4. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
3.2.2. Các nhân tố ảnh hưởng đến tuổi bền của dụng cụ cắt
3.2.2.1. Ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền của dụng cụ cắt
Chế độ cắt đặc biệt là vận tốc cắt và lượng chạy dao là tác nhân ảnh hưởng mạnh nhất tới tuổi bền. Kết quả thí nghiệm của Opitz và Konig được Trent đưa ra trên hình 3.4. Với mòn mặt trước quy luật mòn tương đối đơn giản, mòn tăng chậm cho tới vận tốc cắt tới hạn mà tại đó tốc độ mòn tăng vọt. Lượng chạy dao càng lớn thì vận tốc cắt giới hạn càng nhỏ. Với mòn mặt sau tốc độ mòn cũng tăng nhanh từ vận tốc cắt và lượng chạy dao giới hạn như mòn mặt trước vì từ tốc độ này các cơ chế mòn phụ thuộc nhiệt độ quyết định tuổi bền. Tuy nhiên ở dưới dải tốc độ này tốc độ mòn mặt sau tăng, giảm liên tục vì ở đây các cơ chế mòn không phụ thuộc vào nhiệt độ.
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.4: Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến mòn mặt trước và mặt sau của dao thép gió S 12-1-4-5 dùng tiện thép AISI C1050, với t = 2mm.
Thông số hình học của dụng cụ: =80, =100, =40, =900, = 600, r=1mm, thời gian cắt T =30 phút [3].
Tuổi bền cho mỗi cặp dụng cụ và vật liệu gia công được xác định trong dải vận tốc cắt cao. Và đường cong Taylor của tuổi bền chỉ có ý nghĩa trong điều kiện cắt ở dải vận tốc cắt cao, vì khi đó tuổi bền của dụng cụ bị chi phối bởi các cơ chế mòn phụ thuộc nhiệt độ cao liên quan đến biến dạng, khuếch tán và ôxy hoá.
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.5: Tuổi bền dụng cụ tính theo thể tích phoi được bóc tách [27]
Hình 3.6: Tuổi bền dụng cụ tính bằng phút [27]
Trong tiện cứng với dao gắn mảnh CBN Dawson và Thomas đã thí nghiệm với các bộ thông số khác nhau cho trong bảng 3.1. Kết quả cho thấy rằng tuổi bền của dụng cụ tính theo khối lượng phoi bóc tách được thể hiện hình 3.5 và tính theo phút được thể hiện trên hình 3.6. Hai ông đã kết luận vận tốc cắt có ảnh hưởng mạnh hơn so với lượng chạy dao đến tuổi bền của dụng cụ. Vì thế để tăng tuổi bền của dụng cụ có thể giảm vận tốc cắt đồng thời kết
Các bộ thông số thí nghiệm T uổi bề n dụng cụ (phút) Các bộ thông số thí nghiệm T h ể tích ph oi ( cm 3 )
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
hợp tăng lượng chạy dao. Bởi năng suất cắt quan hệ tuyến tính với cả vận tốc cắt và lượng chạy dao. Khi giảm vận tốc cắt đi một nửa đồng thời tăng lượng chạy dao nên gấp đôi thì năng suất vẫn được duy trì [27].
Ảnh hưởng của vận tốc cắt và lượng chạy dao đến tuổi bền thông qua các cơ chế mòn diễn ra ở chế độ cắt đã cho phụ thuộc nhiều hay ít vào nhiệt độ. Do đó việc áp dụng công thức Taylor cần phải cân nhắc trong từng trường hợp cụ thể [3].
3.2.2.2. Ảnh hưởng của thông số hình học đến tuổi bền của dụng cụ cắt
Thông số hình học của dụng cụ cắt có ảnh hưởng rất lớn đến tuổi bền của dụng cụ đặc biệt là góc trước n. Nghiên cứu của Zhou, Walter và các đồng nghiệp [26] khi tiện cứng thép ổ lăn 100Cr6 bằng dao gắn mảnh PCBN cho thấy khi góc trước n tăng dẫn đến tăng lực cắt, đồng thời góc trước n có quan hệ với tuổi bền của dụng cụ như đồ thị hình 3.7.
Hình 3.7: Quan hệ giữa lượng mòn mặt sau và tuổi bền mảnh PCBN với góc trước n
Như vậy trong tiện cứng sử dụng dao gắn mảnh PCBN nên sử dụng dao có góc trước trong khoảng 10200, điều này sẽ có lợi là làm giảm lượng mòn của dao cũng như tăng tuổi thọ của dụng cụ
Trường ĐHKTCN Thái Nguyên Hoàng Văn Vinh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn