Luận án Nghiên cứu quá trình tạo phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061

nh 3.2 Máy phay cao tốc CNC SuperMC500. 
 56 
b. Dụng cụ cắt 
Thực nghiệm dùng dao phay mặt đầu có đường kính 40 mm, sử dụng một mảnh hợp 
kim cứng của hãng THREADEX USA với mã sản phẩm APMT1604PDTR TC300, vật liệu 
lưỡi cắt là hợp kim cứng có độ cứng 35 đến 45 HRC (Hình 3.3). Trong quá trình phay cao tốc 
dụng cụ cắt không sử dụng dung dịch bôi trơn làm mát. Lưỡi cắt có góc trước là 5o và góc sau 
của dụng cụ cắt là 10o. 
Hình 3.3 Thông số hình học của dụng cụ cắt. 
c. Vật liệu gia công [4] 
Hợp kim nhôm A6061 là dòng hợp kim linh hoạt nhất và cung cấp một dải rộng các 
tính chất cơ học, khả năng chống ăn mòn. So với sắt hợp kim nhôm có khối lượng nhẹ hơn ba 
lần. Với đặc điểm này hợp kim nhôm được ứng dụng đối với những chi tiết và hệ thống đòi 
hỏi khối lượng nhỏ. Ngoài ra nhôm A6061 là một hợp kim đa dụng, có độ bền cao, chống ăn 
mòn tốt và có tính hàn tốt. Hợp kim này được sử dụng cho tất cả các ứng dụng kết cấu chẳng 
hạn như hàng không, bán dẫn, đồ gá lắp và cố định. Hợp kim nhôm A6061 dùng cho linh kiện 
tự động hóa, khuôn gia công thực phẩm, khuôn gia công chế tạo. Hợp kim này cũng được coi 
là loại hợp kim nhôm tấm hợp kim được sử dụng phổ biến và rộng rãi nhất. Thành phần hóa 
học của hợp kim nhôm A6061 trong Bảng 3.1. 
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của hợp kim nhôm A6061 (%) [101]. 
Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti Al 
0,4-0,8 0,7 0,15-0,4 0,15 0,8-1,2 0,04-0,35 0,25 0,15 Còn lại 
Đặc tính kỹ thuật của hợp kim nhôm A6061 được thể hiện trên Bảng 3.2. 
Bảng 3.2 Đặc tính vật lý của hợp kim nhôm A6061 
Đặc tính vật lý Giá trị Đặc tính vật lý Giá trị 
Nhiệt độ nóng chảy (oC) 582-652 Mô đun đàn hồi (Gpa) 68,9 
Hệ số dẫn nhiệt (W/m.K) 167 Điện trở (.m) 3,99e-006 
Nhiệt dung riêng (J/g-oC) 0,896 Ứng suất uốn (Mpa) 96,5 
Tỷ trọng (kg/m3) 2,7 Ứng suất kéo (Mpa) 276 
Độ cứng (HB) 95 Hệ số Poisson 0,33 
Xác định đường cong ứng suất biến dạng, đường cong xoắn của hợp kim nhôm A6061 
bằng các mẫu thí nghiệm kéo, xoắn với những mẫu trụ tròn từ đó xác định được đường cong 
biến dạng chảy  phụ thuộc vào biến dạng tương đương P cho trên Hình 3.4 [116]. 
 57 
Hình 3.4 Đường cong ứng suất biến dạng của hợp kim nhôm A6061. 
Phương trình đường cong kéo và đường cong xoắn được như sau: 
 1,01251284 P  (3.1) 
073,0)10001(224 P  (3.2) 
Bằng phương pháp fitting đường cong ứng suất biến dạng cho ra các phương trình 
(3.1) và (3.2) của hợp kim nhôm A6061. Phương trình đường cong ứng suất biến dạng là 
thông số cơ bản và cần thiết dùng làm các dữ liệu đầu vào cho việc mô phỏng bằng phương 
pháp phần tử hữu hạn được xét tới trong các nội dung chuơng 4. 
Phôi hợp kim nhôm A6061 dùng khi thực nghiệm có kích thước chiều dài, chiều rộng, 
chiều cao tương ứng là 70x30x70 mm, phôi được gia công thô để đảm bảo độ chính xác khi 
gá đặt (Hình 3.5). 
Hình 3.5 Mẫu phôi hợp kim nhôm A6061 dùng cho thực nghiệm. 
3.1.2 Các thiết bị đo dùng cho thực nghiệm quá trình tạo phoi khi phay cao tốc hợp kim 
nhôm A6061 
a. Thiết bị chụp SEM Hitachi S-4800 
Kính hiển vi điện tử HITACHI S-4800 với độ phân giải cao (Hình 3.6) thuộc viện 
Khoa học Vật liệu -Viện hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam. Thiết bị này là kính hiển 
 58 
vi điện tử quét sử dụng súng điện tử có độ phân giải cao, dùng để đo các đặc trưng vật liệu, 
cấu trúc nanô. Thông số kỹ thuật của thiết bị gồm có: Độ phân giải ảnh điện tử thứ cấp (1,0 
nm; 1,4 nm; 2,0 nm); Độ phóng đại kiểu thấp LM 20-2000 lần; độ phóng đại kiểu cao HM 
100-800000 lần. Đầu dò điện tử cho phép nhận ảnh theo kiểu STEM, hệ EDX, cho phép phân 
tích nguyên tố trong vùng có kích thước micromet. 
Hình 3.6 Thiết bị đo SEM Hitachi S-4800. 
b. Cân trọng lượng Sartorius Volume Comparator (S224-1S) 
Phoi thu được sau khi phay cao tốc hợp kim nhôm được cân trên cân tiểu ly để xác 
định trọng lượng của từng phoi. Cân trọng lượng Sartorius Volume Comparator (S224-1S) 
thiết bị do Đức sản xuất (như trên Hình 3.7) với các thông số kỹ thuật như sau: khả năng cân 
lớn nhất 220 g, độ chính xác 0,1 mg, đĩa cân làm bằng thép không gỉ, kích thước đĩa cân 90 
mm. Thời gian hiển thị 3 s. Để đảm bảo độ chính xác kết quả đo phòng đặt dụng cụ đo cần 
phải khử ẩm và khử nhiễu do không khí trước khi tiến hành đo. 
Hình 3.7 Cân tiểu ly xác định trọng lượng phoi. 
 59 
c. Thiết bị đo lực cắt Kisler- Thụy Sỹ 
Thiết bị đo lực cắt 3 thành phần của hãng Kisler -Thụy Sỹ như trên Hình 3.8a, thiết 
bị sử dụng cảm biến đo lực 9257B - Kisler với dải đo lực (Fx =1500 N, Fy =1500 N, Fz =5000 
N), độ nhạy của cảm biến theo phương X, Y: 7,39 pC/N, phương Z: 3,72 pC/N. Thiết bị 
chuyển đổi tín hiệu A/D và thu thập vào máy tính sử dụng phần mềm DASYlab 10.0. Đồ gá 
đo lực đo lực được thiết kế phù hợp với quá trình thực nghiệm như trên Hình 3.8b.
 a) b) 
Hình 3.8 Hệ thống đo lực cắt Kisler (a) và đồ gá đo lực (b). 
d. Thiết bị đo vết tiếp xúc dao-phoi 
Sử dụng thiết bị đo hiển vi quang học VHX Digital Microscope Mulite Scan của hãng 
Keyence như Hình 3.9. Với các tính năng đặc biệt sau: VHX có thể tự động nhận ra quỹ tích 
thông tin khi di chuyển các vùng vào vị trí quan sát và hình ảnh được đưa ra một cách nhanh 
chóng. Thiết bị cũng có tốc độ xử lý ảnh cao. Độ phân giải 50 khung hình ảnh mỗi giây, tốc 
độ xử lý đồ họa cao. Các điểm ảnh đều có thể tập trung dữ liệu để cho phép hình ảnh rõ ràng 
nhất. VHX bao gồm tất cả các hoạt động cơ bản như quan sát, chụp ảnh và đo trong một đơn 
vị cho phép bạn thực hiện quan sát một cách nhanh chóng và hiệu quả. 
Hình 3.9 Thiết bị đo vết tiếp xúc dao-phoi VHX của hãng KEYENCE. 
 60 
e.Thiết bị đo độ nhám SV-2100 
Thiết bị đo độ nhám bề mặt chuyên dùng SV-2100 Mitutoyo của Nhật Bản tại Trung tâm 
Việt Nhật -Trường Đại học công nghiệp Hà Nội có cấu tạo như Hình 3.10. Màn hình LCD màu 
hiển thị, các thông số đo được Ra, Rz, Rt, Rq, Ry theo tiêu chuẩn ISO, JIS, ANSI, DIN. Độ 
chính xác đo được theo chiều dài là 0,15 µm/100 mm. Tốc độ dịch chuyển đo (0,02-5 mm/s), độ 
phân giải là (0,01 µm/800 µm, 0,001µm/80 µm, 0,0001µm/8 µm). 
Hình 3.10 Thiết bị đo độ nhám SV-2100. 
f. Thiết bị đo rung động 
Mô đun thu thập dữ liệu LAN-XI có 4 đầu vào và 2 đầu ra tần số tới 51,2 kHz của hãng 
Bruel&Kjaer Đan mạch. Mô đun phân tích PULSE FFT 7770, 1-3 kênh, PULSE FFT Analysis 
của hãng Bruel&Kjaer Đan Mạch. Cảm biến gia tốc 3 phương Triaxial DeltaTron Accelerometer 
with TEDS Type 4525-B-001 của hãng Bruel & Kjaer Đan mạch như trên Hình 3.11. 
Hình 3.11 Thiết bị đo rung động trong quá trình phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
3.1.3 Thiết kế thực nghiệm khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 
Từ việc nghiên cứu lý thuyết về quá trình cắt và việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng 
đến quá trình phay cao tốc như: biến dạng phoi, lực cắt, nhiệt cắt.., khả năng làm việc và tuổi 
thọ của dụng cụ cắt. Đồng thời căn cứ vào một số điều kiện khác như: Công suất cắt của máy, 
điều kiện bôi trơn, rung độngQua việc tham khảo các điều kiện thực nghiệm từ nghiên cứu 
 61 
trước đó và thông qua việc thí nghiệm thử đồng thời căn cứ giới hạn mà thiết bị có thể gia 
công tốt nhất, tác giả lựa chọn các thông số đầu vào cho thực nghiệm phay cao tốc hợp kim 
nhôm A6061 như sau: Vận tốc cắt (V) được chọn trong khoảng: 1000 ÷1256 m/phút. Chiều 
sâu cắt (t) từ 0,5 ÷ 1,5 mm. Bước tiến (f) nằm trong khoảng: 800 ÷1800 mm/phút. Miền 
nghiên cứu thực nghiệm lớn nhất và nhỏ nhất được chọn theo quy hoạch là: Vmax = 1256 
m/phút; fmax =1800 mm/phút; tmax = 1,5 mm; Vmin = 1000 m/phút ; fmin= 800 mm/phút; tmin= 
0,5 mm. Kết quả tính toán giá trị biến thiên trong thực nghiệm được cho trên Bảng 3.3. 
Bảng 3.3 Giá trị biến thiên trong miền thực nghiệm 
Yếu tố X1 X2 X3 
Mức trên (+1) 1000 800 0,5 
Mức dưới (-1) 1256 1800 1,5 
Mức cơ sở (0) 1128 1300 1,0 
Khoảng biến thiên 128 500 0,5 
Như phân tích trong chương 2 cho thấy các thông số công nghệ ảnh hưởng rất lớn đến 
hệ số co rút phoi, lực cắt, rung động, vết tiếp xúc dao-phoi và chất lượng bề mặt chi tiết gia 
công. Nghiên cứu tiến hành thực nghiệm ảnh hưởng đồng thời của vận tốc cắt (V), lượng chạy 
dao (f) và chiều sâu cắt (t) theo mô hình toán học sau: Hàm hệ số co rút phoi 332 ...1
aaa
tfVaK , 
hàm lực cắt 332 ...1
bbb
tfVbF , hàm chất lượng bề mặt gia công 432 ...1
ccc
a tfVcR , hàm vết tiếp 
xúc giữa dao-phoi 432 ...1
ddd
S tfVdH , hàm biên độ rung động 
432 ...1
kkk
xy tfVkA . 
Bảng 3.4 Các thông số đầu vào khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
Thứ tự Biến mã hóa V 
(m/phút) 
f 
(mm/phút) 
t 
(mm) X1 X2 X3 
1 -1 -1 -1 1000 800 0,5 
2 +1 -1 -1 1256 800 0,5 
3 -1 +1 -1 1000 1800 0,5 
4 +1 +1 -1 1256 1800 0,5 
5 -1 -1 +1 1000 800 1,5 
6 +1 -1 +1 1256 800 1,5 
7 -1 +1 +1 1000 1800 1,5 
8 +1 +1 +1 1256 1800 1,5 
9 0 0 0 1128 1300 1,0 
10 0 0 0 1128 1300 1,0 
11 0 0 0 1128 1300 1,0 
 62 
Chuyển từ biến tự thiên sang biến mã hóa không thứ nguyên lựa chọn được bảng quy 
hoạch thực nghiệm các thông số đầu vào khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 như Bảng 
3.4. Bảng này gồm 11 thí nghiệm ứng với 3 biến đầu vào (V, f, t) trong đó 8 thí nghiệm chính 
và 3 thí nghiệm ở tâm. Các yếu tố đầu ra bao gồm: Hệ số co rút phoi, lực cắt, rung động, vết 
tiếp xúc giữa dao-phoi, độ nhám bề mặt chi tiết sau gia công và được xác định trên cùng một 
thí nghiệm. Nghiên cứu sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm và phân tích phương 
sai ANOVA để đánh giá, xây dựng các hàm hồi quy thực nghiệm. 
 Thực nghiệm quá trình phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 sử dụng dao phay mặt đầu 
và phương pháp phay đối xứng, sơ đồ phay được mô hình hóa thể hiện trên Hình 3.12. 
Hình 3.12 Sơ đồ phay đối xứng khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
3.2 Nghiên cứu thực nghiệm hình thái hình học của phoi khi phay cao tốc hợp 
kim nhôm A6061 
3.2.1 Mục đích nghiên cứu hình thái hình học phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm 
A6061 
Hình thái hình học của phoi là một thông số quan trọng để đánh giá khả năng gia công 
của vật liệu [89]. Sự biến dạng của phoi trong quá trình cắt phụ thuộc rất nhiều các yếu tố 
như: Đặc tính của vật liệu gia công (thành phần hóa học, các cơ tính vật lý của vật liệu), điều 
kiện gia công (các thông số công nghệ của chế độ cắt, môi trường gia công), những thay 
đổi về đặc điểm của vùng cắt, sự thay đổi trong vùng tiếp xúc giữa dao - phôi. Các tương tác 
giữa vùng cắt cấp 1, vùng cắt cấp 2, động học của hệ thống máy-dao- đồ gá và mối quan hệ 
của nó với quá trình cắt [44]. Đặc điểm hình thái của phoi cũng cung cấp thông tin hữu ích 
cho việc thiết kế dụng cụ cắt. Từ hình thái phoi được hình thành các nhà nghiên cứu cũng đưa 
ra lý thuyết về động lực học quá trình tạo phoi [89] và xây dựng cơ chế hình thành phoi ở các 
trạng thái khác nhau. Từ hình dạng của phoi thu được có thể giúp xác định được một số đặc 
tính có lợi và lựa chọn được vùng tốc độ phù hợp cho từng loại vật liệu. Từ dạng phoi hình 
thành cũng cho thấy cơ chế hình thành phoi khi gia công cao tốc cũng có sự khác biệt với cơ 
chế hình thành phoi ở tốc độ cắt thông thường [120]. 
 63 
Hình thái của phoi hình thành trong quá trình cắt có ảnh hưởng đến chỉ tiêu bóc tách 
vật liệu ra khỏi vùng cắt. Tốc độ dịch chuyển của phoi cũng ảnh hưởng đến lực cắt, rung 
động, nhiệt, cơ tính của vùng tiếp xúc giữa phôi - dao, tuổi bền của dụng cụ cắt [52, 89]. Như 
vậy phân tích hình thái hình học của phoi có ý nghĩa to lớn trong việc đánh giá tổng thể quá 
trình hình thành phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. Trên Hình 3.13 là sơ đồ phân 
tích hình thái của phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
Hình 3.13 Sơ đồ phân tích sự tạo phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061.
3.2.3 Cơ chế hình thành phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 
Dòng chảy của phoi hình thành khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 diễn ra nhanh 
và thời gian tiếp xúc giữa dao - phoi rất ngắn. Ma sát trượt chủ yếu xảy ra giữa dao - phôi tại 
vùng tiếp xúc nơi xảy ra quá trình biến dạng đàn hồi. Khi dụng cụ cắt tiếp tục tác động vào 
phôi thì biến dạng đàn hồi trở thành biến dạng dẻo. Khi phay với tốc độ cao, lưỡi cắt tiếp xúc 
với phôi, phoi được tách ra và chảy theo mặt trước của dụng cụ cắt, tuy nhiên phoi không 
văng ra theo hướng của tốc độ cắt do ảnh hưởng của lực ly tâm và rung động từ máy. Phoi sẽ 
bị văng theo mọi phía vì trong quá trình phay hầu hết phoi nhanh chóng tách ra và chảy dọc 
theo mặt trước của dụng cụ cắt. Bên cạnh đó vẫn còn một số mảnh phoi nhỏ bám vào dụng cụ 
cắt và ngay sau đó bị cuốn đi tức thời dọc theo hướng của dụng cắt tại điểm phía trái phần làm 
việc của dụng cụ cắt. Phần phoi bám vào bề mặt của lưỡi cắt (Hình 3.14) sẽ hình thành lẹo 
dao nhưng vì quá trình phay là quá trình cắt không liên tục nên lẹo dao hình thành cũng không 
ổn định, lẹo dao sẽ bị mất đi ngay sau đó. 
Hình 3.14 Phoi bám trên bề mặt lưỡi dao khi phay cao tốc nhôm A6061. 
Khi phay với tốc độ cao dưới ảnh hưởng của tốc độ biến dạng và nhiệt độ, biến dạng 
cắt xảy ra tại vùng biến dạng cấp 1 (Hình 3.15) vùng này bắt đầu xuất hiện biến dạng dẻo trên 
 64 
mặt trượt của phoi, vùng biến dạng cấp 2 là vùng phoi tiếp xúc với dụng cụ cắt, phoi hình 
thành có dạng mảnh và chiều rộng hẹp. Trên mặt phoi có sự phân lớp và chia thành 2 phần: 
phần biến dạng có hình dạng gần giống hình thang và phần biến dạng lớn nằm giữa các lớp 
cắt. Hình dáng kích thước phân lớp của phoi phụ thuộc vào vận tốc cắt, lượng tiến dao và 
chiều sâu cắt. 
Hình 3.15 Cơ chế hình thành phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
3.2.4 Đặc điểm hình thái hình học của phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061
Hình thái hình học của phoi hợp kim nhôm A6061 khi phay cao tốc thể hiện sự biến 
dạng của phoi ở tốc độ cắt cao. Bề mặt phoi hình thành khi phay cao tốc nhôm A6061 được 
mô hình hóa như trên Hình 3.16a. Các bề mặt của phoi bao gồm: mặt ngoài của phoi gọi là 
mặt tự do; mặt phía trong tiếp xúc với dao gọi là mặt trong, ngoài hai mặt cơ bản trên phoi 
còn cấu tạo bởi hai cạnh phía ngoài phoi và cạnh phía trong phoi. Sự biến dạng của phoi quan 
sát rõ ràng nhất trên bề mặt tự do, cạnh phoi phía ngoài và phía trong phoi. Bề mặt tự do và bề 
mặt tiếp xúc của dao-phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 được thể hiện trên Hình 3.16b. 
 a) Cấu tạo phoi b) Các bề mặt phoi 
Hình 3.16 Các bề mặt phoi tạo thành khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
+ Phân tích cấu trúc của bề mặt tự do của phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 
Trên Hình 3.17 là hình ảnh chụp SEM bề mặt tự do phoi hợp kim nhôm A6061 với tốc 
độ cắt 1000 m/phút. Quan sát cho thấy trên bề mặt phoi có sự xếp chồng kim loại với nhau tạo 
thành các lớp liên tiếp nhau (các đoạn). Như vậy khi phay với tốc độ cao hợp kim nhôm 
 65 
A6061 thì phân tử của phôi chuyển thành phoi có ứng suất tiếp lớn, làm vật liệu trượt từng 
lớp. Từ hình ảnh chụp SEM phoi hình thành khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 quan sát 
thấy rằng mức độ phân bố các lớp trên bề mặt tự do của phoi phụ thuộc vào các thông số công 
nghệ (V, f, t) khi phay. Trên bề mặt tự do của phoi phân thành 2 vùng rõ rệt: Vùng phía ngoài 
(Hình 3.17) phoi được hình thành từ cạnh của dụng cụ cắt, vùng phoi phía trong hình thành từ 
phần góc của cạnh dụng cụ cắt. Phoi hợp kim nhôm A6061 hình thành trong quá trình phay 
cao tốc chịu sự biến dạng khác nhau nên hai vùng trên có sự khác nhau về cấu trúc bề mặt. Cụ 
thể khi quan sát hình ảnh chụp SEM bề mặt phoi thấy rằng vùng phoi phía ngoài trên bề mặt 
tự do không chịu sự tiếp xúc của phôi - dao nên biến dạng nhiều, tạo thành các lớp có dạng 
hình thang (răng cưa). Vùng phía trong của phoi do bị ảnh hưởng của sự tiếp xúc giữa dao và 
phần phôi còn lại, các phần tử kim loại ở vùng này gần như bị nén. Quan sát trên ảnh SEM 
cho thấy cấu trúc của phoi vùng này khác biệt vùng phoi phía ngoài. Các lớp ở vùng phoi phía 
trong có xu hướng nghiêng theo cạnh bên trong của dao, các lớp này có kích thước nhỏ và 
phân bố đều nhau như trên Hình 3.17. 
Hình 3.17 Cấu trúc lớp bề mặt tự do của phoi hình thành khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061 
(V = 1000 m/phút, f = 1800 mm/phút, t = 1,5 mm). 
Đồng thời các lớp hình thành quan sát rõ ràng phần phía ngoài phoi hình thành 
từng đoạn rõ rệt. Sự phân đoạn trên cạnh phía ngoài của phoi phụ thuộc vào các đặc điểm 
của quá trình cắt như: Vận tốc cắt, chiều sâu cắt, lượng chạy dao và vật liệu gia công. 
+ Phân tích cấu trúc bề mặt phoi tiếp xúc với dao (mặt trong)
Hình 3.18 SEM hình ảnh mặt phoi tiếp xúc với dao khi 
phay cao tốc hợp kim nhôm A6061. 
Khi phay cao tốc hợp kim nhôm 
A6061 thì bề mặt phoi tiếp xúc với dao 
thường rất mịn và sáng bóng, cấu trúc bề 
mặt hoàn toàn khác với bề mặt tự do, hình 
ảnh chụp SEM bề mặt phoi tiếp xúc với 
dao cho trên Hình 3.18. Điều này cho thấy 
lớp phoi này tiếp xúc trực tiếp với mặt 
trước của dao bị ảnh hưởng của ma sát 
trong vùng tiếp xúc giữa dao - phoi, nhiệt 
độ và ứng suất tại vùng tiếp xúc cao.
 66 
 Mặt khác sự biến dạng của mặt phoi cũng bị hạn chế bởi mặt trước của dụng cụ cắt từ 
việc chịu sức ép từ các điều kiện như vậy nên bề mặt tiếp xúc với dao có cấu trúc khác hẳn so 
với bề mặt tự do. 
3.2.5 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến hình thái hình học của phoi khi phay 
cao tốc hợp kim nhôm A6061 
Các thông số công nghệ ảnh hưởng đến hình thái hình học của phoi bao gồm vận tốc 
cắt, lượng chạy dao và chiều sâu cắt. Chế độ cắt khác nhau phoi hình thành có hình dáng và 
cấu trúc lớp bề mặt tự do khác nhau. 
+ Ảnh hưởng của vận tốc cắt 
a) V = 471 m/phút b) V = 1130 m/phút. 
Hình 3.19 Phoi hình thành khi phay hợp kim nhôm A6061 ở các tốc độ cắt khác nhau. 
Nghiên cứu phân tích, so sánh hình dáng của phoi hình thành ở vùng tốc độ cắt thấp 
(471 m/phút) và hình dáng của phoi hình thành ở vùng tốc độ cắt cao (1130 m/phút) khi phay 
hợp kim nhôm A6061 cho trên Hình 3.19 (lượng chạy dao và chiều sâu cắt không thay đổi). 
Vùng tốc độ cắt thấp 471 m/phút (Hình 3.19a) phoi có dạng mảnh, độ xoắn của phoi thưa. 
Ngược lại hình dạng phoi ở vùng tốc độ cắt cao 1130 m/phút (Hình 3.19b) phoi hình thành có 
độ xoắn nhiều hơn và vùng phoi phía ngoài có xuất hiện sự phân đoạn trên cạnh phoi. Như vậy 
độ xoắn của phoi tăng khi gia tăng tốc độ cắt là phoi bị biến dạng nhiều hơn do nhiệt cắt và ứng 
suất sinh ra lớn cùng với tốc độ dịch chuyển của phoi nhanh đã ảnh hưởng nhất định đến hình 
thái hình học của phoi. 
a)V =1000m/phút b) V =1256 m/phút 
Hình 3.20 Chiều rộng của phoi hợp kim nhôm A6061 khi phay cao tốc. 
 67 
Tốc độ cắt ảnh hưởng đến chiều rộng của phoi khi phay cao tốc hợp kim nhôm A6061, 
ở cùng lượng chạy dao là 1800 mm/phút và chiều sâu cắt 1,5 mm, chiều rộng của phoi ở tốc độ 
cắt 1256 m/phút là 1,84 mm trong khi ở tốc độ cắt 1000 m/phút chiều rộng phoi là 2,0 mm. 
Chiều cao lớp phoi giảm 12,5%, khoảng cách giữa hai đỉnh lớp phoi giảm 9,6% khi tốc độ cắt 
giảm từ 1256 m/phút đến 1000 m/phút như Hình 3.20. 
Để thấy rõ ràng hơn biến dạng của phoi bị ảnh hưởng bởi tốc độ cắt, nghiên cứu phân 
tích hình ảnh chụp SEM bề mặt tự do của phoi ở các tốc độ cắt khác nhau (Hình 3.21). Ở tốc độ 
cắt thấp 565 m/phút phoi hình thành có lớp nhỏ và đều liên tục nhau do sự biến dạng của phoi 
không nhiều trong quá trình gia công. Tuy nhiên khi tăng tốc độ cắt cao đến 1000 m/phút thì 
trên bề mặt tự do của phoi quan sát rõ các lớp hình thành trên bề mặt phoi đã rõ ràng và các lớp 
cấu trúc cũng đã hình thành riêng biệt nhau như Hình 3.21b. 
 a) V = 565 m/phút b)V= 1000 m/phút 
Hình 3.21 Ảnh SEM hình thái của phoi A6061 khi phay cao tốc ứng với các vận tốc cắt khác nhau. 
Như vậy ở vùng tốc độ cắt ảnh hưởng đến sự phân đoạn của phoi khi phay cao tốc hợp 
kim nhôm A6061, ở vùng tốc độ cắt cao sự phân lớp rõ ràng cho thấy sự biến dạng mãnh mẽ 
của lớp phoi được hình thành. 
+ Ảnh hưởng của lượng chạy dao 
Hình dạng của 
phoi được quan sát khi 
hình thành ở các lượng 
chạy dao khác nhau cho 
trên Hình 3.22 và thấy 
rằng lượng chạy dao cũng 
ảnh hưởng nhất định đến 
hình thái hình học của 
phoi. Quan sát thấy rõ 
nhất là sự biến dạng theo 
chiều rộng của phoi tăng