Hình dạng và cấu trúc của phoi nói lên sự biến dạng phoi khi cắt. Mô hình hình thành phoi phụ thuộc vào vật liệu phôi, thông số hình học dụng cụ cắt và điều kiện cắt. Phoi ngắn và ở dạng tách rời chính là dạng mong muốn khi cắt vật liệu.
Nhiều nghiên cứu đã phân tích sự hình thành phoi để xác định điều kiện cắt tối ƣu để cải thiện quá trình cắt và tính gia công của vật liệu. Xie và cộng sự (1996) đã phát triển một hệ số xác định sự tách phoi, gọi là thông số định vị dòng
. Một số thử nghiệm đã đƣợc thực hiện trong phòng thí nghiệm để xác định đặc tính của hình dạng phoi khi gia công hợp kim nhôm. Hình 2.4 thể hiện hình thái học của phoi nhận đƣợc từ ảnh chụp trên máy SEM có quan hệ với tốc độ cắt và các hợp kim khi khoan các loại hợp kim nhôm khác nhau với lƣợng chạy dao 0.15 mm/v. Có thể thấy rằng, thậm chí với vật liệu giòn nhƣ A356-T0 và A319- T0, vẫn tạo thành phoi dây khi cắt ở vận tốc thấp. Tƣơng tự, với các loại vật liệu dẻo hơn nhƣ 6061-T6 và 7075-T6, cũng có thể tạo ra phoi vụn khi cắt ở vận tốc vừa phải.
Hình 2.4. Phoi khi khoan vật liệu dẻo
Hình 2.5 thể hiện các dạng phoi khác nhau và chiều dài (ngắn, trung bình, dài) của các loại vật liệu khác nhau. Trên hình 2.5a, vùng giới hạn giữa phoi dây và phoi vụn đƣợc phân định rõ ràng trên vật liệu 7075. Nhiều giới hạn có thể
nhận thấy rõ ràng trên hình 2.5.b cho nhiều loại hợp kim nhôm. Sự phân định giữa vùng phoi dây đến vùng phoi vụn cho mỗi vật liệu thử cũng đƣợc thể hiện. Việc phân định các giới hạn này có thể giúp cho việc lựa chọn điều kiện cắt để xuất hiện phoi vụn nhƣ mong muốn. Quá trình gia công tốt nhất là tạo ra phoi vụn, đặc biệt là trong quá trình gia công tự động, vì phoi dây dễ làm cản trở quá trình cắt.
Hình 2.5. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến dạng phoi dạng phoi
Nhƣ vậy, thấy rằng ở tốc độ cắt thấp, phoi tạo ra luôn là phoi dây với các vật liệu khác nhau. Sự giảm chiều dày phoi này không chỉ phụ thuộc vào vận tốc cắt mà còn phụ thuộc vào lƣợng chạy dao. Hình 2.5 còn thể hiện rằng chiều dài phoi không chỉ phụ thuộc vào đặc tính vật liệu nhƣ tính dẻo và tính dòn chẳng hạn, mà còn phụ thuộc vào cả điều kiện cắt nữa [20].