Mục tiêu:
- Phân tích được các nhân tố ảnh hưởng đến lực cắt; - Hứng thú trong học tập.
a. Ảnh hưởng của vật liệu gia cơng đến lực cắt.
Khi cắt phoi, kim loại bị biến dạng mạnh, lực cắt chịu ảnh hưởng của lực ma sát của phoi và vật liệu gia cơng với mặt trước của dao. Tuy nhiên cần biết rằng, trong quá trình gia cơng thì kim loại trong vùng cắt bị nung nĩng mạnh. Điều này cĩ nghĩa là tính chất của kim loại khác xa tính chất của nĩ ở trạng thái tĩnh (trạng thánh khơng gia cơng). Vì vậy khơng thể cĩ cơng thức tính chính xác để tính tốn ảnh hưởng của các tính chất của vật liệu gia cơng như độ bền kéo
B, độ cứng HB và một số tình chất cơ lý khác tới lực cắt PZ. Trong thực tế để
tính lực cắt PZ phụ thuộc vào B và HB cĩ thể dùng các cơng thức sau đây:
PZ = cvB PZ = cv HB
b. Ảnh hưởng của vật liệu dao đến lực cắt.
Ảnh hưởng này tồn tại là do lực ma sát giữa vật liệu gia cơng và vật liệu dao. Đối với các nhĩm dụng cụ cắt như: thép giĩ, hợp kim cứng vơnphram – cơban hệ số ma sát và sự co rút phoi khơng khác nhau, do đĩ lực cắt Pz khơng thay đổi.
Khi gia cơng bằng dụng cụ hợp kim cứng vơnphram – titan – cơban, lực cắt Pz giảm nhẹ khi thành phần cacbit titan (TiC) tăng. Để so sánh, cĩ thể lấy ví dụ như sau: nếu gia cơng bằng dụng cụ thép giĩ, lực cắt Pz = 1 thì khi gia cơng bằng hợp kim cứng nhĩm BK: lực Pz = 1, cịn nhĩm TK: lực Pz = 0,9 ÷ 0,95.
của lực cắt vào tốc độ cắt
Lực cắt đơn vị p cũng phụ thuộc vào vật liệu dao theo mức độ khác nhau. Ta thấy, cùng một tốc độ cắt nhưng lực cắt đơn vị khi gia cơng bằng dao thép giĩ P18 lớn hơn lực cắt đơn vị khi gia cơng bằng dao hợp kim cứng T5K10 và T48.
c. Ảnh hưởng của tốc độ cắt đến lực cắt.
Trước đây người ta cho rằng tốc độ cắt hầu như khơng ảnh hưởng đến lực cắt. Quan điểm này được giải thích rằng các thí nghiệm được tiến hành trong phạm vi hẹp của sự thanh đổi tốc độ và sử dụng các lực kế cĩ độ nhạnh cảm thấp. Tuy nhiên về sau này người ta đã chứng minh được sự phụ thuộc của lực cắt Pz và tốc độ trong phạm vi biến đổi rộng, để giải thích quan hệ phụ thuộc này người ta làm thí nghiệm cắt thép 40X với tốc độ cắt biến đổi trong phạm vi lớn.
Trong vùng biến đổi của tốc độ cắt, khi co rút phoi giảm thì lực cắt cũng giảm và ngược lại. Tuy nhiên hiện tượng này khơng trùng lặp ngẫu nhiên mà tuân theo quy luật, bởi vi khi tăng tốc độ cắt, lực cắt thay đổi như hệ số cĩ rút phoi. Hệ số co rút phoi tăng chứng tỏ gĩc trượt 1 giảm và diện tích bề mặt trượt tăng. Trong trường hợp này, mức độ biến dạng của kim loại, cĩ nghĩa là tăng ứng suất mà ở đĩ sảy ra hiện tượng trượt làm cho lực cắt Pz tăng. Ngồi ra, lực cắt và hệ số co rút phoi cịn phụ thuộc vào hệ số ma sát khi lớp cắt biến dạng. Đường cong phụ thuộc Pz = f(v) cĩ chỗ lồi, chỗ lõm được giải thích là do xuất hiện lẹo dao ở mặt trước của dụng cụ. Điểm tiêu cực trên đường cong Pz = f(v) tương ứng với lẹo dao lớn nhất.Khi tốc độ cắt nhỏ, lẹo dao khơng xuất hiện, do đĩ lực cắt nhỏ. Trong vùng tốc độ cắt, nơi mà lẹo dao lớn nhất, lực cắt và độ co rút phoi giảm, bởi vi khi lẹo dao tăng thì gĩc trước tăng. Khi tốc độ cắt tiếp tục tăng, chiều cao lẹo dao và gĩc trước giảm, do đĩ hệ số co rút phoi và lực cắt
tăng. Khi tốc độ cắt tăng cao, nhiệt độ cắt tăng mạnh làm cho hệ số ma sát giảm, do lực cắt Pz giảm.
d. Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt.
Nhiều nghiên cứu cho thấy sử dụng dung dịch trơn nguội cho phép giảm lực cắt xuống 30% khi cắt băng tarơ.
Mức độ thay đổi lực cắt khơng chỉ phụ thuộc vào dung dịch trơn nguội mà con phụ thuộc vào vật liệu gia cơng, chiều dày cắt, các gĩc của dao và tốc độ cắt.
Khi sử dụng dung dịch trơn nguội thì lực cắt phải giảm càng rõ nét nếu vật liệu gia cơng càng cĩ độ dẻo cao. Điều này được giải thích như sau: Trong trường hợp này, lực ma sát giữa phoi và dao tăng do đĩ hiệu quả sử dụng dung dịch trơn nguội càng phải cao.
Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu lại khuyên khơng nên sử dụng dung dịch trơn nguội khi gia cơng với tốc độ cắt lớn. Ví dụ như khi gia cơng thép 10 với tốc độ cắt cao và dùng dung dịch trơn nguội emynxi, lực cắt Pz lớn hơn chút ít so với trường hợp gia cơng khơng cĩ dung dịch trơn nguội.
Mặc dù cĩ những lời khuyên trên, nhưng trong thực tế sử dung dung dịch trơn nguội trong mọi trường hợp vẫn cĩ ưu điểm bởi vì khi cĩ dung dịch trơn nguội, dụng cụ cắt làm việc êm hơn, tuổi bền của chúng cũng cao hơn, ngồi ra, độ chính xác và độ bĩng bề mặt cũng được cải thiện đáng kể.
CÂU HỎI ƠN TẬP
1. Trình bày cách phân tích lực (trường hợp tiện ngồi)?
2. Cách tính cơng suất cắt, lượng chạy dao theo sức bền thân dao, sức bền cơ cấu máy?
3. Các nhân tố ảnh hưởng đến lực cắt?
CHƯƠNG 5: NHIỆT CẮT VÀ SỰ MỊN DAO Mã chương MH18-05 Mã chương MH18-05
Giới thiệu:
Nội dung của chương giới thiệu về nhiệt cắt khi tiện và sự mịn dao trong quá trình cắt, để từ đĩ vận dụng trong quá trình gia cơng.
Mục tiêu:
- Giải thích được nguồn gốc của sự phân bố nhiệt.
- Trình bày được các giai đoạn mịn dao, các tiêu chuẩn mịn dao. - Giải thích được các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt.
- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập.
1. Nhiệt cắt.
Mục tiêu:
- Trình bày được nguồn gốc phát sinh nhiệt và sự phân bố nhiệt cắt; - Phân tích các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt cắt khi gia cơng kim loại; - Tích cực, tự giác trong học tập.
1.1. Nguồn gốc phát sinh và phân bố nhiệt.
Hình 5.1: Các trường hợp phát sinh nhiệt
Trong quá trình cắt gọt kim loại cĩ sự chuyển hĩa cơng sang nhiệt cơng do máy cung cấp để:
+ Gây biến dạng dẻo trong lớp cắt.
+ Thắng lực ma sát trên mặt thốt và mặt sát dao. Đĩ chính là nguồn gốc sinh ra nhiệt cắt.
1.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến nhiệt cắt.
- Vật gia cơng.
Chủ yếu ảnh hướng đến độ bền và tính dẫn nhiệt của kim loại. Thơng thường kim loại dẫn nhiệt kém khi σB tăng, lực cản lớn dần đến Qtc tăng, do đĩ Qd giảm.