4. Phương pháp nghiên cứu
1.3. Các đặc trƣng cơ bản khi gia công bằng dao phay cầu
Chất lƣợng bề mặt gia công là tập hợp nhiều tính chất quan trọng của lớp bề mặt nhƣ: Hình dáng hình học lớp bề mặt (độ sóng, độ nhám...), trạng thái và tính chất cơ lý lớp bề mặt (độ cứng, chiều sâu biến cứng, ứng suất dƣ...) và phản ứng của lớp bề mặt với môi trường làm việc ( tính chống mòn, chống mỏi, chống ăn mòn hóa học, ổn định mối ghép...).
Chất lượng bề mặt chi tiết phụ thuộc vào phương pháp và điều kiện gia công cụ thể. Chất lượng bề mặt là mục tiêu chủ yếu cần đạt ở bước gia công tinh các bề mặt chi tiết.
Độ nhám bề mặt ( Độ nhấp nhô tế vi)
Khi phay, chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng bề mặt cũng nhƣ chất lƣợng nguyên công thông dụng nhất là chiều cao nhấp nhô tế vi của bề mặt gia công. Độ nhám (độ nhấp nhô tế vi) là tập hợp những lồi lõm xét trên một diện tích hẹp của bề mặt và đƣợc đánh giá bằng nhiều đại lƣợng nhƣ: Chiều cao nhấp nhô trung bình Rz , sai lệch profil trung bình cộng Ra...
28
Hình 1.7. Sơ đồ xác định độ nhấp nhô tế vi
Chiều cao nhấp nhô Rz: là trị số trung bình 5 khoảng từ 5 đỉnh cao nhất đến 5 đáy thấp nhất của nhấp nhô tế vi tính trong phmaj vi chiều dài chuẩn và đƣợc đo song song với đường kính trung bình.
Rz = (1.1)
Sai lệch profil trung bình cộng Ra: là trị số trung bình của khoảng cách (h1h2hn) từ các đỉnh trên đường nhấp nhô tế vi đến đường trung bình của nó (m)
Ra = ∑ hi /n với i=1,n (1.2)
Độ nhám bề mặt là một trong các chỉ tiêu quan trọng nhất dùng để đánh giá chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công, qua đó đánh giá chất lƣợng nguyên công. Độ nhám có ảnh hưởng lớn đến tính chống mòn, độ bền mỏi, tính chống ăn mòn hóa học và độ chính xác mối lắp ghép của chi tiết gia công.
Do đó, xây dựng đƣợc các mô hình độ nhám bề mặt của quá trình phay chính là xây dựng các điều kiện ràng buộc về chất lƣợng bề mặt chi tiết gia công nhằm xây dựng cơ sở giải bài toán tối ƣu hóa khi phay.
1.3.2. Lƣợng mòn dao 1.3.2.1. Sự mài mòn dao
Trong quá trình phay phoi trƣợt lên mặt của dao và mặt sau của dao khi chuyển động luôn tiếp xúc với chi tiết gia công gây nên hiện tƣợng mòn của dụng cụ cắt.
Mài mòn dụng cụ cắt là một quá trình phức tạp, xảy ra theo các hiện tƣợng lý hóa ở các bề mặt tiếp xúc phoi và chi tiết với dụng cụ gia công. Khi bị mài mòn dạng và
-h h
H1 H2
0
h1
h2 H3 h4 H4 H6
H5 H8 H7 H9
H10
hn
h(n-1)
h3 h5
29
thông số hình học phần cắt của dụng cụ thay đổi gây nên hiện tƣợng vật lý trong quá trình cắt (nhiệt cặt, lực cắt...) và ảnh hưởng xấu đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công.
+ Mài mòn theo mặt sau + Mài mòn theo mặt trước
+ Mài mòn đồng thời cả mặt trước và mặt sau.
+ Mòn tù lƣỡi cắt
Quá trình mài mòn dụng cụ cắt rất phực tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố đặc biệt là vật liệu làm dụng cụ và các thông số hình học của dao. Do đó góc độ của dao phải đƣợc lựa chọn sao cho trong quá trình làm việc dao bị mài mòn ít nhất.
1.3.2.2. Các cơ chế mòn dao a. Mài mòn dao do cào xước
Bản chất của hiện tƣợng mài mòn này là do khi cắt gọt các hạt cứng của vật liệu gia công và phoi cào xước vào mặt sau của dụng cụ cắt gây ra.
b. Mài mòn do nhiệt cắt
Khi gia công, vận tốc cắt càng cao thì nhiệt cắt càng cao. Khi nhiệt cắt đạt đến giá trị mà cấu trúc tế vi của lớp bề mặt dao thay đổi, độ bền giảm thì tại thời điểm này tốc độ mài mòn tăng lên.
c. Mài mòn do dính
Mài mòn do dính là một trong những dạng mài mòn dụng cụ thường gặp nhất. Khi cắt do áp suất và nhiệt độ cao, phoi cắt thoát ra dính vào mặt trước của dụng cụ. Trên mặt trước của dao sẽ xuất hiện những vết lồi lõm. Đây là dạng mài mòn do dính.
d. Mài mòn do khuếch tán
Khi cắt bằng dao hợp kim cứng ở tốc độ cao, khi nhiệt độ đạt mức 900-1000o C thì dao thường bị mài mòn do hiện tượng khuếch tán vật liệu dụng cụ vào vật liệu gia công.
Đây là dạng mài mòn do khuếch tán.
30 1.3.3. Tuổi bền dụng cụ
Tuổi bền dụng cụ T (phút) là thời gian làm việc liên tục của dụng cụ giữa hai lần mài sắc. Vì vậy, xác định tuổi bền T của dụng cụ là xác định thời gian làm việc liên tục của dụng cụ cắt cho đến khi chiều cao mòn theo mặt sau:
hs ≥ [hs] (1.3) Những yêu cầu về chất lƣợng chi tiết gai công, năng suất và gia thành là nhân tố cơ bản để lựa chon xác định tuổi bền và chế độ cắt thích hợp. Lựa chọn tuổi bền dụng cụ một cách thích hợp trên các máy tự động và các dây chuyefn tựu động trong sản xuất hàng loạt có ảnh hưởng quyết định đến năng suất và hiệu quả của quá trình gia công.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 Chương này đã nghiên cứu tìm hiểu các vấn đề sau:
- Tổng quan về Trung tâm phay CNC, dao phay và dạng hình học của dao phay cầu.
- Tìm hiểu công nghệ gia công trên trung tâm phay CNC và mô hình hóa quá trình cắt khi phay.
- Nghiên cứu khả năng công nghệ và lĩnh vực ứng dụng của Trung tâm gia công phay CNC.
- Các đặc trƣng cơ bản khi gia công trên Trung tâm phay CNC bằng dao phay cầu.
31