Giả sử tổng hợp lực tác dụng lên lưỡi cắt dao khoan được đặt tại điểm A. Phần tổng hợp này theo 3 phương vuông góc với nhau (hình vẽ) ta được các thành phần lực cắt tác dụng lên mỗi lưỡi cắt.
Lực cắt Pz tạo ra mômen xoắn Mx, mômen này bị trục chính của máy vượt qua. Các lực Py tác dụng theo phương hướng kính và triệt tiêu lẫn nhau. Lực Px này cùng với lực Pn tác dụng lên lưỡi cắt ngang tạo ra lực hướng trục hay còn gọi là lực chạy dao P bị cơ cấu chạy dao của máy vượt qua. Kết quả là dao khoan chịu tác dụng của mô men xo ắn Mx và lực chạy dao P.
Sơ đồ lực tác dụng lên dao khoan
Mômen xoắn Mx được tạo ra do các lực phần tử tác dụng lên hai lưỡi cắt chính ab và ce, lưỡi cắt ngang bc (hình vẽ) và lực ma sát PT tác dụng lên các lưỡi dẫn hướng. Ở đây, cần nhớ rằng mômen xoắn Mx được xác định chủ yếu bởi các lực chủ yếu tác dụng lên lưỡi cắt chính.
Ta tách phần tử ở lớp cắt dọc dr
dọc theo lưỡi cắt, phần tử ở lớp cắt này chịu tác dụng của lực phần tử p dr (ở đây p là lực đơn vị).
Như ta đã biết, lực cắt đơn vị p tăng khi tiết diện lớp cắt giảm và có thể biểu thị bằng công thức:
P = Khi đó mômen phần tử
Sơ đồ tính mômen khi khoan
b c d a S /2 r dr D V d
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 48 dM = pdr r = rdr = B.S1-.rdr Hoặc Mx = 2 = BSyM = CM.SyM.DZM Tích phân lực phần tử ta được: dr = Px Hay: Px = Cp.Syp.Dzp
Các nghiên cứu thực nghiệm cũng đã được xác định được các công thức thực nghiệm, các công thức này trùng với các công thức lý thuyết. Công thức thực nghiệm có dạng:
Mx = CM.SyM.DzM.KM Px = Cp.Syp.Dzp.Kp
Ở đây: CM, Cp – các hệ số đặc trưng cho điều kiện khoan.
KM, Kp – Các hệ số tính đến điều kiện gia công khác nhau. Khi biết Mx, và Px có thể xác định được công suất cắt Nc
Nc =
Ảnh hưởng của vật liệu gia công cũng tương tự như tiện: - Đối với Mx:
Mx = C1.HBqM Hoặc Mx = C1.BqM
- Đối với Px: Px = C2.HBqp Hoặc Px = C2.Bqp
Các hệ số C1, C2 qM, qp, được xác định theo sổ tay chuyên ngành (sổ tay gia công cơ, sổ tay công nghệ chế tạo máy).
Trong thực tế khi gia công các loại vật liệu khác nhau nên chọn các góc 2 hợp lý để nâng cao tuổi bền dao.
Vật liệu gia công Góc 2 (độ)
Thép và gang 116 ÷1200
Thép chịu lửa 120 ÷1400
Nhôm 130 ÷1400
BIÊN SOẠN: CNKH. KIỀU NGỌC TRÌU Page 49
Đồng 1200
Đồng thau 1300
Chất dẻo 50 ÷600
Như vậy góc 2 nhỏ nhất được dùng để gia công vật liệu có khả năng tỏ a nhiệt kém nhất (chất dẻo). Điều này được giải thích như sau: khi góc 2 nhỏ, góc giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt ngang tăng, do đó cải thiện được điều kiện thoát nhiệt, có nghĩa là tăng tuổi bền của dụng cụ.