Ứng dụng MATLAB-SIMULINK để giải bài toán động lực hệ thủy lực mạch quay

n thức về tính gia công vật liệu 
Summury: In mechanical field, when we process engineering part of design, we are 
necessary to define the metal cutting mode for each step or machining operation. The values of 
machining operation depend on machinary properties of materials. 
The machinary properties of materials are known that it’s easy or difficult to operate, then 
bring out clasification method and arrange them on a group of the same machining properties. 
It create favourable conditions of determining the value of machining operations by look-up 
table method, or calculate by formula as well as processing optimization with personal 
computer. In this article, author’ll introduce two problem: 
TCK
1. Build-up methodology determine the machining operation for the marked materials of 
any nation, when we use coefficient of machining properties k. 
2. Build-up method evaluate machining properties of materials when their mark are 
unknown or new products, which are produced under knowledge of machining properties 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Tiêu chẩn hóa các quy trình công nghệ nhằm nâng cao năng suất thiết kế công nghệ đồng 
thời đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của sản phẩm là một vấn đề rất đáng quan tâm. Đối 
tượng nghiên cứu mà chúng tôi đề cập là tính gia công của vật liệu - một yếu tố quan trọng để xác 
định chế độ cắt hợp lý làm cơ sở để xây dựng các phần mềm trong lĩnh vực CAD/CAM/CAE. 
II. NỘI DUNG 
PHẦN I: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ CẮT CHO VẬT LIỆU ĐÃ 
BIẾT MÁC CỦA MỘT NƯỚC BẤT KỲ KHI SỬ DỤNG HỆ SỐ TÍNH GIA CÔNG K 
1.1. Khái niệm về tính gia công 
Tính gia công của vật liệu là tập hợp những tính chất của vật liệu được gia công phản ánh 
mức độ thích hợp của nó đối với từng quá trình gia công các chi tiết máy. Một vật liệu này có 
tính gia công tốt hơn vật liệu khác khi thời gian tiêu tốn cho cắt gọt càng ngắn, tiết kiệm dụng 
cụ, năng lượng và thiết bị sản xuất, đồng thời vẫn đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác 
kích thước, hình dáng của sản phẩm và độ nhẵn bề mặt. 
Tính gia công của vật liệu được đặc trưng bằng một số chỉ tiêu như độ bền, độ cứng và 
những tính chất công nghệ khác của vật liệu như độ mòn của dao cụ, lực cắt, độ nhẵn bề mặt, 
hình dạng của phoi... ngoài ra nó còn phụ thuộc vào nhiều nhân tố như thành phần hoá học của 
vật liệu, phương pháp gia công phôi, cấu trúc tế vi, độ lớn của hạt và mạng lưới tinh thể. Các 
nhân tố này nhiều khi ảnh hưởng một cách tương hỗ đến tính gia công và không thể đánh giá 
riêng lẻ. 
Tuỳ theo các chỉ tiêu đánh giá mà có thể phân thành: 
- Tính gia công động học: là khái niệm đánh giá tính gia công của vật liệu theo tốc độ cắt V. 
- Tính gia công động lực học: là khái niệm khi đánh giá tính gia công của vật liệu theo lực 
cắt P. 
- Tính gia công hình học tế vi: là khái niệm khi đánh giá tính gia công của vật liệu theo độ 
nhám bề mặt Rz. 
- Tính gia công tuyệt đối: là khái niệm khi đánh giá tính gia công của vật liệu theo một chỉ 
tiêu nào đó, trong một điều kiện nhất định có một giá trị cụ thể nào đó. Nhưng với điều kiện 
khác thì giá trị đó lại thay đổi. 
- Tính gia công tuơng đối: là khái niệm khi đánh giá tính gia công của các vật liệu khác 
nhau cùng theo một chỉ tiêu nào đó với cùng một điều kiện như nhau. Sau đó so sánh các vật 
liệu đó với nhau hoặc với vật liệu được chọn làm chuẩn trên cơ sở giá trị chỉ tiêu đánh giá. 
Căn cứ vào sự so sánh này ta xây dựng hệ số tính gia công K và từ đó đánh giá được mức 
độ khó, dễ gia công của các loại vật liệu khác nhau. CK 
1.2. Tiêu chuẩn hóa tính gia công của vật liệu chế tạo máy 
Để dễ dàng chọn tốc độ cắt người ta tiến hành tiêu chuẩn hoá đối với tính gia công của vật liệu. 
Theo các tiêu chuẩn này các vật liệu được chia thành các nhóm cơ bản mà nội dung của quá trình là: 
- Phân chia vật liệu thành các loại và các nhóm tính gia công 
- Phân chia thép và ký hiệu thép theo hệ thống số 
- Phân chia gang và ký hiệu gang theo hệ thống số 
- Phân chia kim loại không chứa sắt và ký hiệu bằng số 
- Ký hiệu trạng thái và chất lượng của kim loại không chứa sắt nặng và nhẹ 
Để xác định chế độ cắt cho vật liệu đã biết mác của một nước bất kỳ khi sử dụng hệ số tính 
gia công k ta tập trung làm rõ tiêu chuẩn phân chia vật liệu theo các nhóm tính gia công. 
Thép, gang cũng như các kim loại nặng, nhẹ, kim loại không chứa sắt sau khi được chia 
thành các loại (hay họ) cơ bản, lại được chia thành 20 nhóm tính gia công cụ thể: 
- Đối với gang (ký hiệu a): 1a, 2a, 3a, ...., 20a 
- Đối với thép (ký hiệu b) 1b, 2b, 3b, ..., 20b 
- Kim loại không sắt (đồng, ký hiệu c) 1c, 2c, 3c, ..., 20c 
- Kim loại nhẹ (nhôm, ký hiệu d) 1d, 2d, 3d, ..., 20d 
Với cách phân nhóm này thì vật liệu thuộc nhóm 1 là khó gia công nhất và ở nhóm 20 là dễ 
gia công nhất. Trong ngành chế tạo máy thì vật liệu thông dụng nhất thuộc nhóm 7 đến 18. 
Nguyên tắc được xếp vào cùng một nhóm tính gia công là điều kiện gia công như nhau, 
tuổi bền dao như nhau và giá trị theo chỉ tiêu đánh giá nào đó phải nằm trong giới hạn nhất định. 
Phải có cùng các điều kiện như sau: Chiều sâu cắt và độ lớn chạy dao, hình học lưỡi cắt của dao, 
kích thước và dạng dao, loại vật liệu dao, độ mòn của lưỡi cắt, kích thước và hình dạng, phương 
pháp gá vật mẫu, độ cứng vững của hệ thống công nghệ... 
Khi xếp nhóm ta cần đánh giá theo một chỉ tiêu nào đó (ví dụ theo độ mòn dao, lực cắt và 
công suất cắt) và lấy một vật liệu nào đó làm chuẩn và coi như vật liệu đó có hệ số tính gia công 
bằng 1. Đo giá trị chỉ tiêu ở tất cả các vật liệu sau đó thực hiện so sánh với vật liệu chuẩn, ta có 
hệ số: 
Từ giá trị K này ta lấy giá trị khoảng cách giữa các nhóm. Theo tiêu chuẩn thì giá trị 
khoảng cách là 
Hệ số này phù hợp với cấp số vòng quay và lượng chạy dao của máy cắt kim loại. Hệ số cơ 
bản của vật liệu chuẩn K = 1. Vật liệu chuẩn này có 2 vật liệu ngay kề liền. 
Nhóm thấp hơn sẽ có hệ số: 
K1 = 1/q = 1/1,26 = 0,79 
Nhóm cao hơn sẽ có hệ số: TCK
K2 = 1xq = 1x1,26 = 1,26 
Vật liệu chuẩn cho các loại vật liệu theo bảng 1. 
Bảng 1 
Vật liệu chuẩn 
Vật liệu Loại Nhóm 
Loại Nhóm Hệ số tính gia công 
Gang 
Gang ủ 
a 1a- 20a Gang xám 190HB (422418) 11a 1,0 
Thép 
Thép đúc 
b 1b- 20b Thép kết cấu thường hóa (116001) 14b 1,0 
Kim loại không sắt c 1c- 20c Đồng thau 90 HB(423223) 12c 1,0 
Kim loại nhẹ d 1d- 20d Hợp kim nhôm 10HB (424201) 12d 1,0 
Ghi chú: Các ký hiệu vật liệu theo số là chuẩn ký hiệu vật liệu của Tiệp khắc 
Căn cứ lý luận trên thiết lập được giá trị hệ số tính gia công và giới hạn của nó 
Ví dụ: Thực hiện gia công bằng cắt gọt, áp dụng cho gang và thép được thể hiện theo bảng 2. 
Với việc xác định loại và nhóm tính gia công của vật liệu chúng ta có thể xác định chế độ 
cắt của vật liệu chuẩn trong mỗi loại vật liệu, chế độ cắt cho các loại vật liệu khác bằng chế độ 
cắt của vật liệu chuẩn nhân với hệ số tính gia công. 
Bảng 2 
Hệ số tính gia công Nhóm tính gia công 
Phạm vi Trung bình Gang xám Thép 
0,045 - 0,056 0,050 - 1b 
0,057 - 0,071 0,063 - 2b 
0,072 - 0,089 0,08 - 3b 
0,090 - 0,112 0,1 1a 4b 
0,113 - 0,14 0,126 2a 5b 
0,15 - 0,18 0,16 3a 6b 
0,19 - 0,22 0,20 4a 7b 
0,23 - 0,28 0,25 5a 8b 
0,29 - 0,35 0,31 6a 9b 
0,36 - 0,45 0,40 7a 10b 
0,45 - 0,56 0,5 8a 11b 
0,57 - 0,71 0,63 9a 12b 
0,72 - 0,89 0,80 10a 13b 
0,90 - 1,12 1,0 11a 14b 
1,13 - 1,41 1,26 12a 15b 
1,42 - 1,78 1,60 13a 16b 
1,79 - 2,24 2,0 14a 17b 
2,25 - 2,82 2,5 15a 18b 
2,83 - 3,55 3,15 16a 19b 
3,56 - 4,47 4,0 17a 20b 
4,48 - 5,62 5,0 18a 
5,63 - 7,08 6,3 19a 
7,09 - 8,92 7,9 20a 
CK 
Để thực hiện xác định hệ số tính gia công của một vật liệu bất kỳ của một nước bất kỳ cần 
có bảng cân ngang thể hiện vật liệu của Tiệp khắc tương đương với vật liệu nào đó của nước 
nào đó (bảng 3). 
Bảng 3 
STT Liên xô Trung Quốc Triều Tiên Tiệp khắc Ba Lan Nhật 
1 CT0 A0 0 10001 STO - 
2 CT5 A5 5 11500 STS 5550 
3 60T 60Mn 50Mn 13170 - - 
4 50T 50Mn 50Mn 13150 50G - 
5 40X 40Cr 40Cr 14140 40H SGr4 
6 38XC 37CrSi - 14341 - - 
7 35XM 35CrMO - 15131 35Hm SCM2 
PHẦN II: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÍNH GIA CÔNG CỦA VẬT LIỆU KHI 
CHƯA BIẾT MÁC HOẶC VỪA SẢN XUẤT RA BẰNG KIẾN THỨC VỀ TÍNH GIA CÔNG VẬT LIỆU 
2.1. Xây dựng thuật toán 
- Đối với thép: 
- Đối với Gang: 
TCK
2.2. Chương trình xác định tính gia công của vật liệu áp dụng cho gia công tiện 
Trên cơ sở thuật toán đã trình bầy ở trên, chúng tôi viết chương trình xác định tính gia công 
của vật liệu áp dụng cho phương pháp gia công tiện giúp quá trình lựa chọn thuận tiện. 
a. Giao diện của phần mềm 
b. Kết quả chạy chương trình 
- Vật liệu gang: G1 là vật liệu được chọn làm chuẩn 
 de1 de2 de3 de4 de5 Hệ số tính gia công K 
Nhóm 
vật liệu 
G1 91.5 99.5 99 102.5 106.5 1 11a 
G2 81.5 91 94 93 97 0.901 11a 
G3 82 90 93 94.5 94 0.886 10a 
G4 172 181.5 189 195 195 2.161 14a 
G5 84 80 79.5 79.5 79.5 0.761 10a 
G6 113 132.5 128 133.5 133.5 1.365 12a 
G7 87.5 86 87.5 88.5 88.5 0.848 10a 
G8 115.5 104 107.5 105 105 1.096 11a 
G9 165 166.5 149.5 144 144 1.709 13a 
CK 
- Vật liệu thép: T7 là vật liệu được chọn làm chuẩn 
 de1 de2 de3 de4 de5 Hệ số tính gia công K Nhóm vật liệu 
T1 65 65 67.5 62.5 65 0.332 9b 
T2 144.5 142.5 139 140.5 139 0.858 13b 
T3 94 94 93 95 92.5 0.524 11b 
T4 218 218 218 218 205 1.414 16b 
T5 92 96 93 91.5 92 0.518 11b 
T6 125.5 118.5 119 118 111.5 0.696 12b 
T7 161.5 162 159 157.5 163 1 14b 
III . KẾT LUẬN 
Trong khuôn khổ có hạn chúng tôi chỉ xin trình bầy tóm tắt một số vấn đề về tính gia công 
của vật liệu, phương pháp phân loại chúng và giới thiệu phần mềm xác định tính gia công cho 
phương pháp tiện. Trên cơ sở kết quả đã làm được chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển cho các 
phương pháp gia công khác để phục vụ cho thiết kế công nghệ và giảng dạy chuyên ngành của 
bộ môn. 
Tài liệu tham khảo 
[1]. PGS. TS Nguyễn Văn Tiếp, Bài giảng cao học: Nghiên cứu tính gia công của vật liệu chế tạo máy 
và ứng dụng của nó, Đại học Bách Khoa Hà Nội . 
[2]. ♦ 
 TCK