Ngày nay các máy cắt được chế tạo theo tiêu chuẩn. Khi thiết kế máy mới ta tính lực cắt sao cho máy làm việc đảm bảo an toàn và không xảy ra các sự cố đáng tiếc. Dù dùng loại máy cắt nào thì quá trình cắt cũng chia ra làm ba thời kỳ đó là:
-Thời kỳ cặp -Thời kỳ cắt
-Thời kỳ đứt
* Thời kỳ cặp:
Hình 3.7: Sơđồ thời kỳ cặp
Đây là thời kỳ mà lưỡi dao ăn vào kim loại, lúc này lực cắt của dao từ từ tăng lên (Pcặp tăng từ P0→Pmax). Để đặc trưng cho độ nhanh chậm của quá trình này người ta đưa ra thông số tỷ số chiều sâu cắt tương đối ε1:
ε1 =
h Z1
(3.5) - Trong đó:
Z1: chiều sâu kim loại được cắt h: chiều dày vật cắt
Hình 3.8: Sơ đồ thời kỳ cắt
Đây là thời kỳ mà lực cắt giảm dần xuống theo tiết diện của vật cắt.P giảm dầntừ Pmax→ Pmin.
* Thời kỳđứt:
Đây là thời kỳ kim loại tự đứt. Để đặc trưng cho độ nhanh chậm của thời kỳ đứt, người ta đưa ra khái niệm độ sâu đứt tương đối ε2 và được đặc trưng bởi tỷ số sau:
ε2 =
h Z2
( 3.6)
Trong đó:
Z2: là chiều sâu kim loại ở cuối hành trình cắt để sang thời kỳ tự đứt. h: là chiều dày ban đầu của vật cắt.
Qua thực tế và thí nghiệm, người ta thấy rằng lực cắt lớn nhất Pmax là ở cuối thời kỳ cặp và đầu thời kỳ cắt và Pmax được tính theo công thức sau:
Pmax =τmax.F=k1.σb.F (3.7) Trong đó: k1 = b σ τmax =0,6÷ 0,7
k1 = 0,7 đối với thép mềm; k1 = 0,6 đối với thép cứng. F: Diện tích tiết diện được cắt
Thay các giá trị trên vào ( 3.6 ), ta có:
Pmax =k1.k2.k3.σb.F = 1507,2 (kg) (3.8)
k2 =(1,1 ÷ 1,2 ) cho cắt nóng và k2 = (1,15 ÷ 1,25 ) cho cắt nguội. k3: Hệ số xét đến ảnh hưởng về khe hở của hai lưỡi dao.
k3 = (1,15 ÷ 1,25 ) cho cắt nóng và k3 = (1,2 ÷ 1,3 ) cho cắt nguội. Trị số ε1, ε2tra trong bảng quan hệ giữa vật liệu cắt vớiε1, ε2
Khi dao ăn vào kim loại thì phôi có chiều hướng dịch xuống, khi ấy từ các cạnh của dao sinh ra một lực trượt T, lực trượt T do dao dịch xuống dưới sinh ra một momen có trị số Mt =P.a (hình 3.8).
Lực T và P có hướng ngược chiều nhau và có tương quan độ lớn: T = ( 0,15÷ 0,25 ) P
Để giảm lực trượt T và cắt sản phẩm cho chính xác, người ta dùng lực kẹp Q để giữ vật cắt. Khi ấy T = (0,1÷ 0,15) PVà Q = ( 0,03 ÷ 0,05)P