ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN TỐI THIỂU (MQL) ĐẾN MÒN DỤNG CỤ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9CrSi (9XC) ĐÃ QUA TÔI

Header Page 1 of 166.
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
-------------- o0o -------------

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN TỐI THIỂU (MQL)
ĐẾN MÒN DỤNG CỤ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI
TIỆN TINH THÉP 9CrSi (9XC) ĐÃ QUA TÔI

HOÀNG XUÂN TỨ

THÁI NGUYÊN, 2009

Footer Page 1 of 166.


Header Page 2 of 166.
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
-------------- o0o -------------

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
ẢNH HƯỞNG CỦA BÔI TRƠN TỐI THIỂU (MQL)
ĐẾN MÒN DỤNG CỤ CẮT VÀ NHÁM BỀ MẶT KHI
TIỆN TINH THÉP 9CrSi (9XC) ĐÃ QUA TÔI

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY
MÃ SỐ:

HỌC VIÊN: HOÀNG XUÂN TỨ
NGƯỜI HD KHOA HỌC: TS. TRẦN MINH ĐỨC

THÁI NGUYÊN, 2009

Footer Page 2 of 166.


-3-

Header Page
3 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
TT

Tên hình

Nội dung

1

Hình 1.1

Các loại phoi

2

Hình 1.2

Quá trình hình thành phoi khi tiện thường

3

Hình 1.3

Sơ đồ quá trình hình thành phoi thép

4

Hình 1.4

Quá trình hình thành phoi khi tiện cứng

5

Hình 1.5

Sơ đồ nguồn gốc lực cắt

6

Hình 1.6

Nguồn gốc và sự phân bố nhiệt cắt

7

Hình 1.7

Quan hệ giữa θ và v

8

Hình 1.8

Quan hệ giữa chiều dày cắt và nhiệt cắt

9

Hình 1.9

Quan hệ giữa nhiệt cắt với b

10

Hình 1.10

Các dạng mài mòn của dụng cụ cắt

11

Hình 1.11

Mài mòn mặt sau

12

Hình 1.12

Mài mòn Crater

13

Hình 1.13

Các dạng mài mòn chính khi tiện

14

Hình 1.14

Dẫn dung dịch lên chi tiết gia công

15

Hình 1.15

Dẫn dung dịch lên mặt trước dao

16

Hình 1.16

Dẫn dung dịch vào mặt sau của dao

17

Hình 1.17

Dẫn dung dịch kết hợp mặt trước và mặt sau của dao

18

Hình 2.1

Phun theo phương tiếp tuyến với mặt trước của dao

19

Hình 2.2

Phun theo phương tiếp tuyến với mặt sau của dao

20

Hình 3.1

Sơ đồ nguyên lý đầu phun

21

Hình 3.2

Đầu phun

22

Hình 3.3

Máy nén khí

23

Hình 3.4

Máy đo nhám cầm tay Mitutoyo SJ-201

24

Hình 3.5

Kính hiển vi điện tử, TM-1000 Hitachi, Nhật Bản

25

Hình 3.6

Thân dao MTENN 2020 K16-N (hãng KANELA)

26

Hình 3.7

Mảnh dao CBN: TPGN 160308

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 3 of 166.




-4-

Header Page
4 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

27

Hình 3.8

Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau khi tiện 16,25 phút

28

Hình 3.9

Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau khi tiện 32,5 phút.

29

Hình 3.10

Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau khi tiện 48,75 phút.

30

Hình 3.11

Hình ảnh mặt trước dao PCBN sau khi tiện 32,5 phút.

31

Hình 3.12

Hình ảnh mặt sau dao PCBN sau khi tiện 16,25 phút

32

Hình 3.13

Hình ảnh mặt sau dao PCBN sau khi tiện 32,5 phút.

33

Hình 3.14

Hình ảnh mặt sau dao PCBN sau khi tiện 48,75 phút.

34

Hình 3.15

Quan hệ giữa lượng mòn mặt sau u và thời gian cắt khi gia
công khô và gia công có sử dụng bôi trơn tối thiểu

35

Hình 3.16

Biểu dồ so sánh tuổi bền của dao theo lượng mòn cho phép

36

Hình 3.17

Quan hệ giữa nhám bề mặt Ra và thời gian cắt khi gia công
khô và gia công có sử dụng bôi trơn tối thiểu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 4 of 166.




-5-

Header Page
5 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

LỜI NÓI ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong quá trình gia công, mòn dụng cụ cắt là nguyên nhân dẫn đến dụng
cụ cắt bị phá huỷ. Các nghiên cứu ngày nay đã phát triển công nghệ gia công
theo xu hướng nâng cao vận tốc cắt và tốc độ chạy dao. Việc tăng tốc độ cắt và
tốc độ chạy dao đồng nghĩa với nhiệt cắt sinh ra là rất lớn, điều này không chỉ
làm giảm tuổi thọ của dụng cụ cắt mà chất lượng của sản phẩm cũng bị giảm đi.
Người ta sử dụng dung dịch trơn nguội nhằm giải quyết vấn đề này. Bởi vì dung
dịch trơn nguội có khả năng làm giảm ma sát trong vùng cắt, tải nhiệt ra khỏi
vùng cắt, hạn chế tác dụng xấu của nhiệt độ đối với dụng cụ cắt. Đảm bảo nhiệt
độ làm việc của môi trường thấp và ổn định. Giúp vận chuyển phoi ra khỏi vùng
cắt dễ dàng. Tuy nhiên, sử dụng dung dịch trơn nguội trong quá trình gia công
hiện nay cho thấy nhược điểm của nó là gây ô nhiễm môi trường và độc hại đối
với lao động. Do vậy, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu
(Minimum Quantity Lubricant - MQL) cho quá trình gia công là cần thiết và cần
được phát triển.
Phương pháp bôi trơn tối thiểu sử dụng dầu thực vật làm dung dịch bôi
trơn với lưu lượng khoảng từ 50 - 500 ml/1 giờ, nhỏ hơn rất nhiều so với phương
pháp tưới tràn (có thể lên tới 10l/phút). Quan niệm về phương pháp bôi trơn tối
thiểu cũng gần giống với phương pháp gia công khô và phương pháp bôi trơn cực
tiểu được đề ra với ý nghĩa bảo vệ môi trường và người lao động. Ngoài ý nghĩa
đó phương pháp này còn mang lại các hiệu quả về kinh tế do tiết kiệm được dầu
bôi trơn, giảm thời gian làm sạch phôi, dụng cụ cắt và máy móc.
Hiện nay, phương pháp tiện khô không bôi trơn làm nguội đã trở nên
thông dụng trong sản xuất công nghiệp khi gia công các loại thép có độ cứng cao,
đặc trưng của phương pháp này là năng lượng sử dụng cho quá trình cắt rất lớn.
Điều này được chứng minh khi so sánh với phương pháp tưới tràn truyền thống,
lực cắt nhỏ hơn và nhiệt sinh ra trong quá trình cắt cũng nhỏ hơn so với phương
pháp gia công khô. Do vậy, khi sử dụng phương pháp gia công khô sẽ làm giảm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 5 of 166.




-6-

Header Page
6 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

tuổi thọ của dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt khi gia công tinh lần cuối, để có
thể gia công được phải giảm tốc độ chạy dao và chiều sâu cắt, dẫn đến năng suất
cắt giảm xuống. Việc áp dụng phương pháp bôi trơn tối thiểu vào quá trình tiện
cứng sẽ làm tăng tuổi thọ của dụng cụ cắt cũng như chất lượng bề mặt khi gia
công tinh lần cuối.
Ở Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ bôi trơn tối
thiểu vào quá trình tiện cứng hầu như chưa được quan tâm. Với những lợi ích về
môi trường, kinh tế và ý nghĩa khoa học mà phương pháp này mang lại em thấy
cần thiết khi chọn đề tài nghiên cứu: "Ảnh hưởng của bôi trơn tối thiểu (MQL)
đến mòn dụng cụ cắt và nhám bề mặt khi tiện tinh thép 9CrSi (9XC) qua tôi".
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của nghiên cứu thực nghiệm nhằm: Nghiên cứu so sánh giữa
phương pháp bôi trơn làm nguội tối thiểu sử dụng dầu thực vật của Việt Nam
với phương pháp gia công khô. Qua đó đánh giá được những ưu nhược điểm của
bôi trơn tối thiểu và gia công khô khi tiện cứng.

3. Đối tƣợng nghiên cứu
Nghiên cứu công nghệ bôi trơn tối thiểu khi áp dụng cho quá trình tiện
cứng. Ở đây chỉ nghiên cứu tiện cứng thép 9XC đã qua tôi đạt độ cứng 55 - 60
HRC, sử dụng dao gắn mảnh CBN.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Sử dụng phương pháp nguyên cứu lý thuyết kết hợp thực nghiệm, trong đó
nghiên cứu thực nghiệm là chủ yếu.
5. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
a.Ý nghĩa khoa học.
Nghiên cứu ứng dụng thành công công nghệ bôi trơn tối thiểu vào quá
trình tiện sẽ đóng góp thêm các kiến thức về công nghệ gia công cắt gọt. Cung
cấp thêm các kiến thức về cơ chế mòn của dụng cụ cắt và chất lượng bề mặt khi
tiện cứng.
b.Ý nghĩa thực tiễn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 6 of 166.




-7-

Header Page
7 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Công nghệ tiện cứng ngày nay được áp dụng rất rộng rãi nhằm thay thế

cho nguyên công mài vốn rất tốn kém. Khi tiện cứng người ta thường sử dụng
phương pháp gia công khô. Nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả của quá trình tiện
cứng với việc ứng dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu sẽ làm giảm ma sát trong
vùng cắt dẫn đến giảm được mòn dụng cụ cắt, đồng thời nâng cao chất lượng của
bề mặt chi tiết gia công. Áp dụng phương pháp này với việc sử dụng dầu thực vật
của Việt Nam sẽ làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tác hại đối với công nhân
vận hành máy và lượng tiêu tốn dung dịch bôi trơn là rất ít. Từ những hiệu quả về
kỹ thuật của phương pháp này khi áp dụng vào thực tế sản xuất sẽ mang lại hiệu
quả kinh tế rất lớn.
6. Nội dung của đề tài
Ngoài lời nói đầu, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của đề tài
gồm 3 chương và phần kết luận chung.
Chương 1: Tổng quan.
Nội dung chính là tìm hiểu một số lý thuyết cơ bản về quá trình tiện và bôi
trơn làm nguội. Tổng hợp từ các nghiên cứu đã có, định hướng vấn đề nghiên cứu
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Nghiên cứu lý thuyết về bôi trơn tối thiểu khi tiện và bôi trơn tối thiểu khi
tiện cứng. Giới hạn vấn đề nghiên cứu, mục đích và phương pháp nghiên cứu.
Chương 3: Nghiên cứu so sánh giữa phương pháp bôi trơn tối thiểu và
phương pháp gia công khô khi tiện tinh thép 9XC đã qua tôi.
Nội dung chính bao gồm:
- Nghiên cứu so sánh giữa bôi trơn làm nguội tối thiểu và gia công khô khi
tiện tinh cứng qua các chỉ tiêu về chất lượng bề mặt, lượng mòn dao, cơ chế mòn,
để từ đó tìm được các ưu điểm nổi trội của phương pháp bôi trơn tối thiểu.
- Nghiên cứu sử dụng dầu thực vật của Việt Nam áp dụng vào quá trình
tiện cứng khi sử dụng phương pháp bôi trơn tối thiểu.
Kết luận chung.
7. Kết quả của đề tài

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 7 of 166.




-8-

Header Page
8 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

- Đã tìm hiểu được một số lý thuyết cơ bản về bôi trơn làm nguội trong cắt
gọt, đặc biệt là bôi trơn tối thiểu trong quá trình tiện cứng.
- Sử dụng thành công dầu thực vật sẵn có ở Việt Nam vào tiện cứng khi sử
dụng phương pháp bôi trơn tối thiểu.
- Kết quả nghiên cứu đã cho thấy hiệu quả kinh tế-kỹ thuật của phương
pháp tiện tinh cứng sử dụng công nghệ bôi trơn tối thiểu so với tiện khô.
8. Lời cảm ơn
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:
- TS. Trần Minh Đức, thầy giáo đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn
thành luận văn này.
- Phòng Thí nghiệm Kỹ thuật cơ khí và Động lực - Trung tâm thí nghiệm Trường ĐHKT Công nghiệp; Phòng Thí nghiệm Vật lý - Khoa Vật lý - Trường
Đại học Sư phạm Thái Nguyên và các bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ học viên
hoàn thành luận văn này.
Thái Nguyên, ngày 28 tháng 04 năm 2009
Học viên

Hoàng Xuân Tứ

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 8 of 166.




-9-

Header Page
9 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Chương 1:

TỔNG QUAN
1.1. QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHOI
1.1.1. Khái niệm và phân loại phoi
* Gia công kim loại bằng cắt gọt là một phương pháp gia công kim loại rất
phổ biến trong ngành cơ khí chế tạo máy.
Quá trình cắt kim loại là quá trình con người sử dụng dụng cụ cắt để hớt bỏ
lớp kim loại thừa khỏi chi tiết, nhằm đạt được những yêu cầu cho trước về hình
dáng, kích thước, vị trí tương quan giữa các bề mặt và chất lượng bề mặt của chi
tiết gia công.
Lớp kim loại thừa trên chi tiết cần hớt bỏ đi gọi là lượng dư gia công cơ.
Lớp kim loại đã bị cắt bỏ khỏi chi tiết gọi là phoi cắt.

* Phân loại phoi.
- Phoi dây (hình 1.2a) được hình thành khi gia công vật liệu dẻo với chiều
sâu cắt nhỏ, tốc độ cắt và góc trước lớn.
- Phoi xếp lớp (hình 1.2b) được hình thành khi gia công thép và các vật
liệu dẻo khác với chiều sâu cắt lớn, tốc độ cắt và góc trước nhỏ.
- Phoi vụn (hình 1.2c) được hình thành khi gia công các vật liệu dẻo với
chiều sâu cắt lớn, tốc độ cắt và góc trước nhỏ.
Khi gia công các vật liệu giòn (gang) với chiều sâu cắt và góc trước
thì phoi vụn (hình 1.2d) có hình dạng không giống nhau được hình thành.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 9 of 166.



lớn


- 10 -

Header Page
10 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
a)

b)
P

a

a

C

P
B

c)

a

d)
C

P

C

a

P

B

B

Hình 1.1. Các loại phoi

1.1.2. Quá trình hình thành phoi khi tiện thƣờng.
Qua nghiên cứu quá trình tiện nói chung thì thực tế phoi được phoi được
tánh ra khỏi chi tiết khi cắt không theo phương của vận tốc cắt v (tức là phương
lực tác dụng). Phoi khi cắt ra bị uốn cong về phía mặt tự do; kích thước của phoi
bị thay đổi so với lớp cắt khi còn trên chi tiết (hình 3.1).

bF

LF

aF
V
V

b
a

L

Hình 1.2: Quá trình hình thành phoi khi tiện thường
Khi dao dịch chuyển các phân tử kim loại lúc đầu bị nén đàn hồi (hình
1.1a), sau đó bị biến dạng dẻo, quá trình biến dạng dẻo tăng dần cho đến khi bị
lực liên kết bên trong của các phân tử chặn lại. Ở thời điểm này xảy ra sự xếp lớp
của các phần tử phoi và sự trượt của chúng trên mặt phẳng BC (hình 1.1b). Hiện
tượng tương tự cũng xảy ra đối với các phần tử tiếp theo từ 1
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 10 of 166.

5 (hình 1.1c).

- 11 -

Header Page
11 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
a)

b)
C

P

1
2

a

a

P

B

c)

2

C

1

3
4

P

a

5

B

Hình 1.3. Sơ đồ quá trình hình thành phoi thép
Biến dạng dẻo xảy ra trong vùng được giới hạn bằng góc
gọi là góc tác động. Góc

1

, góc này được

gọi là góc trượt, còn mặt phẳng BC gọi là mặt phẳng

trượt.
Quá trình hình thành phoi trên đây xảy ra khi gia công các vật liệu dẻo với
chiều sâu cắt lớn và góc cắt

nhỏ.

1.1.3. Quá trình hình thành phoi khi tiện cứng
Đối với quá trình hình thành phoi khi tiện cứng xảy ra cũng giống khi tiện
thường, tuy nhiên đối với tiện cứng do chiều sâu cắt nhỏ, tốc độ cắt lớn nên phoi
hình thành trong quá trình tiện cứng là phoi dây.
Biến dạng cắt khi tạo phoi dây là bé nhất. Vì vậy trong những trường hợp
gia công tinh ta cần cố gắng tạo phoi dây bằng cách nâng cao tốc độ cắt.
Khi tạo phoi dây, do phoi được hình thành một cách liên tục, do đó lực cắt
khá ổn định, ít rung động. Nhờ vậy dễ đạt độ bóng bề mặt cao.
v
1

c

Hình 1.4. Quá trình hình thành phoi khi tiện cứng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 11 of 166.




- 12 -

Header Page
12 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

1.2. LỰC CẮT KHI TIỆN
Trong quá trình cắt kim loại, để tách được phoi và thắng được ma sát cần
phải có lực. Lực sinh ra trong quá trình cắt là động lực cần thiết nhằm thực hiện
quá trình biến dạng và ma sát.
Việc nghiên cứu lực cắt trong quá trình cắt kim loại có ý nghĩa cả lý
thuyết lẫn thực tiễn. Trong thực tế, những hiểu biết về lực cắt rất quan trọng để
thiết kế dụng cụ cắt, đồ gá, tính toán thiết kế máy móc thiết bị,... Dưới tác dụng
của lực và nhiệt, dụng cụ sẽ bị mòn, bị phá huỷ. Muồn hiểu được quy luật mài
mòn và phá huỷ dao thì phải hiểu được quy luật tác động của lực cắt. Muốn tính
công tiêu hao khi cắt cần phải biết lực cắt. Những hiểu biết lý thuyết về lực cắt
tạo khả năng chính xác hoá lý thuyết quá trình cắt. Trong trạng thái cân bằng
năng lượng của quá trình cắt thì các mối quan hệ lực cắt cũng cân bằng.
Lực cắt sinh ra khi cắt là một hiện tượng động lực học, tức là trong chu
trình thời gian gia công thì lực cắt không phải là hằng số mà biến đổi theo quãng
đường của dụng cụ. Theo cơ học, nghiên cứu về lực nói chung là xác định 3 yếu
tố:
Điểm đặt của lực.
Hướng (phương và chiều) tác dụng của lực.
Giá trị (độ lớn) của lực.
Trong cắt gọt kim loại, người ta gọi lực sinh ra trong quá trình cắt tác


dụng lên dao là lực cắt, ký hiệu là P ; còn lực có cùng độ lớn, cùng phương


'
nhưng ngược chiều với lực cắt gọi là phản lực cắt, ký hiệu là P .

Quá trình cắt thực hiện được cần có lực để thắng biến dạng và ma sát, do
vậy lực cắt theo định nghĩa trên có thể hiểu rằng có nguồn gốc từ quá trình biến
dạng và ma sát. Biến dạng khi cắt có biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo. Do vậy
lực sinh ra do biến dạng cũng có lực biến dạng đàn hồi

Pd


Pdh

và lực biến dạng dẻo

. Những lực này cùng với lực ma sát tác dụng lên dao, cụ thể trên mặt trước và

mặt sau dao.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 12 of 166.




- 13 -

Header Page
13 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Trên hình 1.5. trong trường hợp
cắt tự do, ta có:

Pbd1 = Pdh1 + Pd1

Chi
tiết

Pbd2 = Pdh2 + Pd2

Pbd

Pbd = Pbd1 + Pbd2
(4.1)

Pd22

Phoi

Pdh1
Fms1

Pdh

Fms = Fms1 + Fms2
P = Pbd + Fms

Pd1

Fms Dao

Fms2
Pbd

P

Hình 1.5- Sơ đồ nguồn gốc của lực cắt

Trên đây hệ lực được xét là hệ lực phẳng, nhưng nói chung trong cắt gọt
thực tế thì lực cắt là một hệ lực không gian. Để tiện cho việc nghiên cứu, tính
toán, đo đạc và kiểm tra, ta có thể nghiên cứu lực cắt thông qua các thành phần
của chúng.
1.2.1. Các yếu tố ảnh hƣớng đến lực cắt khi tiện.
* Ảnh hưởng của chi tiết gia công đến lực cắt.
Bản chất biến dạng và ma sát của quá trình cắt kim loại cho ta thấy rằng:
chi tiết gia công có ảnh hưởng lớn đến quá trính cắt, đặc biệt đến lực cắt.
Thực nghiệm ghi nhận chi tiết gia công ảnh hưởng đến lực cắt bởi các yếu
tố sau:
* Độ bền, độ cứng của vật liệu,
* Thành phần hoá học,
* Cấu trúc kim loại của vật liệu,
* Phương pháp chế tạo phôi…
Thực tế nếu tiến hành khảo sát ảnh hưởng của từng yếu tố trên đến lực cắt
thì rất phức tạp và khó khăn; do vậy trong các công thức thực nghiệm tính toán
lực cắt người ta biểu thị mức độ ảnh hưởng của vật liệu cụ thể đến lực cắt trong
điều kiện cắt gọt xác định bằng độ lớn lực cần thiết để tách 1mm2 diện tích tiết
diện phoi cắt khỏi chi tiết gia công. Theo phân tích trên đây chính là lực cắt đơn
vị p. Tuy vậy đối với một loại vật liệu thì p còn phụ thuộc vào chiều dày cắt a. Vì
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 13 of 166.




- 14 -

Header Page
14 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

vậy để phân biệt trong khảo sát trong công thức kinh nghiệm: Lực cắt đơn vị p
được định nghĩa là lực cần thiết để tách một lớp phoi tiết diện 1mm2 có chiều
dày trung bình atb=1mm và chiều rộng b=1mm trong điều kiện dao tiêu chuẩn.
Như vậy lực cắt đơn vị đặc trưng cho một loại vật liệu xác định được gọi
là hằng số lực cắt, thường ký hiệu là Cp.
Xét thành phần lực Pv, ta có:
Cpv = Pv = p trong điều kiện a=1mm. B=1mm và dao Tiêu chuẩn
Trong thực tế, hảng số lực cắt Cp được xác định bằng thực nghiệm và cho
theo bảng trong các sổ tay cắt gọt.
Bảng 1.1- Hằng số lực cắt Cp khi cắt vật liệu dẻo
b (N/mm2)
Cpv (N)

300-400

400-500

500-600

600-700

700-800

1270

1390

1490

1630

1840

Bảng 1.2- Hằng số lực cắt Cp khi cắt vật liệu dòn
HB (N/mm2)

1400-1600

1600-1800

1800-2000

Cpv (N)

920

990

1050

Từ các bảng trên ta có nhận xét:
+ Khi vật liệu có độ bền hoặc độ cứng càng cao thì lực cắt càng lớn bởi vì
công thực hiện biến dạng cũng như thắng ma sát càng phải lớn.
+ Lực cắt cần thiết để cắt gang (vật liệu dòn) nhỏ hơn khi cắt thép (vật liệu
dẻo) bởi vì khi cắt gang công biến dạng nhỏ và hệ số ma sát của gang
cũng nhỏ hơn của thép.
* Ảnh hưởng của điều kiện cắt đến lực cắt.
Điều kiện cắt gọt bao gồm nhiều yếu tố như chế độ cắt v, s, t; độ cứng
vững của hệ thống công nghệ; có hay không tưới dung dịch trơn nguội vào vùng
cắt…Ở đây ta chỉ khảo sát ảnh hưởng của chế độ cắt đến lực cắt.
Khảo sát ảnh hưởng của các thông số v, s, t đến lực cắt trong quá trình cắt.
Sử dụng nguyên lý cọng tác dụng, khi nghiên cứu ảnh hưởng của một thông số
nào đó, trong thí nghiệm ta cho tất cả các yếu tố khác không thay đổi và chỉ cho

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 14 of 166.




- 15 -

Header Page
15 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

yếu tố đang xét thay đổi, sau đó tổng hợp lại ta nhận được ảnh hưởng đồng thời
của các yếu tố xét đến lực cắt.
+ Ảnh hưởng của chiều sâu cắt t đến lực cắt.
Vì chiều rộng cắt b = t/sin có ý nghĩa vật lý trong quá trình cắt nên ta sẽ
khảo sát ảnh hưởng của b đến lực cắt Pv.
Thực hiện cắt thử nghiệm với các yếu tố khác không đổi, cho b thay đổi
các giá trị khác nhau, ta đo được các giá trị lực cắt Pv tương ứng như trên đồ thị.
Từ đồ thị ta nhận thấy rằng khi tăng b thì lực cắt cũng tăng. Nếu như cắt

Pv

C pv .b

x pv

Kết quả xử lý số liệu đo
được như đồ thị ta nận
được:
x pv

lực cắt Pv (N)

với chiều dày cắt atb = 1mm thì lực cắt chính Pv được tính bằng:

1
chiều rộng cắt b (mm)

+ Ảnh hưởng của lượng chạy dao s đến lực cắt.
Vì chiều dày cắt a = s.sin có ý nghĩa vật lý trong quá trình cắt nên ta sẽ
khảo sát ảnh hưởng của a (qua atb) đến lực cắt Pv.
Thực hiện cắt thử nghiệm với các yếu tố khác không đổi với b = 1mm,
cho a thay đổi các giá trị khác nhau, ta đo được các giá trị lực cắt Pv tương ứng.
Bằng cách xử lý các số liệu đo ta có thể biểu diễn mối quan hệ giữa lự cắt
và a như sau:

Pv

C pv .a

y pv

Từ đồ thị ta nhận thấy rằng khi tăng chiều dày cắt a thì lực cắt cũng tăng,
nhưng không tăng nhiều như đối với b, vì rằng khi tăng a thì sẽ tăng độ lớn của
góc tách phoi dẫn đến giảm lực cắt đơn vị, mặt khác khi tăng a thì không làm
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 15 of 166.




- 16 -

Header Page
16 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

chiều rộng cắt b.
Từ đồ thị (logPv-loga)
có dạng tuyến tính, ta
có thể xác định được số
mũ:
y pv

logPv

tăng chiều dài làm việc thực tế của lưỡi cắt một cách tuyến tính như khi tăng

tg

Theo thực tế:
y pv

1

Khi cắt thép thì
y pv

0,75
loga

Kết hợp cho thay đổi đồng thời chiều rộng cắt b và chiều dày cắt a, mối
quan hệ giữa lực cắt Pv và b, a được viết như sau:

Pv

C pv .b

x pv

.a

y pv

Hoặc có thể viết theo s, t:

Pv

C p' v .t

x pv

.s

y pv

Trong đó ta nhận thấy:

x pv

y pv

+ Ảnh hưởng của tốc độ cắt v đến lực cắt.
Qua thực nghiệm ta thấy rằng: ở tốc độ cắt thấp mối quan hệ giữa tốc độ
cắt v với lực cắt P rất phức tạp và khó xác định qui luật. Tuy nhiên khi cắt với tốc

độ phổ biến ở phạm vi tốc độ cao như ngày nay đang sử dụng thì nhận thấy rằng
khi tăng tốc độ cắt v , lực cắt hầu như không thay đổi hoặc thay đổi không đáng
kể. Do vậy để đơn gian trong công thức tính lực cắt ta thường bỏ qua yếu tố v.
+ Ảnh hưởng của dụng cụ cắt đến lực cắt.
Thực tế cho thấy vật liệu chế tạo dao và thông số hình học của dao có ảnh
hưởng trực tiếp đến lực cắt.
Qua khảo sát bằng thực nghiệm ảnh hưởng của các yếu liên quan của dụng
cắt đến lực cắt được biểu thị qua các hệ số điều chỉnh trong công thức kinh
nghiệm tính lực cắt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 16 of 166.




- 17 -

Header Page
17 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

KPv= Kγ.K .KR.KΔ.Kl
với Kγ, K , KR, KΔ, Kl là các hệ số điều chỉnh liên quan đến góc trước,
góc nghiêng chính lưỡi cắt, bán kính mũi dao, độ lớn mài mòn mặt sau dao và
việc tưới dung dịch trơn nguội vào khu vực cắt.
Tổng hợp ta có thể lập được phương trình kinh nghiệm tính lực cắt như

sau:

Pv

C p' v .t

x pv

.s

y pv

.K pv

Tương tự ta cũng nhận được phương trình tính các thành phần lực Ps và Pt
có dạng như trên.
Các giá trị hằng số lực cắt Cp, các số mũ xp, yp và các hệ số điều chỉnh K
được cho trong các sổ tay tra cứu về cắt gọt.
1.2.2. Ảnh hƣởng của dung dịch trơn nguội đến lực cắt
Nhiều nghiên cứu cho thấy sử dụng dung dịch trơn nguội cho phép giảm
lực cắt xuống 30%, thậm chí xuống 45% khi cắt ren bằng tarô.
Khi sử dụng dung dịch trơn nguội thì lực cắt phải càng giảm rõ rệt nếu vật
liệu gia công càng có độ dẻo cao. Điều này được giải thích như sau: trong trường
hợp này lực ma sát giữa dao và phoi tăng, do đó hiệu quả của việc sử dụng dung
dịch trơn nguội càng phải cao.
Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu lại khuyên không nên sử dụng dung
dịch trơn nguội khi gia công với tốc độ cắt lớn. Ví dụ khi gia công thép 10 với
tốc độ cắt cao và dùng dung dịch trơn nguội êmuxi, lực cắt Pz lớn hơn chút ít so
với trường hợp gia công không có dung dịch trơn nguội.
Mặc dù có lời khuyên trên, nhưng trong thực tế sử dụng dung dịch trơn

nguội trong mọi trường hợp (kể cả gia công tốc độ cao) vẫn có ưu điểm vì khi có
dung dịch trơn nguội, dụng cụ cắt làm việc êm hơn, tuổi bền dụng cụ cao hơn,
ngoài ra độ chính xác và độ nhám bề mặt cũng được cải thiện đáng kể

1.3. NHIỆT CẮT KHI TIỆN.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 17 of 166.




- 18 -

Header Page
18 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Quá trình tạo phoi và thoát phoi khỏi vùng cắt trong quá trình cắt làm xuất
hiện một lượng nhiệt nhất định. Lương nhiệt này sinh ra do sự chuyển đổi từ
công cắt gọt. Thực nghiệm chứng tỏ rằng gần như tất cả công cần thiết trong quá
trình cắt đều chuyển biến thành nhiệt trừ công biến dạng đàn hồi và công kín
(công để biến dạng mạng tinh thể và các bề mặt lớn). Khoảng gần 98% công này
chuyển hoá thành nhiệt tổng cọng phát sinh sau một phút gia công và có thể tính
theo công thức sau:
Qcg

Trong đó:

Pz .v
427

[Kcal/ph]

(1.1)

Pz - thành phần lực cắt tiếp tuyến.
v - tốc độ cắt.

Nhiệt lượng cắt được định nghĩa như là lượng nhiệt được sinh ra trong quá
trình cắt sau một phút. Đó chính là công suất nhiệt khi cắt. Còn lượng nhiệt có
trên một đơn vị thể tích hay khối lượng của vật thể được cắt gọi là nhiệt lượng
đơn vị (Cal/cm3; Cal/g).
Nhiệt lượng sinh ra khi cắt làm nóng chi tiết gia công, phoi và dụng cụ
cắt. Nhiệt độ tại các điểm khác nhau có sự tác động của lượng nhiệt khác nhau và
gọi là nhiệt độ cắt tức thời của các điểm khối lượng khảo sát trong vùng cắt.
Trung bình cọng đại số của nhiệt độ các điểm khối lượng của phoi gọi là nhiệt độ
trung bình của phoi. Tương tự ta có nhiệt độ trung bình của dụng cụ và chi tiết
gia công. Nhiệt độ trung bình trên các bề mặt tiếp xúc của vật liệu gia côngvà vật
liệu cắt gọi là nhiệt độ cắt, qui ước gọi tắt là nhiệt cắt.
* Nguồn gốc của nhiệt cắt.
Như trên đã phân tích rõ ràng để tách được phoi và thắng được ma sát khi
cắt ta cần có lực cần thiết tác động vào chi tiết gia công tạo ra công cắt gọt và gần
như hầu hết công này chuyển biến thành nhiệt. Công này chính là để thực hiện
quá trình biến dạng và thắng ma sát khi cắt. Do vậy ta có thể nói rằng; nguồn gốc
của nhiệt cắt là biến dạng và ma sát khia cắt.
Qcg = Qbd + Qms

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 18 of 166.

(1.2)




- 19 -

Header Page
19 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Khi gia công cắt gọt ta có thể phân định vùng cắt thành các vùng biến
dạng và ma sát. Do vậy nhiệt sinh ra từ 4 nguồn:
+ Vùng tạo phoi. Nhiệt sinh ra do công ma sát giữa các phần tử của vật liệu gia
công trong quá trình biến dạng: Qdh
Nếu xem vùng tạo phoi như là một mặt trượt duy nhất thì qua nghiên cứu
lượng nhiệt này có thể xác định qua biểu thức sau:
Qdh

Pc .vc1
427

(1.3)

Trong đó: Pc - lực theo phương trượt
vc1 - vận tốc trượt.

phoi

dao

v

chi tiết

Hình 1.6- Nguồn gốc và sự phân bố nhiệt cắt
+ Vùng tiếp xúc của phoi và mặt trước dao. Nhiệt sinh ra do công biến dạng đàn
hồi và ma sát ngoài: Qdm
Lượng nhiệt xuất hiện trên mặt trước dao là do 2 nguồn: do tác dụng của
lực ma sát trong ở lớp vật liệu phoi gần sát mặt trước kháng lại biến dạng đàn hồi
và lực ma sát ngoài trên mặt tiếp xúc.
+ Vùng tiếp xúc của mặt sau dao và mặt cắt của chi tiết gia công. Nhiệt sinh ra
do sự chuyển đổi công ma sát: Qms
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 19 of 166.




- 20 -

Header Page

20 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

+ Nhiệt sinh ra do công đứt phoi: Qdp
1.3.1. Ảnh hƣởng của nhiệt cắt đến quá trình cắt khi tiện.
Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến quá trình cắt thường được nghiên cứu theo 3
quan điểm:
Theo độ chính xác gia công.
Theo chất lượng bề mặt đã gia công.
Theo khả năng cắt của dao.
* Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến độ chính xác gia công.
Độ chính xác gia công khi cắt gọt được quyết định bởi vị trí tương quan
giữa dao và chi tiết gia công trong quá trình cắt. Do vậy sự biến dạng về nhiệt
của dao và chi tiết gia công do ảnh hưởng của nhiệt khi cắt được quan tâm khảo
sát.
Về quá trình trao đổi nhiệt, ta biết rằng nếu cung cấp một lượng nhiệt Q
cho một vật có thể tích V (cm3), tỷ nhiệt c (J/kg.0K), khối lượng riêng (kg/cm3),
thì độ tăng của nhiệt độ của vật thể được xác định:
θ =

Q
c.γ.V

( 0K )

(1.4)

Độ thay đổi chiều dài L theo phương nào đó của vật thể là:

ΔL = α.Δθ.L

(mm)

(1.5)

Như vậy nếu ta xét trường hợp khi tiện một chi tiết có được đường kính là
D theo thiết kế trên bản vẽ , nếu nhiệt lượng truyền vào cho chi tiết là Q ct thì
nhiệt độ trên chi tiết sẽ tăng lên một lượng

xác định và đường kính của chi tiết

sẽ thay đổi một lượng là D:
ΔD = α.Δθ.D

(mm)

(1.6)

Mặt khác, nhiệt lượng Qd truyền vào dụng cụ cũng sẽ làm cho dụng cụ
tăng chiều dài về phía tâm chi tiết. Khác với chi tiết, vật liệu trên dao là không
đồng nhất giữa phần cắt và phần cán dao, do vậy sự biến dạng của dao theo chiều
dài dưới tác dụng của nhiệt cắt phức tạp hơn rất nhiều. Ỏ đây ta phải khảo sát
biến dạng dài của dao trong mối quan hệ phức hợp:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 20 of 166.

- 21 -

Header Page
21 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
L = f(L,F,σ d ,v,s,t...)

(1.7)

trong đó:
- là tiết diện thân dao

F
d

v,s,t

- là độ bền vật liệu dao.
- là chế độ cắt.

Sau quá trình cắt, khi chi tiết về nhiệt độ thường, đường kính thực tế của
chi tiết gia công sẽ là:
Dt =

D - (α.Δθ.D + ΔL)

(1.8)

* Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến chất lượng bề mặt gia công.
Chất lượng bề mặt đã gia công của chi tiết được đặc trưng bởi độ nhấp
nhô bề mặt và tính chất cơ - lý lớp sát bề mặt. Nhiệt cắt có ảnh hưởng chủ yếu
đến sự thay đổi tính chất cơ - lý lớp bề mặt chi tiết gia công.
Ta biết rằng, khi kim loại bị đốt nóng đến một nhiệt độ nào đó thi tổ chức
kim tương của chúng sẽ thay đổi. Sự thay đổi này dẫn đến sự thay đổi về cơ - lý
tính của kim loại. Mặt khác, trong quá trình cắt sự tăng giảm đột ngột về nhiệt độ
trên bề mặt gia công kết hợp với sự dao động của lực cắt sẽ tạo nên ứng suất dư
và vết nứt tế vi trên lớp kim loại sát trên bề mặt, đồng thời trên đó kim loại cũng
bị biến cứng hay hoá bền. Nói chung các ảnh hưởng này đều theo chiều hướng
bất lợi cho yêu cầu về cắt gọt.
* Ảnh hưởng của nhiệt cắt đến khả năng làm việc của dao.
Những kết quả nghiên cứu về cắt gọt cho thấy rằng khi cắt kim loại, đặc
biệt khi cắt ở tốc độ cao thì yếu tố quyết định lớn nhất đến khả năng cắt của dao
đó là nhiệt cắt, tiếp đến mới là ma sát.
Khả năng cắt gọt của dao được đánh gía bởi tuổi bền dao thông qua việc
xác định độ lớn của các dạng mài mòn dao cụ thể.
Dưới tác dụng của nhiệt khi cắt vật liệu của dao sẽ có sự thay đổi về tính
chất cơ - lý - hoá, đặc biệt độ cứng, độ bền giảm, tính chống mòn cũng giảm...
dẫn đến mài mòn dao nhanh chóng, hậu quả là thời gian sử dụng dao vào cắt gọt
cũng bị rút ngắn đi, dao nhanh chóng mất khả năng cắt gọt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 21 of 166.

- 22 -

Header Page
22 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Tóm lại, nhiệt cắt ngoài ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác gia công,
chất lượng lớp bề mặt gia công và khả năng cắt gọt của dao, còn ảnh hưởng đáng
kể đến máy và đồ gá trong hệ thống công nghệ.
1.3.1. Các yếu tố ảnh hƣởng đến nhiệt cắt khi tiện.
a. Ảnh hưởng của vật liệu gia công đến nhiệt cắt.
Các tính chất về cơ học và nhiệt của vật liệu gia công có ảnh hưởng
đáng kể đến nhiệt cắt. Nhiệt cắt thấp hơn khi gia công hợp kim so với khi gia
công thép nhờ khả năng biến dạng nhỏ hơn của hợp kim.
Có thể nhận xét một cách tổng quát rằng khi cắt vật liệu giòn do công
biến dạng rất bé và lực cắt đơn vị không đáng kể nên nhiệt cắt thấp hơn khi cắt
vật liệu dẻo. Độ cứng và độ bền của vật liệu gia công càng lớn thì nhiệt cắt càng
lớn do có quan hệ với công biến dạng. Nhiệt cắt cơ bản phụ thuộc vào nhiệt dung
và đặc biệt phụ thuộc vào tính chất dẫn nhiệt của vật liệu gia công và vật liệu làm
dao.
Ảnh hưởng của vật liệu gia công đến nhiệt cắt trong điều kiện thí
nghiệm cắt với a=1mm, b=1mm và v=1m/ph được biểu thị bằng hằng số thực
nghiệm Cθ.
b. Ảnh hưởng của vật liệu làm dao đến nhiệt cắt.
Vật liệu làm dao cũng có đặc tính tương tự như vật liệu chi tiết gia công.
Loại vật liệu dao nào có tính dẫn nhiệt tốt thì khi cắt nhiệt cắt sẽ thấp và ngược
lại. Yếu tố quyết định của dao về cao thấp của nhiệt cắt sinh ra là cấu trúc thành

phần hoá học của vật liệu xác định tính tương đồng hoá học của nó với vật liệu
gia công, mặt khác là lý tính của nó như tính dẫn nhiệt và hệ số ma sát. Ảnh
hưởng của tính dẫn nhiệt sẽ tăng khi tăng tốc độ cắt, giảm góc cắt, giảm chiều
dày phoi. Với tốc độ cắt thấp thì ảnh hưởng của độ dẫn nhiệt nhỏ.
Kích thước thân dao cũng có ảnh hưởng như vậy đến nhiệt cắt vì nó ảnh
hưởng đến khả năng dẫn nhiệt của dụng cụ cắt. Kích thước càng lớn thì nhiệt
sinh ra khi cắt càng thấp.
c. Ảnh hưởng của tốc độ cắt.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên



Footer Page 22 of 166.
Hình 1.7 - Quan hệ giữa θ và v


- 23 -

Header Page
23 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Trong các yếu tố cắt thì tốc độ cắt là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến
nhiệt cắt. Khi tăng tốc đọ cắt thì nhiệt cắt lúc đầu tăng nhanh, sau khi đã đạt được
độ lớn nhất định thì cường độ tăng chậm lại và đường cong của hàm số phụ thuộc
θ = f(v) gần tiệm cận với nhiệt độ nóng chảy của vật liệu gia công.
Bằng thực nghiệm ta có thể thiết lập được mối quan hệ giữa nhiệt cắt và

tốc độ cắt theo công thức sau:
C v .v x

Giá trị số mũ xθ phụ tuộc vào vật liệu gia công và vùng vận tốc cắt.
Khi v =15-45 m/ph thì
và

xθ = 0,5 đối với gia công thép
xθ = 0,35-0,45 đối với gia công gang.

Khi v = 45-180 m/ph thì xθ = 0,23 đối với gia công thép
và

xθ = 0,18 đối với gia công gang.

d. Ảnh hưởng của chiều dày cắt.

Hình 1.8. Quan hệ giữa chiều
dày cắt và nhiệt căt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 23 of 166.

Khi tăng lượng chạy dao
(cũng như tăng a) áp lực của
phoi trên dao tăng, công ma sát
trên mặt trước tăng, nhiệt cắt ở
vùng biến dạng bậc nhất tăng,
tuy nhiên hệ số co rút phoi

giảm, tổng công biến dạng cho
một đơn vị thể tích giảm, điều
kiện truyền nhiệt tốt hơn vì
chiều dày phoi lớn lên và diện
tích tiếp xúc giữa dao vbà phoi
được mở rộng, nhiệt cắt vì vậy
có tăng nhưng không tăng
nhanh như khi tăng tốc độ cắt.
Bằng thực nghiệm ta có
thể thiết lập được mối quan hệ
giữa nhiệt cắt và chiều dày cắt
theo công thức
sau:
C a .a y


- 24 -

Header Page
24 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

Chiều dày cắt ảnh hưởng đến nhiệt cắt ít hơn so với vận tốc cắt. Khi tăng
chiều dày a hay lượng chạy dao s thì nhiệt cắt tăng nhưng không phải tăng tuyến
tính.
Giá trị trung bình của số mũ yθ từ thực nghiệm:
Đối với thép: yθ = 0,3; gang: yθ = 0,2.
e. Ảnh hưởng của chiều rộng cắt.

Chiều rộng cắt b (hay chiều sâu cắt t) có ảnh hưởng đến nhiệt cắt ít hơn so
với lượng chạy dao.
Khi tăng chiều sâu cắt, một
mặt tải trọng trên một đơn vị chiều
dài lưỡi cắt không đổi, mặt khác khi
tăng t do φ không đổi nên chiều dài
phần làm việc của lưỡi cắt tuy có
tăng nhưng điều kiện truyền nhiệt tốt
hơn. Kết quả là nhiệt cắt thay đổi ít.
Từ kết quả thực nghiệm ta
thiết lập được mối quan hệ giữa
nhiệt cắt θ và chiều rộng cắt b như
sau:
C b .b z

Hình 1.9 - Quan hệ giữa nhiệt cắt với b

Ta có đối với thép: zθ = 0,05-0,14
đối với gang: zθ = 0,04

f. Ảnh hưởng của các thông số hình học dao.
Góc nghiêng chính φ, bán kính mũi dao R cũng ảnh hưởng tới độ lớn của
nhiệt cắt, ta dễ dàng nhận biết qua sự thay đổi của chiều dày cắt a và chiều rộng
cắt b dẫn đến sự thay đổi mức độ biến dạng và khả năng tản nhiệt.
Để đặc trưng các ảnh hương này đến nhiệt cắt ta dùng các hệ số điều chỉnh
nhiệt cắt Kφθ và KRθ.
Ngoài ra sự mài mòn của dụng cụ làm thay đổi hình dáng hình học phần
cắt và góc độ dao cũng làm cho nhiệt cắt thay đổi. Nói chung dụng cụ càng bị

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 24 of 166.




- 25 -

Header Page
25 of 166.
Luận văn thạc sỹ

Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy

mòn thì nhiệt cắt tăng. Dung dịch trơn nguội tưới vào vung cắt khi cắt sẽ làm cho
nhiệt cắt giảm nhanh vì ngoài tác dụng làm nguội, dung dịch còn có tác dụng bôi
trơn giảm đáng kể ma sát trong quá trình cắt. Tuy nhiên cần phải chọn phương
pháp và lưu lương tưới phù hợp thì mới tăng hiệu quả giảm nhiệt.
1.3.2. Ảnh hƣởng của dung dịch trơn nguội đến nhiệt cắt.
Dung dịch trơn nguội có ảnh hưởng rất lớn tới nhiệt cắt. Dung dịch trơn
nguội có tác dụng:
- Giảm ma sát trong vùng tạo phoi, giảm ma sát giữa phoi với mặt trước
của dao, giữa phôi với mặt sau của dao... do đó sẽ làm giảm nhiệt cắt.
- Tải nhiệt ra khỏi vùng cắt, hạn chế tác dụng xấu của nhiệt độ đối với
dụng cụ cắt. Đảm bảo nhiệt độ làm việc của môi trường thấp và ổn định. Giúp
vận chuyển phoi ra khỏi vùng cắt dễ dàng.
1.4. MÕN DỤNG CỤ CẮT
Trong quá trình cắt, phoi cắt chuyển động trượt và ma sát trên mặt trước
dao, mặt đang gia công của chi tiết chuyển động tiếp xúc với mặt sau của dao
trong điều kiện áp lực lớn, nhiệt độ cao, ma sát khốc liệt và liên tục gây nên hiện

tượng mài mòn dao.
Mài mòn dao là một quá trình phức tạp, xảy ra theo các hiện tượng cơ lý
hoá ở các bề mặt tiếp xúc giữa phoi, chi tiết với dụng cụ gia công. Khi bị mài
mòn, hình dạng và thông số hình học phần cắt dao thay đổi gây nên những hiện
tượng vất lý có ảnh hưởng xấu đến quá trình cắt và chất lượng bề mặt gia công.
Do đặc điểm của quá trình cắt phức tạp nên khác với mài mòn trên các chi tiết
máy bình thường, mài mòn dao có nhiều dạng khác nhau.
* Các dạng mài mòn dao.
Phần cắt dao trong quá trình cắt thường bị mài mòn theo các dạng sau:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

Footer Page 25 of 166.