Quá trình cắt kim loại là một quá trình hớt đi một lớp phoi trên bề mặt gia công để chi tiết đạt hình dạng, kích th−ớc và độ bóng bề mặt theo yêu cầu.
Các dạng gia công cơ chủ yếu là: tiện, bào, khoan, phay, mài, v.v… Tất cả các dạng gia công này đều đ−ợc thực hiện trên các máy cắt kim loại bằng các dụng cụ cắt khác nhau: dao tiện, mũi khoan, dao phay, v.v.. Cơ sở của tất cả các quá trình cắt khác nhau là quá trình tiện, còn cơ sở của tất cả các loại dụng cụ cắt là dao tiện.
Để thực hiện một quá trình cắt nào đó, cần thiết phải có hai chuyển động truyền động chính (chuyển động làm việc) và chuyển động chạy dao. Chuyền động chính trong quá trình tiện là chuyền động quay của chi tiết (hình 1.1.a). Còn khi phay, chuyền động chính là chuyển động quay của dao phay (hình 1.1.b). Tốc độ của chuyển động chính là tốc độ cắt.
a. Qúa trình tiện b. Qúa trình phay
Hình 2.1. Quá trình cắt gọt kim loại
Chuyển động tịnh tiến của dao theo ph−ơng dọc hoặc ph−ơng ngang chuyển động chạy dao khi tiện. Còn khi phay chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của vật gia công (chi tiết) theo ph−ơng dọc trục, ngang, hoặc thẳng đứng Tốc độ của chuyển động chính luôn luôn lớn hơn tốc độ của chuyển độ chạy dao. Trong quá trình cắt kim loại các bề mặt mới đ−ợc hình thành do các bề mặt biến dạng và đ−ợc hớt dần với sự tạo thành phoi. Trên
hình 2.2 biểu thị sở đồ quá trình hình thành phoi khi cắt kim loại. Phôi và dao đ−ợc kẹp chặt trên máy. Dao đ−ợc gá ở một độ sâu cắt nhất định và chuyển động nhờ lực tác dụng của máy.
Khi cắt vật liệu dẻo, ng−ời ta phân biệt các giai đoạn hình thành phoi nh− sau (theo I.A.Timê): Khi mới bắt đầu cắt, dao và chi tiết tiếp xúc với nhau (hình 2.2, a).
Sau đó l−ỡi dao ăn sâu vào kim loại làm kim loại bị dồn (hình 2.2, b). Sự lún sâu của l−ỡi dao vào kim loại sẽ thắng lực liên kết giữa lớp kim loại bị hớt đi và phần kim lọại còn lại (kim loại chính), hiện t−ợng này dẫn đến sự tr−ợt phân tử phoi đầu tiên (hình 2.2, c). Sau đó dao tiếp tục chuyền động và tách những phần tử phoi tiếp theo khỏi kim loại chính (thứ 2, thứ 3, v .v..). Các số l, 2, 3,... 10 (trên hình 2.2, c, d) biểu thị trình tự hình thành phoi.
Hình 2.2: Sơ đồ quá trình hình thành phoi
Phoi: là lớp kim loại bị biến dạng và bị tách ra khỏi chi tiết gia công. Tuỳ vào điều kiện cắt, vật liệu gia công, và các yếu tố khác mà phoi có hình dạng khác nhau.
Hình 2.3 Các dạng phoi
Phoi vụn (hình 2.3, a) thu đ−ợc khi gia công vật liệu giòn (gang, đồng thau,..). Các phấn tử của phoi rời nhau. Nếu gia công thép có l−ợng chạy dao lớn và tốc độ cắt nhỏ, ta cũng đ−ợc phoi vụn.
Phoi xếp (hình 2.3,b) thu đ−ợc khi gia công thép với tốc độ cắt trung bình. Mặt phoi tiếp xúc với mặt tr−ớc của dao rất bóng, còn mặt kia có nhiều gợn nẻ.
Nhìn chung, phoi có dạng từng đốt xếp lại gần nhau.
Phoi dây (hình 2.3, c) thu đ−ợc khi gia công các vật liệu dẻo (đồng, nhôm, thép, v.v. .)
Với tốc độ cắt lớn, phoi có dạng nh− một tấm băng cuốn lại thành lò xo phẳng hoặc lò xo dạng ren vít (khi tiện), hoặc những phoi riêng biệt (khi phay) không có gợn nẻ nh phoi xếp.