Bài giảng nguyên lý cắt gọt gỗ : Lý luận chung quá trình cắt gỗ part 7 ppsx

Thông thường lấy tỉ lệ độ cứng Hm/Ha (Hm là độ cứng bề mặt công cụ cắt, Ha là độ cứng hạt cứng) để xem xét trong quá trình hao mòn. * Nếu Hm/Ha < 1, tức cơ chế mài mòn cơ giới là chủ yếu; * Nếu Hm/Ha gần bằng 1 hoặc lớn hơn 1 không nhiều thì mài mòn cơ giới cùng tồn tại với một loại hao mòn khác; * Nếu Hm/Ha > 1 thì mài mòn cơ giới là không đáng kể. Klamecki cho rằng nếu lượng mài mòn không có quan hệ với vận tốc cắt gọt, thì mài mòn cơ giới là chủ yếu; nếu lượng mài mòn có quan hệ tuyến tính với thời gian tiếp xúc giữa công cụ và phôi thì mài mòn cơ giới là thứ yếu. b. Cơ chế hao mòn đột biến + Quan điểm của Desevoi Khi cắt gọt có hiện tượng gây áp lực giữa các chất cứng và bề mặt dao cắt, nếu bề mặt dao có độ cứng thấp hơn thì sẽ bị cắt gọt bởi các chát cứng trong phôi và làm cho các phần tử vật liệu trên bề mặt công cụ di động và bị tách rời. Desevoi cho rằng khi mới sử dụng, mũi dao còn sắc thì tiết diện dao luôn nhỏ hơn tiết diện cần thiết do đó dao bị gãy mũi là tất nhiên. x và h là tương quan bậc hai, tương quan này được biểu diễn bằng một đường cong bậc hai. Như vậy trong khoảng x <xo thì tiết diện dao luôn nhỏ hơn tiết diện cần thiết do đó dao bị gãy mũi là tất nhiên.  . 6 . 2 hB M u   . 6 . 2 hB  hay P.x Từ đó suy ra:   P hB x 6 2   Giâ sử dao A chuyển động với tôc độ v để thực hiện quá trinh cắt theo mặt cắt fnf , , khi đó gỗ sẽ tác dụng vào dao một lực P theo phương vuông góc với mặt trươc của dao cắt. Lực P sẽ có tác dụng uốn mũi dao. Như vậy nếu lấy một tiết diện bất kỳ của mũi dao cách n một khoang x. tiết diện này có chiều dày là ac = h thi tiệt diện này chịu tác dụng của một mô men uốn do P gây ra: Mu = P.x. Nếu ta gọi ứng suất uốn do Mu gây ra trên tiết diện ac là: + Quan điểm của Grube: Grube cho rằng hiện tượng hao mòn đột biến không những xảy ra khi dao mới làm việc, khi dao còn sắc mà còn có thể bị gãy khi dao đã làm việc sau một thời gian nhất định, điều này được giải thích trên mô hình cắt ở hình. Gỗ sẽ tác dụng vào mũi dao một lực P 0 và tác động lên mặt trước của dao cá ứng suất theo phương tốc độ cắt. Chiếu các lực P o và t  lên phương vuông góc với phân giác góc mài        2 cos. ,   oo PP  ta có: và        2 cos. ,   tt Nếu lấy một tiết diện bất kỳ của mũi dao cách n một khoảng x. tiết diện này có chiều dày là y thì tiệt diện này chịu tác dụng của một mô men uốn: 22 cos 2 cos 2 2 ,, x P x xxPM totou                   6 2 2 cos 2 2 y x xP W M to u u u                      Có thể biểu thị  aPP o . suy ra   2 2 2 2 cos6 y x xaP to u                                                  4 45. 2 sin 2 sin1 . 2 . 2 sin 2 sin1 . 2 cos6 02 0             tg aP t u Khi đó độ tù dao tăng lên, làm cho ngoại lực tăng khi đó vẫn có thể gây gãy mũi dao Xét tam giác mKo1 4 180 . 2 2 90 . 2 0 0 1 11         tgtg KHo tgKtgmoKoy 2 8 3 2   tg P x u  Khoảng x giới hạn gãy mũi dao như sau: a. Ăn mòn ôxi hóa nhiệt độ cao: + Khi đốt cháy ván dăm và MDF sẽ sinh ra tỉ lệ nguyên tố Clo khá lớn , trong quá trình trộn keo ván dăm hoặc MDF có cho thêm chất đóng rắn (amoni clorua), đây là nguồn chủ yếu sinh ra Clo. + Khi tồn tại khí Clo (Cl2) và axít clo hydric (HCl) dưới một nhiệt độ nhất định sắt (Fe) và Coban (Co) có thể hình thành hợp chất có tính bay hơi hóa trị II và III. + Trong môi trường axít clohydric và khí clo, sắt và coban phản ứng tạo thành vật chất có tính bay hơi và nước, phương trình phản ứng như sau (M đại diện cho Fe hoặc Co): 2nM + mO2 = 2MnOm M + 2HCl = MCl2 + H2 2M + 4HCl + O2 = 2MCl2 + 2H2O 4MCl2 + 4HCl + O2 = 4MCl3 + 2H2O Trong điều kiện chỉ có HCl, sắt và coban chỉ tạo thành MCl2, cần có Cl2 mới có thể ôxi hóa thêm một bước, tạo thành chất dễ bay hơi FeCl3 hoặc CoCl3. Fe ở 400oC, Co ở 650oC có thể sinh ra các phản ứng trên. Theo ghi chép của tài liệu, nhiệt độ cao nhất trong cắt gọt gỗ có thể tới 800oC. Ở nhiệt độ này, sắt hoặc coban trong công cụ xảy ra phản ứng ôxi hóa tạo thành chất dễ bay hơi 1.6.2.2. Cơ chế hao mòn hoá học M2O3 + 6HCl = 2MCl3 + 3H2O 4MCl2 + 3O2 = 2M2O3 + 4Cl2 4MCl3 + 3O2 = 2M2O3 + 6Cl2 b. Ăn mòn hóa học: Hợp chất axít yếu và hợp chất gốc phenol có tác dụng ăn mòn công cụ cắt là vì sắt trong vật liệu thép cácbon và Coban trong vật liệu hợp kim cứng có thể bị điện tử H+ lấy đi, hình thành điện tử thép và khí H 2 , sau đó Fe2+ ở trong không khí tiếp tục bị ôxi hóa tạo thành Fe3+, cuối cùng xảy ra phản ứng giữa Fe3+ và hợp chất phenol. Có thể thấy sự ăn mòn của axít yếu và hợp chất phenol đối với công cụ cắt được tiến hành từng bước, cuối cùng tạo thành hợp chất nhánh kim loại phủ lên bề mặt công cụ cắt. Đối với công cụ cắt thép cácbon mà nói, thành phần cơ bản là sắt, Coban là chất kết dính không thể thiếu được. Đến một lúc nào đó sắt hoặc Coban bị ăn mòn tạo thành hợp chất nhánh kim loại khi chịu tác dụng mài mòn cơ giới rất dễ bị mài đi, làm lộ ra tổ chức mới của vật liệu chế tạo công cụ cắt. Quá trình tuần hoàn như thế này, công cụ cắt không ngừng bị tổn thất. Có thể thấy, mài mòn cơ học đã tạo điều kiện cho ăn mòn hóa học. Làm quá trình ăn mòn hóa học xảy ra nhanh hơn, đồng thời ăn mòn hóa học sinh ra các vật chất lại có tác dụng làm cho mài mòn cơ giới tiến hành. Trong vật liệu thép cácbon (công cụ thép các bon, công cụ thép hợp kim và thép gió), sắt là thành phần cơ bản, còn có cácbon, nguyên tố hợp kim và hợp chất cácbon. Trong chất hợp kim cứng (loại YG), canxi cácbon là chủ yếu, Coban là chất kết dính. Khi những vật liệu này được chế tạo thành công cụ cắt cắt gọt gỗ, các tổ phần của công cụ cắt tiếp xúc với dung dịch nước trong gỗ, hợp chất axít yếu, hợp chất gốc phenol, ngoài sinh ra phản ứng hóa học còn có thể tạo thành hệ thống pin, sinh ra phản ứng điện hóa học hình thành ăn mòn điện hóa học. c. Ăn mòn điện hóa học: 1.6.3. Biểu thị lượng hao mòn Lượng hao mòn công cụ cắt có thể sử dụng thể tích hoặc khối lượng bị giảm đi của công cụ cắt để định nghĩa. Nhưng thể tích mặc dù giảm rất nhiều, do nó không có quan hệ nhất định với độ sắc của công cụ cắt, hơn nữa xác định nó cũng rất khó, vì vậy đa số trường hợp dùng các đại lượng một chiều để biểu thị. Vị trí và biểu thị của xác định lượng hao mòn công cụ cắt (a) Mặt cắt ngang lưỡi cắt (b) Mặt cắt răng cưa Nhân tố có quan hệ lớn nhất đối với độ sắc của công cụ cắt là sự cùn hóa (blunting), để biểu hiện tốt hơn đại lượng này, thường cần xác định lượng mất đi của lưỡi cắt và mặt sau dao. Do có quan hệ với sự tiếp xúc khi thoát phoi nên độ rộng dải hao mòn của mặt trước công cụ cắt cũng cần phải xác định. Nhưng cho đến nay vẫn chưa có định nghĩa thống nhất để đánh giá lượng hao mòn công cụ cắt. Phương pháp biểu thị lượng hao mòn thường dùng là phương pháp biểu thị lượng hao mòn mặt sau công cụ cắt trên tiết diện ngang; lượng hao mòn răng cưa trên mặt chính diện. Ngoài ra thực tế còn có thể tính diện tích mòn trên tiết diện ngang của lưỡi cắt, xác định độ sâu mòn trên mặt trước và độ tù của lưỡi cắt… Lượng mòn mặt sau (µm) Vận tốc cắt: 7,54m/s Vận tốc cắt: 45,2m/s Vật liệu gia công Vật liệu công cụ cắt Gỗ phơi khô Gỗ tươi Gỗ phơi khô Gỗ tươi Vân sam mỹ SKS – 3* 36,6 54,5 4,8 42,0 (pH = 3,8) SKH – 9 14,8 20,5 7,4 10,0 K – 30 4,8 6,5 5,4 6,5 (pH = 5,3) SKS – 9** 14 - 56 20 SKH – 9* 24 - 115 - Hợp kim 27 - 30 - Bảng. Ảnh hưởng của loại gỗ, vận tốc cắt gọt và độ ẩm đến lượng mòn mặt sau lưỡi cắt Ghi chú: Phương thức cắt gọt: ngược thớ. Độ dài cắt gọt: không có * là 1000m, có * là 500m, có ** là 300m. Lượng cắt gọt: 2mm. Lượng đẩy mỗi răng cắt: 1mm. Độ chính xác trong gia công là chỉ mức độ phù hợp của các tham số về hình dáng, kích thước, bề mặt,… của chi tiết sau khi gia công đối với các tham số về hình học được quy định trong sơ đồ thiết kế. Sai số giữa kích thước thực tế khi gia công của các chi tiết và kích thước trên bản thiết kế được gọi là sai số về kích thước. Mức độ phù hợp của kích thước được gọi là độ chính xác của kích thước. Các chi tiết sau khi được gia công, hình dáng của nó không thể hoàn toàn giống được với hình dáng trên bản vẽ thiết kế, sự khác nhau giữa chúng được gọi là sai số về hình dáng. Mức độ phù hợp giữa hình dáng thực tế và hình dáng thiết kế được gọi là độ chính xác về hình dáng. Kích thước thu được sau gia công Kích thước thiết kế 5 cm 5.5 cm Hình dáng thiết kế Hình dáng thu được sau gia công a. Khái niệm cơ bản 1.7. Chất lượng bề mặt cắt và phoi cắt 1.7.1. Độ chính xác trong quá trình cắt [...]... cấu dao cắt, độ chính xác khi lắp đặt (3) Độ chính xác của bộ gá cũng như sai số khi lắp đặt các chi tiết gia công (4) Tính biến dạng đàn hồi hệ thống (5) Sai số của thiết bị đo và kiểm tra (6) Sai số do điều chỉnh máy (7) Sai số của mức chuẩn gia công (8) Tính chất của vật liệu gia công 1 .7. 2 Độ nhẵn bề mặt cắt a Nguyên nhân gây ra bề mặt gia công không nhẵn - Độ lồi lõm do dấu vết của dao cắt trên... mặt cắt a Nguyên nhân gây ra bề mặt gia công không nhẵn - Độ lồi lõm do dấu vết của dao cắt trên bề mặt gia công - Độ lồi lõm do chuyển động cơ học của dao cắt - Độ lồi lõm do các phần tử gỗ bị phá hủy - Độ lồi lõm do đàn hồi không đều của vật cắt - Độ lồi lõm động học, rung động của máy . mặt sau lưỡi cắt Ghi ch : Phương thức cắt gọt: ngược thớ. Độ dài cắt gọt: không có * là 1000m, có * là 500m, có ** là 300m. Lượng cắt gọt: 2mm. Lượng đẩy mỗi răng cắt: 1mm. Độ chính xác trong. trước và độ tù của lưỡi cắt Lượng mòn mặt sau (µm) Vận tốc cắt: 7, 54m/s Vận tốc cắt: 45,2m/s Vật liệu gia công Vật liệu công cụ cắt Gỗ phơi khô Gỗ tươi Gỗ phơi khô Gỗ tươi Vân sam mỹ SKS –. kế Hình dáng thu được sau gia công a. Khái niệm cơ bản 1 .7. Chất lượng bề mặt cắt và phoi cắt 1 .7. 1. Độ chính xác trong quá trình cắt b. Những nhân tố ảnh hưởng đến độ chính xác trong gia công (1)