Cắt gọt kim loại(p.2)

Các kiểu phoi cắt

Các nguyên công được thực hiện trên máy tiện, máy phay, hoặc các máy công cụ tương tự, tạo ra các phoi cắt với ba kiểu cơ bản: không liên tục (Hình 27-8), liên tục (Hình 27-9), và liên tục với biên nén ép (Hình 27-10).

Kiểu 1 phoi không liên tục

Các phoi không liên tục (hình 27-8) được tạo ra khi kim loại giòn chẳng hạn gang và đồng thau cứng được cắt gọt, kể cả một số vật liệu dẻo được cắt gọt trong các điều kiện khó khăn. Khi đỉnh dụng cụ cắt tiếp xúc với kim loại (Hình 27-11A), lực nén xảy ra như có thể nhận thấy trên Hình 27-11 B và C, và phoi bắt đầu chảy dọc theo giao diện.

27.8.9.10.11

Tác dụng cắt tăng dần ứng suất trên kim loại giòn, cho đến khi đạt được ứng suất phá hủy (Hình 27-11D), phoi sẽ tách khỏi phần chưa gia công (Hình 27-11E). Chu kỳ này lập lại vô tận trong quá trình cắt gọt, với sự gãy .từng đoạn phoi xảy ra trên góc hoặc mặt phẳng cắt. Nói chung, kết quả của quá trình gãy Nên tiếp này tạo ra bề mặt nhám trên chi tiết gia công.

Sự rung động của máy hoặc dụng cụ cắt đôi khi tạo ra phoi không liên tục khi cắt kim loại dẻo.

Các điều kiện sau đây sẽ tác động tốt đến sự hình thành phoi không liên tục kiểu 1 :

  1. Vật liệu giòn.
  2. Góc ăn dao nhỏ trên dụng cụ cắt.
  3. Chiểu dày phoi lớn (lượng cắt thô).
  4. Tốc độ cắt chậm.
  5. Máy bị rung động mạnh lựii cắt gọt.

Kiểu 2 – phoi liên tục

Phoi kiểu 2 là dải xoắn liên tục được tạo ra khi sự chảy dẻo của kim loại gần sát bề mặt dụng cụ cắt không bị chậm quá mức do biên tích tụ hoặc ma sát ở giao diện phoi cắt – dụng cụ cắt. Phoi dải liên tục được coi là lý tưởng đối với tác động cắt hiệu quả do có độ bóng bề mặt gia công tốt hơn.

Khi cắt vật liệu dẻo, sự chảy dẻo trong kim loại xảy ra do kim loại bị biến dạng trượt trên nhiều mặt phẳng trượt tinh thể. Như trường hợp phoi kiểu I, ở đây sự gãy phoi cắt không xảy ra do bản chất dẻo dai của kim loại.

Trên Hình 27-9, cấu trúc tinh thể của kim loại dẻo bị kéo dài khi bị nén hởi tác động của dụng cụ cắt và khi phoi tách khỏi kim loại. Quá trình hình thành phoi xảy ra trong một mặt phẳng kéo dài từ dụng cụ cắt đến bề mặt chi tiết chưa được gia công. Vùng xảy ra biến dạng dẻo của cấu trúc tinh thể được gọi là vùng cắt (được minh họa trên Hình 27-12). Góc tách phoi khỏi kim loại được gọi là mặt phẳng cắt hoặc góc cắt.

Cơ học hình thành phoi có thể hiểu được dễ dàng với sơ đồ minh họa trên Hình 27-12. Khi tác động cắt phát triển, kim loại ngay ở đầu dụng cụ cắt bị nén ép, với sự biến dạng (sự kéo dài) của cấu trúc tinh thể. Sự biến dạng (kéo dài) này không xảy ra theo chiều cắt. Khi quá trình nén ép và kéo dài tiếp tục, vật liệu phía trên cạnh cắt bị ép dọc theo giao diện phoi cắt dụng cụ cắt ra xa bề mặt chi tiết.

27.12

Thép kết cấu nói chung tạo ra phoi Nên tục (không bị gãy) không có hoặc có ít biên tích tụ khi được gia công với dụng cụ cắt bằng hợp kim cứng (carbides) hoặc thép gió (thép dụng cụ cắt gọt tốc độ cao) và dung dịch cắt gọt (Hình 27-13).

Để giảm trở lực xảy ra khi phôi bị nén ép trượt dọc theo giao diện phoi cắt dụng cụ cắt, góc thoát phoi thích hợp được mài trên dụng cụ cắt, và dung dịch cắt gọt được dùng trong quá trình cắt. Các đặc tính này cho phép phoi bị nén ép chạy tương đối tự do dọc theo giao diện phoi cắt dụng cụ cắt. Một lớp sáng ở mặt lưng của phoi cắt kiểu liên tục cho thấy các điều kiện cắt lý tưởng với trở lực thoát phoi tương đối nhỏ.

27.13

Các điều kiện thuận lợi cho sự tạo phoi kiểu II bao gồm:

  1. Vật liệu dẻo dai được gia công.
  2. Chiều dày phoi nhỏ (lượng cắt tương đối nhỏ).
  3. Góc cắt sắc.
  4. Tốc độ cắt cao.
  5. Dụng cụ cắt và chi tiết được giữ đủ nguội bằng cách dùng dung dịch làm nguội.
  6. Góc thoát phoi lớn trên dụng cụ cắt.
  7. Trở lực thoát phoi tối thiểu do:
  8. Độ bóng cao trên mặt dụng cụ cắt.
  9. Sử dụng dung dịch cắt để tránh sự hình thành biên tích tụ.
  10. Sử dụng vật liệu dụng cụ cắt, chẳng hạn carbides, có hệ số ma sát thấp.
  11. Do sử dụng vật liệu dễ gia công (được hợp kim hóa.bằng Pb, s, p. . .)

Kiểu 3 phoi liên tục với biên tích tụ

Thép kết cấu carbon thấp và nhiều thép hợp kim carbon cao, khi cắt gọt ở tốc độ thấp với dụng cụ cắt bằng thép gió và không sử dụng dung dịch cắt gọt, thường tạo ra phoi kiểu liên tục với biên tích tụ (Hình 27-10).

Kim loại ở đầu dụng cụ cắt bị nén ép và tạo thành phoi, bắt đầu chạy dọc theo giao diện phoi cắt – dụng cụ cắt (Hình 27-14). Do tác động của nhiệt độ cao, áp suất cao, và ma sát cao đối với sự thoát phoi dọc theo giao diện phoi cắt – dụng cụ cắt, các hạt kim loại nhỏ bắt đầu dính vào cạnh dụng cụ cắt trong khi tách phoi. Khi quá trình cắt tiếp tục, nhiều hạt kim loại dính vào dụng cụ cắt và tích tụ lại, ảnh hưởng đến tác động cắt. Biên tích tụ bị nén ép tăng dần về kích cỡ và trở nên không ổn định. Các phần phoi gãy bị dính vào phoi và chi tiết gia công (Hình 27-15). Sự tích tụ và gãy dần của biên tích tụ xảy ra nhanh trong tác động cắt và phủ lên bề mặt được gia công với các mảnh tích tụ thường được nhận biết bằng bề mặt thô nhám. Các mảnh này dính vào bề mặt đã gia công làm giảm độ bóng bề mặt.

27.1427.15

Phoi liên tục với biên tích tụ là nguyên nhân chinh gây ra độ nhám bề mặt và làm giảm tuổi bền dụng cụ cắt. Khi dụng cụ cắt bắt đầu bị cùn sẽ đè lên bề mặt gia công, gây ra sự biến cứng. Kiểu phoi này ảnh hưởng đến tuổi bền dụng cụ cắt theo hai cách:

  1. Các mảnh biên nén ép bào mòn thân dụng cụ cắt khi thoát ra cùng với phoi.
  2. Tác động gãy lẹo dao xảy ra ở khoảng cách ngắn tính tử cạnh cắt gọt nơi phoi tiếp xúc với mặt dung cu cắt. Khi tác động này tiếp tục, sẽ tiến gán đến lưỡi cát và có thể gây mẻ lưỡi cát.

Câu hỏi ôn tập

  1. Hãy giải thích lý thuyết sơ khai về điều xảy ra trong quá trình cắt gọt.
  2. Tại sao cần phải nghiên cứu sâu về cắt gọt kim loại?
  3. Hãy giải thích lý thuyết mới về quá trình cắt gọt kim loại.

Thuật ngữ kỹ thuật về cắt gọt kim loại

  1. Hãy định nghĩa các thuật ngữ cắt gọt kim loại sau đây:

a)         Biên tích tụ.

b)         Giao diện phoi cắt-dụng cụ cắt.

c)         Biên dạng dẻo.

d)         Góc hoặc mặt phẳng cắt.

Sự chảy dẻo kim loại

  1. Tại sao cần phải nghiên cứu để xác định sự chảy dẻo trong kim loại?
  2. Trình bày ngắn gọn những điều xảy ra khi ép.

a)         Mũi đột phẳng.

b)         Mũi đột hẹp.

c)         Mũi đột kiểu lưỡi dao.

Vào khôi vật liệu quang đàn hồi

  1. Trình bày hai quá trình cơ bản trong cắt gọt kim loại.

Sự tạo phoi

  1. Hãy trình bày tóm tắt sự tạo thành các kiểu phoi sau đây:

a)         Phoi không liên tục.

b)         Phoi liên tục.

c)         Phoi liên tục với biên tích tụ.

  1. Kiểu phoi nào là tốt nhất? Lý do?
  2. Các điều kiện để tạo thành phoi kiểu n?
  3. Giải thích sự hình thành biên tích tụ và trình bày ảnh hưởng của biên đó đối với tuổi bền dụng cụ cắt.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *