Xem mẫu
- Khi cắt gọt có hiện tượng gây áp lực giữa các chất cứng và bề mặt dao cắt,
nếu bề mặt dao có độ cứng thấp hơn thì sẽ bị cắt gọt bởi các chát cứng trong phôi
và làm cho các phần tử vật liệu trên bề mặt công cụ di động và bị tách rời.
Thông thường lấy tỉ lệ độ cứng Hm/Ha (Hm là độ cứng bề mặt công cụ cắt,
Ha là độ cứng hạt cứng) để xem xét trong quá trình hao mòn.
* Nếu Hm/Ha < 1, tức cơ chế mài mòn cơ giới là chủ yếu;
* Nếu Hm/Ha gần bằng 1 hoặc lớn hơn 1 không nhiều thì mài mòn cơ giới
cùng tồn tại với một loại hao mòn khác;
* Nếu Hm/Ha > 1 thì mài mòn cơ giới là không đáng kể.
Klamecki cho rằng nếu lượng mài mòn không có quan hệ với vận tốc cắt gọt,
thì mài mòn cơ giới là chủ yếu; nếu lượng mài mòn có quan hệ tuyến tính với thời
gian tiếp xúc giữa công cụ và phôi thì mài mòn cơ giới là thứ yếu.
b. Cơ chế hao mòn đột biến
+ Quan điểm của Desevoi
Desevoi cho rằng khi mới sử dụng, mũi dao còn sắc thì tiết diện dao luôn nhỏ
hơn tiết diện cần thiết do đó dao bị gãy mũi là tất nhiên.
- Giâ sử dao A chuyển động
với tôc độ v để thực hiện quá
trinh cắt theo mặt cắt fnf,, khi
đó gỗ sẽ tác dụng vào dao một
lực P theo phương vuông góc
với mặt trươc của dao cắt. Lực
P sẽ có tác dụng uốn mũi dao.
Như vậy nếu lấy một tiết diện bất kỳ của mũi dao cách n một khoang x.
tiết diện này có chiều dày là ac = h thi tiệt diện này chịu tác dụng của một mô
men uốn do P gây ra: Mu = P.x. Nếu ta gọi ứng suất uốn do Mu gây ra trên tiết
diện ac là:
B.h 2 .B.h 2
B.h 2 . Từ đó suy ra: x
hay P.x
.
Mu
6
6 6P
x và h là tương quan bậc hai, tương quan này được biểu diễn bằng một đường
cong bậc hai. Như vậy trong khoảng x
- + Quan điểm của Grube:
Grube cho rằng hiện tượng hao mòn đột biến không những xảy ra khi dao mới
làm việc, khi dao còn sắc mà còn có thể bị gãy khi dao đã làm việc sau một thời
gian nhất định, điều này được giải thích trên mô hình cắt ở hình.
Gỗ sẽ tác dụng vào mũi dao
một lực P0 và tác động lên mặt
trước của dao cá ứng suất
theo phương tốc độ cắt.
Chiếu các lực Po và t
lên phương vuông góc với
phân giác góc mài ta có:
,
t . cos
t
2
và P , P . cos
o o
2
- Nếu lấy một tiết diện bất kỳ của mũi dao cách n một khoảng x. tiết diện này có
chiều dày là y thì tiệt diện này chịu tác dụng của một mô men uốn:
x2
x
, ,
M u P .x .x. Po cos t cos
o t
2 2 2 2
x2
cos Po .x t .
2 2
Mu
P Po .a
Có thể biểu thị
u 2
Wu y
6
x2
6 cos Po .a .x t .
2 2
suy ra u
y2 Khoảng x giới hạn
gãy mũi dao như sau:
Xét tam giác mKo1
90 0 0
Ho1 K 2 .tg 180 P
3
y o1 K .tgmo1 K .tg .tg x
2 2 4
8
u tg 2
2
1 sin 1 sin
t
2 . P a
2
6 cos . .
Khi đó độ tù dao tăng lên, làm
0
2 2
sin sin
cho ngoại lực tăng khi đó vẫn
2 2
u
có thể gây gãy mũi dao
.tg 2 450
4
- 1.6.2.2. Cơ chế hao mòn hoá học
a. Ăn mòn ôxi hóa nhiệt độ cao:
+ Khi đốt cháy ván dăm và MDF sẽ sinh ra tỉ lệ nguyên tố Clo khá lớn , trong quá
trình trộn keo ván dăm hoặc MDF có cho thêm chất đóng rắn (amoni clorua), đây
là nguồn chủ yếu sinh ra Clo.
+ Khi tồn tại khí Clo (Cl2) và axít clo hydric (HCl) dưới một nhiệt độ nhất định
sắt (Fe) và Coban (Co) có thể hình thành hợp chất có tính bay hơi hóa trị II và III.
+ Trong môi trường axít clohydric và khí clo, sắt và coban phản ứng tạo thành vật
chất có tính bay hơi và nước, phương trình phản ứng như sau (M đại diện cho Fe
hoặc Co):
2nM + mO2 = 2MnOm
M2O3 + 6HCl = 2MCl3 + 3H2O
M + 2HCl = MCl2 + H2
4MCl2 + 3O2 = 2M2O3 + 4Cl2
2M + 4HCl + O2 = 2MCl2 + 2H2O
4MCl3 + 3O2 = 2M2O3 + 6Cl2
4MCl2 + 4HCl + O2 = 4MCl3 + 2H2O
Trong điều kiện chỉ có HCl, sắt và coban chỉ tạo thành MCl2, cần có Cl2 mới có
thể ôxi hóa thêm một bước, tạo thành chất dễ bay hơi FeCl3 hoặc CoCl3. Fe ở
400oC, Co ở 650oC có thể sinh ra các phản ứng trên. Theo ghi chép của tài liệu,
nhiệt độ cao nhất trong cắt gọt gỗ có thể tới 800oC. Ở nhiệt độ này, sắt hoặc coban
trong công cụ xảy ra phản ứng ôxi hóa tạo thành chất dễ bay hơi
- b. Ăn mòn hóa học:
Hợp chất axít yếu và hợp chất gốc phenol có tác dụng ăn mòn công cụ cắt là vì
sắt trong vật liệu thép cácbon và Coban trong vật liệu hợp kim cứng có thể bị
điện tử H+ lấy đi, hình thành điện tử thép và khí H2, sau đó Fe2+ ở trong không
khí tiếp tục bị ôxi hóa tạo thành Fe3+, cuối cùng xảy ra phản ứng giữa Fe3+ và
hợp chất phenol. Có thể thấy sự ăn mòn của axít yếu và hợp chất phenol đối với
công cụ cắt được tiến hành từng bước, cuối cùng tạo thành hợp chất nhánh kim
loại phủ lên bề mặt công cụ cắt. Đối với công cụ cắt thép cácbon mà nói, thành
phần cơ bản là sắt, Coban là chất kết dính không thể thiếu được. Đến một lúc nào
đó sắt hoặc Coban bị ăn mòn tạo thành hợp chất nhánh kim loại khi chịu tác
dụng mài mòn cơ giới rất dễ bị mài đi, làm lộ ra tổ chức mới của vật liệu chế tạo
công cụ cắt. Quá trình tuần hoàn như thế này, công cụ cắt không ngừng bị tổn
thất. Có thể thấy, mài mòn cơ học đã tạo điều kiện cho ăn mòn hóa học. Làm quá
trình ăn mòn hóa học xảy ra nhanh hơn, đồng thời ăn mòn hóa học sinh ra các
vật chất lại có tác dụng làm cho mài mòn cơ giới tiến hành.
- c. Ăn mòn điện hóa học:
Trong vật liệu thép cácbon (công cụ thép các bon, công cụ thép hợp kim và
thép gió), sắt là thành phần cơ bản, còn có cácbon, nguyên tố hợp kim và hợp chất
cácbon. Trong chất hợp kim cứng (loại YG), canxi cácbon là chủ yếu, Coban là
chất kết dính.
Khi những vật liệu này được chế tạo thành công cụ cắt cắt gọt gỗ, các tổ phần
của công cụ cắt tiếp xúc với dung dịch nước trong gỗ, hợp chất axít yếu, hợp chất
gốc phenol, ngoài sinh ra phản ứng hóa học còn có thể tạo thành hệ thống pin, sinh
ra phản ứng điện hóa học hình thành ăn mòn điện hóa học.
1.6.3. Biểu thị lượng hao mòn
Lượng hao mòn công cụ cắt có thể sử dụng thể tích hoặc khối lượng bị giảm
đi của công cụ cắt để định nghĩa. Nhưng thể tích mặc dù giảm rất nhiều, do nó
không có quan hệ nhất định với độ sắc của công cụ cắt, hơn nữa xác định nó
cũng rất khó, vì vậy đa số trường hợp dùng các đại lượng một chiều để biểu thị.
- Vị trí và biểu thị của xác định lượng hao mòn công cụ cắt
(a) Mặt cắt ngang lưỡi cắt (b) Mặt cắt răng cưa
Nhân tố có quan hệ lớn nhất đối với độ sắc của công cụ cắt là sự cùn hóa
(blunting), để biểu hiện tốt hơn đại lượng này, thường cần xác định lượng mất đi của
lưỡi cắt và mặt sau dao. Do có quan hệ với sự tiếp xúc khi thoát phoi nên độ rộng dải
hao mòn của mặt trước công cụ cắt cũng cần phải xác định. Nhưng cho đến nay vẫn
chưa có định nghĩa thống nhất để đánh giá lượng hao mòn công cụ cắt.
Phương pháp biểu thị lượng hao mòn thường dùng là phương pháp biểu thị
lượng hao mòn mặt sau công cụ cắt trên tiết diện ngang; lượng hao mòn răng cưa
trên mặt chính diện. Ngoài ra thực tế còn có thể tính diện tích mòn trên tiết diện
ngang của lưỡi cắt, xác định độ sâu mòn trên mặt trước và độ tù của lưỡi cắt…
- Bảng. Ảnh hưởng của loại gỗ, vận tốc cắt gọt và độ ẩm đến lượng mòn mặt sau lưỡi cắt
Lượng mòn mặt sau (µm)
Vận tốc cắt: 7,54m/s Vận tốc cắt: 45,2m/s
Vật liệu gia Vật liệu công cụ Gỗ phơi khô Gỗ tươi Gỗ phơi khô Gỗ tươi
công cắt
Vân sam mỹ SKS – 3* 36,6 54,5 4,8 42,0
(pH = 3,8) SKH – 9 14,8 20,5 7,4 10,0
K – 30 4,8 6,5 5,4 6,5
(pH = 5,3) SKS – 9** 14 - 56 20
SKH – 9* 24 - 115 -
Hợp kim 27 - 30 -
Ghi chú: Phương thức cắt gọt: ngược thớ. Độ dài cắt gọt: không có * là 1000m, có * là 500m, có ** là
300m. Lượng cắt gọt: 2mm. Lượng đẩy mỗi răng cắt: 1mm.
- 1.7. Chất lượng bề mặt cắt và phoi cắt
1.7.1. Độ chính xác trong quá trình cắt
a. Khái niệm cơ bản
Độ chính xác trong gia công là chỉ mức độ phù hợp của các tham số về hình dáng,
kích thước, bề mặt,… của chi tiết sau khi gia công đối với các tham số về hình học
được quy định trong sơ đồ thiết kế.
Sai số giữa kích thước thực tế khi gia công của các chi tiết và kích thước trên bản
thiết kế được gọi là sai số về kích thước. Mức độ phù hợp của kích thước được gọi là
độ chính xác của kích thước.
Kích thước thu được sau gia công 5.5 cm
Kích thước thiết kế 5 cm
Các chi tiết sau khi được gia công, hình dáng của nó không thể hoàn toàn giống
được với hình dáng trên bản vẽ thiết kế, sự khác nhau giữa chúng được gọi là sai
số về hình dáng. Mức độ phù hợp giữa hình dáng thực tế và hình dáng thiết kế
được gọi là độ chính xác về hình dáng.
Hình dáng thu được
sau gia công
Hình dáng thiết kế
- b. Những nhân tố ảnh hưởng đến độ chính xác trong gia công
(1) Cấu tạo và độ chính xác về hình học của máy móc
(2) Kết cấu dao cắt, độ chính xác khi lắp đặt
(3) Độ chính xác của bộ gá cũng như sai số khi lắp đặt các chi tiết gia công
(4) Tính biến dạng đàn hồi hệ thống
(5) Sai số của thiết bị đo và kiểm tra
(6) Sai số do điều chỉnh máy
(7) Sai số của mức chuẩn gia công
(8) Tính chất của vật liệu gia công
1.7.2. Độ nhẵn bề mặt cắt
a. Nguyên nhân gây ra bề mặt gia công không nhẵn
- Độ lồi lõm do dấu vết của dao cắt trên bề mặt gia công
- Độ lồi lõm do chuyển động cơ học của dao cắt
- Độ lồi lõm do các phần tử gỗ bị phá hủy
- Độ lồi lõm do đàn hồi không đều của vật cắt
- Độ lồi lõm động học, rung động của máy.
nguon tai.lieu . vn