Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt tới chất lượng bề mặt khi tiện tinh thép 9XC bằng dao hợp kim cứng phủ CVD

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

TRẦN VĂN TÍCH

“NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT TỚI CHẤT
LƯỢNG BỀ MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9XC BẰNG DAO

HỢP KIM CỨNG PHỦ CVD”

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

Thái Nguyên - 2015

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

/>

2

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi dưới sự hướng
dẫn của PGS.TS Phan Quang Thế và chỉ tham khảo các tài liệu đã được liệt kê. Tôi
không sao chép công trình của các cá nhân khác dưới bất cứ hình thức nào.
Nếu có tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm.

Người cam đoan

Trần Văn Tích

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

/>

3

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin được cảm ơn PGS.TS Phan Quang Thế - Hiệu trưởng
trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên - Thầy hướng dẫn khoa học của
tôi về sự định hướng đề tài, sự hướng dẫn của thầy trong việc tiếp cận và khai thác
các tài liệu tham khảo cũng như những chỉ bảo trong quá trình tôi viết luận văn.
Tôi muốn bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy (cô) giáo – Khoa Cơ khí, Trung tâm
thí nghiệm – Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên , về sự giúp đỡ tận
tình của các thầy, cô trong quá trình tôi làm thí nghiệm và viết luận văn.
Tôi cũng muốn bày tỏ lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, Lãnh đạo khoa và các
giáo viên trong khoa cơ khí - Trường Cao đẳng nghề Cơ điện Phú Thọ đã dành cho
tôi những điều kiện thuận lợi nhất, giúp tôi hoàn thành nghiên cứu của mình.
Cuối cùng tôi muốn bày tỏ lòng cảm ơn đối với gia đình tôi, các thầy cô
giáo, các bạn đồng nghiệp đã ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình làm luận
văn này.
Tác giả

Trần Văn Tích


4

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

/>

5

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ...............................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................................vi DANH
MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ............................................................................vii DANH
MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................ix PHẦN
MỞ ĐẦU ...............................................................................................................1
1.
Tên
đề
tài
nghiên
...................................................................................................1

cứu:

3.
Mục
tiêu
nghiên
......................................................................................................2

cứu

4.
Dự

định
kết
.............................................................................................................3

quả.

5.
Phương
pháp
nghiên
...............................................................................................3

cứu

6.
Các
công
cụ,
thiết
...................................................................................3

bị

nghiên

cứu

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG...................................................................4
VÀ DỤNG CỤ CẮT PHỦ BAY HƠI .............................................................................4
1.1.

Tổng
quan
về
..............................................................................................4

tiện

cứng

1.1.1. Đặc điểm của quá
......................................................4

trình

tạo

phoi

khi

tiện

cứng

1.1.2. Đặc điểm của quá
......................................................7

trình

tạo

phoi

khi

tiện

cứng

kim

loại

1.1.2.1.
Các
hình
thái
phoi
......................................................................8

khi

1.1.2.2
Cơ
chế
hình
thành
cứng.................................................................10

cắt

phoi

khi

tiện

1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công khi tạo phoi
.....11
1.1.3.1.
Hiện
tượng
phoi.................................................................................11
1.1.3.2.
Những
yếu
tố
...................................................12

ảnh

hưởng

đến

1.2
Dụng
cụ
cắt
hơi............................................................................................16

biến
biến
phủ

dạng
dạng

phoi
bay


6

1.2.1.
Tổng
quan
về
hơi.....................................................................................16

phủ

bay

1.2.2.
Phủ
................................................................................................................17

CVD

1.2.2.1

Đinh
............................................................................................................17
1.2.2.2.
Đặc
trưng
CVD.....................................................................................18

nghĩa

của

phủ

1.2.3.
PVD.................................................................................................................19

Phủ

1.2.4.
Vật
liệu
lớp
...........................................................................................20

phủ.

1.2.5.
Định
hướng
cứu.........................................................................................25

phun

nghiên

Chương II: MÒN DỤNG CỤ CẮT ...............................................................................26

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

/>

55

2.1.
Ma
sát
của
dụng
............................................................................................26
2.2.
Mòn
của
dụng
..............................................................................................27

cụ

phủ

cụ

phủ.

2.3.
Độ
mòn
..............................................................................................................28

dao.

2.3.1.
Các
dạng
mòn
....................................................................................29
2.3.2.
Các
cơ
chế
mòn
cắt...........................................................................31
2.3.3.
Mòn
của
dụng
hơi...............................................................................35

dụng
của
cụ

cụ

cắt

dụng

cụ

phủ

bay

2.3.4. Ảnh hưởng của mòn dụng cụ phủ đến chất lượng bề mặt gia công
...................36
2.
4.
luận.....................................................................................................................36

Kết

Chương III. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ CẮT TỚI CHẤT LƯỢNG BỀ
MẶT KHI TIỆN TINH THÉP 9XC BẰNG DAO HỢP KIM CỨNG PHỦ
CVD.........................................................................................................................37
3.1.
Thí
................................................................................................................37

nghiệm

3.1.1.
Yêu
cầu
đối
với
..................................................................37

nghiệm:

hệ

thống

thí

3.1.2.
Mô
hình
thí
...............................................................................................37

nghiệm

3.1.3.
Thiết
bị
nghiệm.................................................................................................38

thí

3.1.3.1.
Máy......................................................................................................................38
3.1.3.2.
Dao.......................................................................................................................39
3.1.3.3.
......................................................................................................................40
3.1.3.4.
Chế
cắt............................................................................................................41
3.1.4.
Thiết
bị
đo
.....................................................................................................41

Phôi
độ
khác


66

3.1.4.1.
Máy
đo
độ
mặt.....................................................................................41
3.1.4.2.
Kính
hiển

vi
..................................................................................42

nhám

bề

tử

SEM

điện

3.2.1. Phân tích nhám bề mặt phôi thép 9XC ở các độ chế độ cắt khác
nhau..............43
3.2.2. Phân tích lượng mòn mặt mặt trước mảnh dao phủ TiAlN khi tiện cứng
thép
9XC
ở
các
độ
chế
độ
...............................................................................46

cắt

khác

nhau.

3.2.3. Phân tích lượng mòn mặt mặt trước mảnh dao phủ TiAlN khi tiện cứng
thép
9XC ở các độ chế độ cắt khác nhau qua hình chụp Topography bề mặt.
....................49
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .........................................................55
4.1
Kết
luận
..........................................................................................................55
4.2.
Hướng
nghiên
cứu
tiếp
....................................................................55

theo

của

chung.
đề

TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................56

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

/>
tài

77

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ap:

Chiều dày phoi

Kbd:

Mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi

Mms:

Mức độ biến dạng của phoi do ma sát với mặt trước của dao

Kf:

Mức độ biến dạng của phoi

θ:

Góc trượt

γ:

Góc trước của dao

PX:

Lực chiều trục khi tiện PY:

Lực hướng kính khi tiện PZ:
Lực tiếp tuyến khi tiện
S:

Lượng chạy dao (mm/vòng)

t:

Chiều sâu cắt (mm)

v:

Vận tốc cắt (m/phút)

c:

Nhiệt dung riêng

Φ:

Góc tạo phoi

K:

Hệ số thẩm nhiệt

ΔFc, ΔFt:

μ:

Hệ số ma sát trên vùng ma sát thông thường của mặt

trước r :
hmin:

Áp lực tiếp tuyến và pháp tuyến trên vùng mòn mặt sau

Bán kính mũi dao
Chiều dày phoi nhỏ nhất

Ra, Rz: Độ nhám bề mặt khi tiện
PVD:

Phủ bay hơi vật lý

CVD:

Phủ bay hơi hóa học

DDTN: Dung dịch tưới nguội.


88

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

/>

7

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Sơ đồ hóa miền tao phoi..............................................................................4
Hình 1.2.: Các dạng phoi .....................................................................................................6
Hình 1.3: Hiện tượng lẹo dao ..............................................................................................6
Hình 1.4. Sơ đồ hình thành bề mặt gia công và phoi khi cắt có lẹo dao
..........................7
Hình 1.5. Cơ chế hình thành dạng phoi ổn định: Trượt tập trung trên mặt phẳng
(a), vùng trượt tạo thành mảng (b), vùng trượt mở rộng bên dưới bề mặt gia công (c).
........9
Hình 1.6. Các dạng phoi phân đoạn: phoi lượn sóng (a) và phoi răng cưa
(b).................9
Hình 1.7. Sơ đồ các giai đoạn của quá trình tạo phoi do trượt cục bộ
............................11
trong cắt kim loại.
...............................................................................................................11
Hình 1.8: Biến dạng phoi
...................................................................................................12
Hình 1.9: Quan hệ giữa tốc độ cắt và biến dạng của phoi
...............................................13
Hình 1.10: Quan hệ giữa chiều dày cắt và biến dạng của phoi
......................................14
Hình1.11: Quan hệ giữa góc trước và biến dạng của phoi
..............................................14
Hình1.12 Quan hệ giữa bán kính mũi dao r và biến dạng của phoi
...............................15
Hình 1.13: Ảnh hưởng của đến biến dạng phoi
...........................................................15
Hình 1.14. Khả năng chịu tải trọng của lớp phủ cứng trên nền mềm hơn

......................22
Hình 2.1. Sơ đồ 3 vùng ma sát của Shaw,Ber và Maiman
............................................26
Hình 2.2. Mòn mặt sau
.......................................................................................................29
Hình 2.3. Mòn mặt
trước....................................................................................................30


8

Hình 2.4. Mòn đồng thời cả mặt trước và mặt sau
...........................................................30
Hình 2.5. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt liên
tục...........................31
Hình 2.6. Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt gián
đoạn.......................32
Hình 2.7. Sơ đồ thể hiện 3 giai đoạn mòn mặt trước của dụng cụ thép gió phủ
TiN.....35
Hình 3.1: Kết quả xử lý giữ liệu Ra. .................................................................................45
Hình 3.2: Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của V và S đến nhám bề mặt.
.............................45
Hình 3.3: Biểu đồ bề mặt chỉ tiêu quan hệ giữa vận tốc, lượng chạy dao và nhám
bề mặt. (Sử dụng phần mềm Matlab để vẽ biều đồ quan hệ)
...............................................46
Hình 3.4: Kết quả xử lý giữ liệu lượng mòn.....................................................................47
Hình 3.5: Biểu đồ mức độ ảnh hưởng của V và S đến lượng mòn U.
............................48

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

/>

viii
Hình 3.6: Biểu đồ bề mặt chỉ tiêu quan hệ giữa vận tốc, lượng chạy dao và lượng
mòn. (Sử dụng phần mềm Matlab để vẽ biều đồ quan
hệ)........................................................48
Hình 3.9. Ảnh phân tích EDX vùng đen trên phần cắt của dao trên kính hiển vi điện
tử
.............................................................................................................................................49
Hình 3.10. Ảnh phân tích EDX vùng trắng trên phần cắt của dao trên kính hiển vi
điện tử
..........................................................................................................................................50
Hình 3.11 a: Kết quả chụp lượng mòn mặt trước qua các thí nghiệm thứ 1.
.................50
Hình 3.11 b: Kết quả chụp lượng mòn mặt trước qua các thí nghiệm thứ 2.
.................51
Hình 3.11 c,d,e: Kết quả chụp lượng mòn mặt trước qua các thí nghiệm thứ 3,4,5.
.....51
Hình 3.11 f,g,h và i: Kết quả chụp lượng mòn mặt trước qua các thí nghiệm thứ 6,7,8
và 9. .....................................................................................................................................52
Hình 3.12: Kết quả chất lượng bề mặt trước qua các thí
nghiệm....................................53


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

/>

99

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Dữ liệu thị trường thế giới về phủ bay hơi cho dụng cụ trong lĩnh vực
tạo hình và cắt vật liệu
...........................................................................................................17
Bảng 3.1: Thành phần hóa học thép
9XC.......................................................................40


10
1
0

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

/>

11
1
1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tên đề tài nghiên cứu:
“Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt tới chất lượng bề mặt khi tiện tinh thép
9XC bằng dao hợp kim cứng phủ CVD”
2. Giới thiệu
Trong ngành công nghiệp gia công cơ khí, chất lượng bề mặt là một chỉ tiêu
đặc biệt quan trọng trong đánh giá, nghiệm thu sản phẩm.Vì nó ảnh hưởng trực
tiếp đến khả năng làm việc, độ bền, độ bền mỏi cũng như tuổi thọ của chi tiết máy.

Để đạt được chất lượng bề mặt theo yêu cầu, sau khi gia công cứng thường có
công đoạn mài, đánh bóng. Việc làm này tốn khá nhiều thời gian và công sức. Nâng
cao chất lượng bề mặt sau khi gia công cứng có thể dẫn đến giảm thời gian,
thậm chí loại bỏ được công đoạn này
Tiện cứng là nguyên công tiện các chi tiết đã qua tôi (thường là thép hợp kim)
có độ cứng cao khoảng từ 40 – 60 HRC được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp ô
tô, chế tạo bánh răng, vòng ổ, dụng cụ, khuôn mẫu vv… Tiện cứng được sử dụng
thay mài khi gia công chính xác các chi tiết máy có tỉ số trên đường kính nhỏ, các
chi tiết có hình dạng phức tạp và không nhất thiết phải sử dụng dung dịch
trơn nguội. Tiện cứng cho độ chính xác cao và nhám bề mặt tương đương với mài
nhưng tiện có khả năng tạo nên lớp bề mặt có ứng suát dư nén làm tăng tuổi thọ về
mỏi của chi tiết máy trong các tiếp xúc lăn khi sử dụng, cho năng suất cao hơn mài
với đầu tư ban đầu thấp hơn nhiều. Tiện cứng thường dùng trong nguyên công tiện
tinh với độ chính xác ngang mài nên các yêu cầu về độ chính xác, độ cứng vững
của hệ thống công nghệ rất khắt khe.
Việc áp dụng tiện cứng thay cho mài đang trở nên khá phổ biến trên thế
giới bởi những ưu điểm nổi bật của nó, nhất là hiện nay vấn đề môi trường đang
được sự quan tâm đặc biệt của toàn thế giới. Ở nước ta, tiện cứng đã và đang được
áp dụng và phát triển khá mạnh, các chi tiết như con lăn trong các dây truyền cán
thép, chày cối dập thuốc, vòng ổ… cũng đã được gia công lần cuối bằng tiện cứng
thay cho mài.
Vì những lý do trên trong gia công lần cuối so với mài, tiện cứng ngày càng
được các nhà sản xuất yêu thích hơn


2

Những kết quả nghiên cứu được công bố gần đây trên các tạp chí khoa học cho
thấy việc nghiên cứu chủ yếu tập trung vào nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số
cắt, chế độ cắt đến quá trình tiện cứng, ảnh hưởng của độ cứng dao đến nhám

bề mặt và lực cắt khi tiện. Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ cắt đến chất lượng bề
mặt như thế nào khi tiện tinh thép 9XC ( Nhám bề mặt, mòn dụng cụ cắt ) khi gia
công tiện cứng bằng dao hợp kim cứng phủ CVD , nhằm tìm ra chế độ cắt hợp lý để
chất lượng bề mặt đạt tối ưu sẽ tiếp tục đóng góp thêm các kiến thức vào việc
nghiên cứu quá trình tiện cứng. Thép 9XC là một loại vật liệu có nhiều ưu điểm
được dùng rộng rãi nhất để chế tạo dụng cụ cắt với vận tốc thấp nhằm thỏa mãn
các yêu cầu về khả năng làm việc đang là yêu cầu cần thiết của các nhà sản xuất.
Xác định chế độ cắt khi tiện tinh thép 9XC phụ thuộc vào độ cứng vững của hệ
thống công nghệ, công suất của máy, phạm vi làm việc của dụng cụ cắt và độ bóng
yêu cầu của chi tiết gia công. Để nghiên cứu và xác định được chế độ cắt hợp lý ta
phải thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm bao gồm hàng loạt các thí
nghiệm được lặp lại nhiều lần trong điều kiện không đổi để có khả năng ghi nhận
kết quả. Điều kiện thí nghiệm được xác định bằng những yếu tố không phụ thuộc.
Trong đề tài nghiên cứu của luận văn tác giả đề cập đến các yếu tố nghiên cứu ảnh
hưởng của vận tốc cắt, lượng chạy dao, ảnh hưởng tới đối tượng nghiên cứu là độ
nhám bề mặt sau khi gia công và mòn dụng cụ cắt.
Xuất phát từ những lý do trên tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng
của chế độ cắt tới chất lượng bề mặt khi tện tnh thép 9XC bằng dao hợp kim
cứng phủ CVD” .
3. Mục têu nghiên cứu
Đánh giá ảnh hưởng của chế độ cắt (s,v,t) tới chất lượng bề mặt ( đánh giá
thông qua độ nhám bề mặt, mòn dụng cụ cắt ) khi tiện tinh thép 9XC bằng dao hợp
kim cứng phủ CVD. Qua đó đưa ra được bộ thông số chế độ cắt thích hợp khi tiện
cứng thép 9XC để đạt chất lượng bề mặt theo yêu cầu.


3

4. Dự định kết quả.
Đưa ra được bộ thông số chế độ cắt thích hợp khi tiện cứng thép 9XC để đạt

chất lượng bề mặt theo yêu cầu, là một loại thép có nhiều ưu điểm được dùng
rộng rãi nhất để chế tạo dụng cụ cắt với vận tốc thấp.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu thực nghiệm để xác định chất lượng bề mặt khi thay đổi chế độ cắt
trong gia công tiện tinh thép 9XC bằng dao hợp kim cứng phủ CVD trong các
khoảng thời gian khác nhau.
Xử lý các số liệu thực nghiệm để tìm chế độ cắt tối ưu nhằm đạt được chất lượng
bề mặt theo yêu cầu.
6. Các công cụ, thiết bị nghiên cứu
* Mẫu thí nghiệm: Phôi thép 9XC tôi thể tch độ cứng đạt 52-55HRC
* Máy tiện Quick Turn Smark 200- Mazak
* Máy đo độ nhám Mitutoyo – SJ 210
* Kính hiển vi điện tử SEM
* Dao tiện gắn mảnh hợp kim cứng phủ CVD
* Dụng cụ do kích thước :
- Thước cặp 1/50 L150 Mitutoyo, độ phân giải 0,02mm
- Pan me 25-50 Mitutoyo, độ phân giải 0,01mm


4

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ TIỆN CỨNG VÀ
DỤNG CỤ CẮT PHỦ BAY HƠI

1.1. Tổng quan về tện cứng
1.1.1. Đặc điểm của quá trình tạo phoi khi tiện cứng

, kích thước và độ bóng bề mặt theo
động:
- Chuyển động cắt chính (chuyển động làm việc): khi tiện đó là chuyển động

quay tròn của phôi.


5

. Khi tiện đó là chuyển động tịnh tiến dọc của dao
khi tiện mặt trụ.
tạo ra
trong lớp kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu bị gia công.
, độ cứng, mức độ biến dạng và cấu tạo phoi chứng tỏ rằng lớp kim
loại bị cắt thành phoi đã chịu một ứng suất như vậy.

Hình 1.1. Sơ đồ hóa miền tao phoi
của công
cắt, độ mòn của dao và chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc rõ rệt
vào
công theo
mặt trước. Khi dao tiếp tục chuyển động trong vật liệu gia công phát sinh biến dạng
đàn hồi,


55

biến dạng này nhanh chóng chuyển sang trạng thái biến dạng dẻo và một lớp phoi
có chiều dày Ap

thành từ lớp kim loại bị cắt có chiều dày a, di chuyển

dọc theo mặt trước của dao.
Các dạng phoi

Tuỳ theo vật liệu của chi tiết gia công, thông số hình học của dụng cụ cắt, chế
độ cắt phoi cắt tạo ra có nhiều hình dạng khác nhau (hình 1.2). Dựa vào các dạng
phoi có thể đánh giá được chất lượng bề mặt chi tiết gia công.
Có 3 dạng phoi chủ yếu:
* Phoi xếp: Có dạng từng đốt xếp lại, mặt phoi đối diện với mặt trước của
dụng cụ cắt thì rất bóng, mặt kia có dạng răng cưa (hình 1.2 a,b). Phoi xếp xuất hiện
khi gia công vật liệu dẻo (thép, đồng thau...) ở tốc độ cắt thấp, chiều dầy cắt
lớn, góc cắt

lớn (góc trước nhỏ). Khi tạo thành phoi xếp kim loại bị biến dạng rất

lớn.
* Phoi dây: Có dạng kéo dài liên tục mặt phoi đối diện với mặt trước của
dụng cụ cắt nhẵn bóng, mặt những phần tử riêng biệt có hình dáng khác nhau,
không liên kết hoặc liên kết yếu với nhau (hình 1.2e). Phoi vụn có được khi gia công
vật liệu giòn (gang, đồng thau cứng...), bề mặt chi tiết gia công có cấu tạo gần
giống như bề mặt kim loại bị phá huỷ giòn, chất lượng bề mặt rất thấp.kia hơi gợn
(hình 1.2c,d). Ở phoi dây khó quan sát mặt trượt hơn phoi xếp, điều đó chứng tỏ
biến dạng dẻo khi tạo thành phoi dây ít hơn khi tạo thành phoi xếp do đó cho chất
lượng bề mặt chi tiết gia công cao hơn. Phoi dây được tạo thành khi gia công vật
liệu dẻo ở tốc độ cắt cao, chiều dầy cắt nhỏ.
* Phoi vụn: Phoi gồm những phần tử riêng biệt có hình dáng khác nhau,
không liên kết hoặc liên kết yếu với nhau (hình 1.2 e). Phoi vụn có được khi gia
công vật liệu giòn (gang, đồng thau cứng...), bề mặt chi tiết gia công có cấu tạo gần
giống như bề mặt kim loại bị phá huỷ giòn, chất lượng bề mặt rất thấp.


66

Hình 1.2.: Các dạng phoi

Hiện tượng lẹo dao
Hiện tượng: Trong quá trình cắt kim loại, ở điều kiên cắt gọt nào đó, đặc biệt
là trong quá trình cắt vật liệu dẻo tạo ra phoi dây. Trên mặt trước của dao kề ngay
lưỡi cắt chính xuất hiện những lớp vật liệu có cấu trúc và cơ lý tính khác hẳn với vật
liệu của chi tiết gia công và vật liệu làm dao, gắn chặt vào lưỡi cắt. Hiện tượng này
gọi là hiện tượng lẹo dao, khối kim loại đó gọi là khối lẹo hay lẹo dao. Lẹo dao có
hình dạng như hình 1.3.

Hình 1.3: Hiện tượng lẹo dao


77

Nghiên cứu của Williams và Rollason chứng tỏ lẹo dao chỉ xuất hiện khi cắt
vật liệu có hai pha trở lên mà không xuất hiện khi cắt kim loại nguyên chất hay hợp
kim một pha. Sự hình thành của lẹo dao chứng tỏ có liên quan mật thiết đến cấu
trúc tế vi của vật liệu.

Hình 1.4. a, Sơ đồ hình thành bề mặt gia công và phoi khi cắt có lẹo dao
b, Sơ đồ lý tưởng “Flow zone” trên mặt trước của dụng cụ
Theo Trent [22] khi cắt ở chế độ cắt cao “Flow zone” được hình thành trên
mặt trước (Hình 1. 4b). Lớp cuối cùng của phoi dừng hẳn trên hầu hết diện tích tiếp
xúc của mặt trước còn các lớp tiếp theo biến dạng dẻo tạo thành vùng biến dạng
thứ hai.
1.1.2. Đặc điểm của quá trình tạo phoi khi tiện cứng
Trong tiện cứng, quá trình biến dạng trong vùng tạo phoi diễn ra rất phức tạp,
chủ yếu do độ cứng của vật liệu gia công (sau khi tôi) nên giải pháp tốt nhất vẫn là
sử dụng mảnh dao có độ cứng, khả năng chịu nhiệt cao. Tiêu biểu cho nhóm này là
các mảnh CBN, PCBN, dao hợp kim cứng phủ CVD, PVD…
Theo Poulachon [15] và đồng nghiệp chỉ ra rằng thường có hai cơ chế tạo phoi

khi gia công thép tôi.
- Cơ chế thứ nhất cho rằng Adiabatic shear gây ra sự không ổn định dẫn đến
sự trượt mạnh trong vùng tạo phoi.


88

- Cơ chế thứ hai cho rằng các vết nứt đầu tiên xuất hiện theo chu kỳ trên
bề mặt tự do của phoi phía trước lưỡi cắt và truyền dẫn đến lưỡi cắt. Poulachon [15]
và