3.4.2.1. Ảnh hưởng các yếu tố thuộc về phôi (gỗ)
Các kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng loại gỗ đến chất lượng gia công [5, 9, 14, 27, 30, 31, 38] cho thấy, thường tỷ trọng gỗ càng lớn thì công suất tiêu hao càng lớn tức là lực cắt càng lớn, chất lượng bề mặt gia công cũng càng tốt khi tỷ trọng gỗ càng tăng.
Trong xẻ gỗ bằng cưa đĩa, quá trình cắt gọt là cắt kín. Khi độ ẩm của gỗ thay đổi kéo theo sự thay đổi về tính chất cơ lý nên hiện tượng đàn hồi của gỗ sẽ thay đổi. Kết quả của hiện tượng này làm tăng áp lực lên mặt cắt, nhất là mặt bên của công cụ, làm thay đổi lực cắt. Vì vậy nếu ở cùng một chế độ gia công sự thay đổi độ ẩm gỗ sẽ ảnh hưởng tới chất lượng của sản phẩm.
3.4.2.2. Ảnh hưởng các yếu tố thuộc về dao cắt
Trong cắt gọt gỗ, công cụ cắt ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng gia công. Ngoài sự ổn định của lưỡi cưa, lưỡi cắt cần đảm bảo các thông số góc, độ tù, độ mở cưa sao cho phù hợp với quá trình gia công như vậy sẽ làm giảm công suất cắt và tăng chất lượng sản phẩm gia công.
- Lượng nhô của lưỡi cưa khỏi chiều cao mạch xẻ: lượng nhô của lưỡi cưa thay đổi làm cho góc gặp thớ, lực và chất lượng sản phẩm gia công thay đổi.
- Đường kính lưỡi cưa: khi thay đổi đường kính lưỡi cưa làm thay đổi khoảng cách tiếp xúc giữa gỗ và cưa do đó kích thước phoi, góc gặp thớ động học và chất lượng sản phẩm gia công thay đổi.
- Ảnh hưởng của góc trước γ : trong quá trình cắt gọt, phoi bám vào mặt trước răng cưa, chất vào bầu cưa và bị nén chặt vào đó. Diện tích hầu cưa quyết định bởi bước răng (t), chiều cao răng cưa (h), hay chiều sâu hầu cưa và độ lớn góc trước. Khi t và h không đổi nếu góc trước lớn thì hầu cưa lớn và ngược lại, khi xẻ các loại gỗ khác nhau thì diện tích hầu cưa khác nhau. Góc trước của răng cưa nhỏ dẫn đến răng cưa cứng vững nhưng diện tích hầu cưa
nhỏ, lượng chứa mùn cưa ít và lực cắt lớn. Góc trước lớn, răng cưa sắc, rễ cắt gọt, diện tích hầu cưa lớn lượng chứa mùn cưa nhiều, đễ thoát phoi trong quá trình làm việc, nhưng răng cưa rễ bị gãy.
- Ảnh hưởng của góc sau α: Gỗ là loại vật liệu đàn hồi, vì vậy sau khi mũi cắt nén ( dao cắt gọt ) nó đàn hồi trở lại và tác dụng lên mặt sau của dao cắt. Nếu góc ỏ bé thì lực ma sát xuất hiện lớn và lực cắt càng lớn và ngược lại nếu góc sau lớn thì lực ma sát xuất hiện càng nhỏ và lực cắt càng nhỏ, điều đó làm độ cứng vững của dao cắt kém và rễ bị gãy.
- Ảnh hưởng của góc trước γ, góc cắt δ, góc mài β: ba góc này có quan hệ mật thiết với nhau, do vậy góc trước và góc sau quá lớn hoặc quá nhỏ đều ảnh hưởng đến góc mài. Góc mài của răng cưa lớn thì độ cứng vững của răng cưa cao, lực cắt gọt lớn làm năng suất, chất lượng sản phẩm giảm. Nếu góc mài thích hợp với từng loại gỗ tương ứng thì năng suất và chất lượng sản phẩm gia công tăng.
Độ tù của mũi cắt : Lực tác dụng lên mũi cắt phụ thuộc vào độ tù
của nó. Nếu độ tù càng tăng thì lực cắt và chất lượng gia công giảm, ngược lại nếu độ tù giảm thì lực cắt càng giảm và chất lượng gia công càng tăng.
3.4.2.3. Ảnh hưởng các yếu tố thuộc mối tương quan giữa dao với gỗ và các yếu tố thuộc chế độ gia công
- Góc gặp thớ: đối với chất lượng gia công bề mặt, góc gặp cũng có ảnh hưởng rất lớn. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng chất lượng gia công giảm dần khi tăng θ = 0 đến θ= 20° và xấu nhất trong khoảng θ= 25°35°. Sau đó chất lượng lại được nâng cao dần, khi tăng θ từ 35° 90°. Đường biểu diễn mối liên hệ này giữa Hmax với góc gặp thớ θ có dạng hình sin.
- Tốc độ cắt v: tốc độ cắt là một trong những yếu tố quan trọng của quá trình cắt gọt. Tốc độ cắt cao, tạo điều kiện tăng tốc độ ăn dao, nâng cao năng suất. Khi tăng tốc độ cắt tức là tăng tốc độ phá huỷ mối liên kết giữa các phần tử gỗ. Khi quá trình cắt gọt xảy ra nhanh hơn sự biến dạng của các phần tử gỗ,
thì lúc đó các phần tử tiếp cận giữa dao với gỗ không kịp biến dạng, tạo điều kiện nâng cao chất lượng gia công. Theo [9,13], để tạo ra bề mặt sản phẩm có độ nhẵn theo yêu cầu khi gia công trên máy cưa đĩa thì tốc độ cắt v =2040 m/s.
- Chiều dày phoi h: về độ nhẵn bề mặt cắt, chiều dày phoi ảnh hưởng rất lớn và có tính chất quyết định độ nhấp nhô của bề mặt gỗ. Mối liên hệ đó có thể biểu thị bằng công thức sau:
Hmax = A + B. htb , (3.21) trong đó: Hmax - độ nhấp nhô của bề mặt gia công; A, B - hệ số; htb - chiều dày phoi trung bình.
Sản phẩm của quá trình này gia công là các thanh gỗ có kích thước được xác định theo yêu cầu sử dụng, nên chiều dày phoi là cố định.
- Tốc độ đẩy gỗ u, (tốc độ ăn dao): xu hướng hiện nay là tạo mọi điều kiện để nâng cao tốc độ đẩy. Song nâng cao tốc độ đẩy, chất lượng bề mặt gia công lại giảm, công suất máy sẽ tăng, lực cắt gọt tăng [9, 29, 30, 35, 36, 38].
Vì vậy việc chọn tốc độ đẩy thích hợp cho một đối tượng gia công cụ thể ở trên một máy nào đấy, có ý nghĩa rất lớn. Hiện nay tốc độ đẩy gỗ được xác định theo mấy căn cứ chủ yếu sau đây: theo yêu cầu độ nhẵn bề mặt (chất lượng gia công), theo công suất động cơ điện, theo khả năng cắt gọt của công cụ, theo độ bền vững của máy hoặc các bộ phận của nó.
Tốc độ đẩy cũng thường được xác định theo chất lượng gia công. Khi gia công các chi tiết, thường có yêu cầu trước về chất lượng (cả về độ nhẵn bề mặt gia công cả về độ chính xác). Vậy tốc độ đẩy phải giới hạn trong khoảng nào đấy, để đảm bảo chất lượng theo yêu cầu. Nói cách khác chúng ta có thể xác định tốc độ thích hợp theo độ nhẵn bề mặt, theo độ chính xác gia công.
Tóm lại: Dựa vào đặc tính của máy cưa đĩa LW-14 ta thấy rằng các chỉ tiêu để đánh giá về chất lượng và hiệu quả của máy như chi phí năng lượng riêng và chất lượng sản phẩm có thể tính toán được theo các công thức lý
thuyết. Song các công thức này chưa biểu diễn cụ thể, tường minh tương quan giữa chúng với các tham số của máy. Ta chỉ có thể tính được giá trị của chi phí năng lượng riêng và chất lượng sản phẩm trong từng điều kiện cụ thể với các số liệu cho trước của các tham số đã nêu. Việc tính toán này cũng khá phức tạp vì chúng được xác định thông qua nhiều đại lượng trung gian. Nghĩa là theo các công thức lý thuyết, ta rất khó, hoặc không thể đánh giá được cụ thể mức độ ảnh hưởng giữa các tham số của thiết bị đến các chỉ tiêu cần xem xét. Do đó không thể tìm ra được phương án sử dụng chúng một cách có lợi nhất.
Để thực hiện được mục đích của đề tài đặt ra, ta chỉ còn cách tìm quan hệ giữa chúng theo phương pháp thực nghiệm. Cụ thể là chúng tôi khảo nghiệm gia công trên máy cưa đĩa LW-14 để xác định mức độ ảnh hưởng của một số yếu tố chính đến chi phí năng lượng riêng và chất lượng sản phẩm theo hai bước: Khảo nghiệm đơn yếu tố để rút ra số liệu làm cơ sở cho việc tiến hành khảo nghiệm đa yếu tố.