Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành cơ khí chế tạo máy đóng vai trò nền tảng trong việc cung cấp tư liệu sản xuất và trang thiết bị cho nền kinh tế. Một trong những nhiệm vụ trọng tâm của ngành là nghiên cứu, thiết kế máy mới và cải tiến các dòng máy công cụ hiện hữu nhằm nâng cao khả năng công nghệ và tăng năng suất gia công. Dù các dòng máy điều khiển số CNC và công nghệ CAD/CAM ngày càng phát triển, máy tiện ren vít vạn năng vẫn giữ vị trí thiết yếu trong các phân xưởng cơ khí, xí nghiệp sửa chữa và các cơ sở sản xuất đơn chiếc hoặc loạt nhỏ nhờ tính linh hoạt cao, chi phí đầu tư ban đầu hợp lý và khả năng gia công đa dạng.

Đề tài "Thiết kế máy tiện ren vít vạn năng" do sinh viên Hà Anh Đức thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thuận tại Bộ môn Máy và Tự động hóa, Khoa Cơ khí, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên (năm 2023, hoàn thành trong 3 tháng). Mục tiêu tổng quát của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống động học và động lực học cho một máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung bình, đảm bảo gia công được nhiều dạng bề mặt với độ chính xác theo tiêu chuẩn công nghiệp.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án được xác định theo các nội dung chính:

  1. Tổng quan về công dụng, tính năng công nghệ và trình độ phát triển của máy tiện ren vít vạn năng.
  2. Thiết kế sơ đồ cấu trúc động học toàn máy, phân tích các phương pháp tạo hình bề mặt và thiết lập phương trình điều chỉnh động học cho các xích truyền dẫn.
  3. Xác định đặc tính kỹ thuật, thông số kích thước hình học, tính toán chế độ cắt điển hình và lựa chọn công suất động cơ dẫn động.
  4. Thiết kế động học xích tốc độ (truyền dẫn chính), xây dựng đồ thị vòng quay, tính toán tỷ số truyền và số răng bánh răng, kiểm tra sai số tốc độ quay.
  5. Thiết kế động học xích chạy dao, phân tích cấu trúc nhóm cơ sở, nhóm gấp bội, nhóm bù, thiết lập cơ cấu tiện ren bước lớn và bảng bước ren tiêu chuẩn.

Đối tượng nghiên cứu là máy tiện ren vít vạn năng có chiều cao tâm máy $H = 160\text{ mm}$. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào tính toán động học hộp tốc độ, hộp trục chính, hộp chạy dao và tính toán động lực học chế độ cắt điển hình tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết của đồ án dựa trên nguyên lý tạo hình bề mặt chi tiết máy cắt kim loại và lý thuyết thiết kế máy công cụ. Tác giả vận dụng nguyên tắc tạo hình hình học: bề mặt được hình thành bằng cách cho đường sinh chuyển động trượt trên đường chuẩn, thông qua 4 phương pháp cơ bản gồm chép hình, bao hình, quỹ tích và tiếp xúc. Số lượng chuyển động tạo hình được xác định theo công thức:

$$N = N_S + N_C - N_T$$

Trong đó $N_S$ là số chuyển động tạo hình đường sinh, $N_C$ là số chuyển động tạo hình đường chuẩn, $N_T$ là số chuyển động trùng.

Về phương pháp thiết kế động học, tác giả áp dụng lý thuyết chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn theo cấp số nhân với công bội $\phi = 1,26$, dựa trên tiêu chuẩn máy công cụ và phương pháp thiết kế của Viện Máy công cụ thực nghiệm ENIMS (trong văn bản ghi EMINS). Việc phân bố tỷ số truyền, xây dựng lưới cấu trúc và đồ thị không gian vòng quay tuân thủ điều kiện giới hạn tỷ số truyền bánh răng trụ răng thẳng:

$$\frac{1}{4} \le i \le 2$$

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp: Khảo sát các sơ đồ kết cấu của dòng máy chuẩn 16A16K và 16B16K để lựa chọn phương án bố trí cụm truyền động.
  • Phương pháp tính toán giải tích cơ học: Xác định lực cắt ($P_z, P_y, P_x$), mô men xoắn và công suất cắt dựa trên chế độ cắt thực nghiệm tiện thô ngoài thép kết cấu có độ bền giới hạn $[\sigma_k] \le 75\text{ kG/cm}^2$.
  • Phương pháp thiết kế động học bánh răng: Giải hệ phương trình xác định số răng với điều kiện tổng số răng $S_z = \text{const}$, áp dụng hệ số dịch chỉnh bánh răng để duy trì khoảng cách trục không đổi $A = 63\text{ mm}$ khi sử dụng nhiều mô đun khác nhau trong hộp chạy dao.

Nguồn dữ liệu tính toán được trích xuất từ các tài liệu chuyên ngành: Thiết kế máy cắt kim loại (TKMCKL), Thiết kế dao cắt kim loại (TKDCC), Sổ tay Công nghệ chế tạo máy và bảng chuỗi số vòng quay tiêu chuẩn trong chế tạo máy.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tổng quan về máy tiện ren vít vạn năng

Chương này trình bày khái niệm, phạm vi sử dụng, công dụng và lịch sử phát triển của máy tiện. Tác giả nhấn mạnh máy tiện ren vít vạn năng là thiết bị phổ biến nhất trong các phân xưởng cơ khí, thực hiện được nhiều nguyên công như tiện trụ ngoài, tiện trụ trong, tiện mặt đầu, tiện côn, cắt ren, khoan, khoét, doa và ta rô. Khi trang bị đồ gá chuyên dùng, máy có thể gia công mặt định hình, mặt elip hoặc phay. Độ chính xác gia công phụ thuộc vào vật liệu phôi, dao cắt, độ cứng vững hệ thống công nghệ và tay nghề công nhân. Tác giả điểm qua lịch sử từ máy tiện gỗ Ai Cập cổ đại (năm 1900 TCN) đến các hệ thống tiện CNC hiện đại tích hợp CAD/CAM, đồng thời lý giải sự cần thiết phải duy trì chế tạo máy vạn năng cơ khí trong điều kiện sản xuất nhỏ.

Chương II: Thiết kế sơ đồ cấu trúc động học máy

Tác giả phân tích khả năng công nghệ và xác lập phương pháp tạo hình cho các bề mặt cơ bản. Khi tiện ren vít, đường sinh biên dạng ren được tạo hình bằng phương pháp chép hình ($N_S = 0$), đường chuẩn xoắn vít được tạo bằng phương pháp quỹ tích phối hợp giữa chuyển động quay phôi và chuyển động tịnh tiến của bàn dao ($N_C = 2$). Khi tiện mặt trụ trơn, đường sinh và đường chuẩn đều tạo bằng phương pháp quỹ tích ($N_S = 1, N_C = 1$).

Chương này phân loại chi tiết các chuyển động trên máy thành chuyển động tạo hình, chuyển động cắt gọt, chuyển động định vị, chuyển động điều khiển và chuyển động phụ (chạy dao nhanh, phân độ ren nhiều đầu mối). Tác giả thiết lập sơ đồ cấu trúc động học toàn máy theo phương pháp nối động "nối tiếp tuần tự" qua ly hợp vấu, đồng thời xây dựng các phương trình cân bằng và công thức điều chỉnh động học cho xích truyền dẫn chính ($i_v$), xích cắt ren ($i_s$), xích tiện trụ trơn dọc ($S_d$) và xích chạy dao hướng kính ($S_n$). Việc tách riêng trục trơn (truyền động qua bánh răng - thanh răng) và trục vít me đai ốc được lý giải nhằm bảo vệ độ chính xác bước vít me không bị mòn sớm do tiện trơn.

Chương III: Thiết kế đặc tính kỹ thuật máy

Chương III xác định toàn bộ thông số kích thước, công nghệ, động học và động lực học của máy:

  • Độ chính xác đạt được: Tiện thô đạt IT13–IT12 ($R_z = 80,\mu\text{m}$), tiện bán tinh đạt IT11–IT9 ($R_z = 20 - 40,\mu\text{m}$), tiện tinh đạt IT8–IT7 ($R_a = 2,5,\mu\text{m}$), tiện mỏng đạt IT7–IT6 ($R_a = 1,25 - 0,63,\mu\text{m}$).
  • Thông số kích thước: Chiều cao tâm máy $H = 160\text{ mm}$; đường kính gia công lớn nhất trên băng máy $D_{\max} = 320\text{ mm}$; đường kính lớn nhất trên bàn dao $D_{1\max} = 224\text{ mm}$; đường kính phôi nhỏ nhất $D_{\min} = 24\text{ mm}$; đường kính phôi thanh luồn qua trục chính $d_{\max} = 33,6 - 44,8\text{ mm}$; bàn dao lắp được 4 dao.
  • Đặc trưng động học: Chuỗi 21 cấp tốc độ quay trục chính từ $20$ đến $2000\text{ v/ph}$ ($\phi = 1,26$); lượng chạy dao $S_{\min} = 0,5\text{ mm/v}$, $S_{\max} = 2,8\text{ mm/v}$; khả năng cắt ren hệ mét từ $0,25$ đến $56\text{ mm}$, ren hệ Anh từ $112$ đến $0,5\text{ ren/inch}$.
  • Đặc trưng động lực học: Chế độ cắt tính toán với chiều sâu cắt $t^* = 4,25\text{ mm}$, lượng chạy dao $S^* = 1,4\text{ mm/v}$. Lực cắt thành phần tính được gồm lực dọc trục $P_x = 4591,6\text{ N}$, lực hướng kính $P_y = 5916,4\text{ N}$, lực tiếp tuyến chính $P_z = 10940\text{ N}$. Từ đó, tác giả lựa chọn động cơ điện có công suất $N_{đc} = 5,5\text{ kW}$ với số vòng quay định mức $n = 1450\text{ v/ph}$ (hệ số chạy dao $K_s = 1,04$, hiệu suất truyền động $\eta = 0,75$).

Chương IV: Thiết kế động học máy

Nội dung chương IV tập trung vào việc tính toán chi tiết xích tốc độ và xích chạy dao:

  • Thiết kế xích tốc độ: Hộp tốc độ được bố trí tách rời hộp trục chính và truyền động qua dây đai nhằm hạn chế nhiệt và rung động. Dạng kết cấu được lựa chọn là cấu trúc phức tạp có phản hồi kép: $Z = 3 \times 3 \times (1 + 1 \times 1 + 1 \times 1 \times 1 \times 1) = 27$ cấp lý thuyết, làm chùng 6 cấp ở nhóm truyền cuối để nhận được $Z = 21$ cấp tốc độ thực tế. Tác giả tính toán số răng cho các khối bánh răng di trượt nhóm I, nhóm II, đường truyền trực tiếp (ly hợp răng $z = 30/30$), hai nhánh phản hồi trong hộp trục chính, bộ truyền đai răng từ động cơ sang hộp tốc độ ($z = 25/29$) và bộ truyền đai sang trục chính ($z = 33/33$). Bảng kiểm tra sai số vòng quay thực tế so với tiêu chuẩn cho thấy sai số lớn nhất nằm trong phạm vi cho phép $[\Delta n] \le \pm 2,6%$.
  • Thiết kế xích chạy dao: Cơ cấu điều chỉnh sử dụng các khối bánh răng di trượt. Nhóm cơ sở gồm 4 tỷ số truyền ($4/5, 5/5, 6/5, 7/5$) lắp trên khoảng cách trục $A = 63\text{ mm}$, sử dụng 4 mô đun khác nhau ($m = 1,5; 1,75; 2; 2,25$) kết hợp dịch chỉnh góc cặp răng $z_3/z'3 = 30/25$. Nhóm gấp bội gồm 4 cấp tỷ số truyền ($1/8, 1/4, 1/2, 1$) với bánh răng dùng chung $z = 35$. Tác giả chọn bước trục vít me $t{vm} = 6\text{ mm}$ ($k_{vm} = 1$), thiết kế các nhánh truyền nhóm bù và bánh răng thay thế cho 4 loại ren (quốc tế, mô đun, Anh, pit), đồng thời tích hợp cơ cấu khuyếch đại ren bước lớn trong hộp trục chính với hai tỷ số $i_{kđ1} = 4$ và $i_{kđ2} = 16$. Sai số bước ren cho phép khống chế ở mức $[\Delta t] = \pm 12,\mu\text{m}$.

Chương V: Thiết kế động lực học máy

Dựa theo đề cương đồ án, chương này bao gồm việc xác định chế độ làm việc của máy (chế độ cực đại, chế độ tính toán, chế độ cắt thử), tính toán chính xác lực cắt, xác định công suất truyền dẫn chính, công suất chạy không, công suất phụ, công suất cơ cấu chạy dao nhanh và tính mô men xoắn tác dụng lên toàn bộ các trục truyền động.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống kỹ thuật của máy tiện ren vít vạn năng được tác giả mô hình hóa và triển khai thông qua các giải pháp kết cấu cơ khí chính xác:

1. Kiến trúc phân cụm truyền động

  • Hộp tốc độ tách rời: Đặt độc lập với hộp trục chính, nhận chuyển động từ động cơ điện $5,5\text{ kW}$ qua bộ truyền đai răng $z = 25/29$ ($i_0 = 1,16$, đưa tốc độ vào trục II về $n_0 = 1250\text{ v/ph}$). Hộp gồm hai nhóm truyền bánh răng di trượt ($3 \times 3$) tạo ra 9 cấp tốc độ.
  • Hộp trục chính phản hồi kép: Nối với hộp tốc độ qua bộ truyền đai tỷ số $1:1$ ($z = 33/33$). Hộp trục chính bố trí đường truyền trực tiếp dùng ly hợp răng ($z = 30/30, i = 1$) phục vụ dải tốc độ cao để gia công tinh, và hai nhánh phản hồi bánh răng giảm tốc ($m = 2$ và $m = 2,75$) phục vụ dải tốc độ thấp chịu tải lớn để gia công thô.
  • Hệ thống xích chạy dao: Dẫn động từ trục chính qua cụm bánh răng đảo chiều, bộ truyền bánh răng thay thế nhóm bù, cụm bánh răng di trượt nhóm cơ sở và nhóm gấp bội, dẫn tới trục vít me ($t_{vm} = 6\text{ mm}$) khi cắt ren hoặc dẫn tới trục trơn qua cơ cấu bánh răng - thanh răng khi tiện dọc và tiện ngang.
Cụm cơ cấu Phương án kết cấu Thông số kỹ thuật / Tỷ số truyền Mô đun & Số răng ($z$)
Đai dẫn động 1 Đai răng (Động cơ $\rightarrow$ Hộp tốc độ) $i_0 = 25/29 \approx 0,862$ ($1/1,16$) $z_1 = 25, z_2 = 29$
Hộp tốc độ - Nhóm I 3 cặp bánh răng di trượt $i_1 = 1; i_2 = 1/1,26; i_3 = 1/1,26^2$ $36/36; 32/40; 28/44$
Hộp tốc độ - Nhóm II 3 cặp bánh răng di trượt $i_4 = 1,26^2; i_5 = 1/1,26; i_6 = 1/1,26^4$ $44/28$ (dịch chỉnh); các cặp theo $K=72$
Đai dẫn động 2 Đai dẹt/răng (Hộp tốc độ $\rightarrow$ Trục chính) $i_đ = 1$ $z = 33/33$
Hộp trục chính Truyền thẳng & 2 nhánh phản hồi kép $i_8 = 1$ (trực tiếp); $i_9, i_{10}, i_{11}, i_{12}$ Ly hợp $30/30$; $m_1 = 2, m_2 = 2,75$
Hộp chạy dao - Cơ sở 4 cặp bánh răng di trượt ($A = 63\text{ mm}$) $i_{cs} = 4/5; 5/5; 6/5; 7/5$ $28/35 (m=2); 28/28 (m=2,25); 30/25 (m=2,25); 42/30 (m=1,75)$
Hộp chạy dao - Gấp bội Khối bánh răng di trượt $2 \times 2$ $i_{gb} = 1/8; 1/4; 1/2; 1$ Dùng chung bánh răng $z = 35$
Khâu khuyếch đại ren Tích hợp trong hộp trục chính $i_{kđ1} = 4; i_{kđ2} = 16$ Cắt ren bước lớn
Trục vít me Vít me tiện ren dọc $t_{vm} = 6\text{ mm}, k_{vm} = 1$ Ren hệ mét

2. Kiểm tra sai số động học

Sai số vòng quay trục chính được kiểm định theo công thức $[\Delta n] = \pm 10(\phi - 1)% = \pm 2,6%$. Dữ liệu kiểm tra thực tế trên 21 cấp tốc độ cho thấy độ lệch phân bố từ $-2,7%$ đến $+0,16%$, đa số các cấp đạt sai số $0%$ hoặc dưới $2%$, đảm bảo chất lượng truyền động theo tiêu chuẩn chế tạo máy.

Kết quả và đóng góp

Đồ án hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ tính toán thiết kế máy tiện ren vít vạn năng với các kết quả cụ thể:

  1. Xác lập chuỗi thông số làm việc hoàn chỉnh: Chuỗi 21 cấp tốc độ trục chính chuẩn từ $20\text{ v/ph}$ đến $2000\text{ v/ph}$, dải lượng chạy dao từ $0,5$ đến $2,8\text{ mm/v}$, chiều sâu cắt tính toán $t^* = 4,25\text{ mm}$.
  2. Tính toán chính xác thông số động lực học: Xác định các thành phần lực cắt lớn nhất ($P_z = 10940\text{ N}, P_y = 5916,4\text{ N}, P_x = 4591,6\text{ N}$) và lựa chọn động cơ $5,5\text{ kW}$ đáp ứng đầy đủ yêu cầu công suất cắt gọt và tổn hao ma sát truyền dẫn.
  3. Giải quyết bài toán tối ưu kết cấu xích tốc độ: Sử dụng cấu trúc phản hồi kép làm chùng 6 cấp tốc độ trùng nhau ở nhóm truyền cuối, tinh giản số lượng trục và bánh răng trong khi vẫn duy trì dải điều chỉnh rộng ($R_n = 100$).
  4. Thiết lập hệ thống cắt ren vạn năng: Gia công được ren hệ mét ($0,25 - 56\text{ mm}$), ren hệ Anh ($112 - 0,5\text{ ren/inch}$), ren mô đun và ren pit. Xử lý thành công việc giữ nguyên khoảng cách trục $A = 63\text{ mm}$ ở nhóm cơ sở bằng phương pháp phối hợp 4 loại mô đun và dịch chỉnh góc ăn khớp cặp bánh răng $30/25$.
  5. Đóng góp kỹ thuật tự nêu: Thiết kế cụm hộp tốc độ tách rời hộp trục chính giúp triệt tiêu truyền nhiệt và chấn động sang trục chính, nâng cao độ cứng vững và độ nhẵn bóng bề mặt chi tiết gia công; tận dụng các nhánh phản hồi hộp trục chính làm khâu khuyếch đại ren bước lớn ($i_{kđ} = 4$ và $16$) giúp kết cấu hộp chạy dao nhỏ gọn.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo nội dung đồ án, các hạn chế và định hướng phát triển gồm:

  • Hạn chế: Thời gian thực hiện đồ án giới hạn trong 3 tháng, tác giả chủ yếu tập trung vào tính toán động học và sơ bộ động lực học; chưa thực hiện kiểm nghiệm bền mỏi chi tiết máy (trục, then, ổ lăn) và chưa khảo sát dao động cưỡng bức thực tế khi cắt gọt rung động mạnh. Ở một số bộ truyền, do giới hạn không gian nên tác giả buộc phải chấp nhận số răng nhỏ hơn ngưỡng tiêu chuẩn ($z < z_{\min}$) hoặc phải áp dụng dịch chỉnh bánh răng.
  • Hướng mở rộng: Tiến hành tính toán kiểm nghiệm độ bền tiếp xúc và uốn của hệ thống bánh răng; tính chọn ổ lăn và thiết kế kết cấu gối đỡ trục chính; nghiên cứu tích hợp cơ cấu điều khiển tự động hóa hoặc cơ cấu hiển thị số (DRO) để nâng cao độ chính xác định vị dao cắt.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật cơ khí, Cơ khí chế tạo máy, Máy và Tự động hóa: Cung cấp tài liệu mẫu mực về phương pháp luận và các bước tính toán thiết kế máy công cụ truyền thống (từ lập sơ đồ động, phân tích phương pháp tạo hình, dựng lưới cấu trúc, đồ thị vòng quay đến tính toán bánh răng).
  • Kỹ sư thiết kế và cán bộ kỹ thuật xí nghiệp cơ khí: Tham khảo giải pháp duy trì khoảng cách trục không đổi bằng cách phối hợp nhiều mô đun trong hộp chạy dao; phương pháp bố trí cấu trúc phản hồi kép để thu gọn kích thước hộp trục chính và phương án thiết kế cơ cấu khuyếch đại cắt ren bước lớn.

Câu hỏi thường gặp

1. Chiều cao tâm máy và các kích thước phôi giới hạn của máy được xác định là bao nhiêu?
Chiều cao tâm máy là $H = 160\text{ mm}$. Đường kính gia công lớn nhất trên băng máy là $D_{\max} = 320\text{ mm}$, trên bàn dao là $D_{1\max} = 224\text{ mm}$, đường kính phôi nhỏ nhất $D_{\min} = 24\text{ mm}$ và đường kính phôi thanh luồn qua lỗ trục chính đạt $d_{\max} = 33,6 - 44,8\text{ mm}$.

2. Vì sao tác giả lựa chọn phương án bố trí hộp tốc độ tách rời khỏi hộp trục chính?
Phương án này nhằm ngăn chặn rung động và nguồn nhiệt sinh ra từ hộp tốc độ truyền sang hộp trục chính, từ đó cải thiện độ cứng vững, nâng cao độ chính xác và độ nhẵn bóng của bề mặt gia công, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc lắp ráp, bảo dưỡng và phân chia thành hai vùng tốc độ cắt thô và cắt tinh riêng biệt.

3. Làm thế nào để giảm từ 27 cấp tốc độ lý thuyết xuống 21 cấp tốc độ thực tế của máy?
Hộp tốc độ có cấu trúc nhân $3 \times 3 \times 3 = 27$ cấp. Để đạt yêu cầu $Z = 21$ cấp, tác giả làm trùng 6 cấp tốc độ ở nhóm truyền cuối bằng cách giảm đặc tính của nhóm cuối theo công thức $n_t = (x_j - x'_j)(P_j - 1) \Leftrightarrow 6 = (9 - x'_j)(3 - 1)$, từ đó xác định đặc tính giảm $x'_j = 6$.

4. Nhóm cơ sở của hộp chạy dao được xử lý như thế nào để giữ nguyên khoảng cách trục $A = 63\text{ mm}$?
Tác giả sử dụng 4 mô đun khác nhau cho 4 tỷ số truyền: $i_{cs1} = 28/35$ ($m = 2$), $i_{cs2} = 28/28$ ($m = 2,25$), $i_{cs3} = 30/25$ ($m = 2,25$) và $i_{cs4} = 42/30$ ($m = 1,75$). Riêng cặp $i_{cs3}$ có tổng số răng $S_z = 55$ (khác 56) được xử lý bằng phương pháp dịch chỉnh góc ăn khớp để đảm bảo đúng khoảng cách trục $A = 63\text{ mm}$.

5. Cơ cấu khuyếch đại ren bước lớn được bố trí ở đâu và có các tỷ số truyền bằng bao nhiêu?
Cơ cấu khuyếch đại ren bước lớn không đặt trong hộp chạy dao mà được tích hợp ngay trong hộp trục chính, trùng với đường truyền cuối của hộp tốc độ, cung cấp hai tỷ số khuyếch đại là $i_{kđ1} = 4$ và $i_{kđ2} = 16$.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Hà Anh Đức đã xây dựng thành công phương án thiết kế kỹ thuật cho máy tiện ren vít vạn năng cỡ trung ($H = 160\text{ mm}$) với chuỗi 21 cấp tốc độ từ $20$ đến $2000\text{ v/ph}$ và động cơ dẫn động $5,5\text{ kW}$. Bản thuyết minh cung cấp hệ thống tính toán động học và động lực học chi tiết, giải quyết hiệu quả bài toán làm chùng cấp tốc độ và duy trì khoảng cách trục hộp chạy dao bằng phương pháp dịch chỉnh răng. Đây là công trình kỹ thuật có tính ứng dụng cao, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu công nghệ gia công cơ khí vạn năng và đóng vai trò tài liệu tham khảo chuẩn xác cho chuyên ngành Cơ khí chế tạo máy.