Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11258:2015 về Thử nghiệm tuổi thọ dao tiện một lưỡi cắt

• Số hiệu: TCVN11258:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

Vật liệu làm dao cắt	Góc trước^1)	Góc sau ^1^)	Độ nghiêng của lưỡi cắt	Góc của lưỡi cắt	Góc trong
	γ	α	λs	Kr	εr
Thép cao tốc	25	8	0	75	90
	+ 6	5	0	75	90
	-6	6	-6	75	90
	-6	6	-6	75	90
^1) Các góc trước và sau của dao có thể được đo trên mặt phẳng vuông góc với lưỡi cắt (Pn) hoặc mặt phẳng trực giao của dao (Po). Phải đưa thêm vào γ và α chỉ số dưới dòng thích hợp để biểu thị mặt phẳng đo, nghĩa là Yn hoặc γo và αn hoặc αo.

5.2.3. Các thông số khác của dao

Các hợp kim thường không gây khó khăn cho gia công cắt, như các vật liệu chịu lửa và vật liệu dựa trên cơ sở niken, có thể yêu cầu có sai lệch so với thông số hình học của dao tiêu chuẩn, nhưng chỉ được phép có sai lệch này khi không thể sử dụng được các thông số hình học của dao tiêu chuẩn. Trong trường hợp hoặc khi các thông số hình học là biến số của phép thử thì các thông tin sau phải được nêu trong báo cáo thử.

a) Giá trị của các góc dao và các góc gia công tương ứng (được qui định cho điều kiện tại đó tốc độ tiến dao bằng không như đã chỉ ra trong Bảng 1);

b) Điều kiện của lưỡi cắt: thường sắc nhọn, được vê tròn tới bán kính qui định hoặc được vát cạnh (các chiều rộng và góc của bất cứ vùng nào trên mặt trước hoặc mặt sau).

5.3. Các điều kiện tiêu chuẩn đối với dao

5.3.1. Kiểu và cỡ kích thước của dao

Phải sử dụng dao tiện thô đầu thẳng

Mặt cắt ngang của thân dao h₁ x b dùng cho các giá trị kẹp dao, phù hợp với ISO 5610 phải là

25 mm x 16 mm đối với các dao thép cao tốc liền khối;

...

...

...

32 mm x 25 mm đối với các dao ghép mảnh cắt gốm.

Khoảng cách từ góc của dao tới mặt trước của giá kẹp dao máy tiện (đoạn công xôn) phải là 25 mm.

Các mảnh cắt bằng cacbit thiêu kết phải có hình vuông với cạnh 12,7 mm, dày 4,76 mm dùng cho góc trước âm và 3,18 mm dùng cho góc trước dương (xem ISO 883).

Các mảnh cắt bằng gốm phù hợp với ISO 9361-1 và ISO 9361-2 phải có hình vuông với cạnh 12,7 mm và chiều dày 4,76 mm.

5.3.2. Dung sai

Dung sai đối với tất cả các góc của dao phải là ± 0,5^0 (30’) dùng cho dao cắt hoàn chỉnh.

Góc giữa một tiếp tuyến với góc lượn tròn và các lưỡi cắt chính hoặc phụ tại điểm ở đó các tiếp tuyến này sẽ hòa nhập vào các lưỡi cắt không được lớn hơn 5^0 (xem Hình 2).

Dung sai của bán kính góc lượn (r_s) phải là ± 0,1 x r_s.

Dung sai độ song song giữa mặt phẳng chuẩn của dao P_r và mặt phẳng sau của dao P_r (xem ISO 3002-1: 1982, Điều 4.1.1 và 4.1.3) và các trục lắp đặt cố định X_m và Z_m (xem ISO 3002-2: 1982, Điều 2.2) của máy công cụ phải là ± 0,5^0. Trong thực tế, yêu cầu này được đáp ứng khi góc

...

...

...

Hình 2 - Các chi tiết về góc lượn tròn

Ở ngang tâm (đường tâm máy) trong phạm vi dung sai ± 0,25 mm và bước tiến ngang của dao đi qua một điểm chuẩn tĩnh tại tạo ra sai lệch của mặt trên (song song với mặt phẳng tựa ) và mặt bên (song song với mặt phẳng P_p) của thân dao không vượt quá ± 0,4 mm trên 50 mm của chuyển động ăn dao ngang (xem Hình 3).

Dung sai của các mảnh cắt cacbit thiêu kết và gốm phải tuân theo ISO 1832, cấp G, ngoại trừ chỉ dẫn đã nêu trên.

5.3.3. Gia công tinh dao

Nhám bề mặt của mặt trước và mặt sau của dao không được vượt quá 0,25 μm (được đo phù hợp với ISO 468).

Sai lệch độ phẳng của mặt tựa của một mảnh cắt, ngoại trừ vùng lân cận sát các lưỡi cắt của mảnh cắt, không được vượt quá 0,004 mm.

Lưỡi cắt trên dao bằng thép cao tốc không được có ba via hoặc lưỡi cắt quá mỏng. Các khuyết tật này có thể được loại bỏ bằng mài khôn cẩn thận các mặt trước và sau của dao.

Mỗi lưỡi cắt được sử dụng trong thử nghiệm phải được kiểm tra ở độ phóng đại tối thiểu x 10 đối với các khuyết tật nhìn thấy như các vết nứt, chỗ sứt mẻ. Các khuyết tật này phải được sửa chữa, nếu không sửa chữa được thì dao không được sử dụng.

5.3.4. Bộ phận kẹp dao dùng cho các mảnh cắt.

...

...

...

Các thông số hình học phải theo chỉ dẫn trong Bảng 1.

Dung sai của góc dùng cho bộ phận kẹp dao cộng với các mảnh cắt phải là ± 0,5 ^0 (30’) và cho riêng bộ phận kẹp dao là ± 0,2 ^0 (12’)

Kích thước tính bằng milimet

Hình 3 - Dung sai độ song song

Góc để định vị mảnh cắt thay thế trong bộ phận kẹp dao phải theo qui định trên hình 4.

Hình 4 - Dung sai độ vuông góc của mảnh cắt và vị trí bộ phận kẹp dao

Vật liệu của bộ phận kẹp dao phải là thép có độ bền kéo không nhỏ hơn 1200 N/mm^2 (1200 MPa)

...

...

...

Các mặt của đáy bộ phận kẹp dao hoặc đệm đỡ mảnh cắt phải phẳng với dung sai độ phẳng ở trong phạm vi 0,01 mm.

Mặt dưới của mảnh cắt không được nhô ra ngoài mặt đỡ (tựa) của đáy bộ phận kẹp dao lớn hơn 0,3 mm (xem Hình 5)

Chiều cao của cơ cấu bẻ phoi và khoảng cách của cơ cấu bẻ phoi và phương pháp kẹp chặt mảnh cắt phải được ghi vào báo cáo thử (xem 5.3.7).

Kích thước tính bằng milimet

Hình 5 - Hình minh họa khoảnh chìa (công sôn) của mảnh cắt và cơ cấu bẻ phoi

5.3.5. Mài dao thép cao tốc

Trình tự của các thao tác, kiểu bánh mài, các dữ liệu về cắt gọt và qui trình mài nên dùng nên tuân theo hướng dẫn của nhà sản xuất bánh mài.

Đối với các dao có góc trước dương, mỗi góc tiếp sau phải thấp hơn góc trước đó. Độ giảm chiều cao của góc dao không được vượt quá 5 mm, nếu không, phải mài một mặt trước mới ở chiều cao ban đầu.

...

...

...

Khi sử dụng một bánh mài phẳng, chiều của chuyển động tiến dao có thể là cùng chiều hoặc ngược chiều với chiều cắt gọt của bánh mài so với bề mặt được mài.

Có thể có nguy hiểm do sự quá nhiệt gây ra, đặc biệt là khi máy mài không cho phép điều chỉnh thích hợp chiều sâu cắt và bước tiến. Sự quá nhiệt thường kéo theo các màu oxy hóa, nhưng khi không có sự biểu thị rõ về màu sắc thì sự quá nhiệt còn có thể ảnh hưởng đến độ cứng. Vì vậy cần phải kiểm tra độ cứng.

Sau khi mài, phải đo độ cứng của dao trên mặt sau hoặc mặt trước càng gần với lưỡi cắt càng tốt. Độ cứng phải tương đương với độ cứng đo được trước đây của vật liệu làm dao. Nếu không thu được giá trị độ cứng này sau khi mài thì phải tiến hành mài thêm hoặc cắt gọt phía sau tới khi đạt được độ cứng yêu cầu.

Prôfin của dao phải được phục hồi sau khi thử như đã chỉ ra trên các Hình 1 và 2 và Bảng 1.

Khi mài lại, dao phải được mài ở phía sau ít nhất là 2 mm vượt quá các vết mòn. Các thông số hình học của dao phải được duy trì như đã qui định trên các hình 1 và 2 và Bảng 1. Phải chú ý đảm bảo cho góc dao không bị dịch chuyển theo chiều ngang.

5.3.6. Các mảnh cắt cacbit, gốm

Các mảnh cắt này phải được sử dụng ở trạng thái cung cấp của nhà sản xuất và không được mài lại.

5.3.7. Cơ cấu bẻ phoi

Không được sử dụng cơ cấu bẻ phoi trên các dao thép cao tốc trừ khi cơ cấu bẻ phoi là biến số thử hoặc nếu cần thiết phải bẻ phoi. Cho phép sử dụng cơ cấu bẻ phoi khi thử nghiệm các dao cacbit thiêu kết và gốm. Khi sử dụng các vật liệu làm dao này, cơ cấu bẻ phoi thường được yêu cầu là một bộ phận an toàn.

...

...

...

Góc của cơ cấu bẻ phoi _QB_y (xem Hình 5) là góc giữa giao tuyến của cơ cấu bể phoi và mặt trước của dao và đoạn thẳng của lưỡi cắt chính. Góc _QB_y có thể thay đổi theo các vật liệu khác nhau của chi tiết gia công sao cho có thể đạt được dạng phoi theo yêu cầu và để dẫn hướng phoi đi tới hoặc đi ra khỏi chi tiết gia công, xem ISO 3002-1: 1982, Điều 7.5. Góc mềm của cơ cấu bẻ phoi (6B), nghĩa là góc giữa mặt bẻ phoi của cơ cấu bẻ phoi và mặt trước của dao phải giữa 50 ^0 và 60 ^0.

Khoảng cách của cơ cấu bẻ phoi IBn phải được lựa chọn sao cho đạt được dạng phoi có thể chấp nhận được (xem Hình 5). Khoảng cách thực hiện của cơ cấu bẻ phoi phải được ghi vào báo cáo thử.

Đối với các dao gốm, khoảng cách l_Bn không thể quá nhỏ vì có thể gây ra vỡ lưỡi cắt.

CHÚ THÍCH 2 - Nếu có sự chú ý đặc biệt tới vấn đề là vết lõm có thể khác nhau khi tiện có hoặc không có cơ cấu bẻ phoi.

6. Chất lỏng trơn nguội cho cắt gọt

Phải sử dụng chất lỏng trơn nguội cho cắt gọt khi cắt gọt các chi tiết gia công bằng thép với các dao thép cao tốc trừ khi các dao thép cao tốc được thử hư hỏng nặng (xem 8.2.1).

Khi cắt gọt các chi tiết gia công bằng thép với dao cacbit hoặc dao gốm, không nên dùng chất lỏng trơn nguội cho cắt gọt.

Khi cắt gang cũng không nên dùng chất lỏng trơn nguội cho cắt gọt.

Chất lỏng trơn nguội cho cắt gọt phải được qui định rõ ràng bởi nhãn hiệu hoặc thành phần của các phần tử hóa, nồng độ thực, độ cứng của nước (khi được sử dụng làm chất pha loãng) và độ pH của dung dịch hoặc nhũ tương.

...

...

...

7. Điều kiện cắt gọt

7.1. Các điều kiện cắt gọt tiêu chuẩn

Đối với tất cả các phép thử trong đó bước tiến f, chiều sâu cắt a_p hoặc bán kính góc dao r_s không phải là các biến số chính của phép thử thì các điều kiện cắt gọt phải là một trong các tổ hợp của các thông số dùng cho cắt gọt được liệt kê trong Bảng 2.

Bảng 2 - Các điều kiện cắt gọt tiêu chuẩn

Điều kiện cắt gọt

A

B

C

D

...

...

...

0,1

0,25

0,4

0,63

Chiều sâu cắt, a_p, mm

1

2,5

2,5

2,5

...

...

...

0,4

0,8

0,8

1,2

Dung sai của bước tiến là  (Phù hợp ISO 229).

Dung sai của chiều sâu cắt gọt phải là ± 5 %.

Các thông số hình học của lưỡi cắt trên bán kính góc dao được qui định trong 5.3.2.

CHÚ THÍCH 3: Đã sử dụng các ký hiệu phù hợp với ISO 3002-3.

7.2. Các điều kiện cắt khác

...

...

...

Bảng 3 - Các giới hạn của các điều kiện cắt gọt khác

Chiều sâu cắt gọt nhỏ nhất

Chiều sâu cắt gọt lớn nhất

Bước tiến lớn nhất

2 lần bán kính góc ^1)

10 lần bước tiến dao

0,8 lần bán kính góc

^1) Chiều sâu cắt nhỏ hơn có thể làm cho các phép đo độ mòn của dao khó khăn và kém chính xác hơn

7.3. Tốc độ cắt

...

...

...

Phải chọn ít nhất là bốn tốc độ cắt khác nhau cho mỗi điều kiện cắt, trừ trường hợp đối với các dao gốm, việc lựa chọn ba tốc độ cắt khác nhau là hợp lý do vấn đề tiêu thụ vật liệu. Nói chung phải lựa chọn các tốc độ cắt sao cho tuổi thọ của dao ở tốc độ cao nhất không nhỏ hơn 5 min, đối với các dao gốm không nhỏ hơn 2 min.

Khi gia công cắt các vật liệu đắt tiền, có thể chọn tuổi thọ của dao ngắn hơn nhưng không được nhỏ hơn 2 min.

Để thu được đủ số lượng các điểm giãn cách trên đường cong tốc độ cắt - tuổi thọ của dao, tốc độ cắt liên tiếp nên tạo thành tỷ số sẽ dẫn đến tuổi thọ gần gấp đôi. Các tỷ số này có thể được lựa chọn từ một cấp số nhân của các số ưu tiên được cho trong ISO 3 và /hoặc ISO 229.

Dao thép cao tốc: 1,06

Dao cacbit: 1,12

Dao gốm: 1,25

8. Chuẩn tuổi thọ của dao và các phép đo độ mòn của dao

8.1. Giới thiệu

Trong sản xuất thực tế / phân xưởng, thời gian tại đó một dao cắt ngừng cắt gọt các chi tiết gia công có kích thước và chất lượng bề mặt yêu cầu sẽ xác định tuổi thọ hiệu dụng của dao. Khoảng thời gian tới khi dao không có khả năng cắt gọt thêm được nữa cũng có thể được xem là tuổi thọ hiệu dụng của dao. Tuy nhiên, các lý do để dao có thể được xem là đã đạt tới tuổi thọ hiệu dụng sẽ khác nhau trong mỗi trường hợp tùy thuộc vào các điều kiện cắt gọt, v.v...

...

...

...

Tùy thuộc vào hư hỏng đã xảy ra ở chỗ nào trên các lưỡi cắt, có thể chấp nhận các giá trị khác nhau.

Tiêu chuẩn này khuyến nghị rằng hư hỏng của các dao ở dạng mòn phải được sử dụng để xác định tuổi thọ.

Khi có nhiều hơn một dạng mòn có thể đo được thì nên ghi lại mỗi dạng mòn và khi đã đạt được bất một trong các giới hạn của hiện tượng mòn nào thì tuổi thọ của dao đã kết thúc.

Trị số độ mòn của dao được sử dụng để xác định tuổi thọ của dao dùng cho quản lý số lượng các vật liệu thử được yêu cầu và các chi phí của thử nghiệm. Nếu giá trị giới hạn quá thấp thì kết quả thu được có thể không có độ tin cậy vì kết quả này có thể được xác định trong các giai đoạn ban đầu của sự phát triển mòn trong các điều kiện thử.

8.2. Chuẩn tuổi thọ

Dạng mòn có vai trò quan trọng trong xác định tuổi thọ hiệu dụng của dao trong một loạt các phép thử riêng phải được sử dụng để hướng dẫn sự lựa chọn một trong các chuẩn tuổi thọ của dao được qui định sau đây: Dạng mòn và giá trị của chuẩn tuổi thọ của dao phải được ghi vào báo cáo thử.

Nếu không biết rõ dạng mòn nào sẽ là chủ yếu thì có thể sử dụng hai chuẩn dẫn đến hai đường cong v_c - T_c (xem hình 7).

Hình 6 - Giới hạn của các điều kiện cắt gọt

...

...

...

Hình 7 - Đường cong nét đứt v_c-T_c, phối hợp của mòn mặt sau và mòn có vết lõm

8.2.1. Chuẩn chung dùng cho dao thép cao tốc

Các chuẩn chung nhất dùng cho các dao thép cao tốc như sau:

a) Chiều rộng lớn nhất của vùng mòn mặt sau VB_Bmax = 0,6 mm nếu mòn mặt sau không đều, có vết nạo, vết bào hoặc có rãnh sâu trong vùng B;

b) Chiều rộng trung bình của vùng mòn mặt sau VB_B = 0,3 mm nếu mòn mặt sau được xem là mòn đều trong vùng B;

c) Hư hỏng nặng.

8.2.2. Chuẩn chung cho dao cacbit thiêu kết (xem Hình 8)

Chuẩn chung nhất dùng cho các dao cacbit thiêu kết như sau:

a) Chiều rộng lớn nhất của vùng mòn mặt sau VB_Bmax = 0,6 mm nếu mòn mặt sau không đều trong vùng B;

...

...

...

c) Chiều sâu của vết lõm KT đã cho, tính bằng milimet, bằng công thức

KT = 0,06 + 0,3f

Trong đó f là bước tiến được biểu thị bằng milimet trên vòng quay. Đối với các bước tiến tiêu chuẩn, bước tiến này dẫn đến các giá trị của KT được cho trong Bảng 4 khi KT được áp dụng như một chuẩn.

Bảng 4 - Các giá trị của KT

Bước tiến f, mm/rev

0,25

0,4

0,63

Chiều sâu vết lõm KT, mm

...

...

...

0,18

0,25

d) Khoảng cách trước vết lõm giảm đi tới một giá trị KF = 0,02 mm (xem Hình 8);

e) Vết lõm kéo dài tới lưỡi cắt phụ làm cho bề mặt được gia công cơ không đạt được độ tinh xác yêu cầu.

CHÚ THÍCH 4: Cần thấy rằng hiện tượng mòn tạo thành rãnh thường do phản ứng hóa học và xảy ra bên ngoài vùng tiếp xúc giữa dao và chi tiết gia công cả dọc theo lưỡi cắt chính và trong phạm vi nhỏ hơn dọc theo lưỡi cắt phụ. Trong cả hai trường hợp, mòn tạo thành rãnh có ảnh hưởng đồng thời đến cả mặt trước và mặt sau của dao.

CHÚ THÍCH 5: Trong một số trường hợp, hiện tượng mòn tạo thành rãnh có gây ra hư hỏng nặng và nên được phân biệt với sự mài mòn VB_A xảy ra dọc theo lưỡi cắt trùng với bề mặt gia công. Mòn tạo thành rãnh gây ra bởi các tác động của biến cứng khi gia công nguội trong chi tiết gia công bởi hành trình trước đây của dao.

Kích thước tính bằng milimet.

Hình 8 - Một số dạng mòn trên các dao tiện

...

...

...

Chuẩn chung nhất dùng cho các dao gốm như sau:

a) Chiều rộng lớn nhất của vùng mòn mặt sau VB_Bmax = 0,6 mm nếu mòn mặt sau không đều trong vùng B;

b) Chiều rộng trung bình của vùng mòn mặt sau VB_B = 0,3 mm nếu mòn mặt sau được xem là mòn đều trong vùng B;

8.2.4. Các chuẩn khác

Các chuẩn được qui định trong 8.2 thường là đủ cho tiện thép và gang.

Các lý do cho tuyển chọn và chọn các chuẩn khác đối với các trường hợp đặc biệt được thảo luận trong Phụ lục C.

8.3. Các phép đo độ mòn của dao

Các hạt bám dính trực tiếp vào vùng mòn ở mặt sau làm cho chiều rộng của vùng mòn có dạng bên ngoài lớn hơn. Các hạt tích tụ trong vết lõm do mòn cũng làm cho chiều sâu của vết lõm nhỏ hơn. Vật liệu long ra phải được lấy đi một cách cẩn thận nhưng không được sử dụng các hóa chất tẩm thực trừ khi kết thúc phép thử.

Để đo độ mòn, lưỡi cắt chính của dao được phân chia thành bốn vùng như đã chỉ ra trên Hình 8.

...

...

...

Vùng B là phần thẳng còn lại của lưỡi cắt giữa vùng C và vùng A.

Vùng A có chiều dài bằng một phần tư chiều dài lưỡi cắt bị mòn b cách xa góc dao nhất.

Vùng N kéo dài ra ngoài vùng tiếp xúc lẫn nhau giữa dao và chi tiết gia công đối với khoảng 1 mm đến 2 mm dọc theo lưỡi cắt chính. Vết mòn có dạng rãnh. Chiều rộng có vùng mòn mặt sau VB_B phải được đo trong phạm vi vùng B trong mặt phẳng lưỡi cắt của dao P_s1) vuông góc với lưỡi cắt chính. Phải đo chiều rộng của vùng mòn mặt sau từ vị trí của lưỡi cắt chính ban đầu. Chiều sâu của vết lõm mòn KT phải được đo là khoảng cách lớn nhất giữa đáy vết lõm và mặt ban đầu trong vùng B.

Các chi tiết thêm nữa được cho trong Phụ lục C.

9. Thiết bị

9.1. Máy công cụ

Máy tiện dùng cho thử nghiệm phải có kết cấu vững chắc và ở trong điều kiện tốt, không có khả năng xảy ra rung hoặc có độ võng bất thường trong quá trình thử (chất lượng cân bằng nên là cấp G.6.3 phù hợp với ISO 1940).

Máy công cụ được sử dụng cho thử nghiệm phải được trang bị truyền động trục chính có tốc độ thay đổi vô cấp trong phạm vi các tốc độ trục chính được sử dụng.

Yêu cầu này đặc biệt quan trọng đối với gia công tiện để có thể duy trì được cùng một tốc độ cắt khi đường kính của chi tiết gia công giảm đi bởi các hành trình cắt liên tiếp.

...

...

...

9.2. Thiết bị khác

Cần có các thiết bị sau cho các phép đo riêng và các thiết bị này phải có đủ độ phân giải để phân biệt được các dung sai đã qui định trong tiêu chuẩn này.

- Một thiết bị đo các thông số hình học của dao một cách chính xác;

- Một máy chiếu profin cho kiểm tra góc dao;

- Một đồng hồ bấm giây cho ghi thời gian cắt;

- Một kính hiển vi của thợ làm dụng cụ hoặc một kính hiển vi được trang bị thi kính để đo độ mòn mặt sau;

- Một đồng hồ đo có mặt số với đầu tiếp xúc đo đường kính xấp xỉ 0,2mm để đo chiều sâu vết lõm mòn;

- Một bàn đo X - Y để thu được các giá trị đo độ mòn của dao chính xác hơn;

- Một máy ghi profin nếu cần ghi profin của vết lõm mòn;

...

...

...

- Một thiết bị đo nhám bề mặt xách tay để đo nhám bề mặt của chi tiết gia công khi lắp chi tiết gia công trên máy tiện;

- Một dụng cụ để đo tốc độ cắt;

- Một thước cặp để đo đường kính của chi tiết gia công và chỉnh đặt khoảng cách của cơ cấu bẻ phoi;

- Thiết bị để đo lưu lượng của chất lỏng trơn nguội (yêu cầu này có thể được thực hiện bằng cách đo thời gian để đổ đầy một thùng chứa có dung tích đã biết).

10. Qui trình thử tuổi thọ của dao

Chỉ có thể mô tả qui trình thử tuổi thọ của dao dưới dạng tổng quát vì các điều kiện sẽ thay đổi đối với mỗi tình huống.

Phương pháp phải tuân theo tương tự như phương pháp được sử dụng cho vận hành tốt máy công cụ, ngoài ra phải rất chú ý và phải quan sát một số phép đo phải tiến hành.

Nội dung chi tiết nhất của các phép đo và sự đề phòng cần phải có đã được nêu khá đầy đủ trong tiêu chuẩn này.

Trước khi bắt đầu thử cần xác minh rằng máy tiện, chi tiết gia công và các dao tiện đã đáp ứng tất cả các yêu cầu của tiêu chuẩn này. Hoàn thành tờ dữ liệu “các điều kiện chung” (xem Phụ lục D).

...

...

...

Phải thực hiện các phép đo mòn ở các khoảng thời gian thích hợp. Tất cả các dữ liệu phải được ghi lại trên tờ dữ liệu “các giá trị đo mòn đối với thời gian” như đã chỉ ra trong Phụ lục D. Các số đọc phải được lập thành biểu đồ về độ mòn của dao (trục tung) đối với thời gian (trục hoành) (xem các Hình 9 và 10).

Các biểu đồ này phải chỉ ra ít nhất là năm điểm thực nghiệm cho mỗi đường cong sao cho thời gian tại đó giá trị được lựa chọn là chuẩn tuổi thọ của dao có thể đạt được bằng sự đánh giá có đủ độ chính xác yêu cầu.

Trong bất cứ trường hợp nào cũng không được xác định tuổi thọ của dao bằng ngoại suy biểu đồ độ mòn của dao - thời gian.

Cuối cùng, các kết quả của một loạt các phép thử phải được ghi lại trên tờ dữ liệu “Biểu đồ tuổi thọ của dao - tốc độ cắt” như đã chỉ ra trong Phụ lục D.

Việc đánh giá các dữ liệu tuổi thọ của dao được xử lý trong Điều 11.

Hình 9 - Sự phát triển của mòn mặt sau đối với các tốc độ cắt khác nhau v_c1-v_c5 (tỷ xích tuyến tính)

Hình 10 - Sự phát triển của chiều sâu vết lõm đối với các tốc độ cắt khác nhau v_c1-v_c4 (tỷ xích tuyến tính)

...

...

...

11.1. Phép thử tuổi thọ của dao

11.1.1. Tuổi thọ của dao là một hàm số của tốc độ cắt

Các số đo độ mòn mặt sau đối với thời gian được lấy ở một vài tốc độ cắt sẽ cung cấp các đường cong như đã chỉ ra trên Hình 9. Các đường cong tương ứng sẽ thu được trong phép đo vết lõm mòn như đã chỉ ra trên hình 10, nhám bề mặt, v.v...

Nếu hư hỏng nặng được sử dụng làm chuẩn thì tuổi thọ của dao T_c được vẽ thành biểu đồ một cách trực tiếp đối với tốc độ cắt v_c để có được các đường cong tuổi thọ của dao.

Khi nối các điểm tọa độ (v_c1, T_c1), (v_c2, T_c2) v.v... thu được từ các Hình 9 và 10 thành biểu đồ theo tỷ xích lôgarit tốc độ cắt - tuổi thọ của dao (có cùng một môđun dọc theo cả hai trục tọa độ) sẽ tạo ra một đường cong v_c-T_c như đã chỉ ra trên Hình 11 và 12.

Hình 11 - Đường cong v_c - T_c dựa trên Hình 9 (tỷ xích logarit)

Hình 12 - Đường cong v_c - T_c dựa trên Hình 10 (tỷ xích logarit)

Các đường cong v_c-T_c này có thể được xem là tuyến tính trong một số phạm vi tốc độ. Phương trình cho đoạn tuyến tính này của các đường cong có dạng:

...

...

...

trong đó

v_c là tốc độ cắt, tính bằng mét trên phút;

T_c là tuổi thọ của dao, tính bằng phút;

k = tg α (như đã chỉ ra trên Hình 11 và 12) xác định độ dốc của đường cong tuổi thọ của dao.

C = hằng số

Các giá trị của k và C trong phương trình trên phải được đưa vào các báo cáo thử.

Các phương pháp để xác định k và C được cho trong 11.3.

Nếu chuẩn của độ mòn mặt sau đạt được trước khi có mòn tạo thành vết lõm hoặc ngược lại thì có thể vẽ đường cong v_c-T_c được xác định bằng mòn mặt sau.

11.1.2. Tuổi thọ của dao là một hàm số của tốc độ trục chính

...

...

...

Có thể sử dụng biểu đồ này tương tự như biểu đồ v_c-T_c

CHÚ THÍCH: Các thông tin thêm nữa được cho trong Phụ lục E

Hình 13 - Biểu đồ chỉ ra số lượng chi tiết gia công được sản xuất ra là một hàm số của tốc độ trục chính (tỷ xích logarit)

11.1.3. Phép thử tuổi thọ của dao ở một tốc độ

Trong một số trường hợp, không thể thực hiện được các phép thử ở một số tốc độ cắt. Khi đó tuổi thọ của dao được biểu thị bằng số phút hoặc số chi tiết gia công được sản xuất ra ở một tốc độ đã lựa chọn.

11.2. Tờ dữ liệu và các biểu đồ

11.2.1. Qui định chung

Không qui định các tờ dữ liệu. Tuy nhiên, Phụ lục D đưa ra sơ đồ bố trí các dữ liệu được đề nghị, nhưng các sơ đồ bố trí các dữ liệu này không thích hợp cho đánh giá trên máy tính.

...

...

...

a) Tờ dữ liệu “Các điều kiện chung” bao hàm tất cả các dữ liệu cơ bản cho một loạt đầy đủ các phép thử;

b) Tờ dữ liệu “Các số đo độ mòn - thời gian” bao hàm tất cả các chi tiết của một phép thử tuổi thọ của dao;

c) Tờ dữ liệu “Biểu đồ tuổi thọ của dao - tốc độ cắt” để ghi lại các kết quả của một số phép thử tuổi thọ của dao được thực hiện ở một phạm vi tốc độ cắt.

Tất cả các thông tin được chỉ ra trên các tờ dữ liệu mẫu phải được bao gồm trong bất cứ tờ dữ liệu nào khác được soạn thảo.

11.2.2. Tờ dữ liệu “số đo độ mòn - thời gian”

Thông tin được ghi trong cột “Ghi chú” trên tờ dữ liệu b) trong 11.2.1 phải bao gồm các nội dung sau:

a) Các dạng phoi thu được (xem Phụ lục G);

b) Các số đọc tăng dần của độ cứng Brinen của chi tiết gia công khi đường kính của nó giảm bởi các hành trình cắt liên tiếp;

c) Đường kính của lỗ phun chất lỏng trơn nguội, lưu lượng và nhiệt độ của thùng chứa chất lỏng trơn nguội (chất lỏng cắt) và áp suất của chất lỏng này, nếu có thể thực hiện được.

...

...

...

Phải vẽ đường cong tuổi thọ của dao trên giấy vẽ đồ thị log - log tiêu chuẩn với cùng một môđun trên cả hai chiều (các môđun 83,33mm, nếu có thể thực hiện được).

Trục hoành phải biểu thị tốc độ cắt v_c, tính bằng mét trên phút.

Trục tung phải biểu thị tuổi thọ của dao T_c, tính bằng phút, của các chi tiết gia công N.

Các dữ liệu thích hợp sau phải được chỉ ra trong đầu đề của biểu đồ.

a) Ngày;

b) Đặc tính kỹ thuật của vật liệu gia công:

c) Độ cứng hoặc các tính chất vật lý của vật liệu gia công;

d) Vật liệu làm dao được sử dụng và độ cứng trong trường hợp thép cao tốc;

e) Các thông số hình học của dao (các dữ liệu được cho theo thứ tự sau y_n, α_n, λ_n, K_r, ε_r, r_s, r_n và cơ cấu bẻ phoi);

...

...

...

g) Bước tiến;

h) Chiều sâu cắt;

i) Chuẩn của điểm kết thúc tuổi thọ của dao;

j) Tất cả các dữ liệu khác thích hợp cho thử.

11.3. Đánh giá các dữ liệu tuổi thọ của dao.

11.3.1. Qui định chung

Bất cứ sự đánh giá nào về các dữ liệu thử tuổi thọ của dao sẽ trở nên vô ích nếu không có sự đề phòng trong quá trình thực nghiệm để bảo đảm rằng các số đo thu được là thực sự độc lập đối với tất cả các yếu tố khác ngoài các yếu tố đang được nghiên cứu và các phép thử được thực hiện theo một trình tự ngẫu nhiên.

Các hằng số của phương trình Taylor cho tuổi thọ của dao

...

...

...

11.3.2. Đánh giá (bằng mắt)

Với sự đánh giá bằng mắt, có thể ước tính các hằng số C và k một cách nhanh chóng với độ chính xác có thể chấp nhận được trong nhiều trường hợp. Tuy nhiên nên nhớ rằng đánh giá (bằng mắt) không khách quan vì hai cá nhân không thể đi tới cùng một kết quả chính xác được. Các nội dung chi tiết hơn nữa được cho trong Phụ lục F.

11.3.3. Đánh giá bằng tính toán

Phép hồi qui tuyến tính là một phương pháp khách quan để điều chỉnh một đường thẳng qua một số giá trị đo. Đường được điều chỉnh bằng phương pháp bình phương tối thiểu với nội dung là tổng các bình phương của các sai lệch giữa các điểm đo và đường là tối thiểu. Phương pháp này được mô tả trong Phụ lục F.

11.3.4. Các xem xét về mặt thống kê để điều chỉnh tốt nhất đường cong v_c-T_c

11.3.4.1. Phương sai

Tất cả các giá trị đo thực nghiệm đều có liên quan đến phương sai. Một cách để chỉ ra phương sai là xác định độ biến thiên sai phân quanh đường hồi qui, đó là sai lệch bình phương trung bình của các giá trị log T_c đo được so với giá trị theo đường hồi qui. Các nội dung chi tiết hơn nữa được cho trong Phụ lục F.

11.3.4.2. Giá trị

Nếu mối quan hệ quan trắc được giữa các biến số T_c và v_c không được xem xét vì chỉ là kết quả tình cờ thì biến thiên sai phân nên nhỏ so với tổng biến thiên của các giá trị T_c do phép hồi qui. Các phương pháp tính toán chi tiết hơn nữa được chỉ ra trong Phụ lục F.

...

...

...

11.3.5.1. Các giới hạn của khoảng tin cậy đối với toàn bộ đường

Các giới hạn của khoảng tin cậy tạo thành một miền xung quanh đường hồi qui tính toán trong phạm vi đó, nếu các phép thử tuổi thọ của dao được lặp lại vài lần thì một tỷ lệ phần trăm xác định của các đường hồi qui tương ứng có thể giảm đi. Phương pháp tính toán được cho trong Phụ lục F.

11.3.5.2  Các khoảng tin cậy cho các hằng số a, C và k

Các khoảng tin cậy cho các hệ số a, C và k tạo thành một khoảng trong phạm vi đó các hệ số có thể nằm trong một số trường hợp xác định nếu các phép thử đã được lặp lại. Các tính toán được giải thích trong Phụ lục F.

PHỤ LỤC A

(Qui định)

THÔNG TIN CHUNG

Mục tiêu của tiêu chuẩn này là đưa ra các điều kiện tiêu chuẩn và các qui trình để tiến hành các phép thử tuổi thọ của dao có một lưỡi cắt khi tiện sao cho

...

...

...

- Sự phân tán của các kết quả thử được giữ ở mức tối thiểu;

Mục đích của các phép thử này có thể là

- Xác định các tính chất gia công cắt hoặc các vật liệu gia công;

- So sánh vật liệu và các thông số hình học của các dụng cụ, v.v...;

- So sánh các chất lỏng cắt;

- Xác định các dữ liệu cắt được khuyến nghị.

Trong tiêu chuẩn này một số điều kiện và qui trình đã được tiêu chuẩn hóa (ví dụ, các thông số hình học của dao tiêu chuẩn và các điều kiện cắt tiêu chuẩn). Thuật ngữ “tiêu chuẩn” được sử dụng để định lượng các giá trị có thể đo được và được biểu thị bằng các đơn vị vật lý, một hoặc nhiều giá trị được chọn làm tiêu chuẩn. Trong thử nghiệm tuổi thọ của dao cũng có các biến số như vật liệu gia công, vật liệu làm dao và loại chất lỏng cắt mà có tính chất của chúng có thể và quan trọng cho gia công cắt nhưng không thể biểu thị được một cách dễ dàng bằng các đơn vị vật lý. Ở đây cần có sự mô tả chi tiết về thành phần hóa học, qui trình chế tạo. Vì vậy thuật ngữ “chuẩn” (reference) đã được đưa ra. Chuẩn tuổi thọ của dao được chia thành chuẩn “chung” và các chuẩn “khác” vì không thể tiêu chuẩn hóa được tất cả các chuẩn này. Vì các lý do thực tế và vì các lý do của khả năng so sánh, các chuẩn “chung” được qui định trong tiêu chuẩn này được ưu tiên sử dụng nhưng trong một số tình huống các chuẩn “khác” có thể thích hợp hơn. Trong trường hợp này nên sử dụng Phục lục C làm tài liệu hướng dẫn.

Mặc dù các vật liệu tham chiếu (chuẩn) được mô tả một cách chi tiết nhưng có thể nhận thấy các sự khác biệt trong tính chất cắt gọt khi chọn một lô khác của cùng một loại vật liệu danh nghĩa. Chỉ có giải pháp thực tế cho vấn đề này là lập một “ngân hàng vật liệu” quốc tế trong đó lưu giữ một khối lượng rất lớn các vật liệu đã được kiểm tra chặt chẽ để dùng cho mục đích hiệu chuẩn. Ý tưởng này đã được xem xét nhưng không thể thực hiện được.

Một vấn đề chính trong soạn thảo tiêu chuẩn này đó là một tiêu chuẩn quốc tế chỉ có một hoặc rất ít các điều kiện cung cấp khả năng so sánh rất tốt nhưng ít có khả năng được chấp nhận cho sử dụng rộng rãi hơn các điều kiện thử. Nếu nhiều điều kiện (ví dụ, các bước tiến, các thông số hình học của dao) được tiêu chuẩn hóa thì sẽ có cơ hội lớn hơn cho so sánh với một loại hình sản xuất riêng nhưng có các dữ liệu của trường hợp này có thể không chắc đã sử dụng được cho so sánh. Chẳng hạn, nếu cần thử các tính chất gia công cắt của các vật liệu gia công để thu được thông tin cho mua hàng, chuẩn bị gia công và các lĩnh vực khác thì yêu cầu này có thể được đáp ứng trong phần lớn các trường hợp bằng sử dụng một trong các điều kiện cắt tiêu chuẩn, các thông số hình học tiêu chuẩn của dao, các chuẩn tuổi thọ của dao chung, các dao chuẩn và chất lỏng cắt chuẩn. Sau đó các kết quả sẽ được so sánh với các kết quả thu được ở nơi khác. Trong nhiều trường hợp cần thiết phải có sai lệch so với tiêu chuẩn này. Chẳng hạn, các vật liệu gia công rất khác so với các thép không hợp kim hóa và gang là các vật liệu gia công được sử dụng phổ biến nhất trong các phép thử được mô tả trong tiêu chuẩn này, có thể khiến cho cần thiết phải sử dụng vật liệu làm dao không chuẩn và có lẽ các thông số hình học tiêu chuẩn của dao cũng sẽ không phải là sự lựa chọn tốt nhất. Nếu các sai lệch này là cần thiết thì nên tuân theo tiêu chuẩn này khi có thể thực hiện được.

...

...

...

PHỤ LỤC B

(Qui định)

VẬT LIỆU GIA CÔNG CHUẨN

B.1. Thép

Vật liệu thép chuẩn phải là thép cacbon trung bình cán nóng có các thành phần sau tương đương với thép C45E4 phù hợp với ISO 683-1.

C

%

Si

%

...

...

...

%

S

%

P

%

0,42 đến 0,50

0,10 đến 0,40

0,50 đến 0,80

0,035 max

...

...

...

Nên sử dụng các giá trị trung bình, nếu có thể thực hiện được.

Sự hiện diện của các nguyên tố sau vượt quá các giá trị lớn nhất được cho dưới đây phải được loại khỏi thép dùng làm vật liệu thử chuẩn.

N_i = 0,20 %

C_r = 0,15%

M_o = 0,05 %

V = 0,02 %

C_u = 0,20 %.

Thép phải được đioxit hóa với nhân và hàm lượng nhân nhỏ nhất phải là 0,01 % và hàm lượng nhân lớn nhất phải là 0,03 %. Không được sử dụng các chất khử oxy đặc biệt.

Hàm lượng nitơ, phụ thuộc một phần vào nguồn nấu luyện thép, phải như sau:

...

...

...

Hàm lượng nitơ

%

Lò nung hở hoặc lò thổi oxy

0,003 đến 0,006

Lò hồ quang, xỉ đơn

0,004 đến 0,008

Cần phân tích thép với nitơ. Thép phải thỏa mãn điều kiện cung cấp 1 (chỉ có phân tích hóa học) của ISO 683-1. Các giới hạn của các nguyên tố và công nghệ khử oxy phải được thảo luận với cơ sở luyện thép và sự phân tích C, S_i, M_n, Ni, Cr, M_o, V, C_u, AC và N được yêu cầu tại thời điểm đặt hàng.

Để giảm sự phân tán của các kết quả thử, nên cố gắng lựa chọn vật liệu có các thành phần thực nằm trong phạm vi các giới hạn hẹp hơn so với chỉ dẫn ở trên.

Tổ chức tế vi phải được qui định và ghi lại.

...

...

...

Các thanh hoặc ống thử sau khi được cắt tới chiều dài (xem 4.2 “tỷ số chiều dài/đường kính”) phải được thường hóa tới độ cứng trong phạm vi được qui định trong ISO 683-1.

Đối với các thử nghiệm mà vật liệu gia công không phải là biến số thử thì độ cứng nên ở trong phạm vi các dung sai hẹp hơn so với chỉ dẫn trong ISO 683-1. Các giá trị thực tế của độ cứng và các điểm đo nên được ghi lại và được báo cáo (xem 4.2).

B.2. Gang

Vật liệu gang chuẩn phải được cung cấp theo loại (mác) 25 của ISO 185. Tổ chức tế vi trong suốt toàn bộ thể tích của thanh gang thử phải gồm có chủ yếu là một mạng tinh thể peclit 100% với cgra phit dạng vảy trong phạm vi các thông số kỹ thuật sau:

- Sắt cacbua tự do: 0 %

- Ferit tự do: tối đa 5 %

- Steadite (sắt - sắt phot phua cùng tinh): tối đa 5 %

- Giaphit: chỉ có giaphit dạng vảy

- Peclit: cân bằng

...

...

...

B.3. Các vật liệu gia công khác

Khi vật liệu gia công không phải là một trong các vật liệu chuẩn thì loại (mác) vật liệu, thành phần hóa học, các tính chất vật lý, tổ chức tế vi và toàn bộ các chi tiết về quá trình gia công (ví dụ, cán nóng, rèn, đúc hoặc kéo nguội) và bất cứ sự xử lý nhiệt nào phải được ghi vào báo cáo thử, nếu có thể thực hiện được.

PHỤ LỤC C

MÒN CỦA DAO VÀ CHUẨN TUỔI THỌ CỦA DAO

C.1. Qui định chung

Mục đích của thử nghiệm tuổi thọ của dao là xác định bằng thực nghiệm một hoặc nhiều yếu tố ảnh hưởng như thế nào đến tuổi thọ hiệu dụng của các dao cắt.

Lý do tại sao tuổi thọ hiệu dụng của một dao cắt nên được xem là đã kết thúc (hết) thường khác nhau trong các nguyên công gia công cắt gọt khác nhau. Trường hợp đơn giản nhất có thể xảy ra là dao đã hoàn toàn không sử dụng được nữa.

Trong phần lớn các trường hợp, dao mòn dần và quá trình gia công do dao thực hiện trở nên kém hiệu quả, chẳng hạn như nhám bề mặt của bề được gia công cắt gọt quá cao, các lực cắt tăng dần và dẫn đến các sai lệch và rung vượt quá mức cho phép, tốc độ mòn của dao tăng lên tới mức không thể duy trì được các dung sai kích thước.

...

...

...

C.2. Nhận xét chung

Các giá trị bằng số trong phụ lục này và trong 8.2 là sự sửa đổi hợp lý và áp dụng cho các điều kiện cắt được qui định trong Điều 7 đối với thép hợp kim hóa và thép hợp kim thấp cũng như gang, với các dao có các đặc tính gần đúng được qui định trong Điều 5. (Với tư cách là một ví dụ, sự hiện diện của các rãnh bẻ phoi được thiêu kết hoặc các xử lý đặc biệt đối với bề mặt có thể ảnh hưởng một cách đáng kể đến trạng thái mòn và làm cho đánh giá lượng mòn khó khăn hơn). Trong các tình huống có sự khác biệt lớn so với các giá trị được qui định, có thể cần phải lựa chọn các giá trị khác cho các chuẩn tuổi thọ của dao. Trong các trường hợp này nên dùng các giá trị thấp hơn 50 % hoặc cao hơn 50 % so với các giá trị được chỉ định. Trong bất cứ tình huống nào cũng không nên đánh giá tuổi thọ của dao bằng ngoại suy biểu đồ độ mòn - thời gian.

C.3. Mòn của mặt sau chính

C.3.1. Mòn của mặt sau

Đây là dạng mòn của dao được biết đến nhiều nhất (xem Hình 8). Trong nhiều trường hợp vùng mòn mặt sau có chiều rộng khá đồng đều dọc theo phần giữa của đoạn thẳng của lưỡi cắt chính. Có thể đo được chiều rộng vùng mòn mặt sau tương đối dễ dàng. Chiều rộng tăng lên của vùng mòn mặt sau sẽ dẫn đến giảm chất lượng của dao. Tất cả các vật liệu làm dao cắt thường có tốc độ mòn mặt sau ban đầu cao và tốc độ mòn này thường giảm đi đáng kể sau một thời gian ngắn cắt gọt, trừ khi sử dụng các tốc độ cắt quá cao (xem hình 9). Độ mòn mặt sau của dao thép cao tốc thường phát triển khác so với mòn của các dao cacbit thiêu kết và dao gốm. Các dao thép cao tốc có thể có các khoảng thời gian dài với độ tăng lên rất nhỏ có thể đo được của mòn mặt sau. Đặc biệt là hiện tượng này xảy ra ở các tốc độ cắt thấp khi gia công các vật liệu dẻo. Ở các tốc độ cắt cao hơn, sự gia tăng độ mòn mặt sau của tất cả các vật liệu làm dao cắt thường gần như đồng đều (xem hình 9) tiếp sau tốc độ mòn cao ban đầu. Phần cuối cùng của biểu đồ độ mòn mặt sau - thời gian thường chỉ ra tốc độ tăng lên của độ mòn dẫn đến hư hỏng nặng. Chiều rộng của vùng mòn mặt sau VB_Bmax (xem Hình 8) là số đo độ mòn thích hợp của dao và một giá trị được xác định trước của VB_Bmax được xem là một chuẩn tuổi thọ tốt của dao.

Một giá trị quá thấp có thể gây ra sự phân tán lớn hơn của các kết quả vì tốc độ mòn cao ban đầu có thể có ảnh hưởng rất lớn.

Một giá trị quá cao có thể dẫn đến chi phí và không thể đạt được trong tất cả các phép thử.

Mặt sau bị mòn không đều thường là do làm sạch ba via của lưỡi cắt và vấn đề này được xử lý trong C.6.2.

C.3.2. Mòn tạo thành rãnh

...

...

...

Vì các lý do này, mòn tạo thành rãnh được loại trừ khỏi đánh giá vùng mòn mặt sau (xem 8.3). Trong các trường hợp đặc biệt khi mòn tạo thành rãnh chiếm ưu thế so với các hiện tượng mòn khác của dao thì chiều dài của rãnh mòn có thể được sử dụng như một tiêu chuẩn đánh giá độ mòn của dao. Trong các trường hợp này, có thể sử dụng VB_N như chuẩn tuổi thọ của dao.

C.4. Mòn của mặt trước

Mòn tạo thành vết lõm là dạng mòn xảy ra phổ biến nhất của mòn mặt trước của dao.

Chiều sâu của vết lõm KT (xem hình 8) có thể được sử dụng như một tiêu chuẩn đánh giá độ mòn của dao và có thể lựa chọn một giá trị xác định trước của KT như một chuẩn tuổi thọ của dao. Mòn tạo thành vết lõm quan trọng đối với các dao cacbit hơn là đối với dao gốm và dao thép cao tốc. Các giá trị được khuyến nghị được cho trong 8.2.2.

Vị trí của vết lõm so với lưỡi cắt cũng có một phần quan trọng. Một vết lõm sâu và rộng cách xa lưỡi cắt có thể ít nguy hiểm đối với dao hơn là một vết lõm nông, hẹp gần lưỡi cắt.

Khoảng cách từ cạnh trước của vết lõm tới lưỡi cắt chính đôi khi là một chuẩn có ích và nếu được hạn chế thì nó có thể loại bỏ được hư hỏng nặng.

Đây là một trong các lý do tại sao các giá trị của KT được cho như một chuẩn tuổi thọ của dao có liên quan đến bước tiến. Đối với các mục đích đặc biệt, khoảng cách đến tâm của vết lõm KM và chiều rộng của vết lõm KB có thể được xem như thông tin bổ sung. Tuy nhiên các kích thước này không nên được sử dụng làm chuẩn tuổi thọ của dao.

Khoảng cách đến tâm của vết lõm KM (khoảng cách giữa lưỡi cắt chính ban đầu và điểm sâu nhất của vết lõm) được đo trong vùng B song song với mặt trước và vuông góc với lưỡi cắt chính (xem Hình 8).

Chiều rộng của vết lõm KB (khoảng cách giữa lưỡi cắt chính ban đầu và cạnh sau của vết lõm) được đo song song với mặt trước trong vùng B và vuông góc với lưỡi cắt chính (xem Hình 8). Vì khoảng cách đến tâm của vết lõm KM không chỉ phụ thuộc vào bước tiến mà còn phụ thuộc vào vật liệu gia công và vật liệu làm dao, cho nên đôi khi cần tính toán tỷ số của vết lõm K(K = KT/KM).

...

...

...

C.5. Mòn của mặt sau phụ

Trong gia công tiện, bề mặt được gia công được tạo thành hình dạng chủ yếu bởi góc dao và lưỡi cắt phụ. Điều này có nghĩa là bất cứ sự thay đổi nào của góc dao do mòn sẽ ảnh hưởng đến bề mặt được gia công cắt.

Trong gia công tiện tinh với các bước tiến nhỏ, thường xuất hiện một hoặc nhiều rãnh trên mặt sau phụ sau một khoảng thời gian cắt các rãnh này làm cho nhám bề mặt của bề mặt được gia công tăng lên. Việc đánh giá trực tiếp dạng mòn này của dao có khó khăn nhưng có thể đánh giá ảnh hưởng của nó bằng cách đo nhám bề mặt của bề mặt được gia công. Có thể sử dụng một giá trị xác định của nhám bề mặt làm chuẩn tuổi thọ của dao. Nhám bề mặt là một chuẩn chung cho tiện tinh và nên ưu tiên sử dụng các giá trị sau của R_a, tính bằng micromet, phù hợp với ISO 468:

0,4; 0,8; 1,6; 3,2; 6,3; 12,5.

Giá trị oxy hóa của mặt sau phụ thường dẫn đến sự phá huỷ dao khi tiện với các dao cacbit ở các nhiệt độ đủ cao do các bước tiến và tốc độ cắt cao gây ra. Trong các trường hợp này, có thể không sử dụng dao được nữa vì sự oxy hóa của mặt sau xảy ra trước khi đạt tới chuẩn VB_B = 0,3mm hoặc giá trị được khuyến nghị của KT. Trong các trường hợp này phải sử dụng sự hư hỏng đột ngột của bề mặt được gia công do sự hư hỏng của mặt sau phụ làm chuẩn tuổi thọ của dao.

Thông thường, sự hư hỏng này xảy ra hoàn toàn bất ngờ, nếu không một sự hư hỏng xác định phải được sử dụng làm chuẩn tuổi thọ của dao.

C.6. Các hiện tượng rất khác nhau khác

C.6.1. Biến dạng của góc dao

Hiện tượng này có thể dẫn đến phá hủy các dao thép cao tốc và dao cacbit khi các điều kiện cắt là khốc liệt.

...

...

...

Biến dạng của góc dao không nên được sử dụng như một chuẩn tuổi thọ của dao, tuy nhiên, trong phần lớn các, trường hợp biến dạng sẽ làm cho hư hỏng nặng xảy ra nhanh hơn đối với các dao thép cao tốc và các hậu quả của quá trình oxy hóa đối với các dao cacbit trở nên nghiêm trọng hơn. Biến dạng có thể xảy ra khi các điều kiện cắt quá khắc nghiệt và có thể bắt đầu ngay sau khi dao bắt đầu cắt. Trong các trường hợp này tuổi thọ của dao thường rất ngắn. Điều này giải thích tại sao trong Điều 7.3 đã đưa ra khuyến nghị nên lựa chọn tuổi thọ của dao không ít hơn 5min đối với các vật liệu thông thường hoặc không ít hơn 2min đối với các vật liệu đắt tiền.

C.6.2. Làm sạch mạt phoi

Làm sạch các hạt phoi mịn khỏi lưỡi cắt và vết nứt do nhiệt (thường gặp khi ngừng cắt) có tầm quan trọng đối với vật liệu làm dao giòn. Số lượng mạt phoi và vết nứt nhiệt được đánh giá ở một mức độ nhất định bằng chiều rộng lớn nhất của vùng mòn mặt sau VB_Bmax (xem Hình 8).

Vì vậy giá trị VB_Bmax = 0,6 mm được chỉ thị trong 8.2 như một chuẩn tuổi thọ của dao.

C.6.3. Hệ hỏng sớm (trước thời hạn)

Tất cả các dạng hư hỏng nhanh không bình thường và do đó không có độ tin cậy và không đoán trước được của dao và các biến dạng lớn của dao dẫn đến phải kết thúc ngay tuổi thọ của dao có thể là do chỗ cứng trong vật liệu gia công hoặc sự cố trong vận hành máy công cụ gây ra. Một dao trong một loạt dao có thể bị vỡ, cắt phoi không tốt, biến dạng hoặc có hư hỏng khác không đoán trước được. Sự xảy ra hư hỏng sớm làm cho phép thử bị loại bỏ, trừ các trường hợp đặc biệt trong đó hư hỏng sớm dẫn ra thường xuyên hơn là mòn và ít khi đạt được các chuẩn tuổi thọ khác.

Đây có thể là trường hợp khi gia công cắt các vật liệu gia công rất cứng và không đồng nhất với vật liệu làm dao rất giòn và hình dạng của dao tinh xảo, phức tạp. Trong các trường hợp này nên dùng nhiều điểm thực nghiệm để xác định các đường cong v_c-T_c.

C.6.4. Hư hỏng nặng

Sự hư hỏng nhanh của lưỡi cắt sau một khoảng thời gian cắt có kết quả dưới tác động liên hợp của tải trọng và nhiệt độ tăng là một chuẩn đáng tin cậy đối với các dao thép cao tốc và vì thế được chỉ dẫn trong 8.2.1. Cũng có thể sử dụng chuẩn này trong các trường hợp thử dao cacbit và dao gốm trong các điều kiện cắt kim loại khốc liệt, nhưng việc sử dụng này không được khuyến nghị.

...

...

...

Hiện tượng này, đôi khi quan sát được trước khi xảy ra hư hỏng nặng của các dao thép cao tốc được thể hiện bởi dạng bên ngoài sáng bóng như được đánh bóng của bề mặt được gia công và bề mặt chuyển tiếp thường xuất hiện sau một số ít vòng quay của chi tiết gia công. Hiện tượng này có thể xảy ra thêm trước hư hỏng nặng hoặc xảy ra sớm bằng một nửa tuổi thọ của dao. Hư hỏng sơ bộ không được sử dụng như một chuẩn tuổi thọ của dao và việc cắt gọt phải tiếp tục tới khi đạt được một trong các chuẩn tuổi thọ ưu tiên của dao. Thời điểm xảy ra hư hỏng sơ bộ phải được ghi lại.

C.7. Nhám bề mặt, lực cắt và nhiệt độ cắt

Nhám bề mặt là một chuẩn chung cho dao tiện tinh.

Độ tăng lớn của các lực cắt và nhiệt độ cắt theo thời gian đôi khi được dùng làm cơ sở cho một chuẩn tuổi thọ của dao trong nghiên cứu khoa học và trong các hệ thống điều khiển thích nghi.

Tiêu chuẩn này không bao hàm nội dung đã nêu trên. Nhám bề mặt, các lực cắt và nhiệt độ cắt có thể được đo và sử dụng như thông tin bổ sung.

Sự tạo thành phoi thường không được khuyến nghị dùng cho xác định tuổi thọ của dao. Tuy nhiên, dạng phoi có ích như một “dụng cụ điều chỉnh” như đã mô tả trong Phụ lục G.

PHỤ LỤC D

(Qui định)

...

...

...

Các tờ dữ liệu

Công ty ……..……

Điều kiện chung

Số đăng ký ………...

Số thứ tự ……..……

Ngày ……………...

Đặt hàng bởi …………………..

Thực hiện bởi …………..

Mục đích của phép thử

...

...

...

.............................................................................................................................................

Vật liệu thử

Kí hiệu …………

Nhà sản xuất ………….. Quốc gia …………………

Số mẻ liệu

Phân tích %

C

Si

Mn

...

...

...

S

Ni

Cr

Mo

Cu

V

...

...

...

O.......... %

N.......... %

H₂......... %

Tiêu chuẩn

...

...

...

Mẻ liệu

...

...

...

...

...

...

Thanh thử

...

...

...

Phân tích xỉ và các tạp chất

SiO₂

Ml₂O₂

FeO

...

...

...

Các tạp chất (Loại, cỡ, v.v…)

.................................................

.................................................

.................................................

CaO

...

...

...

TiO₂

Cr₂O₃

Xử lý thỏi (đúc) (cỡ thỏi, cán …) ..........................................................

Xử lý nhiệt ..........................................................................................

Cơ tính

...

...

...

Độ cứng Brinen ………

Đường kính li …….mm

Lực ………….N

Dữ liệu bổ sung

………………..

…………………

R_eH.......... N/mm^2

R_eL........... N/mm^2

Dao

...

...

...

Vật liệu dao ……..

Cacbit thiêu kết         £

Gốm     loại Al₂O₃      £

            loại Si₃N₄       £

Mảnh cắt (Ký hiệu) ……………..

Nhám ứng dụng (ISO513) ….

Giá kẹp dao (kiểu và kí hiệu) ....................................

...............................................................................

Thép cao tốc

...

...

...

Độ cứng................

Xử lý nhiệt ..........................

Ký hiệu dao ...........

Phương pháp mài .......................................

Hình học của dao

Y_n = ............

α_n = ............

λ_s = ……

K_r = ……

...

...

...

r_s = ……..

r_n = ……

P_By = ……

I_Bn = ……

Máy tiện

Nhà sản xuất …………. Kiểu ……………

N_o ……………….

Năm sản xuất ……….

Công xuất danh nghĩa ^1) …………. Kw

...

...

...

Khoảng cách lớn nhất giữa các mũi tâm ……..mm

Điều kiện gia công theo hồ sơ N_o ………….

Lắp đặt máy (lắp bằng bulông, v.v…) …….

Tốc độ thay đổi vô cấp                              có £

                                                            không £

Các vấn đề khác ..................................................................................

Cơ cấu kẹp chặt

Cơ cấu kẹp chặt được sử dụng

Mâm cặp £

...

...

...

Các mũi tâm £

Cơ cấu khác (mô tả) ........................

.......................................................

.......................................................

Chất lỏng cắt

Chất lỏng được sử dụng

có £

không £

Loại …………..

...

...

...

Áp suất ………….

Nhiệt độ ……………

Thể tích …..….l/min

Các vấn đề khác

^1) Nếu có thực hiện, nên đo và ghi lại công suất cắt P_c, và/hoặc công suất gia công, P_c (phù hợp với ISO 3002-4)

Công ty ……..……

Phép đo độ mòn VB_B, KT đối với thời gian t

Số đăng ký …………

...

...

...

Ngày ……………..

Đặt hàng bởi …………………..

Thực hiện bởi …………..

Thanh thử, dao và các dữ liệu cắt

Mảnh cắt hoặc dao

No ………..

Lưỡi cắt

No ………..

Đường kính thô

...

...

...

Đường kính trước gia công

………..mm

Chiều dài chi tiết gia công

………mm

Vùng được gia công

……...mm

Cơ cấu bẻ phoi

Các vấn đề khác .................................................................................

Chiều cao ……….

...

...

...

Giá trị thử

Phép đo

No.

Thời gian

t

min

Đường kính

D

mm

...

...

...

Vét lõm

Dạng phoi

Ghi chú

VB_B

mm

VB_B max.

^1)

KT

mm

...

...

...

zone

mm

0

-

-

-

-

...

...

...

-

-

1

...

...

...

2

...

...

...

3

...

...

...

4

...

...

...

5

...

...

...

6

...

...

...

...

...

...

...

...

...

8

...

...

...

9

...

...

...

10

...

...

...

11

...

...

...

12

...

...

...

13

...

...

...

14

...

...

...

15

...

...

...

Chuẩn tuổi thọ của dao

...

...

...

Dạng phoi có bị ảnh hưởng của cơ cấu bẻ phoi không?

Có £            Không£

Các tỷ xích của hai trục phải được sửa cho phù hợp với các giá trị thu được.

Công ty ……..……

Biểu đồ tuổi thọ của dao T_c tốc độ cắt v_c

Số đăng ký …………

Số thứ tự ……..……

...

...

...

Đặt hàng bởi …………………..

Thực hiện bởi …………..

Dữ liệu chính

Vật liệu thử

……………………

Vật liệu làm dao

……………………

Ký hiệu dao

………………………..

...

...

...

…..mm/rev

Chiều sâu cắt, a_p …..mm

Hình học của dao

γ_n = ……

α_n = …..

λ_n = ……

K_r = …….

ε_r = …….

r_c = ……..

...

...

...

Remarks ...........................................................................................................................

Các giá trị thử

Tờ N_o.

Chuẩn tuổi thọ

Tốc độ cắt vc m/min

Tuổi thọ dao T_c mm

Giá trị trung bình

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

Nhận xét ..............................................................................................................................

PHỤ LỤC E

(Qui định)

THỬ TUỔI THỌ SƠ BỘ CỦA DAO

Nên thử tuổi thọ sơ bộ của dao để xác định tốc độ cắt sẽ dẫn đến tuổi thọ hợp lý của dao và tránh các hành trình cắt tiêu thụ thời gian một cách quá mức. Một hành trình cắt nên được thực hiện với máy được chỉnh đặt ở một tốc độ cắt thấp được lựa chọn tùy ý và nếu cần thiết, khoảng cách của cơ cấu bẻ phoi nên được điều chỉnh tới khi thu được một dạng phoi có thể chấp nhận được. Khoảng thời gian dùng cho hành trình cắt nên ngắn và có thể thay đổi được cho các trường hợp riêng biệt. Nên kiểm tra hư hỏng của dao và nếu không xuất hiện hư hỏng thì nên tiến hành cắt thêm với tốc độ cắt được tăng lên. Nên lặp lại qui trình này tới khi dao bị hư hỏng.

Không nên ghi điểm tuổi thọ của dao thu được này trong báo cáo thử; tuy nhiên, tuổi thọ này có giá trị trong việc thiết lập mức làm việc đúng. Thời gian cắt thu được trong quá trình thử ở các tốc độ thấp hơn là một phần không lớn của tuổi thọ của dao cắt khi làm việc ở tốc độ tại đó đã xảy ra hư hỏng của dao.

Tốc độ cắt dùng cho các phép thử tuổi thọ lần thứ nhất của dao được xác định bằng ước tính độ dốc k của đường cong tuổi thọ.

...

...

...

Sau đó, có thể dùng đường này để xác định tốc độ cắt dùng cho tuổi thọ đầu tiên được yêu cầu của dao. Tốc độ cắt này cũng có thể được tính toán bằng phương trình tuổi thọ của dao theo công thức sau.

Sự ước tính hợp lý đối với độ dốc của đường tuổi thọ của dao dùng cho mòn mặt sau đối với các vật liệu làm dao cắt khác nhau được cho dưới đây.

- Thép cao tốc: k = 7, nhưng có thể thu được các giá trị giữa -12 và - 5;

- Cacbit: k = - 4, nhưng có thể thu được các giá trị giữa - 6 và - 2,5;

- Gốm: k = - 2, nhưng có thể thu được các giá trị giữa - 2,5 và - 1,25.

Các giá trị gần các giá trị được ước tính ban đầu thường thu được khi cắt vật liệu gia công chuẩn với các dao chuẩn.

Như vậy, tốc độ cắt được lựa chọn sẽ hiếm khi tạo ra tuổi thọ lựa chọn của dao, tuy nhiên tốc độ cắt này sẽ cung cấp tốc độ cắt hợp lý tại đó có thể bắt đầu phép thử. Khi có một vài kinh nghiệm nào đó thì có thể bỏ qua phép thử sơ bộ.

...

...

...

(Qui định)

ĐÁNH GIÁ CÁC DỮ LIỆU TUỔI THỌ CỦA DAO

F.1. Qui định chung

Nên lưu ý đến vấn đề là các ký hiệu N, X, Y, , , σ và σ^2 được sử dụng trước đây có liên quan đến thử tuổi thọ của dao với các dao tiện một lưỡi cắt đã được thay thế một cách tương ứng bằng n, x, y, , , s và s^2 phù hợp với ISO 3534.

F.2. Đánh giá (bằng mắt)

Qui trình và tính toán

Phải sử dụng giấy vẽ biểu đồ log - log có tỷ xích bằng nhau với tuổi thọ của dao T_c (biến số phụ thuộc) trên thang đo thẳng đứng và tốc độ cắt, v_c (biến số độc lập) trên thang đo nằm ngang.

Tất cả các giá trị quan trắc được của v_c và T_c đối với chuẩn tuổi thọ riêng biệt của dao phải được vẽ thành biểu đồ, ngoại trừ các dữ liệu giả trước đây. Các sai số thường xảy ra khi tính toán giá trị trung bình các kết quả quan trắc tại một tốc độ trước khi nối các điểm trên biểu đồ có tỷ xích lôgarit. Phải điều chỉnh một cách thích hợp nhất đường thẳng của biểu đồ log T_c - log v_c. Về mặt lý thuyết nên vẽ đường thẳng của biểu đồ sao cho tổng các bình phương của các khoảng cách theo phương thẳng đứng giữa đường và các điểm thực tế được ước tính bằng mắt là nhỏ nhất tới mức có thể thực hiện được.

Có thể xác định dễ dàng hằng số k từ độ dốc của đường hoặc từ hai tập hợp các giá trị quan trắc (v_c, T_c) mà đường thực sự đi qua.

...

...

...

Có thể trực tiếp đọc được hằng số C từ biểu đồ là tốc độ cắt đối với tổng tuổi thọ 1 min.

Mặt khác, C có thể được tính toán từ

VÍ DỤ: Trong một loạt các phép thử tuổi thọ của dao với các dao cacbit P30 trên thép thường hóa 0,45 % với bước tiến F = 0,25 mm/tev, chiều sâu cắt a_P = 0,25 mm, bán kính góc dao r_s = 0,8 mm và góc trực giao của dao γ_o = 6^o đã thu được các kết quả sau:

Số của phép thử

Tốc độ cắt

v_c

m/min

Tuổi thọ của dao T_c, min

...

...

...

Chuẩn VB_B = 0,3mm

1

2

3

180

160

140

10

18,5

...

...

...

17,5

24

30

4

5

6

140

125

160

...

...

...

36

13

26

40

17

7

8

9

125

...

...

...

160

44

8

15,5

51

15,5

22

10

11

...

...

...

125

140

180

40

25

6,5

47

36

12,5

...

...

...

Xác định các hằng số của phương trình tuổi thọ của dao

Hình F.1 - (Các tỷ xích lôgarit)

Lời giải

Các điểm thực nghiệm đã được vẽ thành biểu đồ như đã chỉ ra trên Hình F.1. Một đường được vẽ theo chuẩn VB_B = 0,3 mm và đường khác được vẽ cho chuẩn KT = 0,14 mm. Các hằng số thu được từ biểu đồ và được chỉ thị trên hình vẽ.

F.3. Đánh giá bằng tính toán

F.3.1. Phân tích bằng phép hồi qui

Phân tích bằng phép hồi qui là một phương pháp thống kê trợ giúp cho điều chỉnh một cách tốt nhất đường tuổi thọ của dao đối với một tập hợp các dữ liệu thay cho vẽ đường này một cách đơn giản bằng mắt. Phương pháp này xác định phương trình của đường thẳng này từ đó tổng của các khoảng cách bình phương hoặc các sai lệch của tất cả các điểm được nối với nhau thành đường theo các hướng riêng là nhỏ nhất.

Trong phương pháp phân tích này, giả thử rằng log T_c là một hàm số tuyến tính của một biến số độc lập log v_c; như vậy các sai lệch được đo theo log T_c hoặc phương thẳng đứng.

...

...

...

Sự khác biệt này dẫn đến sự đánh giá thấp nhỏ nhất của mức nắn thẳng của đường như đã chỉ ra trên hình F.3.

Trong thực tế, độ chênh lệch giữa một tuổi thọ của dao được tính toán cho T_c và một đường cong được tính toán cho log T_c là rất nhỏ trong so sánh với sự phân tán quanh đường cong.

F.3.2. Tính toán

Đối với các tính toán, có thể sử dụng chương trình tính toán đã chỉ ra trong Bảng F.1 các cột 1, 2 và 3 được hoàn thành đầu tiên bằng cách đưa vào các giá trị v_c và T_c quan trắc được đối với tất cả các kết quả thực nghiệm thu được. Chỉ nên bỏ qua các kết quả phụ không thể nghi ngờ được.

Sử dụng các ký hiệu sau:

n: số lượng các quan trắc thực nghiệm

x: log v_c

y. log T_c

các cột 4 và 5 của Bảng F.1 được hoàn thành bằng cách lấy logarit của v_c và T_c một cách đơn giản. Tính tổng số của cả hai các giá trị x và y và sau đó tính toán các giá trị trung bình của chúng ,  từ các công thức:

...

...

...

Phép biến đổi phương trình Taylor về tuổi thọ của dao cùng với lựa chọn thích hợp các trục đã đi đến công thức sau:

trong đó

Và

 là các tọa độ của điểm trọng tâm

Cần thiết phải xác định các giá trị của C và k sao cho tổng các bình phương của các sai phân y là nhỏ nhất. Nét đại cương về tính toán được cho trong Bảng F.1.

Hằng số k, là tang của góc giữa đường hồi qui và trục X được cho bởi công thức

...

...

...

Các tích số xy được lập thành bảng trong cột 6 của Bảng F.1 và thu được tổng số của chúng. Các giá trị riêng biệt của Σx và Σy thu được từ các cột 4 và 5. Tích số Σx.Σy sau đó được chia cho n.

Trong cột 7 đã tính toán tổng của các bình phương Σx^2. Sau đó từ cột 4 tổng Σx thu được, được lấy bình phương và được chia cho n.

CHÚ THÍCH: Σ x^2 khác với (Σx)^2

Cuối cùng, hằng số C được tính toán từ công thức

VÍ DỤ: Tính toán các hằng số k và C trong phương trình Taylor cho tuổi thọ của dao đối với các quan trắc được trình bày trong ví dụ được cho trong Bảng f.2.

Lời giải

Vẽ biểu đồ đơn giản của tuổi thọ của dao - tốc độ cắt trên giấy log - log như đã chỉ ra trên hình F.2. Biểu đồ chỉ ra rằng có lý do thích hợp để đảm bảo tuổi thọ của dao tuân theo phương trình Taylor. Như vậy tính toán các hằng số k và C bằng phân tích hồi qui là hợp lý.

Các tính toán được chỉ ra trong Bảng F.4 đối với chuẩn KT = 0,14mm. Các kết quả được chỉ ra trên Hình F.3.

...

...

...

F.4.1. Phương sai

Biến thiên của sai phân được tính toán theo

Để tính toán, sử dụng chương trình tính toán chỉ ra trong các Bảng F.1 và F.2. Bắt đầu bằng tính toán tổng bình phương Σy^2 trong Bảng F.1. Chuyển tổng bình phương này từ Bảng F.1 thành phần 1 của Bảng F.2 cũng như , Σy, K, Σxy, Σx, Σy/n. Tiếp tục với tính toán theo công thức đã cho trong phần 1 của Bảng F.2.

F.4.2. Giá trị

Tính toán

Để tính toán, sử dụng sơ đồ tính toán đã chỉ ra trên Hình F.2. Phải tính toán các thông số sau:

a) Tổng bình phương trung bình do sai lệch với đường hồi qui (= biến thiên của sai phân) như đã mô tả trong F.4.1 (sử dụng phần 1 của Bảng F.2)

b) Tổng các bình phương trung bình do biến thiên được giải thích bằng phép hồi qui.

...

...

...

Đại lượng này đã được tính toán như một kết quả riêng phần trong phần 1 của Bảng 2.

c) Tỷ số

Lựa chọn mức tin cậy cần thiết (ví dụ như 90%) và đọc từ Bảng F của Fischerr giá trị F đối với số bậc tự do (d, f) bằng 1 và n - 2 . Tỷ số  nên lớn hơn giá trị F trong Bảng F. Nếu không thỏa mãn yêu cầu này thì mối quan hệ quan trắc được nên được xem như một kết quả tình cờ.

F.5. Các giới hạn của khoảng tin cậy cho đường cong v_c-T_c

F.5.1. Các giới hạn của khoảng tin cậy cho toàn bộ đường

Tính toán

Sử dụng chương trình tính toán được chỉ ra trong Bảng F.3 và tiến hành tính toán như sau

a) Viết vào phần đầu của Bảng F.3 các đại lượng thu được trong các Bảng F.1 và F.2. Lựa chọn mức tin cậy mong muốn. Đọc trong Bảng t của Student giá trị t ở hai bên đối với số bậc tự do bằng n - 2.

b) Khoảng tin cậy đối với toàn bộ đường được tính toán theo công thức sau:

...

...

...

Hai số hạng đầu tiên của công thức này biểu thị đường hồi qui. Số hạng cuối cùng là một biểu thức về cỡ kích thước của khoảng tin cậy, đó là phạm vi đầy đủ giữa các giới hạn độ tin cậy.

Bảng F.3, phần 2 chỉ ra thứ tự của các tính toán được yêu cầu. Các giá trị của ts_r (cột 1) và 1/n (cột 2) thu được đầu tiên. Sau đó lựa chọn một loạt các giá trị x (cột 3) và theo sau là hoàn thiện các cột 4, 5 và 6.

Cột 6 đưa ra khoảng tin cậy trên một phía của đường hồi qui cho mức tin cậy được lựa chọn.

F.5.2. Các khoảng tin cậy cho các hằng số a, C và k

Tính toán

Khoảng tin cậy đối với k thu được theo công thức

Bảng 3 đưa ra phương pháp ghi các giá trị thu được. Có thể thu được các dữ liệu đầu vào từ phần 1 của Bảng f.3.

Khoảng tin cậy đối với hằng số a thu được theo công thức

...

...

...

Và sự thay thế trong phương trình

Cuối cùng có thể thu được các giá trị giới hạn tương ứng cho logC và C. Bảng F.3 cũng đưa ra phương pháp để ghi các giá trị thu được.

VÍ DỤ: Thu được một số đo phương sai quanh đường hồi qui được xử lý trong ví dụ được cho trong F.3.2. Cũng được thực hiện một phép thử có trong số và xác lập các giới hạn của khoảng tin cậy.

a) Phương sai

Các tính toán được chỉ ra trong Bảng F.5 phần 1

b) Giá trị

Các tính toán được chỉ ra trong Bảng F.5, phần 2 và phần 3. Khi giá trị F được lấy từ bảng phân bố F, ghi lại bậc tự do là n - 2 đối với tổng các bình phương nhỏ hơn và 1 đối với tổng các bình phương lớn hơn và như vậy, giá trị F đúng được lấy từ hàng n - 2 và cột thứ nhất.

Vì tỷ số phương sai = 131 và F = 4,96 cho nên có giá trị bậc cao.

...

...

...

1) Các giới hạn của khoảng tin cậy đối với đường là trọn bộ

Các tính toán được chỉ ra trong Bảng F.6. Các kết quả có thể được chỉ ra bằng biểu đồ. Lưu ý rằng, nếu sử dụng giấy log - log có các mô đun của thang chia độ 100mm thì x = 2,25  tương đương với khoảng cách 225,5 mm từ x = 0,0 (v_c = 1 m/min). Như vậy một chiều rộng khoảng tin cậy Δy = 0,082 tương đương với khoảng cách (trên hoặc dưới đường trung bình hồi qui) 8,2 mm.

Trên Hình F.3 đã chỉ ra đường hồi qui có các giới hạn các khoảng tin cậy tương đương với mức tin cậy 95 %.

2) Khoảng tin cậy đối với k.

3) Khoảng tin cậy đối với C

Trong phần 4 của Bảng F.6 đã chỉ ra các giá trị nhỏ nhất và lớn nhất.

F.6. Đánh giá các phép thử tuổi thọ của dao ở chỉ một tốc độ

Trừ số lượng n các giá trị T_c quan trắc được, tính toán giá trị trung bình  như sau:

...

...

...

a) các quan trắc là độc lập theo thống kê;

b) đã thực hiện sự ngẫu nhiên hóa

thì mẫu thử của các giá trị T_c quan trắc được có thể được xem là được rút ra từ một tập hợp có các giá trị T_c được phân bố chuẩn. (Đôi khi một phân bố chuẩn2) có thể thu được bằng lấy log các giá trị T_c thay cho các giá trị T_c).

Khoảng tin cậy đối với tuổi thọ trung bình tính toán của dao T_c có thể thu được từ

Trong đó s làm sai lệch chuẩn của các giá trị quan trắc được của tuổi thọ của dao

Và t biểu thị giá trị t của Student đối với bậc tự do n - 1 cho mức tin cậy mong muốn 1 - α % (xem Bảng F.7).

VÍ DỤ: Độ chênh lệch giữa khả năng chịu mòn của hai vật liệu làm dao đã được nghiên cứu bằng các phép thử thực tế trong công nghiệp trong một nhóm máy công cụ trong đó ba máy công cụ có cùng một mẫu (model) và năm sản xuất được đưa vào sử dụng trong các điều kiện cắt giống nhau.

...

...

...

Đã thu được các dữ liệu tuổi thọ của dao sau

Tuổi thọ của dao

(Số lượng các chi tiết gia công cho mỗi lưỡi cắt của dao

Số lượng tuổi thọ của dao quan trắc được

Vật liệu A

Vật liệu B

14

15

16

...

...

...

18

19

20

21

22

23

24

25

4

...

...

...

6

15

10

16

18

10

8

5

2

...

...

...

1

6

18

20

20

14

8

...

...

...

4

2

Tổng số n =

100

101

Lời giải và thảo luận

Tuổi thọ trung bình đối với vật liệu làm dao A là

=19,0

Tuổi thọ trung bình đối với vật liệu làm dao B là

...

...

...

Sai lệch của chuẩn đối với vật liệu A là

 = 2,5

Và đối với vật liệu B

s_B = 2,0

Khoảng tin cậy đối với vật liệu A là (với mức tin cậy 95%)

Khoảng tin cậy tương ứng đối với vật liệu B là

T_cB = 20,0 ± 0,4

Khoảng tin cậy nhỏ hơn độ chênh lệch giữa các tuổi thọ trung bình của dao đối với các vật liệu được thử.

...

...

...

Tuy nhiên, trong trường hợp này cách trình bày văn bản của vấn đề đã chỉ ra rằng có một số yếu tố (ngoài vật liệu làm dao) có thể dẫn đến sự chênh lệch của tuổi thọ của dao trong hai tập hợp quan trắc. Các yếu tố này là các máy công cụ có liên quan, những người vận hành máy và thứ tự của các thử nghiệm A và B. Nếu ảnh hưởng của các yếu tố này đã được kiểm soát, ví dụ như bằng sự ngẫu nhiên hóa thì kết luận nêu trên có thể được rút ra.

VÍ DỤ

Sự khác nhau của khả năng chịu mòn của hai loại vật liệu thép cao tốc làm dao đã được nghiên cứu. Đối với mục đích nghiên cứu này, số lượng các chi tiết gia công được chế tạo ra bởi một dao tới khi xảy ra hư hỏng dao đã được ghi lại đối với một số dao được làm từ cả hai loại thép cao tốc.

Tất cả các chi tiết gia công đều giống nhau và được chế tạo từ các thanh thép kéo nguội trong một lần cung cấp. Vì có thể có một vài ảnh hưởng của sự thay đổi các tính chất của vật liệu gia công giữa các thanh thép cho nên các dao đã có sự thay đổi theo trình tự ngẫu nhiên mỗi khi một chi tiết gia công được hoàn thành. Tất cả các phép thử đã được thực hiện bởi cùng một người vận hành một máy tiện bán tự động với một tốc độ trục chính cố định.

Điều này có nghĩa là không cần thiết phải áp dụng các kết quả này khi các điều kiện cắt, các thông số hình học của dao hoặc vật liệu gia công thay đổi.

Để đạt được sản xuất an toàn một cách hợp lý, các dao làm bằng vật liệu A nên được thay sau khi đã chế tạo được 12 sản phẩm. Đối với vật liệu làm dao loại B, số lượng này là 15. Khoảng 20 % các dao sẽ hư hỏng trước khi đạt tới số lượng này.

Nếu các dao được thay sau 11 và 14 sản phẩm thì rủi ro hư hỏng sớm được giảm đi khoảng 10 %.

Vật liệu làm dao A

Số lượng dao

...

...

...

1

2

3

4

5

6

7

...

...

...

9

10

11

12

13

14

15

10

17

...

...

...

13

11

14

12

16

13

12

14

15

...

...

...

1,5

-3,5

3,5

0,5

-0,5

-2,5

0,5

-1,5

2,5

...

...

...

-1,5

0,5

1,5

-0,5

2,25

12,25

12,25

0,25

0,25

...

...

...

0,25

2,25

6,25

0,25

2,25

0,25

2,25

0,25

n = 14

...

...

...

Mức tin cậy: 95 %

Số bậc tự do: n - 1

Vật liệu A: n-1 = 13. Giá trị t = 2,160

Vật liệu B: n - 1 = 11. Giá trị t = 2,201

Vật liệu làm dao B

...

...

...

Tuổi thọ của dao T_c

1

2

3

4

5

6

...

...

...

8

9

10

11

12

14

18

17

13

...

...

...

18

17

20

16

16

15

19

-2,6

1,4

...

...

...

-3,6

-0,6

1,4

0,4

3,4

-0,6

-0,6

-1,6

2,4

...

...

...

1,96

0,16

12,96

0,36

1,96

0,16

11,56

0,36

0,36

...

...

...

5,76

n = 12

ΣT_c = 199

...

...

...

Vì nhận thấy rằng tất cả các yếu tố có thể ảnh hưởng tới tuổi thọ của dao đã được kiểm soát ở mức hợp lý cho nên có thể đi đến kết luận rằng vật liệu làm dao B có khả năng chịu mài mòn lớn hơn so với vật liệu làm dao A đối với các điều kiện của các phép thử này.

Hình F.2 - Các đường tuổi thọ của dao được điều chỉnh “bằng mắt”

*) tg α = -4,27

**) tg α = -3,10

Hình F.3 - Các đường tuổi thọ của dao có khoảng tin cậy được điều chỉnh bằng tính toán

Bảng F.1 - Chương trình tính toán để tính toán đường hồi qui

1

...

...

...

3

4

5

6

7

8

Quan trắc

No.

v_c

...

...

...

T_c

min

x = log v_c

y = log T_c

xy

x^2

y^2

1

2

...

...

...

4

5

6

7

8

9

10

11

12

...

...

...

14

15

...

...

...

Σx =

Σy =

Σxy =

Σx^2

Σy^2 =

...

...

...

(Σx)^2 =

Σx^.Σy =

(Σx)^2/n =

...

...

...

Số lượng quan trắc n =

k = -

-1/k =

...

...

...

=    +    =

C =

(m/min)

Bảng F.2 - Chương trình tính toán để đánh giá phương sai và giá trị

Phần 1: Tổng bình phương trung bình do sai lệch đối với đường hồi qui (biến thiên sai phân)

Đọc từ Bảng F.1

                               k =

...

...

...

                

Tính toán

Tính toán biến thiên sai phân

Phần 2: Tổng bình phương trung bình do biến thiên được giải thích bằng phép hồi qui (biến thiên được giải thích)

Đọc từ phần 1

Phần 3: Tính toán tỷ số sai lệch trung bình (phương sai) và so sánh với giá trị F

Nguồn biến thiên

...

...

...

Tổng bình phương trung bình

Tỷ số

Phép hồi qui

1

Các sai phân

n - 2 =

...

...

...

Mức tin cậy:    %

Đọc giá trị F của Fisher đối với bậc tự do (d.f) = 1, n - 2 =

Có giá trị                       Có £          Không £

Bảng F.3 - Chương trình tính toán để tính toán các khoảng tin cậy

Đọc tử Bảng F.1

n =

a =

...

...

...

Đọc từ phần 1 của Bảng F.2

Tính toán

s_r =

Mức tin cậy      %

Giá trị t đối với bậc tự do = n -2

Phần 2: Chiều dài khoảng tin cậy (ngoài giá trị trung bình y)

...

...

...

2

3

4

5

6

ts_r

x

...

...

...

Phần 3: Khoảng tin cậy đối với k

...

...

...

k_min =                                              k_max =

k_m =

(-1/k)_min =                                         (-1/k)_max =

Phần 4: Khoảng tin cậy đối với a và C

a =

a =

a_min =                                              a_max =

...

...

...

=

C_min =

C_max =

=

Các ví dụ (xem các Bảng F.4 đến F.6)

CHÚ THÍCH 8: Các kết quả tính toán trong các Bảng F.4 đến F.6 phụ thuộc vào số lượng các hàng đơn vị thập phân được sử dụng và sơ đồ qui tròn cho các giá trị. Vì vậy, điều quan trọng cần lưu ý là các giá trị và các kết quả được cho trong các bảng này chỉ là các ví dụ và không dựa trên các giá trị được cho đến ba hàng đơn vị thập phân trong các cột 4 đến 8 của Bảng F.4.

Bảng F.4 - Ví dụ về tính toán đường hồi qui

1

2

...

...

...

4

5

6

7

8

Quan trắc

No.

v_c

m/min

...

...

...

min

x = log v_c

y = log T_c

xy

x^2

y^2

1

180

10

...

...

...

1,000

2,255

5,085

1,000

2

160

18,5

2,204

1,267

...

...

...

4,858

1,605

3

140

24

2,146

1,380

2,961

4,605

...

...

...

4

140

20

2,146

1,301

2,792

4,605

1,693

5

...

...

...

36

2,097

1,556

3,263

4,397

2,421

6

160

13

...

...

...

1,114

2,455

4,858

1,241

7

125

44

2,097

1,643

...

...

...

4,397

2,699

8

180

8

2,255

0,903

2,036

5,085

...

...

...

9

160

15,5

2,204

1,190

2,623

4,858

1,416

10

...

...

...

40

2,097

1,602

3,359

4,397

2,566

11

140

25

...

...

...

1,398

3,000

4,605

1,954

12

180

6,5

2,255

0,813

...

...

...

5,085

0,661

13

...

...

...

14

15

...

...

...

Sum

...

...

...

Σy = 15,168 4

Σxy = 32,820 6

Σx^2 = 56,841 89

Σy^2 = 19,981 39

(Σx)^2 = 681,590 7

Σx^.Σy = 396,007 2

...

...

...

...

...

...

(Σx)^2/n= 56,799 2

Σx^.Σy/n = 33,000 6

...

...

...

Chuẩn KT = 0,14mm

Số lượng các quan trắc n = 12

k = -4,216 4

-1/k = 0,237 2

...

...

...

C = 298,9 (m/min)

Bảng F.5 - Ví dụ về đánh giá phương sai và giá trị

Phần 1: Tổng bình phương trung bình do sai lệch đối với đường hồi qui (biến thiên sai phân)

Đọc từ Bảng F.4

Σ y^2 = 19,98139                                     k = -4,2164

                                          Σxy = 32,8206

Σy = 15,1684                                         Σx^.Σy/n = 32,0006

Tính toán Σxy - Σx^.Σy/n = -0,180

Tính toán biến thiên sai phân

...

...

...

Phần 2: Tổng bình phương trung bình do biến thiên được giải thích bằng phép hồi qui (biến thiên được giải thích)

Đọc từ phần 1

Phần 3: Tính toán tỷ số phương sai (sai lệch trung bình) và so sánh với giá trị F

Nguồn biến thiên

Bậc tự do (d.f)

Tổng bình phương trung bình

Tỷ số

Phép hồi qui

...

...

...

Các sai phân

N - 2 = 10

Mức tin cậy: 95 %

Đọc giá trị F từ Bảng F của Fisher đối với bậc tự do = 1, n - 2 = 10:4,96

Có giá trị                       Có £                Không £

...

...

...

Phần 1: Các dữ liệu đầu vào

Đọc từ Bảng F.4

n = 12

a = 1,264

k = -4,2164

Đọc từ phần 1 của Bảng F.5

...

...

...

s_r = 0,06971

Confidence level 95 %

t-value for d.f. = n -2 : 2,23

Phần 2: Chiều dài khoảng tin cậy (ngoài giá trị trung bình y)

1

2

3

4

5

...

...

...

ts_r

x

0,155 5

0,083 3

2,255 3

...

...

...

2,146 1

2,069

0,079 69

0,028 49

-0,029 5

-0,078 7

0,150 87

0,188 86

0,028 44

...

...

...

0,075 2

0,049 8

0,050 1

0,074 6

Average: 0,062 4

Phần 3: Khoảng tin cậy đối với k

k_min = -4,98                                      k_max = -3,46

...

...

...

(-1/k)_min = 0,201                                (-1/k)_max = 0,289

Phần 4: Khoảng tin cậy đối với a và C

a =

a = 1,264 ± 0,045

a_min = 0,219                                     a_max = 1,309

=

...

...

...

C_min = 269,0

C_max = 347,3

Bảng F.7 - Phân bố t đối với tin cậy 95 %

Số bậc tự do

Khoảng cách ở hai bên

t₉₅

1

12,706

2

...

...

...

3

3,182

4

2,776

5

2,571

6

...

...

...

7

2,365

8

2,306

9

2,262

...

...

...

10

2,228

11

2,201

12

2,179

13

...

...

...

14

2,145

15

2,131

16

2,120

17

...

...

...

18

2,101

19

2,093

20

2,086

...

...

...

21

2,080

22

2,074

23

2,069

24

...

...

...

25

2,060

26

2,056

27

2,052

28

...

...

...

29

2,045

30

2,042

40

2,021

60

...

...

...

100

1,984

120

1,980

-

1,960

...

...

...

(Qui định)

ĐẶC TÍNH CỦA PHOI

Phoi được tạo thành trong quá trình cắt gọt có các đặc tính có liên quan đến vật liệu gia công, vật liệu làm dao, các thông số hình học của dao, điều kiện của các lưỡi cắt, vị trí của lưỡi cắt và dữ liệu và các điều kiện cắt.

Đối với bất cứ sự chỉnh đặt các điều kiện đã cho nào, sự tạo thành phoi sẽ được giữ không thay đổi trừ khi thay đổi một trong các yếu tố nên trên. Vì vậy các quan sát về sự tạo thành phoi có thể là biện pháp chỉ báo hữu ích khi cố gắng tái tạo lại các điều kiện thử được sử dụng trong phép thử trước đây như một dụng cụ chỉ báo sự thay đổi các điều kiện trong quá trình thử hoặc tuổi thọ của dao đã cho, như một dụng cụ chỉ báo sự thay đổi khả năng gia công cắt được của các chi tiết gia công hoặc như một dụng cụ chỉ báo hư hỏng bất ngờ của lưỡi cắt.

Vì vậy, điều cốt yếu là phải báo cáo đặc tính của phoi và dạng phoi một cách thích hợp (xem Phụ lục D, tờ dữ liệu “đo độ mòn - thời gian”). Có thể sử dụng Bảng G.1 cùng với thông tin về mặt cắt ngang và chiều dài của phoi để xác định các phoi được tạo ra. Bảng cũng bao gồm hệ thống mã hóa bằng số cho các loại phoi thông thường được quan trắc.

Hệ thống mã hóa cơ bản gồm có hai chữ số có liên quan đến các đặc tính cơ bản của phoi, nghĩa là 2.2 là mã biểu thị một phoi dạng ống ngắn.

Chữ số thứ ba có thể được đưa thêm vào để ký hiệu hướng di chuyển của phoi hoặc dạng bẻ phoi; ví dụ 1.3.4 có thể biểu thị một “phoi dải xoắn” di chuyển ra xa chi tiết gia công và theo chiều ngược với chiều chuyển động ăn dao. Mã 6.1.5 có thể biểu thị một “phoi dạng các cung liên kết” bị đứt vỡ ra dựa vào bề mặt chuyển tiếp trên chi tiết gia công.

Bảng G.1 được xem như một ví dụ. Trong thực tế có thể tạo ra số lượng gần như là không có giới hạn các dạng phoi khác nhau, do đó nên thiết lập một hệ thống phân loại cho mỗi quá trình gia công cắt gọt thực tế.

...

...

...

1 Phoi dài 1)

2 Phoi dạng ống1)

3 Phoi xoắn ốc

4 Phoi xoắn vít kiểu vòng đệm^1)

5 Phoi xoắn vít hình côn1)

6 Phoi dạng cung2)

7 Phoi mảnh vụn

8 Phoi dạng kim

1.1 Dài

...

...

...

2.1 Dài

3.1 Phẳng

4.1 Dài

5.1 Dài

6.1 Liên kết

...

...

...

1.2 Ngắn

2.2 Ngắn

3.2 Côn

4.2 Ngắn

...

...

...

5.2 Ngắn

6.2 Rời rạc

1.3 Xoắn

2.3 Xoắn

...

...

...

4.3 Xoắn

5.3 Xoắn

1) Hướng của phoi được đặc trưng bởi chữ số thứ ba như sau

...

...

...

2  Về phía chi tiết gia công và theo chiều chuyển động tiến (ăn) dao.

3  Về phía chi tiết gia công và ngược chiều chuyển động tiến (ăn) dao.

4  Ra xa khỏi chi tiết gia công và ngược chiều chuyển động tiến (ăn) dao.

2) Các phân nhóm được chia nhỏ thêm được đặc trưng bởi chữ số thứ ba như sau

5  Bị đứt gãy dựa vào bề mặt chuyển tiếp.

6  Bị đứt gãy dựa vào mặt sau của dao.

7  Bị đứt gãy dựa vào bề mặt gia công.

8  Bị đứt gãy dựa vào bề mặt được cắt gọt

...

...

...

PHỤ LỤC H

(Tham khảo)

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 3: 1973, Preferred numbers - Series of preferred numbers (Số ưu tiên - Dãy số ưu tiên).

[2] ISO 1832: 1991, Indexable inserts for cutting tools - Designation (Mảnh cắt thay thế dùng cho dao cắt -Ký hiệu)

[3] ISO 3002-2: 1982, Basic quantities in cutting and grinding - Part 2: Geometrical of the active part of cutting tools - General conversion for mulae to relate tool and working angles (Các đại lượng cơ bản trong cắt và mài - Phần 2: Hình học của bộ phận cắt của dao cắt - Các công thức biến đổi chung có liên quan đến các góc của dao và các góc gia công).

[4] ISO 3002-3: 1984, Basic quantities in cutting and grinding - Part 3: Geometric and kinematic quantities in cutting (Các đại lượng cơ bản trong cắt và mài - Phần 3: Các đại lượng hình học và động học trong cắt).

[5] ISO 3002-4: 1984, Basic quantities in cutting and grinding - Part 4: Forces, energy, power (Các đại lượng cơ bản trong cắt và mài- Phần 4: lực, năng lượng, công suất).

...

...

...

[7] ISO 3534-2: 1993, Statistics - Vocalulary and symbols - Part 2: Statistical quality control (Thống kê học - Từ vựng và ký hiệu - Phần 2: Kiểm tra chất lượng theo thống kê).

[8] ISO 3534-3: 1985, Statistics - Vocalulary and symbols - Part 3: Design of experiments (Thống kê học - Từ vựng và ký hiệu - Phần 3: Thiết kế thực nghiệm).

[9] ISO 8688-1: 1989, Tool life testing in milling - Part 1: Face milling (Thử tuổi thọ của dao trong phay - Phần 1: Phay mặt đầu).

[10] ISO 8688-2: 1989, Tool life testing in milling - Part 2: End milling (Thử tuổi thọ của dao trong phay - Phay bằng dao phay ngón).

[11] Hala, A. Statistical theory with engineering application. London 1957.

[12] Leslie. R.T and Lorenz.G. Tool life exponents in the light of regression analysis - National standards laboratory. Technical paper No.20,CSIRO, Australia. 1964.

[13] Natrella. G. Experimental statistics. NBS Handbook 91. Washington, 1966.

1) Mặt phẳng lưỡi cắt của dao P_s là mặt phẳng chứa lưỡi cắt chính và chiều của chuyển động cơ bản.

2) Sử dụng một phép thử phù hợp với tiêu chuẩn để bảo đảm sự chắc chắn.