II CHỌN VẬT LIỆU DỤNG CỤ CẮT
1 Yêu cầu chung
Để đảm bảo thực hiện gia công cắt gọt phần cắt của dao trực tiếp làm nhiệm vụ cắt để tạo phôi và tạo hình. Để nâng cao năng suất cắt, nâng cao chất lượng bề mặt gia công phần cắt của dao không những phải có hình dáng hình học hợp lý mà còn phải đảm bảo được chế tạo từ loại vật liệu thích hợp. Vì vậy vật liệu chế tạo cắt còn phải có đầy đủ những yêu cầu cơ bản về tính năng cắt, tính công nghệ và tính kinh tế .
Trong quá trình gia công bằng cắt, dụng cụ cắt chịu tác động của lực cắt, lực ma sát, rung động, nhiệt phát sinh trong quá trình làm việc... trong khoảng thời gian dài. Nên đòi hỏi vật liệu dụng cụ cắt cần phải đảm bảo các yêu cầu sau đây:
1.1 Độ cứng
Là khả năng chống lại biến dạng dẻo cục bộ của tải trọng ngoài thông qua mũi đâm.
Để vật liệu cắt có thể cắt đi một lớp vật liệu gia công và chuyền nó thành phoi, độ cứng của vật liệu dụng cụ cắt phải có trị số vượt quá độ cứng của vật liệu gia công khoảng HRC 20.
Thông thường, trị số của vật liệu dụng cụ cắt phải đạt HRC 58 trở lên. Tuy nhiên việc tăng độ cứng kéo theo sự tăng độ dòn.
Vì vậy các mác vật liệu dụng cụ khác nhau tương quan tối ưu xác định được độ cứng của vật liệu dụng cụ có liên quan đến độ cứng vật liệu gia công.
1.2 Độ bền cơ học
Khi cắt dụng cụ cắt chịu tải trọng rất cao. Mặt khác trong quá trình gia công có sự thay đổi liên tục của lực cắt (do hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt, do cắt không liên tục...) có trị số từ không đến trị số lớn nhất.
Vì vậy vật liệu dụng cụ cắt cần phải kết hợp độ cứng cao với khả năng chịu kéo nén tốt, có giới hạn cao của độ dai va đập và độ bền mỏi, để đảm bảo phần cắt của dụng cụ cắt ổn định ở tải trọng cao trong các điều kiện như trên mà không bị phá huỷ dòn và không bị biến dạng dẻo.
Do đó yêu cầu quan trọng thứ hai của vật liệu dụng cắt là đạt được độ bền cao.
1.3 Độ bền nhiệt (tính cứng nóng)
Độ bền nhiệt đặc trưng bởi nhiệt độ tới hạn ổn định trong quá trình cắt mà khi đó vật liệu dụng cụ cắt không thay đổi hoặc mất đi tính chất cắt của mình.
Thường xác định bởi nhiệt độ tối hạn mà tại đó độ cứng phần cắt của dụng cụ cắt không thay đổi không giảm quá một trị số cho phép ( HRC58).
Đây là một yêu cầu quan trọng của vật liệu dụng cụ cắt, bởi trong quá trình cắt, từ phôi truyền tới dụng cụ cắt một dòng nhiệt lớn do đó ở phần cắt tạo thành một trung tâm nhiệt độ cao (có thể từ 600 ÷9000C) ở nhiệt độ cao như vậy, lại chịu tải trọng lớn nhưng bề mặt tiếp xúc của dụng cụ cắt (với phôi) mất độ cứng ban đầu, bị mềm đi nhanh chóng, bị mài mòn dần đến phá hỏng dụng cụ, dụng cụ cắt sẽ không tiếp tục cắt được.
1.4. Độ bền mòn
Đặc trưng bởi khả năng giữ vững hình dạng, các thông số hình học của phần cắt dụng cụ cắt trong quá trình gia công
Bề mặt làm việc của dụng cụ cắt bề mặt mài mòn do ma sát giữa mặt trước của nó với phôi, mặt sau với bề mặt đang gia công, do chuyển động tương đối giữa chi tiết và dụng cụ cắt lớn, do nhiệt phát sinh trong quá trình cắt, và do tải trọng lớn.
Độ bền mòn của dụng cụ cắt phụ thuộc vào độ cứng, độ bền cơ học và độ bền nhiệt độ của chính nó.
1.5 Độ dẫn nhiệt (tính dẫn nhiệt)
Để tăng chất lượng dụng cụ cắt là phải nâng cao độ dẫn nhiệt của nó. Ở những vật liệu dụng cụ cắt có tính dẫn nhiệt tốt cho phép truyền nhanh dòng nhiệt từ vùng cắt ra ngoài, giảm được nhiệt cắt và tăng được độ bền mòn của dụng cụ cắt.