Giáo trình nguyên lý cắt gọt kim loại

2
HỌC TRÌNH 1
NGUYN LÝ CHUNG

Bi 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT V NGUYN LÝ
CẮT GỌT
♦♦

I. Đặc điểm v vai trị của gia cơng cắt gọt :

- Cắt gọt kim loại l qu trình cơng nghệ tạo nn những sản phẩm cơ khí cĩ hình
dng kích thước độ bĩng bề mặt … theo yu cầu kỹ thuật từ một phơi liệu ban đầu nhờ sự
cắt bỏ lớp kim loại dưới dạng phoi.
- Gia cơng cắt gọt được thực hiện ở nhiệt độ bình thường của mơi trường (cả
trước v sau nguyn cơng nhiệt luyện ). Nĩ cho độ bĩng v độ chính xc cao hơn cc phương
php gia cơng hn, đc, rn, dập nĩng…
- Phương php gia cơng bằng cắt gọt chiếm 30% khơi lượng cơng việc gia cơng
cơ khí v trong tương lai cĩ thể nhiều hơn.

II. Những khi niệm v định nghi cơ bản :
1. Chuyển động trong qu trình cắt gọt :

- Mỗi một loại my cắt kim loại cĩ quỹ đạo chuyển động tương đối giữa dao v chi
tiết khc nhau. Người ta phn ra ba loại chuyển động :

a> Chuyển động chính : (chuyển động cắt chính) l chuyển động cơ bản của my
cắt được thực hin qua dụng cụ cắt hay chi tiết gia cơng. Nĩ cĩ thể l chuyển động quay,
tịnh tiến khứ hồi hoặc ở dạng kết hợp …

Ví dụ: Khi tiện chuyển động chính l chuyển động quay trịn của phơi g trn mm

cặp; khi phay, khoan, mi chuyển động chính l chuyển động quay trịn của dao phay,
khoan v đ mi; cịn khi bo v xọc l chuyển động tịnh tiến khứ hồi qua lại v ln xuống của
dao…
b> Chuyển động chạy dao: l chuyển động của dao hay chi tiết gia cơng nĩ kết
hợp với chuyển động chính tạo nn qu trình cắt gọt.
Chuyển động chạy dao cĩ thể lin tục hay gin đoạn. Chuyển động ny thường được
thực hiện trong xu hướng vuơng gĩc với chuyển động chính, cụ thể :
- Khi tiện, chuyển động chạy dao k chuyển động ngang – dọc của bn dao khi
cắt:
- Khi phay l chuyển động ngang- dọc- đứng của bn my mang phơi;
- Khi bo l chuyển động ngang (đứng) của bn my v chuyển động ln xuống của
đầu dao;

3
- Khi mi l chuyển đơng tịnh tiến ngang (dọc) của bn my mang phơi hay trục của
đ mi.
- Khi khoan l chuyển động ăn xuống của mũi khoan.
c> Chuyển động phụ: l chuyển động khơng trực tiếp tạo ra phoi như chuyển
động tịnh tiến, li dao ( khơng cắt vo phơi).

2. Chế độ cắt:

*Vận tốc cắt (Vc) l lượng dịch chuyển tương đối giữa lưỡi cắt v chi tiết gia
cơng trong một đơn vị thời gian (hoặc lượng dịch chuyển tương đối của một điểm trn
bề mặt chi tiết gia cơng v lưỡi cắt trong một đơn vị thời gian) ta cĩ :

Vc = V + S

Đa số cc trường hợp trị số của vận tốc chuyển đơng chay dao S rất nhỏ nn cĩ thể
coi vận tốc cắt l vận tốc chuyển động chính V ≈ V.

Ví dụ khi tiện ngồi chi tiết đường kính D (mm) số vịng quay trục chính n
(vg/ph) thì trị số của tốc độ cắt cĩ thể tính theo cơng thức:


“Khi tiện lỗ thì D l đường kính lỗ sau khi gia cơng, khi khoan D l đường kính
mũi khoan, khi phay D l đường kính dao phay, khi mi D l đường kính của đ mi“.
Nếu chuyển động chính l tịnh tiến (bo, xọc ) thì trị số vận tốc lấy theo gi trị vận
tốc trung bình:

Trong đĩ:
L: l chiều di hnh trình chạy dao (mm).
n: l số hnh trình kp trong một pht .
*Chiều su cắt (t) : l chiều su lớp kim loại bị hớt đi sau một lần cắt (hoặc l
khoảng cch giữa hai bề mặt đ v chưa gia cơng kề nhau đo theo phương vuơng gĩc với
phương chạy dao).
Ví dụ: Khi tiện thì chiều su cắt được tính:
t = (D – d)/2 (khi tiện ngồi)mm
t = (d – D)/2 (khi tiện trong)mm
()
phm
nD
V /,
1000

π
=
()
phm
nL
Vtb /,

1000
2
=

4
*Lượng chạy dao (S) l qung đường tương đối của lưỡi cắt so với chi tiết theo
phương chuyển động chạy dao sau một đơn vị thời gian, sau một vịng quay của phơi
hay sau một hnh tình kp.
Khi tiện, lượng chạy dao S l lượng dịch chuyển của dao theo phương chạy dao
dọc theo bề mặt gia cơng sao một vịng quay của phơi (mm/vg)
Khi bo v xọc lượng chay dao S l lượng dịch chuyển của dao hay bn my sau một
hnh trình kp của bn my (hoặc dao) – mm/h.t.kp.
Đối với dao nhiều lưỡi cắt như dao phay cĩ thể tính lượng chạy dao sau một răng
dao (mm/rg), lượng chạy dao sau một vịng quay của dao (mm/vg), lượng chạy dao sau
một pht lm việc của dao (mm/ph).
=> Tập hợp cc yếu tố vận tốc cắt V, chiều su cắt t, lượng chạy dao S gọi l chế
độ cắt. Một chế độ cắt được xc lập trn hệ thống cơng nghệ bao gồm : My – Dao – Đồ g
v Chi tiết gia cơng.

III. Sự hình thnh cc bề mặt trn chi tiết trong qu trình cắt:

Bất kỳ phương php gia cơng no, qu trình hớt bỏ dần lớp lượng dư gia cơng cơ
(qu trình cắt) đều hình thnh trn chi tiết 3 bề mặt cĩ đặc điểm khc nhau. Xt tại một thời
điểm no đĩ trong qu trình gia cơng (khi tiện), ba bề mặt trn được phn biệt như sau:

5



+Mặt sẽ gia cơng: l bề mặt của phơi m dao sẽ cắt đến theo qui luật chuyển

động. Tính chất của bề mặt ny l tính chất bề mặt phơi.
+Mặt đ gia cơng: l bề mặt trn chi tiết m dao đ cắt qua. Tính chất của bề mặt ny l
phản nh những kết quả của cc hiện tượng cơ lý trong qu trình cắt.
+Mặt đang gia cơng: l bề mặt trn chi tiết m lưỡi dao đang trực tiếp thực hiện tch
phoi. Cũng l mặt nối tiếp giữa mặt đ gia cơng v mặt sẽ gia cơng. Trn bề mặt ny đang
diễn ra cc hiện tượng phức tạp.
+Vng cắt : L phần kim loại cuả chi tiết vừa được tch ra ở gần mũi dao v lưỡi cắt
nhưng chưa thốt ra ngồi. Đy l vng đang xảy ra cc qu trình cơ lý phức tạp.


IV. Cc mặt phẳng cơ bản của dao cắt kim loại:

Để xc định cc gĩc độ của dao v khảo st về lực cắt, vận tốc cắt, nhiệt cắt … người
ta qui định cc mặt phẳng toạ độ của dao ( dao tiện).
Hệ toạ độ được xc định trn cơ sở của ba phương chuyển động cắt ( S, t, V)
+Mặt phẳng cơ bản 1 : Được tạo bởi vectơ tốc độ V v vectơ chạy dao S
+Mặt phẳng cơ bản 2 : Được tạo bởi vectơ tốc độ V v vectơ chiều su cắt t.
+Mặt phẳng cơ bản 3 :(cịn gọi l mặt đy) Được tạo bởi vectơ chạy dao S v vectơ
chiều su cắt t. L mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt chính v vuơng gĩc với vectơ
vận tốc cắt tại điểm đĩ .
Đối với dao cĩ tiết diện l hình lăng trụ thì mặt đy song song với mặt tỳ của thn
dao trn ổ g dao.

6
+Mặt phẳng cắt l mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt chính v tiếp xc với
mặt đang gia cơng. Mặt cắt chứa vectơ vận tốc cắt V. Hay mặt phẳng chứa lưỡi cắt
chính v vectơ vận tốc cắt m nĩ vuơng gĩc với mặt đy (gọi l mặt phẳng cắt gọt.
Tiết diện chính N – N :l mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt chính v vuơng
gĩc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trn mặt đy .
Tiết diện phụ N

1
– N
1
:l mặt phẳng đi qua một điểm của lưỡi cắt phụ v vuơng
gĩc với hình chiếu của lưỡi cắt phụ trn mặt đy.


V. Những bộ phận chính của dụng cụ cắt:

Dao cắt kim loại giữ vai trị quan trọng trong qu trình gia cơng, nĩ trực tiếp tc
động vo phơi liệu để tch ra phoi tạo thnh bề mặt gia cơng.



7
Mỗi dao ( điển hình l dao tiện) thường gồm hai phần:
*Thn dao: dng để g vo bn dao, nĩ phải đủ độ bền v độ cứng vững,… Nhằm đảm
bảo vị trí tương quan giữa dao v chi tiết.
*Đầu dao: l phần lm nhiệm vụ cắt gọt. Đầu dao được hợp thnh bởi cc bề mặt
sau:
- Mặt trước(1): l bề của dao tiếp xc với phoi v phoi trực tiếp trượt trn trn đĩ v
thốt ra ngồi.
- Mặt sau chính(2): l bề của dao đối diện với mặt đang gia cơng.
- Mặt sau chính(3): l bề của dao đối diện với mặt đ gia cơng.
- Lưỡi cắt chính: l giao tuyến của mặt trước v v mặt sau chính, nĩ trực tiếp cắt vo
kim loại. Độ di lưỡi cắt chính cĩ lin quan đến chiều su cắt v bề rộng của phoi.
- Lưỡi cắt phụ: l giao tuyến của mặt trước v v mặt sau phụ, một phần lưỡi cắt
phụ gần mũi dao cũng tham gia cắt với lưỡi cắt chính.
- Lưỡi cắt nối tiếp: (chỉ cĩ một số loại dao tiện) l phần nối tiếp giữa lưỡi cắt
chính v lưỡi cắt phụ. Khi khơng cĩ lưỡi cắt nối tiếp dao tiện sẽ cĩ mũi. Mũi dao cĩ thể

nhọn hoặc lượng trịn (bn kính mũi dao R = 1 – 2mm). Cc lưỡi cắt cĩ thể thẳng hoặc
cong v một đầu dao nn cĩ thể cĩ một hoặc hai lưỡi cắt phụ .
Một dao cĩ thể cĩ nhiều đầu dao nn cĩ rất nhiều lưỡi cắt. Tuỳ theo số lượng của
lưỡi cắt chính, người ta chia ra :
+Dao một lưỡi cắt : dao tiện, dao bo…
+Dao hai lưỡi cắt : mũi khoan
+Dao nhiều lưỡi cắt : dao phay, dao doa, dao cưa…
+Dao cĩ vơ số lưỡi cắt l đ mi, (mỗi hạt mi cĩ vai trị như một lưỡi cắt)

VI. Thơng số hình học của dao ở trạng thi tĩnh (dao tiện):


8
Để đảm bảo năng suất – chất lượng bề mặt gia cơng, dao cắt cần phải cĩ hình
dng v gĩc độ hợp lý.
Thơng số hình học của dao được xt ở trạng thi tĩnh (khi dao chưa lm việc). Gĩc
độ của dao được xt trn cơ sở : dao tiện đầu thẳng đặt vuơng gĩc với phương chạy dao,
mũi dao được g ngang tm phơi.
Cc thơng số hình học của dao nhằm xc định vị trí cc gĩc độ của dao nằm trn đầu
dao. Những thơng số ny được xc định ở tiết diện chính N – N, ở mặt đy, ở tiết diện phụ
N
1
– N
1
v trn mặt phẳng cắt gọt.

+Gĩc trước γ : l gĩc tạo thnh giữa mặt trước v mặt đy đo trong tiết diện chính N –
N
Gĩc trước cĩ gi trị dương khi mặt trước thấp hơn mặt đy tính từ mũi dao, cĩ gi trị
m khi mặt trước cao hơn mặt đy v bằng khơng khi mặt trước song song với mặt đy.

Khi gĩc trước lớn biến dạng phoi nhỏ, việc thốt phoi dễ dng, lực cắt v cơng tiu
hao giảm, năng suất tăng.
+Gĩc sau chính α : l gĩc tạo thnh giữa mặt sau v mặt phẳng cắt gọt đo trong tiết
diện chính. Gĩc sau thường cĩ gi trị dương. Gĩc sau cng lớn mặt sau ít bị ma st vo bề
mặt gia cơng nn chất lượng bề mặt gia cơng cng tốt.
+Gĩc cắt δ : l gĩc tạo bởi giữa mặt trước v mặt cắt đo trong tiết diện chính
+Gĩc sắc β : l gĩc được tạo bởi mặt trước v mặt sau chính đo trong tiết diện
chính
ta cĩ quan hệ : α + β + γ =90
o
; δ = α + β
+Gĩc trước phụ γ
1
: tương tự như gĩc trước, nhưng đo trong tiết diện phụ N – N,
+Gĩc sau phụ α
1
: tương tự như gĩc sau , nhưng đo trong tiết diện phụ N – N

9
+Gĩc mũi dao ε : l gĩc hợp bởi hình chiếu lưỡi cắt chính v hình chiếu của lưỡi
cắt phụ trn mặt phẳng đy.
+Gĩc nghing chính ϕ : l gĩc của hình chiếu lưỡi cắt chính với phương chạy dao
đo trong mặt đy.
+Gĩc nghing phụ ϕ
1
: l gĩc của hình chiếu lưỡi cắt phụ với phương chạy dao đo
trong mặt đy.
Ta cĩ : ϕ + ε + ϕ
1
=180

o
+Gĩc nng của lưỡi cắt chínhλ : l gĩc tạo bởi lưỡi cắt chính v hình chiếu của nĩ trn
mặt đy.
λ Cĩ gi trị dương, khi mũi dao l điểm thấp nhất của lưỡi cắt .
λ Cĩ gi trị m, khi mũi dao l điểm cao nhất của lưỡi cắt.
λ = 0 Khi lưỡi cắt nằm ngang ( song song với mặt đy).
Cc định nghĩa trn cũng đng cho cc loại dao khc.

VII. Thơng số hình học của dao trong qu trình cắt:
1. Sự thay đổi gi trị cc gĩc ϕ v ϕ
1
khi g trục dụng cụ cắt khơng
thẳng gĩc với đường tm chi tiết:

Dụng cụ sau khi mi sắc cĩ cc gĩc nghing chính v gĩc nghing phụ
Nếu khi g dao, trục dao khơng vuơng gĩc với đường tm thì:
+Nếu g dao nghing về bn tri:
*Gĩc nghing chính khi lm việc ϕ
c
= ϕ - (90
0
-τ)
*Gĩc nghing phụ khi lm việc ϕ
1c
= ϕ
1
+ (90
0
-τ)
+Nếu g dao nghing về bn phải:

*Gĩc nghing chính khi lm việc ϕ
c
= ϕ + (90
0
-τ)
*Gĩc nghing phụ khi lm việc ϕ
1c
= ϕ
1
- (90
0
-τ)

2.Sự thay đổi gi trị cc gĩc

khi mũi dao g khơng ngang tm my :
Cao hơn tm (tiện ngồi)

10

Thấp hơn tm (tiện ngồi)
G cao hơn tm (tiện trong)

11


G thấp hơn tm (tiện trong)

- Khi tiện ngồi, nếu mũi dao g cao hơn đường tm của my thì gĩc trước của dụng
cụ khi lm việc γ

tt
sẽ tăng ln, gĩc sau α
tt
sẽ giảm đi ; cịn khi g dao thấp hơn đường tm
của my thì gĩc trước khi lm việc γ
tt
sẽ gảm đi, cịn gĩc sau khi lm việc α
tt
sẽ tăng ln.
- Khi tiện trong kết quả sẽ ngược lại.
Ơ cả hai trường hợp trn, gi trị của cc gĩc sẽ thay đổi một gi trị bằng gĩcµ. Gĩc đĩ
được tính theo cơng thức :
Trong đĩ:

12
H : l độ cao (thấp) của mũi dao so với tm my.
R : l bn kính của bề mặt được gia cơng ( hay bn kính chi tiết )
µ = arcSinH/R

3. Sự thay đổi gi trị cc gĩc của dao khi cĩ thm cc chuyển động phụ:

Chuyển động chạy dao ngang v chuyển động chay dao dọc
+ Chuyển động chạy dao ngang (khi xn mặt đầu, cắt đứt )
Khi cĩ chuyển động chạy dao ngang thì quỹ đạo của chuyển động cắt tương đối l
đường acsimt.
Do cĩ lượng chạy dao ngang nn hướng của vectơ tốc độ cắt tổng hợp luơn luơn
thay đổi, lm thay đổi gĩc độ của dụng cụ cắt.
Ta cĩ :
γ
yc =

γ
y +
µ
1
α
yc =
α
y
- µ
1

Gĩc µ
1
được tính theo biểu thức sau:


Trong đĩ :
Sn : lượng chay dao ngang sau một vịng quay của chi tiết (mm/vg)
D : l đường kính của chi tiết ở điểm khảo st (mm)

Ví dụ1 :
Tiện cắt đức một chi tiết hình trụ với lượng chạy dao ngang Sn =0.2 mm/vịng.
Dao tiện cắt đức sau khi mi cĩ α
y
=12
0
. Tính gĩc sau thực tế khi cắt đến điểm cch tm
một khoảng r = 1mm.
Giải : Tính gĩc µ theo cơntg thức cho trn.
SnVs

tg
µ
=
=
1

13
Ta cĩ : tgµ
1
= Sn/ 2π.r =0.2 / 2 x 3.14
= 0.0318
Do đĩ µ = 1
0
49’
Gĩc sau khi cắt đến điểm cch tam 1 mm sẽ l :
α
yc =
α
y
- µ
1
=12
0
– 1
0
49’ =10
0
11’.
Như vậy do lượng chạy dao ngang b nn sự thay đổi gĩc sau khơng đng kể, cĩ thể
khơng đng quan tm.

Ví dụ 2 :
Tiện hớt lưng một dao phay định hình cĩ cc thơng số sau: đường kính ngồi D =
75mm, số răng Z = 10, lượng hớt lưng K = 4.5mm, cần mi gĩc sau α
y
l bao nhiu để lm
việc ta cĩ α
yc
=8
0

Giải
Ta cĩ: α
yc
= α
y
-µ

với tgµ = Sn/πD
Lượng hớt lưng K = 4.5mm, nghĩa l sau một gĩc giữa hai răng (360
0
/ z) thì
lượng tiến dao l 4.5mm
Vậy sau một vịng lượng tiến dao sẽ l:
Sn = K.Z = 4.5 x 10 =45 mm/ vịng
Khi đĩ:
=10.812
0
=10
0
48’

Vì α
y
= α
y
- µ hay α
y
= α
yc
+ µ
Vậy cần mi gĩc sau: α
y
= 8
0
+10
0
48’=18
0
48’
- Chuyển động chạy dao dọc
Khi cĩ chuyển động chạy dao dọc thì quỹ đạo của chuyển động cắt tương đối l
đường xoắn ốc, do đĩ vctơ tốc độ cắt tổng hợp sẽ nghing với vctơ tốc độ cắt ở trạng thi
tĩnh một gĩcµ
2

Ta cĩ:

α
xc =
α
x

- µ
x

γ
xc =
γ
x +
µ
x

Gi trị của µ
2
được tính từ biểu thức:

190985,0
7514,3
45
==
x
tg µ

14

Trong đĩ:
S
d
: l lượng chạy dao dọc sau một vịng quay chi tiết (mm/vg)
D : l đường kính chi tiết tại điểm khảo st
Lượng chạy dao dọc cng lớn, đường kính chi tiết gia cơng cng b thì gĩc µ
2

cng
lớn. Do đĩ khi cắt với lượng chạy dao lớn như khi cắt ren bước lớn như ren nhiều đầu
mối, thì khi mi dao cần phải ch ý đến gĩc µ
2
để đảm bảo gĩc sau khi cắt khơng m.

Ví dụ 3 :

Tiện một trục vít hình thang cĩ Prơfin như hình vẽ, đường kính trung bình của
trục vít d
trung bình
=40 mm, mơdun chiều trục m = 6. Gĩc Prơfin của ren =20
0

Người ta tiến hnh tịn từng mặt một.

Dao tiện tinh mặt tri ren cĩ dang như hình sau, gĩc trước γ =0, ϕ = 70
0
, λ =
0
0
. G mũi dao ngang tm my.Để tiện đạt yu cầu thì gĩc sau tiết diện XX Phải l α
x0
=10
0

.Hỏi phải mi dao với gĩc α
n
bằng bao nhiu ở điểm nằm trn đường kính trung bình ?

15

Giải:
α
xe
= α
x
-µ
x
tgµ
x
= S
d
/ 2π.ρ
Tính µ
x
với S
d
l lượng chạy dao theo chiều trục, lc no bằng bước chiều trục t
0
,
do đĩ S
d
=t
o
= mπ = 6π.

ρ l bn kính vectơ tại điểm ta xt ρ = 20 mm
Do đĩ :

=>µ
x
=8
0
53’
tính gĩc sau α trong tiết diện NN α
n
Ta đ cĩ quan hệ:
ctgα
x
– ctgα
n
.sinϕ ± tgλ .cosϕ
Vì λ=0 nn ctgα
x
= ctgα. sinϕ
Hay : ctgα
n
= ctgα
x
. sinϕ
Ơ đy : α
x
= α
xc
=18
0

53’, gĩc ϕ =70
0
Do đĩ tgα
n
= ctgα
xc
. sinϕ
=tg18
0
53.sin70
0

tgα
n
= 0.31496.
=>α
n
=(17,48)
0
= 17
0
26’.



VIII. Cc thơng số của lớp kim loại bị cắt :

15,0
20
.

.
.
2
.6
==
D
xtg
π
π
µ

16
γ
ϕ
Cos
Sin
Sa=
* Chiều dy cắt a: l khoảng cch giữa hai vị trí lin tiếp của lưỡi cắt sau một vịng
quay của phơi hay một hnh trình kp của dao (bn my) đo theo phương thẳng gĩc với
chiều rộng cắt .
* Chiều rộng cắt b: l khoảng cch giữa hai bề mặt chưa gia cơng v bề mặt đ gia
cơng đo dọc theo lưỡi cắt (tính bằng mm).

Nếu lưỡi cắt thẳng thì b l chiều di phần lưỡi đang tham gia cắt, cịn nếu lưỡi cắt
cong chiều rộng cắt b l chiều di cung cong của lưỡi cắt đang tham gia cắt.
Thơng số hình học của phoi cĩ ảnh hưởng đến lực cắt v nhiệt cắt. Khi tăng a thì
lực cắt v nhiệt cắt tăng, dao bị mịn nhanh cịn khi tăng b thì lực cắt v nhiệt cắt trn đơn
vị di của lưỡi cắt khơng thay đổi.
Trường hợp tiện (dao g ngang tm phơi, dao cĩ γ =0, λ=0 ):

a=S.sinϕ ;
nếu γ ≠ 0 thì
Như vậy, (nếu : t = const; ϕ cng nhỏ ) a sẽ nhỏ, b sẻ lớn- phoi sẽ mỏng v di.
*Diện tích cắt: v tích số giữa chiều rộng v chiều dy cắt .Ví dụ khi tiện ( dao g
ngang tm phơi , dao cĩ: γ = o ;λ = o)
+Diện tích danh nghĩa : F
dn
= a.b = s.t (mm)
2

+Diện tích thực tế: F = F
dn
-

∆F
;
∆F – diện tích nhấp nhơ m dao khơng cắt hết. Được tính:
- Khi lưỡi cắt thẳng :
∆F = F. ∆ (ABC) = 1/2AB x CH ;
AB = S +CH x(cotgϕ + cotgϕ
1
)
CH = S/ cotgϕ + cotgϕ
1 =>

- Khi lưỡi cắt cong :
ϕSin
t
b =
1

2
cotcot
.
2
1
ϕϕ gg
S
F
+
=∆

17
AB= S; CH = HI – CI =
=> (CH – R)
2
= R
2
- S
2
/4
(CH)
2
– 2CH x R + R
2
= R
2
–S
2
/4
Bỏ qua vơ cng b (CH)

2
:CH ≈ S
2
/ 8R ; Lắp ghp như trn.
Cĩ thể nhận thấy : CH = R
z
– Chiều cao nhấp nhơ trung bình bề mặt chi tiết gia
cơng ( thơng số về nhm bề mặt)
Nếu tăng thì R
z
tăng (độ bĩng bề mặt gia cơng giảm) v nếu R tăng thì nhấp nhơ
bề mặt giảm ( độ bĩng sẽ tăng).













Bi2 VẬT LIỆU LM DAO

I. Khi niệm:

Muốn hớt đi một lớp kim loại dư thừa ra khỏi bềmặt cần gia cơng để đạt được

hình dng, kích thước v cc yu cầu kỹ thuật của chi tiết, trn cc my gia cơng kim loại bằng
phương php cắt gọt phải dng cc dụng cụ thường gọi l dụng cụ cắt.
II. Những đặc điểm v yu cầu cơ bản đối với vật liệu lmdao:
1. Đặc điểm lm việc:

- Khi cắt dao lm việc trong điều kiện nhiệt độ cao (800 – 1000
o
C) cĩ ảnh hưởng
xấu đến cơ lý tính của vật liệu.
- Trong qa trình cắt mỗi đơn vị diện tích trn bề mặt lm việc của dao phải chịu
lực rất lớn điều đĩ chỉ gy nn hiện tượng rạng nứt v gy vở dao khi cắt.
4
2
2
S
RR −−
R
S
ABxCHF
16
2
1
3
≈=∆

18
- Khi cắt giữa bề mặt tiếp xc của dao v phoi với chi tiết gia cơng xảy ra qa trình
ma st rất lớn. Hệ số ma st ln đến (0,4 – 1).
- Nhiều trường hợp khi cắt dao phải lm việc trong điều kiện bị va đập (như
phay,bo, xọc… ) v sự dao động đột ngột về nhiệt độ cĩ ảnh hưởng rất xấu đến khả năng

lm việc của dao.
- Ở một số phương php gia cơng (chuốt,khoan) thì điều kiện thốt phoi, thốt nhiệt
khĩ khăn lm tăng nhiệt đo, dễ gy ra hiện tượng kẹt dao.

2.Yu cầu đối với vật liệu lm dao.

a.Độ cứng:
Thường vật liệu cần gia cơng trong chế tạo cơ khí l thp, gang… cĩ độ cứng cao,
do đĩ để cĩ thể cắt được, vật liệu lm dao phần cắt dụng cụ phải cĩ độ cứng cao hơn (60
– 65HRC)
b.Độ bền cơ học:
Dụng cụ cắt thường phải lm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt : tải trọng lớn
khơng ổn định, nhiệt độ cao, ma st lớn, rung động…. Dễ lm lưỡi cắt của dụng cụ sứt
mẻ. Do đĩ vật liệu lm phần cắt dụng cụ cần cĩ độ bền cơ học (sức bền uốn, ko, nn, va
đập…) cng cao cng tốt.
c.Tính chịu nĩng:
Ở vng cắt, nơi tiếp xc giữa dụng cụ v chi tiết gia cơng dụng cụ v chi tiết gia
cơng, do kim loại bị biến dạng, ma st…nn nhiệt độ rất cao (700 – 800
o
C), cĩ khi đạt
đến hng ngn độ (khi mi). Ở nhiệt độ ny vật liệu lm dụng cụ cắt cĩ thể bị thay đổi cấu
trc do chuyển biến pha lm cho cc tính năng cắt giảm xuống. Vì vậy vật liệu phần cắt
dụng cụ cần cĩ tính chịu nĩng cao nghĩa l vẫn giữ được tính cắt ở nhiệt độ cao trong
một thời gian di.
d.Tính chịu mi mịn:
Lm việc trong điều kiện nhiệt độ cao, ma st lớn thì sự mịn dao l điều thường
xảy ra. Thơng thường vật liệu cng cứng thì tính chống mi mịn cng cao. Tuy nhin ở
điều kiện nhiệt độ cao khi cắt (700 – 800
0
C) thì hiện tuợng mi mịn cơ học khơng cịn l

chủ yếu nữa, m ở đy sự mi mịn chủ yếu do hiện tượng chảy dính (bm dính giữa vật
liệu gia cơng v vật liệu lm dụng cụ cắt) l cơ bản. Ngồi ra do việc giảm độ cứng ở phần
cắt do nhiệt độ cao khiến cho lc ny hiện tượng mịn xảy ra cng khốc liệt.
Vì vậy, vật liệu lm phần cắt dụng cụ phải cĩ tính chịu mịn cao.
c.Tính cơng nghệ:
Vật liệu lm dụng cụ cắt phải dể chế tạo: dễ rn, cn, dễ tạo hình bằng cắt gọt, cĩ
tính thấm tơi cao, dễ nhiệt luyện…
Ngồi cc yu cầu chủ yếu nu trn, vật liệu lm phần cắt dụng cụ phải cĩ tính dẫn
nhiệt tốt, độ dai chống va đập cao v gi thnh rẻ.

III.Cc loại vật liệu lm dao:

Để lm phần cắt dụng cụ, người ta cĩ thể dng cc loại dụng cụ khc nhau tuỳ thuộc
vo tính cơ lý của vật liệu cần gia cơng v diều kiện sản xuất cụ thể.

19
Dưới đy lần lượt giới thiệu lm phần cắt dụng cụ theo sự pht triển v sự hồn thiện
về khả năng lm việc của chng.

Năm Vật liệu dụng cụ V
e
,m/ph Nhiệt độ giới hạn đặt
tính cắt
0
C
Độ cứng
HRC
1894

1900

1900
1908
1913

1931

1934

1955

1957
1965
1970
Thp Cacbon dụng
cụ
Thp hợp kim dụng
cụ
Thp giĩ
Thp cải tiến
Thp giĩ(tăng Co v
WC)
Hợp kim cứng
Ccbitvonfram
Hợp kim cứngWC
v TiC
Kim cương nhn tạo

Gốm
Nitrit Bo

Hợp kim cứng
phủ(TiC)

5

8

12
15-20
20-30

200

300



300-500
100-200
300
200-300

300-500
-
-
500-600
600-650

1000-1200

1000-1200

800

1500
1600
1000

60
60



60-64


91

91-92

100.000HV

92-94
8.000HV
18.000HV

1. Thp Cacbon dụng cụ:

Để đạt được độ cứng, tính chịu nhiệt v chịu mi mịn, lượng C trong thp Cacbon
dụng cụ khơng thể được dưới 0,7% (thường từ 0,7- 1,3%)v lượng P, S thấp (P<

0,035%, S < 0,025%)
Độ cứng sau khi tơi v ram đạt HRC = 60 - 62.
-Sau khi ủ độ cứng đạt đượckhoảng HB = 107-217 nn dễ gia cơng cắt v gia cơng
bằng p lực.
-Độthấm tơi nn thường tơi trong nước do đĩ dễ gy ra nứt vỡ nhất l những dụng
cụ cĩ kích thước lớn.
-Tính chịu nĩng km, độ cứng giảm nhanh khi nhiệt độ đạt đến 200
o
– 300
o
C ứng
với tốc độ cắt 4-5 m/ph.
-Khĩ mi v dễ biến dạng khi nhiệt luyện do đĩ ít dng để chế tạo những dụng cụ
định hình, cần phải mi theo prơphin khi chế tạo.
Dưới đy l bản nu thnh phần hĩa học, cơ lý tính v phạm vi ứng dụng của một số mc
thp Ccbon dụng cụ thường gặp.
Giả sử ta cĩ nhn hiệuY10A
-Chữ Y: kí hiệu của Ccbon.
-Chữ A:kí hiệu của chất lượng tốt(hm lượng P,S <0,03%)
-Số10: gi trị trung bình của ccbon trong thp(0,95- 1,09%)

20
Ngồi ra cịn cĩ cc nhn hiệu khc như Y7,Y8…Y10,Y12 nhưng chất lượng km
hơn(khơng cĩ chữ A) nn hiện nay ít dng
2.Thp hợp kim dụng cụ:
Thp hợp kim dụng cụ l loại thp cĩ hm lượng Cacbon cao, ngồi ra cịn cĩ thm một
số nguyn tố hợp kim với hm lượng nhất định ( 0.5 – 3%)
Cc nguyn tố hợp kim như: Cr, W, Co, V cĩ tc dụng:
- Lm tăng tính thấm tơi của thp
- Tăng tính chịu nĩng đến 300

o
C, tương ứng với tốc độ cắt cao hơn thp cacbon
dụng cụ khoảng 20%.

Thnh phần hố học của một số nhn hiệu thp hợp kim dụng cụ %

Nhĩm Nhn hiệu Kí hiệu
Lin xơ cũ

C

Mn

Si

Cr

W

V
I Thp Cr05
85CrV


XB
12,5-1,1

0,8-,0,9
0,2-0,4

0,3-0,6
<0,35

<0,35

0,04-0,06
0,45-0,7
-

-
-

0,15-0,3
II Cr
9CrSi
X
9XC
0,95-1,1
0,85-0,95
<0,4
0,3-0,6
<0,35
1,2-1,6

1,3-,1,6
0,95-
,1,25
-
-
-

-
III CrMn
CrWMn
XΓ
XBΓ
1,3-1,5
0,9-1,0
0,45-0,7
0,8-1,0
<0,35
0,15-0,35
1,3-1,6
0,9-1,2
-
1,2-1,6
-
-
IV CrW5 XB5 1,25-,1,5 <0,3 <0,3 0,4-0,7 4,5-5,5 0,15-0,30

Ch thích: C – cacbon, Mn – mangan, Si – silic, Cr – crơm, W – vonram, V –
vanadi.
Ký hiệu của lin xơ cũ: X – Crơm, T – mangan, B – vơngam
Thp hợp kim dụng cụ nhĩm I thường dng chủ yếu để chế tạo cc loại dụng cụ dng
để gia cơng gỗ .
Thp hợp kim dụng cụ nhĩm II do cĩ lượng Crơm lớn ( 1 – 1.5 %) nn cĩ tính thấm
tơi v cắt gọt tốt hơn. Loại ny chịu nhiệt khoảng 220 – 300
o
C.
Thp hợp kim dụng cụ nhĩm III cĩ độ thm tơi cao, iýt thay đổi kích thước khi
nhiệt luyện, nn thường chế tạo cc loại dụng cụ cắt cĩ độ chính xc cao v hình dng phức

tạp: mũi doa, ta rơ, dao chuốt v cc loại dụng cụ đo…
Thp hợp kim dụng cụ nhĩm IV cĩ hm lượng Vonfram lớn, hạt mịn nnđộ cứng
cao, tuy nhin độ độ thm tơi thấp dng để chế tạop6 cc loại dụng cụ cắt cần cĩ lưỡi cắt
sắc bn. Tuổi bền cao v để gia cơng cc loại vật liệu cứng.
Nhìn chung, thp hop75 kim dụng cụ chủ yếu được dng dng để chế tạo cc laọi
dụng cụ cầm tay v gia cơng ở tốc độ thấp.

3. Thp giĩ: (HSS – High Speed Steel – thp cao tốc).

Thp giĩ cĩ tính cắt cao hơn hẳn cc loại thp nn trn, do đĩ từ khi thp giĩ ra đời, nĩ đ
tạo ra một cuộc cch mạng về cắt gọt v năng suất gia cơng, lm xuất hiện một thế hệ cc
my bn tự động v tự đơng tốc độ cao.

21
Nền cơ bản của thp giĩ vẫn l thp cacbon, nhưng cĩ hm lượng Cacbon cao hơn,
đặc biệt hm lượng cc nguyn tố hợp kim Crơm, Vơnfram, Cơban, Vana di tăng ln đng
kể nhất l wonfram.
Những nguyn tố hợp kim ny hợp với Ccbon tạo thnh cc cacbít kim loại cĩ độ
cứng cao, chịu mịn tốt, trong đĩ ccbít wonfram (WC) đĩng vai trị nịng cốt. Cc ccbít ny
ở nhiệt độ nhỏ hơn 600
o
C sẽ khơng thốt ra khỏi mạng mctensit nn vật liệu vẫn giữ
được tính cắt tốt.
Tc dụng chủ yếu của Crơm l tăng độ thấm tơi, Vanadi tạo thnh cacbít Vanadi cĩ
độ cứng cao, chịu mịn tốt , Cơban khơng tạo thnh cacbít m hồ tan vo sắt, khi lượng
Ccbon lớn hơn 5% thì tính chịu nhiệt của thp giĩ nng cao.
Ngồi ra cịn cĩ cc loại thp giĩ cĩ năng suất cao
Ngồi ra, chất lượng thp giĩ phụ thuộc rất nhiều vo nhiệt luyện. Vì vậy khi nhiệt
luyện thp giĩ cần ch ý một số điểm chủ yếu sau:
Khơng nung nĩng thp giĩ đột ngột đến nhiệt độ cao, (nhiệt độ tơi khoảng

1300
o
C) m phải tăng nhiệt độ dần dần từ 650
o
C, vì thp giĩ cĩ độ dẫn nhiệt km. Thơng
thường thp giĩ được nung nĩng qua ba lị với nhiệt độ lần lượt 650
o
C, 850
o
C,v
1300
o
C
Phải ram sau khi tơi nhiều lần (3 lần) mổi lần trong 1 giờ ( nhiệt độ ram 560
o
C ).
Sau mỗi lần ram phải để nguội đến nhiệt độ thường.

Những tính năng cơ bản của thp giĩ l:
-Độ thấm tơi lớn, sau khi tơi đạt độ cứng HRC = 63 – 66.
-Độ chịu nhịt khoảng 600
o
C tương ứng với tốc độ cắt V = 25 - 35m/ph.
So snh giữa P18 v P9:
-Năng suất gia cơng khc nhau khơng đng kể.
-P9 rẻ hơn P18 (vì hm lượng W chỉ bằng một nửa)
-P18 chịu mịn tốt hơn, dể mi sắc, mi bĩng hơn v cĩ tính bền cao hơn P9.

22
4.Hợp kim cứng(HKC)

Từ năm 1915-1925 ở Mỹ v Đức đ tiến hnh thử nghiệm chế tạo hợp kim cứng. Ơ
Lin Xơ cũ, hợp kim cứng ra đời vo những năm 1930-1935.
Hợp kim cứng l loại vật liệu lm phần cắt dụng cụ được chế tạo theo phương php
luyện kim bột.
Thnh phần chủ yếu của HKC l Ccbit của một số kim loại khĩ nĩng chảy như
Vonfran,Titan,Tantan v được lin kết bởi kim loại cơ bản
Tính cắt của HKC do cc pha Ccbit kim loại quyết định . Độ bền cơ học do
Coban tạo nn.
Những tính năng cơ bản của HKC so với cc loại vật liệu lm dao khc như sau:
-Độ cứng cao HRA = 80 – 90 (HRC >70-71)
-Độ chịu nhiệt cao:800-1000
0
C, do đĩ tốc độ cắt cho php của HKC cĩ thể đạt đến
V >100 m/ph.
-Độ chịu mịn gấp 1,5 lần so với thp giĩ.
-Chịu nn tốt hơn chịu uốn (hm lượng Coban cng lớn thì sức bền uốn cng cao).
Hợp kim cứng được chế tạo qua cc giai đoạn sau:
-Tạo bột Vonfram, Titan v Tantan nguyn chất.
- Tạo ra cc Ccbit tương ứng từ cc bột nguyn chất W, Ti, Ta
-Trộn bột Ccbit vời bột Coban theo thnh phần tương ứng với cc loại hợp kim
cứng.
-p hỗn hợp dưới p suất lớn (100-140MN/mm
2
) nung sơ bộ đến 900
o
C trong
khoảng 1 giờ.

-Tạo hình theo cc dạng yu cầu.
-Thu kết lần cuối ở nhiệt độ cao1400- 1500
0
C trong 1 đến 3 giờ tạo thnh HKC
Sau khi thu kết, HKC cĩ độ cứng cao nn chỉ cĩ thể gia cơng bằng phương php mi
hoặc bằng cc phương php đặc biệt (điện hố, tia lửa điện…)
Hợp kim cứng l loại kim loại bột nn cĩ độ xốp (khoảng 5%)
Hạt ccbit cng mịn, phn bố cng đều thì tính năng thì tính năng của hợp kim cứng
cng cao, chủ yếu l độ cứng v tính chịu mi mịn. Độ cứng của hợp kim cứng phụ thuộc
vo lượng Ccbit Vonfram, Ccbit Titan v Ccbit Tantan. Lượng Ccbit cng lớn thì độ cứng
cng cao.
Lượng coban cng nhiều thì độ cứng cng gim, tuy nhin độ bền v tính dẽo cng
tăng
Cĩ ba nhĩm hợp kim cứng thường gặp như sau:
a. Nhĩm một Ccbit – kí hiệu K (ISO) hoặc BK (Nga) thnh phần gồm:
Ccbitvonfram (WC) v Coban (Co) nhĩm ny chủ yếu để gia cơng vật liệu giịn :gang,
kim loại mu…
b.Nhĩm hai ccbit – kí hiệu l P (ISO) hoặc TK (Nga) thnh phần gồm: Ccbit
Vonfram (WC), Ccbit Titan (TiC) v Coban (Co).
Nhĩm hai Ccbit cĩ tính chĩng dính cao hơn nn được dng để gia cơng kim loại dẽo
như thp,…(thường hình thnh phoi dy khi cắt v cĩ nhiệt độ căt cao ở mặt trước).
c. Nhĩm ba ccbit – kí hiệu M (ISO) hoặc TTK ( Nga) thnh phần gồm: Ccbit
Vonfram (WC), Ccbit Titan (TiC) v Coban (Co) v Ccbit Tantan (TaC)

23
Loại ny thường được dng để gia cơng cc loại vật liệu khĩ gia cơng.

Ở nước ta, cũng đ từng sản xuất thử nghiệm hợp kim cứng. Tuy nhin do chất
lượng chưa ổn định, mặt khc gi thnh cao.

ISO phn hợp kim cứng theo ba nhĩm chính khi tạo phoi:
- Nhĩm kí hiệu P cho cc vật liệu cắt ra phoi dy.
- Nhĩm kí hiệu M l loại vạn năng dng gia cơng cc loại vật liệu cắt ra phoi dy v
phoi xếp.
- Nhĩm loại K dng gia cơng cc loại vật liệu cho phoi hạt v phoi vụn.
Đặt tính chung của hợp kim cứng khi tăng độ cứng v tính chịu mi mịn thì sẽ
giảm tính dẻo. Khi tăng tính dẻo (tăng lượng Coban) sẽ lm giảm tính mi mịn v tính
chịu nhiệt.
Sự pht triển của hợp kim cứng xuất pht từ cc nhĩm cơng cụ (ví dụ: loại P10, P20,
P30) theo hai hướng. Một hướng l tăng thnh phần Ccbít Titan (ví dụ P03) lm tăng tính
chịu mịn v cắt được ở tốc độ cao. Hướng thứ hai l tạo được hợp kim cứng cĩ độ dẻo
cao dng để cắt cc loại vật liệu cĩ độ cứng v va đập mạnh (ví dụ, bo v tiện thơ) với tốc
độ cắt thấp, diện tích v lực cắt lớn hơn. Cc loại hợp kim cứng P40, P50 để gia cơng thp
cĩ thnh phần Coban (Co) tương đối lớn.
Hợp kim cứng được chế tạo thnh cc dạng theo tiu chuẩn (cc mảnh hợp kim
cứng). Cc mảnh đĩ được hn, kẹp ln thn dụng cụ tiu chuẩn. Ngy nay, cc mảnh hợp kim
cứng được phủ ln một lớp mỏng vi mirơmet bằng cc loại ccbít cứng như TiC, TiC/ TiN
(Ccbít Titan, Nitrít Titan). Cc lớp phủ lm tăng độ cứng, tính chịu mi mịn v chịu nhiệt
của hợp kim cứng (độ cứng > 91 HRA, chịu được nhiệt độ khoảng1000 độ C, ứng với
tốc độ cắt V>300m/ph.



Để sử dụng hợp lí v cĩ hiệu quả hợp kim cứng cần ch ý cc điều kiện sau:
* Chế độ gia cơng:
- Lựa chọn hợp kim cứng cho vật liệu gia cơng (cc nhĩm P,K) v theo yu cầu gia
cơng (gia cơng, thơ, tinh, lần cuối).
- Xc định chế độ gia cơng (tốc độ cắt lượng chạy dao, chiều su cắt) ph hợp cặp
vật liệu (chi tiết- dụng cụcắt) v yu cầu gia cơng cần ch ý đến việc lựa chọn tuổi bền
kinh tế.

- Khơng dng dung dich trơn nguội (gia cơngkhơ) hoặc phải tưới mạnh v nhiều.
*Đối với dụng cụ:
- Xc định thơng số hình học theo điều kiện gia cơng.
- Đảm bảo kích thước thn dụng cụ để khi gia cơng khơng cĩ rung động.
- Mi sắc hợp lý v từ từ bằng đ mi sẳn Ccbít Silíc hoặc đ mi kim cương.
*Đối với my cơng cụ:
-My cĩ độ cứng vững tốt khơng rung động ở tốc độ cắt cao v lực cắt lớn. đảo bảo
kẹp chặt tốt dụng cụ v chi tiết.
-Kiểm tra cơng suất cắt v cơng suất my để trnh qu tải.


24
5. Vật liệu gốm:
Vật liệu gốm được nghin cứu từ nhưng năn1930 v đưa vo sử dụng sau 1950.
Thnh phần chính của gốm l “đất st kỷ thuật”(Al
2
O
3
) gồm hai pha của oxít nhơm:
γAl
2
O
3
cĩ ρ =3,65g/cm
3
v α Ai
2
O
3
với ρ=3,96g/cm

3

Để chuyển hố hịa tồn từ Ai
2
O
3
sang Al
2
O
3
.Người ta nung đất st kỉ thuật ở
nhiệt độ 1400-1600
0
C. Sau đĩ nghiền nhỏ thnh bột mịn. Bột được p thnh những mảnh
dao cĩ hình dạng v kích thước tiu chuẩn sau đĩ đem thu kết.
Hiện nay cĩ 3 loại vật gốm được sử dụng gồm:
a. Ơxit nhơm thuần khiết (99%Al
2
O
3
):
Hiện nay Al
2
O
3
cịn thm khơng dưới10% oxit kẽm (ZnO
2
) lm tăng thm sức bền.
b.Vật liệu gốm trộn:
Ngồi Al

2
O
3
l chính, cịn thm cc Ccbit kim loại như Ccbit Titan (TiC), Cacbit
vonfram (WC), Cacbit Tantan (TaC), Nitrit Titan(TiN).
Loại ny cĩ sức bền cao, dng để tiện tinh, phay tinh cc loại vật liệu như gang
cứng, thp tơi.
c.Vật liệu gốm khơng Oxít:
Loại ny được chế tạo từ nitrit silic (Si
3
N
4
) cĩ sức bền uốn cao hơn nhiều so với
hai loại trn, chủ yếu được dng để gia cơng nhơm v hợp kim nhơm.
Đối với vật liệu gốm thì độ hạt cng mịn, sức bền uốn cng tăng
*Cc tính năng chủ yếu của vật liệu gốm:
+ Độ cứng v tính giịn cao.
+ Chịu mịn v chịu nhiệt cao nn thường dng để cắt ở tốc độ cao .
+ Tính dẫn nhiệt km nn khi cắt khơng dng dung dịch trơn nguội .
+ Tính dẽo km do sức bền uống km, vì vậy khơng dng để gia cơng khi cĩ rung
động, va đập v lực cắt lớn .
+ Mi sắc bằng đ mi kim cương.
*Phạm vi sử dụng của vật liệu gốm:
- Tốc độ cắt khơng nhỏ hơn 100m/ph.
- Khi gia cơng thp, tốc độ cắt: V=1 – 2 lần so với khi cắt bằng HKC.
- Khi gia cơng gang, tốc độ cắt V = 2 – 3 lần so với HKC
- Tốc độ cắt tinh lớn nhất khi gia cơng thp xy dựng cĩ thể đạt đến 600m/ph, khi
gia cơng gang, V = 800m/ph.
- Vì chịu rung rộng v va đập km nn chủ yếu được dng để gia cơng tinh chiều su
cắt v lượng chạy dao b.

-Vì tính dẫn nhiệt km nn khơng dng dung dịch trơng nguội khi cắt. Ring đối với
Nitritsilic (Si
3
N
4
) cĩ sức bền v tính dẫn nhiệt cao hơn Oxit nhơm khoảng bốn lần nn cĩ
thể dng dung dịch trơn nguội.
- Nhờ cĩ tính mịn cao nn thường dng để gia cơng lần cuối để đạt độ chính xc
kích thước v độ nhẵn bề mặt cao.
- Cc mảnh dao gốm thường được kẹp cơ khí vo thn dao v khơng mi sắc lại .
* So với HKC, mảnh dao gốm cĩ những ưu điểm sau:
- Năng suất cao hơn vì thời gian my giảm do tốc độ cắt cao khi cng một tuổi
bền.
- Tuổi bền tăng nếu cắt cng một tốc độ cắt .
- Sai lệch kích thước gia cơng nhỏ hơn.

25
- Chất lượng bề mặt đạt được cao hơn.
- Gi thnh rẽ hơn.
6.Vật liệu tổng hợp (nhn tạo) siu cứng:
Sau vật liệu gốm, người ta tiếp tục nghin cứu v chế tạo một loại vật liệu lm dụng
cụ mới. Đĩ l vật liệu tổng hợp siu cứng. Cĩ hai loại thường gặp l: kim cương tổng hợp v
Nitrit Bo lập phương (cịn gọi l El bo).
a>Kim cương nhn tạo:
Kim cương nhn tạo được tổng hợp từ than chì (Graphit) ở p lực v nhiệt độ cao.
*Những tính năng cơ bản của kim cương:
+ Độ cứng tế vi của kim cương cao nhất trong cc loại vật liệu hiện nay, cao hơn
của hợp hợp kim cứng từ 5 – 6 lần, độ cứng tế vi của hợp kim cứng khoảng (120 –
180 )10
s

Pa 1Pa= 1Nm
2

+ Độ dẫn nhiệt cao gấp hai lần hợp kim cứng.
+ Độ chịu nhiệt km ≈ 800
0
C.
+ Giịn, chịu tải trọng va đập km.
+ Chịu mi mịn, tuy nhin khi gia cơng thp C cĩ hm lượng Cacbon thấp thì lại bị
mịn nhanh do hiện tượng khuếch tn.
Do hệ số dẫn nhiệt cao, nn tuy chịu nhiệt km, kim cương vẫn cĩ thể cắt được ở
tốc độ rất cao.
* Phạm vi sử dụng :
+ Thường được dng lm đ mi để mi sắc dụng cụ cắt bằng hợp kim cứng.
+ Dng lm dao tiện để gia cơng gang v cc kim loại mu.
b> Nitrit Bo lập phương (cịn gọi l El bo):
L hợp chất giữa Nitơ v nguyn tố Bo. Tính cắt của nĩ tương tự như kim cương.
- Độ cứng tế vi của El bo l(600 – 800).10
8
Pa .
- Chịu nhiệt khoảng 1500 – 2000
0
C.
- Hệ số ma st b .
- Chống mi mịn tốt.
- Hệ số ma st với kim loại nhỏ.
* Ứng dụng:
- Gia cơng tinh thp tơi cĩ HRC ≈ 39 – 66, v gang HKC, đặc biệt l thp giĩ.

26

Bi 3 CƠ SỞ VẬT LÝ CỦA QU TRÌNH
CẮT GỌT
♦♦
I. Qu trình hình thnh phoi cắt :

Khi cắt lưỡi cắt của dao tc dụng vo kim loại một lực ( lực cắt ), nĩ gy ra một sự
thay đổi cơ lý tại vng cắt của vật liệu.
- Đầu tin dưới tc dụng của lực P kim loại bị nn v biến dạng đn hồi

-Dao tiến su vo ( lực P cng lớn) gy nn ứng suất bn trong kim loại lơn hơn giới
hạn đn hồi do đĩ kim loại bắt đầu bị biến dạngdẽo ( cc phn từ bn trong kim loại bắt
đầu bị trượt theo mặt trượt v phương trượt)
-Do biến dạng cc tinh thể trn phương ny bị ko di thnh hình elíp (gĩc của mặt
trượt so với phương của lực cắt l β
1
)

-Khi dao tiếp tục tiến thm => p lực gia tăng lm ứng suất tăng vượt qu giới hạn
bền kim loại bị biến dạng lớn v bắt đầu bị ph huỷ.
Trn phần kim loại của phơi ở mặt trước daop xuất hiệncc vết nứt theo gĩc ph huỷ
β
2
(β
2
≠ β
1
)
- Khi dao tiếp tục tiến, phoi bị cắt sẽ trượt trn mặt trước của dao, cịn dao tiếp tục
p ln cc phần tử kim loại tiếp theo.
II. Cc dạng phoi cắt:
Cc nh cơng nghệ cĩ thể căn cứ vo sự hình thnh phoi cắt m đnh gi được cc thơng
số của dụng cụ cắt, cc yếu tố chế đơ cắt được hợp lý hay chưa, mức độ tiu hao năng
lượng nhiều hay ít, chất lượng bế mặt gia cơng cĩ đảm bảo hay khơng….
Cĩ cc dạng phoi cắt sau đy:
*Phoi vụn: phoi cắt ra l những hạt nhỏ rời rạt cĩ hình dng kích thước khc nhau.
Phoi vụn thường gặp khi gia cơng vật liệu giịn hay cắt với vận tốc thấp.
Sự hình thnh phoi khơng lin tục (phoi vụn) lm lực cắt thay đổi gy ra va đập,
rung động … chất lượng bề mặt xấu đi, nhiệt v lực cắt chỉ tập trung ở mũi dao.


*Phoi xếp : Mặt phoi tiếp xc với mặt trước của dao thì nhẵn bĩng mặt đối diện
với nĩ cĩ những nếp gợn (nức nẻ), phoi bị đứt ra thnh từng mảnh hoặc từng đoạn ngắn.