4. Ý nghĩa của đề tài
2.6.2. Mòn dụng cụ cắt và cách xác định
a. Mòn dụng cụ cắt
Trong quá trình cắt, phoi trượt trên mặt trước và chi tiết chuyển động tiếp xúc với mặt sau của dao gây nên hiện tượng mòn ở phần cắt dụng cụ. Mòn dụng cụ là một quá trình phức tạp, xảy ra theo hiện tượng lý hóa ở các bề mặt tiếp xúc phoi và chi tiết với dụng cụ gia công. Trong quá trình cắt, áp lực trên các bề mặt tiếp xúc lớn hơn rất nhiều so với áp lực làm việc của chi tiết máy(khoảng 1520 lần) và dụng cụ bị mòn theo nhiều dạng khác nhau [7]
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 2.9. Các dạng mòn phần cắt của dụng cụ khi tiện
Phần cắt dụng cụ trong quá trình gia công thường bị mòn theo các dạng sau: - Mòn theo mặt sau, hình vẽ 2.9a
- Mòn theo mặt trước, hình vẽ 2.9b
- Mòn đồng thời cả mặt trước và mặt sau, hình 2.9c - Mòn tù lưỡi cắt, hình vẽ 2.9d
Mòn mặt trước và mặt sau là hai dạng mòn thường gặp trong cắt kim loại. Công thức của Opitz về quan hệ tương đối giữa dạng mòn dao hợp kim cứng với vận tốc cắt và chiều sâu cắt đã được Shaw đưa ra như trên hình vẽ 2.10
Loladze cho rằng cơ chế hình thành vùng mòn mặt trước của dao hợp kim cứng khác so với dao thép gió. Bởi theo ông do hợp kim cứng có độ cứng nóng
(a) (b) (c) (d) a a/2 w w d
(a) Mòn trơn mũi dao: 0,6 c 1
V .t 11
(b) Mòn mặt trước tại lưỡi cắt: 0,6 c 1
11 V .t 17
(c) Mòn mặt sau: 17V .tc 0,61 30
(d) Mòn mặt trước: V .tc 10,6 30
(e) Biến dạng dẻo lưỡi cắt: V .tc 0,61 30
Hình 2.10. Quan hệ giữa một số dạng mòn của dụng cụ hợp kim cứng với thể tích V .tc 10,6, trong đó V tính bằng m/ph; t1 tính bằng (mm/vg)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
cao đến hàng nghìn độ C nên hiện tượng khuếch tán ở trạng thái rắn gây mòn với tốc độ cao xảy ra trên mặt trước từ vùng có nhiệt độ cao nhất. Như vậy mòn mặt trước đều có nguồn gốc do nhiệt.
Boothroyd cho rằng mòn mặt sau xảy ra do tương tác giữa mặt sau của dụng cụ với bề mặt gia công và bề mặt mòn song song với phương của vận tốc cắt. Trent cho rằng, mòn mặt sau xảy ra trong hầu hết các quá trình cắt kim loại và không đều trên suốt chiều dài lưỡi cắt. Cơ chế mòn mặt sau của dụng cụ hợp kim cứng ở tốc độ cắt thấp là sự tách ra của các hạt cacbit tạo nên bề mặt mòn không bằng phẳng, khi cắt ở tốc độ cắt cao thì vùng mòn mặt sau nhẵn và trơn.
Trong điều kiện hình thành lẹo dao, lượng mòn mặt sau tỷ lệ nghịch với lượng mòn mặt trước. Khi mòn mặt trước xuất hiện sẽ làm tăng góc trước thực, thúc đẩy sự hình thành và ổn định của lẹo dao có tác dụng bảo vệ mặt sau khỏi bị mòn. Trái lại khi mòn mặt trước không xuất hiện, dạng của lẹo dao sẽ thay đổi theo xu hướng không có tác dụng bảo vệ mặt sau khỏi mòn, dẫn đến thúc đẩy sự phát triển của mòn mặt sau.
b. Cách xác định
Theo Doyle thì mòn mặt trước và mặt sau có thể tính toán gần đúng như sau:
* Thể tích mòn mặt sau: 2 W . 2 ave VB b tg V (2.4)
Trong đó: VBave là chiều cao trung bình của vùng mòn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn * Thể tích mòn mặt trước: cr 2 ( ) 3 b KB KF KT V (2.5)
Các kích thước dùng để xác định mòn chỉ ra trên hình 2.10 có thể đo bằng kính hiển vi dụng cụ hoặc thiết bị quang học khác, hoặc bằng phương pháp chụp ảnh. Ngoài ra người ta còn đo khối lượng dụng cụ và sử dụng phương pháp đo radiotracer (phương pháp đồng vị phóng xạ) để xác định.
c. Các chỉ tiêu đánh giá sự mài mòn của dụng cụ cắt * Chỉ tiêu mòn tối ưu
Dấu hiệu dụng cụ cắt được xem là mòn thì được gọi là chỉ tiêu mòn. Nếu nguyên công không có yêu cầu cao về độ chính xác, độ nhám bề mặt thì nên dùng dụng cụ cho đến khi mòn đạt thời gian gia công lớn nhất, và độ mòn như vậy gọi là mòn tối ưu.
Để khôi phục lại khả năng cắt của dụng cụ, phải mài lại. Mỗi loại dao có một vùng mài lại riêng. Hình 2.12 cho thấy các lớp vật liệu dao được cắt trong mỗi lần mài lại.
Số lần mài lại cho phép n xác định bằng cách chia chiều dài vùng mài lại cho chiều dày của lớp vật liệu được cắt trong mỗi lần mài lại.
Do đó tổng tuổi bền của dụng cụ: T T(n1)phút (2.6) Ở đây: T- tuổi bền của dụng cụ (phút)
n - số lần mài lại cho phép.
* Chỉ tiêu mòn công nghệ
Mòn công nghệ là hiện tượng mòn mà tại đó dụng cụ cắt bị ngừng sử dụng do những hạn chế về công nghệ như: độ nhám bề mặt tăng, kích thước gia công không chính xác, xuất hiện dao động của hệ thống công nghệ, chi tiết bị nung nóng mạnh, dụng cụ cắt bị gẫy,...Chỉ tiêu này chủ yếu được dùng để nghiên cứu dụng cụ cho gia công tinh.
Hình 2.12. Vùng mài lại của dụng cụ cắt
h
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn