MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu. Theo báo cáo thống kê của bộ Công Thương tăng trưởng của ngành công nghiệp tăng 9-10%, trong đó ngành chế tạo máy tăng 8-9%, tổng giá trị của ngành chế tạo máy thực hiện măn 2014 ước đạt 30 tỷ USD, 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. 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 Jen Lian UH1 được sử dụng khá phổ biến hiện nay ở các dây chuyền chế tạo máy, công dụng chủ yếu là phay mặt phẳng, phay rãnh then, khoan, doa., 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 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 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 mặt phẳng trên máy phay Jen Lian UH-1" 2. 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 vận tốc cắt, chiều sâu cắt và lượng chạy dao đến chất lượng 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 mặt phẳng trên máy phay Jen Lian UH-1.
- 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 là tài liệu cho các đơn vị sử dụng máy phay Jen Lian UH-1 mang lại hiệu quả kinh tế cao. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan về phay 1.1 Định nghĩa về phay Phay là phương pháp gia công cắt gọt bằng dụng cụ cắt có lưỡi được dùng phổ biến trong gia công cắt gọt kim loại. Quá trình cắt do phay là không liên tục do dao phay thông thường có nhiều lưỡi nên quá trình cắt được tiến hành lần lượt theo, từng lưỡi gây nên các va đập trong quá trình gia công. Độ chính xác đạt được bằng các phương pháp phay không cao hơn cấp 4 ÷ 3 và chiều cao nhấp nhô tế vi bề mặt a = 3,2 ÷ 0,2 (µm).
Khi gia công mặt phằng, phay là phương pháp gia công có năng suất cao nhất. Phay có khả năng thay thế hoàn toàn phương pháp bào trong sản xuất hàng loạt.2 Các dạng dao phay chủ yếu Bằng phương pháp phay, người ta có thể gia công mặt phẳng, mặt định hình phức tạp, rãnh then, trục then hoa, bánh răng, cắt ren…Có rất nhiều các kiểu dao phay khác nhau ( Hình 1.1 ) - Dao phay trụ răng xoắn.1 a) - Dao phay mặt đầu.1b) - Dao phay ngón.1g) - Dao phay định hình. Các dạng dao phay chủ yếu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.3 Đặc điểm gia công cắt gọt bằng dao phay Do có một số lưỡi cắt cùng tham gia cắt nên năng suất cao hơn phương pháp tiện. Lưỡi cắt của dao phay làm việc không liên tục, cùng khối lượng thân dao lớn nên điều kiện truyền nhiệt tốt.
Do vậy dao lâu mòn hơn và có thể gia công trong điều kiện cắt gọt khó khăn. Diện tích cắt khi phay thay đổi, do vậy lực cắt thay đổi gây ra rung động trong quá trình cắt. Do lưỡi cắt làm việc gián đoạn gây ra va đập và rung động, nên khả năng tồn tại lẹo dao ít. Tuy nhiên hiện tượng va đập trong quá trình cắt cũng là nhân tố làm giảm độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết gia công.
Ngoài các hình thức mòn dao tương tự như ở nguyên công tiện, khi phay xuất hiện hiện tượng vỡ dao do va đập. Các phương pháp phay a. Phay thuận - Định nghĩa: Phay thuận là phương pháp trong đó véc tơ tốc độ cắt V của dao ở điểm tiếp xúc giữa dao và bề mặt đã gia công cùng chiều với chiều chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. - Ưu điểm: Chiều dài cắt thay đổi từ am ax đến amin, do đó ở thời điểm lưỡi cắt tiếp xúc gia công không xẩy ra hiện tượng trượt, vì vậy dao đỡ mò n và tuổi bền của dao có thể được nâng cao.
Khi gia công, thành phần lực cắt P n có chiều cùng với chiều của lực kẹp chi tiết gia công nên tăng độ cứng vững của hệ thống công nghệ, do đó giảm rung động khi phay - Nhược điểm: Tại thời điểm đầu tiên khi dao chạm vào chi tiết gia công thì chiều dày cắt a = amin nên xảy ra va đập đột ngột, răng dao dễ bị mẻ và rung động tăng lên. Thành phần lực cắt ngang P n đẩy chi tiết theo chiều chuyển động chạy dao S nên sự tiếp xúc giữa bề mặt ren của vít me truyền lực và đai ốc có thể không liên tục. Điều này làm cho bàn máy chuyển động bị giật cục do đó sinh ra rong động. Nếu ta cắt với chiều dày cắt a thật mỏng thì lực và đập và thành phần lực P n nhỏ, do đó ảnh hưởng rung động không đáng kể lắm.
Mặt khác, vì không có hiện tượng trượt giữ lưỡi cắt và bề mặt chi tiết, do đó tăng độ bõng bề mặt chi tiết gia LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 công và tăng được tuổi thọ của dao. Trong thực tế người ta sử dụng phương pháp này khi gia công tinh. Phay nghịch - Định nghĩa: Phay thuận là phương pháp trong đó véc tơ tốc độ cắt V của dao ở điểm tiếp xúc giữa dao và bề mặt đã gia công ngược chiều với chiều chuyển động của bàn máy mang chi tiết gia công. - Ưu điểm: Thành phần lực Pn có tác dụng khử khe hở giữa vít me và đai ốc do đó giảm được đáng kể sự rung động - Nhược điểm: Tại thời điểm đầu tiên khi dao chạm vào chi tiết gia công thì chiều dày cắt a = 0 nên xảy ra sự trượt lưỡi cắt và bề mặt gia công do đó giảm độ bóng bề mặt và tuổi thọ của dao.
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,. 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, [21], [26]. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 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.