cắt gọt kim loại
+ Quá trình tạo phoi
Thực chất của quá trình cắt gọt kim loại là cắt đi trên bề mặt của phôi một lớp kim loại (gọi là phoi) để đạt được hình dáng, kích thước và độ bóng yêu cầu.
Trong quá trình cắt gọt, phần cắt gọt của dao giống như một cái nêm, dưới tác dụng của lực cơ học của máy, dao sẽ cắt sâu vào bề mặt của phôi. Tại lớp bị ép này
Hình 8.7 Sơ đồ phân bố lực cắt
xuất hiện ứng suất trong. Dao tiếp tục ấn sâu vào vật, ứng suất trong sẽ vượt quá giới hạn lực liên kết giữa các phần tử kim loại làm cho các phần tử kim loại bị nén sẽ trượt và chuyển động trên mặt thoát của dao. Quá trình này tiếp tục làm cho các phần tử kim loại liên tiếp bị nén, trượt và chuyển động tạo thành phoi.
Tuỳ theo vật liệu gia công và điều kiện gia công - chế độ cắt gọt mà tạo thành các dạng phoi khác nhau như phoi vụn, phoi xếp, phoi dây.
Phoi vụn đuợc tạo ra khi gia công vật liệu giòn như gang. Khi cắt phoi vụn nhiệt tập trung ở mũi dao, lực cắt thay đổi liên tục gây ra rung động, nên độ bóng bề mặt không cao.
Phoi xếp được tạo ra khi gia công kim loại có độ cứng trung bình với tốc độ cắt nhỏ. Dạng phoi này thường là các mảnh ngắn. Mặt phoi tiếp xúc với mặt trước của dao rất bóng, mặt sau gợn nẻ không bằng phẳng.
Phoi dây được tạo ra khi gia công kim loại có độ cứng thấp với tốc độ cắt lớn. Phoi tạo thành dây dài hoặc thành dạng xoắn lò xo. Khi tạo phoi dây làm cho năng lượng tiêu tốn ít, lực cắt ít thay đổi, độ bóng bề mặt gia công cao.
+ Nhiệt độ khi cắt và ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình cắt
Nhiệt cắt sinh ra trong quá trình cắt gọt là một hiện tượng vật lý quan trọng, ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của bề mặt gia công, làm hỏng dao và ảnh hưởng đến năng suất cắt.
Nhiệt sinh ra do biến dạng dẻo của kim loại vùng cắt và một phần do ma sát giữa dao và phôi hoặc dao và phoi. Lượng nhiệt sinh ra phụ thuộc vào vật liệu phôi, dao cắt, chế độ cắt, các yếu tố hình học của dao.
Nhiệt sinh ra trong quá trình cắt gọt được phân bố lên phoi, phôi, dao và toả ra môi trường xung quanh: Q = Qc (~ 4%) + Qp (~ 20%) + Qd (~ 75%) + Q kk(~ 1%)
Lượng nhiệt trên thay đổi khi các yếu tố phụ thuộc trên thay đổi. Để giảm nhiệtảơ vùng cắt người ta dùng dung dịch trơn nguội để làm giảm ma sát và làm nguội.
+ Sự mài mòn của dụng cụ cắt
Do tác dụng của nhiệt kèm theo ma sát giữa dao với phôi, dao với phoi nên dao bị mòn dần có thể ở mặt sau hoặc cả mặt trước.
Độ mòn của dao dẫn đến sự thay đổi yếu tố hình học của dao, tăng nhiệt cắt, giảm độ chính xác về hình dáng và kích thước của chi tiết gia công. Cuối cùng sự mòn của dao phá huỷ vật liệu dao.
Một dụng cụ cắt sau khi mài đem vào sử dụng có các giai đoạn mài mòn: giai đoạn 1 chạy rà, giai đoạn 2 mòn ổn định – giai đoạn sử dụng, giai đoạn 3 mòn tăng đột ngột – giai đoạn phá huỷ.
Vì vậy, khi sử dụng dao người ta chỉ cho phép mòn đến một giới hạn nhất định. Giới hạn đó thể hiện trên bề mặt gia công, sự thay đổi kích thước của chi tiết mà người thợ tự nhận biết. Trong gia công tự động người ta phải qui định tuổi bền của dao. Thời gian qui định phụ thuộc vào chế độ cắt, loại dao cắt (thường là 30, 60, 90 hay 120 phút).
+ Lực cắt
Trong quá trình cắt gọt, dao cắt chịu tác dụng của một số thành phần lực cắt như lực ma sát
Nếu gọi lực Pz là lực cắt chính, nó cùng phương và chiều với véctơ vận tốc cắt và có giá trị lớn nhất. Pz có xu hướng uốn cong dao và làm gãy dao. Người ta dùng Pz để tính công suất của động cơ chính của máy và kiểm nghiệm độ bền thân dao.
Lực chạy dao Px có chiều ngược với chiều dịch chuyển của dao. Bề mặt đang gia công cản lại sự tiến dao gây ra Px tác dụng lên cả bàn xe dao. Giá trị của Px so với Pz rất nhỏ.
Lực hướng kính Py là lực sinh ra do phôi tác dụng theo chiều ăn sâu của dao và dọc thân dao. Py gây nên sự mất ổn định của phôi và cũng tác dụng lên cơ cấu kẹp dao, bàn xe dao. Giá trị của nó không lớn lắm.
Lực tổng hợp P được tính theo công thức: P P P P 2 y 2 x 2 z+ + = (N)
Giá trị các lực thành phần thường theo tỷ lệ:
Pz : Py : Px = 1 : 0,4 : 0,25 nên P ≈ 1,11Pz
