Bài giảng Nguyên lý gia công vật liệu: Chương 7 - Mòn và tuổi bền của dụng cụ cắt được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Nghiên cứu cơ chế mòn dụng cụ; Tìm hiểu về các dạng mòn; Đưa ra các chỉ tiêu đánh giá mòn; Ý nghĩa mối quan hệ giữa tuổi bền dụng cụ và vận tốc cắt. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng tại đây.
Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện Cơ Khí Bộ môn: Gia Công Vật Liệu & Dụng Cụ Công Nghiệp Nội dung Chương Sự mài mòn dụng cụ cắt BÀI GIẢNG NGUYÊN LÝ GIA CÔNG VẬT LIỆU (ME4212) Tuổi bền dụng cụ cắt (Phiên 02, 8/2014) (Bài giảng có sử dụng số nội dung từ giảng TS Nguyễn Tiến Đông) CHƯƠNG MÒN VÀ TUỔI BỀN CỦA DỤNG CỤ CẮT Khái niệm Cơ chế mài mòn dụng cụ cắt Các dạng mài mòn dụng cụ cắt Đồ thị mòn theo thời gian Chỉ tiêu đánh giá mài mòn dụng cụ cắt Các phương pháp xác định lượng mòn Khái niệm tuổi bền dụng cụ Các yếu tố ảnh hưởng tới tuổi bền DCC Mối quan hệ tuổi bền dụng cụ vận tốc cắt TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Điều kiện làm việc dụng cụ cắt Mục tiêu Chịu áp lực lên bề mặt làm việc lớn Làm việc điều kiện lực cắt thay đổi Nghiên cứu chế mòn dụng cụ Nhiệt độ vùng cắt cao (có thể lên tới 1000oC) Tìm hiểu dạng mòn Đưa tiêu đánh giá mòn Ma sát lớn phoi trượt mặt trước mặt sau tiếp xúc bề mặt gia công Ý nghĩa mối quan hệ tuổi bền dụng cụ vận tốc cắt TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Các dạng hỏng DCC Chương 7: Mịn tuổi bền dụng cụ cắt Khái niệm mòn Sự thay đổi bề mặt dụng cụ so với bề mặt trước gia công (bề mặt Gẫy, vỡ phần cắt dụng cụ ban đầu), kết suốt trình cắt, lớp vật liệu dụng cụ Mòn dụng cụ TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Cơ chế mài mòn DCC Cơ chế mài mòn DCC Mịn cào xước (hạt mài) Mịn cào xước (hạt mài) Mịn chảy dính TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Bản chất: Trong trình cắt hạt cứng ( hạt mài) từ vật liệu gia công Mịn oxy hóa phoi cào xước (mài mịn) bề mặt tiếp xúc dụng cụ với chi tiết, DCC với Mòn khuếch tán phoi Các hạt cứng nhỏ cào tróc phần tử vật liệu dụng cụ mặt trước mặt sau trình cắt → Mịn Đặc điểm: + Khi cắt tốc độ cắt thấp, chế mài mòn cào xước + Mịn cào xước tạo nên bề mặt tiếp xúc dụng cụ vết song song với phương thoát phoi TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Cơ chế mài mòn DCC Cơ chế mài mòn DCC Mòn chảy dính Mịn oxy hố Bản chất: Khi cắt đến tốc độ cắt định (tùy theo vật liệu DCC), nhiệt cắt Bản chất: Ở tốc độ cắt cao ( nhiệt cắt lớn) vật liệu lớp bề mặt dụng cụ dễ bị lớn, áp lực lớn bề mặt tiếp xúc làm cho phần tử vật liệu dụng cụ bị oxy hoá (do tiếp xúc với khơng khí) tạo thành lớp oxít Lớp mỏng giịn chảy dẻo nhiều, dính vào phoi chi tiết gia cơng q trình chuyển động bị có sức bền nên dễ bị phá huỷ, tách khỏi bề mặt dụng cụ → gây → gây mòn dao mòn Đặc điểm: + Các phần tử chảy dính vật liệu dụng cụ phụ thuộc vào vật liệu gia công, điều kiện cắt vật liệu dụng cụ (các loại vật liệu dụng cụ dẻo dễ chảy dính hơn) TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 10 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Cơ chế mài mòn DCC Cơ chế mài mòn DCC Mòn khuếch tán Nhận xét Dụng cụ bị mịn theo chế, chế mịn chủ yếu ta nói Bản chất: Khi cắt nhiệt độ cao, biến dạng dẻo lớn, vật liệu dụng cụ chi dụng cụ bị mịn theo chế tiết tương đồng thành phần hóa học nên xảy tượng khuyếch tán vào Ở nhiệt độ cắt thấp mịn cào xước chủ yếu, chế mòn lại Kết phần vật liệu dụng cụ khuếch tán vào phoi vật liệu xảy chủ yếu nhiệt độ cao Với chế độ gia cơng thực tế chế mài mịn chảy dính chủ yếu gia cơng→mịn Đặc điểm: + Trong trình cắt lượng vật liệu dụng cụ khuếch tán vào chi tiết phoi lớn so với trường hợp tiếp xúc trạng thái tĩnh vài nghìn lần + Ở nhiệt độ cao, dụng cụ hợp kim cứng thường xảy khuyếch tán chủ yếu TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 11 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 12 Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Các dạng mòn DCC Mài mòn theo mặt sau Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Các dạng mòn DCC Mài mòn theo mặt trước Mòn theo mặt sau Nguyên nhân: ma sát, tiếp xúc mặt sau chi tiết gia cơng Mài mịn mặt sau thường xảy cắt loại vật liệu dẻo với chiều dày cắt nhỏ (a < 0,1mm), cắt vật liệu giòn (gang xám) Được đặc trưng chiều cao mòn hs Ảnh hưởng: DCC giảm (mất) khả cắt, chất lượng chi tiết giảm Mài mòn đồng thời mặt trước mặt sau Mài mòn tù lưỡi cắt 13 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 14 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Các dạng mòn DCC Các dạng mòn DCC Mòn theo mặt trước Mòn theo mặt trước mặt sau Nguyên nhân: Xảy phoi trượt thoát q trình cắt Do mặt Ngun nhân: Do ma sát phoi mặ trước, ma sát mặt sau bề mặt gia cơng trước hình thành trung tâm áp lực cách lưỡi cắt đoạn (cạnh viền) nên mặt trước mịn theo rãnh lưỡi liềm Thường gặp: Khi gia công vật liệu dẻo với chiều dày a=(0,1÷0,5)mm Xảy cắt loại vật liệu dẻo với chiều dày Đặc trưng: hs, B, f, hf cắt lớn(a>0,6mm) trường hợp nhiệt Ảnh hưởng: độ sắc lưỡi cắt tăng, cắt mặt trước cao nhiệtcắt mặt sau Khi MS bảo vệ lẹo dao Đặc trưng: B, f, hf Ảnh hưởng: DCC có khả gia cơng, sức bền lưỡi cắt giảm, DCC giảm (mất) khả cắt, chất lượng chi tiết giảm δ DCC yếu TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 15 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 16 Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Các dạng mòn DCC Các dạng mòn DCC Mòn tù lưỡi cắt Nhận xét Nguyên nhân: Nhiệt tập trung đầu mũi dao lớn, dao bị tù nhanh Trong dạng mài mịn mài mịn theo mặt sau (hs) quan trọng Thường gặp: Khi gia cơng loại vật liệu có tính dẫn nhiệt chất dẻo dễ xác định Chiều cao mòn hs dùng làm tiêu chuẩn đánh giá lượng Đặc trưng: ρ mài mòn Ảnh hưởng: DCC giảm (mất) khả cắt, chất lượng chi tiết giảm Tuỳ thuộc vào vật liệu chi tiết gia cơng mà mịn xảy theo dạng khác nhau: Thường vật liệu dẻo (thép) – chủ yếu mòn theo mặt trước mặt sau, vật liệu giòn (gang xám ) chủ yếu mòn mặt sau, vật liệu dẫn nhiệt (chất dẻo) chủ yếu mòn tù lưỡi cắt TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 17 18 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chỉ tiêu đánh giá mòn DCC Các dạng mòn DCC - OA: dao mòn nhanh Chỉ tiêu mòn mặt sau: Dựa vào hs, hs≤[hs] - AB: mịn bình thường (q trình làm việc) [hs] xác định phụ thuộc chủ yếu vào u cầu độ bóng, độ - BC: Mịn khốc liệt xác chi tiết gia công, vật liệu làm dụng cụ vật liệu gia cơng Ví dụ: gia công thô thép dụng cụ hợp cứng [hs]=(0,8÷1mm) hs thơng số cần xác định (đo) Đồ thị mòn theo thời gian TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 19 TS Nguyễn Trọng Hải – Đại Học Bách Khoa Hà Nội 20 Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Chỉ tiêu đánh giá mòn DCC Chương 7: Mòn tuổi bền dụng cụ cắt Phương pháp xác định lượng mài mòn Chỉ tiêu mòn mặt trước: K