1. Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học khác,
ngành công nghệ chế tạo máy phát triển ngày càng mạnh
mẽ đặc biệt trong những năm gần đây, trong đó khối lượng
sản phẩm cơ khí gia công bằng cắt gọt chiếm tỷ lệ cao nhất
trong các phương pháp gia công kim loại. Cắt gọt kim loại
là phương pháp hàng đầu về khả năng đáp ứng độ chính
xác về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt chi tiết
gia công. Cùng với nó là sự phát triển của ngành công nghệ
vật liệu đã tạo ra nhiều loại vật liệu có độ cứng cao, độ bền
cao, chịu mài mòn tốt ngày càng được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực. Thép không gỉ Sus201 là một loại vật
liệu như vậy, ngoài các đặc điểm trên thép không gỉ Su201
còn có khả năng chống sự ôxy hoá và ăn mòn rất cao. Vì
vậy thép không gỉ Su201 được ứng dụng rộng dãi trong
nhiều lĩnh vực như công nghệ đóng tàu;ngành hóa chất; sản
suất đồ gia dụng như: máy giặt, bình chứa, nồi hơi; trang trí
nội thất và các công trình kiến trúc…
Với việc tạo ra nhiều loại vật liệu có độ cứng cao,
độ bền cao khó gia công. Người ta cũng đã nghiên cứu và
chế tạo ra nhiều loại dụng cụ cắt với vùng cắt có nhiều tính
năng ưu việt như: giảm ma sát, tăng khả năng chịu mài
-1-
mòn, khả năng thoát nhiệt và độ bền nhiệt cao từ đó tăng
khả năng cắt, một trong những loại dung cụ được sử dụng
phổ biến hiện nay trong lĩnh vực gia công cắt gọt đó là
dụng cụ được phun, phủ để làm tăng khả năng cắt gọt của
chúng. Thép không gỉ được coi là khó gia công vì chúng có
độ bền cao, độ dẻo cao, mức độ biến cứng lớn, tính dẫn
nhiệt kém, gây mòn dụng cụ cắt cao. Hiện nay chưa có
nhiều nghiên cứu về quá trình gia công thép không gỉ và

cắt có lưỡi cắt, phay là phương pháp gia công cắt gọt được
sử dụng khá phổ biến trong ngành chế tạo máy. Thường
máy phay chiếm khoảng 20% trong tổng số các máy công
cụ. Độ chính xác gia công bằng phương pháp phay có thể
đạt được cấp 3, cấp 4 và độ nhám bề mặt có thể đạt được
Ra = 3,3 – 0,2 µm. khi gia công mặt phẳng, phay là phương
pháp gia công đạt nưng suất cao nhất.
Ngoài mặt phẳng, phay còn có thể gia công được
nhiều dạng bề mặt khác như: phay rãnh, rãnh then, then
hoa, phay mặt trụ, phay ren, răng, phay các mặt định
hình .v.v.
Nguyên công phay được thực hiện trên các loại máy
phay như: máy phay đứng, máy phay ngang, máy phay vạn
năng, máy phay tổ hợp nhiều trục chính, máy phay giường,
máy phay CNC.v.v.Ngoài ra nguyên công phay còn có thể
được thực hiện trên các máy khác như: máy tiện, các trung
tâm gia công.v.v.
-4-
1.1.1. Các phương pháp phay
1.1.2. Đặc điểm của quá trình phay
1.2. Tổng quan về dụng cụ cắt trên máy phay
1.2.1. Các loại dao phay thông thường.
1.2.2. Dụng cụ cắt trên máy phay CNC
1.2.2.1. Kết cấu của dao phay gắn mảnh lưỡi cắt với thân
dao
1.2.2.1.1. Kết cấu của dao phay mặt đầu ghép mảnh lưỡi
cắt
1.2.2.1.2. Kết cấu của dao vai và dao phay rãnh ghép
mảnh
1.2.2.1.3. Kết cấu của dao phay đĩa gắn mảnh lưỡi cắt

trọng để đánh giá về độ chính xác cũng như chất lượng bề
-6-
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).
-7-
Chương 2:
TÍNH GIA CÔNG CỦA THÉP KHÔNG GỈ
2.1. Tổng quan về thép không gỉ
2.1. 1. Tổng quan về thép không gỉ
Thép không gỉ gắn liền với tên tuổi của một chuyên
gia ngành thép người Anh là ông Harry Brearley. Khi vào
năm 1913, ông đã sáng chế ra một loại thép đặc biệt có khả
năng chịu mài mòn cao, bằng việc giảm hàm lượng carbon
xuống và cho crôm vào trong thành phần thép (0.24% C và
12.8% Cr).
Sau đó hãng thép Krupp ở Đức tiếp tục cải tiến loại
thép này bằng việc cho thêm nguyên tố niken vào thép để
tăng khả năng chống ăn mòn axit và làm mềm hơn để dễ
gia công. Trên cơ sở hai phát minh này mà 2 loại mác thép
400 và 300 ra đời ngay trước Chiến tranh thế giới lần thứ
nhất. Sau chiến tranh, những năm 20 của thế kỷ 20, một
chuyên gia ngành thép người Anh là ông W. H Hatfield
tiếp tục nghiên cứu, phát triển các ý tưởng về thép không
gỉ. Bằng việc kết hợp các tỉ lệ khác nhau giữa Niken và
Crôm trong thành phần thép, ông đã cho ra đời một loại
thép không gỉ mới 18/8 với tỉ lệ 8% Ni và 18% Cr, chính là
mác thép 304 quen thuộc ngày nay. Ông cũng là người phát

2.1.2.2. Thép không gỉ Feritic
2.1.2.3. Thép không gỉ Mactenxit
2.1.2.4.Thép không gỉ Duplex (chứa hỗn hợp ferit và
austenit).
2.1.2.5. Thép không gỉ tôi nhanh (precipitation-
hardenable)
2.1.3. Thép không gỉ SUS201
2.2. Tính gia công của thép không gỉ.
2.2.1. Đặc điểm cơ, lý tính của thép không gỉ.
2.2.2. Tính gia công của thép không gỉ.
2.2.3. Tính gia công của các loại thép không gỉ.
2.2.3.1. Thép không gỉ austenit.
2.2.3.2. Thép không gỉ ferit và mactenxit.
2.2.3.3. Thép không gỉ duplex.
2.2.4. Thép không gỉ dễ gia công.
2.3. Gia công thép không gỉ bằng các phương pháp
truyền thống
2.3.1. Tiện thép không gỉ
2.3.2.Khoan thép không gỉ.
2.3.3. Taro ren thép không gỉ
-10-
2.3.4. Cắt ren ngoài bằng bàn ren.
2.3.5. Phay thép không gỉ.
2.3.6. Chuốt thép không gỉ
2.3.7. Mài thép không gỉ
2.4. Gia công thép không gỉ bằng phương pháp gia công
không truyền thống
2.4.1. Gia công bằng dòng hạt mài
2.4.2.Gia công điện hoá
2.4.3. Gia công bằng dòng điện tử và dòng điện phân

3.2.1. Máy phay
Máy phay VMC - 85S do hãng Maximart sản xuất
năm 2003 với hệ điều khiển Fanuc OMD, máy có khả năng
tích hợp CAD/CAM qua cổng RS 232.
3.2.2. Dao
Mảnh dao phay cầu phủ TiAlN hai lưỡi cắt ký hiệu
APMT1604PDER – M2 VP15TF của hãng Mitsubishi
-Nhật Bản có thông số như sau:
+ Độ cứng của mảnh dao 91.5 HRA
+ Độ bền nén 2.5 Gpa
-13-
THÔNG SỐ
ĐẦU VÀO
V
,
S
QUÁ TRÌNH
PHAY
THÔNG SỐ
ĐẦU RA
R
a
, R
z
R
a
, R
z
= f(V, S)
Hình 3-1. Mảnh dao APMT1604PDER – M2 VP15TF của

Máy Mittutoyo SJ-201 (Nhật Bản)
3.3. Mô hình toán học
Mô hình toán học để xác định ảnh hưởng của chế độ
cắt đến độ nhám bề mặt chi tiết gia công vật liệu khi phay
bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN.
R
z
= f(x
i
) với (x
i
= v, s, t) (3.1)
Hay: R
a
= C
p
.v
a
.s
b
.t
c
(3.2)
R
z
= C
p
.v
a
.s

ln(S) + b
3
ln(t) (3.5)
-15-
Đây là mô hình toán học được lựa chọn để xác định
ảnh hưởng của chế độ cắt đến độ nhám bề mặt gia công.
3.4. Phương pháp tiến hành thực nghiệm.
3.4.1. Nội dung
 Chuẩn bị trước khi gia công gồm:
 Tiến hành gia công và xử lý kết quả:
3.4.2. Các thông số đầu vào của thí nghiệm
Gọi x
1
, x
2
, x
3
là các biến tương đương với các thông
số: Vận tốc dài v, lượng chạy dao s, chiều sâu cắt t. Trên cơ
sở các điều kiện biên ta tiến hành thí nghiệm và xử lý kết
quả nhằm tìm ra chế độ cắt hợp lý để độ nhám bề mặt nhỏ
nhất khi gia công thép không rỉ Su201 bằng dao phay mặt
đầu phủ TiAlN.
v
imax
= 200 (m/phút) s
imax
= 0,15(mm/răng)
v
imin

)
Bảng 3.3: Giá trị tính toán bộ thông số chế độ cắt v,
s cho thực nghiệm
-16-
Các yếu tố x
1
(m/p) x
2
(mm/răng)
Mức trên 200 0.15
Mức dưới 130 0.05
Mức cơ sở 165 0.1
Khoảng biến thiên 35 0.05
3.4.3. Thực nghiệm xác định ảnh hưởng của chế độ cắt đến
độ nhám bề mặt
Trên cơ sở điều kiện giới hạn thí nghiệm (chon t =
0,5mm) mô hình toán học được lựu chọn như sau:
Ln(Ra) = a
o
+ a
1
ln(v) +a
2
ln(s) (3.6)
Đặt: y = ln(Ra); x
1
= ln(v
i
); x
2

x
2
(3.8)

y
1
= b
0
+ b
1
x
1
+ b
2
x
2
(3.9)
Dạng tổng quát:y = a
0
+ a
1
x
1
+ a
2
x
2
+ + a
n
x

Bảng 3.5. Kết quả đo độ nhám ở các chế độ cắt khác nhau.
STT
Biến thực nghiệm
Độ nhám
Biến mã Biến thực
-18-
hóa
X
1
X
2
n(n/ph) S
p
(mm/ph) R
a
(µm)
R
z
(µ
m)
1 -1 -1 828 165 1,8 8,57
2 +1 -1 1274 255 1,25 6,15
3 -1 +1 828 497 1,6 7,87
4 +1 +1 1247 765 1,08 5,67
5 0 0 1050 420 1,44 6,91
6 0 0 1050 420 1,45 7,05
3.4.4. Sử lý số liệu thí nghiệm.
Để nhận được các phương trình dạng (3.2; 3.3) dùng
phần mềm Minitab14 để giải phương trình (3.8: 3.9) với
kết quả thực nghiệm trong (bảng 3.5), ta được phương trình

−−
=
SVR
a
(3.11)
295.015,1
971,1112
−−
=
SVR
z
(3.12)
3.4.5. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ của nhám bề mặt (Ra, Rz,)
với chế độ cắt (s,v,)
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn quân hệ giữa v,s và R
a
-21-
120
140
160
180
2000
0.05
0.1
0.15
0.2
1.3
1.4
1.5
1.6

thép không gỉ có những điểm khác qui luật khi phay thép
thường. Các thông số V, S đều ảnh hưởng đến độ nhám bề
-22-
120
140
160
180
200
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0
5
10
15
20
Van toc dai v(m/ph)
Quan he giua Rz voi v,s
Luong chay dao s(mm/r)
Nham be mat Rz
mặt gia công nhưng ở các mức độ khác nhau. Trong đó ảnh
hưởng của V lớn hơn ảnh hưởng của S (số mũ có giá trị
tuyệt đối lớn hơn).
- Khi giảm V, tăng S thì nhấp nhô bề mặt R
a
, R
t
tăng. Nguyên nhân: Khi đó thì số lần lưỡi cắt đi qua một

 Đã tiến hành thí nghiệm thành công và thu được kết quả
đảm bảo độ tin cậy.
 Xây dựng được mối quan hệ giữa các thông số chế độ
cắt (v, s) khi chiều sâu cắt t = 0,5 mm đến độ nhám bề mặt
chi tiết gia công vật liệu thép không gỉ SUS201 khi phay
bằng dao phay mặt đầu thép gió phủ TiAlN cụ thể như ở
công thức (3.11); (3.12)
0925.0267.0
2066,4
−−
=
SVR
a
(3.11)
295.015,1
971,1112
−−
=
SVR
z
(3.12)
 Từ phương trình trên ta thấy khi tăng lượng chạy dao S
và vận tốc cắt thì trong khoảng khảo sát thấy độ nhám
giảm. Điều này hoàn toàn phù hợp với lý thuyết khi gia
công thép không gỉ.
-24-
KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU
TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI
1. Kết luận chung
Với nội dung “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến