Xuất phát từ các yêu cầu trên, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến quá trình tạo phoi và chất lượng bề mặt khi phay thép SUS 304.” 2.. Ý ng
Trang 1ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
HÀ ĐỨC THUẬN
Tên luận văn:
“NGHIÊNN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CÔNG NGHỆ ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO PHOI VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI PHAY
Trang 2Công trình được hoàn thành tại:
Trường ĐHKT Công nghiệp, Đại học Thái Nguyên
Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Minh Đức
Phản biện 1: GS.TSKH Bành Tiến Long
Phản biện 2: TS Hoàng VỊ
Luận văn được bảo vệ trước hội đồng chấm luận văn cấp nhà trường họp tại: ĐHKT Công Nghiệp, ĐH Thái Nguyên
Vào hồi 17 giờ ngày 17 tháng 7 năm 2013
Có thể tìm hiểu luận văn tại trung tâm học liệu Đại học Thái Nguyên
Và thư viện: Trường ĐHKT CN
Trang 3- 1 -
PHẦN MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Thép không gỉ (đặc biệt là SUS 304) được sử dụng rất phổ biến trong công nghiệp hoá chất, đồ gia dụng, công nghiệp tầu thuỷ và gần đây được
sử dụng làm khuôn trong ngành y tế [17]
Trong công nghệ khuôn mẫu, việc mài thép không gỉ gặp một số khó khăn: vật liệu dẻo, bền nhiệt gây dính bết, quá trình tạo phoi rất khó khăn, nhiệt cắt sinh ra rất lớn Do đó, xu hướng ngày nay khi gia công thép không gỉ thường sử dụng các phương pháp gia công có lưỡi cắt xác định thay cho mài [1,2,3]
Trong quá trình cắt kim loại, quá trình hình thành và biến dạng của phoi quyết định đến công suất cắt, lực cắt, nhiệt cắt và ảnh hưởng đến độ chính xác gia công và tuổi bền của dụng cụ cắt [5,6,7] Do vậy việc nghiên cứu ảnh hưởng của một số chế độ cắt đến quá trình tạo phoi và chất lượng
bề mặt khi phay mặt phẳng trên vật liệu SUS 304 là cấp thiết
Xuất phát từ các yêu cầu trên, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến quá trình tạo phoi và chất lượng bề mặt khi phay thép SUS 304.”
2 Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo phoi xảy ra khi gia công thép SUS 304 từ đó đưa ra các giải pháp công nghệ nhằm nâng cao chất lượng bề mặt sau khi gia công
3 Đối tượng nghiên cứu
Quá trình phay mặt phẳng trên vật liệu SUS 304, sử dụng dao phay mặt đầu gắn mảnh HKC M1025R08 SANDVIK, bôi trơn tưới tràn dùng dung dịch Emuxil
4 Phương pháp nghiên cứu
Trang 4- 2 - Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với nghiên cứu thực nghiệm
5 Ý nghĩa
1 Ý nghĩa khoa học
Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ xung lý thuyết cơ bản
về ảnh hưởng của một số chế độ cắt đến quá trình tạo phoi và chất lượng bề mặt khi phay mặt phẳng trên vật liệu SUS 304, trên cơ sở đó có thể ứng dụng trong công nghệ khuôn mẫu
2 Ý nghĩa thực tiễn
Ứng dụng kết quả nghiên cứu trong gia công khuôn mẫu phụ vụ
ngành công nghiệp dược phẩm tại các cơ sở sản xuất ở Việt Nam
Trang 5- 3 -
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG VẬT LIỆU THÉP KHÔNG RỈ 1.1 Tổng quan về thép không gỉ và tính gia công của thép không gỉ 1.1.1 Tổng quan về thép không gỉ
Thép không gỉ là hợp kim nền thép trong đó %Cr>10.5% Crom tác dụng với Oxy ngoài không khí tạo ra lớp oxit crom mỏng, trong suốt bảo vệ kim loại Các nguyên tố hợp kim khác như Molybden làm tăng khả năng ngăn chặn sự xâm nhập của chlorith Niken nâng cao khả năng bảo vệ trong môi trường axit mạnh [1-3]
Các loại thép không gỉ có thể chia thành 5 họ khác nhau Bốn họ dựa trên tính chất cấu trúc tế vi của các hợp kim trong họ: ferit, mactenxit, austenit hay duplex (austenit cộng ferit) Họ thứ năm, hợp kim tôi nhanh (precipitaton-hardenable), dựa trên loại chế độ xử lý nhiệt được sử dụng hơn là cấu trúc tế vi Thêm vào đó, các loại thép không gỉ có thể chia thành hợp kim khó gia công và dễ gia công Hợp kim dễ gia công tạo thành một nhóm giới hạn bao gồm một vài hợp kim của năm họ cơ bản
Việc kí hiệu thép không gỉ là việc làm phức tạp bởi sự tăng nhanh của các hệ thống cạnh tranh ở cả Mỹ và nước ngoài Hệ thống kí hiệu được dùng rộng rãi nhất là kí hiệu của AISI Gần đây Unifed Numbering System (UBS) dùng để xác định các loại vật liệu kim loại bao gồm thép không gỉ đã được đưa vào sử dụng Các số UBS kết hợp với các phần số hóa của các định nghĩa AISI để đơn giản hóa việc nhận dạng.[1-3]
Thép không gỉ được ứng dụng nhiều từ các sản phẩm gia dụng, máy móc đến các thiết bị trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt Các loại thép không gỉ hiện nay cung cấp một khoảng rộng các tính chất, từ các hợp kim có công thức đặc biệt có khả năng làm việc trong môi trường khắc
Trang 6- 4 - nghiệt nhất cho đến các loại phù hợp một cách lý tưởng cho gia công hay chế tạo
Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi trong thực tế do các lý do chủ yếu sau:
- Khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt Thép không gỉ tùy theo thành phần có khả năng chống mòn đối với điều kiện môi trường axit, ẩm
và tác động của nhiệt độ cao hay thấp
- Độ bền cơ học cao Các chi tiết làm bằng thép không gỉ thường
là bền và dẻo dai hơn so với thép cán và kim loại màu kể cả trong môi trường nhiệt độ cao hay hàng trăm độ âm
- Độ bền lâu Sự kết hợp khả năng chống ăn mòn và độ bền cơ học làm cho các sản phẩm có tuổi bền làm việc lâu và ít sai hỏng
- Chi phí bảo dưỡng thấp Khách hàng dân dụng và công nghiệp thích thép không gỉ vì không cần phải phủ lớp bảo vệ hay các xử lý bề mặt đặc biệt khác để tránh sản phẩm xuống cấp
- Hình thức sản phẩm Sản phẩm cho dù được đánh bóng hay chỉ cần gia công lần cuối trên máy tự động đều có thể cho độ bóng và tính ánh kim lâu bền
- Tính linh hoạt trong chế tạo Thép không gỉ có thể cắt gọt, dập nguội, rèn hay hàn bằng các công cụ hay kĩ thuật hiện đại.[1-3]
1.1.2 Tổng quan về tính gia công của thép không gỉ
Tính gia công là một trong những tính chất công nghệ quan trọng của vật liệu Xác định những tính chất của vật liệu ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất, chất lượng khi gia công bằng cắt gọt là rất cần thiết
Tính gia công của vật liệu liên quan trực tiếp với thành phần hóa học và cấu trúc của vật liệu, nó còn chịu ảnh hưởng rất lớn, rất phức tạp của
Trang 7- 5 - tính chất cơ học, tính nhiệt vật lý Những vấn đề trên lại phụ thuộc vào mạng tinh thể của vật liệu
Tính gia công của vật liệu lại còn phụ thuộc vào vật liệu dụng cụ cắt, kết cấu dụng cụ cắt và điều kiện bôi trơn làm nguội Tính gia công phụ thuộc vào tính chất của phương pháp gia công cụ thể
Một trong những khái niệm về tính gia công thường hay được sử dụng là tính gia công động học và động lực học:
- Tính gia công động học là tính gia công được xác định theo quan điểm về vận tốc tách bóc vật liệu
- Tính gia công động lực học là tính gia công được xét theo quan điểm lực cắt
Tính gia công tương đối của các loại thép không gỉ thông dụng và các mác dễ gia công tương đương được mô tả trên hình 1.1 Nếu coi tính gia công của mác thép không gỉ dễ gia công AISI 416 là 100% thì tính gia công tốt nhát của thép SUS 304 chỉ đạt từ 50% đến 60% Các loại thép không gỉ được mô tả có tính dính trong khi cắt, cho thấy xu thế tạo ra phoi dây, tạo ra lẹo dao Điều này dẫn đến giảm tuổi bền dao và giảm chất lượng bề mặt Các đặc tính chung này là do các thuộc tính sau đây: độ bền cao, độ bền uốn lớn, độ dai lớn và rất mềm, tốc độ tôi cao, độ dẫn nhiệt thấp.[1-3]
Các hợp kim ferit và mactenxit, các hợp kim dễ gia công ferit
và các hợp kim mactenxit ủ, hàm lượng cacbon thấp là các loại dễ gia công nhất trong thép không gỉ Các hợp kim ferit thường có hàm lượng Cr thấp
và các hợp kim mactenxit ủ có lượng cacbon thấp chỉ có Cr thường là dễ gia công hơn so với phần lớn các loại thép hợp kim bình thường Các hợp kim ferit có hàm lượng Cr cao hơn được coi là khó gia công hơn so với các thép hợp kim có hàm lượng Cr thấp hơn vì tính dính và tạo phoi dài khi cắt
Trang 8- 6 - Ngoài việc không có phụ gia tạo ra các mác dễ gia công, tính gia công của các loại thép không gỉ mactenxit bị ảnh hưởng bởi các biến sau:
có thể được nâng cao bằng cách gia công các loại vật liệu cứng hơn
Trong các mác mactenxit, tính gia công giảm đi khi hàm lượng cacbon tăng dần trong các mác từ S41000, S42000 tới S44004 hay từ S41600/S4123, S42020/S42023 tới S44020/S44023
Hàm lượng Ni cũng ảnh hưởng đến tính gia công thông qua hiện tượng làm tăng độ cứng thép ủ Kết quả là thép S42400 và 43100 sẽ khó gia công hơn S41000 trong điều kiện ủ
Thay đổi trong cân bằng pha được dùng để tăng tính gia công của thép S41600 Người ta thường thấy rằng việc tăng ferit tự do hay ferit δ làm tăng tính gia công, bao gồm tuổi bền của dao và chất lượng bề mặt Việc tạo
ra tỉ lệ ferit cao hơn cũng làm giảm độ cứng.[1]
Hợp kim austenit Tính khó gia công của thép không gỉ austenit
có đặc điểm riêng khi so sánh với các loại thép không gỉ nói chung So với các loại thép không gỉ ferit và mactenxit, các hợp kim austenit có tỷ lệ biến cứng nguội cao hơn, độ bền uốn và độ bền kéo lớn, độ dẻo dai cao hơn Khi gia công thép không gỉ austenit, đặc biệt là thép không gỉ tiêu chuẩn, có một vài đặc điểm sau:
Trang 9- 7 - + Dao nóng hơn và có xu hướng tạo lẹo dao lớn hơn
+ Phoi có dạng dây và có xu hướng cuốn thành búi, làm cho quá trình loại bỏ chúng khó khăn
+ Rung động dễ xảy ra hơn nếu độ cứng vững của hệ thống công nghệ không đảm bảo hay bị quá giới hạn
+ Bề mặt gia công bị biến cứng và khó gia công nếu quá trình cắt
bị dừng hay bước tiến quá nhỏ
Với các đặc điểm trên, chú ý chung cho gia công thép không gỉ cần đặc biệt quan trọng đối với các hợp kim austenit
Hiện tượng biến cứng vừa phải được cho là có lợi với các tính chất cắt gọt của thép không gỉ austenit Biến cứng nguội sẽ làm giảm tính dẻo của vật liệu, làm phoi sạch hơn và hạn chế xu hướng tạo lẹo dao Đều này tạo ra chất lượng bề mặt tốt hơn nhưng phần nào đó làm giảm tuổi bền của dao do độ cứng vật liệu gia công tăng cao
Chất lượng bề mặt có thể được nâng cao bằng tăng mức độ biến cứng ở hợp kim bình thường (S30400, S31600) Xu hướng giảm rung động của dao khi tăng mức độ biến cứng đã được nhận thấy đối với cách này.[1-3]
Việc thêm Mn hay Cu có thể tăng tính gia công và giảm tỷ lệ biến cứng của thép không gỉ austenit có tỷ lệ hợp kim thấp Các hợp kim dễ gia công austenit có Mn và/hoặc Cu bao gồm các mác S20300, S30310, S30330
và S30431 Mặc dù tỷ lệ hợp kim cao hơn sẽ làm giảm tỷ lệ biến cứng nguội, các thép không gỉ austenit hợp kim cao như S30900, S31000 và N08020 có xu hướng khó gia công
Cacbon và Nito có thể ảnh hưởng đến tỷ lệ biến cứng và độ cứng của thép không gỉ austenit Hàm lượng của một hay cả hai nguyên tố cao sẽ
làm giảm tính gia công Do đó, các hợp kim austenit có hàm lượng N cao
Trang 10- 8 - như S20910 và 28200 khó gia công hơn so với hợp kim austenit tiêu chuẩn
có hàm lượng N thấp hơn
Các nguyên tố tạo ra các-bít và nitrit mạnh bao gồm Ti và Niobi được dùng trong các mác thép không gỉ như S32100 và S34700 để ngăn cản quá trình các-bít hóa biên giới hạt có thể làm giảm khả năng chống ăn mòn biên giới hạt Tuy nhiên, các tạp chất dạng các-bít và nitrit có tính mài mòn
cao sẽ làm tăng tốc độ mòn của dao
Hợp kim duplex (S32950) có độ cứng gần bằng so với hợp kim
austenit có hàm lượng N cao (S20910), nhưng có tính gia công cao hơn Tuy vậy, tính gia công không giống như hợp kim tiêu chuẩn hay loại có tính gia công được nâng cao
Các loại hợp kim duplex có hàm lượng N cao được xác định là gia công giống như loại S32950 Hiện nay, trên thị trường không có các mác hợp kim có tính gia công được nâng cao
Tính gia công các hợp kim tôi nhanh phụ thuộc vào loại hợp
kim và độ cứng Thép không gỉ mactenxit tôi nhanh thường được gia công trong điều kiện xử lý nhiệt Do đó, chỉ cần một giai đoạn hóa già sau đó là
có thể đạt độ bền như mong muốn của sản phẩm Trong điều kiện này, độ cứng tương đối cao hạn chế tính gia công của phôi Phần lớn các hợp kim loại này có độ khó gia công gần giống nhau hoặc phần nào đó khó khăn hơn hợp kim austenit tiêu chuẩn như S30400
Các thép không gỉ mactenxit tôi nhanh cũng có thể gia công ở điều kiện đã tôi do đó có thể tránh phải xử lý nhiệt sau gia công và đảm bảo
độ chính xác gia công cao hơn Mức độ dễ dàng khi gia công thường thay đổi theo độ cứng hay điều kiện xử lý nhiệt
Trong điều kiện ủ và có cấu trúc austenit, các hợp kim bán austenit có thể có khó khăn khi gia công, ở mức độ nào đó khó gia công hơn
Trang 11- 9 - hợp kim S30200 và các loại tương tự, do có tỷ lệ biến cứng cao Các hợp kim S35000 và S35500 có thể được cung cấp với cấu trúc cân bằng, cấu trúc có tính gia công tốt Còn các hợp kim tôi nhanh mactenxit có mức độ khó khăn gia công tăng theo độ cứng sau khi hóa già.[1]
1.2 Các chỉ tiêu đánh giá tính gia công
1.2.1 Tính chất cơ học của vật liệu
1.3.1 Khái quát về tình hình nghiên cứu trên thế giới
E Kuram và các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng một số loại dầu thực vật (VBCFs) khi phay thép không gỉ AISI 8640 bằng dụng cụ cắt ceramic đến lực cắt, nhám bề mặt và mòn dụng cụ cắt Kết quả thấy rằng,
dầu thực vật thêm phụ gia tăng áp SCF II 8%EP (Sunflower cutting fluid) và CCF 8%EP (Canola cutting fluid) mang lại hiệu quả hơn hẳn so với dung
dịch trơn nguội emuxil.[8]
Nikhil Ranjan Dhar và các công sự nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ bôi trơn làm nguội tối thiểu (MQL) đến mòn dao, nhám bề mặt, độ chính xác kích thước khi tiện thép AISI 4340 sử dụng mảnh dao ISO P30 Kết quả cho thấy MQL mang lại hiệu quả rõ rệt trong việc giảm nhiệt độ tại vùng tiếp xúc dao – phoi và đặc biệt có hiệu quả với vận tốc cắt và lượng
Trang 12- 10 - chạy dao thấp MQL giảm được đáng kể độ mòn lưỡi cắt và giá trị nhám bề mặt so với khi cắt khô và tưới tràn.[9-10]
R.A.Mahdavinejad and Saeedy đã nghiên cứu ảnh hưởng của chế
đô công nghệ đến lượng mòn dao, nhám bề mặt khi tiện thép SUS 304, dụng cụ cắt phủ TiC Kết quả cho thấy, lượng mòn của dao chịu ảnh hưởng rất lớn của vận tốc cắt, lượng mòn của dao giảm khi tăng vận tốc cắt Nguyên nhân chính dẫn đến mòn dao là do sự truyền nhiệt kém hiệu quả của SUS 304, hình dáng và kích thước của phoi Nhám bề mặt chịu ảnh hưởng rất lớn của lượng chạy dao, do vậy nhám bề mặt có thể được cải thiện khi giảm lượng chạy dao và tăng tốc độ cắt Ở vận tốc cắt cao và lượng chạy dao nhỏ, khối lẹo dao giảm làm lực cắt và rung động giảm Tác giả cũng khẳng định, bôi trơn theo phương pháp tưới tràn hiệu quả hơn so với gia công khô.[12]
Ihsan Korkut, Ulvi Seker đã nghiên cứu ảnh hưởng của vận tốc cắt đến nhám bề mặt và lượng mòn dao khi tiện thép không gỉ sử dụng vật liệu dụng cụ cắt là ceramic trong điều kiện cắt khô Tác giả xác định rằng, vận tốc cắt tối ưu đồng thời cho hai chỉ tiêu trên là 180 m/ph.[13]
K.A Abou – El – Hossein và các cộng sự đã nghiên cứu ứng dụng mảnh dao có thông số hình học được cải tiến để gia công thép không gỉ SUS 304 Kết quả đã nâng cao rõ rệt tuổi bền của mảnh dao [17]
Lớp phủ TiN trên thép gió và HKC cac-bit Vonfram rất có hiệu quả trong kéo dài tuổi bền dao khi gia công thép không gỉ Lớp phủ TiN có
hệ số ma sát thấp và chịu mài mòn thấp và chịu mài mòn tốt ở nhiệt độ cao, điều này giúp nó đặc biệt có hiệu quả khi dùng gia công ở tốc độ trung bình Lớp phủ TiCN có hiệu quả hơn TiN trên dụng cụ cắt trong gia công thép không gỉ mactenxit Lớp phủ TiCN có độ cứng và độ dai cao hơn lớp phủ TiN Các lớp phủ nhiều lớp bởi các lớp vật liệu khác nhau có kích thước
Trang 13- 11 - cực mỏng (50/1.000.000 in) tạo ra ít hư hỏng bên trong, nâng cao khả năng làm việc dựa trên các tính chất kết hợp của mỗi lớp phủ Phủ bằng TiAlN nâng cao nhiệt độ oxy hóa của lớp bề mặt được phủ nhiều lớp làm nó phủ hợp với các quá trình gia công ở tốc độ cao Sự kết hợp của các loại lớp phủ này được tích hợp để nâng cao hiệu quả - chi phí trong gia công thép không gỉ.[1]
Qua các nghiên cứu kể trên, các tác giả đã đánh giá được ảnh hưởng của một số yếu tố như chế độ bôi trơn, vật liệu dụng cụ cắt, chế độ cắt đến các chỉ tiêu tính gia công của vật liệu thép không gỉ Tuy nhiên, các nghiên cứu kể trên cũng có các hạn chế sau:
- Việc xác định chế độ cắt tối ưu ứng với từng điều kiện gia công
cụ thể
- Chưa xác định rõ ảnh hưởng của chế độ cắt đến sự thay đổi cấu trúc tế vi bề mặt
1.3.2 Khái quát về tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
Ở Việt Nam, việc xác định chế độ cắt khi gia công thép không gỉ được nghiên cứu trong vài năm trở lại đây
Một số các nghiên cứu đã công bố như xác định chế độ cắt tối ưu theo chỉ tiêu nhám bề mặt khi mài tròn ngoài thép không gỉ SUS 304 dùng
đá mài Hải Dương [19], nghiên cứu một số biện pháp công nghệ nâng cao
độ chính xác và chất lượng bề mặt chi tiết gia công khi mài tinh thép không
gỉ [20], nghiên cứu mối quan hệ giữa chế độ cắt với tuổi bền dụng cụ phủ TiAlN khi tiện tinh thép không gỉ SUS 201.[21]
Trong thực tế sản xuất, gần đây thép không gỉ (đặc biệt là SUS 304) được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp khuôn mẫu đặc biệt là trong nghành y tế Như Công ty TNHH ĐH KTCN hằng năm sản xuất rất nhiều khuôn dập thuốc cho các công ty dược phẩm như: Công ty dược phẩm Hà
Trang 14- 12 - Tây, Công ty dược phẩm Sao Kim, công ty dược phẩm Hà Tĩnh Tuy nhiên, việc nghiên cứu ảnh hưởng của các biện pháp công nghệ đến quá trình tạo phoi và chất lượng bề mặt khi gia công thép không gỉ nói chung và SUS 304 nói riêng còn rất nhiều hạn chế
1.3.3 Vấn đề nghiên cứu
Từ nhu cầu sản xuất thực tế và những hạn chế của các đề tài nghiên cứu trước đây, tác giả nhận thấy cần có nghiên cứu cụ thể về gia công SUS 304 sử dụng dụng cụ cắt có lưỡi cắt xác định
Đối với các chi tiết khuôn mẫu, chất lượng bề mặt (nhám bề mặt
và cấu trúc tế vi lớp bề mặt) ảnh hưởng rất lớn đến tính năng sử dụng của chúng Ngoài ra, yếu tố lực cắt và mòn dao ảnh hưởng rất nhiều đến độ chính xác gia công và chi phí gia công sản phẩm
Xuất phát từ các yêu cầu trên, tác giả đã lựa chọn đề tài:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ công nghệ đến quá trình tạo phoi và chất lượng bề mặt khi phay SUS 304”
Kết luận chương I:
- Khái quát về thép không gỉ và tính gia công của loại vật liệu này
- Tổng quan về các nghiên cứu đã công bố ở trong và ngoài nước
về các biện pháp công nghệ nhằm nâng cao tính gia công của thép không gi
và xác định được vấn đề cần nghiên cứu của đề tài
Trang 15- 13 -
Chương 2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TẠO PHOI
VÀ CHẤT LƯỢNG BỀ MẶT KHI GIA CÔNG SUS 304 2.1 Bản chất vật lý quá trình tạo phoi
Cắt kim loại là quá trình sản xuất mà trong đó một chi tiết kim loại được tạo thành bằng cách lấy đi phần vật liệu không cần thiết Phần vật liệu không cần thiết được gọi là phoi được lấy đi nhờ biến dạng dẻo đến kích thước xác định bằng một dụng cụ có lưỡi cắt sắc
Phoi là sản phẩm không có giá trị tiêu thụ trong quá trình cắt kim loại nhưng cơ chế hình thành phoi lại quyết định nhiều đến các thông số khác như năng lượng tiêu thụ, nhiệt cắt, lực cắt có ảnh hưởng trực tiếp đến
độ chính xác gia công và tuổi bền của dụng cụ cắt Vì vậy, việc nghiên cứu quá trình tạo phoi sẽ cung cấp các hình ảnh lý tính để sử dụng cho các mô hình mô tả định lượng của lực cắt và nhiệt cắt trong quá trình cắt kim loại.[4-6]
Mặc dù quá trình tạo phoi có thể rất đa dạng nhưng luôn tồn tại
ba vùng tính chất của biến dạng dẻo có thể phân biệt rất rõ Cơ chế biến dạng chủ yếu trong vùng này là biến dạng trượt nên các vùng này thường
được gọi là vùng trượt cơ sở (primary shear), vùng trượt thứ hai (secondary
shear) và vùng trượt thứ ba (teriary)
Vùng trượt cơ sở là vùng hẹp và dễ nhận biết nhất Trong phần này vật liệu phôi được bẻ cong theo hướng bề mặt dụng cụ và sẽ hình thành phoi Trong vùng này xảy ra biến dạng lớn nhưng nhiệt độ lại không cao khoảng trên 3000C
Vùng trượt thứ hai và vùng trượt thứ ba là vùng không mong muốn và tồn tại đơn thuần là lỗi của dụng cụ cắt do không bao giờ không có