II. Khả năng công nghệ của khoan:
4-Lực cắt khi khoan:
Công cắt khi khoan là do lực tác dụng lên lưỡi cắt của mũi khoan sinh ra.Tuy rằng tại mỗi điểm của lưỡi cắt lực tác dụng khác nhau, song để tiện nghiên cứu ta coi hợp lực của các phân tố đó tập trung ở điểm A cách tâm điểm khoan một đoạn bằng D/4
Cũng như dao tiện, lực tác dụng lên mũi khoan cũng được phân thành ba thành phần lực theo các trục tọa độ ox, oy, oz . Các thành phằn đó là:
a- Lực Py còn gọi là lực hướng kính tác dụng trên hai lưỡi cắt chính, có trị số bằng nhau và ngược chiều nhau nên cùng triệt tiêu lẫn nhau. Nếu chú ý cả hai lưỡi cắt phụ thì phải kể cả hai lực Py’ nữa và chúng cũng triệt tiêu lẫn nhau.
b- Lực chiều trục P0 có xu hướng chống lại lực chạy dao. Lực P0 bằng tổng các lực chiều trục Px tác dụng lên lưỡi cắt chính, lực chiều trục Px’ tác dụng lên lưỡi cắt phụ và lực chiều trục Pn tác dụng lên lưỡi cắt ngang.
Lực Px chiếm khoảng 40% lực P0. Lực Px’ chiếm khoảng 3% lực P0. Lực Pn chiếm khoảng 57% lực P0 .
c- Lực tiếp tuyến Pz gây ra mômen cắt chính. Thực nghiệm chứng tỏ rằng 80% mômen là do lực tiếp tuyến tác dụng trên lưỡi cắt chính, 12% là do lực tiếp tuyến trên lưỡi cắt phụ, còn lại 8% là do lực tiếp tuyến trên lưỡi cắt ngang.
Hiện nay chưa có công thức lý thuyết để tính mômen cắt và lực chiều trục. Người ta nghiên cứu bằng thực nghiệm ảnh hưởng của các yếu tố cắt và điều kiện
78 A A A Pz Px Py x y Pz PyPx A A z
gia công đến mô men và lực cắt rồi từ đó lập nên các công thức thực nghiệm có dạng sau đây:
Mô men cắt : Mx = Cm . Dxm.sym Km N.mm Lực chiều trục : P0 = C0 . Dxp.s Kyp p0 N
Trong đó : Cm, C0 - Hệ số phụ thuộc tính chất vật liệu gia công, hình dạng hình học của mũi khoan và các điều kiện khác.
D-Đường kính mũi khoan mm S- lượng chạy dao mm/vg
Các gía trị của các hệ số Cm,C0 của các số mũ xm, ym, xp, yp ,các giá trị của hệ số điều chỉnh Km, Kp0 có thể tra trong sổ tay về chế độ cắt.
1-Ảnh hưởng của góc xoắn ω:
Từ công thức tính góc trước đã thiết lập ở trên ta thấy rằng khi ϕ = const và DA = D thì γA = k tgω, hay nói khác đi, góc trước trên phần cắt của mũi khoan tỉ lệ với góc nghiêng ω của rãnh xoắn. Như vậy tăng góc ω tăng lên thì góc trước tăng dần, công biến dạng dẻo và ma sát giảm xuống làm cho mô men xoắn Mx và lực chiều trục P0 giảm xuống. Song qua thực nghiệm, người ta đã xác định rằng, nếu tăng ω lên đến 35% thì lúc đó lực chiều trục P0 và mô men xoắn Mx giảm không đáng kể. Đó là vì với góc ω lớn, phoi thoát ra sẽ phải chuyển động theo đường xoắn dài hơn, nên lực ma sát giữa phoi và thành rãnh tăng lên. Ngoài ra khi tăng ω
lên cũng đồng thời làm giảm độ bền của mũi khoan.
Vì thế ở mũi khoan thép gió thường chọn ω = 25-300 dể gia công thép và gang và ω = 400-450 để gia công kim loại màu.
Đối với mũi khoan đường kính nhỏ (D<10mm),để tăng độ bền và độ cứng vững của chúng người ta chọn góc xoắn ω = 18-280.
2-Aûnh hưởng của góc nghiêng chính ϕ:
Góc ϕ có ảnh hưởng khác nhau đến lực chiều trục P0 và mô men xoắn Mx. Tăng góc ϕ (khi D=const) thì chiều dày lớp cắt tăng lên và chiều rộng giảm xuống (diện tích lớp cắt không đổi) do đó biến dạng của phoi giảm xuống.
Mặt khác, nếu góc ϕ tăng lên sẽ làm cho mũi khoan khó ăn vào kim loại, lực hướng trục P0 sẽ tăng lên, vì thành phần lực hướng tâm trên lưỡi cắt chính tăng lên (Px = PN sin ϕ).