Nghiên cứu các biện pháp công nghệ nhằm nâng cao hiệu quả của quá trình khoan lỗ sâu trên vật liệu nhôm A7075

ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY



NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP CƠNG NGHỆ
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA Q TRÌNH
KHOAN LỖ SÂU TRÊN VẬT LIỆU NHƠM A7075








BÙI HỮU NAM

Thái Ngun, 2012

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />ĐẠI HỌC THÁI NGUN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP




BÙI HỮU NAM




NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP CƠNG NGHỆ
NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA Q TRÌNH
KHOAN LỖ SÂU TRÊN VẬT LIỆU NHƠM A7075


CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Thái Ngun, 2012
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC




TS. Trần Minh Đức
HỌC VIÊN




Bùi Hữu Nam
KHOA ĐÀO TẠO SĐH






BGH TRƯỜNG ĐHKTCN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />LỜI CAM ĐOAN


Với danh dự là một giảng viên đại học tơi xin cam đoan đây là đề tài nghiên
cứu của tơi. Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa
từng được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác. Trừ những phần tham
khảo đã được ghi rõ trong luận văn.












Tác giả



BÙI HỮU NAM

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tơi xin được cảm ơn TS. Trần Minh Đức, Phó Hiệu
Trưởng - Trường Đại học Kỹ thuật Cơng nghiệp, thầy hướng khoa học của tơi
về tình cảm, sự tận tình dành cho tơi trong nghiên cứu, những đóng góp q
báu của Thầy trong nghiên cứu và viết luận văn đã giúp tơi hồn thành luận
văn này.
Tơi muốn được cám ơn Ban Giám Hiệu trường Đại học Kỹ thuật Cơng
nghiệp - Đại học Thái Ngun, Bộ mơn Chế tạo máy, Trung tập thí nghiệm đã
dành cho tơi những điều kiện thuận lợi nhất giúp tơi hồn thành nghiên cứu
của mình.
Cuối cùng tơi muốn được bày tỏ lòng biết ơn đến cán bộ, cơng nhân
Xưởng cơ khí II về những giúp đỡ q báu tạo điều kiện cho tơi thực hiện thí
nghiệm tại xưởng.




Học viên




BÙI HỮU NAM

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />MỤC LỤC

MỤC LỤC 1
CHƢƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ GIA CƠNG LỖ SÂU SỬ DỤNG MŨI KHOAN XOẮN 1
1.1. Q trình tạo phoi trong cắt kim loại 3
1.2 Đặc điểm q trình tạo phoi khi gia cơng vật liệu A7075 4
1.3 Đặc điểm q trình tạo phoi khi gia cơng lỗ sâu 5
1.3.1 Hình dạng phoi khi khoan 6
1.3.2 Sự thay đổi hình dạng phoi khi khoan lỗ sâu 8
1.3.3 Lực di chuyển phoi cho phoi xoắn ốc 9
1.3.4 Lực di chuyển phoi cho phoi dải 11
1.3.5 Ảnh hưởng của thơng số hình học mũi khoan đến sự tạo thành phoi xoắn ốc 12
1.3.6 Ảnh hƣởng của thơng số mũi khoan đến sự hình thành phoi dạng dải 13
1.4 Lực cắt khi khoan 14
1.5 Nhiệt cắt khi khoan 15
1.6 Mòn dụng cụ cắt 18
1.6.1 Khái niệm 18
1.6.3 Các cơ chế mòn của dụng cụ cắt 21
1.6.3.1 Mòn do dính 22
1.6.3.2 Mòn do hạt mài 22
1.6.3.3 Mòn do khuyếch tán 23
1.6.4 Sự mài mòn của mũi khoan 24
1.7 Tổng quan về tình hình nghiên cứu gia cơng lỗ sâu ở Việt Nam và trên thế giới cũng
như hướng nghiên cứu 25
1.7.1 Khái qt về tình hình nghiên cứu trên thế giới 25

1.7.2 Khái qt tình hình nghiên cứu tại Việt Nam 26
1.7.3 Dự kiến vấn đề nghiên cứu 26
1.8 Kết luận chƣơng 1 26

CHƢƠNG 2: 27
NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN Q TRÌNH GIA CƠNG LỖ SÂU VÀ BIỆN
PHÁP CƠNG NGHỆ NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ Q TRÌNH GIA CƠNG
TRÊN VẬT LIỆU A7075 27
2.1 Những khó khăn khi gia cơng lỗ sâu trên vật liệu A7075 27
2.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến q trình gia cơng lỗ sâu 28
2.2.1 Dụng cụ cắt 28
2.2.1.1 Thơng số hình học 28
2.2.1.2 Vật liệu chế tạo mũi khoan 30
2.2.1.3 Chu trình gia cơng 31
2.2.1.4 Chế độ cắt 32
2.2.1.5 Dung dịch trơn nguội 33
2.2 Biện pháp cơng nghệ nhằm nâng cao hiệu quả q trình gia cơng lỗ sâu trên hợp kim
nhơm A7075 35
2.2.1 Mục đích và u cầu của những biện pháp cơng nghệ đƣa ra 35
2.3 Biện pháp cơng nghệ chính 36
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 37
2.5 Kết luận chƣơng 2 37
CHƢƠNG 3: 38
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM KHẢO SÁT KÊT QUẢ CỦA CÁC BIỆN PHÁP
CƠNG NGHỆ ỨNG DỤNG TRONG Q TRÌNH GIA CƠNG LỖ SÂU TRÊN VẬT
LIỆU A7075 38
3.1 Xây dựng hệ thống thí nghiệm 38
3.1.1 Các giả thiết thí nghiệm 38
3.1.2 u cầu của hệ thống thí nghiệm 38
3.1.3 Các thơng số đánh giá 38

3.1.4 Mơ hình thí nghiệm 39
3.1.5 Trang thiết bị thí nghiệm 39
3.1.5.1 Máy cơng cụ 39
3.1.5.2 Dụng cụ cắt 41
3.1.5.3 Phơi gia cơng 42
3.1.5.4 Máy cắt dây CW322S 43
3.1.5.5 Máy đo tọa độ CMM C544 -Mitutoyo-Nhật Bản 44
3.1.5.6 Kính hiển vi điện tử qut VGA SBU Easy Probe 45
3.1.5.7 Máy đo độ nhám SJ201 46
3.2 Thí nghiệm so sánh 47
3.2.1 Trang bị cơng nghệ 47
3.2.2 Tiến trình thí nghiệm 47
3.2.3 Kết quả và thảo luận 48
3.2.3.1 Với chu trình gia cơng trực tiếp 51
3.2.3.2 Với chu trình gia cơng bẻ phoi 53
3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của thơng số hình học của dao và chế độ cắt đến mòn dao, độ
chính xác và chất lượng bề mặt của lỗ 54
3.3.1 Thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu 56
3.3.2 Q trình thí nghiệm 56
3.3.2.1 Ảnh hƣởng của các thơng số đến sai lệch đƣờng kính D 59
3.3.2.2 Ảnh hƣởng của các thơng số đến độ khơng trụ 66
3.3.2.3 Ảnh hưởng của các thơng số đến nhám bề mặt 71
3.3.2.4 Ảnh hƣởng của các thơng số đến độ mòn của dao 76
KẾT LUẬN CHUNG 84
1. Kết luận chung 84
2. Định hướng nghiên cứu tiếp theo 84
3. Áp dụng vào thực tiễn sản xuất 85

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1. Mơ hình vùng biến dạng và ma sát trong q trình tạo phoi 3
Hình 2. Vùng tiếp xúc ma sát giữa dao và chi tiết gia cơng 4
Hình 3. Các vùng biến dạng dẻo trong q trình cắt kim loại 5
Hình 4. Mơ hình cắt trực giao truyền thống 6
Hình 5. Các kích thước phoi khác nhau trong thí nghiệm 9
Hình 6: Phân tích lực khi khoan có phoi dạng xoắn ốc 9
Hình 8. Trạng thái ban đầu của phoi xoắn ốc 13
Hình 9. Hình dạng phoi dạng dải 14
Biểu đồ 1. Mức độ ảnh hưởng của tốc độ cắt và lượng chạy dao đến lực cắt 15
Hình 11. Ba nguồn nhiệt và sơ đồ truyền nhiệt trong cắt kim loại 16
Hình 12. Mơ hình tính tốn nhiệt cắt khi khoan lỗ sâu 17
Hình 13. Trường nhiệt độ đo được khi gia cơng lỗ sâu trong 2 trường hợp 18
Hình 14. Các thơng số đặc trưng cho mòn mặt trước và sau theo
tiêu chuẩn ISO 21
Biểu đồ 2. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn 21
Hình 15. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn 25
Hình 16. Mũi khoan bị phá hủy trong q trình khoan lỗ sâu 28Hình 17. Kết cấu
và hiệu quả của việc sử dụng rãnh chia phoi trong
khoan lỗ sâu 30
Hình 18. Dạng phoi ở các giải vận tốc cắt với lượng chạy dao s = 0,1 mm/vg 33
Biểu đồ 4. Ảnh hưởng của vận tốc cắt và lượng chạy dao đến dạng
phoi gia cơng 33
Hình 19. Phương pháp MQL và hiệu quả với q trình mòn dao
và mơ men xoắn 34
Hình 21. Thơng số của máy VMC – 85S 40
Hình 22. Hình dạng và kết cấu mũi khoan gia cơng 41
Hình 23. Phơi A7075 dùng trong q trình thí nghiệm 42
Hình 26. Kính hiển vi qt điện tử VGA SBU Easy Probe 46
Hình 27. Máy đo độ nhám SJ201 của hãng Mitutoyo 46

Hình 28. Ảnh chụp SEM lần lượt theo thứ tự các mũi khoan sử dụng
chu trình gia cơng trực tiếp, bẻ phoi 4 lần và 8 lần nhấc dao sau 50 lỗ khoan 48
Hình 29. Bề mặt phóng đại của các mũi khoan và giá trị độ mòn đo được
trong các chu trình gia cơng khác nhau 49
Biểu đồ 5. Biểu đồ so sánh giá trị sai lệch đường kính trụ của 3 chu trình 50
Biểu đồ 6. Biểu đồ so sánh giá trị sai lệch độ khơng trụ của 3 chu trình 50
Biểu đồ 7. Biểu đồ so sánh giá trị nhám bề mặt của 3 chu trình 51
Hình 30. Mơ hình thiết kế thí nghiệm bề mặt chỉ tiêu dạng Box- Behnken 57
Hình 31. Khai báo 3 nhân tố đầu vào tương ứng với các biến x1,x2,x3 58
Hình 32. Phân tích mức độ phù hợp của các mơ hình bậc 2 60
Hình 33. Đồ thị thể hiện sai lệch đường kính D phụ thuộc vào PA và S 65
Hình 34.Đồ thị mối quan hệ giữa PA và S với sai lệch đường kính D 65
Bảng 10. Bảng phân tích kết quả thí nghiệm tối ưu độ khơng trụ v, s và 2

68
Hình 35. Đồ thị thể hiện sai lệch độ khơng trụ phụ thuộc vào PA và S 70
Hình 36. Đồ thị mối quan hệ giữa PA và S với độ khơng trụ khi V = 24,5 70
Hình 37. Đồ thị thể hiện độ nhám phụ thuộc vào V, S và PA 75
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />Hình 38. Đồ thị mối quan hệ giữa V,S và PA với độ nhám 75
Hình 39. Đồ thị thể hiện độ mòn dao thuộc vào V, S 80
Hình 40. Đồ thị mối quan hệ giữa V,S tới độ mòn dao 80
Hình 41. Bảng thiết lập các điều kiện tiến hành tối ưu hóa 82
Hình 42. Đồ thị tối ưu hóa đồng thời 4 yếu tố 82

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Thơng số kỹ thuật cơ bản của máy VMC - 85S 40
Bảng 2.Thơng số của dao khoan thép gió khi gia cơng hợp kim nhơm A707 41
Bảng 3. Thành phần hóa học nhơm A7075 42
Bảng 4. Cơ tính của nhơm A7075 43
Bảng 5. Bảng kế hoạch thí nghiệm với các thơng số PA,S,V 58

Bảng 6. Bảng thí nghiệm kết quả tối ưu sai lệch

d theo v,s và 2

59
Bảng 7. Bảng phân tích kết quả thí nghiệm tối ưu

d và sai lệch độ trụ
theo v,s và 2

61
Bảng 8. Bảng phân tích kết quả thí nghiệm tối ưu

d và sai lệch độ trụ
theo v,s và 2

sau khi đã loại bỏ các thành phần khơng phù hợp 63
Bảng 9. Bảng thí nghiệm kết quả tối ưu sai lệch độ khơng trụ theo v,s và góc 2

66
Bảng 11. Bảng phân tích kết quả thí nghiệm tối ưu độ khơng trụ v,s
và 2

sau khi đã loại bỏ các thành phần khơng phù hợp 69
Bảng 12. Bảng thí nghiệm kết quả tối ưu độ nhám Rz theo v,s và góc 2

71
Bảng 13. Bảng thí nghiệm kết quả tối ưu độ mòn dao theo v,s và góc 2

77

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung và ngành
cơng nghiệp khn mẫu nói riêng. Đã có nhiều sản phẩm khn mẫu ra đời phục vụ
nhu cầu thị trường như trong các ngành dược phẩm, thực phẩm, hóa mỹ phẩm, ngành
nhựa… Đặc biệt trong ngành dược phẩm các khn làm bằng hợp kim nhơm thường
chiếm một tỷ lệ rất lớn bởi vì tính khơng gây độc hại, có khối lượng nhẹ, dễ vệ sinh, dễ
sử dụng . Tuy nhiên việc gia cơng vật liệu hợp kim nhơm gặp rất nhiều khó khăn bởi
tính dẻo và khả năng biến dạng của chúng , một trong những ngun cơng khó gia
cơng nhất đó là ngun cơng khoan lỗ sâu trên khn. Mũi khoan xoắn từ lâu đã được
ứng dụng trong gia cơng lỗ sâu, tuy nhiên hiệu quả mà nó mang lại chưa cao đặc biệt
là với vật liệu khó gia cơng như hợp kim nhơm. Chính vì vậy phần lớn những lỗ sâu
thường được gia cơng bằng phương pháp khoan nòng súng hay các phương pháp gia
cơng tiên tiến. Ở Việt Nam hiện nay cơng nghệ gia cơng khn mẫu phát triển rất
mạnh mẽ, tuy nhiên các trang thiết bị, máy móc phục vụ (máy gia cơng nòng súng,
laser, EDM, JSM) để gia cơng lỗ sâu nỗ nhỏ là khá đắt tiền, chính vì vậy nếu ta áp
dụng được các trang thiết bị sẵn có (máy phay CNC, mũi khoan xoắn ) với giải pháp
cơng nghệ hợp lý để nâng cao hiệu quả trong q trình gia cơng lỗ nhỏ và sâu trên
khn là một bài tốn có ý nghĩa lớn về mặt khoa học cũng như kinh tế chính vì vậy
tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu các biện pháp cơng nghệ để nâng cao hiệu quả
q trình khoan lỗ sâu trên vật liệu nhơm A7075”.
2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
* Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần bổ xung lý
thuyết cơ bản gia cơng lỗ sâu.
* Ý nghĩa thực tiễn: Đưa ra được các biện pháp cơng nghệ nhằm nâng cao hiệu
quả của q trình gia cơng lỗ sâu trên vật liệu A7075 từ đó áp dụng vào thực tế các cơ
sở sản xuất khn mẫu trong nước.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
2
3. Mục đích của nghiên cứu
Đưa ra được các giải pháp cơng nghệ hợp lý trong điều kiện trang thiết bị sẵn có
với chi phí đầu tư là nhỏ nhất.
4. Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng trong ngun cơng khoan lỗ sâu trên vật liệu hợp kim
nhơm A7075 sử dụng mũi khoan xoắn với kích thước đường kính lỗ khoan ø6 và chiều
sâu lỗ l = 140 mm
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu thực nghiệm từ đó rút ra các mơ hình lý thuyết;
- Tổng hợp và phân tích số liệu thực tế;
- Xử lý các số liệu thực nghiệm có sự trợ giúp của máy tính;
- Rút ra những quy luật từ kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm nếu có
thể.
6. Nội dung của luận văn
Ngồi lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính gồm 3 chương và
phần kết luận chung.
Chƣơng 1. Nghiên cứu bản chất của q trình tạo phoi và những khác biệt khi gia
cơng vật liệu có tính dẻo như A7075 cũng như khi khoan lỗ sâu
- Nghiên cứu lý thuyết về những hiện tượng vật lý xảy ra khi khoan sâu như :
Lực cắt, nhiệt cắt và mòn dao
- Chỉ ra các nghiên cứu trong và ngồi nước về lĩnh vực gia cơng lỗ sâu
- Đưa ra hướng nghiên cứu của đề tài
Chƣơng 2. Nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến q trình gia cơng lỗ sâu trên vật
liệu dẻo;
- Nêu ra mục đích và u cầu đối với biện pháp kỹ thuật áp dụng;

- Đưa ra các biện pháp cơng nghệ nhằm nâng cao hiệu quả của q trình gia cơng
lỗ sâu trên vật liệu A7075 dựa trên các mục đích và u cầu kể trên và phương pháp
nghiên cứu chúng.
Chƣơng 3. Nghiên cứu thực nghiệm xác định hiệu quả của các biện pháp cơng nghệ
áp dụng và ảnh hưởng của nó đến q trình gia cơng lỗ sâu trên vật liệu hợp kim nhơm
A7075


Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Q TRÌNH GIA CƠNG LỖ SÂU SỬ DỤNG
MŨI KHOAN XOẮN

1.1. Q trình tạo phoi trong cắt kim loại
Q trình cắt kim loại thực chất là dùng dụng cụ hình chêm để hớt đi một lớp
kim hoại từ phơi. Tác dụng lực của dụng cụ cắt tạo thành từ phơi hai bề mặt mới là bề
mặt gia cơng và phoi. Ứng suất trên vùng lưỡi cắt của dụng cụ thường rất lớn. Giá trị
của ứng suất pháp tuyến trên mặt trước có thể đạt đến 1600 Mpa, ứng suất tiếp tuyến
thường lớn hơn khoảng hai lần ứng suất giới hạn bền của vật liệu. Tồn bộ thể tích của
phoi cắt ra bị biến dạng dẻo trong vùng tạo phoi (vùng biến dạng thứ nhất) và phụ
thêm trên mặt trước (vùng biến dạng thứ hai). Phần lớn năng lượng tiêu thụ cho các
q trình này đều biến thành nhiệt và nhiệt độ sinh ra trên bề mặt dụng cụ có thể đến
1300
0
C [1]. Theo Doyle và đồng nghiệp [3], [4], điều kiện biến dạng trong cắt kim loại
là tương đối đặc biệt bởi q trình biến dạng dẻo của VLGC liên quan đến mức độ
biến dạng lớn và tốc độ biến dạng rất cao trong một thể tích rất nhỏ. Điều kiện ma sát
trên mặt trước là độc đáo bởi tại lưỡi cắt phoi sạch tuyệt đối có ái lực hóa học mạnh
được liên tục tạo ra và chuyển động trên mặt trước. Theo Trent [1], [2] thì hiệu quả của
q trình cắt kim loại bị chi phối rất lớn bởi tương tác giữa VLGC và VLDC ở vùng

gần lưỡi cắt.








Hình 1. Mơ hình vùng biến dạng và ma sát trong q trình tạo phoi
Theo [1] ma sát trên các bề mặt dụng cụ có bề mặt tiếp xúc giống như trên
(Hình 2), trong đó trượt tương đối kết hợp với biến dạng trong lòng vật liệu gần bề mặt



Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
4
tiếp xúc chung của vật liệu có sức bền kém hơn. Ở đây tác giả đã chứng minh được
mối quan hệ giữa bề mặt tiếp xúc lý thuyết A và bề mặt
thực Ar như sau:

BW
e
A
Ar

1
(1-1)

Trong đó:

B : Hằng số cho mỗi cặp vật liệu
W: Tải trọng pháp tuyến Hình 2. Vùng tiếp xúc ma
sát giữa dao và chi tiết gia cơng
Đặc tính tiếp xúc của cặp ma sát dao với phoi và dao với phơi là cặp ma sát của
hai bề mặt ln mới. Biết rằng trong gia cơng cắt gọt thì phoi và bề mặt gia cơng liên
tục được tạo ra và chúng trượt trên mặt trước và mặt sau của dao. Do vậy dạng mặt
tiếp xúc trong vùng tạo phoi ln ổn định.
1.2 Đặc điểm q trình tạo phoi khi gia cơng vật liệu A7075
Khi gia gia cơng những vật liệu có tính dẻo cao như hợp kim nhơm A7075 q
trình tạo phoi có những khác biệt ở cả 3 vùng trượt. Miền tạo phoi khi gia cơng vật liệu
có tính dẻo cao lớn hơn, vùng trượt cơ sở và và vùng trượt thứ hai rộng dẫn tới chiều
dày lớp cắt tăng lên làm phoi khó bị đứt, khi cắt với vận tốc cắt nhỏ và chiều dày phoi
lớn làm phoi bị biến dạng rất lớn sinh ra phoi xếp, còn khi cắt với vận tốc lớn và chiều
dày cắt nhỏ sẽ tạo ra phoi dây [5]. Phần tiếp xúc ban đầu giữa vật liệu ngun bản của
phoi và bề mặt của dụng cụ cắt, ma sát lớn dẫn đến phoi bị bám chặt vào bề mặt của
dụng cụ, do vậy vùng dính (sticking zone) cũng rộng hơn. Vùng trượt thứ 3 (teriary
zone) trong gia cơng vật liệu dẻo sẽ rộng hơn do mức độ biến dạng dẻo và biến dạng
đàn hồi khi cắt lớn hơn, vì vậy sau khi cắt chất lượng bề mặt thường khơng cao. Để
giải quyết các vấn đề kể trên khi gia cơng vật liệu dẻo thơng thường người ta cắt với
vận tốc cắt cao để ảnh hưởng của biến dạng dẻo đến q trình gia cơng là thấp nhất.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
5

Hình 3. Các vùng biến dạng dẻo trong q trình cắt kim loại
1.3 Đặc điểm q trình tạo phoi khi gia cơng lỗ sâu
Trong mơ hình gia cơng truyền thống như tiện và phay, phoi thường có dạng tự
do sau khi chịu tác động của các ngoại lực và di chuyển ra khỏi vùng cắt. Trong khi đó
với q trình khoan, phoi dịch chuyển bên trong rãnh xoắn của mũi khoan, đây chính
là ngun nhân làm thay đổi hình dạng phoi và lực cắt. Các tác giả Stephenson, Jun Ni

và Feng Ke [6] đã chỉ ra rằng trong q q trình khoan lỗ sâu, chiều dày của phoi tăng
dần theo chiều sâu của lỗ bên trong phơi. Chính vì vậy nó tạo ra đặc tính rất quan trọng
đó là lực cắt tăng lên do hiệu ứng của chiều dày phoi.
Q trình mơ hình hóa chuyển động của phoi theo truyền thống tập trung vào
việc thành lập mối quan hệ duy nhất giữa phoi và mặt phẳng trượt, góc nghiêng và ma
sát giữa phoi và dụng cụ. Hầu hết các mơ hình cắt đều dựa trên q trình tiện khi mà ở
đó khơng có lực chống lại chuyển động của phoi bên cạnh lực ma sát trên bề mặt
nghiêng. Tuy nhiên, với q trình khoan lỗ sâu, những phoi được hình thành trước đó
ln có xu hướng chống lại những phoi ở gần lưỡi cắt thốt ra. Khi lực tác động của
q trình trở lên đáng kể, cả lực cắt và chiều dày của phoi sẽ thay đổi và mơ hình lực
cắt truyền thống khơng còn được áp dụng nữa. Trong q trình khoan, chiều dày của
phoi tăng dần tới tâm mũi khoan và mỏng đi tới đường kính ngồi của mũi khoan. Phoi
trong q trình khoan ban đầu dày hơn ở gần tâm mũi khoan. Tuy nhiên khi chiều sâu
lỗ tăng lên, phoi sẽ trở nên dày hơn ở đường kính ngồi mũi khoan so với bên trong.
Chính vì vậy chiều dày trung bình của phoi cũng như lực cắt sẽ tăng lên [7]. Sự thay
đổi trong chiều dày của phoi ngun nhân chính là do lực sinh ra giữa ma sát của phoi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
6
sinh ra với rãnh xoắn của mũi khoan và sự thay đổi hình dạng của phoi trong q trình
khoan lỗ sâu. Các tác giả cũng chỉ ra rằng momen xoắn tăng lên ngồi các yếu tố như
ma sát giữa phoi với cạnh viền và phoi với thành lỗ thì còn ngun nhân khác đó chính
là sự thay đổi hình thái chiều dày của phoi.
Phoi ở bên trong (phoi gần tâm mũi khoan) ở trên mặt trái và phoi ở bên ngồi
(phoi gần với cạnh viền mũi khoan) ở trên mặt phải. Những phoi bên trong là phoi dày
hơn so với phoi bên ngồi. Tuy nhiên trong q trình khoan lỗ, phoi bên ngồi trở lên
dày hơn và phoi bên trong trở lên mỏng hơn. Thêm vào đó chiều dày phoi trung bình
tăng lên cùng với chiều sâu của lỗ khoan [6].

Hình 4. Mơ hình cắt trực giao truyền thống
1.3.1 Hình dạng phoi khi khoan

Hình dạng phoi là thơng số quan trọng nhất cho q trình khoan. Q trình
khoan gọi là tốt nếu như phoi bị bẻ một cách hợp lý [8]. Tuy nhiên, hầu hết phoi rất
khó bị bẻ khi gia cơng các vật liệu dẻo, thay vào đó, chúng tạo ra phoi dây.
Dựa trên ngun lý biến dạng phoi, các phoi dây có thể được phân dạng thành
dạng xoắn ốc hoặc dạng dải phoi. Khi phoi mới được phát sinh, bề mặt trong của phoi
ngắn hơn bề mặt ngồi của phoi do phần trong lưỡi cắt di chuyển chậm hơn phần phía
ngồi lưỡi cắt (theo đường kính mũi khoan). Sự khác biệt theo chiều dài này trong
phạm vi phoi làm cho cho phoi chuyển động vào tâm mũi khoan thay vì vng góc với
lưỡi cắt chính. Hơn nữa, phần trung tâm rãnh xoắn làm cho phoi uốn và tạo thành dạng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
7
xoắn ốc. Tuy nhiên, khi các phoi xoắn di chuyển trong rãnh xoắn, để duy trì dạng xoắn
đó, chúng phải quay cố định quanh trục của chúng. Chuyển động quay này làm cho các
phoi xoắn này khó duy trì hình dạng của chúng khi khoan các lỗ sâu hơn. Nếu như
phoi khơng thể giữ được chuyển động quay đó, chúng sẽ phá vỡ hoặc bị ép di chuyển
dọc theo rãnh xoắn mà khơng khơng quay, và tạo ra phoi dạng dải [7], [8].
Khi khoan, khơng giống như tiện, bán kính cuộn của phoi dạng xoắn ốc được
xác định trước tiên bằng khơng gian rãnh xoắn lớn hơn mặt trước gần với lưỡi cắt
chính. Các thí nghiệm khác nhau đã được sử dụng để nghiên cứu các ảnh hưởng của
chúng đến đường kính cuộn của phoi.
Phoi dải được tạo ra khi các phoi dạng xoắn ốc đầu tiên khơng thể duy trì dạng
ban đầu của chúng. Các phoi dạng dải ít thay đổi tốc độ chuyển động theo lưỡi cắt
chính so với các phoi dạng xoắn. Do vậy, trong q trình chuyển từ dạng xoắn sang
dạng dải, một phần của phoi gần tâm mũi khoan (phoi phía trong) sẽ chuyển động
nhanh hơn và phần phoi gần phía ngồi mũi khoan (phoi phía ngồi) sẽ chuyển động
chậm hơn tốc độ ban đầu của chúng, làm cho phoi phía trong mỏng hơn và phoi phía
ngồi dày hơn hình dạng ban đầu của chúng. Phoi trong mỏng và yếu thường bị chia
thành các dạng dích dắc khơng đều. Sự thay đổi của tốc độ phoi ở lưỡi cắt chính còn
tạo ra mơ men uốn do ứng suất kéo tại phoi trong và ứng suất nén tại phoi ngồi. Mơ
men uốn này làm cho các phoi dạng dải chụm lại phía tâm mũi khoan.

Trong q trình hình thành phoi dạng dải, phoi nên có độ bền để chống lại mơ
men uốn gây ra bởi ứng suất trong phạm vi giữa phoi và lực ma sát trên phoi. Do vậy,
một phoi q mỏng hoặc q dẻo sẽ bị biến dạng lại thành một phoi khơng đều thay vì
dạng dải. Một thí nghiệm khác cũng đã được thực hiện để nghiên cứu ảnh hưởng của
lượng chạy dao đến độ mịn của q trình khoan. Trong thực nghiệm này, độ mịn của
q trình khoan được đánh giá bằng việc đo chiều sâu lớn nhất có thể khoan mà khơng
bị kẹt. Thơng thường, nên dùng lượng chạy dao nhỏ khi khoan lỗ sâu. Tuy nhiên, kết
quả của thí nghiệm chỉ ra rằng chiều sâu khoan lớn nhất khơng đạt được bởi lượng
chạy dao nhỏ nhất (15m/v), nhưng lại đạt được ở lượng chạy dao trung bình (30-60
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
8
m/v). Khi lượng chạy dao q nhỏ, phoi sẽ khơng đủ cứng để biến thành phoi dạng
dải, và trở nên bị xoắn trong rãnh xoắn mũi khoan và rất dễ bị kẹt phoi [8].
1.3.2 Sự thay đổi hình dạng phoi khi khoan lỗ sâu
Trong q trình khoan lỗ sâu, phoi thường khơng được duy trì một hình dạng
đồng nhất khi tăng chiều sâu khoan. Khi khoan, phoi ban đầu ln ở dạng xoắn ốc. Khi
khoan các lỗ sau hơn, các phoi xoắn ốc sẽ quay trở lại do việc duy trì sự quay của phoi
trở nên khó khăn. Cuối cùng, phoi xoắn ốc bị quay trở lại cũng trở thành phoi dạng dải.
Trong q trình chuyển từ phoi xoắn ốc sang phoi dải, sẽ có một số ít kiểu phoi hình
dạng đứt đoạn, phụ thuộc vào vật liệu, chiều dày phoi và kích thước mũi khoan.
Ví dụ: Phoi có thể giảm hồn tồn tốc độ xoay và tăng bước xoắn của phoi xoắn
ốc. Khi bước xoắn này giống như bước của rãnh xoắn mũi khoan, phoi sẽ trở thành
phoi dạng dải.
Các phoi dạng dải hầu như được di chuyển bởi lực đẩy phát sinh bởi q trình
cắt. Lực đẩy này được xác định bởi tổng lực ma sát do phoi tiếp xúc với rãnh xoắn mũi
khoan mà lực này tăng với việc tăng chiều sâu khoan. Khi lực ma sát lớn hơn độ bền
của phoi, các phoi sẽ bị co thắt và bẻ gãy. Phoi dài bị bẻ gãy có thể cản trở và ngăn
chặn các phoi được tạo ra tiếp theo. Do lực cản trở lớn, các phoi tiếp theo sẽ bị bẻ gãy
thành các dạng ngắn, khơng đều nhau. Sự thay đổi hình dạng phoi này có quan hệ với
sự thay đổi của mơ men khoan. Nó chỉ ra rằng, sự tăng mơ men xoắn đáng kể ln

được kèm theo bởi sự kết thúc của phoi dải dài và chính là sự bắt đầu của phoi dạng bị
biến dạng lại và bị chia ngắn.
Hình 5 thể hiện hình dạng phoi khi dùng mũi khoan D3.2 mm khoan vật liệu
AISI 1038 với tốc độ trục chính 3000 v/p và lượng chạy dao 150 mm/p. Các phoi từ
mỗi kiểu thể hiện sự thay đổi phoi từ dạng xoắn ốc sang dạng phoi dải và cuối cùng là
dạng phoi từng đoạn ngắn khác nhau [8].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
9

Hình 5. Các kích thước phoi khác nhau trong thí nghiệm
1.3.3 Lực di chuyển phoi cho phoi xoắn ốc
Hai chuyển động chính trong sự hình của thành phoi xoắn ốc là chuyển động
quay quanh trục phoi và chuyển đọng dọc theo rãnh xoắn mũi khoan. Hình 6 thể hiện
các lực của chuyển động phoi xoắn trong rãnh xoắn mũi khoan. Các lực này bao gồm
lực phát sinh từ sự tạo phoi, lực ma sát từ rãnh xoắn F
f
, lực ma sát từ thành lỗ F
w
. Lực
từ sự tạo phoi giúp cho phoi di chuyển lên theo dọc theo rãnh xoắn và quay quanh
mình nó. Lực này còn có xu hướng trải phoi và mở rộng bán kính cong của nó làm
tăng lần lượt lực ma sát của phoi với rãnh xoắn và thành lỗ. Đồng thời, lực ma sát từ
rãnh xoắn F
f
ngăn cản phoi di chuyển lên trên hoặc quay quanh mình nó. Lực ma sát từ
thành lỗ có thể được phân tích thành thành phần lực song song với trục phoi F
wf
làm
phoi chuyển động lên, và lực vng góc với bề mặt rãnh xoắn F
fn

làm cho phoi quay

Hình 6: Phân tích lực khi khoan có phoi dạng xoắn ốc
Thành phần lực F
fn
còn có xu hướng làm giảm bán kính của phoi xoắn bởi sự
xoắn của phoi và do vậy giảm ma sát với rãnh xoắn mũi khoan và thành lỗ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
10
Hình 6 thể hiện mối quan hệ giữa lực tác dụng lên phoi, chuyển động của phoi
và thơng số hình học của rãnh xoắn, với:
fdcfcw
vvrv





(1.1)
Do đó, thành phần
w
F

gồm thành phần vng góc với rãnh xoắn mũi khoan
wn
F


và thành phần song song với rãnh xoắn
wf

F

với :
)cos(.


wwn
FF
(1.2)
)sin(.


wwf
FF
(1.3)
Từ phương trình (1.2) và (1.3) có thể thấy rằng các lực ma sát được xác định
bằng góc


với

được tính từ:
r
fd
v


tan
(1.4)
và


có thể nhận được bằng cách phân tích tam giác tạo ra từ
cw
v

,
cf
v

và
fd
vr





nên:
)90sin(sin)90sin(
)(
2






cw
cf
fd

v
v
rv
(1.5)
Góc

được xác định bởi tốc độ phoi di chuyển theo rãnh xoắn. Với tốc độ
quay mũi khoan giống nhau, góc

giảm khi
cf
v
giảm làm giảm lực đẩy phoi F
wf
.
Dựa trên hình dạng của phoi xoắn, khi mỗi chiều dài phoi
chip
D

được phát sinh
bởi góc ngồi mũi khoan, phoi sẽ di chuyển lên dọc theo rãnh xoắn có bước p và do
vậy
cf
v
xấp xỉ bằng:
chip
cf
DK
r
v




(1.6)
Từ hệ số biến dạng phoi K thường lớn hơn 1.5 và bước p thường nhỏ hơn
đường kính phoi xoắn,
cf
v
có thể sẽ nhỏ hơn nhiều so với tốc độ phần cạnh viền mũi
khoan r

. Tốc độ thấp của phoi sẽ làm cho góc

nhỏ trong biến dạng phoi xoắn ốc.
Mũi khoan với góc xoắn nhỏ sẽ có lực ma sát lớn hơn khi phoi quay, trong khi mũi
khoan với góc này lớn sẽ làm lực ma sát tăng khi phoi di chuyển theo rãnh xoắn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
11
1.3.4 Lực di chuyển phoi cho phoi dải
Ảnh hưởng của các lực động
wf
F

và
wn
F

được xác định bởi góc xoắn và tốc độ
di chuyển của phoi

cf
v
. Khi góc xoắn khơng đổi, tăng
cf
v
sẽ làm giảm F
wf
và tăng F
wn
.
Trong sự đẩy phoi theo hình xoắn, bởi vì
cf
v
nhỏ trong đa số các trường hợp, F
wf
có
thể làm cho phoi di chuyển lên trên. Tuy nhiên, trong q trình bóc tách phoi dạng dải,
tốc độ di chuyển phoi
cf
v
sẽ lớn hơn nhiều so với trường hợp phoi dạng xoắn do các
phoi trải ra. Tốc độ
cf
v
của phoi dải xấp xỉ bằng tốc độ hình thành phoi ở góc ngồi của
lưỡi cắt chính :
K
r
v
cf



(1.7)
Trong đa số trường hợp khoan, giá trị
cf
v
lớn làm cho thành phần lực F
wf
âm, có
nghĩa là nếu như phoi tiếp xúc với thành lỗ, lực ma sát sẽ ngăn cản phoi dạng dải di
chuyển ra ngồi.
Hình 7 thể hiện chuyển động của phoi dải trong rãnh xoắn. Hình ảnh thể hiện
rằng, do nội ứng suất của phoi dạng dải nên các phoi hợp lại về phía tâm mũi khoan
mà khơng tiếp xúc với thành lỗ. Trong trường hợp này, các lực cắt chính trong q
trình tạo phoi dạng dải chính là lực đẩy từ q trình tạo phoi và áp lực từ rãnh xoắn
mũi khoan. Khi lỗ khoan càng sâu, các lực này đều tăng. Khi lực đẩy đạt đến một giá
trị giới hạn, phoi sẽ bị có thắt và đứt gãy. Các phoi dạng dải đã bị bẻ gãy sẽ dễ tạo khối
trong rãnh xoắn nếu khơng lực đẩy từ các phoi kế tiếp. Do vậy, khả năng để di chuyển
phoi dạng dải phụ thuộc vào khả năng khơng co thắt của phoi đó. Khả năng khơng bị
co thắt của phoi dạng dải được xác định bằng chiều dày phoi và diện tích mặt cắt
ngang của rãnh xoắn. Khi phoi dày và khơng gian rãnh xoắn nhỏ, hiện tượng co thắt
phoi giảm.




Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
12

Hình 7. Phoi dải chuyển động trong rãnh xoắn

1.3.5 Ảnh hưởng của thơng số hình học mũi khoan đến sự tạo thành phoi xoắn ốc
Phoi xoắn ốc được xác định bằng chuyển động quay quanh trục của chúng trong
q trình di chuyển để thốt ra. Chuyển động này sẽ là chuyển động tự do khi khoan lỗ
nơng. Trong q trình khoan, phoi sẽ tiếp xúc với rãnh xoắn và thành lỗ và làm tăng
ma sát, cản trở chuyển động của phoi. Đây là trường hợp đặc biệt khi phoi bị bẻ cong
bởi rãnh xoắn. Khi lực cản trở đạt đến một giá trị tới hạn, phoi sẽ ngừng quay và bị bẻ
gãy. Do vậy, chiều dài phoi xoắn ốc phụ thuộc vào độ mịn của chuyển động phoi trong
rãnh xoắn. Phoi chuyển động càng tự do, phoi sẽ càng dài.
Độ mịn của chuyển động phoi bị ảnh hưởng bởi góc nghiêng chính, góc xoắn và
kích thước rãnh xoắn mũi khoan.
Hình 8 thể hiện trạng thái ban đầu của phoi khi phoi xoắn ốc được hình thành
trên lưỡi cắt chính. Hình này thể hiện sự tồn tại một góc thốt phoi tự nhiên , biểu thị
hướng ban đầu của phoi xoắn ốc. Góc  có quan hệ với góc nghiêng chính 
p
. Khi góc
nghiêng chính 
p
tăng, góc  tăng. Tuy nhiên, hướng phoi thực tế trong phạm vi rãnh
xoắn bị giới hạn bởi góc xoắn . Do vậy, nếu  = , phoi sẽ tự do trong q trình đi
vào rãnh xoắn từ lưỡi cắt chính. Nếu   , phoi sẽ bị bẻ cong và đi vào rãnh xoắn, gây
ra lực ma sát gây cản trở phoi. Khả năng ảnh hưởng của ứng suất uốn được xác định
bằng cách so sánh sự khác nhau giữa góc  và góc xoắn  bằng giá trị


.
Từ hình 8, góc  có thể nhận được từ :






2
p
(1.8)
Đường kính của phoi xoắn ốc thường là kích thước của rãnh xoắn mũi khoan :
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
13

2
dd
WD
AB


(1.9)

Hình 8. Trạng thái ban đầu của phoi xoắn ốc
Và :
2
sin2
p
d
D
BC


(1.10)
Do vậy :
)
2

sin)(
(sin)(sin
11
d
p
bd
D
WD
BC
AB





(1.11)
Ở đây D
d
là đường kính mũi khoan, W
b
là đường kính lõi mũi khoan.
1.3.6 Ảnh hƣởng của thơng số mũi khoan đến sự hình thành phoi dạng dải
Mơ hình chiều dài phoi dạng dải dựa trên sự khác nhau giữa góc  và xoắn .
Khái niệm tương tự sẽ được ứng dụng để mơ hình hóa chiều dài phoi dạng trải.
Sự khác nhau giữa việc mơ hình phoi dải và việc mơ hình phoi xoắn ốc chính là
việc xác định góc thốt phoi tự nhiên . Trong q trình tạo phoi xoắn ốc, một góc
trượt tự nhiên tồn tại khi phoi được hình thành một cách tự do. Tuy nhiên, do các phoi
dạng dải khơng phải là dạng tự nhiên nên góc trượt tự nhiên khơng tồn tại trong q
trình hình thành phoi dải.
Hình 9 thể hiện rằng, phoi dạng dải có xu hướng tạo dòng đến tâm mũi khoan

khi góc nghiêng chính nhỏ. Trong mơ hình này, hướng vng góc với lưỡi cắt như là
―hướng trượt tự nhiên‖ của phoi dạng dải. Góc giữa ―hướng trượt tự nhiên‖ của phoi
và trục mũi khoan được gọi là góc trượt tự nhiên của phoi dải , xấp xỉ bằng [90- ( 
d

/ 2)].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
14

Hình 9. Hình dạng phoi dạng dải
Góc trượt phoi thực tế được xác định bởi rãnh xoắn mũi khoan mà rãnh xoắn
này độc lập với góc nghiêng chính. Từ việc phoi dải bó lại quanh đường tâm mũi
khoan, bề mặt của rãnh xoắn gần với tâm mũi khoan xấp xỉ bằng góc trượt của phoi ,
nhận được như sau:
Từ bước rãnh xoắn mũi khoan:


tan
d
D
p 
(1.12)
Bước rãnh xoắn gần tâm mũi khoan giống với bước ở phần còn lại của rãnh
xoắn, nên:


tan
.
b
W

p 
(1.13)
Thay phương trình (1.12) vào (1.13) thì góc xoắn mũi khoan gần với tâm mũi
khoan có thể được xác định:

d
b
D
W



tan
.tan
1

(1.14)
1.4 Lực cắt khi khoan

Hình 10. Các thành phần lực khi khoan

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
15
Mặc dù lực cắt trong q trình gia cơng hợp kim nhơm tương đối thấp, tuy
nhiên chúng có thể cung cấp một chỉ tiêu quan trọng cho việc so sánh các hợp kim
khác nhau cùng điều kiện gia cơng (Zaghbani và Songmene, 2009).
Lực cắt nhạy với sự thay đổi của lượng chạy dao hơn so với tốc độ cắt. Trong
thực tế, tốc độ cắt xác định chiều dày phoi, là thơng số chính ảnh hưởng đến lực cắt.
Các thử nghiệm khoan khác nhau đã được thực hiện để xác định ảnh hưởng của lượng
chạy dao và các hợp kim đến lực cắt. Các kết quả nhận được được thể hiện trên hình

12. Như vậy, lực cắt tăng với lượng chạy dao tăng ở những vận tốc cắt khác nhau cho
tất cả các vật liệu được thử nghiệm. Các kết quả này (Hình 12) xác nhận các nghiên
cứu trước đó của nhiều tác giả khác nhau (M.C.Shaw, 1989; E.J A.Armarego, 1984;
Subramnian và cộng sự, 1977; Balout và cộng sự, 2002) [9].

Biểu đồ 1. Mức độ ảnh hưởng của tốc độ cắt và lượng chạy dao đến lực cắt
1.5 Nhiệt cắt khi khoan
Q trình cắt răng là do cơng sinh ra làm biến dạng vật liệu gia cơng và cơng
sinh ra do ma sát.
Biến dạng dẻo của vật liệu VLGC trong vùng tạo phoi, vùng biến dạng thứ hai
và tương tác ma sát giữa vật liệu gia cơng với các mặt của dụng cụ trong q trình cắt
sinh nhiệt làm tăng nhiệt độ ở vùng gần lưỡi cắt dẫn đến giảm sức bền của dao ở vùng
này gây phá hủy bộ phận đến tồn bộ khả năng làm việc của lưỡi cắt. Nhiệt cắt và
nhiệt độ trong dụng cụ tăng khi cắt với vận tốc cắt cao và lượng chạy dao lớn hoặc vật
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />
16
liệu gia cơng có nhiệt độ nóng chảy cao là ngun nhân làm giảm năng xuất cắt gọt
[1].
Các nghiên cứu đã chứng tỏ rằng khoảng 98%-99% cơng suất cắt biến thành
nhiệt từ ba nguồn nhiệt, vùng tạo phoi (quanh mặt phẳng trượt AB), mặt trước (AC) và
mặt sau (AD) chỉ ra trên hình vẽ. Nhiệt từ ba nguồn này truyền vào dao, phoi, phơi và
mơi trường với tỷ lệ khác nhau phụ thuộc vào chế độ cắt và tính chất nhiệt của hệ
thống dao, phoi, phơi và mơi trường [1]. Thực tế vận tốc cắt là nhân tố có ảnh hưởng
lớn nhất đến tỷ lệ này, khi vận tốc cắt đủ lớn phần lớn nhiệt cắt truyền vào phoi.
Gọi Q là tổng nhiệt lượng sinh ra trong q trình cắt:
Q = Q
mặt phẳng trượt
+ Q
mặt trước
+ Q

mặt sau
(1.15)
Theo định luật bảo tồn năng lượng thì nhiệt lượng này sẽ truyền vào hệ thống
phoi, phơi, dao và mơi trường theo cơng thức sau:
Q = Q
phoi
+ Q
phơi
+ Q
dao
+ Q
mt
(1.16)



Vc
CTGC
Phoi
Dao
A
B
D
C
QAB
QAC
QAD

Hình 11. Ba nguồn nhiệt và sơ đồ truyền nhiệt trong cắt kim loại
Trong q trình gia cơng phần lớn nhiệt cắt sinh từ mặt phẳng trượt và ma sát

giữa dung cụ và phoi được truyền chủ yếu vào phoi, chính vì vậy khi q trình thốt
phoi có vấn đề sẽ làm nhiệt lượng truyền vào phơi và dụng cụ, đặc biệt là trong q
trình khoan lỗ sâu. Nhiệt độ cao chính là điều kiện thuận lợi để q trình mòn dính
phát triển là ngun chủ yếu gây phá hủy đối với dụng cụ cắt làm băng thép gió, nhiệt
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu />