a. Thụng số hỡnh học của cụng cụ cắt
Qua thực nghiệm đối với phương phỏp tiện cỏc nhà khoa học đó xỏc định được hỡnh dỏng và giỏ trị của độ nhỏm bề mặt phụ thuộc vào lượng chạy dao, hỡnh dỏng của lưỡi cắt và bỏn kớnh mũi dao r. Nếu thay đổi gúc nghiờng chớnh và gúc nghiờng phụ (đặc trưng cho gúc mài) thỡ chiều cao và hỡnh dỏng của độ nhỏm sẽ thay đổi. Khi gia cụng bằng dao cú bỏn kớnh mũi dao lớn thỡ hỡnh dỏng của độ nhỏm cũng cú dạng được vờ trũn.
Trong quỏ trỡnh hỡnh thành độ nhỏm khi tiện bằng dao cú bỏn kớnh mũi dao khụng lớn và lượng chạy dao lớn thỡ độ nhỏm bề mặt khụng chỉ chịu ảnh hưởng của bỏn kớnh mũi dao mà cũn chịu ảnh hưởng của lưỡi cắt chớnh và và lưỡi cắt phụ, cú nghĩa là ảnh hưởng của cỏc gúc nghiờng chớnh và phụ. GS. Trebưsep (người Nga) đó đưa ra cụng thức biểu thị mối quan hệ giữa Rz với S, r và hmin như sau:
- Khi S > 0.15 mm/vũng thỡ: 2 8 z S R r (3.9) - Khi S < 0.1 mm/vũng thỡ : 2 min min 2 1 8 2 z h rh S R r S (3.10)
Ở đõy, chiều dày phoi kim loại hmin phụ thuộc vào bỏn kớnh mũi dao r. Nếu mài lưỡi dao cắt bằng đỏ kim cương mịn ở mặt trước và mặt sau lưỡi cắt, khi r = 10 àm thỡ hmin = 4àm. Mài dao hợp kim cứng bằng đỏ thường nếu r = 40 àm thỡ hmin ≥ 20 àm.
Cỏc thụng số gúc cắt và gúc sau cũng ảnh hưởng tới độ nhỏm bề mặt. Khi giảm gúc cắt δ thỡ điều kiện thoỏt phoi khi cắt tốt hơn, phoi sẽ ớt bị biến dạng hơn do đú làm cho chiều cao nhấp nhụ khi cắt giảm đi. Tăng gúc sau α của dao thỡ độ nhấp nhụ bề mặt giảm vỡ diện tớch tiếp xỳc giữa dao và chi tiết giảm, do đú ma sỏt giảm.
49
b. Ảnh hưởng của vận tốc cắt
Vận tốc cắt cú ảnh hưởng rất lớn đế độ nhỏm bề mặt. Nhiều kết quả nghiờn cứu thực nghiệm đó cho thấy tương quan giữa vận tốc cắt với độ nhấp nhụ bề mặt là hàm phi tuyến. Khi cắt thộp cacbon ở vận tốc cắt thấp, nhiệt cắt khụng cao, phoi kim loại tỏch dễ, biến dạng của lớp kim loại khụng nhiều, vỡ vậy độ nhỏm bề mặt thấp. Khi tăng vận tốc cắt lờn khoảng 15ữ20 m/phỳt thỡ nhiệt cắt và lực cắt đều tăng gõy ra biến dạng dẻo mạnh, ở mặt trước và mặt sau của dao kim loại bị chảy dẻo. Khi lớp kim loại bị nộn chặt ở mặt trước dao và nhiệt độ cao làm tăng hệ số ma sỏt ở vựng cắt sẽ hỡnh thành lẹo dao. Đú là lớ do một ớt kim loại bị chảy và bỏm vào mặt trước và một phần mặt sau của dao.Về cấu trỳc thỡ lẹo dao là hạt kim loại rất cứng, nhiệt độ núng chảy lờn tới khoảng 30000C, bỏm rất chắc vào mặt trước và một phần mặt sau của dao. Lẹo dao làm tăng độ nhỏm bề mặt gia cụng. Nếu tiếp tục tăng vận tốc cắt, lẹo dao bị nung núng nhanh hơn, vựng kim loại biến dạng bị phỏ hủy, lực dớnh của lẹo dao khụng thắng nổi lực ma sỏt của dũng phoi và lẹo dao bị cuốn đi. Lẹo dao biến mất ứng với vận tốc cắt khoảng 30ữ60 m/phỳt. Với vận tốc cắt lớn hơn 60 m/phỳt thỡ lẹo dao khụng hỡnh thành đựợc, nờn độ nhỏm bề mặt gia cụng giảm (độ nhẵn búng bề mặt tăng).
Khi gia cụng kim loại giũn (gang) cỏc mảnh kim loại bị trượt và vỡ ra khụng theo thứ tự do đú làm tăng độ nhấp nhụ (độ nhỏm) bề mặt. Tăng vận tốc cắt sẽ giảm được hiện tượng vỡ vụn của kim loại và như vậy làm giảm độ nhấp nhụ bề mặt.
c. Ảnh hưởng của lượng chạy dao
Lượng chạy dao S ngoài ảnh hưởng mang tớnh chất hỡnh học như đó núi ở trờn, cũn cú ảnh hưởng lớn đến mức độ biến dạng dẻo và biến dạng dàn hồi ở bề mặt gia cụng, làm cho độ nhỏm thay đổi . Nhiều cụng trỡnh nghiờn cứu cũng cho thấy quan hệ giữa độ chạy dao S và chiều cao nhấp nhụ tế vi (độ nhỏm bề mặt ) Rz khi gia cụng thộp cacbon là hàm phi tuyến.
50
Khi gia cụng với lượng chạy dao S = 0.02ữ0.15 (mm/vũng) thỡ bề mặt gia cụng cú độ nhấp nhụ tế vi giảm. Nếu gia cụng với S < 0.02 (mm/vũng) thỡ độ nhấp nhụ sẽ tăng lờn (độ nhẵn búng giảm xuống) vỡ ảnh hưởng của biến dạng dẻo lớn hơn ảnh hưởng của cỏc yếu tố hỡnh học. Nếu lượng chạy dao S > 0.15 (mm/vũng) thỡ biến dạng đàn hồi sẽ ảnh hưởng đến sự hỡnh thành cỏc nhấp nhụ tế vi, kết hợp với ảnh hưởng của cỏc yếu tố hỡnh học, làm cho độ nhỏm bề mặt tăng lờn. Nhiều nghiờn cứu cũng khuyến nghị: để đảm bảo độ nhẵn búng của bề mặt và năng suất gia cụng nờn chọn giỏ trị chạy dao S trong khoảng từ 0.05 đến 0.12 mm/vũng đối với thộp cacbon.
d. Ảnh hưởng của chiều sõu cắt
Chiều sõu cắt t nhỡn chung khụng cú ảnh hưởng đỏng kể đến độ nhỏm bề mặt [15]. Tuy nhiờn nếu chiều sõu cắt quỏ lớn thỡ rung động trong quỏ trỡnh cắt tăng, do đú độ nhỏm cú thể tăng. Ngược lại, chiều sõu cắt quỏ nhỏ sẽ làm cho dao bị trượt trờn bề mặt gia cụng và xảy ra hiện tượng cắt khụng liờn tục, do đú độ nhỏm bề mặt lại tăng. Hiện tượng gõy trượt dao thường ứng với giỏ trị của chiều sõu cắt trong khoảng 0.02ữ0.03 mm.
e. Ảnh hưởng của vật liệu gia cụng
Vật liệu gia cụng ảnh hưởng đến độ nhỏm bề mặt (độ nhấp nhụ tế vi) chủ yếu là do khả năng biến dạng dẻo. Vật liệu dẻo và dai (thộp ớt cacbon) dễ biến dạng dẻo sẽ làm cho độ nhỏm bề mặt tăng hơn so với vật liệu cứng và giũn. Để đạt được độ nhỏm bề mặt thấp (độ nhẵn búng bề nặt cao) người ta thường tiến hành thường húa thộp cacbon ở nhiệt độ 850ữ8700C trước khi cắt gọt. Độ cứng của vật liệu gia cụng tăng thỡ chiều cao nhấp nhụ tế vi giảm và hạn chế của ảnh hưởng của tốc độ cắt tới chiều cao nhấp nhụ tế vi. Khi độ cứng của vật liệu gia cụng đạt tới giỏ trị HB = 5000N/mm2 thỡ ảnh hưởng của tốc độ cắt tới chiều cao nhấp nhụ tế vi (Rz) hầu như khụng cũn. Mặt khỏc, giảm tớnh dẻo của vật liệu gia cụng bằng biến cứng bề mặt cũng làm giảm chiều cao nhấp nhụ tế vi.
51
f. Ảnh hưởng của rung động của hệ thống cụng nghệ
Quỏ trỡnh rung động trong hệ thống cụng nghệ tạo ra chuyển động tương đối cú chu kỡ giữa dụng cụ cắt và chi tiết gia cụng, làm thay đổi điều kiện ma sỏt, gõy nờn độ súng nhấp nhụ tế vi trờn bề mặt gia cụng. Sai lệch của cỏc bộ phận mỏy làm cho chuyển động mỏy khụng ổn định, hệ thống cụng nghệ sẽ cho dao động cưỡng bức, nghĩa là cỏc bộ phận mỏy khi làm việc sẽ cú rung động với tần số khỏc nhau, gõy ra súng dọc và súng ngang trờn bề mặt gia cụng với bước súng khỏc nhau. Khi hệ thống cụng nghệ cú độ rung động, độ súng và độ nhấp nhụ tế vi dọc tăng nếu lực cắt tăng, chiều sõu cắt lớn và tốc độ cao, vớ dụ, khi mài.
Tỡnh trạng của mỏy cú ảnh hưởng lớn đến độ nhỏm bề mặt gia cụng. Muốn đạt độ nhỏm bề mặt gia cụng thấp trước hết phải đảm bảo cú đủ độ cứng vững cần thiết.
Độ nhỏm của bề mặt gia cụng cũn phụ thuộc vào độ cứng vững của chi tiết khi kẹp chặt. Vớ dụ, khi kẹp chi tiết gia cụng dạng trục một đầu (kẹp cụngxụn), độ nhỏm bề mặt tăng dần từ đầu được kẹp chặt sang đầu khụng được kẹp chặt. Khi chi tiết gia cụng được chống tõm hai đầu thỡ độ nhỏm bề mặt tăng dần từ hai đầu tới tõm của chi tiết (nếu tỉ lệ giữa chiều dài l và đường kớnh d phụi 1/d ≤ 15).