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 đóng 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 phương pháp phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy, giúp loại bỏ lớp kim loại thừa để đạt yêu cầu về hình dáng, kích thước và chất lượng bề mặt chi tiết Quá trình này sử dụng dụng cụ cắt để đảm bảo vị trí tương quan chính xác giữa các bề mặt.
Tiện là phương pháp gia công cắt gọt thông qua chuyển động tịnh tiến và quay tròn của phôi, tạo ra chuyển động cắt Vc Phương pháp này kết hợp với chuyển động tịnh tiến của dao, bao gồm tiến dao dọc Sd và tiến dao ngang Sng Dựa vào nguyên liệu và sản phẩm, tiện có thể được phân loại thành gia công cơ khí và gia công vật liệu phi kim.
Gia công tiện cơ khí là phương pháp gia công kim loại bằng cơ học, đóng vai trò quan trọng trong ngành chế tạo máy Sự phát triển của gia công kim loại đã dẫn đến sự ra đời và tiến bộ không ngừng của lý thuyết cắt gọt kim loại.
Nhiều công trình khoa học quan trọng trong việc phát triển lý thuyết cắt gọt kim loại đã được thực hiện 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.
Mỹ như: Boston O.W., Ernst H., Merchant M.E.,
Nhiều công trình nghiên cứu chuyên sâu về cắt gọt, 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 phân tích chi tiết về động học của các quá trình cắt gọt Những nghiên cứu này không chỉ đề cập đến lý thuyết mà còn bao gồm kinh nghiệm thực tế trong gia công kim loại, đánh dấu một bước tiến quan trọng khi mà trên thế giới thời điểm đó còn rất ít công trình tương tự được công bố.
Vào thập kỷ 70 của thế kỷ XX, lý thuyết cắt gọt kim loại đã được hoàn thiện thông qua những nghiên cứu mới về các lực phát sinh trong quá trình gia công kim loại Các nghiên cứu này cung cấp cái nhìn chính xác hơn về cơ sở vật lý của quá trình cắt, hiện tượng nhiệt trong quá trình 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, rung động trong hệ thống "Máy- dao cắt- đồ gá- chi tiết gia công" và các hiện tượng lý-hóa trong vùng cắt Các công trình nghiên cứu của Granôpxki về sơ đồ cắt động học, Zorev N.N về lực cắt, cùng với các nhà khoa học Đức như Kronenberg, Friedrich, Hippler đã làm rõ các quy luật cơ bản của lực cắt Hơn nữa, các nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm của Sokolovski, Kasirin, Tlusty, Tolias và Bhattacharya đã nâng cao nhận thức về nguyên lý và quy luật tự rung trong gia công Các nhà khoa học như Ostermann, Laladze, Malkin và Smith cũng đã phát triển phương pháp giải tích cho trường nhiệt độ trong dụng cụ cắt, phoi và chi tiết gia công Nghiên cứu về cấu tạo và tính năng công nghệ của máy công cụ, đặc biệt là máy gia công tiện, đã được tiến hành từ rất sớm.
Vào năm 1712, thợ cơ khí người Nga Nartốp đã phát minh ra máy tiện chép hình, cho phép tự động hóa quá trình tiện các chi tiết định hình 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 cải tiến chuyển động này bằng cách sử dụng vít me và đai ốc Năm 1873, Spender tiếp tục phát triển máy tiện tự động với ổ tiếp phôi và trục phân phối được trang bị 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 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 tại các quốc gia phát triển như Nga, Mỹ, Đức, Nhật Bản, Thụy Điển và Úc Những dây chuyền sản xuất hiện đại này đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm.
Nhiều hãng nổi tiếng như MAC (Đức) sản xuất máy tiện CNC CJK1640, có khả năng gia công linh hoạt với đường kính chi tiết lên tới 410 mm và chiều dài chi tiết 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, với thiết kế 10 dao và vận tốc trục chính lên đến 3000rpm, mang lại hiệu quả tối ưu trong quá trình gia công nhờ vào hệ thống điều khiển chương trình tiên tiến.
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 công nghệ gia công cắt gọt kim loại là một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng, được các nhà khoa học và chuyên gia như Giáo sư C.C Rudnik, E.I Pheldstein, G Spur, W Koenig, và F Klocke chú trọng phát triển Họ đã thực hiện nhiều công trình nổi tiếng nhằm tối ưu hóa các quy trình gia công, ứng dụng các phương pháp luận hiện đại để nâng cao hiệu quả và chất lượng trong ngành công nghiệp chế biến 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 Việt Nam đang tiến hành công nghiệp hóa - hiện đại hóa, ngành cơ khí càng trở nên thiết yếu hơn bao giờ hết Ngành cơ khí chế tạo tại Việt Nam mới chỉ bắt đầu được xây dựng từ năm gần đây.
Kể từ năm 1956, Việt Nam đã trải qua 53 năm xây dựng và phát triển, trong đó có gần 20 năm chiến tranh khốc liệt do Mỹ gây ra Dưới sự lãnh đạo sáng suốt của Đảng và Chính phủ, chúng ta đã tận dụng tối đa sự hỗ trợ từ các nước xã hội chủ nghĩa, đặc biệt là Liên Xô cũ, để xây dựng nhiều nhà máy cơ khí lớn tại miền Bắc Những nhà máy này không chỉ là niềm tự hào của ngành công nghiệp Việt Nam mà còn góp phần quan trọng vào việc xây dựng cơ sở vật chất cho chủ nghĩa xã hội và hỗ trợ công cuộc kháng chiến giải phóng miền Nam Tiêu biểu cho các nhà máy cơ khí chế tạo là Công ty Cơ khí Hà Nội, Công ty Diezen Sông Công, Công ty Cơ khí trung tâm Cẩm Phả và Công ty cơ khí ô tô.
Vườn Cam, Công ty Chế tạo đầu máy toa xe Gia Lâm, Công ty đóng tàu Bạch Đằng, Công ty đóng tàu Hạ Long cùng với hàng trăm nhà máy cơ khí lớn nhỏ khác thuộc ngành Công nghiệp Quốc phòng và các lĩnh vực kinh tế khác, đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế đất nước.
Sau năm 1975, khi đất nước thống nhất, Việt Nam tiếp nhận một số công ty cơ khí chế tạo từ miền Nam, trong đó nổi bật là Công ty chế tạo động cơ Diesel nhỏ Vinappro và Vikino tại Biên Hòa, cùng với một số công ty cơ khí sửa chữa do quân đội Ngụy để lại như Z751 và Đóng tàu Bason.
Từ năm 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 đóng vai trò thứ yếu và chưa có cơ hội phát triển Thời kỳ này được coi là giai đoạn trước đổi mới, khi năng lực của ngành cơ khí còn hạn chế.
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 thách thức, bị bỏ mặc và thiếu sự quan tâm trên mọi phương diện.
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 Số vốn này chỉ chiếm 0,6% tổng vốn đầu tư của toàn ngành công nghiệp thuộc Bộ Công nghiệp, cho thấy sự thiếu hụt nguồn lực cho sự phát triển của ngành cơ khí.
Từ năm 2002, ngành cơ khí Việt Nam đã trải qua giai đoạn quan trọng với việc Thủ tướng Chính phủ ban hành quyết định 186/2002/QĐ-TTg, phê duyệt “chiến lược phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, 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, máy công cụ, cơ khí xây dựng, cơ khí đóng tàu, thiết bị kỹ thuật điện – điện tử, và cơ khí ôtô – giao thông vận tải.
Trong giai đoạn hiện nay, nhờ vào việc hoàn thiện các chính sách của nhà nước đối với ngành cơ khí, tình hình đầu tư đã có những bước tiến đáng kể.
Nhà nước đã hỗ trợ ngành công nghiệp đóng tàu Việt Nam bằng cách cho Tập đoàn Công nghiệp tàu thủy vay ưu đãi 780 triệu USD từ nguồn vốn trái phiếu Chính phủ Đồng thời, nhiều doanh nghiệp FDI cũng đã đầu tư mạnh mẽ vào lĩnh vực cơ khí, điển hình là Tập đoàn Doosan Hàn Quốc với khoản đầu tư 360 triệu USD để 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% lực lượng lao động công nghiệp toàn quốc, 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 về cả số lượng lẫn chất lượng, điều này được nêu rõ 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 1960 Qua nhiều thập kỷ 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 tương tác giữa máy gia công và kim loại, trong công trình "Nguyên lý gia công vật liệu", đã cung cấp những cơ sở lý luận khoa học quan trọng Các tác giả đã trình bày các phương pháp gia công kim loại bằng cắt gọt, đồng thời khám phá gia công các vật liệu khác và giới thiệu những phương pháp gia công mới.
Các thiết bị gia công kim loại, đặc biệt là máy cắt và máy tiện, đã được các nhà khoa học Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn Đức Lộc và Phạm Đắp giới thiệu 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, điều này mang lại nhiều cơ hội nhưng cũng không ít thách thức Một trong những thách thức lớn là chất lượng sản phẩm chưa đạt yêu cầu so với các nước khác Khi hiệp ước AFTA có hiệu lực từ năm 2005, hàng rào thuế quan sẽ được xóa bỏ, buộc Việt Nam phải thiết lập hàng rào phi thuế quan Do đó, việc nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường trong nước và quốc tế, đặc biệt trong ngành cơ khí, là vô cùng cần thiết.
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 được mục tiêu trở thành nước công nghiệp vào năm 2020, ngành cơ khí Việt Nam cần có khả năng sản xuất phần lớn thiết bị, máy móc cho nền kinh tế Tuy nhiên, thiết bị ngành cơ khí hiện nay đã lỗi thời, lạc hậu so với thế giới hàng chục năm, dẫn đến chất lượng sản phẩm không đáp ứng được yêu 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 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, đòi hỏi cần phải nghiên cứu và áp dụng công nghệ một cách hiệu quả Điều này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn đáp ứng tốt hơn các yêu cầu trong quá trình sản xuất.
Vấn đề tối ưu hóa quá trình gia công cắt gọt vật liệu ở Việt Nam vẫn chưa được quan tâm đúng mức Hiện tại, các nhà công nghệ chủ yếu dựa vào sổ tay để tra cứu thông tin, nhưng các số liệu trong sổ tay thường chỉ là kinh nghiệm từ các điều kiện sản xuất cụ thể, không phản ánh được các thông số công nghệ tối ưu.
Máy tiện CZ6240A, được sản xuất tại Trung Quốc, hiện đang được sử dụng tại xưởng thực hành của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Với thiết kế đơn giản và dễ sử dụng, máy tiện CZ6240A rất phổ biến trong các xưởng gia công, nhà máy chế tạo, cũng như trong các buổi thực tập cho sinh viên các trường đào tạo kỹ thuật cơ khí.
Trong bối cảnh sản xuất hiện nay, việc nghiên cứu và khai thác hiệu quả các tính năng kỹ thuật của máy móc là vô cùng cần thiết Cần xác lập chế độ gia công hợp lý để đảm bảo chất lượng sản phẩm, đồng thời tối ưu hóa chi phí điện năng và nguyên vật liệu Điều này sẽ tạo ra cơ sở vững chắc cho việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.
Cần thực hiện các nghiên cứu cụ thể về ảnh hưởng của chế độ cắt đến chất lượng sản phẩm và năng suất trong gia công chi tiết máy Điều này sẽ tạo cơ sở cho việc 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 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 hợp lý nhằm xây dựng ngân hàng dữ liệu hỗ trợ khai thác và sử dụng máy tiện hiệu quả, đạt chất lượng gia công tối ưu.
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 phổ biến trong các xưởng gia công cơ khí và trường đào tạo nghề kỹ thuật Nghiên cứu chỉ tập trung vào vật liệu thép C45 chưa qua nhiệt luyện, một loại vật liệu thường dùng trong ngành cơ khí, và không mở rộng sang các loại dao cắt khác nhau Sản phẩm được gia công là các chi tiết phục vụ cho việc chế tạo trục hoặc 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 loại cụ thể.
Các chỉ tiêu chính đánh giá 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 là rất quan trọng để tối ưu hóa cả hai yếu tố này.
Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của các yếu tố như vận tốc cắt V, lượng chạy dao S và chiều sâu cắt t đến các chỉ tiêu về chi phí năng lượng riêng và chất lượng bề mặt gia công Các yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình gia công và nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng.
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 về gia công cắt gọt vật liệu, đặc biệt là quá trình tiện và thiết bị công nghệ, giúp xác định các yếu tố ảnh hưởng đến chi phí năng lượng và độ nhám bề mặt gia công Việc tổng hợp các cơ sở khoa học này không chỉ cung cấp nền tảng vững chắc cho quy trình gia công mà còn tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và cải thiện chất lượng bề mặt sản phẩm.
Nghiên cứu thực nghiệm nhằm xác lập mục tiêu và nội dung của thí nghiệm, tổ chức thực hiện và thu nhận kết quả Qua đó, xây dựng mô hình toán học cho các hàm mục tiêu liên quan đến các tham số điều khiển Đồng thời, xác định chế độ làm việc hợp lý khi 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 đề tài mà còn tạo lập nền tảng lý thuyết vững chắc cho nghiên cứu.
Phương pháp kế thừa là một kỹ thuật quan trọng trong phân tích lựa chọn, cho phép sử dụng các kết quả nghiên cứu đã được thực hiện cả trên thế giới và trong nước Phương pháp này hỗ trợ trong việc giải quyết các nội dung thực nghiệm và cung cấp cơ sở để nhận xét, đánh giá kết quả một cách hiệu quả.
- 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 là thực nghiệm thuần túy, mà còn là sự kết hợp hài hòa 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 thường được sử dụng, trong đó nhà thực nghiệm dựa vào kinh nghiệm và trực giác để xác định hướng nghiên cứu Các 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 theo cách đơn định giữa các chỉ tiêu đánh giá và các yếu tố ảnh hưởng một cách riêng lẻ, dẫn đến việc không thể xác định 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, chúng không cung cấp kết quả chặt chẽ về sự tác động qua lại, gây khó khăn trong việc tìm kiếm phương án phối hợp tối ưu cho các yếu tố ảnh hưởng.
Phương pháp qui hoạch thực nghiệm là cần thiết trong việc tìm kiếm điều kiện tối ưu, vì nó cung cấp cơ sở phương pháp luận cho nghiên cứu thực nghiệm hiện đại Phương pháp này sử dụng công cụ toán học một cách tích cực, với nền tảng từ toán học thống kê, bao gồm hai lĩnh vực quan trọng là phân tích phương sai và phân tích hồi qui Điều này cho thấy sự khác biệt so với các thực nghiệm thụ động, giúp xác định hướng chuyển dịch của các tương quan.
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 giai đoạn kết thúc của nghiên cứu Nó 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, tiết kiệm thời gian và chi phí cho các phương tiện 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 thực nghiệm cho phép xây dựng mô hình toán học, đánh giá sai số thí nghiệm và xác định ảnh hưởng của các thông số với độ tin cậy cao Cuối cùng, nó giúp xác định điều kiện tối ưu đa yếu tố của quá trình nghiên cứu một cách chính xác thông qua các hàm toán học hoặc các phương pháp giải gần đúng, tìm kiếm tối ưu cục bộ như 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 các bước quan trọng như xác định tiêu thực nghiệm, lựa chọn tham số điều khiển và khoảng biến động của chúng, chọn thiết bị đo phù hợp, tiến hành công tác chuẩn bị, thực hiện thí nghiệm thăm dò, và cuối cùng là tiến hành thực nghiệm đơn yếu tố và 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 tổng quát hóa thành phân bố lý thuyết, 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 nhiệm vụ quan trọng Để phát hiện qui luật phân bố khách quan trong tổng thể từ tài liệu thu thập được, cần sắp xếp các trị số quan sát theo một trật tự nhất định và thống kê các phần tử trong những 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 này, chúng tôi xác định các đặc trưng của phân bố thực nghiệm thông qua các yếu tố quan trọng như số tổ được chia (a), cự ly tổ (k), và trị số thu thập lớn nhất (xmax) cũng như bé nhất (xmin) của đại lượng nghiên cứu.
* 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 phải đủ lớn nhưng cũng phải tối thiểu để giảm thiểu 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 nhận diện những yếu tố 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:
Để thực hiện thí nghiệm, cần thay đổi từng thông số với ít nhất 4 mức khác nhau, đảm bảo khoảng thay đổi lớn hơn 2 lần sai số bình quân của phép đo giá trị thông số Số lần thí nghiệm lặp lại 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 Việc đánh giá tính thuần nhất của phương sai trong quá trình thí nghiệm là cần thiết để chứng minh rằng các ảnh hưởng khác đối với thông số được 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 vạn năng được sản xuất tại Trung Quốc, cho phép gia công đa dạng các loại chi tiết Với máy tiện này, người sử dụng có thể thực hiện các công việc như tiện mặt trụ ngoài và trong, mặt côn, mặt định hình, mặt đầu mút, cắt rãnh ngang, cũng như cắt ren trong và ngoài bằng dao tiện Ngoài ra, máy còn hỗ trợ khoan, khoét, doa, và sử dụng ta-rô cùng bàn ren 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 gia công hiệu quả.
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, hay còn gọi là chạy dao, là sự dịch chuyển của dao cùng với bàn dao Trong tiện ngoài, chạy dao diễn ra theo chiều dọc, còn trong tiện trong, chuyển động này cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình gia công.
Dao cắt có thể dịch chuyển theo ba cách: đầu tiên, song song với đường tâm máy, gọi là chạy dao dọc, tạo ra bề mặt trụ Thứ hai, thẳng góc với đường tâm, hay chạy dao ngang, sẽ tạo ra bề mặt phẳng thẳng góc khi tiện mặt đầu và bề mặt trụ khi lưỡi cắt song song với đường tâm Cuối cùng, khi dao cắt làm một góc với đường tâm máy, bề mặt gia công sẽ là 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 bằng tay hoặc sử dụng dụng cụ định hình trong mặt phẳng qua tâm máy, ta sẽ tạo ra một bề mặt tròn xoay với đường sinh cong Nếu lưỡi cắt của dụng cụ có hình dạng của ren và dao di chuyển song song với đường tâm, kết quả sẽ là một bề mặt ren.
Khi tiện, chuyển động cắt được thực hiện thông qua chuyển động quay tròn của chi tiết, giúp hình thành phoi Đồng thời, dao cắt cũng có chuyển động di chuyển để tiếp tục tạo ra phoi.
Dao tiện trên máy tiện rất đa dạng, trong nghiên cứu này, chúng tôi tập trung vào dao tiện ngoài đầu thẳng (hình 3.4,a) với vật liệu là thép gió.
Hình 3.3 mô tả các phương pháp dịch chuyển của dao cắt trong gia công, 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; đ- tiện mặt định hình bằng dao tiện ngoài; và e- tiện ren.
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 định nghĩa 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 là 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 Nếu không có bản vẽ phôi, vận tốc vòng sẽ được xác định theo đường kính sản phẩm cộng với lượng dư Thông thường, sự khác biệt giữa kích thước phôi và sản phẩm không vượt quá 5 – 10% đường kính phôi, do đó vận tốc vòng sẽ được tính theo đường kính lớn nhất.
Vận tốc chạy dao được xác định bằng lượng dịch chuyển của dao theo phương chạy dao trong một phút, đo bằng mm Nếu sau một vòng quay của chi tiết, khoảng dịch chuyển của dao là S, thì vận tốc chạy dao sẽ được tính 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 cần được chọn theo chiều ngược lại với hướng dịch chuyển của dao Đặc biệt, khi thực hiện tiện mặt trụ, véc tơ vận tốc vòng của chi tiết Vc sẽ 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 xác định bằng giá trị của vận tốc vòng của chi tiết.
Lượng chạy dao S là khoảng cách mà dao di chuyển theo hướng chạy dao sau mỗi vòng quay của chi tiết gia công, được đo 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 là thành phần lực chính theo hướng chuyển động, được gọi là lực tiếp tuyến hay lực cắt chính Giá trị của lực này rất quan trọng trong việc tính toán công suất chuyển động chính, 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 Trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao và kích thước vi mô, hai yếu tố này có mối liên hệ chặt chẽ, nhưng có thể khác biệt khi áp dụng cho kích thước lớn Chất lượng gia công ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng, do đó, các nhà nghiên cứu cần tiến hành các nghiên cứu toàn diện hơn để cải thiện công nghệ gia công.
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 học Trong quá trình gia công, lưỡi cắt tạo ra các vết lồi, lõm trên bề mặt kim loại, dẫn đến sự thay đổi cấu trúc lớp bề mặt Điều này gây ra hiện tượng biến cứng dẻo và hình thành ứng suất dư, ảnh hưởng đến độ bền và tính chất cơ học của sản phẩm.
Bề mặt gia công có thể có độ sóng và độ nhám khác nhau, từ cao đến thấp, với các trạng thái như độ sóng và nhám cao, nhám vừa phải, hoặc bề mặt phẳng với độ nhám thấp Độ sóng bề mặt thường xuất hiện do rung động trong hệ thống công nghệ, 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 sử dụng dụng cụ hạt mài để gia công tinh bề mặt, độ nhám theo cả hai phương ngang và dọc gần như tương đương.
Hình 3.8 minh họa 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 bằng phẳng nhưng có độ nhám cao; 4- bề mặt phẳng với độ nhám thấp Ngoài ra, hình cũng thể hiện 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 vật liệu gia công, 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, và trong luận văn này, chúng tôi sẽ tập trung nghiên cứu về độ nhám bề mặt cùng với các yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến nó.
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 chớnh và bòng xe tàu hoả có độ nhỏm 36,5 giúp giảm 40% so với độ bền mối ghộp nhỏm 18 Độ nhám bề mặt giảm, tức độ nhẵn bóng tăng, nâng cao độ bền mỏi của các chi tiết, với 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 hoá học, vì các chỗ lõm trên bề mặt chứa tạp chất như axit, muối, gây ăn mòn kim loại Do đó, bề mặt chi tiết máy có độ nhám thấp sẽ ít bị ăn mòn hoá học hơn, và bán kính đáy các nhấp nhô lớn giúp tăng khả năng chống ăn mòn.
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 dựa trên 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 chia thành 14 cấp dựa trên các giá trị Ra và Rz, với 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 được thể hiện qua giá trị Ra hoặc Rz, trong đó Ra được sử dụng cho các cấp độ từ 6 đến 12 (Ra = 2,5 đến 0,04 µm) và Rz 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 thực tế 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
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 Sự thay đổi góc nghiêng chính và góc nghiêng phụ sẽ làm thay đổi chiều cao và hình dáng độ nhám Đặc biệt, khi gia công bằng dao có bán kính mũi lớn, hình dáng độ nhám sẽ có dạng được vê tròn.
Trong quá trình tiện bằng dao có bán kính nhỏ và lượng chạy dao lớn, độ nhám bề mặt không chỉ bị ảnh hưởng bởi bán kính mũi dao mà còn bởi lưỡi cắt chính và phụ, cùng với các góc nghiêng tương ứng GS Trebưsep (Nga) đã đưa ra công thức thể hiện mối quan hệ giữa Rz, S, r và hmin.
Chiều dày phoi kim loại tối thiểu hmin phụ thuộc vào bán kính mũi dao r Cụ thể, nếu mài lưỡi dao cắt bằng đá kim cương mịn ở mặt trước và mặt sau với bán kính r = 10 mm, thì hmin sẽ là 4 mm Trong trường hợp mài dao hợp kim cứng bằng đỏ thường với bán kính r = 40 mm, hmin sẽ lớn hơn hoặc bằng 20 mm.