ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNGTHỨC TÍNH
CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI
PHẠM THANH CƯỜNG
THÁI NGUYÊN, 2012
1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TÓM TẮT
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNGTHỨC TÍNH
CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI
PHẠM THANH CƯỜNG
THÁI NGUYÊN, 2012
TÓM TẮT LUẬN VĂN
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển mạnh. Nó đã
mang lại lợi ích to lớn cho con người. Để nâng cao đời sống của nhân dân, để hội
nhập vào sự phát triển chung của các nước trong khu vực và thế giới, Đảng và Nhà
nước ta đã đề ra mục tiêu trong những năm tới là thực hiện “Công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước”, và đưa nước ta đến năm 2020 cơ bản trở thành nước công
nghiệp. Để thực hiện mục tiêu đó, một trong những ngành cần quan tâm phát triển
là cơ khí chế tạo. Trong cơ khí chế tạo, mài là một phương pháp gia công quan
trọng, phổ biến, có năng suất và độ chính xác cao. Trong quá trình công nghệ thì
mài là một trong những nguyên công cuối cùng, nhưng có vị trí rất quan trọng bởi lẽ

Dựa trên các kết quả đã nghiên cứu về xác định các thông số của chế độ cắt
của mài tròn ngoài và việc sử dụng phương pháp hồi quy để tiến hành nghiên cứu,
xây dựng các công thức xác định chế độ cắt cho mài tròn ngoài nhằm phục vụ thuận
tiện cho tra cứu chế độ cắt và đặc biệt là sử dụng trong các chương trình tính toán tự
động để xác định chế độ cắt của mài tròn ngoài.
3.2. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan kết hợp sử dụng phương pháp hồi quy.
3.3. Mục đích nghiên cứu
Xây dựng bộ công thức tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài để phục vụ thuận
tiện cho việc tính toán xác định chế độ cắt, đặc biệt là sử dụng trong các chương
trình tính toán tự động bằng máy tính để xác định chế độ cắt của mài tròn ngoài.
4. Nội dung và phạm vi nghiên cứu
4.1. Nội dung
- Nghiên cứu tổng quan về các phương pháp xác định các thông số của chế
độ cắt của mài tròn đã có.
- Nghiên cứu, xây dựng các công thức tính chế độ cắt của mài tròn ngoài dựa
trên các số liệu đã có từ các nghiên cứu trước và sử dụng phương pháp hồi quy.
4.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Tác giả chỉ nghiên cứu, xây dựng các công thức xác định chế độ cắt của mài
tròn ngoài có tâm chạy dao dọc và chạy dao ngang.
3
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU GIA CÔNG MÀI VÀ MÀI TRÒN NGOÀI
1.1. Giới thiệu về gia công mài
1.1.1. Đặc điểm gia công mài
Mài là một trong những phương pháp gia công cắt gọt xuất hiện lâu đời nhất
trong các phương pháp gia công co khí hiện nay [1]. Mài có khả năng gia công
được các loại vật liệu có độ bền, độ cứng cao như: thép đã tôi, hợp kim cứng, thép
bền nhiệt … Quá trình mài là quá trình gia công tốc độ cao bằng cách sử dụng một
lượng lớn các lưỡi cắt của các hạt mài. Quá trình mài cũng là quá trình cào xước tế
vi bề mặt, tạo ra phoi rất nhỏ nên mài có khả năng đạt độ chính xác và độ nhẵn bề

- Độ nhám bề mặt là một trong những tiêu chí quan trọng để đánh giá về độ
chính xác cũng như chất lượng bề mặt gia công. Trong quá trình gia công phay, có
nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt như: ảnh hưởng của chế độ cắt, ảnh
hưởng vật liệu gia công, dung dịch và chế độ tưới trơn nguội, ảnh hưởng của dụng
cụ cắt theo công thức (1.3), (1.5).
5
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ TÍNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO MÀI TRÒN NGOÀI
2.1. Tổng quan về tính chế độ cắt của mài tròn ngoài
Chế độ cắt của mài tròn ngoài là tập hợp giá trị các thông số để có thể thực
hiện được trọn vẹn một nguyên công mài tròn ngoài. Nó bao gồm, thông số đá mài,
lượng chạy dao dọc, lượng chạy dao ngang, tốc độ phôi, tốc độ đá, thời gian gia
công, công suất cắt
Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu đề cập đến việc xác định chế độ cắt cho
mài tròn ngoài và có nhiều phương pháp khác nhau như phương pháp tra bảng,
phương pháp kinh nghiệm, phương pháp kết hợp giữa tính toán bằng công thức với
tra bảng và phương pháp xác định bằng đồ thị. Cụ thể như sau:
Phương pháp tra bảng được sử dụng khá phổ biến. Giáo sư, tiến sỹ Nguyễn
Đắc Lộc và các cộng sự [12] đã sử dụng phương pháp này mà theo đó, hình dạng,
kích thước, thành phần hạt mài của đá mài đều được tra theo bảng chỉ dẫn. Việc xác
định chế độ cắt cho mài tròn ngoài được căn cứ vào vật liệu gia công, phương pháp
tiến dao và mức độ mài thô hay tinh để từ đó tra chế độ cắt tương ứng. Tương tự
như trong [12], Nguyễn Ngọc Đào và các cộng sự [14] và khoa cơ khí đại học công
nghiệp Hà Nội [15] cũng sử dụng phương pháp tra bảng để xác định chế độ cắt cho
mài tròn ngoài với những căn cứ tương tự.
2.2. Kết luận chương 2
- Cho đến nay, đã có nhiều nghiên cứu về tính chế độ cắt cho mài tròn ngoài.
Các nghiên cứu này đã đưa ra nhiều phương pháp để tính chế độ cắt khi mài ngoài
như xác định theo kinh nghiệm, theo bảng tra, thông qua đồ thị hay kết hợp giữa tra
bảng và dùng công thức tính toán. Trong các phương pháp này, phương pháp xác

xây dựng.
Công thức hàm mũ cho một hàm y phụ thuộc vào các biến x
1
, x
2
, , x
n
có
dạng như sau:
0
1 2
1 2

k k kn
n
y k x x x= × × × ×
(*)
Với k
0
, k
1
, , k
n
là các hệ số xác định nhờ phương pháp hồi quy.
3.3. Tổ chức cơ sở dữ liệu
Từ công thức (*) ta thấy, để xác định các công thức hồi quy có dạng hàm mũ,
cần thiết phải tổ chức lại các dữ liệu sao cho chúng có dạng bảng sau:
Bảng 28: Dạng bảng số liệu cho công thức hồi quy dạng hàm mũ
x
1

n
f
= 4932,6.d
f
-1.001
1,119
5230,2
−
= ×
f f
n d
Thép nhiệt luyện HRC
30-50
n
f
= 7717,6 .d
f
-0.99
0,802
3683,5
−
= ×
f f
n d
Thép kết cấu HRC
>50 ; thép bền nhiệt
n
f
= 9985,2 .d
f

= × × ×
S
n
(mm/htk, mm/ph)
1 2 3 4
= × × × ×
n nb
s s K K K K
( )
0.2194
0.9331 0.4922
,
150.3605 2
n b f d a
s d s z
− −
= × × × ×
1 2 3 4
= × × × ×
n nb
s s K K K K
0,4533
0,484 0,6067
67,49
nb
f f
z
s
d l
= ×

Thép bền nhiệt,
thép không gỉ
1,6718
1
0,0334K ccx= ×
1,7698
1
0,7735
0.0712= ×
ccx
K
cdn
8
Thép gió, thép hợp
kim titan bền nhiệt
1,6935
1
0,017K ccx= ×
1,5075
1
0,9634
0.0575
= ×
ccx
K
cdn
Gang và hợp kim
đồng
1,6634
1

= 0,8;
Đo bằng ca-lip : K
2
= 1
K
4
l/d
≤
10 thì K
4
= 1,0
l/d > 10 thì K
4
= 0,8
l/d
≤
7 thì K
4
= 1,0
l/d > 7 thì K
4
= 0,9
3.5.2. Nhận xét
- Các công thức tính toán các thông số của chế độ cắt cho mài tròn ngoài tìm
được bằng phương pháp hồi quy đều ở dạng hàm hiển. Điều đó giúp việc tính
toán chế độ cắt dễ dàng và tiện lợi.
- Hệ số xác định R
2
của các công thức hồi quy đều đạt rất cao (từ 0,96 đến 0,999).
Điều đó cho thấy rằng các công thức tìm được đạt độ tin tưởng cao.

5.1. Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm này nhằm đánh giá hiệu quả của mài tròn ngoài khi sử dụng chế
độ cắt tính toán theo kết quả của luận văn với mài theo kinh nghiệm. Thí nghiệm
đánh giá hiệu quả thông qua các chỉ tiêu: độ nhám bề mặt và thời gian gia công
cho mài tròn ngoài chạy dao dọc và mài tròn ngoài chạy dao ngang.
5.2. Chuẩn bị thí nghiệm
- Máy mài tròn ngoài: Condo Hi - 450 HTS, xuất xứ Nhật Bản
- Đá mài: Đá mài Hải Dương Cn80Tbi.G - V1400.40.203 - 35m/s
- Phôi:
+ Vật liệu: thép 9XC qua tôi đạt HRC 58 ÷ 60 HRC
+ Bản vẽ phôi khi mài chạy dao dọc trên hình 5.1
+ Bản vẽ phôi khi mài chạy dao ngang trên hình 5.2
Hình 5.1. Bản vẽ phôi mài tròn ngoài chạy dọc
Hình 5.2. Bản vẽ phôi mài tròn ngoài chạy dao ngang
11
15
0
20
Φ32
Φ43
32
Φ40,
5
Φ13
Hình 5.3. Phôi đã được chế tạo
- Mài tròn ngoài chạy dao dọc
+ Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc (hình 5.4)
Hình 5.4. Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc
+ Thông số đầu vào mài tròn ngoài chạy dao dọc
Vật

chính
xác
Dụng
cụ đo
kiểm
9XC 400 30 40 58-60 150 43 0,1 8
Panme
+ Chế độ cắt mài tròn ngoài chạy dao dọc
Thông số
Chế độ cắt
Theo kinh nghiệm Theo tính toán
Đá mài Đá mài hải dương Đá mài hải dương
Số vòng quay phôi (v/ph) 130 168
Lượng chạy dao dọc
(mm/ph)
1300 1681
Lượng chạy ngang
(mm/htk)
0.04 0.05
12
- Mài tròn ngoài chạy dao ngang
+ Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao dọc (hình 5.5)
Hình 5.5. Mô hình thí nghiệm mài tròn ngoài chạy dao ngang
+ Thông số đầu vào mài tròn ngoài chạy dao ngang
Vật
liệu
phôi
Đườn
g
kính

Cấp
chín
h
xác
Cấp
độ
nhám
Dụn
g cụ
đo
kiểm
9XC 400 30 40 >50 32 43 0,1 6 9
Panme
+ Chế độ cắt cho mài tròn ngoài chạy dao ngang
Thông số
Chế độ cắt
Theo kinh nghiệm Theo tính toán
Đá mài Đá mài hải dương Đá mài hải dương
Số vòng quay phôi (v/ph) 130 157
Lượng chạy ngang
(mm/ph)
0.2 0.185
- Thiết bị đo kiểm
+ Pamme, thước cặp.
+ Máy đo nhám Mittutoyo SJ-201 (Nhật Bản) – Phòng thí nghiệm trường Đại học
Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên (hình 5.6).
13
+ Kính hiển vi quang học - Phòng thí nghiệm Phòng thí nghiệm trường Đại học Kỹ
thuật công nghiệp Thái Nguyên (hình 5.7).
Hình 5.7. Kính hiển vi quang học

Trung
bình
0,532 0,402 1,4 1,1
15
Chi tiết mài theo kinh nghiệm
Chi tiết mài theo tính toán
Hình 5.11. Ảnh chụp quá trình đo độ nhám chi tiết mài tròn ngoài chạy dao dọc
- Ảnh chụp bề mặt từ kính hiển vi quang học với độ phóng 400 lần (hình 5.12)
Mẫu Mài theo kinh nghiệm Mài theo tính toán
1
2
16
3
Hình 5.12. Ảnh chụp bề mặt chi tiết mài tròn ngoài chạy dao dọc theo tính toán và
theo kinh nghiệm trên kính hiển vi quang học với độ phóng 400 lần
+ Biểu đồ so sánh về độ nhám bề mặt (hình 5.13)
Hình 5.13. Biểu đồ so sánh về độ nhám bề mặt giữa mài tròn ngoài chạy dao dọc
theo tính toán và theo kinh nghiệm
+ Biểu đồ so sánh về thời gian gia công (hình 5.14)
Hình 5.14. Biểu đồ so sánh về thời gian gia công giữa mài tròn ngoài chạy dao dọc
theo tính toán và theo kinh nghiệm
17
Nhận xét:
Căn cứ vào kết quả đo độ nhám, vào thời gian gia công và căn cứ vào hình ảnh
chụp được từ kính hiển vi, ta thấy
- Thời gian gia công trung bình theo tính toán là 1,1 phút, theo kinh nghiệm là
1,4 phút. Như vậy là mài tròn ngoài chạy dao dọc theo tính toán đạt năng
suất cao hơn so với theo kinh nghiệm vào khoảng 21%.
- Độ nhám trung bình của các mẫu theo tính toán là Ra = 0,402, theo kinh
nghiệm là Ra = 0,532. Như vậy là mài tròn ngoài chạy dao dọc theo tính toán

3
Hình 5.17. Ảnh chụp bề mặt chi tiết mài tròn ngoài chạy dao ngang theo kinh
nghiệm và theo tính toán trên kính hiển vi quang học với độ phóng 400 lần
- Biểu đồ so sánh về độ nhám bề mặt (hình 5.18)
Hình 5.18. Biểu đồ so sánh về độ nhám bề mặt giữa mài tròn ngoài chạy dao ngang
theo tính toán và theo kinh nghiệm
- Biểu đồ so sánh về thời gian gia công (hình 5.19)

Hình 5.19. Biểu đồ so sánh về thời gian gia công giữa mài tròn ngoài chạy dao
ngang theo tính toán và theo kinh nghiệm
Nhận xét:
Căn cứ vào kết quả đo độ nhám, căn cứ thời gian gia công và căn cứ vào hình ánh
chụp được từ kính hiển vi, ta thấy:
20
- Thời gian gia công trung bình theo tính toán là 0,67 phút, theo kinh nghiệm
là 0,89 phút. Như vậy là mài tròn ngoài chạy dao dọc theo tính toán đạt năng
suất cao hơn so với theo kinh nghiệm vào khoảng 24.7%.
- Độ nhám trung bình của các mẫu theo tính toán là Ra = 0,405, theo kinh
nghiệm là Ra = 0.477. Như vậy là mài tròn ngoài chạy dao ngang theo tính
toán đạt chất lượng bề mặt tốt hơn so với theo kinh nghiệm.
5.5. Kết luận chương 5
- Mài tròn ngoài theo chế độ cắt tính toán đạt được chất lượng bề mặt tốt hơn
và năng suất cao hơn so với mài theo kinh nghiệm.
- Kết quả này có thể áp dụng vào thực tiễn sản xuất góp phần làm tăng năng
suất, tăng hiệu quả cho gia công mài tròn ngoài.
21
CHƯƠNG 6 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
6.1. Kết luận
- Nghiên cứu đã tìm hiểu về quá trình mài và mài tròn ngoài; về các thông số cơ
bản của quá trình mài ngoài như đá mài, chế độ cắt khi mài. Qua đó thấy rõ việc xác

như tiện, phay, khoan…
22
TI LIU THAM KHO
[1] Jeroen Derkx (2008), High Precision Form Crush Profiling of Diamond
Grinding Wheels, PhD Proefschrift of Technische Universiteit Delft in
Netherlands.
[2] Phm Ngc Duy(2010), Nghiờn cu nh hng ca ch ct n nhỏm b mt
khi mi thộp khụng g trờn mỏy mi trũn ngoi, lun vn thc s k thut trng i
hc K thut cụng nghip.
[3] Marinescu I. D (2007), Handbook of machining with grinding wheels, Taylor
and
Francis Group.
[4] Adriaan Marinus Hoogstrate (2000), Towards high-definition abrasive waterjet
cutting, Dissertation Delft University of Technology.
[5] Marinescu I. D (2003), Tribology of abrasive machining processes, University
of Toledo, Toledo, Ohio, USA Willian Andrew publishing.
[6] Ngụ Cng (2007), Nghiờn cu nh hng ca ch ct n mt vi thụng s
c trng cho quỏ trỡnh ct khi mi tinh thộp v X12M bng ỏ mi Hi Dng
trờn mỏy mi trũn ngoi, Lun ỏn Tin s, H Ni.
[7] Klocke F, Kửnig W(2005), Fertigungsverfahren 2, Schleifen, Honen, Lọppen,
Springer-Verlag (in German).
[8] Trn c Quý (2010), Nghiờn cu nh hng ca mt s yu t cụng ngh
n cht lng b mt ca chi tit khi mi trũn ngoi, Lun ỏn tin s k
thut, trng i hc Bỏch Khoa H Ni.
[9] Lu Văn Nhang (2003), Kỹ Thuật mài kim loại, Nhà xuất bản Khoa học và
kỹ thuật Hà Nội.
[10] Phớ Trng Ho, Nguyn Thanh Mai (2004) - Giỏo trỡnh Cụng ngh ch to
mỏy, NXB Giỏo dc.
[11] Trn Minh c (2011) Bi ging ti u húa quỏ tỡnh gia cụng i hc k
thut cụng nghip Thỏi Nguyờn.