Động lực học quỏ trỡnh cắt nghiờn cứu nhiều vấn đề ảnh hưởng đến năng suất, chất lượng, hiệu quả của cụng nghệ cắt gọt như: sự cõn bằng năng lượng trong quỏ trỡnh cắt, lực cắt, độ ổn định quỏ trỡnh cắt,v.v…Trong luận văn chỉ đề cập đến lực cắt khi tiện và ảnh hưởng của một số yếu tố thuộc chế độ cắt đến lực cắt để làm cơ sở cho nghiờn cứu thực nghiệm.
Hệ thống lực cắt khi tiện được mụ tả như trờn hỡnh 3.6. Lực tổng hợp P được phõn tớch thành 3 thành phần tiếp tuyến, hướng kớnh và ngược với hướng chuyển động chạy dao.
- Thành phần lực Pz nằm theo hướng chuyển động chớnh (hướng vận tốc cắt), thành phần này gọi là lực tiếp tuyến, lực cắt chớnh. Giỏ trị của nú cần thiết để tớnh toỏn cụng suất chuyển động chớnh, tớnh độ bền của dao và cỏc chi tiết khỏc của mỏy.
- Thành phần lực Py tỏc dụng trong mặt phẳng nằm ngang và vuụng gúc với đường tõm chi tiết (vuụng gúc với mặt phẳng sau khi gia cụng). Thành phần này gọi là lực hướng kớnh, nú làm cong chi tiết, ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc của chi tiết gia cụng, độ cứng vững của mỏy và dụng cụ cắt.
42
- Thành phần lực Px tỏc dụng ngược hướng chạy dao, gọi là lực chiều
trục hay lực chạy dao. Biết lực này để tớnh độ bền chi tiết trong chuyển động phụ, độ bền của dao cắt và cụng suất tiờu hao của cơ cấu chạy dao.
Lực cắt tổng cộng được tớnh:
2 2 2
x y z
P P P P (3.4)
Trong trường hợp tổng quỏt cỏc lực Px, Py, Pz khụng thuần nhất. Trị số của Pz là hỡnh chiếu chớnh, xỏc định bằng lực phỏp tuyến tỏc dụng lờn mặt trước của dao. Cỏc lực Py, Px phụ thuộc vào độ lớn và hướng của lực ma sỏt. Do đú tỷ lệ giữa cỏc lực Pz, Py, Px thay đổi khi đổi vật liệu gia cụng, thụng số hỡnh học dụng cụ cắt và chế độ cắt. Nghiờn cứu ảnh hưởng của chiều sõu cắt và lượng chạy dao đến tỷ lệ Py/Pz và Px/Pz. GS.Bành Tiến Long và cỏc nhà khoa học khỏc [15] đó đưa ra cỏc đồ thị như trờn hỡnh 3.7. Kết quả cũng cho biết nếu bỏn kớnh cong lưỡi dao r = 0 thỡ tỷ lệ Py/Pz giảm cũn Px/Pz tăng cho đến chiều sõu cắt t = 2mm. Với t > 2mm thỡ việc tăng chiều sõu cắt khụng cũn ảnh hưởng tới tỷ lệ đú nữa.
a b
Hỡnh 3.7. Ảnh hưởng của chiều sõu cắt và lượng chạy dao đến cỏc tỷ lệ lực khi tiện thộp 40: a- tỷ lệ Py/Pz ; b- tỷ lệ Px/Pz
43
Gúc trước và gúc nghiờng chớnh cũng ảnh hưởng nhiều đến tỷ lệ giữa cỏc lực Pz, Py, Px . Khi giảm gúc trước và đặc biệt khi trị số gúc trước õm thỡ tỷ lệ Py/Pz và Px/Pz tăng rừ rệt. Do cú chuyển động chạy dao nờn khi thay đổi gúc nghiờng chớnh thỡ vị trớ của lưỡi cắt chớnh thay đổi, do đú ảnh hưởng đến tỷ lệ Px/Py . Tỷ lệ Px/Py được xỏc định theo biểu thức:
Px/Py = tg (φ ± ηxy ).
Trong đú gúc ηxy là hỡnh chiếu của gúc thoỏt phoi lờn mặt phẳng vuụng xy. Từ đú cú thể thấy rằng khi tăng gúc nghiờng chớnh thỡ tỷ lệ Px/Py tăng và đạt cực đại khi φ = 900. Khi φ cực đại thỡ Px cực đại cũn Py cực tiểu.