Bài giảng nguyên lý cắt gọt gỗ : Lực và hình thái phoi trong cắt gọt cơ bản part 3 ppt

2.3.2. Ứng suất và trạng thái phoi trong trong cắt dọc
Trong cắt dọc, lực cắt P
t
có xu hướng song
song với thớ gỗ. Mối liên kết các thớ gỗ theo
chiều bên nhỏ hơn mối liên kết theo chiều dọc,
do đó các thớ gỗ thường bị lực Pt làm tách phần
tử của phôi thành phoi theo chiều ngang thớ.
Dao A tác dụng lên gỗ tạo thành phoi, phoi
bị uốn, gây ra nội ứng suất và biến dạng theo
quy luật phương trình cos.
Ngoại lực Qt phải cân bằng với tổng nội
ứng suất, vậy:
x
t k //
0
Q f( ) f (x)dx
   
 
Theo định luật đàn hồi, ứng suất

k׀׀
có thể biểu thị
qua đại lượng: E - mô đun đàn hồi của gỗ; Y - độ
biến dạng của phoi; L - chiều dài phoi, theo công
thức sau:

k׀׀
= E
╫
Y

L
a. Ứng suất và biến dạng phoi
Dời Q
t
về mặt nn
0
, chúng ta được lực
Q
t
, mô men M
0
= Q
t
.L. Dời P
t
về mặt
phẳng nn
0
được mô men M
p
= P
t
.y
(hình).
Lực Pt có tác dụng nén các phần tử
phôi kể cả ở n và n
0
.
Mômen M
0

và M
p
có tác dụng uốn phoi,
tại n
0
phoi bị kéo, tại n phoi bị nén.
Lực Q'
t
làm cho các phần tử phoi xê
dịch. Song ở đây có thể bỏ qua các hiện
tượng xê dịch đó, vì mối liên kết dọc
thớ của gỗ rất lớn so với các chiều khác
và xem như nn
0
vuông góc với nf.
Hiện tượng trượt các phần tử phoi do
Q'
t
gây ra không đáng kể, mà chủ yếu là
lực Q'
t
cùng với M
0
và M
p
tách phoi với
phần còn lại của phôi theo mặt n
0
f.
Sơ đồ biến dạng trong phoi khi cắt dọc:

b. Các trường hợp tạo phoi và chất lượng gia công trong cắt dọc
(1). Trường hợp phoi thành dải, bề mặt không bị rạn nứt
Trường hợp này xảy ra khi

k׀׀
< [

kgỗ
].
(2). Trường hợp phoi thành từng vòng
xoắn, bẻ cong, không bị bẻ gãy
Các phần tử gỗ ở mặt dưới phoi bị kéo,
nhưng tại n
o
không đạt đến ứng suất tới hạn.
Mặt trên bị nén nhiều, nhưng không đạt tới
giới hạn ứng suất nén phá huỷ. Dao làm tách
mối liên hệ phần phôi dưới bề mặt cắt với
phoi, tức là giữa thành phẩm và phoi. Quá
trình này diễn ra nhanh hơn so với sự diễn
biến của hiện tượng kéo, nén trong phoi, khi
chúng chưa đạt đến giá trị ứng suất phá huỷ
gỗ, tạo thành phoi dạng xoắn vòng
(3). Trường hợp phoi bị bẻ gãy
Trường hợp này xảy ra khi trong phoi 
k׀׀
> [
kgỗ
], mặt dưới của phoi bị gãy, mặt
trên bị nén rất mạnh. Quá trình tạo phoi xảy ra theo ba giai đoạn:

- Giai đoạn một thực chất như trường hợp phoi một - phoi tạo thành dải . Song ở đây
lực tăng từ lúc bắt đầu cắt, tức là với giá trị 
k׀׀
không đến giá trị [
kgỗ
] cực đại.
- Giai đoạn hai - giai đoạn bẻ phoi:
- Giai đoạn ba, thực chất lúc này phoi đã tạo xong, dao chỉ thực hiện một bước chuyển
động của dao và chuẩn bị tạo phoi mới. Lực trong giai đoạn này không lớn, theo kết quả
thí nghiệm chỉ đạt 1/3  2/3 giá trị lực ở giai đoạn hai.
c. Qui luật biến động của ứng suất xuất hiện trong phoi
2.3.3. Lực, chất lượng và hinh thái phoi trong trong cắt ngang
a. Ứng suất và biến dạng phoi
Phần gỗ dưới mặt cắt fn
o
K chia làm
hai vùng:
Vùng fln
1
, tại n
1
bị nén do tác dụng
của lực Po và Pt.
Vùng n
o
lK ngược lại, các phần tử
gỗ bị kéo uốn.
Còn các phần tử phoi đã tạo thành
có xu hướng trượt xê dịch so với các
phần tử phoi chưa tạo thành.

b. Các trường hợp tạo phoi
(1). Trường hợp phoi có các phần tử
bị trượt: Dạng phoi này tạo thành khi
ngoại lực tạo ra trong mặt phẳng nn
0
,
τ
׀׀
> [τ
׀׀
] còn

k
< [

k gỗ
]. Đặc điểm
của dạng phoi này là bề mặt của phoi
không nhẵn, có từng lớp nhấp nhô,
các phần tử của phoi liên hệ với nhau
rất kém.
(2). Trường hợp phoi có dạng dải:
Các phần tử phoi bị xê dịch nhưng mối
liên kết giữa các phần tử đó không bị
phá huỷ. Vì vậy, phoi có dạng dải.
Dạng phoi này tạo ra khi τ
׀׀
< [τ
׀׀gỗ
],

khoảng tiếp xúc giữa các phoi và dao
gần như không đổi. ở đây, chiều dày
phoi h không thay đổi.
(3). Trường hợp phoi bị nứt ở mặt dưới.
Dạng phoi này được tạo thành khi

k
> [

k
gỗ
], còn ứng suất trượt do ngoại lực gây ra
trong phoi nhỏ hơn nhiều so với ứng suất của
gỗ. Chất lượng phoi và bề mặt gia công không
cao, mặt cắt và mặt dưới của phoi bị nứt còn
mặt trên bị nén. Tuy vậy, các mối liên kết của
các phần tử gỗ ở mặt trên không bị phá huỷ.
c. Qui luật biến động của ứng suất xuất hiện trong phoi
Lực cắt P
t
, Q
t
trong trường hợp này thay đổi theo
chu kì ứng với quá trình hình thành một phoi.
2.3.4. Lực, chất lượng và hình thái phoi khi cắt với góc  lớn
Khi  = 70°  90°, phoi bị nén rất lớn, lực St ở mặt
trước, gần vuông góc với mặt trước. lực Qt có thể
xem như bị triệt tiêu. Dạng phoi dù là ở trường hợp
cắt gọt nào cũng đều có dạng như nhau. Trong
trường hợp này phoi bị phá huỷ hoàn toàn, chất

lượng phoi kém và lực Pt rất lớn.
2.3.5. Một số dạng phoi thường gặp
Phoi dạng liên tục
1- đường cắt trượt; 2- nứt trước; 3- hướng cắt gọt
Phoi dạng bẻ gãy
1- nứt trước; 2- hướng cắt gọt
Phoi dạng bẻ gãy trong trường hợp cắt gọt thuận thớ và ngược thớ
(a) Cắt gọt thuận thớ (b) Cắt gọt ngược thớ
1- nứt trước; 2- chiều cắt gọt; 3- bề mặt gia công nhẵn bóng;
4- bề mặt gia công mấp mô; 5- chiều sắp xếp của sợi gỗ
Phoi dạng nén ép
1- cắt trượt; 2- hướng cắt gọt
Phoi dạng cắt đứt
1- cắt trượt; 2- hướng cắt gọt
Phoi dạng xé rách
1- vị trí bị xé; 2- hướng cắt gọt
Phoi dạng phức hợp
phoi ở trường hợp góc cắt  lớn
2.4. Các yếu tố ảnh hưởng tới lực và độ nhẵn bề mặt cắt
2.4.1. Các yếu tố thuộc về phôi
a. Loại gỗ.
Góc sau 10
o
Góc cắt 55
o
Độ dày cắt gọt 0,1mm
Hình: Quan hệ giữa lực cản cắt gọt và khối lượng thể tích gỗ
(a) Cắt ngang (b) Cắt dọc (c) Cắt bên