tóm tắt luận văn thạc sĩ kỹ thuật NGHIÊN cứu mối QUAN hệ GIỮA CHẾ độ cắt và TUỔI bền DỤNG cụ PHỦ tialn KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG gỉ SUS 201

Khi cắt, để có thể tạo ra phoi, lực tác dụng vào dao cần phải đủ lớn đểtạo ra trong lớp kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu bịgia công.. Nghiên cứu quá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH

THÉP KHÔNG GỈ SUS 201

23.

HOÀNG VĂN VINH

THÁI NGUYÊN - 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH

THÉP KHÔNG GỈ SUS 201

Người HD Khoa học : PGS.TS NGUYỄN QUỐC TUẤN

THÁI NGUYÊN – 2010



Độc lập - Tự do - Hạnh phúc



LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Người HD khoa học : PGS TS NGUYỄN QUỐC TUẤN

Người hướng dẫn khoa học

PGS TS NGUYỄN QUỐC TUẤN

Học viên

HOÀNG VĂN VINH

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi Các kết quả, sốliệu nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳcông trình nào khác.

Tác giả luận văn

Hoàng Văn Vinh

Tác giả chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS NguyễnQuốc Tuấn trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này.

Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo Khoa

Cơ khí trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên đã tạo điều kiệngiúp đỡ tận tình trong việc nghiên cứu đề tài

Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của Ban giámhiệu, Khoa Sau Đại học trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyênđã cho phép và tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành bản luận văn này

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích 1

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đề tài 2

4 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 2

Chương 1 1.1 Quá trình cắt và tạo phoi 3

1.2 Lực cắt khi tiện 6

1.2.1 Lực cắt khi tiện và các thành phần lực cắt 6

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt khi tiện 8

1.3 Nhiệt cắt 11

1.3.1 Khái niệm chung 11

1.3.2 Các nguồn nhiệt trong cắt kim loại 14

1.4 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bề mặt sau gia công cơ 17

1.4.1 Độ nhám bề mặt và phương pháp đánh giá 17

1.4.2 Tính chất cơ lý lớp bề mặt sau gia công cơ 21

1.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi gia công cơ 26

1.5.1 Ảnh hưởng của các thông hình học của dụng cụ cắt 26

1.5.2 Ảnh hưởng của tốc độ cắt 27

1.5.3 Ảnh hưởng của lượng chạy dao 28

1.5.4 Ảnh hưởng của chiều sâu cắt 29

1.5.5 Ảnh hưởng của vật liệu gia công 29

1.5.6 Ảnh hưởng của rung động hệ thống công nghệ 29

1.6 Kết luận chương 1 30

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ DAO PHUN PHỦ 2.1 Khái niệm về phun phủ 31

Phủ bay hơi lý học PVD (Physical Vapour Deposition) 31

2.1.2 Phủ PVD và CVD nâng cao tuổi thọ và hiệu suất dụng cụ 35

2.1.3 So sánh phủ PVD và CVD 36

2.2 Cấu tạo dụng cụ cắt có lớp phủ 37

2.3.1 Vật liệu nền 37

2.3.2 Vật liệu phủ 38

2.3 Ứng dụng phủ: 39

2.4 Kết luận chương 2 43

MÒN VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ CẮT 3.1 Mòn dụng cụ cắt 45

3.1.1 Khái niệm chung về mòn 45

3.1.2 Các cơ chế mòn của dụng cụ cắt: 46

3.1.3 Mòn dụng cụ và cách xác định 50

3.2 Tuổi bền của dụng cụ cắt 53

3.2.1 Khái niệm chung về tuổi bền của dụng cụ cắt 53

3.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến tuổi bền của dụng cụ cắt 54

3.2.3 Phương pháp xác định tuổi bền dụng cụ cắt 58

3.3 Kết luận chương 3 59

Chương 4 NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CHẾ ĐỘ CẮT VÀ TUỔI BỀN DỤNG CỤ PHỦ TiAlN KHI TIỆN TINH THÉP KHÔNG GỈ SUS 201 4.1 Thép không gỉ 60

4.1.1 Sơ lược về thép không gỉ 60

4.1.2 Thép không gỉ SUS 201: 62

4.2 Thiết kế thí nghiệm 63

4.2.1 Các giới hạn của thí nghiệm 63

4.3 Hệ thống thiết bị thí nghiệm 65

4.3.1 Yêu cầu với hệ thống thí nghiệm 65

4.3.2 Mô hình thí nghiệm 65

4.3.3 Điều kiện thí nghiệm 66

4.4 Thực nghiệm để xác định tuổi bền dụng cụ phủ TiAlN khi tiện thép không gỉ SUS 201 68

4.4.1 Nội dung: 68

4.3.2 Các thông số đầu vào của thí nghiệm: 69

4.3.3 Thực nghiệm xác định tuổi bền: 69

4.5 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của chế độ cắt đến tuổi bền T 76

4.6 So sánh tuổi bền với hợp kim thông dụng 76

4.6.1 Tính toán tuổi bền dụng cụ hợp kim T15K6 76

4.6.2 So sánh: 78

4.7 Một số hình ảnh dụng cụ sau khi gia công: 78

4.8 Kết luận chương 4 83

Chương 5 KẾT LUẬN CHUNG CỦA LUẬN VĂN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận chung 84

5.2 Hướng nghiên cứu trong tương lai 84

Hình 1.1: Sơ đồ hoá miền tạo phoi 3

Hình 1.2: Miền tạo phoi 5

Hình 1.3: Miền tạo phoi với các vận tốc cắt khác nhau 5

Hình 1.4: Hệ thống lực cắt khi tiện 7

Hình 1.5: (a) Quan hệ giữa lực cắt và góc trước n 9

(b) Ảnh hưởng của góc trước đến ứng suất n trên dụng cụ cắt .9

Hình 1.6a: Ảnh hưởng của lượng chạy dao và độ cứng phôi đến lực cắt 9

Hình 1.6b,c: Ảnh hưởng bán kính mũi dao (b) và góc trước đến lực cắt (c) 10

Hình 1.7:- (a) Sơ đồ hướng các nguồn nhiệt 13

- (b) Ba nguồn nhiệt và sơ đồ truyền nhiệt trong cắt kim loại 13

Hình 1.8: Tỷ lệ % nhiệt truyền vào phoi, phôi, dao và môi trường phụ thuộc vào vận tốc cắt [1] 14

Hình 1.9 Đường cong thực nghiệm của Boothroyd để xác định tỷ lệ nhiệt () truyền vào phôi [5] 15

Hình 1.10: Sơ đồ phân bố ứng suất trên mặt sau mòn 16

Hình 1.11: Độ nhám bề mặt 18

Hình 1.12: Ảnh hưởng của thông số hình học của dao tiện tới độ nhám bề mặt 26

Hình 1.13: Ảnh hưởng của tốc độ cắt tới nhám bề mặt khi gia công thép .27

Hình 1.14: Ảnh hưởng của lượng chạy dao tới độ nhám bề mặt 28

Hình 2.1: Cấu trúc lớp phủ 32

Hình 2.2: Bột phủ PVD 32

Hình 2.3 Một số dụng cụ phủ 39

Hình 2.5: Hình ảnh một số thiết bị phủ và sơ đồ thiết bị phủ PVD 42

Hình 2.6: Các dụng cụ được ứng dụng phủ PVD 43

Hình 3.1: Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến cơ chế mòn khi cắt liên tục (a) .47

và khi cắt gián đoạn (b) 47

Hình 3.2: Các dạng mòn phần cắt của dụng cụ 51

Hình 3.3: Các thông số đặc trưng cho mòn mặt trước và mặt sau – ISO3685 52

Hình 3.4: Ảnh hưởng của vận tốc cắt đến mòn mặt trước và mặt sau 55

Hình 3.5: Tuổi bền dụng cụ tính theo thể tích phoi được bóc tách [27] 56

Hình 3.6: Tuổi bền dụng cụ tính bằng phút [27] 56

Hình 3.7: Quan hệ giữa lượng mòn mặt sau và tuổi bền mảnh PCBN với góc trước n 57

Hình 3.8: Quan hệ giữa thời gian, tốc độ và độ mòn của dao 58

Hình 3.9: Quan hệ giữa tốc độ cắt V và tuổi bền T của dao 58

Hình 3.10: Quan hệ giữa V và T (đồ thị lôgarit) 59

Hình 4.1: Mô hình hệ thống thí nghiệm 65

Hình 4.2: Thí nghiệm trên máy tiện 66

Hình 4.3: Máy tiện thực hiện thí nghiệm (PRIMERO – PL 1840) 67

Hình 4.4: Dao tiện 68

Hình 4.5:Vật liệu đang cắt trên máy 69

Hình 4.6: Đồ thị biểu diển ảnh hưởng của V, S đến tuổi bền khi t=0.3 mm 76

Hình 4.7: Ảnh SEM mẫu dao tiện khi chưa gia công 78

Hình 4.8: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 42 phút với V = 180(m/p), s = 0,05(mm/vòng), t=0.45 mm 79

0,15(mm/vòng), t=0.15 mm 80 Hình 4.10: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 49 phút với V = 95(m/p), s = 0,15(mm/vòng), t=0.45 mm 82 Hình 4.11: Ảnh SEM mẫu dao tiện sau 58.5 phút với V = 95(m/p), s = 0,05(mm/vòng), t=0.15 mm 83

Bảng 1-1: Lịch sử và đặc tính của vật liệu dụng cụ 11

Bảng 1-2: Tính chất cơ - nhiệt một số vật liệu dụng cụ cắt 12

Bảng 1-3: Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp nhám bề mặt 19

Bảng 1-4: Chiều sâu lớp biến cứng của các phương pháp gia công cơ 21

Bảng 2-1: Dữ liệu thị trường thế giới về phủ bay hơi cho dụng cụ trong lĩnh vực tạo hình và cắt vật liệu 31

Bảng 2-2: Các dạng phủ PVD 33

Bảng 2-3: Khả năng gia công của vật liệu phủ 34

Bảng 2-4: Độ cứng của các kim loại, hợp kim và vật liệu phủ 35

Bảng 3-1: Các thông số chế độ cắt khác nhau của Dawson và Thomas [27] 55

Bảng 4-1 Thông số kỹ thuật cơ bản của máy 66

Bảng 4-2: Giá trị tính toán giá trị thông số chế độ cắt v, s, t cho thực nghiệm: 69

Bảng 4-3: Bảng quy hoạch các thông số đầu vào thí nghiệm 70

Bảng 4-4: Bảng kết quả các thí nghiệm 70

Bảng 4-5: Bảng thống kê kết quả đo tuổi bền với chế độ cắt khác nhau 72 Bảng 4-6: Bảng tính toán các giá trị Logarit 72

Bảng 4-7: Các giá trị tính toán độ tin cậy 74

ap: Chiều dày phoi

Kbd: Mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi

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

Kf: Mức độ biến dạng của phoi

: Góc trượt

: Góc trước của dao

Px: Lực chiều trục

Py: Lực hướng kính

Pz: Lực tiếp tuyến

V: Vận tốc cắt (m/phút)

S: Lượng chạy dao (mm/vòng)

t: Chiều sâu cắt (mm)

c : Nhiệt dung riêng

 : Góc tạo phoi

K: Hệ số thẩm nhiệt

Fc, Ft : Áp lực tiếp tuyến và pháp tuyến trên vòng tròn mặt sau

µ : Hệ số ma sát trên vùng ma sát thông thường của mặt trước

Chương 1

BẢN CHẤT VẬT LÝ CỦA QUÁ TRÌNH CẮT KIM LOẠI,

CHẤT LƯỢNG LỚP BỀ MẶT SAU GIA CÔNG CƠ

1.1 Quá trình cắt và tạo phoi

Theo [1] quá trình cắt kim loại là quá trình lấy đi một lớp phoi trên bềmặt gia công để có chi tiết đạt hình dạng, kích thước và độ bóng bề mặt theoyêu cầu Để thực hiện một quá trình cắt cần thiết phải có hai chuyển động:

- Chuyển động cắt chính (chuyển động làm việc): khi tiện đó là chuyểnđộng quay tròn của phôi

- Chuyển động chạy dao: đó là chuyển động để đảm bảo duy trì sự tạophoi liên tục trong suốt quá trình cắt Khi tiện đó là chuyển động tịnh tiến dọccủa dao khi tiện mặt trụ

Khi cắt, để có thể tạo ra phoi, lực tác dụng vào dao cần phải đủ lớn đểtạo ra trong lớp kim loại bị cắt một ứng suất lớn hơn sức bền của vật liệu bịgia công

Hình dạng, độ cứng, mức độ biến dạng và cấu tạo phoi chứng tỏ rằng lớpkim loại bị cắt thành phoi đã chịu một ứng suất như vậy

a b.

Hình 1.1: Sơ đồ hoá miền tạo phoi

Nghiên cứu quá trình tạo phoi có một ý nghĩa rất quan trọng vì trị số củacông cắt, độ mòn của dao và chất lượng bề mặt gia công phụ thuộc rõ rệt vàoquá trình tạo phoi.

Khi cắt do tác dụng của lực P (hình 1.1), dao bắt đầu nén vật liệu giacông theo mặt trước Khi dao tiếp tục chuyển động trong vật liệu gia côngphát sinh biến dạng đàn hồi, biến dạng này nhanh chóng chuyển sang trạngthái biến dạng dẻo và một lớp phoi có chiều dày ap được hình thành từ lớpkim loại bị cắt có chiều dày a, di chuyển dọc theo mặt trước của dao

Việc nghiên cứu kim tương khu vực tạo phoi chứng tỏ rằng trước khibiến thành phoi, lớp cắt kim loại bị cắt đã trải qua một giai đoạn biến dạngnhất định, nghĩa là giữa lớp kim loại bị cắt và phoi có một khu vực biến dạng.Khu vực này được gọi là miền tạo phoi (hình 1.2)

Trong miền này (như sơ đồ hoá hình 1.1) có những mặt trượt OA, OB,

OC, OD, OE Vật liệu gia công trượt theo những mặt đó (là những mặt có ứngsuất tiếp có giá trị cực đại)

Miền tạo phoi được giới hạn bởi đường OA, dọc theo đường đó phát sinhnhững biến dạng dẻo đầu tiên, và đường OE - đường kết thúc biến dạng dẻo

và đường AE - đường nối liền khu vực chưa biến dạng của kim loại và phoi.Trong quá trình cắt, miền tạo phoi AOE di chuyển cùng với dao

Ngoài ra lớp kim loại bị cắt, sau khi đã bị biến dạng trong miền tạo phoi,khi di chuyển thành phoi còn chịu thêm biến dạng phụ do ma sát với mặttrước của dao

Những lớp kim loại phía dưới của phoi, kề với mặt trước của dao (hình1.1) chịu biến dạng phụ thêm nhiều hơn các lớp phía trên Mức độ biến dạngcủa chúng thường lớn đến mức là các hạt tinh thể trong chúng bị kéo dài ratheo một hướng nhất định, tạo thành têchtua

Như vậy phoi cắt ra chịu biến dạng không đều

Mức độ biến dạng của phoi:

Kf = Kbd + Kms (1-1)

Ở đây: Kbd: mức độ biến dạng của phoi trong miền tạo phoi

Kms: mức độ biến dạng của phoi do ma sát với mặt trướccủa dao

Vì biến dạng dẻo của phoi có tính lan truyền, do đó lớp kim loại nằmphía dưới đường cắt ON (hình 1.1a) cũng sẽ chịu biến dạng dẻo

Hình 1.2: Miền tạo phoi

Chiều rộng của miền tạo phoi phụ thuộc vào tính chất vật liệu gia công

và điều kiện cắt (thông số hình học của dao, chế độ cắt,…)

Hình 1.3: Miền tạo phoi với các vận tốc cắt khác nhau

Tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến chiều rộng miền tạo phoi Tăngtốc độ cắt miền tạo phoi sẽ co hẹp lại Hiện tượng đó có thể được giải thíchnhư sau:

Khi tăng tốc độ cắt, vật liệu gia công sẽ chuyển qua miền tạo phoi vớitốc độ nhanh hơn Khi di chuyển với tốc độ lớn như vậy vật liệu gia công sẽ

đi ngang qua đường OA nhanh đến mức sự biến dạng dẻo không kịp xảy ratheo đường OA mà chậm đi một thời gian - theo đường OA’ (hình 1.3).Tương tự như vậy, nơi kết thúc quá trình biến dạng trong miền tạo phoi sẽ làđường OE’ chậm hơn so với OE.

Như vậy ở tốc độ cắt cao miền tạo phoi sẽ là A’OE’ A’OE’ quay đi mộtgóc theo chiều quay của kim đồng hồ và khi đó chiều dày cắt giảm đi so vớitrước (a1’<a1) vì biến dạng dẻo giảm đi

Khi tốc độ cắt rất lớn miền tạo phoi co hẹp đến mức mà chiều rộng của

nó chỉ vào khoảng vài phần trăm milimet Trong trường hợp đó sự biến dạngcủa vật liệu gia công có thể xem như nằm lân cận mặt OF Do đó để cho đơngiản, ta có thể xem một cách gần đúng quá trình biến dạng dẻo khi cắt xảy rangay trên mặt phẳng OF đi qua lưỡi và làm với phương chuyển động của daomột góc bằng 

Mặt OF được gọi là mặt trượt quy ước còn góc  là góc trượt

Góc trượt là một thông số đặc trưng cho hướng và giá trị của biến dạngdẻo trong miền tạo phoi

Theo hình 1.4 nếu chiều dày lớp kim loại bị cắt là a, chiều dày của phoi

là a1 ta có:

) cos(

sin )

cos(

.

sin

cos

r

r tg

Việc nghiên cứu lực cắt trong quá trình gia công vật liệu có ý nghĩa cả về

lý thuyết lẫn thực tiễn Trong thực tế, những nhận thức về lực cắt rất quantrọng để thiết kế dụng cụ cắt, thiết kế đồ gá, tính toán và thiết kế máy mócthiết bị, v.v… Dưới tác dụng của lực cắt cũng như nhiệt cắt dụng cụ sẽ bịmòn, bị phá huỷ Muốn hiểu được quy luật mài mòn và phá huỷ thì phải hiểu

được quy luật tác động của lực cắt Muốn tính công tiêu hao khi cắt cần phải

biết lực cắt Những nhận thức 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 cắtthì các mối quan hệ lực cắt cũng phải cân bằng Điều đó có nghĩa là một mặtlực cản cắt tác dụng lên vật liệu chống lại sự tách phoi, mặt khác lực cắt dodụng cụ cắt tác dụng lên lớp cắt và bề mặt cắt [1], [7]

Lực cắt là một hiện tượng động lực học, tức là trong chu trình thời giangia công thì lực cắt không phải là một hằng số Lực cắt được biến đổi theoquãng đường của dụng cụ Lúc đầu lực cắt tăng dần cho đến điểm cực đại.Giá trị lực cắt cực đại đặc trưng cho thời điểm tách phần tử phoi ra khỏi chitiết gia công Sau đó lực cắt giảm dần song không đạt đến giá trị bằng khôngbởi vì trước khi kết thúc sự chuyển dịch phần tử phoi cắt thì đã bắt đầu biếndạng phần tử khác [1], [7]

Hệ thống lực cắt khi tiện được mô tả sơ bộ trên hình 1.4 Lực tổng hợp Pđược phân tích thành ba thành phần lực bao gồm: lực tiếp tuyến Pz (hay Pc),lực hướng kính Py (hay Pp) và lực chiều trục (lực ngược với hướng chuyểnđộng chạy dao) Px

Hình 1.4: Hệ thống lực cắt khi tiện

Thành phần lực Pz là lực cắt chính Giá trị của nó cần thiết để tính toáncông suất của chuyển động chính, tính độ bền của dao, của chi tiết cơ cấuchuyển động chính và của các chi tiết khác của máy công cụ

Thành phần lực hướng kính Py có tác dụng làm cong chi tiết ảnh hưởngđến độ chính xác gia công, độ cứng vững của máy và dụng cụ cắt

Lực cắt tổng cộng được xác định:

1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến lực cắt khi tiện

Lực cắt trong quá trình gia công nói chung và khi tiện nói riêng đều chịuảnh hưởng của rất nhiều yếu tố khác nhau như: vật liệu gia công, thông sốhình học của dụng cụ cắt, chế độ cắt, v.v…

Abdullah và Ulvi [16] đã chỉ ra rằng, trong tiện cứng thép ổ lăn AISI

52100 (độ cứng 60HRC) thì góc trước của dao PCBN n có ảnh hưởng lớnđến lực cắt chính FC và lực hướng kính FP.

Qua hình 1.5a ta thấy rằng khi góc trước n (xét về giá trị tuyệt đối, bởigóc trước n <0) tăng thì lực cắt chính và lực hướng kính đều tăng, đặc biệt làlực hướng tâm Tuy nhiên, qua đồ thị quan hệ giữa ứng suất và góc trước thì

ta thấy rằng ứng suất trên dụng cụ cắt đạt giá trị nhỏ nhất khi n = 300, đồngthời ứng suất tương đương trên dụng cụ đạt giá trị lớn nhất khi n = 200

Hình 1.6a: Ảnh hưởng của lượng chạy dao và độ cứng phôi đến lực cắt

(với t=0,35mm; r=0,02mm;  n =20 0 ) [19]

Jiang Hua và các đồng nghiệp [19] cũng đã thí nghiệm tiện cứng vớithép ổ lăn AISI 5210 và chỉ ra rằng, độ cứng của vật liệu phôi, lượng chạydao, góc trước và bán kính mũi dao cũng ảnh hưởng đến lực cắt (hình 1.5).Như vậy, lực cắt tăng biến thiên theo lượng chạy dao và bán kính mũi dao,cũng như độ cứng của vật liệu gia công Qua hình 1.6a thì ta thấy rằng lượngchạy dao có ảnh hưởng lớn hơn so với độ cứng của phôi đến lực cắt Cụ thể ởlượng chạy dao 0,14 mm/vòng thì khi độ cứng phôi tăng từ 62 lên 66HRC thìlực cắt chỉ tăng từ 200,9 lên 212,8N Trong khi đó, lực cắt tăng từ 200.9 lên370,65N khi thay đổi lượng chạy dao từ 0,14 lên 0,28mm/vòng Còn khi tăngbán kính mũi dao và góc trước thì lực cắt đều tăng nhưng không đáng kể(hình 1.6b,c)

Hình 1.6b,c: Ảnh hưởng bán kính mũi dao (b) và góc trước đến lực cắt (c)

(b): t=0,35mm; S=0.28mm/vòng; HRC=56;  n =20 0

(c): t=0,35mm; S=0.28mm/vòng; HRC=56; r=0,1mm [19]

1.3 Nhiệt cắt

1.3.1 Khái niệm chung

Biến dạng dẻo của vật liệu gia công trong vùng tạo phoi, vùng biến dạngthứ hai và ma sát giữa vật liệu gia công với các mặt của dụng cụ trong quátrình cắt sinh nhiệt làm tăng nhiệt độ ở vùng gần lưỡi cắt dẫn đến làm giảmsức bền của dao ở vùng này gây phá huỷ bộ phận đến toàn bộ khả năng làmviệc của lưỡi cắt Nhiệt cắt và nhiệt độ trong dụng cụ tăng khi cắt với vận tốc

cao và lượng chạy dao lớn hoặc vật liệu gia công có nhiệt độ nóng chảy cao lànguyên nhân làm giảm năng suất cắt gọt [5].

Lịch sử phát triển và sử dụng các loại vật liệu dụng cụ và đặc tính củachúng thể hiện trong bảng 1.1 Ta thấy rằng phần vật liệu cứng trong dụng cụcắt tăng lên, do đó tính chịu mài mòn, tính chịu nhiệt tăng, tăng tuổi bền dụng

cụ và tăng được tốc độ cắt [1]

Bảng 1-1: Lịch sử và đặc tính của vật liệu dụng cụ

Năm Vật liệu dụng cụ

Vận tốccắt(m/ph)

Nhiệt độ giớihạn đặc tínhcắt(0C)

Độ cứng(HRC)

1894 Thép cacbon dụng cụ 5 200-300 60

1900 Thép hợp kim dụng cụ 8 300-500 60

1900 Thép gió 12

1908 Thép gió cải tiến 15-20 500-600 60-64

1913 Thép gió (tăng Co và WC) 20-30 600-650

-1931 Hợp kim cứng cácbit vonfram 200 1000-1200 91

1934 Hợp kim cứng WC và TiC 300 1000-1200 91-92

1955 Kim cương nhân tạo 800 100000HV

1965 Nitrit Bo 100-200

(thép tôi) 1600 8000HV

1970 Hợp kim cứng phủ (TiC) 300 1600 18000HV

Khả năng cắt của vật liệu Nitrit Bo trong bảng là rất cao và đang đượcứng dụng khá phổ biến trong gia công vật liệu có độ cứng cao cũng như trongtiện cứng

Bảng 1-2: Tính chất cơ - nhiệt một số vật liệu dụng cụ cắt

Gốm sứ

nhân tạo

CBN Kim cương

nhân tạoKhối lượng riêng (g/cm3) 6.0-15.0 3.8-7.0 3.4-4.3 3.5-4.2

Độ cứng (HV 30)

1300-1700

2400

1400-4500

1300-1500 600

Hệ số truyền nhiệt (W/mK) 100 30-40 40-200 560

Hệ số giãn nở vì nhiệt (10-6K-1) 5.0-7.5 7.4-9.0 3.6-4.9 0.8

Cụ thể Nitrit Bo lập phương đa tinh thể (PCBN) được coi là vật liệu có

độ cứng cao nhất chi sau kim cương nhưng lại có độ bền nhiệt cao hơn kimcương (15000C) [b] Bảng 1.2 thể hiện tính chất cơ - nhiệt của vật liệu dụng

cụ CBN so với một số loại vật liệu dụng cụ có tính năng cắt cao khác (CacbitVonfram, gốm sứ nhân tạo và kim cương nhân tạo)

Các nghiên cứu đã chứng tỏ rằng khoảng 98% - 99% công suất cắt biếnthành nhiệt từ ba nguồn nhiệt, vùng tạo phoi (quanh mặt phẳng trượt AB),mặt trước (AC) và mặt sau (AD) như trên hình 1.7

Hình 1.7: - (a) Sơ đồ hướng các nguồn nhiệt

- (b) Ba nguồn nhiệt và sơ đồ truyền nhiệt trong cắt kim loại

Nhiệt từ ba nguồn này truyền vào dao, phoi, phôi và môi trường với tỷ lệkhác nhau phụ thuộc vào chế độ cắt và tính chất nhiệt của hệ thống dao, phoi,phôi và môi trường [1], [6] Thực tế vận tốc cắt là nhân tố ảnh hưởng lớn nhấtđến tỷ lệ này, khi cắt với vận tốc cắt đủ lớn phần lớn nhiệt cắt truyền vào phoi(hình 1.7b) [1]

Gọi Q là tổng nhiệt lượng sinh ra trong quá trình cắt:

Q = Qmặt phẳng cắt + Qmặt trước + Qmặt sau (1-6)Theo định luật bảo toàn năng lượng thì lượng nhiệt này sẽ truyền vào hệthống phoi, dao, phôi và vào môi trường theo công thức sau:

Q = Qphoi + Qdao + Qphôi +Qmôi trường (1-7)Tốc độ truyền nhiệt vào môi trường có thể coi như không đáng kể trongtính toán khi môi trường cắt là không khí

Hình 1.8: Tỷ lệ % nhiệt truyền vào phoi, phôi, dao và môi trường phụ thuộc

vào vận tốc cắt [1]

1.3.2 Các nguồn nhiệt trong cắt kim loại

1.3.2.1 Nhiệt sinh ra trong vùng biến dạng thứ nhất

Theo Trent thì phần lớn công suất sinh ra trong vùng biến dạng thứ nhấtbiến thành nhiệt [5] Tốc độ nhiệt trong vùng biến dạng thứ nhất có thể tínhgần đúng trên mặt phẳng cắt theo công thức:

Tuy nhiên chỉ một phần nhiệt .Q1 truyền vào phôi, phần còn lại (1-)Q1

truyền vào thể tích AS.Vn của phoi tạo ra sự tăng nhiệt độ T trong vùng biếndạng thứ nhất  có thể lớn đến 50% khi tốc độ thoát phoi thể tích thấp, vậtliệu cắt có hệ số dẫn nhiệt cao Khi tốc độ thoát phoi thể tích cao thì  đượcxác định bằng đồ thị thực nghiệm của Boothroyd thông qua hệ số nhiệt

AB S C n

Phần lớn nhiệt sinh ra trong vùng biến dạng thứ nhất truyền vào phôi và

bị mang đi theo phoi mà không truyền vào dụng cụ do nhiệt độ trên mặt trướccao hơn hẳn nhiệt độ trong vùng tạo phoi [5]

Hình 1.9 Đường cong thực nghiệm của Boothroyd để xác định tỷ lệ nhiệt ()

truyền vào phôi [5]

1.3.2.2 Nhiệt sinh trên mặt trước (Q AC )

Qua các công trình nghiên cứu [5], [20], [22], [21] cho thấy rằng nhiệtsinh ra trên mặt trước của dụng cụ do ma sát giữa phoi và mặt trước và biếndạng dẻo của các lớp phoi sát mặt trước (vùng biến dạng thứ hai) sinh ra.Theo Jun và Smith [23] thì nhiệt sinh ra trên mặt trước chỉ vào khoảng 20%tổng số nhiệt sinh ra trong quá trình cắt, nhưng khoảng 50% lượng nhiệt nàytruyền vào dao và có ảnh hưởng quyết định đến tuổi bền của nó

Cho đến nay bản chất tương tác ma sát trên mặt trước và quy luật chuyểnđộng của lớp phoi dưới cùng còn có nhiều tranh cãi nên chưa có một côngthức duy nhất để tính tốc độ sinh nhiệt trên mặt trước [3] Ví dụ, theo Trentthì nhiệt sinh ra do ma sát trượt của phoi với mặt trước là không đáng kể, màbiến dạng dẻo với mức độ lớn và tốc độ cao của các lớp phoi gần mặt trước lànguồn nhiệt chính sinh ra nhiệt độ cao trong dao [5] Ông đã đưa ra công thứcđể tính nhiệt độ phân bố trên mặt trước theo phương thoát phoi như sau:

2 / 1

.

2 ) 0 ,

V K

x c

x T

nhiệt riêng (q2) khác nhau dựa trên các mô hình khác nhau về mô hình ứngsuất và phân bố vận tốc của lớp phoi dưới cùng trên mặt trước [24], [21].

1.3.2.3 Nhiệt sinh trên mặt tiếp xúc giữa mặt sau và bề mặt gia công (Q AD )

Nhiệt sinh ra trên mặt sau của dụng cụ chỉ có ảnh hưởng đáng kể đếnnhiệt độ phát triển trong dao khi lượng mòn mặt sau đủ lớn Do bề mặt mònmặt sau được coi là phẳng nên ứng suất trên mặt tiếp xúc coi như phân bốđều Haris đã xác định được quan hệ của Fc và Ft trong mặt cắt trực giao vàđược đề cập trong công trình của Li như sau:

Hình 1.10: Sơ đồ phân bố ứng suất trên mặt sau mòn

Trong đó: Fc và Ft là lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến với mặt sau, Fcf

và Ftf là lực cắt khi dao mòn, VBave là chiều cao mòn trung bình, t là chiều sâucắt (hình 1.10)

Hệ số ma sát trên mặt sau được xác định bằng công thức:

Tốc độ sinh nhiệt q3 trên mặt sau là:

1

q =0,0671.V F

Nhiệt từ ba nguồn trên là nguyên nhân làm tăng nhiệt độ trong dao, giảm

độ cứng nóng của vật liệu gia công vì thế xác định trường nhiệt độ trong dụng

cụ có ý nghĩa rất quan trọng Có thể xác định trường nhiệt độ này bằng thựcnghiệm hoặc lý thuyết [3]

1.4 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng bề mặt sau gia công cơ

1.4.1 Độ nhám bề mặt và phương pháp đánh giá

1.4.1.1 Độ nhám bề mặt

Độ nhám bề mặt hay còn gọi là nhấp nhô tế vi là tập hợp tất cả những bềlồi, lõm với bước cực nhỏ và được quan sát trong một phạm vi chiều dàichuẩn rất ngắn (l) Chiều dài chuẩn l là chiều dài dùng để đánh giá các thôngsố của độ nhám bề mặt (với l = 0,01 đến 25mm)

Độ nhám bề mặt gia công đã được phóng đại lên nhiều lần thể hiện trên hình1.11

Theo TCVN 2511 – 1995 thì nhám bề mặt được đánh giá thông qua bảychỉ tiêu Thông thường người ta thường sử dụng hai chỉ tiêu đó là Ra và Rz,trong đó:

Hình 1.11: Độ nhám bề mặt

- Ra: Sai lệch trung bình số học của prôfin là trung bình số học các giátrị tuyệt đối của sai lệch prôfin (y) trong khoảng chiều dài chuẩn Sai lệchprôfin (y) là khoảng cách từ các điểm trên prôfin đến đường trung bình, đotheo phương pháp tuyến với đường trung bình Đường trung bình m là đườngchia prôfin bề mặt sao cho trong phạm vi chiều dài chuẩn l tổng diện tích ởhai phía của đường chuẩn bằng nhau Ra được xác định bằng công thức:

1 0

Cũng theo TCVN 2511 – 1995 thì độ nhám bề mặt được chia thành 14cấp, từ cấp 1 đến cấp 14 ứng với các giá trị Ra và Rz Trị số nhám càng bé thì

bề mặt càng nhẵn và ngược lại Độ nhám bề mặt thấp nhất (hay độ nhẵn bềmặt cao nhất) ứng với cấp 14 (tương ứng với Ra  0,01 m và Rz  0,05 m).Việc chọn chỉ tiêu Ra hay Rz là tuỳ thuộc vào chất lượng yêu cầu của bề mặt.Chỉ tiêu Ra được gọi là thông số ưu tiên và được sử dụng phổ biến nhất do nócho phép ta đánh giá chính xác hơn và thuận lợi hơn những bề mặt có yêu cầunhám trung bình (độ nhám từ cấp 6 đến cấp 12) Đối với những bề mặt có độnhám quá thô (độ nhám từ cấp 1 đến cấp 5) và rất tinh (cấp 13, cấp 14) thì

dùng chỉ tiêu Rz sẽ cho ta khả năng đánh giá chính xác hơn khi dùng Ra (bảng1.3).

Bảng 1-3: Các giá trị Ra, Rz và chiều dài chuẩn l ứng với các cấp nhám bề mặt

a < 1,25 – 1,00

b < 1,00 – 0,80

c < 0,80 – 0,638

a < 0,63 – 0,50

b < 0,50 – 0,40

c < 0,40 – 0,329

a < 0,32 – 0,25

0,25

b < 0,25 – 0,20

c < 0,20 – 0,1610

a < 0,160 – 0,125

b < 0,125 – 0,100

c < 0,100 – 0,08011

a < 0,080 – 0,063

b < 0,063 – 0,050

c < 0,050 – 0,04012

a < 0,040 – 0,032

b < 0,032 – 0,025

c < 0,025 – 0,02013

a từ 0,100 đến 0,080

0,08

b < 0,080 – 0,063

c < 0,063 – 0,05014

a < 0,050 – 0,040

b < 0,040 – 0,032

c < 0,032 – 0,025

Trong thực tế sản xuất nhiều khi người ta đánh giá độ nhám theo cácmức độ: thô (cấp 1  4), bán tinh (cấp 5  7), tinh (cấp 8  11) và siêu tinh(cấp 12  14).

Theo Bana [25], tiện cứng chính xác được cấp chính xác dung sai ITthông thường là cấp 5 - 7, với độ nhám bề mặt là Rz = 2-4 m Trong điềukiện gia công tốt thì cấp chính xác dung sai IT có thể đạt được là cấp 3 - 5, và

có thể đạt được độ nhám bề mặt Rz  1,5 m

1.4.1.2 Phương pháp đánh giá độ nhám bề mặt

Để đánh giá độ nhám bề mặt người ta thường dùng các phương pháp sauđây:

a) Phương pháp quang học (dùng kính hiển vi Linich) Phương pháp này

đo được bề mặt có độ nhẵn bóng cao (độ nhám thấp) thường từ cấp 10 đếncấp 14

b) Phương pháp đo độ nhám Ra, Rz, Rmax v.v… bằng máy đo prôfin.Phương pháp này sử dụng mũi dò để đo prôfin lớp bề mặt có cấp độ nhẵn tớicấp 11 Đây chính là phương pháp được tác giả sử dụng để đánh giá độ nhám

bề mặt sau khi tiện cứng

Tuy nhiên đối với các bề mặt lỗ thường phải in bằng chất dẻo bề mặt chitiết rồi mới đo bản in trên các máy đo độ nhám bề mặt

c) Phương pháp so sánh, có thể so sánh theo hai cách

- So sánh bằng mắt: Trong các phân xưởng sản xuất người ta mang vậtmẫu so sánh với bề mặt gia công và kết luận xem bề mặt gia công đạt cấp độbóng nào Tuy nhiên phương pháp này chỉ cho phép xác định được cấp độbóng từ cấp 3 đến cấp 7 và có độ chính xác thấp, phụ thuộc rất nhiều vào kinhnghiệm của người thực hiện

- So sánh bằng kính hiển vi quang học

1.4.2 Tính chất cơ lý lớp bề mặt sau gia công cơ

1.4.2.1 Hiện tượng biến cứng của lớp bề mặt

Bảng 1-4: Chiều sâu lớp biến cứng của các phương pháp gia công cơ

Phương pháp gia công Mức độ biến cứng

Phay bằng dao phay mặt đầu 140  160 40  100

Phay bằng dao phay trụ 120  140 40  80

Mài tròn thép ít cacbon 160  200 30  60

Mài tròn ngoài các thép sau

nhiệt luyện 125  130 20  40

Trong quá trình gia công cơ dưới tác dụng của lực cắt, mạng tinh thể củalớp kim loại bề mặt bị xô lệch và gây biến dạng dẻo ở vùng trước và vùng saulưỡi cắt Phoi được tạo ra do biến dạng dẻo của các hạt kim loại trong vùngtrượt Trong vùng cắt, thể tích riêng của kim loại tăng còn mật độ kim loạigiảm làm xuất hiện ứng suất Khi đó nhiều tính chất của lớp bề mặt thay đổinhư giới hạn bền, độ cứng, độ giòn được nâng cao, ngược lại tính dẻo dai lạigiảm v.v… Kết quả là lớp bề mặt kim loại bị cứng nguội và có độ cứng tế vi

rất cao Mức độ biến cứng và chiều sâu của lớp biến cứng phụ thuộc vào cácphương pháp gia công và các thông số hình học của dao Cụ thể là phụ thuộcvào lực cắt, mức độ biến dạng dẻo của kim loại và nhiệt độ trong vùng cắt.Lực cắt làm cho mức độ biến dạng dẻo tăng, kết quả là mức độ biến cứng vàchiều sâu lớp biến cứng bề mặt tăng Nhiệt sinh ra ở vùng cắt sẽ hạn chế hiệntượng biến cứng bề mặt Như vậy mức độ biến cứng của lớp bề mặt phụ thuộcvào tỷ lệ tác động giữa hai yếu tố lực cắt và nhiệt sinh ra trong vùng cắt Khảnăng tạo ra mức độ và chiều sâu biến cứng của lớp bề mặt của các phươngpháp gia công khác nhau được thể hiện trong bảng 1.4.

Bề mặt bị biến cứng có thể tăng độ bền mỏi của chi tiết khoảng 20%,tăng độ chống mòn lên khoảng 2 đến 3 lần Mức độ biến cứng và chiều sâucủa nó có khả năng hạn chế gây ra các vết nứt tế vi làm phá hỏng chi tiết Tuynhiên bề mặt quá cứng lại làm giảm độ bền mỏi của chi tiết

1.4.2.2 Ứng suất dư trong lớp bề mặt

Quá trình hình thành ứng suất dư bề mặt sau gia công cơ phụ thuộc vàobiến dạng đàn hồi, biến dạng dẻo, biến đổi nhiệt và hiện tượng chuyển phatrong cấu trúc kim loại Quá trình này diễn ra phức tạp Ứng suất dư lớp bềmặt được đặc trưng bởi trị số, dấu và chiều sâu phân bố ứng suất dư Trị số vàdấu phụ thuộc vào biến dạng đàn hồi của vật liệu gia công, chế độ cắt, thôngsố hình học của dụng cụ cắt và dung dịch trơn nguội

 Các nguyên nhân chủ yếu gây ra ứng suất dư là:

- Khi gia công trường lực xuất hiện gây biến dạng dẻo không đều tronglớp bề mặt Khi trường lực mất đi biết dạng dẻo gây ra ứng suất dư trong lớp

- Nhiệt sinh ra ở vùng cắt lớn sẽ nung nóng cục bộ các lớp mỏng bề mặtlàm modun đàn hồi của vật liệu giảm Sau khi cắt, lớp vật liệu này sinh ra ứngsuất dư kéo do bị nguôi nhanh và co lại, để cân bằng thì lớp kim loại bêntrong phải sinh ra ứng suất dư nén.

- Trong quá trình cắt thể tích kim loại có sự thay đổi do kim loại bịchuyển pha và nhiệt sinh ra ở vùng cắt làm thay đổi cấu trúc vật liệu Lớp kimloại nào hình thành cấu trúc có thể tích riêng lớn sẽ sinh ra ứng suất dư nén vàngược lại sẽ sinh ra ứng suất dư kéo để cân bằng

 Các yếu tố ảnh hưởng đến ứng suất dư trong lớp bề mặt của chi tiết saugia công cơ như sau:

- Tăng tốc độ cắt V hoặc tăng lượng chạy dao S có thể làm tăng hoặcgiảm ứng suất dư

- Lượng chạy dao S làm tăng chiều sâu của ứng suất dư

- Góc trước  âm gây ra ứng suất dư nén - ứng suất dư có lợi

- Khi gia công vật liệu giòn bằng dụng cụ cắt có lưỡi gây ra ứng suất dưnén còn vật liệu dẻo thường gây ứng suất dư kéo

Ứng suất dư nén trong lớp bề mặt làm tăng độ bền mỏi của chi tiết, cònứng suất dư kéo lại làm giảm độ bền mỏi Ví dụ: độ bền mỏi của chi tiết đượclàm từ thép khi trên bề mặt có ứng suất dư nén có thể tăng lên 50%, còn khi

có ứng suất dư kéo thì giảm 30%

Qua nghiên cứu về tiện cứng (thép AISI 52100, 62HRC), của PatrikDahlman và các đồng nghiệp [17] đã chỉ ra rằng: thông số hình học của dụng

cụ cắt cũng như chế độ cắt đều ảnh hưởng đến ứng suất dư, cụ thể như sau:

- Góc trước (< 0) của dụng cụ càng lớn thì sẽ tạo ra ứng suất dư nén lớn(có lợi) trên bề mặt gia công Nếu tăng góc trước thì vị trí của ứng suất dưcực đại sẽ năm sâu hơn trong lớp bề mặt

- Chiều sâu cắt không ảnh hưởng đến ứng suất dư

- Tăng lượng chạy dao sẽ làm tăng ứng suất dư nén

- Bằng cách điều khiển lượng chạy dao cũng như góc trước của dụng cụ

có thể khống chế được ứng suất dư trên bề mặt chi tiết gia công cả về trị sốcũng như chiều sâu của lớp chịu ứng suất

- Tất cả các thí nghiệm đều cho thấy rằng ứng suất dư nén được sinh radưới lớp bề mặt gia công

Meng Liu và các đồng nghiệp [18] cũng cho rằng, bán kính mũi dao vàmòn dao có ảnh hưởng đáng kể đến ứng suất dư trong tiện cứng Các ông đã

có các kết luận như sau:

- Tăng bán kính mũi dao sẽ dẫn đến tăng lực cắt cũng như tỷ số của lựccắt Py/Pz cũng như Px/Pz

- Bán kính của mũi dao có ảnh hưởng mạnh đến ứng suất dư

- Khi dụng cụ cắt bị mòn nhiều dẫn đến tăng cả ứng suất dư kéo cũng nhưứng suất dư nén, nhưng ứng suất dư nén thì tăng nhiều hơn Sự phân bố ứngsuất dư do ảnh hưởng của bán kính mũi dao sẽ rõ ràng và mạnh hơn khi lượngmòn của dao tăng

1.4.2.3 Đánh giá mức độ, chiều sâu lớp biến cứng và ứng suất dư

 Đánh giá mức độ và chiều sâu lớp biến cứng

Để đánh giá mức độ và chiều sâu lớp biến cứng người ta chuẩn bị mộtmẫu kim cương rồi đưa mẫu này lên kiểm tra ở máy đo độ cứng

Nguyên lý kiểm tra như sau: dùng đầu kim cương tác động lên bề mặtmẫu lực P, sau đó xác định diện tích bề mặt mẫu đo đầu kim cương ấn xuống

Độ biến cứng được xác định theo công thức:

V

P H S

Trong đó: Hv là độ biến cứng (N/mm2);

P là lực tác dụng của đầu kim cương (N);

S là diện tích bề mặt đầu đo kim cương ấn xuống (mm2).Để đo chiều sâu biến cứng, người ta dùng đầu kim cương tác động lầnlượt xuống bề mặt mẫu từ ngoài vào trong Sau mỗi lần tác động lại xác định

diện tích bị lún S cho đến khi diện tích S không thay đổi thì dừng lại và đođược chiều sâu biến cứng.

 Đánh giá ứng suất dư

Để đánh giá (xác định) ứng suất dư người ta thường sử dụng các phươngpháp sau đây:

1) Phương pháp tia Rơnghen: dùng tia Rơnghen kích thích trên bề mặtmẫu một lớp dày 5  10 m và sau mỗi lần kích thích ta chụp ảnh đồ thịRơnghen Phương pháp này cho phép đo được cả chiều sâu biến cứng Tuynhiên, phương pháp này rất phức tạp và tốn nhiều thời gian cho việc điềuchỉnh đồ thị Rơnghen (mất khoảng 10 giờ cho một lần đo)

2) Phương pháp tính toán lượng biến dạng: Sau khi hớt từng lớp mỏngkim loại bằng phương pháp hoá học và điện cơ khí ta tính toán khối lượngbiến dạng của chi tiết mẫu Dựa vào lượng biến dạng này ta xác định đượcứng suất dư Cũng có thể dùng tia Rơnghen để đo khoảng cách giữa các phần

tử trong lớp kim loại biến dạng và không biến dạng, với khoảng cách này cóthể xác định được ứng suất dư

1.5 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt khi gia công cơ

1.5.1 Ảnh hưởng của các thông hình học của dụng cụ cắt

Đối với phương pháp tiện, qua thực nghiệm người ta đã xác định đượcmối quan hệ giữa các thông số độ nhám Rz, lượng chạy dao S, bán kính mũidao r và chiều dày phoi nhỏ nhất hmin

Sự hình thành độ nhám bề mặt khi gia công bằng các loại dao tiện khácnhau được mô tả ở hình 1.12

Hình 1.12: Ảnh hưởng của thông số hình học của dao tiện tới độ nhám bề

mặt

Ta thấy rằng rõ ràng hình dáng và giá trị của nhám bề mặt phụ thuộc vàolượng chạy dao S1 và hình dáng của lưỡi cắt:

- Ảnh hưởng của góc nghiêng chính φ: khi φ tăng thì Rz tăng

- Ảnh hưởng của góc nghiêng phụ φ1 : khi φ1 tăng thì Rz tăng

- Ảnh hưởng của bán kính mũi dao r : khi r tăng thì Rz giảm

- Ảnh hưởng của lượng chạy dao S : khi S tăng thì Rz tăng

Trebưsep đã đưa ra công thức biểu thị mối quan hệ giữa Rz với S, r và

hmin như sau: