Bài giảng nguyên lý cắt gọt gỗ : Lực và hình thái phoi trong cắt gọt cơ bản part 3 ppt

2.3.2. Ứng suất và trạng thái phoi trong trong cắt dọc Trong cắt dọc, lực cắt P t có xu hướng song song với thớ gỗ. Mối liên kết các thớ gỗ theo chiều bên nhỏ hơn mối liên kết theo chiều dọc, do đó các thớ gỗ thường bị lực Pt làm tách phần tử của phôi thành phoi theo chiều ngang thớ. Dao A tác dụng lên gỗ tạo thành phoi, phoi bị uốn, gây ra nội ứng suất và biến dạng theo quy luật phương trình cos. Ngoại lực Qt phải cân bằng với tổng nội ứng suất, vậy: x t k // 0 Q f( ) f (x)dx       Theo định luật đàn hồi, ứng suất  k׀׀ có thể biểu thị qua đại lượng: E - mô đun đàn hồi của gỗ; Y - độ biến dạng của phoi; L - chiều dài phoi, theo công thức sau:  k׀׀ = E ╫ Y L a. Ứng suất và biến dạng phoi Dời Q t về mặt nn 0 , chúng ta được lực Q t , mô men M 0 = Q t .L. Dời P t về mặt phẳng nn 0 được mô men M p = P t .y (hình). Lực Pt có tác dụng nén các phần tử phôi kể cả ở n và n 0 . Mômen M 0 và M p có tác dụng uốn phoi, tại n 0 phoi bị kéo, tại n phoi bị nén. Lực Q' t làm cho các phần tử phoi xê dịch. Song ở đây có thể bỏ qua các hiện tượng xê dịch đó, vì mối liên kết dọc thớ của gỗ rất lớn so với các chiều khác và xem như nn 0 vuông góc với nf. Hiện tượng trượt các phần tử phoi do Q' t gây ra không đáng kể, mà chủ yếu là lực Q' t cùng với M 0 và M p tách phoi với phần còn lại của phôi theo mặt n 0 f. Sơ đồ biến dạng trong phoi khi cắt dọc: b. Các trường hợp tạo phoi và chất lượng gia công trong cắt dọc (1). Trường hợp phoi thành dải, bề mặt không bị rạn nứt Trường hợp này xảy ra khi  k׀׀ < [  kgỗ ]. (2). Trường hợp phoi thành từng vòng xoắn, bẻ cong, không bị bẻ gãy Các phần tử gỗ ở mặt dưới phoi bị kéo, nhưng tại n o không đạt đến ứng suất tới hạn. Mặt trên bị nén nhiều, nhưng không đạt tới giới hạn ứng suất nén phá huỷ. Dao làm tách mối liên hệ phần phôi dưới bề mặt cắt với phoi, tức là giữa thành phẩm và phoi. Quá trình này diễn ra nhanh hơn so với sự diễn biến của hiện tượng kéo, nén trong phoi, khi chúng chưa đạt đến giá trị ứng suất phá huỷ gỗ, tạo thành phoi dạng xoắn vòng (3). Trường hợp phoi bị bẻ gãy Trường hợp này xảy ra khi trong phoi  k׀׀ > [ kgỗ ], mặt dưới của phoi bị gãy, mặt trên bị nén rất mạnh. Quá trình tạo phoi xảy ra theo ba giai đoạn: - Giai đoạn một thực chất như trường hợp phoi một - phoi tạo thành dải . Song ở đây lực tăng từ lúc bắt đầu cắt, tức là với giá trị  k׀׀ không đến giá trị [ kgỗ ] cực đại. - Giai đoạn hai - giai đoạn bẻ phoi: - Giai đoạn ba, thực chất lúc này phoi đã tạo xong, dao chỉ thực hiện một bước chuyển động của dao và chuẩn bị tạo phoi mới. Lực trong giai đoạn này không lớn, theo kết quả thí nghiệm chỉ đạt 1/3  2/3 giá trị lực ở giai đoạn hai. c. Qui luật biến động của ứng suất xuất hiện trong phoi 2.3.3. Lực, chất lượng và hinh thái phoi trong trong cắt ngang a. Ứng suất và biến dạng phoi Phần gỗ dưới mặt cắt fn o K chia làm hai vùng: Vùng fln 1 , tại n 1 bị nén do tác dụng của lực Po và Pt. Vùng n o lK ngược lại, các phần tử gỗ bị kéo uốn. Còn các phần tử phoi đã tạo thành có xu hướng trượt xê dịch so với các phần tử phoi chưa tạo thành. b. Các trường hợp tạo phoi (1). Trường hợp phoi có các phần tử bị trượt: Dạng phoi này tạo thành khi ngoại lực tạo ra trong mặt phẳng nn 0 , τ ׀׀ > [τ ׀׀ ] còn  k < [  k gỗ ]. Đặc điểm của dạng phoi này là bề mặt của phoi không nhẵn, có từng lớp nhấp nhô, các phần tử của phoi liên hệ với nhau rất kém. (2). Trường hợp phoi có dạng dải: Các phần tử phoi bị xê dịch nhưng mối liên kết giữa các phần tử đó không bị phá huỷ. Vì vậy, phoi có dạng dải. Dạng phoi này tạo ra khi τ ׀׀ < [τ ׀׀gỗ ], khoảng tiếp xúc giữa các phoi và dao gần như không đổi. ở đây, chiều dày phoi h không thay đổi. (3). Trường hợp phoi bị nứt ở mặt dưới. Dạng phoi này được tạo thành khi  k > [  k gỗ ], còn ứng suất trượt do ngoại lực gây ra trong phoi nhỏ hơn nhiều so với ứng suất của gỗ. Chất lượng phoi và bề mặt gia công không cao, mặt cắt và mặt dưới của phoi bị nứt còn mặt trên bị nén. Tuy vậy, các mối liên kết của các phần tử gỗ ở mặt trên không bị phá huỷ. c. Qui luật biến động của ứng suất xuất hiện trong phoi Lực cắt P t , Q t trong trường hợp này thay đổi theo chu kì ứng với quá trình hình thành một phoi. 2.3.4. Lực, chất lượng và hình thái phoi khi cắt với góc  lớn Khi  = 70°  90°, phoi bị nén rất lớn, lực St ở mặt trước, gần vuông góc với mặt trước. lực Qt có thể xem như bị triệt tiêu. Dạng phoi dù là ở trường hợp cắt gọt nào cũng đều có dạng như nhau. Trong trường hợp này phoi bị phá huỷ hoàn toàn, chất lượng phoi kém và lực Pt rất lớn. 2.3.5. Một số dạng phoi thường gặp Phoi dạng liên tục 1- đường cắt trượt; 2- nứt trước; 3- hướng cắt gọt Phoi dạng bẻ gãy 1- nứt trước; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng bẻ gãy trong trường hợp cắt gọt thuận thớ và ngược thớ (a) Cắt gọt thuận thớ (b) Cắt gọt ngược thớ 1- nứt trước; 2- chiều cắt gọt; 3- bề mặt gia công nhẵn bóng; 4- bề mặt gia công mấp mô; 5- chiều sắp xếp của sợi gỗ Phoi dạng nén ép 1- cắt trượt; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng cắt đứt 1- cắt trượt; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng xé rách 1- vị trí bị xé; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng phức hợp phoi ở trường hợp góc cắt  lớn 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới lực và độ nhẵn bề mặt cắt 2.4.1. Các yếu tố thuộc về phôi a. Loại gỗ. Góc sau 10 o Góc cắt 55 o Độ dày cắt gọt 0,1mm Hình: Quan hệ giữa lực cản cắt gọt và khối lượng thể tích gỗ (a) Cắt ngang (b) Cắt dọc (c) Cắt bên . đạt 1 /3  2 /3 giá trị lực ở giai đoạn hai. c. Qui luật biến động của ứng suất xuất hiện trong phoi 2 .3. 3. Lực, chất lượng và hinh thái phoi trong trong cắt ngang a. Ứng suất và biến dạng phoi Phần. tới lực và độ nhẵn bề mặt cắt 2.4.1. Các yếu tố thuộc về phôi a. Loại gỗ. Góc sau 10 o Góc cắt 55 o Độ dày cắt gọt 0,1mm Hình: Quan hệ giữa lực cản cắt gọt và khối lượng thể tích gỗ (a) Cắt ngang. nén ép 1- cắt trượt; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng cắt đứt 1- cắt trượt; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng xé rách 1- vị trí bị xé; 2- hướng cắt gọt Phoi dạng phức hợp phoi ở trường hợp góc cắt  lớn 2.4.