Nghiên cứu ứng dụng công nghệ wiper trong gia công cắt gọt kim loại

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ Luận văn này nghiên cứu về đặc điểm của lưỡi dao Wiper, nguyên tắc lựa chọn và sử dụng lưỡi dao Wiper trong gia công cắt gọt kim loại.. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN QUỐC KHÁNH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WIPER TRONG

GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Mã số: 605024

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP.HỒ CHÍ MINH , Tháng 12 năm 2012

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2 :

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1

2

3

4

5

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự Do Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Quốc Khánh MSHV: 10040418

Ngày, tháng, năm sinh: 09-09-1984 Nơi sinh: Đồng Nai

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy Mã số: 605204

I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Wiper trong gia công cắt gọt kim

loại

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

1 Tổng quan về công nghệ Wiper

2 Nguyên tắc lựa chọn dụng cụ cắt khi gia công tiện

3 Công nghệ wiper trong gia công tiện và một số nguyên công khác

4 Thực nghiệm công nghệ Wiper trong gia công tiện

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 6-7-2012

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 01-12-2012

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS Trần Doãn Sơn

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Trung Tâm Công Nghệ Cao – Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp Hồ Chí Minh, công ty Neptech đã hỗ trợ máy móc và thiết bị cho việc thực hiện thí nghiệm và đo kết quả thí nghiệm trong bài luận văn này Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thây cô Trường Đại Học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức và sự hiểu biết trong suốt quá trình học tại trường hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài nghiên cứu này Đặc biệt, tôi xin chân thành cảm ơn PGS TS Trần Doãn Sơn đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Với điều kiện hẹp hòi về thời gian, các điều kiện về thông, kinh nghiệm và tài liệu hỗ trợ còn hạn chế, nên bài nghiên cứu này cũng chỉ dừng ở mức độ nghiên cứu cơ bản và chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Kính mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô để có thể hoàn thiện hơn bài nghiên cứu này

Tp HCM, ngày 01 tháng 12 năm 2012

Học viên thực hiện

Nguyễn Quốc Khánh

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ

Luận văn này nghiên cứu về đặc điểm của lưỡi dao Wiper, nguyên tắc lựa chọn và sử dụng lưỡi dao Wiper trong gia công cắt gọt kim loại Bên cạnh đó, những hạn chế và cách khắc phục những hạn chế của lưỡi dao Wiper cũng được nêu ra và phân tích trong luận văn này Cuối cùng, để kiểm chứng cơ sở lý thuyết về hiệu quả của lưỡi dao tiện Wiper trong gia công tiện thì một thí nghiệm ứng dụng lưỡi dao tiện Wiper đã được thực hiện Thí nghiệm này so sánh kết quả về độ nhám bề mặt chi tiết sau khi gia công giữa lưỡi dao tiện truyền thống và lưỡi do tiện Wiper khi ta cố định tất cả các yếu

tố như máy móc, phôi liệu, đồ gá, vận tốc cắt, chiều sâu cắt,… và chỉ thay đổi bước tiến dao

ABSTRACT

This thesis studies the characteristics of the Wiper inserts, the principle of choice and use the Wiper inserts in metal cutting machining Moreover, the limitations and how to overcome the limitations of the Wiper inserts also be identified and analyzed in this thesis Finally, to verify the theoretical basis for the efficiency of the Wiper turning inserts in turning, a Wiper insert application experiment have been made This experiment compares the results of surface roughness after machining between conventional turning insert and Wiper turning insert when we maintain all elements such as machinery, workpiece materials, fixtures, cutting speed, depth of cut, etc and just change feed rate

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng luận văn thạc sỹ “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Wiper trong gia công cắt gọt kim loại” là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Những thông tin và số liệu được sử dụng được chỉ rõ nguồn trích dẫn trong danh

mục tài liệu tham khảo Kết quả nghiên cứu này chưa được công bố trong bất kỳ

công trình nghiên cứu nào từ trước đến nay

TP HCM, ngày 01 tháng 12 năm 2012

Nguyễn Quốc Khánh

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ 1

LỜI CẢM ƠN 2

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ 3

ABSTRACT 4

LỜI CAM ĐOAN 5

MỤC LỤC 6

DANH MỤC CÁC HÌNH 9

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 11

Chương I - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIPER 14

1.1 Khái niệm lưỡi dao Wiper 14

1.2 Lịch sử hình thành 14

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Wiper trên thế giới và trong nước 15

1.4 Một số công trình nghiên cứu về công nghệ lưỡi dao Wiper của các nhà sản xuất dụng cụ cắt trên thế giới 15

1.4.1 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Sandvik Coromant – Thụy Điển 15

1.4.2 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Misubishi – Nhật Bản 16

1.4.3 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Kyocera – Nhật Bản 17

1.4.4 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Tungaloy – Nhật Bản 20

1.4.5 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Seco – Thụy Điển 22

1.4.5.1 Công nghệ lưỡi dao HelixTM Wiper 22

1.4.5.2 Công nghệ lưỡi dao CrossbillTM Wiper 23

1.5 Kết luận về tình hình nghiên cứu công nghệ lưỡi dao Wiper 23

Chương II - NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN DỤNG CỤ CẮT KHI GIA CÔNG TIỆN 23

2.1 Lựa chọn hệ thống cán dao 23

2.2 Xác định nguyên công, dụng cụ và hệ thống kẹp 24

2.2.1 Xác định dạng nguyên công 24

2.2.2 Xác định hệ thống dao 24

2.3 Lựa chọn lưỡi dao 25

2.3.1 Hình dáng lưỡi dao 25

2.3.2 Kích thước lưỡi dao 26

2.3.3 Kết cấu hình học lưỡi dao 27

2.3.4 Vật liệu lưỡi dao 28

2.4 Chọn chế độ cắt 29

Chương III - CÔNG NGHỆ WIPER TRONG GIA CÔNG TIỆN VÀ MỘT SỐ NGUYÊN CÔNG KHÁC 37

3.1 Nguyên lý của công nghệ Wiper 37

3.2 Tác động của lưỡi dao Wiper đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công 39

3.3 Một số ứng dụng Wiper trong các nguyên công ngoài tiện 40

3.3.1 Ứng dụng Wiper trong gia công phay 40

3.3.2 Ứng dụng Wiper trong gia công khoan 43

3.4 Những hạn chế trong ứng dụng của lưỡi dao Wiper 44

3.5 Phương pháp điều chỉnh bán kính góc mũi dao 45

Chương IV - THỰC NGHIỆM CÔNG NGHỆ WIPER TRONG GIA CÔNG TIỆN 47

4.1 Giới thiệu 47

4.2 Quy trình thí nghiệm 47

4.2.1 Phôi 47

4.2.2 Máy 48

4.2.2.1 Máy tiện CNC 48

4.2.2.2 Máy đo độ nhám bề mặt 49

4.2.3 Dụng cụ cắt 50

4.2.4 Mô hình thí nghiệm 51

4.3 Quy hoạch thực nghiệm 52

4.4 Phân tích kết quả 56

Chương V - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

5.1 Kết luận 59

5.2 Kiến Nghị 59

Chương VI - TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 61

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 – Lưỡi dao với công nghệ Wiper 14

Hình 1.2 – Những dòng lưỡi dao tiện Wiper hãng Sandvik Coromant 16

Hình 1.3 – Lưỡi dao Wiper hãng Mitsubishi 16

Hình 1.4 - Dạng hình học WP của lưỡi dao tiện Wiper hãng Kyocera 17

Hình 1.5 - Dạng hình học WQ của lưỡi dao tiện Wiper hãng Kyocera 18

Hình 1.6 - Thông tin kỹ thuật dạng hình học AFW của lưỡi dao Wiper hãng Tungaloy 19

Hình 1.7 - Tính năng lưỡi dao Wiper hãng Tungaloy với hai dạng hình học AFW và ASW 20

Hình 1.8 - Hai dạng hình học Wiper mới của lưỡi dao CBN hãng Seco là WZP và WZN 21

Hình 1.9 - Lưỡi dao tiện CBN hãng Seco với công nghệ Crossbill TM Wiper 22

Hình 2.1 - Hệ thống dao thông thường 23

Hình 2.2 - Hệ thống dao Capto 24

Hình 2.3 - Hệ thống dao cho tiện ngoài 25

Hình 2.4 - Hệ thống dao cho tiện trong 25

Hình 2.5 – Sức mạnh lưỡi cắt và công suất yêu cầu khi sử dụng 26

Hình 2.6- Lựa chọn kết cấu hình học lưỡi dao 27

Hình 2.7 - Nguyên tắc lựa chọn vật liệu dao 29

Hình 2.8 - Những mảnh dao ghép thuộc các nhóm vật liệu dao tiêu biểu 30

Hình 3.1 - So sánh lưỡi dao Wiper và lưỡi dao truyền thống 38

Hình 3.2 – Nguyên tắc sử dụng lưỡi dao Wiper 39

Hình 3.3 - Vết tiến dao của lưỡi dao truyền thống và lưỡi dao Wiper 40

Hình 3.4 - Ứng dụng Wiper trong gia công phay 42

Hình 3.5 - Dao khoan CoroDrill 880 ứng dụng công nghệ Wiper của hãng Sandvik Coromant 44

Hình 3.6 - Cách lập trình đúng góc mũi dao Wiper trong gia công 46 Hình 4.1 - Phôi và một số chi tiết đã gia công 47 Hình 4.2 - Máy tiện CNC EMCO-MAXXTURN 65 dùng cho thí nghiệm 48 Hình 4.3 - Máy đo độ nhám bề mặt SURFCOM 130A hãng CARL ZEISS 49 Hình 4.4 - Cán dao tiện trụ ngoài hãng Sandvik Coromant 50 Hình 4.5 - Hai loại lưỡi dao hãng Sandvik Coromant dùng cho thí nghiệm 51 Hình 4.6 - Mô hình gia công 51 Hình 4.7 - Mô hình đo độ nhám bề mặt chi tiết 52

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 4.1 - Bảng thông số kỹ thuật máy tiện CNC dùng trong thí nghiệm 49

Bảng 4.2 - Ma trận thực nghiệm 53

Bảng 4.3 - Bảng số liệu độ nhám bề mặt đo được 53

Bảng 4.4 - Độ nhám bề mặt trung bình với lưỡi dao truyền thống 54

Bảng 4.5 - Bảng hồi quy khi dùng lưỡi dao truyền thống 54

Bảng 4.6 - Độ nhám bề mặt trung bình với lưỡi dao Wiper 55

Bảng 4.7 - Bảng hồi quy khi dùng lưỡi dao truyền thống 55

Bảng 4.8 - Bảng số liệu độ nhám – bước tiến dao của hai loại lưỡi dao trong thí nghiệm 56

Biểu đồ 4.1 - Biểu đồ cột để so sánh hiệu quả của lưỡi dao Wiper so với lưỡi dao truyền thống 56

Biểu đồ 4.2 - Biểu đồ xu hướng đồ thị độ nhám – bước tiến dao của hai loại lưỡi dao 57

MỞ ĐẦU

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Tăng năng suất trong sản xuất, giãm giá thành sản phẩm luôn là mục tiêu của mỗi công

ty Đáp ứng nhu cầu đó, các nhà sản xuất dụng cụ cắt gọt kim loại liên tục nghiên cứu phát triển để cho ra đời những sản phẩm mới nhằm đạt được năng suất trong gia công

cơ khí cao hơn Trong đó, công nghệ Wiper ra đời từ năm 1997 bởi Sandvik Coromant

và đã được hoàn thiện hơn ở những năm sau đó nhưng việc ứng dụng công nghệ này cho việc gia công ở Việt Nam còn rất hạn chế Chính vì vậy, nghiên cứu cơ sở lý thuyết đồng thời tiến hành thực nghiệm với công nghệ Wiper trong gia công cắt gọt kim loại là một việc rất cần thiết để tiếp cận gần hơn với công nghệ này và hướng đến việc phổ biến ứng dụng công nghệ Wiper một cách hiệu quả tại Việt Nam.Do đó,em đã quyết định thực hiện đề tài “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ WIPER TRONG GIA CÔNG CẮT GỌT KIM LOẠI”

2 MỤC TIÊU ĐẠT ĐƯỢC CỦA LUẬN VĂN

Mục tiêu đạt được của luận văn này là kết quả so sánh về năng suất gia công và chất lượng bề mặt chi tiết giữa công nghệ Wiper với công nghệ truyền thống khi tiến hành gia công tiện trên máy tiện CNC

3 NỘI DUNG THỰC HIỆN LUẬN VĂN

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về gia công cắt gọt kim loại và công nghệ lưỡi dao Wiper

- Tiến hành gia công thực tế trên máy tiện CNC nhằm so sánh hiệu quả giữa công nghệ Wiper và công nghệ truyền thống

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết và thực nghiệm Nghiên cứu tổng quan về các vấn đề liên quan đến công nghệ cắt gọt kim loại và công nghệ Wiper từ đó rút ra định hướng cho mô hình nghiên cứu so sánh giữa công nghệ Wiper và công nghệ truyền thống trong gia công cắt gọt kim loại Tiến hành các nghiên cứu và phân tích thực nghiệm sử dụng lưỡi dao tiện Wiper so sánh với sử dụng lưỡi dao tiện truyền

thống để xác định mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và bước tiến dao khi cắt với các bước tiến dao khác nhau

5 Ý NGHĨA LUẬN VĂN

Thực hiện thành công đề tài này sẽ mở ra cơ hội để ứng dụng rộng rãi hơn công nghệ Wiper trong gia công kim loại giúp các doanh nghiệp nâng cao năng suất gia công và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường

6 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC DỰ KIẾN

Kết quả đạt được dự kiến của luận văn bao gồm:

- Bản thuyết minh

- Những mẫu thực nghiệm gia công tiện trên máy tiện CNC dùng lưỡi dao Wiper và

lưỡi dao truyền thống

7 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

- Trang 1: Tờ nhiệm vụ luận văn thạc sỹ

- Trang 2: Lời cảm ơn

- Trang 3: Tóm tắt luận văn thạc sỹ (Tiếng Việt và Tiếng Anh)

- Trang 4: Lời cam đoan

- Mục lục

- Danh mục các hình

- Danh mục các bảng biểu

- Mở đầu

Chương 1: Tổng quan về công nghệ Wiper

Chương 2: Nguyên tắc lựa chọn dụng cụ cắt khi gia công tiện

Chương 3: Công nghệ Wiper trong gia công cắt gọt kim loại

Chương 4: Thực nghiệm công nghệ Wiper trong gia công tiện

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 6: Tài liệu tham khảo

Phần lý lịch trích ngang

Lưỡi dao truyền thống:

Lưỡi dao truyền thống có bán kính mũi dao đơn có giá trị trong khoảng 0.1 – 2.4 mm

Bề mặt gia công có mối liên hệ trực tiếp với bước tiến dao

Lưỡi dao Wiper:

Bán kính mũi trên một lưỡi dao Wiper có một mũi cắt được chỉnh sửa tích hợp bởi 3 đến 9 bán kính khác nhau Chính vì vậy, nó sẽ giúp tăng chiều dài tiếp xúc và tác động tích cực của lưỡi dao đến bước tiến dao và bề mặt gia công hình thành

Nếu so với khi dùng lưỡi dao truyền thống, khi dùng lưỡi dao Wiper thì bề mặt gia công không bị xấu đi khi tắng gấp đôi bước tiến dao

Hình 1.1 – Lưỡi dao với công nghệ Wiper [6]

1.2 Lịch sử hình thành

Lưỡi dao Wiper đầu tiên được cho ra đời bởi Sanvik Coromant – Thụy Điển và năm

1997 Nó đã mở ra một viễn cảnh mới về bước tiến dao và độ bóng bề mặt trong gia công tiện là tạo ra một bề mặt tốt trên chi tiết được tiện và đáp ứng nhu cầu cho tiện

bán tinh và tiện thô mặt trụ thẳng Công nghệ lưỡi dao Wiper thay thế nhanh đã được cung cấp cho quá trình tiện như một biện pháp mới để cải thiện năng suất sản xuất bằng cách tăng bước tiến dao

1.3 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ Wiper trên thế giới và trong nước

Công nghệ Wiper sau khi được ra đời bởi công ty Sandvik – Thụy Điển đã được một số nhà sản xuất dụng cụ cắt khác tiếp tục kế thừa và phát triển chẳng hạn như Seco – Đức, Kennametal - Mỹ, Mitsubishi – Nhật, Tungaloy – Nhật Bản, Iscar - Israel…Đến nay, lưỡi dao Wiper đã được ứng dụng khá nhiều cho gia công cắt gọt kim loại tại các nước phát triển Tuy nhiên, tại các nước đang phát triển thì lưỡi dao Wiper được ứng dụng chưa rộng rãi

Cho đến nay, tại Việt Nam, việc ứng dụng lưỡi dao Wiper cho gia công cắt gọt kim loại còn rất hạn chế Một số nguyên nhân dẫn đến sự hạn chế này như: những công ty chưa tiếp cận được hoặc chưa hiểu rõ về công nghệ Wiper, một số trường hợp do chưa biết cách ứng dụng lưỡi dao Wiper sao cho hiệu quả, một nguyên nhân khá lớn là do công nghệ Wiper vẫn chưa được đưa vào giảng dạy trong các trường Đại Học, Cao Đẳng, Trung Cấp Nghề tại Việt Nam

1.4 Một số công trình nghiên cứu về công nghệ lưỡi dao Wiper của các nhà sản xuất dụng cụ cắt trên thế giới

1.4.1 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Sandvik Coromant – Thụy Điển

Hình dáng hình học mới nhất cho dao tiện Sandvik Coromant là WMX giúp tối đa hóa năng suất gia công trong gia công tiện Ta có thể sử dụng bước tiến dao lớn hơn so với những loại hình học Wiper trước đó như WL, WF, WM Với loại hình học mới này, thời gian gia công có thể giãm thêm khoảng 30%

Hình 1.2 - Những dòng lưỡi dao tiện Wiper hãng Sandvik Coromant [6]

-WMX: là lựa chọn hàng đầu cho lưỡi dao tiện Wiper và là điểm khởi đầu tốt cho tất cả các ứng dụng Cung cấp năng suất gia công tối đa, đa năng và cho kết quả gia công tốt nhất

- WL: dùng khi cần cải thiện sự kiểm soát phoi khi gia công với tỷ số fn/ap thấp

- WF: dùng khi cần cải thiện sự kiểm soát phoi khi gia công với tỷ số fn/ap thấp và cũng dùng để giãm lực cắt khi có rung động xuất hiện

-WM: dùng khi cần một đường lưỡi cắt mạnh hơn chẳng hạn khi gia công có va đập

1.4.2 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Misubishi – Nhật Bản

Hai dạng hình học cho lưỡi dao Wiper của hãng Mitsubishi là MW và SW

Hình 1.3 – Lưỡi dao Wiper hãng Mitsubishi [7]

Kết cấu hình học của mũi dao đã được điều chỉnh từ bán kính tròn thành những lưỡi thẳng giao nhau Khi tăng bước tiến gấp đôi thì độ bóng bề mặt không đổi

1.4.3 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Kyocera – Nhật Bản

Hai dạng hình học của lưỡi dao tiện Wiper của hãng Kyocera là WP và WQ

Hình 1.4 – Dạng hình học WP của lưỡi dao tiện Wiper hãng Kyocera [8]

Hình 1.5 – Dạng hình học WQ của lưỡi dao tiện Wiper hãng Kyocera [8]

Một số lợi ích mang lại khi dùng lưỡi dao tiện Wiper với các dạng hình học WP và

WQ hãng Kyocera:

- Độ bóng bề mặt tuyệt vời nhờ tác động của mũi dao Wiper

- Kiểm soát phoi hoàn toàn với dạng hình học WP và WQ

- Thời gian gia công giãm nhờ gia công với bước tiến lớn

- Tuổi thọ dao kéo dài nhờ thời gian gia công được rút ngắn

1.4.4 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Tungaloy – Nhật Bản

Hai dạng hình học Wiper của lƣỡi dao tiện hãng Tungaloy là ASW và AFW trong đó AFW là một dạng hình học mới hơn với những sự cải tiến nhằm đạt hiệu quả cắt gọt cao hơn

Lƣỡi dao tiện có dạng hình học AFW có thể dùng gia công tinh đến bán tinh và khoét thép cácbon và thép hợp kim, Inox, gang và thép dụng cụ Dùng đƣợc trên hầu hết máy tiện CNC

Hình 1.6 – Thông tin kỹ thuật dạng hình học AFW

của lưỡi dao Wiper hãng Tungaloy [2]

Hình 1.7 – Tính năng lưỡi dao Wiper hãng Tungaloy

với hai dạng hình học AFW và ASW [2]

Một vài tính năng và lợi ích mang lại:

- Hình dáng Wiper đặc biệt cho phép người dùng có thể tăng bước tiến dao trong khi vẫn giữ hoặc cải thiện độ bóng bề mặt

- Phần bẻ phoi tốt cho phép cắt chiều sâu thấp giúp dễ đạt được kích thước sản phẩm mong muốn

- Lưỡi dao Wiper có 2 dạng phổ biến là CNMG và WNMG 1/2'’ và 3/8’’

1.4.5 Nhà sản xuất dụng cụ cắt Seco – Thụy Điển

1.4.5.1 Công nghệ lưỡi dao Helix TM Wiper

Helix Wiper là khái niệm của thiết kế tối ưu hóa trong gia công tinh Nó có phần Wiper trên cả hai mặt của góc dao (như các Wiper tiêu chuẩn) nhưng có phần vát bảo

vệ xoắn từ phần âm đến phần dương hoặc từ phần dương đến phần âm tùy thuộc vào ứng dụng

Nó được thể hiện ở mã vật liệu CBN050C Những thông tin sau đây để cân nhắc khi lựa chọn dạng hình học Wiper thích hợp:

Hình 1.8 – Hai dạng hình học Wiper mới của lưỡi dao CBN hãng Seco

là WZP và WZN [3]

1.4.5.2 Công nghệ lưỡi dao Crossbill TM Wiper

CrossbillTM được thể hiện với mã vật liệu CBN100 với thiết kế cho cả tiện trái và tiện phải Nó cho phép linh hoạt cao với tất cả các dạng trong gia công vai đều được và đạt được bán kính góc hoàn hảo như dùng lưỡi dao thông thường Lưỡi dao Wiper này cũng có phần vát tiêu chuẩn (0.01 mm x 200) và nó dùng trong gia công thông thường

1.5 Kết luận về tình hình nghiên cứu công nghệ lưỡi dao Wiper

Trên thế giới hầu hết các nhà sản xuất dụng cụ cắt hàng đầu đều đã đầu tư nghiên cứu

về công nghệ Wiper đã cho ra đời những sản phẩm lưỡi dao Wiper cho gia công cắt gọt kim loại Tuy nhiên, hầu hết các công trình nghiên cứu chỉ mang tính thương mại nên hiệu quả thực tế cần được kiểm chứng bằng quy hoạch thực nghiệm

Một số ƣu điển chính của hệ thống Capto trên máy tiện:

- Giãm thời gian thay thế dao

- Không cần kiểm tra chiều dài dao sau khi lắp dao

- Tăng khả năng chống xoay khi khoan hoặc taro

- Chống uốn tốt hơn

Hình 2.1 - Hệ thống dao thông thường

Hình 2.3 - Hệ thống dao cho tiện ngoài [5]

Hình 2.4 - Hệ thống dao cho tiện trong [5]

Với cán dao tiện ngoài thì hình dạng mặt cắt thường là hình vuông hoặc chữ nhật để đạt được dộ cứng vững cao Với cán dao tiện trong thì hình dạng mặt cắt thường là hình tròn để tiết kiệm được khoảng không khi tiện móc lỗ

2.3 Lựa chọn lưỡi dao

2.3.1 Hình dáng lưỡi dao

Dựa vào biên dạng cần gia công và góc vào dao ta chọn hình dáng lưỡi dao cho phù hợp Nên ưu tiên lưỡi dao có góc mũi càng lớn càng tốt vì lưỡi dao góc mũi càng lớn

thì càng khỏe và ổn định Tuy nhiên, cần phải cân nhắc để đảm bảo sự cân bằng giữa năng suất và sự rung động trong quá trình cắt gọt

Một mũi dao góc lớn thì khỏe nhưng đòi hỏi máy phải có công suất lớn và độ cứng vững cao

Một mũi dao góc nhỏ thì yếu nhưng lực cắt nhỏ nhưng chiều dài cạnh cắt tham gia cắt gọt ít hơn Những yếu tố này làm cho mũi dao góc nhỏ nhạy cảm với nhiệt hơn

Hình 2.5 – Sức mạnh lưỡi cắt và công suất yêu cầu khi sử dụng [6]

Mũi tên bên trên: thể hiện sức mạnh của lưỡi cắt Đi về phía trái thì góc mũi dao lớn dần đồng thời độ mạnh của lưỡi cắt cũng tăng dần Đi về phía bên phải thì mũi dao nhỏ dần đồng thời linh hoạt hơn

Mũi tên bên dưới: Cho thấy rung động tăng dần theo hướng bên trái và công suất yêu cầu giãm dần theo hướng bên phải

2.3.2 Kích thước lưỡi dao

Dựa vào lượng dư cần gia công, ta chọn kích thước lưỡi dao tương ứng Nếu lượng dư càng lớn thì ta chọn kích thước lưỡi dao càng lớn Ví dụ: Với lưỡi dao hình vuông thì khi cần gia công lượng dư nhỏ hơn 3 mm thì ta có thể chọn lưỡi dao cạnh 9 mm là đủ, nếu chiều sâu cắt lớn hơn 3 mm và nhỏ hơn 5 mm thì ta nên chọn lưỡi dao cạnh 12

mm Bên cạnh đó cũng cần lựa chọn bán kính mũi dao dựa vào chiều sâu cắt, kích thước lưỡi dao và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

Bán kính mũi dao nhỏ:

- Dùng cho chiều sâu cắt nhỏ

- Khi cần giãm rung động

- Lưỡi dao yếu

2.3.3 Kết cấu hình học lưỡi dao

Một số nguyên tắc khi lựa chọn kết cấu hình học lưỡi dao:

- Ưu tiên chọn lưỡi dao góc âm cho tiện ngoài và góc dương cho tiện trong

- Chọn dạng hình học phù hợp cho gia công thô, bán tinh và tinh

- Lựa chọn lưỡi dao Wiper như là một lựa chọn đầu tiên cho nguyên công tiện trụ thẳng

Hình 2.6 - Lựa chọn kết cấu hình học lưỡi dao [6]

Trong đó: ap = t: chiều sâu cắt; fn = s: bước tiến dao

Lưỡi dao thô - R: sử dụng khi chiều sâu cắt lớn kết hợp với bước tiến dao lớn và đòi hỏi sự an toàn cao

Lưỡi dao bán tinh – M: sử dụng khi cần phá thô nhẹ Có sự kết hợp chiều sâu cắt và bước tiến dao trong một khoảng rộng

Lưỡi dao tinh – F: sử dụng khi chiều sâu cắt nhỏ kết hợp với bước tiến dao nhỏ Vận hành với lực cắt nhỏ

2.3.4 Vật liệu lưỡi dao

Vật liệu lưỡi dao được lựa chọn chủ yếu lựa chọn dựa theo vật liệu chi tiết, dạng ứng dụng và tình trạng gia công

- Vật liệu phôi bao gồm các nhóm chính: thép, thép không gỉ, gang, vật liệu không từ tính, thép chịu nhiệt, vật liệu cứng

- Dạng ứng dụng: gia công tinh, bán tinh hoặc thô

- Tình trạng gia công: tình trạng tốt, tình trạng trung bình và tình trạng xấu

Hình dáng hình học của lưỡi dao và vật liệu lưỡi dao bổ sung cho nhau khi áp dụng; ví

dụ sự dẻo dai của vật liệu dao có thể bù đắp cho sự thiếu sức mạnh của hình học lưỡi dao

Hình 2.7 - Nguyên tắc lựa chọn vật liệu dao [6]

Khi gia công vật liệu chưa nhiệt luyện thì hợp kim cứng là lựa chọn cơ bản cho vật liệu nền; khi vật liệu phôi là thép đã nhiệt luyện thì lưỡi dao gốm kim loại hoặc CBN nên được lựa chọn; Khi cần tiện tinh cho nhôm thì lưỡi dao kim cương nhân tạo là giải pháp tối ưu

Hình 2.8 - Những mảnh dao ghép thuộc các nhóm vật liệu dao tiêu biểu [6]

2.4 Chọn chế độ cắt

Chọn giá trị bắt đầu cho vận tốc cắt và bước tiến dao rất quan trọng Ta nên lựa chọn chế độ cắt bắt đầu theo đề xuất của nhà sản xuất dụng cụ cắt dựa trên vật liệu phôi, tình trạng bề mặt phôi, khả năng của máy gia công (độ cứng vững của máy, tốc độ trục chính tối đa, mômen xoắn của trục chính máy), độ cứng vững của hệ thống kẹp, chất lượng bề mặt yêu cầu

1 Dựa vào vật liệu phôi và vật liệu dao ta tra cứu chế độ cắt đề xuất

2 Tùy vào tình huống gia công ta có cần chọn chế độ cắt an toàn khởi đầu Cần giảm chế độ cắt trong các trường hợp sau:

- Máy có độ cứng vững thấp, độ rung động cao

- Hệ thống kẹp chặt và gá đặt yếu

- Tốc độ trục chính máy thấp hơn đề xuất

- Vật liệu phôi không đồng đều hoặc bề mặt phôi nhấp nhô

- Phôi gá dài

 Ngoài ra, ta cần xác định chế độ cắt kinh tế cho việc gia công

Việc xác định chế độ cắt kinh tế khi gia công cơ được tiến hành một cách cụ thể theo

phương pháp gia công và đặc tính gia công (gia công thô, gia công tinh) Trong phần

này sẽ lần lượt giới thiệu phương pháp tổng quát nhất Trên cơ sở chung đó mà vận dụng tính toán cụ thể cho từng phương pháp gia công

Khái niệm chế độ cắt kinh tế

Chế độ cắt kinh tế là giá trị thông số chế độ cắt (v,s,t) được sử dụng để hoàn thành nhiệm vụ cắt gọt đã cho một cách kinh tế nhất tức là chi phí cho quá trình cắt đó là nhỏ nhất

Nhiệm vụ cắt gọt đặt ra những yêu cầu khác nhau tuỳ thuộc vào tính chất cắt gọt Ví dụ: nhiệm vụ gia công thô thì yêu cầu là phải hớt bỏ hết lớp lượng dư gia công cơ để đạt kích thước, hình dáng và vị trí tương quan của chi tiết đã cho trên bản vẽ chế tạo Khi gia công tinh, ngoài việc đảm bảo yêu cầu trên còn phải đạt được chất lượng bề mặt yêu cầu

Chính vì lẽ đó, nội dung, trình tự, phương pháp xác định chế độ cắt cũng phụ thuộc vào tính chất gia công

Xác định chế độ cắt khi gia công thô

Mục tiêu cơ bản của gia công thô là tách hết lớp lượng dư gia công cơ Như ta đã biết:

trong các yếu tố có liên quan đến giá thành gia công thì yếu tố thời gian là quan trọng