Như đó trỡnh bày ở trờn, để thực hiện quỏ trỡnh tạo phoi, khi cắt dụng cụ phải tỏc động vào vật liệu gia cụng một lực nhất định. Lực này làm biến dạng vật liệu và phoi được hỡnh thành. Tuy nhiờn dụng cụ cắt cũng chịu một phản lực tương tự. Việc nghiờn cứu lực cắt trong quỏ trỡnh gia cụng vật liệu cú ý
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
nghĩa cả về lý thuyết lẫn thực tiễn. Trong thực tế, những nhận thức về lực cắt rất quan trọng để thiết kế dụng cụ cắt, thiết kế đồ gỏ, tớnh toỏn và thiết kế mỏy múc, thiết bị, v.v… Dưới tỏc dụng của lực cắt cũng như nhiệt cắt dụng cụ sẽ bị mũn, bị phỏ huỷ. Muốn hiểu được quy luật mài mũn và phỏ huỷ thỡ phải hiểu được quy luật tỏc động của lực cắt. Muốn tớnh cụng tiờu hao khi cắt cần phải biết lực cắt. Những nhận thức lý thuyết về lực cắt tạo khả năng chớnh xỏc hoỏ lý thuyết quỏ trỡnh cắt. Trong trạng thỏi cõn bằng năng lượng của quỏ trỡnh cắt thỡ cỏc mối quan hệ lực cắt cũng phải cõn bằng. Điều đú cú nghĩa là một mặt lực cản cắt tỏc dụng lờn vật liệu chống lại sự tỏch phoi, mặt khỏc lực cắt do dụng cụ cắt tỏc dụng lờn lớp cắt và bề mặt cắt [1], [7].
Lực cắt là một hiện tượng động lực học, tức là trong chu trỡnh thời gian gia cụng thỡ lực cắt khụng phải là một hằng số. Lực cắt được biến đổi theo quóng đường của dụng cụ. Lỳc đầu lực cắt tăng dần cho đến điểm cực đại. Giỏ trị lực cắt cực đại đặc trưng cho thời điểm tỏch phần tử phoi ra khỏi chi tiết gia cụng. Sau đú lực cắt giảm dần song khụng đạt đến giỏ trị bằng khụng bởi vỡ trước khi kết thỳc sự chuyển dịch phần tử phoi cắt thỡ đó bắt đầu biến dạng phần tử khỏc [1], [7].
Hệ thống lực cắt khi tiện được mụ tả sơ bộ trờn hỡnh 1.7. Lực tổng hợp P được phõn tớch thành ba thành phần lực bao gồm: lực tiếp tuyến Pz (hay Pc), lực hướng kớnh Py (hay Pp) và lực chiều trục (lực ngược với hướng chuyển động chạy dao) Px.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
Thành phần lực Pz là lực cắt chớnh. Giỏ trị của nú cần thiết để tớnh toỏn cụng suất của chuyển động chớnh, tớnh độ bền của dao, của chi tiết cơ cấu chuyển động chớnh và của cỏc chi tiết khỏc của mỏy cụng cụ.
Thành phần lực hướng kớnh Py cú tỏc dụng làm cong chi tiết, ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc gia cụng, độ cứng vững của mỏy và dụng cụ cắt.
Thành phần Px tỏc dụng ngược hướng chạy dao, nú dựng để tớnh độ bền của chi tiết trong chuyển động phụ, độ bền của dao cắt và cụng suất tiờu hao của cơ cấu chạy dao.
Lực cắt tổng cộng được xỏc định:
P= P +P +Px2 y2 z2 (1-5)
Trường hợp tổng quỏt cỏc thành phần lực này khụng thuần nhất. Trị số của Pz là hỡnh chiếu chớnh, xỏc định bằng lực phỏp tuyến tỏc dụng lờn mặt trước của dao. Cũn lại Px, Py phụ thuộc vào độ lớn và hướng của lực ma sỏt. Bởi vậy cỏc thành phần lực này thay đổi khi thay đổi vật liệu gia cụng, thụng số hỡnh học dụng cụ cắt và chế độ cắt,...