Tìm hiểu chiều sâu cắt (Depth Of Cut) trong gia công

Nếu bạn quyết định rằng gia công CNC là phương pháp bạn cần để hoàn thành sản phẩm của mình thì bạn cần biết rằng Chiều sâu cắt (DOC) là một trong 3 thông số quan trọng nhất ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm gia công.

Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu ý nghĩa của chiều sâu cắt trong gia công, tại sao bạn cần kiểm soát nó, sự khác biệt giữa độ dày phoi và chiều sâu cắt cũng như cách tính toán nó.

Chiều Sâu Cắt Trong Gia Công Là Gì?

Trong quá trình gia công, chiều sâu cắt chỉ đơn giản là độ sâu mà dụng cụ cắt đi vào phôi và cắt xuyên qua nó để tạo ra phoi. Trong một quy trình cắt lý tưởng, khi dụng cụ cắt CNC di chuyển sang trái với một chiều sâu nhất định bên trong bề mặt phôi sẽ tạo ra phoi. Chiều sâu này được đặt tên là Chiều sâu cắt hoặc DOC.

Chiều sâu của giá trị cắt được đo bằng inch hoặc milimét và thường thay đổi trong khoảng 0,1 đến 1 mm.

Tại Sao Bạn Cần Kiểm Soát chiều Sâu Cắt Trong Gia Công?

Chiều sâu cắt có ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình gia công, chẳng hạn như:

• Nhiệt tăng ở đầu dụng cụ;
• Tốc độ mài mòn dụng cụ;
• Thế mạnh của sản phẩm đã qua chế biến;
• Chất lượng bề mặt gia công.

Ví dụ, có xu hướng hình thành Cạnh tích hợp (BUE) với kim loại được ủ hơn so với kim loại được gia công nguội trong quá trình cắt. Loại chip BUE bao gồm các lớp chip tích tụ ở đầu dụng cụ. Vì vậy, nếu chiều sâu cắt quá sâu, BUE không được kiểm soát cũng ảnh hưởng xấu đến độ bóng bề mặt.

Chiều Sâu Cắt Tương Tác Với Các Yếu Tố Gia Công Khác Như Thế Nào?

Chiều sâu cắt là một trong những yếu tố độc lập ảnh hưởng đến quá trình gia công, nghĩa là nó được điều khiển bởi người vận hành. Tuy nhiên, Chiều sâu cắt tương tác với các yếu tố khác và ảnh hưởng đến bề mặt tổng hợp của phôi và các tính chất của nó.

Chiều sâu cắt và chất lỏng làm mát

Khi giảm Chiều sâu cắt, độ cong của phoi giảm và phoi trở nên quăn. Trong trường hợp này và khi nhiệt tăng lên ở đầu dụng cụ, bạn có thể nghĩ rằng việc thêm chất lỏng làm mát sẽ làm nguội quá trình.

Tuy nhiên, việc thêm chất lỏng làm mát CNC làm cho phoi thậm chí còn cong hơn, làm giảm sự tiếp xúc giữa dụng cụ và phoi và tập trung nhiệt vào dụng cụ làm tăng đáng kể độ mòn của dụng cụ. Trong trường hợp này, một máy cắt chip có thể hữu ích.

Chiều sâu cắt, góc nghiêng và tốc độ cắt

Một ví dụ khác có thể được tìm thấy trong gia công nhựa nhiệt dẻo. Nhựa nhiệt dẻo thường có độ dẫn nhiệt thấp và mô đun đàn hồi thấp. Điều này có nghĩa là chúng bị ảnh hưởng rất nhiều bởi sự dao động nhiệt ở đầu dao trong gia công. Chiều sâu cắt, góc cào và tốc độ cắt đều phải được điều chỉnh tương đối với nhau để tránh sự tăng nhiệt độ và hình thành phoi dính và keo ở đầu dụng cụ.

Cũng cần biết rằng Chiều sâu cắt là một trong ba thông số hàng đầu ảnh hưởng đến tuổi thọ dao cùng với tốc độ cắt và bước tiến.

Làm Thế Nào Để Tính Toán Chiều Sâu Cắt?

Tầm quan trọng của việc có mối quan hệ định lượng giữa các biến khác nhau là rõ ràng khi bạn cần tính toán Chiều sâu cắt, tại sao nhiệt độ của dụng cụ lại tăng cao? tại sao bề mặt hoàn thiện kém? Tại sao dụng cụ cắt bị mòn nhanh? Và nhiều cái khác.

Để tính toán Chiều sâu cắt, bạn cần chỉ định các thông số sau:

• Quá trình gia công (Phay, Tiện, v.v.) là gì?
• Vật liệu phôi
• Thuộc tính của công cụ gợi ý
• Khả năng của máy
• Yêu cầu bề mặt hoàn thiện và dung sai

Chiều sâu cắt trong quá trình tiện

Trong tiện CNC, phôi quay trong khi dụng cụ loại bỏ một lớp vật liệu khi nó di chuyển dọc theo chiều dài của phôi. Chiều sâu cắt có thể giống với tốc độ tiến dao hoặc tốc độ tiến dao, đơn giản là khoảng cách mà dao di chuyển dọc theo phôi ở mỗi vòng quay theo thời gian và nó có đơn vị là mm/phút.

Do đó, chiều sâu cắt có thể được xác định đơn giản bằng độ dày của vật liệu được loại bỏ và có thể được tính từ:

Chiều sâu cắt trong quá trình phay

Trong quy trình phay CNC, dụng cụ quay trong khi phôi ổn định. Chiều sâu cắt chỉ đơn giản là Chiều sâu mà dao cắt trên phôi trong một lượt. Thông thường, Chiều sâu cắt bằng 4 lần đường kính của dụng cụ cắt đối với đường kính lớn trên 20 mm và gấp 10 lần kích thước đường kính đối với đường kính dụng cụ nhỏ hơn.

So Sánh Giá Trị Độ Dày Của Phoi Với Giá Trị Chiều Sâu Cắt

Điều quan trọng là phải phân biệt giữa độ dày phoi và Chiều sâu cắt vì chúng KHÔNG giống nhau và KHÔNG có cùng giá trị.

Để giải thích nó, chúng ta cần nhìn sâu hơn vào Hình 1 của quy trình cắt lý tưởng. Giá trị chiều sâu cắt (hãy biểu thị bằng to) khác với độ dày phoi (tc).

Quá trình loại bỏ phoi được thực hiện thông qua việc cắt ở một mặt phẳng cắt được xác định rõ và với góc cắt xác định ϕ như minh họa trong Hình 2 sau đây. Điều này làm cho giá trị độ dày phoi luôn lớn hơn giá trị chiều sâu cắt.

Tỷ lệ cắt so với tỷ lệ nén chip

Tỷ số giữa chiều sâu cắt với chiều dày phoi trên/tc được gọi là tỷ lệ cắt hay tỷ lệ chiều dày phoi và được ký hiệu là (r) và có thể được tính như sau:

Nó cũng có thể được tính từ góc cắt ϕ và góc nghiêng α như trên Hình 1 như sau:

Trong đó:

ϕ: góc cắt
α: góc nghiêng

Nghịch đảo của giá trị này được gọi là tỷ lệ nén phoi hoặc hệ số nén phoi, cho biết độ dày phoi được so sánh với chiều sâu cắt.

Chiều Sâu Cắt So Với Lực Cắt và công suất

Biết được lực cắt và công suất là rất quan trọng trong việc tính toán DOC. Họ có thể cung cấp các thông số quan trọng như:

• Dụng cụ có độ bền cần thiết để tránh mài mòn nhanh và mang lại hiệu quả cũng như độ hoàn thiện bề mặt tốt nhất.
• Giá đỡ phôi và đồ gá có thể chịu được các lực này với độ biến dạng tối thiểu.

Công suất yêu cầu đơn giản là tích của lực cắt nhân với tốc độ và có thể được tính như sau:

Trong đó Fc là “lực cắt” và được định nghĩa là lực do dụng cụ tác dụng để cắt xuyên qua phôi và tác dụng cùng hướng với vận tốc dụng cụ V.

Tổng năng lượng riêng là tổng năng lượng cần thiết để thực hiện lực cắt cần thiết để cắt xuyên qua bề mặt (us), ngoài năng lượng riêng của ma sát là năng lượng cần thiết để thắng ma sát giữa dụng cụ và bề mặt (uf).

Năng lượng riêng của lực cắt và năng lượng riêng của lực ma sát liên quan đến Chiều sâu cắt và có thể được tính như sau:

Tốc độ phoi liên quan đến tốc độ cắt như sau:

Do đó, điều đáng nói là các công thức này có thể được sử dụng ngược lại để tính chiều sâu cắt trong trường hợp bạn có thông số máy cụ thể.

Dachi Là Đối Tác Đáng Tin Cậy Cho Các Dự Án Gia Công Của Bạn

Gia công là một hoạt động phức tạp và không phải là một quá trình dễ dàng để thiết lập các giá trị định lượng cho tất cả các thông số và xác định khả năng gia công của một vật liệu nhất định.

Dachi là công ty gia công CNC hàng đầu cung cấp các giải pháp gia công hiệu quả và giá cả phải chăng. Các kỹ sư của chúng tôi sẽ phát triển một chiến lược gia công toàn diện để đảm bảo rằng mọi tham số gia công trong quy trình đều đáp ứng các yêu cầu. Ngoài ra, chúng tôi thực hiện kiểm tra 100% cho từng dự án để đáp ứng các thông số kỹ thuật sản phẩm của bạn.