Mục tiêu nghiên cứu của luận văn nhằm xác định mức độ và qui luật ảnh hưởng của một số tham số chủ yếu của chế độ cắt đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng gia công chi tiết trục trên máy tiện CZ6240A. Mời các bạn cùng tham khảo!
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tiện gia công cắt gọt kim loại trên thế giới
Ngành công nghiệp cơ khí chế tạo giữ vai trò chủ đạo trong nền kinh tế toàn cầu, với hơn 20 triệu doanh nghiệp hoạt động trên khắp các châu lục Ngành này không chỉ tạo ra 28% số lượng việc làm mà còn đóng góp 25% vào giá trị tổng sản phẩm của thế giới, góp phần quan trọng trong việc thay đổi diện mạo kinh tế toàn cầu.
Gia công kim loại bằng cắt gọt là một kỹ thuật phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy, giúp loại bỏ lớp kim loại thừa bằng cách sử dụng dụng cụ cắt Quá trình này nhằm đạt được các yêu cầu về hình dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các bề mặt và chất lượng bề mặt của chi tiết gia công.
Tiện là phương pháp gia công cắt gọt sử dụng chuyển động tịnh tiến kết hợp với chuyển động quay của phôi, tạo ra chuyển động cắt Vc Phương pháp này bao gồm hai loại chuyển động tiến dao: tiến dao dọc Sd và tiến dao ngang Sng Dựa vào nguyên liệu và sản phẩm, gia công có thể được phân chia thành gia công cơ khí và gia công vật liệu phi kim.
Gia công tiện cơ khí là một trong những phương pháp gia công kim loại phổ biến nhất trong ngành chế tạo máy Quá trình này sử dụng các kỹ thuật cơ học để chế tạo sản phẩm, đồng thời đi kèm với sự phát triển liên tục của lý thuyết cắt gọt kim loại.
Nhiều công trình khoa học quan trọng trong lĩnh vực cắt gọt kim loại đã được đóng góp bởi các nhà bác học Xô Viết, bao gồm Giáo sư viện sỹ V.A Arsinop, giáo sư G.C Andrev, V.F Bobrov, C.H Philonenko, Iacốp Bachisep, Paven Dakhaba và Lép Soobakin Những nghiên cứu này đã góp phần xây dựng và phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại, tạo nền tảng cho các ứng dụng công nghiệp hiện đại.
Mỹ như: Boston O.W., Ernst H., Merchant M.E.,
Nhiều công trình nghiên cứu cắt gọt chuyên dụng như phay và tiện của G.C Andrev, A.V Rudnev, V.F Bobrov, cùng với cơ sở lý thuyết mài nhẵn của H Maclov đã cung cấp những phân tích chi tiết về động học các quá trình cắt gọt Đây là những nghiên cứu quan trọng, kết hợp lý thuyết và kinh nghiệm thực tiễn trong gia công kim loại, và vào thời điểm đó, rất ít công trình tương tự được công bố trên thế giới.
Vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loại đã được hoàn thiện nhờ các nghiên cứu mới về lực phát sinh trong quá trình gia công kim loại Những nghiên cứu này cung cấp cái nhìn sâu sắc hơn về cơ sở vật lý của quá trình cắt, hiện tượng nhiệt trong cắt, lực cắt đơn vị và các quy luật liên quan đến lực cắt.
Chế độ cắt được xác định bởi ba thông số chính: vận tốc cắt, lượng dao, và chiều sâu cắt, có ảnh hưởng lớn đến chất lượng gia công, tiêu hao năng lượng và năng suất máy Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra tác động của các thông số này đến lực cắt, sự hao mòn của dụng cụ cắt, và rung động trong hệ thống công nghệ "Máy - dao cắt - đồ gá - chi tiết gia công" Các công trình của nhà khoa học Nga Granôpxki đã phân nhóm các sơ đồ cắt động học, trong khi Zorev N.N nghiên cứu lực cắt trên các bộ phận của dao Các nhà khoa học Đức như Kronenberg, Friedrich và Hippler đã tìm hiểu các quy luật cơ bản của lực cắt Nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của Sokolovski, Kasirin, Tlusty, Tolias và Bhattacharya đã làm rõ nguyên lý và quy luật tự rung trong gia công Ngoài ra, các công trình của Ostermann, Laladze, Malkin và Smith đã phát triển phương pháp giải tích cho trường nhiệt độ trong dụng cụ cắt, phoi và chi tiết gia công Nguyên lý cấu tạo và tính năng công nghệ của máy công cụ, đặc biệt là máy gia công tiện, đã được nghiên cứu từ sớm.
Vào năm 1712, thợ cơ khí người Nga Nartốp đã phát minh ra máy tiện chép hình, cho phép tiện các chi tiết định hình một cách tự động Chuyển động dọc của bàn dao được thực hiện nhờ hệ thống bánh răng và thanh răng Đến năm 1798, Henry Nandsley, một nhà nghiên cứu người Anh, đã thay thế chuyển động này bằng hệ thống vít me-đai ốc Tiếp theo, vào năm 1873, Spender đã chế tạo máy tiện tự động với ổ tiếp phôi và trục phân phối sử dụng các cam đĩa và cam thùng.
Năm 1880 nhiều hãng trên thế giới như Pittler ludnig Low (Đức), RSK (Anh) đã chế tạo được máy tiện rơvônve dùng phôi thép thanh
Để nâng cao hiệu quả làm việc của các công cụ cắt, nhiều nghiên cứu đã tập trung vào động học và động lực học trong quá trình gia công, tiêu biểu là các công trình của G.I Granovski, A.M Danielian và A.S Kondratiev.
Công nghệ và thiết bị sản xuất gia công vật liệu đã được nghiên cứu sâu rộng bởi các quốc gia phát triển như Nga, Mỹ, Đức, Nhật Bản, Thụy Điển và Úc, với các dây chuyền sản xuất hiện đại.
Nhiều hãng nổi tiếng như MAC (Đức) sản xuất máy tiện CNC model CJK1640, nổi bật với khả năng gia công linh hoạt, cho phép gia công chi tiết có đường kính lên tới 410 mm và chiều dài 800 mm Máy có dải vận tốc vô cấp từ 8 đến 2000 vòng/phút.
Hãng Fanuuc (Mỹ) sản xuất máy tiện, khoan liên hợp PDL - T6/8 với thiết kế hiện đại, cho phép gia công nhiều loại sản phẩm tinh xảo Máy hoạt động dễ dàng, an toàn, có tiếng ồn nhỏ và năng suất cao.
Hình 1.1 Máy tiện CNC mã hiệu CJK1640
Bảng 1.1 - Thông số kỹ thuật máy tiện CJK1640
Tốc độ trục chính(rpm 2000
Hành trình Ụ động(mm 120 Đường kính lỗ ụ động(mm) 55
Công suất động cơ trục chính(W) 4000
Hình 1.2 Máy tiện CNC PDL - T6/8
Bảng 1.2 - Thông số kỹ thuật máy tiện CNC PDL - T6/8
MODEL Đơn vị PDL-T6/T6A PDL-T8/T8A Đường kớnh tiện vượt băng mỏy mm ỉ420 ỉ550 Đường kớnh tiện vượt bàn xe dao mm ỉ330 ỉ330 Đường kớnh vật tiện lớn nhất mm ỉ200/250 ỉ250/350
Hành trình trục Z mm 370 550 Đường kính lớn nhất của chấu cặp inch 6/8/10
Tốc độ trục chính V/ph 6000/4800 4500/3500 Đường kớnh lỗ trục chớnh mm ỉ56/62 ỉ62/87 Độ côn trục chính A2-5/A2-6 A2-6/A2-8
Công suất động cơ kw 5.5/7.5
15/18.5 18.5/22 Đường kớnh ụ chống tõm mm ỉ75 ỉ 95
Hành trình ụ chống tâm mm 100 125 Độ côn ụ định tâm No4 No5
Tốc độ di chuyển không tải trục X/Z m/ph 7/6 7/6
Số vị trí gá dao 4/6/12/20/30/48
Bộ điều khiển CNC Fanuc/Siemen/Mitsubishi
Kích thước dao (tiện/khoan) mm 20x20/25x25
Bước dịch chuyển nhỏ nhất mm 0.001
Hãng Hyundai (Hàn Quốc) đã phát triển trung tâm gia công tiện CNC-HYUNDAI WIA, sở hữu 10 dao cắt và vận tốc trục chính lên đến 3000rpm, mang đến quy trình gia công hiệu quả với điều khiển chương trình tối ưu.
Hình 1.3 Trung tâm gia công tiện CNC- HUYNDAI WIA
Bảng 1.3 - Thông số kỹ thuật máy tiện CNC- HUYNDAI WIA
Tiện qua bàn xe dao ỉ375mm Đường kớnh mõm cặp ỉ254mm Đường kớnh tiện lớn nhất ỉ410mm
Chiều dài tiện lớn nhất 1070mm Đường kớnh lỗ trục chớnh ỉ76mm
Tốc độ trục chính lớn nhất 3000 rpm
Thời gian thay dao 0.8 giây
Tốc độ di chuyển nhanh trục X 20m/phút
Tốc dộ di chuyển nhanh trục Z 24m/phút
Công suất động cơ trục chính 22kW Động cơ trục X 3kW Động cơ trục Z 4kW
Mô hình hóa và tối ưu hóa quá trình gia công kim loại đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà khoa học hàng đầu như Giáo sư C.C Rudnik, E.I Pheldstein, G Spur, W Koenig, và F Klocke Họ đã có nhiều công trình nghiên cứu nổi bật, tập trung vào việc phát triển các phương pháp luận hiện đại nhằm tối ưu hóa quy trình cắt gọt kim loại.
Tình hình nghiên cứu và sử dụng máy tiện ở Việt Nam
Ngành cơ khí đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, cung cấp không chỉ sản phẩm tiêu dùng mà còn thiết bị, máy móc cho nhiều ngành sản xuất khác Trong bối cảnh công nghiệp hoá - hiện đại hoá hiện nay, vai trò của ngành cơ khí càng trở nên lớn lao hơn Ngành cơ khí chế tạo ở Việt Nam mới bắt đầu được xây dựng từ năm gần đây, đánh dấu sự phát triển tiềm năng trong lĩnh vực này.
Từ năm 1956 đến nay, Việt Nam đã trải qua 20 năm chiến tranh khốc liệt do Mỹ gây ra, nhưng nhờ vào sự lãnh đạo sáng suốt của Đảng và Chính phủ, đất nước đã tận dụng tối đa sự hỗ trợ từ các nước xã hội chủ nghĩa, đặc biệt là Liên Xô cũ Điều này đã giúp xây dựng nhiều nhà máy cơ khí lớn tại miền Bắc, đóng góp quan trọng vào việc phát triển cơ sở vật chất cho chủ nghĩa xã hội và hỗ trợ cho cuộc kháng chiến giải phóng miền Nam Nổi bật trong số đó là Công ty Cơ khí Hà Nội, Công ty Diezen Sông Công, và Công ty Cơ khí trung tâm Cẩm Phả, những đơn vị đã trở thành niềm tự hào của ngành công nghiệp Việt Nam.
Vườn Cam, Công ty Chế tạo đầu máy toa xe Gia Lâm, Công ty đóng tàu Bạch Đằng, và Công ty đóng tàu Hạ Long là những đơn vị tiêu biểu trong ngành cơ khí, cùng với hàng trăm nhà máy lớn nhỏ khác thuộc Công nghiệp Quốc phòng và các lĩnh vực kinh tế khác.
Sau năm 1975, khi đất nước thống nhất, Việt Nam tiếp quản một số công ty cơ khí chế tạo do chính quyền cũ để lại ở miền Nam, nổi bật là Công ty chế tạo động cơ Diesel nhỏ Vinappro và Vikino tại Biên Hòa, cùng với các công ty cơ khí sửa chữa quân đội như Z751 và Đóng tàu Bason.
Từ 1975 đến 1986, ngành cơ khí Việt Nam chủ yếu tập trung vào khoảng 610 đơn vị quốc doanh, trong khi các tổ chức kinh tế tư nhân vẫn giữ vai trò thứ yếu và chưa có cơ hội phát triển.
Từ năm 1986 đến 2002, Việt Nam trải qua giai đoạn đổi mới, chuyển từ chế độ bao cấp sang cơ chế thị trường Trong thời kỳ này, ngành cơ khí gặp nhiều khó khăn và bị thả nổi, dẫn đến lo ngại về sự phát triển của lĩnh vực này.
Trong giai đoạn 1990-2000, đầu tư cho ngành cơ khí ở Việt Nam rất hạn chế, với tổng vốn đầu tư chỉ đạt 180 tỷ đồng trong giai đoạn 1990-1995 và 342 tỷ đồng trong giai đoạn 1996-2000 Điều này chỉ chiếm 0,6% tổng vốn đầu tư của toàn ngành công nghiệp thuộc Bộ Công nghiệp.
Từ năm 2002, ngành cơ khí Việt Nam đã trải qua giai đoạn quan trọng với quyết định 186/2002/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ, phê duyệt chiến lược phát triển ngành đến năm 2010 và tầm nhìn đến năm 2020 Chiến lược này tập trung vào việc phát triển các chuyên ngành và sản phẩm cơ khí trọng điểm như thiết bị toàn bộ, máy động lực, cơ khí phục vụ nông – lâm – ngư nghiệp, công nghiệp chế biến, máy công cụ, cơ khí xây dựng, cơ khí đóng tàu, thiết bị kỹ thuật điện – điện tử, cũng như cơ khí ôtô và giao thông vận tải.
Trong giai đoạn hiện nay, sự hoàn thiện các chính sách của nhà nước đối với ngành cơ khí đã góp phần thúc đẩy đầu tư, mang lại những tiến bộ đáng kể.
Trong ngành công nghiệp đóng tàu, Nhà nước đã hỗ trợ Tập đoàn Công nghiệp tàu thủy Việt Nam vay ưu đãi 780 triệu USD từ nguồn vốn trái phiếu Chính phủ Nhiều doanh nghiệp FDI, như Tập đoàn Doosan Hàn Quốc, đã đầu tư lớn vào ngành cơ khí, với 360 triệu USD dành cho việc xây dựng nhà máy chế tạo thiết bị cơ khí lớn tại khu kinh tế Dung Quất.
Theo thống kê hiện nay, Việt Nam có khoảng 53.000 cơ sở cơ khí với khoảng 500.000 công nhân trực tiếp tham gia, chiếm 12% tổng số lao động công nghiệp của cả nước, đóng góp quan trọng vào quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước.
Ngành cơ khí, đặc biệt là lĩnh vực tiện, đã có những bước tiến vượt bậc cả về số lượng lẫn chất lượng, như được trình bày trong "Giáo trình Tiện" của các nhà khoa học Nguyễn Thị Quỳnh, Phạm Minh Đạo và Trần Sỹ.
Tuấn, năm 2009 Máy tiện chiếm khoảng 25% đến 35% tổng số thiết bị trong phân xưởng gia công cắt gọt
Máy tiện đã được sản xuất trong nước với sự hỗ trợ của Liên Xô (cũ) từ những năm 60 của thế kỷ 20 Qua thời gian phát triển, Việt Nam đã chế tạo và nhập khẩu nhiều loại máy tiện từ các quốc gia tiên tiến.
Trong lĩnh vực nghiên cứu cơ bản và ứng dụng về gia công vật liệu kỹ thuật chúng ta đã có những thành tựu đáng kể như:
Nghiên cứu của Bành Tiến Long, Trần Thế Lục và Trần Sỹ Túy về sự tác động giữa công cụ gia công và kim loại đã được trình bày trong công trình "Nguyên lý gia công vật liệu" Các tác giả đã cung cấp cơ sở lý luận khoa học về gia công kim loại bằng cắt gọt, cũng như gia công các vật liệu khác và giới thiệu các phương pháp gia công mới.
Các thiết bị gia công kim loại, đặc biệt là máy cắt và máy tiện, đã được giới thiệu bởi các nhà khoa học Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Đức Lộc và Phạm Đắp trong tài liệu "Máy cắt kim loại".
Kết Luận
Trong bối cảnh toàn cầu hóa kinh tế, Việt Nam đang tích cực hội nhập và phát triển, mở ra nhiều cơ hội nhưng cũng đối mặt với không ít thách thức, đặc biệt là về chất lượng sản phẩm Khi hiệp ước AFTA có hiệu lực từ năm 2005, hàng rào thuế quan sẽ được dỡ bỏ, buộc chúng ta phải xây dựng hàng rào phi thuế quan Để nâng cao khả năng cạnh tranh, Việt Nam cần tập trung cải thiện chất lượng sản phẩm, đặc biệt trong ngành cơ khí.
Trong bối cảnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, việc nâng cao chất lượng sản phẩm là vô cùng quan trọng Để đạt mục tiêu trở thành một nước công nghiệp vào năm 2020, ngành cơ khí Việt Nam cần có năng lực sản xuất thiết bị và máy móc phục vụ nền kinh tế Tuy nhiên, thiết bị hiện tại của ngành cơ khí đã cũ kỹ và lạc hậu so với thế giới, dẫn đến chất lượng sản phẩm không đáp ứng được nhu cầu của thị trường trong nước và quốc tế Đây là thách thức lớn nhất đối với ngành cơ khí Việt Nam, đặc biệt là ngành tiện.
Chi phí sản xuất cao và chất lượng sản phẩm thấp có nhiều nguyên nhân, trong đó nguyên nhân chính là việc chưa nghiên cứu hiệu quả trong việc sử dụng thiết bị Sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực máy móc và thiết bị cơ giới hóa nông lâm nghiệp, đã chỉ ra rằng nghiên cứu và áp dụng công nghệ một cách hiệu quả là nhiệm vụ cấp thiết và quan trọng hàng đầu trong mọi quy trình sản xuất.
Nghiên cứu tối ưu hóa quy trình gia công cắt gọt vật liệu ở Việt Nam vẫn chưa được chú trọng, khiến các nhà công nghệ phải dựa vào sổ tay để tra cứu thông tin trong quá trình chuẩn bị sản xuất Tuy nhiên, số liệu trong các sổ tay chủ yếu là kinh nghiệm từ các điều kiện sản xuất cụ thể, do đó không phản ánh các thông số công nghệ tối ưu cần thiết cho hiệu quả sản xuất.
Máy tiện CZ6240A, được sản xuất tại Trung Quốc, đang được sử dụng tại xưởng thực hành của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Với cấu tạo đơn giản và dễ sử dụng, máy tiện CZ6240A trở thành lựa chọn phổ biến trong các xưởng gia công, nhà máy chế tạo và xưởng thực tập cho sinh viên các trường đào tạo kỹ thuật cơ khí.
Để tối ưu hóa quy trình sản xuất, cần nghiên cứu và áp dụng hiệu quả các tính năng kỹ thuật của máy móc Việc xác lập chế độ gia công hợp lý không chỉ đảm bảo chất lượng sản phẩm mà còn giúp giảm thiểu chi phí điện năng và nguyên vật liệu Điều này tạo cơ sở vững chắc cho việc tối ưu hóa khâu sản xuất.
Cần tiến hành nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của các yếu tố chế độ cắt đến chất lượng sản phẩm gia công và năng suất khi gia công chi tiết máy Những nghiên cứu này sẽ giúp xây dựng cơ sở tính toán thiết kế, cải tiến thiết bị và lựa chọn chế độ gia công tối ưu, từ đó nâng cao hiệu quả kinh tế phù hợp với các điều kiện sản xuất cụ thể.
Từ những phân tích trên, một lần nữa cho thấy vấn đề mà luận văn cần giải quyết là thời sự và cấp thiết
MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Mu ̣c tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu mức độ và quy luật ảnh hưởng của các tham số chính trong chế độ cắt đến chi phí năng lượng và chất lượng gia công chi tiết trục trên máy tiện CZ6240A Từ đó, xác định chế độ cắt tối ưu nhằm xây dựng ngân hàng dữ liệu hỗ trợ khai thác và sử dụng máy tiện hiệu quả, đảm bảo chất lượng gia công cao nhất.
Đối tươ ̣ng, pha ̣m vi nghiên cứu
Trong đề tài luận văn giới hạn ở các đối tượng và phạm vi nghiên cứu cụ thể sau: a/ Thiết bị gia công:
Máy tiện CZ6240A, sản xuất tại Việt Nam, là thiết bị nghiên cứu phổ biến trong các xưởng gia công cơ khí và các trường đào tạo kỹ thuật Nghiên cứu tập trung vào vật liệu thép C45 chưa qua nhiệt luyện, không bao gồm tất cả các loại vật liệu kim loại hay dao cắt từ các hãng khác nhau Sản phẩm được gia công là chi tiết phục vụ cho việc chế tạo các trục và các công đoạn gia công tiếp theo như chế tạo trục vít me và hoàn thiện bề mặt Dao tiện được lựa chọn cho nghiên cứu là một chủng loại cụ thể.
Các chỉ tiêu quan trọng phản ánh chất lượng gia công bao gồm độ nhám bề mặt của chi tiết và chi phí năng lượng riêng Việc lựa chọn các tham số chế độ cắt phù hợp sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến những chỉ tiêu này.
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích ảnh hưởng của các yếu tố như vận tốc cắt V, lượng chạy dao S và chiều sâu cắt t đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng bề mặt gia công Các chỉ tiêu này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quá trình gia công và giảm thiểu chi phí năng lượng Việc hiểu rõ mối quan hệ giữa các yếu tố này sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và cải thiện chất lượng sản phẩm.
Nội dung/ nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu của đề tài chúng tôi tập trung giải quyết những nội dung sau:
Nghiên cứu lý thuyết và tổng hợp các cơ sở khoa học liên quan đến quá trình gia công cắt gọt vật liệu, đặc biệt là quá trình tiện và thiết bị công nghệ Bài viết xác lập cơ sở lý thuyết về những yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng và độ nhám bề mặt trong gia công, từ đó cung cấp cái nhìn sâu sắc về hiệu quả của các phương pháp gia công.
Nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác lập mục tiêu và nội dung thí nghiệm, tổ chức quy trình thu nhận kết quả và xây dựng mô hình toán học cho các hàm mục tiêu liên quan đến các tham số điều khiển Qua đó, xác định chế độ làm việc hợp lý để gia công chi tiết trên máy tiện CZ6240A.
Phương pháp nghiên cứu
2.4.1 Các phương pháp nghiên cứu chung
Các phương pháp chính được áp dụng để giải quyết nội dung nghiên cứu của đề tài bao gồm phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp kế thừa và phương pháp thực nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết là công cụ quan trọng trong việc phân tích các công trình khoa học, giúp tổng hợp cơ sở lý luận nhằm giải quyết các vấn đề nghiên cứu Phương pháp này không chỉ cung cấp cái nhìn tổng quan về vấn đề nghiên cứu mà còn tạo lập nền tảng lý luận vững chắc cho đề tài.
Phương pháp kế thừa là một kỹ thuật quan trọng trong phân tích lựa chọn, giúp tận dụng các kết quả nghiên cứu đã có trên thế giới và trong nước Phương pháp này hỗ trợ trong việc giải quyết các vấn đề thực nghiệm và đánh giá hiệu quả của những kết quả đạt được.
- Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng phương pháp qui hoạch thực nghiệm đơn và đa yếu tố để giải quyết các nội dung nghiên cứu thực nghiệm
Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm mà chúng tôi áp dụng không chỉ đơn thuần là thực nghiệm, mà còn là sự kết hợp tinh tế giữa lý thuyết và thực tiễn.
17 nghiệm, lấy lý thuyết làm cơ sở, làm định hướng ban đầu hỗ trợ giảm bớt khối lượng công việc, rút ngắn thời gian nghiên cứu thực nghiệm
Trong nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp cổ điển cho phép nhà thực nghiệm chọn hướng nghiên cứu dựa trên kinh nghiệm và trực giác Thí nghiệm được thực hiện lần lượt, thay đổi từng thông số trong khi giữ nguyên các yếu tố khác Tuy nhiên, phương pháp này chỉ cho phép tìm kiếm cái mới một cách đơn lẻ, dẫn đến việc không thể đánh giá chính xác mức độ ảnh hưởng của từng yếu tố trong mối quan hệ tương tác của chúng Do đó, mặc dù có một tập hợp các phương trình thực nghiệm đơn yếu tố, nhưng chúng không cung cấp kết quả chặt chẽ về ảnh hưởng tổng thể và không thể tìm ra phương án phối hợp tối ưu giữa các yếu tố ảnh hưởng.
Phương pháp qui hoạch thực nghiệm là cần thiết cho việc tìm kiếm điều kiện tối ưu trong nghiên cứu, vì nó cung cấp hướng chuyển dịch của các tương quan và không chỉ dừng lại ở các thực nghiệm thụ động Đây là một phương pháp nghiên cứu hiện đại, trong đó toán học đóng vai trò quan trọng, với nền tảng lý thuyết dựa trên toán học thống kê, bao gồm phân tích phương sai và phân tích hồi quy.
Qui hoạch thực nghiệm là quá trình tổng hợp các tác động nhằm phát triển chiến thuật thực nghiệm từ giai đoạn khởi đầu đến kết thúc nghiên cứu Quá trình này bao gồm việc thu thập thông tin mô phỏng, xây dựng mô hình toán học và xác định các điều kiện tối ưu, bất kể mức độ hiểu biết về cơ chế của đối tượng nghiên cứu.
Qui hoạch thực nghiệm mang lại 18 ưu điểm nổi bật, bao gồm việc giảm đáng kể số lượng thí nghiệm cần thiết và thời gian thực hiện, cũng như chi phí vật chất Nó cung cấp hàm lượng thông tin phong phú và rõ ràng hơn nhờ vào việc đánh giá vai trò tương tác giữa các yếu tố và ảnh hưởng của chúng đến hàm mục tiêu Bên cạnh đó, qui hoạch giúp xây dựng mô hình toán học thực nghiệm, đánh giá sai số thí nghiệm, và xác định ảnh hưởng của các thông số với độ tin cậy cao Cuối cùng, nó cho phép xác định điều kiện tối ưu đa yếu tố của quá trình nghiên cứu một cách chính xác thông qua các hàm toán học, cũng như tìm kiếm tối ưu cục bộ trong các thực nghiệm thụ động.
2.4.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
Nội dung nghiên cứu thực nghiệm bao gồm việc xác định tiêu thực nghiệm, lựa chọn các tham số điều khiển và khoảng biến động của chúng, cũng như chọn các thiết bị đo phù hợp Sau đó, tiến hành công tác chuẩn bị và thực hiện thí nghiệm thăm dò, tiếp theo là thực nghiệm đơn yếu tố và cuối cùng là thực nghiệm đa yếu tố.
Tiến hành thí nghiệm thăm dò (ở mức cơ sở với số thí nghiệm n = 6 để xác định qui luật phân bố của đại lượng cần nghiên cứu
Quy luật phân bố của đại lượng nghiên cứu có thể được khái quát hóa thành phân bố lý thuyết, được gọi là phân bố thực nghiệm Việc xây dựng các phân bố thực nghiệm để khái quát hóa thành các phân bố lý thuyết là một nhiệm vụ quan trọng Để phát hiện quy luật phân bố khách quan trong tổng thể từ tài liệu thu thập được, trước tiên cần sắp xếp các trị số quan sát theo trật tự nhất định và thống kê các phần tử trong các khoảng xác định Để lập phân bố thực nghiệm, cần chia tổ ghép nhóm các trị số thu thập theo công thức kinh nghiệm của Brooks và Carruther.
Trong nghiên cứu, các thông số quan trọng bao gồm số tổ được chia (a), cự ly tổ (k), cùng với trị số thu thập lớn nhất (xmax) và bé nhất (xmin) của đại lượng nghiên cứu Việc xác định các đặc trưng của phân bố thực nghiệm là cần thiết để hiểu rõ hơn về dữ liệu thu thập được.
* Sai số trung bình mẫu:
* Sai tiêu chuẩn: trường hợp mẫu lớn (n >30):
Phương sai mẫu là bình phương sai tiêu chuẩn: S 2
* Phạm vi biến động: R = xmax - xmin (2.7)
Nếu: Sk=0, thì phân bố là đối xứng;
Sk>0 thì đỉnh đường cong lệch trái so với số trung bình;
Sk 0 thì đỉnh đường cong nhọn so với phân bố chuẩn
Ex < 0 thì đỉnh đường cong bẹt hơn so vơi phân bố chuẩn
* Xác định luật phân bố: χn 2= l
Trong đó: l- số tổ hợp sau khi đã gộp những tổ hợp có tần số lý luận fi
(k) thì luật phân bố của đại lượng nghiên cứu là phân bố chuẩn χα 2
(k) được xác định bằng cách tra bảng phụ lục , với k = n-1 là bậc tự do và mức ý nghĩa α = 0,05
* Xác định số lần lặp cho các thí nghiệm
Việc xác định số lần lặp cho các thí nghiệm là rất quan trọng để đảm bảo độ chính xác của luật phân bố chuẩn Số lần lặp cần đủ lớn nhưng cũng phải tối thiểu để giảm khối lượng thực nghiệm Công thức tính số lần lặp cho mỗi thí nghiệm dựa trên kết quả của thí nghiệm thăm dò là: m = Δ% Y τ S.
Trong đó: m- số lần lặp; τ- tiêu chuẩn Student tra bảng với mức ý nghĩa φ=0,05;
∆%- sai số tương đối, ≤5%; Y - giá trị trung bình của đại lượng nghiên cứu
2.4.2.2 Thực nghiệm đơn yếu tố
Nhiệm vụ chính của thực nghiệm đơn yếu tố là xác định các thông số ảnh hưởng, nhằm tìm ra yếu tố nào thực sự tác động đến các chỉ tiêu đánh giá.
21 xác định mức độ và quy luật ảnh hưởng của chúng đến chỉ tiêu quan tâm Thực nghiệm đơn yếu tố được tiến hành qua các bước sau:
Thực hiện thí nghiệm với mỗi thông số cần thay đổi ít nhất 4 mức, trong đó khoảng thay đổi phải lớn hơn 2 lần sai số bình quân của phép đo Số lần lặp lại thí nghiệm n có thể được xác định dựa trên kết quả từ thí nghiệm thăm dò.
Sau khi hoàn tất thí nghiệm, cần xác định độ tin cậy của từng yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt và sai số kích thước Đồng thời, đánh giá tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm nhằm chứng minh rằng ảnh hưởng khác đối với các thông số cần xem xét là không có hoặc không đáng kể.
Thuật toán phân tích phương sai để xác định độ tin cậy và tính thuần nhất cụ thể như dưới đây a Đánh giá tính đồng nhất của phương sai
Kiểm tra tính đồng nhất của phương sai theo tiêu chuẩn Kohren
Smax-Phương sai lớn nhất trong N thí nghiệm;
Su-Phương sai của thí nghiệm thứ u với số lần lặp lại mu
S = 1 Y -Y m -1 (2.13) mu- Số lần lặp lại ở mỗi điểm thí nghiệm;
Yui- Giá trị của thông số ra tại điểm u, lần lặp thứ i;
Yui- Giá trị trung bình của thông số ra tại điểm u m u u iu u i 1
22 Ứng với N điểm thí nghiệm trong kế hoạch thực nghiệm ta có N phương sai S 2 u Trong đó luôn có giá trị S 2 max ;
Gtt- Chuẩn Kohren tính toán theo thực nghiệm
CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Khả năng công nghệ và các thông số kỹ thuật của máy tiện CZ6240A
Máy tiện CZ6240A là một thiết bị tiện vạn năng có nguồn gốc từ Trung Quốc, cho phép gia công nhiều loại chi tiết khác nhau Với máy tiện này, người dùng có thể thực hiện các công việc như gia công mặt trụ ngoài và trong, mặt côn, mặt định hình, mặt đầu mút và gờ Ngoài ra, máy còn hỗ trợ cắt rãnh ngang, cắt ren trong và ngoài, cùng với khả năng sử dụng mũi khoan, mũi khoét, mũi doa, và ta-rô để cắt đường ren.
Các thông số kỹ thuật của máy tiện CZ6240A như giới thiệu ở phụ biểu 01.
Động học và động lực học quá trình cắt
3.2.1 Động học của quá trình cắt
3.2.1.1 Các chuyển động của quá trình cắt
Khi gia công trên máy tiện, phôi được quay quanh trục của máy, trong khi dụng cụ cắt được kẹp trên bàn máy Bàn máy di chuyển song song với trục hoặc tạo một góc nhất định, giúp thực hiện quá trình tiện một cách chính xác.
36 với đường tâm máy (hình 3.2) do đó, dụng cụ thực hiện chuyển động thành phần so với chuyển động của chi tiết
Chuyển động cắt là quá trình quay tròn của chi tiết quanh trục của nó, trong khi chuyển động phụ (chạy dao) là sự di chuyển của dao cùng với bàn dao Có hai loại tiện: a- tiện ngoài với chạy dao dọc và b- tiện trong.
Dao cắt có thể dịch chuyển theo ba cách chính: Thứ nhất, chạy dao dọc, tức là dịch chuyển song song với đường tâm máy, tạo ra bề mặt trụ Thứ hai, chạy dao ngang, tức là dịch chuyển thẳng góc với đường tâm, sẽ tạo ra bề mặt phẳng thẳng góc khi tiện mặt đầu, hoặc bề mặt trụ khi lưỡi cắt song song với đường tâm Cuối cùng, khi dao cắt làm một góc với đường tâm máy, sẽ tạo ra bề mặt côn ngoài hoặc trong.
Chuyển động chính Chuyển động chính
Hình 3.2 Chuyển động chính và chuyển động chạy dao khi tiện:
Khi thực hiện theo một đường cong nhất định, ta có thể sử dụng tay hoặc dụng cụ để đặt trong mặt phẳng đi qua tâm máy, tạo ra bề mặt tròn xoay với đường sinh cong Nếu lưỡi cắt của dụng cụ có profin của ren di chuyển song song với đường tâm, sẽ hình thành mặt ren.
Chuyển động cắt trong gia công cơ khí bao gồm hai thành phần chính: chuyển động quay tròn của chi tiết để hình thành phoi và chuyển động di chuyển của dao cắt nhằm tiếp tục tạo ra phoi.
Dao tiện là một công cụ quan trọng trong quá trình gia công, với nhiều loại khác nhau Trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào dao tiện ngoài đầu thẳng, được làm từ vật liệu thép gió, như hình 3.4,a đã chỉ ra.
Hình 3.3 minh họa các phương pháp dịch chuyển của dao cắt trong gia công cơ khí, bao gồm: a) xén mặt đầu, b) cắt đứt và tiện rãnh, c) tiện mặt định hình bằng dao tiện định hình, d) tiện mặt côn, e) tiện mặt định hình bằng dao tiện ngoài, và f) tiện ren Các kỹ thuật này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra các chi tiết chính xác và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất.
Chuyển động chính Chuyển động chính Chuyển động chính
Chuyển động chính Chuyển động chính Chuyển động chính
3.2.1.2 Chế độ cắt khi tiện
Chế độ cắt khi tiện được đặc trưng bằng 3 thông số cơ bản: vận tốc cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt
Vận tốc cắt khi tiện V được xác định là khoảng dịch chuyển của lưỡi cắt so với bề mặt chi tiết gia công trong một đơn vị thời gian Để tính toán chính xác, vận tốc cắt bao gồm tổng hợp của vận tốc vòng của chi tiết gia công và vận tốc của chuyển động chạy dao.
Hình 3.4 Dao tiện mặt ngoài: a- đầu thẳng; b- đầu cong
39 a Vận tốc vòng của chuyển động quay của chi tiết
Vận tốc vòng của chi tiết được tính:
Trong đó: D- đường kính của phôi (mm); n - số vòng quay của phôi trong một phút (v/ph)
Vận tốc vòng thường được tính dựa trên đường kính của phôi Khi không có bản vẽ phôi, vận tốc vòng sẽ được xác định theo đường kính sản phẩm cộng thêm lượng dư Kích thước phôi và sản phẩm thường không chênh lệch quá 5-10% đường kính phôi, do đó, vận tốc vòng được tính theo đường kính lớn nhất Bên cạnh đó, vận tốc chạy dao cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét trong quá trình gia công.
Vận tốc chạy dao được tính bằng lượng dịch chuyển của dao theo phương chạy dao trong một phút, đo bằng mm Nếu khoảng dịch chuyển của dao sau một vòng quay của chi tiết là S, thì vận tốc chạy dao sẽ được xác định dựa trên giá trị này.
Vs = S.n (mm/ph) Ở đây n - số vòng quay của chi tiết trong một phút (v/ph)
Véc tơ vận tốc chạy dao được xác định ngược chiều với hướng dịch chuyển của dao Trong quá trình tiện mặt trụ, véc tơ vận tốc vòng của chi tiết Vc tạo thành góc vuông với véc tơ vận tốc chạy dao Vs.
Như vậy vận tốc cắt V là tổng hình học của vận tốc vòng Vc và vận tốc chạy dao Vs:
Trong hầu hết các trường hợp gia công, lượng chạy dao thường nhỏ so với vận tốc vòng của chi tiết Do đó, giá trị của vận tốc cắt thường được lấy bằng giá trị của vận tốc vòng của chi tiết.
Lượng chạy dao S là khoảng dịch chuyển của dao theo hướng chuyển động sau mỗi vòng quay của chi tiết gia công, và được tính bằng mm/vòng.
Lượng chạy dao được phân ra:
- Lượng chạy dao dọc: khi phương chuyển động của dao dọc theo đường tâm của chi tiết gia công
- Lượng chạy dao ngang: khi phương chuyển động của dao vuông góc với đường tâm của chi tiết gia công
- Lượng chạy dao nghiêng: khi phương chuyển động của dao làm một góc với đường tâm của chi tiết gia công
Tổ hợp các yếu tố của chế độ cắt và lượng chạy dao dọc như giới thiệu trên hình 3.5
Hình 3.5 Các yếu tố của chế độ cắt và lượng chạy dao dọc: a- các yếu tố của chế độ cắt; b- lượng chạy dao dọc a b
3.2.2 Động lực học của quá trình cắt Động lực học quá trình cắt nghiên cứu nhiều vấn đề ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng, hiệu quả của công nghệ cắt gọt như: sự cân bằng năng lượng trong quá trình cắt, lực cắt, độ ổn định quá trình cắt,v.v…Trong luận văn chỉ đề cập đến lực cắt khi tiện và ảnh hưởng của một số yếu tố thuộc chế độ cắt đến lực cắt để làm cơ sở cho nghiên cứu thực nghiệm
Hệ thống lực cắt khi tiện được mô tả như trên hình 3.6 Lực tổng hợp
P được phân tích thành 3 thành phần tiếp tuyến, hướng kính và ngược với hướng chuyển động chạy dao
Lực P z, nằm theo hướng chuyển động chính (hướng vận tốc cắt), được gọi là lực tiếp tuyến hay lực cắt chính Giá trị của lực này rất quan trọng trong việc tính toán công suất của chuyển động chính, cũng như đánh giá độ bền của dao và các chi tiết khác trong máy.
Chất lượng gia công
Chất lượng gia công bao gồm hai yếu tố chính: chất lượng bề mặt và độ chính xác gia công Trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và kích thước nhỏ, hai yếu tố này có mối liên hệ chặt chẽ Tuy nhiên, với kích thước lớn, chúng có thể khác nhau Chất lượng gia công ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng, do đó, mục tiêu cuối cùng của công nghệ gia công là tạo ra sản phẩm hoàn thiện Điều này đặt ra yêu cầu cho các nhà khoa học nghiên cứu một cách toàn diện hơn.
3.3.1 Chất lượng bề mặt gia công
Chất lượng bề mặt gia công được đánh giá bằng hai yếu tố đặc trưng:
- Tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt
Chất lượng lớp kim loại bề mặt phụ thuộc vào tính chất của kim loại và phương pháp gia công cơ Trong quá trình gia công, lưỡi cắt tạo ra các vết lồi, lõm trên bề mặt kim loại, làm thay đổi cấu trúc lớp bề mặt Kết quả là lớp bề mặt bị biến cứng dẻo, tạo ra hiện tượng biến cứng và ứng suất dư xuất hiện.
Bề mặt có thể có độ sóng và độ nhám khác nhau, từ cao đến thấp, bao gồm bề mặt có độ sóng và độ nhám cao, độ sóng và độ nhám vừa phải, hoặc bề mặt tương đối bằng phẳng nhưng vẫn có độ nhám cao Độ sóng bề mặt thường xuất hiện do rung động trong hệ thống công nghệ như máy, dao, đồ gá và chi tiết gia công, cũng như quá trình cắt không liên tục và độ đảo của dụng cụ cắt Hiện tượng này thường gặp khi gia công các chi tiết có kích thước vừa và lớn.
Bề mặt chi tiết được gia công bằng các dụng cụ có lưỡi cắt (dao tiện, dao phay, dao bào, v.v…) có độ nhám với các đặc tính khác nhau:
- Độ nhám dọc (trùng với phương véc tơ vận tốc cắt,hình 3.8,b )
- Độ nhám ngang (vuông góc với phương véc tơ vận tốc cắt, (hình 3.8,c) Độ nhám dọc xuất hiện khi lực cắt có biến đổi gây ra rung động
Ngoài ra, độ nhám dọc xuất hiện còn do nguyên nhân lẹo dao (hiện tượng lớp kim loại bị dính chặt trên mũi dao)
Độ nhám ngang thường cao hơn độ nhám dọc, tuy nhiên khi thực hiện gia công tinh bề mặt bằng dụng cụ hạt mài, độ nhám theo hai phương này lại gần như tương đương.
Hình 3.8 mô tả các dạng bề mặt gia công, bao gồm: 1- bề mặt có độ sóng và độ nhám cao; 2- bề mặt với độ sóng và độ nhám vừa phải; 3- bề mặt tương đối phẳng nhưng có độ nhám cao; 4- bề mặt phẳng với độ nhám thấp Ngoài ra, còn có độ nhám dọc và độ nhám ngang.
Chất lượng bề mặt gia công được ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm tính chất của vật liệu, phương pháp gia công như tiện, bào, phay, chế độ cắt, độ cứng vững của hệ thống công nghệ, thông số hình học của dao, và dung dịch trơn nguội.
Chất lượng bề mặt gia công là một vấn đề quan trọng, trong đó luận văn này sẽ tập trung vào nghiên cứu độ nhám bề mặt và các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến độ nhám này.
3.3.2 Độ nhám bề mặt gia công Độ nhám bề mặt (độ nhấp nhô tế vi) là tập hợp tất cả những bề lồi, lõm với bước cực nhỏ và được quan sát trên một khoảng ngắn tiêu chuẩn Trên hình 3.9 là độ nhám bề mặt gia công được phóng đại lên nhiều lần Độ nhám bề mặt ảnh hưởng lớn đế tính chất sử dụng của chi tiết máy Nhiều công trình nghiên cứu đã chứng minh rằng ma sát và độ mòn của chi tiết máy phụ thuộc vào chiều cao và hình dáng của độ nhám bề mặt và phương của vết gia công Độ nhám bề mặt tăng có ảnh hưởng xấu đến độ bền của mối ghép căng (lắp chặt) bởi vì khi ép, độ nhám bề mặt bị chèn xuống làm cho độ bền của mối ghép giảm xuống Ví dụ như, độ bền của
Hình 3.9 Độ nhám bề mặt
Mối ghộp giữa trục chính và bọng xe tàu hoả có độ nhỏm 36,5 giúp giảm 40% độ bền mối ghộp so với độ nhỏm 18 Độ nhám bề mặt giảm, đồng nghĩa với độ nhẵn bóng tăng, nâng cao độ bền mỏi của các chi tiết Cụ thể, bề mặt thép được đánh bóng có độ bền mỏi cao hơn 40% so với bề mặt không được đánh bóng Độ nhám bề mặt cũng ảnh hưởng lớn đến tính chống ăn mòn hóa học; các chỗ lõm trên bề mặt là nơi chứa tạp chất như axit và muối, gây ăn mòn kim loại Do đó, bề mặt máy có độ nhám thấp sẽ ít bị ăn mòn hóa học hơn Bán kính đáy các nhấp nhô càng lớn thì khả năng chống ăn mòn hóa học của lớp bề mặt càng cao.
3.3.3 Các chỉ tiêu đánh giá độ nhám bề mặt gia công Để đánh giá độ nhám, trước hết ta phải vẽ được đường thẳng chuẩn Đường thẳng chuẩn là đường trung bình được vẽ sao cho trong phạm vi chiều dài chuẩn l tổng diện tích (phần gạch đứng trên hình 3.9) từ hai phía của đường chuẩn bằng nhau Chiều dài chuẩn l là chiều dài dùng để đánh giá các thông số của độ nhám, l = 0,01 đến 25 mm
Theo TCVN 2511-95 cũng như các tiêu chuẩn: ISO, DIN, ANSI và JIS, độ nhám bề mặt được đánh giá theo một (hoặc một số) trong các thông số sau:
Ra - sai lệch profin trung bình cộng bằng giá trị trung bình cộng của các chiều cao h tính từ đường trung bình trong phạm vi chiều dài chuẩn l
Ra được xác định theo công thức
47 Ở đây: l - chiều dài chuẩn; h - tung độ của profin được đo từ đường thẳng chuẩn; n - số lượng tung độ của profin được đo
Rz là chiều cao nhấp mô của profin, được xác định bằng giá trị trung bình của năm đỉnh cao nhất và năm đỉnh thấp nhất trong phạm vi chiều dài chuẩn l.
Sm - bước trung bình các nhấp mô của profin:
S - bước trung bình nhấp mô của profin theo đỉnh bằng giá trị trung bình của các bước nhấp nhô (theo đỉnh) trong phạm vi chiều dài chuẩn l:
Rmax - chiều cao lớn nhất các nhấp mô của profin, là khoảng cách giữa hai đỉnh cao nhất và thấp nhất của độ nhám (xem hình 3.9)
Theo TCVN 2511-95, độ nhám bề mặt được phân chia thành 14 cấp dựa trên các chỉ số Ra và Rz Cấp 14 tương ứng với độ nhẵn bề mặt cao nhất (Ra = 0,01 µm; Rz = 0,05 µm) Trên bản vẽ chi tiết máy, yêu cầu về độ nhám bề mặt thường được thể hiện qua giá trị Ra hoặc Rz Giá trị Ra được sử dụng cho các cấp độ nhám từ 6 đến 12 (Ra = 2,5 đến 0,04 µm), trong khi Rz được ghi cho các cấp từ 1 đến 5 (Rz = 320 đến 20 µm) hoặc từ 13 đến 14 (Rz = 0,08 đến 0,05 µm) Trong sản xuất, độ nhám bề mặt thường được phân loại thành các mức độ: thô (cấp 1÷4), bán tinh (cấp 5÷7), tinh (cấp 8÷11) và siêu tinh (cấp 12÷14).
3.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công a Thông số hình học của công cụ cắt
Qua thực nghiệm, các nhà khoa học đã xác định rằng hình dáng và giá trị độ nhám bề mặt phụ thuộc vào lượng chạy dao, hình dáng lưỡi cắt và bán kính mũi dao Việc thay đổi góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ sẽ ảnh hưởng đến chiều cao và hình dáng độ nhám Đặc biệt, khi sử dụng dao có bán kính mũi lớn, hình dáng độ nhám sẽ có dạng được vê tròn.
Trong quá trình tạo ra độ nhám bề mặt khi tiện bằng dao có bán kính nhỏ, độ nhám không chỉ bị ảnh hưởng bởi bán kính mũi dao mà còn bởi lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ, cùng với các góc nghiêng chính và phụ GS Trebưsep đã phát triển công thức thể hiện mối quan hệ giữa độ nhám Rz với các yếu tố S, r và hmin.
Chiều dày phoi kim loại tối thiểu hmin phụ thuộc vào bán kính mũi dao r Cụ thể, khi mài lưỡi dao cắt bằng đá kim cương mịn ở cả mặt trước và mặt sau với bán kính r = 10 mm, chiều dày phoi đạt hmin = 4 mm Ngược lại, nếu sử dụng dao hợp kim cứng mài bằng đỏ thường với bán kính r = 40 mm, chiều dày phoi tối thiểu sẽ lớn hơn hoặc bằng 20 mm.