ưu hóa chế độ cắt gọt.

Máy phay Bemato BMT-6000V có những đặc điểm kỹ thuật nào đáng chú ý?
Máy phay Bemato BMT-6000V xuất xứ từ Đài Loan, trang bị động cơ chính 5 mã lực (khoảng 3,7 kilowatt), trục chính chuẩn côn ISO 40 với 9 cấp tốc độ trục ngang từ 65 đến 1500 vòng/phút. Bàn máy kích thước 300 x 1270 mm có độ cứng vững cao, rất thích hợp cho các nguyên công phay bánh răng vừa và nhỏ.

Yếu tố nào chi phối mạnh nhất đến độ nhám bề mặt răng khi phay chép hình?
Tốc độ trục chính và lượng chạy dao là hai yếu tố chi phối mạnh nhất. Tốc độ trục chính trên 750 vòng/phút giúp triệt tiêu hiện tượng lẹo dao, hạ độ nhám Ra xuống dưới 1,6 micromet. Ngược lại, nếu lượng chạy dao vượt quá 0,2 mm/răng sẽ làm tăng độ nhấp nhô bề mặt răng lên trên 60%.

Phương pháp xác định chi phí điện năng riêng được thực hiện như thế nào?
Nghiên cứu sử dụng phương pháp đo gián tiếp qua công suất điện: đo dòng điện không tải và dòng điện khi cắt ở điện áp 380 vôn bằng thiết bị đo chuyên dụng. Sau đó, công suất cắt hữu công được chia cho thể tích phoi kim loại bóc tách trong cùng khoảng thời gian để tính ra chỉ số oát-giờ trên centimet khối.

Kết quả của luận văn có thể chuyển giao cho các dòng máy phay vạn năng khác không?
Hoàn toàn có thể áp dụng cho các dòng máy phay vạn năng có công suất tương đương từ 3 kilowatt đến 7,5 kilowatt sử dụng đầu phân độ gia công bánh răng. Quy luật ảnh hưởng của chế độ cắt giữ nguyên tính khoa học, kỹ thuật viên chỉ cần nội suy các cấp tốc độ trục chính tương ứng theo hộp số máy.

Kết luận

• Xây dựng thành công hệ thống mô hình toán học bậc 2 phản ánh chính xác quy luật ảnh hưởng đồng thời của tốc độ trục chính, lượng chạy dao và chiều sâu cắt đến độ nhám bề mặt và chi phí điện năng riêng khi phay bánh răng thép C45.
• Xác định được chế độ cắt tối ưu trên máy phay Bemato BMT-6000V với tốc độ trục chính 750 đến 850 vòng/phút, lượng chạy dao 48 đến 55 mm/phút và chiều sâu cắt 1,2 đến 1,5 mm, bảo đảm độ nhám bề mặt Ra đạt dưới 1,5 micromet và tiết kiệm 18% điện năng tiêu thụ.
• Thiết lập phương pháp luận đo kiểm công suất điện cắt gọt thực nghiệm chính xác, có thể triển khai dễ dàng tại điều kiện sản xuất thực tế của các xưởng cơ khí quy mô vừa và nhỏ.
• Cung cấp tài liệu tham khảo khoa học và công nghệ có giá trị cao cho ngành kỹ thuật cơ khí, đóng góp vào việc chuẩn hóa chế độ làm việc của các thiết bị máy công cụ nhập khẩu.
• Định hướng phát triển tiếp theo là mở rộng nghiên cứu sang công nghệ bôi trơn làm nguội tối thiểu và ứng dụng dao phay phủ lớp hợp kim cứng chịu mòn cao trong giai đoạn 2026-2028.

Hãy liên hệ ngay với các chuyên gia cơ khí hoặc áp dụng trực tiếp các thông số chế độ cắt tối ưu này vào quy trình sản xuất của doanh nghiệp để nâng cao độ chính xác chi tiết máy và tối ưu hóa chi phí vận hành ngay hôm nay!

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Chế tạo máy là một trong những lĩnh vực được Đảng và nhà nước quan tâm, đầu tư và phát triển, theo báo cáo thống kê của bộ Công Thương tăng trưởng của ngành công nghiệp chế tạo là 9%, trong đó nhiều cơ sở sản xuất đã chế tạo ra các thiết bị có giá trị kinh kế lớn như: Dàn khoan tự nâng phục vụ cho khai thác dầu khí, Cần trục có sức nâng 1500 tấn, các thiết bị phục vụ cho các nhà máy thủy điện, khai thác khoáng sản. Ngành chế tạo máy đã tạo ra hàng triệu việc làm cho xã hội, đóng góp quan trọng vào phát triển kinh tế xã hội của đất nước. Thực hiện nghị quyết đại hội lần thứ 11 của Đảng, phấn đấu đến năm 2020 đưa nước ta trở thành nước công nghiệp theo hướng hiện đại.

Để thực hiện được nhiệm vụ này Chính phủ đã có nhiều chính sách khuyến kích các doanh nghiệp đầu tư xây dựng các nhà máy chế tạo, đầu tư phát triển công nghiệp phụ trợ để Việt Nam có thể chế tạo ra các sản phẩm cơ khí có chất lượng cao đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Hiện nay ở Việt Nam rất nhiều doanh nghiệp đầu tư các máy công cụ như máy phay, máy tiện, máy dập, máy cắt, máy mài để phục vụ cho công nghệ chế tạo máy. Các máy trên chủ yếu được sản xuất ở nước ngoài và nhập khẩu vào Việt Nam để thực hiện một số nguyên công trong chế tạo máy. Các máy công cụ phục vụ cho chế tạo máy hiện nay chủ yếu là máy đa năng với nhiều công dụng, có thể gia công được nhiều loại vật liệu khác nhau, song mỗi loại vật liệu, mỗi một loại công dụng đều có chế độ sử dụng khác nhau.

Phay là phương pháp gia công phổ biến, là một phần quan trọng trong quy trình công nghệ và gia công kim loại, đồng thời cũng là một trong những phương pháp gia công cho năng suất cao. Trong gia công các chi tiết, máy phay chiếm khoảng 20% khối lượng gia công kim loại bằng cắt gọt, chính vì vậy, ở nước ta trong những năm gần đây đã nhập khẩu và đưa 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 thiết bị, xác định được chế độ LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 2 làm việc hợp lý nhằm nâng cao năng suất và giảm giá thành sản phẩm nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu. Ở Việt Nam việc nghiên cứu chế độ sử dụng hợp lý cho từng đối tượng vật liệu khi gia công và cho từng loại nguyên công chưa được quan tâm, chưa có nhiều công trình, tài liệu được công bố để khuyến cáo các đơn vị sử dụng các máy công cụ thực hiện nhằm mang lại năng suất chất lượng và giảm chi phí tiêu thụ điện năng góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế trong sản xuất chế tạo máy.

Máy phay Bemato BMT-6000v được sử dụng khá phổ biến hiện nay ở các dây chuyền chế tạo máy, công dụng chủ yếu là phay bánh răng, phay mặt phẳng, phay rãnh then, mỗi một nguyên công khác nhau, mỗi một loại vật liệu khác nhau đều có chế độ phay khác nhau. Việc xác định chế độ phay sao cho năng suất cao, chất lượng đáp ứng yêu cầu và chi phí năng lượng riêng nhỏ nhất là rất cần thiết và có ít công trình nghiên cứu được công bố. Với những lý do đã được trình bầy ở trên chúng tôi chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng riêng khi phay bánh răng trên máy phay Bemato BMT-6000v". Phạm vi nghiên cứu Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong đề tài này chỉ giới hạn các nội dung sau: + Thiết bị nghiên cứu là máy phay Bemato BMT- 6000v + Vật liệu phay là thép C45.

+ Các thông số ảnh hưởng được lựa chọn để nghiên cứu là những thông số ảnh hưởng chính đến chất lượng sản phẩm và chi phí điện năng riêng. + Chất lượng sản phẩm có nhiều yếu tố nên ở đề tài này chỉ chọn hàm độ nhám bề mặt để nghiên cứu. + Phương pháp phay bánh răng chọn phương pháp phay chép hình dùng dao phay đĩa mô đun. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn - Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của luận văn đã xác định được qui luật ảnh hưởng của tốc độ trục chính , chiều sâu cắt và lượng chạy dao đến độ nhám bề mặt sản phẩm và chi phí điện năng riêng, từ qui luật ảnh hưởng này là cơ sở khoa học cho việc xác định chế độ sử dụng hợp lý của máy khi phay bánh răng trên máy phay Bemato BMT-6000v. - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả nghiên cứu của luận văn đã xác định được thông số sử dụng hợp lý của máy để nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí điện năng, kết quả nghiên cứu này góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng máy phay Bemato BMT-6000v. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 4 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về phay bánh răng: - Bánh răng là chi tiết quan trọng được dùng phổ biến trong truyền động cơ khí nói chung. Phương pháp chủ yếu để tạo răng là gia công cắt gọt.

Các bánh răng có độ chính xác thấp có thể được tạo hình bằng phương pháp cán. Tạo răng bằng dụng cụ cắt có lưỡi có thể thực hiện bằng phương pháp chép hình và phương pháp bao hình.1 Phương pháp chép hình - Bản chất của phương pháp này là prôphin răng của được chép lại theo prôphin lưỡi cắt của dao.1 Sơ đồ cắt răng bằng phương pháp chép hình a. Dùng dao phay đĩa mô đun; b. Dùng dao phay ngón mô đun - Phương pháp này thường được dùng trong sản xuất nhỏ và vừa hoặc sửa chữa bánh răng vì có thể dùng trên các máy phay vạn năng có đầu phân độ.2 Phương pháp bao hình - Gia công răng theo phương pháp này được tiến hành theo nguyên lý ăn khớp của hai bánh răng hoặc một bánh răng và một thanh răng, trong đó một là dụng cụ cắt một là chi tiết gia công.

Phương pháp này dùng chủ yếu trong sản xuất hàng loạt. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.2 Sơ đồ cắt răng bằng phương pháp bao hình a. Phương pháp xọc răng ; b. Phương pháp phay lăn răng 1.3 Đặc điểm của quá trình cắt răng - Tiết diện lớp cắt của mỗi răng thay đổi trong quá trình gia công.

- Các phần khác nhau của lưỡi cắt chịu tác dụng lực không như nhau, bởi vì chúng có tốc độ khác nhau và cắt những lớp tiết diện khác nhau. - Các dao cắt răng không có thông số hình học tối ưu, bởi vì chúng có hình dạng rất phức tạp và một số dao cắt khi gia công thực hiên các chuyển động phức tạp. Tình hình sử dụng và nghiên cứu máy phay kim loại ở trên thế giới Máy phay là một trong những loại máy gia công kim loại được dùng phổ biến trong các nhà máy cơ khí. Máy phay được chế tạo từ thế kỷ 16 cho đến nay hàng triệu máy phay với nhiều kiểu dáng khác nhau đã được chế tạo và đưa vào sản xuất.

Các nước phát triển trên thế giới như nước Anh là một trong những nước công nghiệp đi tiên phong trong lĩnh vực chế tạo máy công cụ. Ở Anh có khoảng hơn 100 hãng chế tạo máy công cụ với năng suất khoảng 30000 sản phẩm trong một năm gồm các loại máy sau: Máy tiện chiếm khoảng 27%, máy phay chiếm khoảng 16%, máy mài chiếm khoảng 10% máy CNC chiếm khoảng 20%.Một số hãng có sản phẩm được xuất khẩu sang nhiều nước khác nhau trên thế giới như hãng Siemens sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu: SF - 70, SF 500 CNC, SF 500 MICRO có kích thước bàn máy 310 x 100mm, công suất 400w, tốc độ quay của trục dao 180  2500v/phút. Hãng Axminster đã sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu ZX 2M2, ZX 25M2, ZX 30M, SIEG X2, SIEG X3, SIEG SX2, SIEG SX4,. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 6 Hãng DUGARD cho ra đời các loại máy phay với các mã hiệu: PC-460, EAGLE 210Y, EAGLE SMV 600, EAGLE 1000 có công suất 7,5kw, tốc độ quay 8000v/phút, hành trình bàn máy theo trục X 1020 mm, theo trục Y 510 mm, theo trục Z 510mm, theo trục Z 510 mm; hệ điều hành Siemen, [22].

Hãng Mekhanit đã sản xuất nhiều kiểu máy phay với các mã hiệu khác nhau như: INNO 600; INNO 810; HANDYMAN 1000; HANDYMAN 1270; HANDYMAN 1500; HANDYMAN 2000; HANDYMAN 2500; HANDYMAN 3000; ACELER 1120; ACELER 1320; ACELER 1520; OPTIMAL 1100, OPTIMAL 1250, OPTIMAL 1500, OPTIMAL 1800, ACUMEN 660, ACUMEN 1100, ACUMEN 900 có các thông số kỹ thuật như kích thước bàn máy 1100 x 500 mm; hành trình bàn theo trục X 900mm, theo trục Y 520 mm, theo trục Z 590mm; tốc độ trục chính 8000 15000v/phút; công suất 11kw. Hãng CKC Stanko sản xuất các loại máy phay vạn năng với các mã hiệu CD 10, 6T82G, 6T83G, 6T12,, 6T82S, 6T83S (hình 1.6) có các thông số kỹ thuật chính như kích thước bàn máy 1600 x 400mm, tốc độ trục chính 50  1600v/phút, công suất động cơ chính 11kw. Ở Nga, ngành chế tạo máy công cụ rất phát triển, nhiều hãng chế tạo máy nổi tiếng trên thế giới đã sản xuất nhiều loại máy phay khác nhau như hãng Treliabinskơ đã sản xuất các loại máy phay CNC với các mã hiệu như QV209, QV179, QV159,QV147, QV117, Q127 có các thông số kỹ thuật chính như kính thước bàn máy 1500 x 700mm; hành trình bàn theo trục X 1300mm, theo trục Y 900mm, theo trục Z 850mm; tốc độ trục chính 408000v/ phút; công suất 15kw, [25]. Công hòa liên bang Đức là một trong những những nước công nghiệp phát triển đi đầu trong xuất khẩu máy công cụ.

Nước Đức có khoảng 433 hãng sản xuất máy, trung bình xuất xưởng khoảng 206 nghìn sản phẩm trong 1 năm, bao gồm máy mài, máy doa chiếm 20,1%, máy tiện CNC chiếm 16,2%, máy phay chiếm 13,8%, máy tiện thường chiếm 12,35% [21]. Hãng chế tạo máy Votkinsk đã sản xuất các loại máy phay với các mã hiệu khác nhau E 320, HL 3, HL4, LH108, LH 262, L322, L421, L422, L423, L526, LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.