Trong gia công cơ khí, chất lượng bề mặt gia công quyết định lớn đến chất lượng sản phẩm. Sản phẩm đạt chất lượng bề mặt gia công không chỉ đạt về độ chính xác gia công mà còn tăng cao thẩm mỹ của sản phẩm, nâng cao giá thành sản phẩm. Chất lượng bề mặt gia công được đánh giá bằng hai yếu tố đặc trưng: tính chất cơ lý của lớp kim loại bề mặt và độ nhám bề mặt. Bài viết hôm nay cùng Fine Mold tìm hiểu về các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt gia công nhé!

1. Thông số hình học của dụng cụ cắt

– Qua thực nghiệm thực tế đối với phương pháp tiện người ta đã xác định được mối quan hệ ảnh hưởng giữa các thông số độ nhám Rz, lượng tiến dao S, bán kính mũi dao r và chiều dày phôi nhỏ nhất hmin. – Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào lượng chạy dao S1 và hình dáng của lưỡi cắt : Khi giảm lượng chạy dao xuống,chiều cao nhấp nhô tế vi giảm xuống. Khi thay đổi góc nghiêng chính φ và góc nghiêng phụ thì chiều cao và hình dáng của độ nhám sẽ thay đổi Khi tăng bán kính mũi dao tới thì chiều cao của độ nhám giảm xuống .

2. Ảnh hưởng của tốc độ cắt

– Tốc độ cắt có ảnh hưởng rất lớn đến độ nhám bề mặt. – Khi cắt thép các bon ở tốc độ cắt thấp, nhiệt cắt không cao, phoi kim loại dễ tách, biến dạng của lớp kim loại không nhiều, vì vậy độ nhám bề mặt thấp. – Khi tốc độ cắt lên khoảng 15-20 m/phút thì nhiệt cắt và lực cắt điều tăng, gây ra biến dạng dẻo mạnh, ở mặt trước và mặt sau của dao kim loại bị chảy dẻo, khi lớp kim loại bị nén chặt ở mặt trước dao và nhiệt độ cao làm tăng hệ số ma sát ở vùng cắt sẽ hình thành lẹo dao. Đó là do một ít kim loại bị chảy và bám chặt vào mặt trước và một phần mặt sau của dao. Về cấu trúc, thì lẹo dao là hạt kim loại rất cứng, nhiệt độ nóng chảy lên tới khoảng 30000c, bám bám rất chặt vào mặt trước và một phần mặt sau của dao. Lẹo dao làm tăng độ nhám bề mặt gia công. – Nếu tiếp tục tăng tốc độ cắt, lẹo dao bị nung nóng nhanh hơn, vùng kim loại biến dạng bị phá hủy, lực dính của lẹo dao không thắng nổi lực ma sát của dòng phoi và lẹo dao bị cuốn đi. Lẹo dao biến mất ứng với tốc độ cắt trong khoảng 30-60 m/phút. Với tốc độ cắt lớn hơn 60m/phút thì lẹo dao không hình thành được, nên độ nhám bề mặt gia công giảm (độ bong nhẵn bề mặt tăng). – Khi gia công kim loại giòn như gang, các mảnh kim loại bị trượt và vỡ ra không theo thứ tự do đó làm tăng độ nhấp nhô bề mặt. Tăng tốc độ cắt sẽ giảm được hiện tượng vở vụn của kim loại và như vậy làm giảm độ nhấp nhô bề mặt.

3. Ảnh hưởng của lượng chạy dao

– Lượng chạy dao S ngoài ảnh hưởng mang tính chất hình học như đã nói ở trên, còn có ảnh hưởng lớn đến mức độ biến dạng déo và biến dạng đàn hồi ở bề mặt gia công, làm cho độ nhám thay đổi. hình là độ thị quan hệ giữa lượng chạy dáo và chiều cao nhấp nhô tế vi Rz khi gia công thép các bon.

– Khi gia công với lượng chạy dao S=0,02-0,15 mm/vòng thì bề mặt gia công có độ nhấp nhô tế vi giảm. Nếu gia công với S<0,02 mm/vòng thì độ nhấp nhô tế vi sẽ tăng lên vì ảnh hưởng của biến dạng dẻo lớn hơn ảnh hưởng của các yếu tố hình học. nếu lượng chạy dao S>0,15 mm/vòng thì biến dạng đàn hồi sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành các nhấp nhô tế vi, kết hợp với các yếu tố hình học, làm cho độ nhám bề mặt tăng lên.

4. Ảnh hưởng cuả chiều sâu cắt

– Chiều sâu cắt nhìn chung không có ảnh hưởng đáng kể đến độ nhám bề mặt. Tuy nhiên nếu chiều sâu cắt quá lớn thì rung động trong quá trình cắt tăng, do đó độ nhám có thể tăng. Ngược lại chiều sâu cắt quá nhỏ sẽ làm cho dao bị trượt trên bề mặt gia công và xảy ra hiện tượng cắt không liên tục, do đó độ nhám bề mặt tăng. Hiện tượng gây hiện tượng trượt dao thường ứng với giá trị của chiều sâu cắt trong khoảng 0,02 – 0,03 mm.

5. Ảnh hưởng của vật liệu gia công

– Vật liệu gia công ảnh hưởng đến độ nhám bề mặt chủ yếu là do khả năng biến dạng dẻo. Vật liệu dẻo và dai dễ biến dạng dẻo sẽ làm độ nhám bề mặt tăng hơn so với vật liệu cứng và giòn.

– Để đạt độ nhám bề mặt thấp người ta thường tiến hành thường hóa thép cacbon trước khi cắt gọt.

6. Ảnh hưởng của rung động trong hệ thống công nghệ

– Quá trình rung động trong hệ thống công nghệ tạo ra chuyển động tương đối có chu kỳ giữ dụng cụ cắt và chi tiết gia công, làm thay đổi điều kiện ma sát, gây nên độ sóng và nhấp nhô tế vi trên bề mặt gia công. Sai lệch của các bộ phận máy làm cho chuyển động của máy không ổn định, hệ thống công nghệ sẽ có dao động cưỡng bức, nghĩa là các bộ phận máy khi làm việc sẽ có rung động với những tần số khác nhau, gây ra sóng dọc và sóng ngang trên bề mặt gia công với bước khác nhau. Khi hệ thống công nghệ có rung động, độ sóng và độ nhấp nhô tế vi dọc sẽ tăng nếu lực cắt tăng, chiều sâu cắt lớn và tốc độ cắt cao, ví dụ: khi mài.

– Tình trạng của máy có ảnh hưởng lớn đến độ nhám bề mặt gia công. Muốn đạt độ nhám bề mặt gia công thấp trước hết phải đảm bảo đủ độ cứng vững cần thiết.

– Độ nhám bề mặt gia công còn phụ thuộc vào độ cứng vững của chi tiết khi kẹp chặt.

Ví dụ, khi kẹp chặt chi tiết dạng trục một đầu (kẹp congxon), độ nhám bề mặt tăng dần từ đầu được kẹp chặt sang đầu không được kep chặt. khi chi tiết gia công được chống tâm hai đầu thì độ nhám bề mặt tăng dần từ hai đầu đến tâm của chi tiêu