Học Mastercam 2tr - Học CNC 2tr - Cơ khí Solidworks-Học Catia 1.5 tr - Học ProE 1.5tr - Học NX 2.4 tr - Học thiết kế ngược - Học giày dép
Học vẽ Mẫu Jpaint/Artcam-Gia công PowerMill - Gia công Alphacam - Chi tiết máy Inventor- Nữ trang Matrix- Khuôn Cimatron

Các lớp kỹ thuật

Chương trình đào tạo cơ bản và nâng cao mảng cơ khí, xây dựng.

Tài liệu kỹ thuật

Tài liệu và DVD chuyên ngành nhằm tự học để phục vụ cho công việc

Tuyển dụng

Tuyển giảng viên đào tạo và cộng tác viên Part-time toàn quốc.

Download ứng dụng

Cài đặt để tự học các phần mềm kỹ thuật trên điện thoại miễn phí

Advance Cad YT

Kênh video chất lượng để tự học các phần mềm kỹ thuật miễn phí
 
Home / Dụng cụ cắt / 4.8 Mòn Và Tuổi Bền Của Dụng Cụ Cắt

4.8 Mòn Và Tuổi Bền Của Dụng Cụ Cắt

  1.  Bộ tài liệu vận hành máy CNC Fanuc
  2. DVD sử dụng máy Plasma với Sheetcam
  3. DVD hướng dẫn sử dụng máy khắc gỗ
  4. Bộ 400Gb file mẫu 3D Jdpaint -Artcam
  5. Khóa học vận hành máy tiện CNC
  6. 2 DVD thực hành gia công Siemens NX11
  1.  Bộ Video phay tiện Mastercam X9
  2. Tài liệu gia công khuôn Powermill
  3. Khóa học vận hành máy Phay CNC
  4. Khóa học sử dụng máy điêu khắc gỗ
  5. Khóa học lập trình CNC với Mastercam
  6. 4DVD thiết kế sản phẩm 3D Solidworks

4.8.1.     Sự mài mòn của dụng cụ cắt

Trong quá trình cắt, phoi trượt lên mặt trước dao. chi tiết (bề mặt đang gia cô ng) trượt lên mặt sau của dao với tốc độ lớn gâv ra hiện tượng mài mòn phần cất (mặt trước, mặt sau) cùa dụng cụ. Mài mòn dụng cụ cắt là một quá trình phức tạp xảy ra kèm theo những hiện tượng lý hóa ớ vùng tiếp xúc của dụng cụ với phoi và chi tiết gia công. Khi bị mài mòn hình dạng và thông số hình học phần cắt của dụng cụ thay đổi gây ra sự thay đổi các hiện tượng sinh ra khi các biến dạng, nhiệt, lực…).

Mài mòn dụng cụ cắt xảy ra trong điều kiện áp lực và nhiệt độ cao hơn nhiều so với điều kiện làm việc của các chi tiết máy và dụng cụ bị mài mòn theo nhiều dạng khác nhau.

4.8.2.     Cơ chế mài mòn dụng cụ cắt

Bản chất của quá trình mài mòn dụng cụ cắt là một vấn đề rất phức tạp. Qua nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm có thể xác định dụng cụ cắt mòn theo các cơ chế sau:

4.8.2.1.Mòn vì cào xước (dạng hạt mài) (hình 4.30)

Bản chất của quá trình mòn vì cào xước (hạt mài) là trong quá trình cất các hạt cứng của vật liệu gia công và phoi cào xước (mài mòn) các bề mặt tiếp xúc của dụng cụ với chi tiết và phoi. Quá trình này tương tự như quá trình tác dụng của các hạt cứng nhỏ cào tróc di các phần tử vật liệu dụng cụ trên mặt trước và mặt sau trong quá trình cắt. Khi độ cứng của các mặt tiếp xúc với dụng cụ càng lớn thì cào xước càng nhiều. Đặc biệt khi có lẹo dao, một số phần từ nhỏ của lẹo dao gây ra mòn ở mặt sau của dụng cụ. Hiện tượng mòn vì cào xước thường xảy ra khi cắt ớ tốc độ cắt thấp, nhiệt cắt thấp. Khi chuyển động các hạt cứng trên bề mặt cào xước thành các vết mòn song song ở trên mặt trước và mặt sau ( hình 4.30 a,b)

mon-ben

4.8.2.2. Mòn vì chảy dính

Khi cắt ở tốc độ cắt cao, nhiệt cắt lớn, áp lực lớn ở các bề mặt tiếp xúc làm cho các phần tử vật liệu dụng cụ bị chảy dẻo, dính vào phoi và chi tiết gia công trong quá trình chuyển động gây ra mòn dao. Kích thước các phần tử chảy dính của vạt liệu dụng cụ phụ thuộc đặc biệt vào vật liệu gia công, điều kiện cắt và vật liệu dụng cụ.Mòn vì chảy dính

Khi cắt ớ tốc độ thấp (khoảng 300″ ÷  400″C) kích thước và khối lượng các phần tử chảy dính ở bề mặt dụng cụ bằng hợp kim cứng lớn hơn các dụng cụ thép gió. Điều đó chứng tỏ sức bền tế vi của các lớp bc mặt thép gió cao hơn hợp kim cứng. Ngược lại ớ tốc độ cao nhiệt cắt cao thép gió bị mòn nhiều hơn hợp kim cứng.

Các nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ rằng khối lượng vật liệu dụng cụ tách khỏi bề mặt vì chảy dính trên một đơn vị hành trình cắt phụ thuộc nhiều vào cơ tính vật liệu gia công. Khối lượng đó quan hê với tỷ số giữa giới hạn bền và độ cứng tiếp xúc của vật liệu dụng cụ và vật liệu gia công T)

η = Hd/Hc

Hc –  độ cứng tiếp xúc vật liệu gia công

Hd – độ cứng tiếp xúc vật liệu dụng cụ

η càng lớn thì khối lượng phần tử chảy dính càng nhỏ.

4.8.2.3. Mòn vì oxy hóa

Ớ tốc độ cắt cao các lớp bề mặt của vật liệu dụng cụ có thẻ bị ôxy hóa Lớp này giòn có sức bền kém nên dễ bị phá hủy và gây ra mòn.

4.8.2.4.Mòn vì khuếch tán

Khi cắt ớ tốc độ cao, nhiệt cắt cao, đặc biệt đối với dao hợp kim cứng (θ° = 800° ÷ 1000°C) thì dao thường bị mòn vì khuếch tán. Khi gia công các loại thép và thép hợp kim chịu nóng, mòn vì khuếch tán có thể xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn (500°С – 600°C). Điều này có thể giải thích do sự tương tự (quan hệ) hóa học giữa vật liệu gia công và vật liệu dụng cụ. Vì Titan là một thành phần trong các loại vật liệu chịu nóng, đồng thời cũng là thành phần trong các vật liệu dụng cụ (hợp kim cứng nhôm TK, TTK…). Do sự tương ứng hóa học như vậy nên các phần tử vật liệu dụng cụ khuếch tán vào phoi và vật liệu gia công gáy ra mòn do khuếch tán.

Các cơ chế mòn vì oxy hóa, vì chảy dính và khuếch tán được xảy ra ở tốc độ cắt cao, nhiệt cắt cao. Thực tế quá trình cắt mòn của dụng cụ là tổng hợp của các cơ chế mòn và xảy ra với tốc độ nhanh trong thời gian rất ngắn. Nghiên cứu mòn dụng cụ được thực hiện khi khảo sát các dạng mòn và xác định các đại lượng mòn cụ thể.

4.8.3.     Các dạng mài mòn phần cắt dụng cụ

Trong quá trình cắt dụng cụ thường bị mòn theo nhiều dạng khác nhau.

mon-ben1

-    Mài mòn theo mặt sau (hình 4.31a).

-    Mài mòn theo mặt trước (hình 4.31 b).

-    Mài mòn đồng thời mặt trước và mật sau (hình 4.31 c).

-    Mòn tù lưỡi cắt (hình 4.31d).

4.8.3.1.     Mài mòn theo mặt sau

Mài mòn theo mặt sau được đặc trưng bởi một lớp vật liệu dụng cụ bị tách khỏi mặt sau trong quá trình gia công và được đặc trưng bởi chiều cao mòn hs (hình4.31a).

Chiều cao mòn theo mặt sau hs được đo trong mặt cắt theo phương vuông góc với lưỡi cắt từ lưỡi cắt thực tế đến điểm mòn tương ứng (hình 4.32).

mon-ben2

Mài mòn mặt sau thường xảy ra khi cắt các loại vật liệu dẻo với chiều dày cắt nhỏ (a < 0,1 mm) đối với các vật liệu giòn (gang)

4.8.3.2.     Mài mòn theo mặt trước

Mài mòn theo mặt trước xảy ra do phoi trượt thoát ra trong quá trình cắt. Do đó trên mặt trước hình thành một trung tâm áp lực cách lưỡi cắt một đoạn (cạnh viền) nào đó kt nên mặt trước mòn theo rãnh lưỡi liềm (hình 4.3 lb). Vết lõm lưỡi liềm (trăng khuyết) thường xảy ra dọc theo lưỡi cắt và được đánh giá bởi chiều rộng rãnh lưỡi liềm B, chiều sâu rãnh h, và khoảng cách từ lưỡi dao thực tế đến rãnh k( đo theo mặt trước.

Mài mòn theo mặt trước thường xảy ra khi cất các loại vật liệu dẻo với chiều dày cắt lớn (a > 0,6mm). Trong trường hợp này nhiệt độ cắt ở mặt trước cao hơn mặt sau.

4.8.3.3.     Mài mòn đồng thời theo mặt trước và mặt sau

Mài mòn lưỡi cắt (hình 4.30 và hình 4.3 lc).

Dụng cụ khi bị mòn đồng thời cả hai mặt trước và sau thì tạo thành lưỡi cắt mới. Chiều rộng và giảm dần từ hai phía mặt trước SKV, mặt sau KVF) do đó sức bền lưỡi cắt giảm, độ sắc lưỡi cắt giảm. Trường hợp này thường xảy ra khi gia công vật liệu dẻo với chiều dày cắt a = 0,1 ÷ 0,5mm.

4.8.3.4.     Mòn tù lưỡi cắt

Mòn tù lưỡi cắt thường xảy ra dọc theo lưỡi cắt dạng cung hình trụ với bán kính cong p đo trong tiết diện chính. Dạng mòn này thường gặp khi gia công các loại vật liệu dẫn nhiệt kém, đặc biệt khi gia công các loại chất dẻo. Vì dẫn nhiệt của vật liệu gia công kém, nên nhiệt tập trung lớn ở mũi dao do đó   bị mòn tù                      nhanh.

Trong các dạng  mòn trên thì mài mòn theo mặt sau là quan trọng và dễ xác định nhất. Chiều cao mòn theo mặt sau hs được dùng làm chỉ tiêu để đánh giá lượng mòn của dụng cụ. Lượng mòn cho phép theo mạt sau [ns] được chọn phụ thuộc vào yêu cầu về nhấp nhô bề mặt và độ chính xác chi tiết gia công.

Đối với những dụng cụ gia công tinh lượng mài mòn còn có thể được quy định theo tiêu chuẩn khác. Tiêu chuẩn mài mòn công nghệ (nghĩa là tiêu chuẩn mòn dao cho phép [hs] đảm bảo độ bóng và độ chính xác đã cho).

mon-ben3

Quan hệ lượng mòn hs theo thời gian làm việc cũng giống như mòn các chi tiết (hình 4.33). Quá trình mòn được phân ra thành 3 giai đoạn. Giai đoạn I mòn nhanh ban đầu đến thời gian t| (đoạn O-A), sau đó đến giai đoạn II mòn bình thường – đến thời gian t2 (đoận AB – quá trình làm viộc). Kết thúc giai đoạn mài mòn bình thường đến giai đoạn mài mòn kịch liệt sau thời gian Í2 (đoạn BC). Giai đoạn này dụng cụ không làm việc tiếp tục được mà phải mài lại. Lượng mòn hs ứng với điểm B được chọn làm trị sô’ mài mòn cho phép [hs] – chuẩn mài mòn.

Các lượng mòn kích thước hs, B, h, có thể được xác định bằng kính hiển vi dụng cụ, kính lúp với độ phóng đại lớn (« 20 lần) hoặc các dụng cụ quang học khác.

Mài mòn của dụng cụ cắt được đánh giá bởi các chỉ tiêu mòn cho phép. Khi dụng cụ mòn đến giá trị cho phép thì dụng cụ không làm việc tiếp tục được mà phải mài sắc lại.

Mài   mòn của dụng  cụ  cắt   thường được đánh giá theo chỉ tiêu mài mòn cho phép theo  mặt sau – chiều cao mòn cho J)hép theo mặt sau [hj

(hình 4.34). Chiều cao mòn cho phép theo mặt sau [hj được xác định chủ yếu vào phương pháp gia công (thô, tinh), vật liệu dụng cụ và vật liệu gia công. Ví dụ khi gia công thỏ bầng dụng cụ hợp kim cứng, [hs] = 0,8  ÷ 1.7- lmm đối với thép và [hs] = 0,8 -7- l,7mm đối với gang. Khi gia công tinh thép [hj = 0,2 ÷ 0,25mm.

mon-ben4

Mài mòn dụng cụ cắt có thể đưực đánh giá theo cảc chỉ tiêu mài mòn mặt trước. Lượng mòn cho phép theo mặt trước được đánh giá theo hệ số mài mòn tương đối K (hình 4.34).

Hệ số K được xác định theo công thức:

mon-ben5

h, – chiều cao mòn theo mật trước (mm)

(B/2) + F - khoảng cách từ tâm rãnh lưỡi liềm đến lưỡi cắt [K]; đối với dụng cụ hợp kim cứng [K] = 0,4, đối với dụng cụ thép gió [K] cớ thể chọn lớn hơn.

Ngoài ra mòn của dụng cụ cắt còn được đánh giá theo lượng mòn theo phương pháp tuyến với bề mặt chi tiết gia cômg A – Lượng mòn hướng kính (hình 4.34). Chỉ tiêu này được gọi là chỉ tiêu mòn kích thước. Trong thực tế chỉ tiêu mòn của dụng cụ được dùng để đánh giá khả năng làm việc của dụng cụ là chỉ tiêu mòn theo mặt sau hsv và tiêu chuẩn mài mòn cho phép là [hs].

4.8.4.    Tuổi bền dụng cụ cắt T (phút)

Tuổi bền dụng cụ cắt T (phút) là thời gian làm việc liên tục của dụng cụ giữa hai  lần mài sắc. Nghĩa là thời gian làm việc từ lúc bắt đầu đến lúc dụng cụ mòn đến lượng mòn cho phép. Lượng mòn cho phép khi xác định tuổi bển của dụng cụ thường là lượng mòn cho phép theo mặt sau [hs] và phụ thuộc chủ yếu vào phương pháp gia công thô hoặc tinh.

4.8.4.1.  Phương pháp xác định tuổi bền của dụng cụ

Bằng phương pháp thực nghiệm để xác định tuổi bền T cần phải nghiên cứu quan hệ giữa lượng mòn hs với thời gian làm việc ở một chế độ cắt nhất định (hình 4.35). Trên trục tung [hs] ta lấy giá trị lượng mòn cho phép [hs]. Kẻ song song với trục hoành (trục t) cắt đường cong tại điểm B. Từ B hạ vuông góc xuống trục t ta có T chính là tuổi bền dụng cụ với điều kiện cắt đã gia công. Có nghĩa là dụng cụ làm việc sau thời gian T (phút) thì mòn đến lượng mòn cho phép [hs]. Dụng cụ không tiếp tục làm việc được nữa mà phải mài sắc lại. Vậy xác định được tuổi bền của dụng cụ là T (phút)

4.8.4.2 Quan hệ giữa tốc độ cắt và tuổi bền T

Bằng thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ cắt V đến tuổi bền  T.

Với các kết quả thực nghiệm ta lập được các biểu dồ quan hệ giữa lượng mòn hs và thời gian làm việc t tương ứng với các tốc độ cắt khácnhau VC1,VC2,VC3   (VC1<VC2<VC3)

mon-ben7

Trên hình 4.36 với lượng mòn cho phép [hs] đã xác định được thời gian làm việc của dụng cụ với các tốc độ cắt khác nhau (t1 với VC1, t2 với VC2, t3 với vc3). Do đó t1, t2, t3, chính là tuổi bền của dụng cụ ứng với tốc độ cắt VC1, VC2, vc3 khi các yếu tố khác cố định. Từ cơ sở đó ta lập được đồ thị quan hệ giữa tốc độ V (m/ph) và tuổi bền T (phút) hình 4.37. V(m/ph)

mon-ben8

Từ đồ thị hình 4.37 chuyển sang đồ thị logarit( quan hệ giữa logVC và logT – hình 4.38). Từ đó ta có thể thiết lập được công thức quan hệ giữa v và T. Đường cong quan hệ hình 4.37 có thể biểu diễn dưới dạng hàm số mũ.

mon-ben10         mon-ben9

A – hệ số mũ phụ thuộc vào điều kiện và phương pháp gia công

m – số mũ chỉ ảnh hưởng của T đến tốc độ cắt v

4.8.4.3. Tuổi bển kinh tế và tuổi bển năng suất

Trong thực tế khi lựa chọn tuổi bền còn phải dựa vào yêu cầu của quá trình sản xuất. Tùy điều kiện cụ thể mà có thể chọn tuổi bền cho nãng suất cao nhất hoặc giá thành sản phẩm rẻ nhất.

*  Tuổi bền năng suất Tns(phút)

Tns là tuổi bền được chọn cho năng suất của quá trình sản xuất là cao nhất.

Năng suất cho một nguyên công được xác định bằng số lượng chi tiết được tạo ra trong một đơn vị thời gian

mon-ben11

Q – sô’ lượng chi tiết sản xuất ra trong một đơn vị thời gian.

tct - thời gian gia công một chi tiết.

Như vậy năng suất cao (Q lớn) thì tct phảr nhỏ nhất.

Thời gian sản xuất ra một chi tiết được xác định theo công thức:

mon-ben12

Trong đó: tct - thời gian gia công xong một chi tiết (ph)

tcd - thời gian một lần thay dao khi dao mòn (ph)

λ - số lần thay dao

tk – các thời gian phụ khác

tm – thời gian máy (thời gian gia công cơ bản)

mon-ben13

c – hằng số được xác định bởi điều kiện cụ thể của nguyên công (chiều dài hành trình, lượng chạy dao, chiểu sâu cát…)-

V  – tốc độ cắt (m/ph)

Theo công thức quan hệ giữa tốc độ cắt và tuổi bền:

mon-ben14

Thay vào công thức trên ta có:

mon-ben15

T – tuổi bền (phút)

Số lần thay dao λ có thể được xác định:

mon-ben16

Thay vào công thức tính thời gian gia công một chi tiết ta có

mon-ben17

Để xác định tuổi bền sao cho tct là nhỏ nhất cần phải xác định đạo hàm tct theo T:

mon-ben18

Giải phương trình trèn ta được tuổi bén T khi  tct  nhỏ nhất

mon-ben19

Tns – Tuổi bền năng suất phụ thuộc chủ yếu vào số mũ m và thời gian thay đao  tcd

*  Tuổi bên kinh tế Tkt(phút)

Xác định tuổi bền kinh tế – Tkl tức là xác định tuổi bển sao cho giá thành sàn xuất ra một sản phẩm là nhỏ nhất – giá thành thấp nhất.

Giá thành sản xuất một chi tiết được xác định như sau:

mon-ben20

Trong đó:

An – giá thành cho một nguyên công

s – hao phí chế tạo và sử dụng dụng cụ cắt trơng một chu kỳ tuổi bền T

 E – giá thành một phút sử đụng máy (tiền côn g, hao phí sử dụng máy)

Q – số lượng chi tiết gia công trong khoản g tuổi bền T.

mon-ben21

Thay tm từ cỏng thức trên ta có:

mon-ben22

Thay Q vào Ao ta có:

mon-ben27

Để xác định tuổi bền sao cho giá thành A() là nhó nhất cần tìm điều kiện cực tiểu của  A() theo T.

mon-ben24

Ta rút ra được:

mon-ben25

Thực tế khi chọn tuổi bền T ta lập quan hệ giữa Q – vns và An - vkl. Sau đó chọn lốc độ trong khoảng vns và vkt (hình 4.39). Tốc độ và tuổi bển trong khoảng đó là tốc độ và tuổi bển hợp lý.

mon-ben26

 ttadv2 Hơn 200 học viên thành thạo mỗi tháng, bạn cũng tham khảo xem thế nào nhé:

Biểu học phí và lịch khai giảng các khóa học CAD CAM tháng này lichkhaigiang

Nhiều bài hay!

20151102-1 1Y0-201 70-463 9L0-012 70-466 C2180-401 70-414 98-365 70-410 DEV-401 70-341 70-412 400-201 ITIL N10-006 70-461 70-487 70-483 70-410 70-412 C4090-971 220-801 70-462 70-488 2V0-621 1V0-601 70-685 EX200 <> 70-461 SK0-003 1Z0-133 070-483 70-246 070-462 HP0-J73 1Z0-047 1D0-541 SK0-003 1Z0-133 PMP VCP550D NS0-511 HP0-J73 1Z0-047 IT exams IT exam IT exam IT exams 200-120 400-101 300-070 ADM-201 PK0-003 1Y0-301 1Z0-060 220-802 98-365 70-410 DEV-401 70-341 2V0-620 70-417 300-115 PK0-003 220-802 CISM ICBB 200-120 C_TADM51_731 200-120 70-461 300-206 1Z0-055 70-486 400-051 SY0-401 70-487 1Z0-591 PRINCE2-FOUNDATION 70-483 070-410 070-412 C4090-971 PEGACSA71V1 70-496 70-411 102-400 352-001 C4040-252 250-315 1Z0-803 70-417 70-410 CD0-001 70-243 CISSP M70-301 200-120 HP0-Y47 70-480 642-999 100-101 300-101 350-018 70-417 220-801 70-462 70-488 200-120 1V0-601 70-685 EX200 70-417 70-413 NS0-157 70-480 1z0-400 TB0-123 70-486 N10-006 50-001 50-018 70-410 70-461 220-801 clo-001 vcp410 640-507 1Y0-201 70-463 9L0-012 70-466 C2180-401 70-417 70-414 1Z0-061 70-417 HP0-S42 70-410 9L0-422 70-980 MB2-700 CCD-410 200-120 200-101 200-550 VMCE_V8 SG0-001 70-412