- FACE MILLING (CYCLE 232) :
3.10 So sánh quá trình cắt trong gia công truyền thống và gia công cao tốc
Không thể xác định chính xác quá trình chuyển đổi giữa gia công truyền thống thành gia công cao tốc, chỉ dựa trên việc xác định tốc độ cắt nhất định. Chúng ta luôn cần nắm bắt sao cho tạo hình của quá trình cắt thu đƣợc lợi ích.Các điều kiện xác định là phƣơng thức gia công và chủ yếu là các loại vật liệu gia công để xác định giá trị tốc độ cắt phù hợp.
Một số chuyên gia đang dần hƣớng đến sự xác định rằng HSC xảy ra trong các trƣờng hợp, khi giá trị nhiệt độ trung bình của quá trình cắt gần với nhiệt độ nóng chảy của vật liệu gia công. Trong thực tế,có những quan điểm rằng cắt tốc độ cao xảy ra ở những khu vực 600 đến 1800 m.min-1,và gia công siêu tốc ở tốc độ trên 1800m.min-1. Trong trƣờng hợp vật liệu khó gia công ,nhƣ hợp chất của nickenl và titan,biểu thức ƣa thích là sức mạnh gia công.Theo qui luật tạo tạo ra sản
phẩm của việc cắt kim loại , hiệu quả xảy ra chỉ vào những thời điểm khi vật liệu cắt đặt trong nhiệt độ thích hợp và tiến trình cắt giữ ƣu thế độ cứng đáng kể đối với vật liệu gia công. Khi tăng tốc độ cắt ,tổng nhiệt lƣợng cũng tăng gần nhƣ tỉ lệ trực tiếp với việc tăng tốc độ phoi cắt và cƣờng độ ma sát của phoi lên dụng cụ. Nhiệt độ của phoi thay đổi đột ngột, từng bƣớc, do sự biến dạng dẻo của phoi trong mặt phẳng cắt.và tăng thêm ma sát của phoi lên phía trƣớc công cụ Các nguyên tắc của tiến trình cắt HSC có thể đƣợc giải thích khi so sánh với gia công truyền thống theo nhƣ hình vẽ dƣới đây.
Cắt thông thường Cắt tốc độ cao
Hình 3.27
Cắt tốc độ cao thực hiện bằng dụng cụ cắt độ cứng tƣơng đối lớn chịu nhiệt, nhiệt độ lƣỡi cắt gần với nhiệt độ nóng chảy của vật liệu gia công.Trong suốt quá trình cắt, có sự thay đổi đột ngột chuỗi hóa chất luyện kim và đặc tính cơ học của phoi. Phoi giảm lực tác động lên phía mặt trƣớc dụng cụ, trƣờng hợp này phoi thép cứng trở nên mềm dẻo. Lực ma sát và tổng lực cắt rất thấp. Góc cắt tăng, tiết diện phoi quay mỏng hơn và tốc độ ….sai lệch so với mặt tiếp xúc tăng
.Ngƣợc lại khi bề mặt tiếp xúc trở nên nhỏ hơn, khi mà ta giới hạn sự gia tăng (thứ cấp) độ nóng do ma sát của phoi trên bề mặt tiếp xúc.
Gia công cao tốc đạt đƣợc sự gia tăng lƣơng vât liệu bị loại bỏ chất lƣợng của bề mặt gia công và tuổi thọ của dụng cụ do tăng tốc độ cắt đáng kể đồng thời giảm tiết diện phoi và giảm lực cắt. Tốc độ cao của phoi . ..đằng trƣớc bề mặt dụng cụ.cùng với đặc tính mới của giá lƣỡi cắt, nhiệt của quá trình cắt tăng bị loại bỏ cùng với phoi , giảm nhiệt độ và lực gia công lên dụng cụ cũng nhƣ tăng tuổi thọ của nó.việc giảm nhiệt lƣợng truyền vào dụng cụ, cấu trúc và bộ phận máy móc giúp tăng độ chính xác và chất lƣợng bề mặt của chi tiết.
Như vậy từ kết quả nghiên cứu trên ta rút ra một số điểm về gia công tốc độ cao như sau
Gia công cắt gọt với tốc độ cắt cao đƣợc thực hiện với tốc độ lớn gấp 4 đến 6 lần tốc độ thƣờng
Gia công cắt gọt với tốc độ cắt cao có những đặc điểm sau: + Năng suất cao
+ Lực cắt nhỏ do đó biến dạng của hệ thống công nghệ giảmchính xác gia công tăng lên
+ Chất lƣợng bề mặt đƣợc tăng bởi chiều cao nhấp nhô giảm,ứng suất dƣ lớp bề mặt giảm
+Lƣợng nhiệt truyền vào phoi tăng,nhiệt truyền vào chi tiết giảm
+ Tần số rung của hệ thống công nghệ cao,thích hợp với gia công các loại vật liệu khó gia công
Tuy vậy khi gia công ở tốc độ cao dụng cụ cắt mòn nhanh đến tuổi bền T giảm
Tuổi bền
Lực cắt Năng suất bóc phoi
Chất lƣợng bề mặt
V
3.11. Ứng dụng
Gia công cao tốc đƣợc chủ yếu trong ba lĩnh vực công nghiệp chính nhƣ sau: Công nghiệp gia công nhôm: để sản xuất ra các bộ phận của ô tô, các chi tiết máy tính nhỏ và các thiết bị y tế.
Công nghiệp hàng không: để gia công các chi tiết làm bằng nhôm với thành mỏng.
Công nghiệp khuôn mẫu: để gia công tinh với độ chính xác các chi tiết làm bằng vật liệu cứng nhƣ khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa.
Bảng 3.3. Đặc điểm và phạm vi áp dụng của gia công cao tốc.
Đặc điểm Phạm vi áp dụng Ví dụ
Năng suất cao - Gia công kim loại màu. - Gia công thép, gang.
- Công nghiệp chế tạo hàng không.
- Chế tạo các chi tiết máy nói chung đặc biệt là chế tạo khuôn mẫu.
Chất lƣợng bề mặt cao
- Gia công tinh.
- Gia công các phôi đặc biệt.
- Chi tiết quang.
- Chi tiết cơ khí chính xác.
Lực cắt nhỏ - Gia công phôi có thành, vách mỏng.
- Công nghiệp hàng không. - Công nghiệp ô tô.
Tần số rung cao
- Gia công các phôi từ vật liệu khó gia công.
- Chi tiết chính xác. - Các chi tiết quang học. Lƣợng nhiệt
truyền vào phoi cao
- Gia công các loại phôi yêu cầu biến dạng nhiệt nhỏ.
- Chi tiết chính xác. - Gia công các chi tiết từ hợp kim mangan.
Do các ƣu điểm nổi bật trên đây nên gia công cao tốc đƣợc áp dụng rộng rãi trong chế tạo khuôn mẫu.
CHƢƠNG 4