Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt của chi tiết khi mài tròn ngoài

các kí hiệu chính Ký hiệu ý nghĩa Đơn vị az Chiều dày phoi mm a’z Chiều dày phoi thực tế mm B Chiều rộng của đá mm Cct Mật độ lưỡi cắt tĩnh trên một đơn vị thể tích đá 1/mm3 D Đường kính đá mài mm h Chiều cao biên dạng nhám bề mặt mm ha Chiều cao biên dạng của lưỡi cắt mm L Khoảng cách giữa các lưỡi cắt động mm l Khoảng cách giữa các lưỡi cắt tĩnh mm nđ Tốc độ quay của đá v/ph nct Tốc độ quay của chi tiết v/ph Pc Lực cắt tổng khi mài N Pz Lực thành phần tiếp tuyến N Py Lực thành phần pháp tuyến N Px Lực thành phần theo phương dọc trục N Sd Lượng chạy dao dọc khi mài m/ph Ssđ Lượng chạy dao dọc khi sửa đá m/ph Ra Chiều cao nhấp nhô tế vi bề mặt mm T Tuổi bền của đá Phút t Chiều sâu cắt khi mài mm tsđ Chiều sâu cắt khi sửa đá mm Uhk Lượng mòn hướng kính mm Vđ Vận tốc cắt của đá m/s Danh mục các bảng biểu TT Số bảng Nội dung Trang 1 1.1 Độ hạt mài và phạm vi sử dụng 21 2 1.2 Thể tích hạt mài phân bố theo cấp cấu trúc 22 3 1.3 Kí hiệu độ cứng của đá 24 4 3.1 Kết quả đo mòn đá sau mỗi hành trình 98 5 4.1 Bảng quy hoạch thực nghiệm 100 6 4.2 Số liệu thí nghiệm 102 7 4.3 Phương trình mòn theo thời gian tại các điểm thí nghiệm 104 8 4.4 Tuổi bền của đá tại các điểm thí nghiệm 104 9 4.5 Bảng Logarit của các biến thực nghiệm 105 10 4.6 Giá trị tính toán của các biến hồi quy thực nghiệm 106 11 4.7 Số liệu xử lý kết quả đo tại thời điểm t = 1 phút 108 12 4.8 Giá trị hồi quy thực nghiệm của phương trình hàm 4.19 111 13 4.9 Giá trị hồi quy thực nghiệm của phương trình hàm 4.20 111 14 4.10 Giá trị hồi quy thực nghiệm của phương trình hàm 4.21 112 15 4.11 Hệ số lực cắt Py/Pz ứng với chế độ công nghệ mài theo thời gian 117 Danh mục các hình vẽ TT Số hình Nội dung Trang 1 1.1 Sơ đồ mài tròn ngoài 11 2 1.2 Mô hình quá trình mài tròn ngoài tiến dao dọc 12 3 1.3 Quá trình tạo phoi khi mài của một hạt mài 13 4 1.4 Sơ đồ mô tả quá trình tạo phoi bằng hạt mài có bán kính đỉnh cắt p 14 5 1.5 Cấu trúc của đá mài 23 6 1.6 Sơ đồ tính toán quỹ đạo cắt của hạt mài 28 7 1.7 Chiều dài cung tiếp xúc của các phương pháp mài 30 8 1.8 Lưỡi cắt tĩnh và lưỡi cắt động 31 9 1.9 Chiều dày và hình dáng phoi 33 10 1.10 Sơ đồ lực cắt khi mài tròn 33 11 1.11 Mối quan hệ giữa lượng mòn dao với thời gian cắt khi Tiện 38 12 1.12 Cơ chế mòn đá 40 13 1.13 Các dạng mòn của đá mài 41 14 1.14 Hạt mài khi cắt chịu lực tiếp tuyến và lực pháp tuyến 42 15 1.15 Sơ đồ quan hệ của quá trình mài 46 16 2.1 Giản đồ nhấp nhô bề mặt 58 17 2.2 Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào chế độ công nghệ 59 18 2.3 Mối quan hệ giữa độ nhám bề mặt và tốc độ mài 62 19 2.4 Độ nhấp nhô tế vi bề mặt phụ thuộc vào độ hạt 66 20 2.5 Sơ đồ hình thành sóng trên bề mặt đá mài 69 21 2.6 Sơ đồ tạo ra sự không đồng nhất có quy luật của nhám bề mặt chi tiết mài 69 22 2.7 Sự thay đổi chiều cao nhám ở đỉnh sóng 69 23 2.8 Biểu đồ biên dạng nhám bề mặt đá được mô tả trên các đỉnh sóng 70 24 2.9 Nhám bề mặt làm việc của đá mài 72 25 2.10 Mối quan hệ giữa mòn đá và tốc độ mòn đá 72 26 2.11 Biên dạng bề mặt đá 77 27 2.12 Topography của bề mặt đá và biên dạng 2D của bề mặt 78 28 3.1 Mô hình thí nghiệm đo lực 81 29 3.2 Mẫu phôi thí nghiệm 82 30 3.3 Máy mài tròn ngoài GU-20.25A SHIGIYA 83 31 3.4 Máy đo độ nhám SJ402-Mitutoyo 83 32 3.5 Cấu trúc thân cảm biến và phần tử biến dạng 84 33 3.6 Sơ đồ chức năng bộ chuyển đổi tương tự – Số (ADC) 85 34 3.7 Kiểm nghiệm chuyển vị của phần tử biến dạng sử dụng phần mềm ANSYS 86 35 3.8 Tính toán độ nhạy và thiết lập mạch cầu cảm biến đo lực theo phương Y sử dụng phần mềm Transcalc1.11 87 36 3.9 Kiểm nghiệm độ nhạy của cảm biến theo phương Y 88 37 3.10 Tính toán độ nhạy và thiết lập mạch cầu cảm biến đo lực theo phương Z sử dụng phần mềm Transcalc1.11 88 38 3.11 Kiểm nghiệm độ nhạy của cảm biến theo phương Z 89 39 3.12 Mạch cầu điện trở với 4 tem vừa đo vừa tự bù trừ nhiệt 90 40 3.13 Vị trí dán tem trên thân cảm biến 91 41 3.14 Sơ đồ chức năng thiết bị thu thập tín hiệu từ cảm biến 91 42 3.15 Hệ thống đo lực ghi dữ liệu tự động trên máy tính 92 43 3.16 ảnh hệ thống đo lực trên máy mài tròn ngoài 93 44 3.17 Kết quả thí nghiệm đo lực khi mài một hành trình trên máy mài tròn ngoài 94 45 3.18 Sơ đồ nguyên lý đo mòn bằng đầu đo laze trên máy mài tròn 96 46 3.19 Đầu thu phát tín hiệu Laze LD-ZX30V và bộ khuyếch đại Ampliphier 97 47 3.20 Giao diện phần mềm SmartMonitor 97 48 3.21 ảnh thiết bị đo mòn trên máy mài tròn ngoài 99 49 4.1 Chương trình đọc dữ liệu 101 50 4.2 Đồ thị quan hệ tuổi bền với chế độ công nghệ mài 107 51 4.3 Đồ thị quan hệ lực cắt Py với chế độ công nghệ mài, tại thời điểm t = 1 phút 112 52 4.4 Đồ thị quan hệ lực cắt Pz với chế độ công nghệ mài, tại thời điểm t = 1 phút 113 53 4.5 Đồ thị quan hệ độ nhám Ra với chế độ công nghệ mài, tại thời điểm t = 1 phút 113 54 4.6 Đồ thị hệ số lực cắt Py/Pz thay đổi theo thời gian mài với các chế độ công nghệ mài khác nhau 117 Mở đầu Như chúng ta đều biết, hiện nay trong bối cảnh cạnh tranh toàn cầu, mỗi doanh nghiệp muốn tồn tại và phát triển cần phải đảm bảo 3 yếu tố: Sản phẩm chất lượng cao, giá thành hạ và đáp ứng nhanh nhu cầu của khách hàng. Động lực của sản xuất luôn thay đổi theo từng thời kỳ: từ những năm thập kỷ 70-80 của thế kỷ 20 là năng suất lao động, từ thập kỷ 80-90 là chất lượng sản phẩm, từ thập kỷ 90-2000 là giá thành của sản phẩm và những năm đầu tiên của thế kỷ 21 là khả năng đáp ứng nhanh nhu cầu của thị trường. Mặc dù thay đổi theo thời gian nhưng yếu tố chất lượng sản phẩm vẫn là then chốt cho mọi thời kỳ. Chất lượng sản phẩm chế tạo máy phụ thuộc nhiều vào các nguyên công gia công tinh mà trong đó mài là công nghệ chủ lực. Mài là một phương pháp gia công có vị trí rất quan trọng trong gia công cơ khí đặc biệt là cơ khí chính xác, bởi vì mài tạo ra được các chi tiết máy có độ chính xác cao, chất lượng bề mặt cao, gia công được các loại vật liệu có cơ tính cao (độ bền cao, độ cứng cao..v..v..). Mài không những áp dụng để gia công lần cuối các loại chi tiết máy mà còn áp dụng để gia công thô, trong đó nhiều trường hợp bề mặt mài được thực hiện mà không qua các bước gia công trung gian. ở các nước công nghiệp phát triển việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mài định hình, mài chép hình, mài chính xác, mài siêu chính xác... vào sản xuất được sử dụng dụng rất rộng rãi và không thể thiếu được trong ngành gia công cơ khí. Nâng cao chất lượng bề mặt chi tiết gia công là một trong những vấn đề rất quan trọng của ngành công nghệ chế tạo máy nhằm tạo ra các sản phẩm, máy móc thiết bị đạt độ chính xác cao, tuổi bền cao đảm bảo các hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật. Việc nghiên cứu và ứng dụng các giải pháp công nghệ và phương pháp gia công tinh lần cuối các bề mặt chi tiết máy, đồng thời tìm ra những biện pháp công nghệ mới hoàn thiện hơn là một nhiệm vụ cấp bách. Chất lượng sản phẩm khi mài sẽ như thế nào khi mà công nghệ tự động hoá, công nghệ tin học, công nghệ vật liệu phát triển như vũ bão,sự phát triển các ngành công nghệ này ảnh hưởng rất lớn đến việc đảm bảo chất lượng sản phẩm khi mài. Trước kia khi mài xong mới biết kết quả nhưng ngày nay người ta có thể dự đoán, dự báo và thậm chí điều khiển các thông số công nghệ để tạo được các kết quả mài mong muốn. Hiện nay, do xu thế hội nhập khu vực và thế giới các sản phẩm cơ khí Việt Nam cũng phải vươn lên đạt các chỉ tiêu chất lượng của khu vực và quốc tế, vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng kết quả của công nghệ mài để góp phần nâng cao chất lượng các sản phẩm cơ khí là vấn đề cấp thiết. Để có thể giải quyết vấn đề cho việc đảm bảo chất lượng sản phẩm khi mài, đề tài luận án “Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt của chi tiết khi mài tròn ngoài” nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến chất lượng bề mặt của chi tiết mài, nghiên cứu sự mòn của đá mài, lực mài. Đây là những yếu tố rất cần thiết là tiền đề để chúng ta có thể dựa vào sự mòn đá, lực mài để điểu khiển thích nghi quá trình mài đạt được chất lượng cần thiết. Mục đích của đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ (sd,t) và quá trình mòn của đá mài đến nhám bề mặt của chi tiết gia công trên máy mài tròn ngoài. Xây dựng mối quan hệ hàm số giữa chế độ cắt (sd,t) với độ nhám bề mặt của chi tiết gia công, lực mài và tuổi bền của đá mài khi mài tròn ngoài. Nội dung nghiên cứu: + Nghiên cứu tổng quan về mài: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về mài và những vấn đề cơ bản của công nghệ mài; ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ, quá trình mòn của đá mài đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công trên máy mài tròn ngoài. + Nghiên cứu thực nghiệm: Nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời của 2 thông số công nghệ chiều sâu cắt t và lượng chạy dao dọc sd tới chất lượng bề mặt của chi tiết gia công theo thời gian mài. Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ (sd, t) và quá trình mòn của đá đến độ nhám bề mặt khi gia công thép 45 sau nhiệt luyện bằng đá mài зK25CM2x305x50x127 trên máy mài tròn ngoài. Phương pháp nghiên cứu: nghiên cứu tổng quan các tài liệu, nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, nghiên cứu và xử lý các kết quả thí nghiệm bằng các thiết bị đo hiện đại và các phần mềm chuyên dụng. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: + Dùng nghiên cứu thực nghiệm để làm sáng tỏ các quy luật cơ lý của quá trình mài, góp phần xây dựng cơ sở lý thuyết về mài. + Đánh giá được ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng bề mặt chi tiết gia công khi mài tròn ngoài, bằng các điều kiện công nghệ cụ thể. Xây dựng được mối quan hệ toán học về các yếu tố của chất lượng bề mặt với các thông số công nghệ gia công. + Việc thiết kế, tính toán và kiểm nghiệm thiết bị đo sử dụng các kỹ thuật tiên tiến, các phần mềm chuyên dụng, do đó hệ thống thí nghiệm làm việc ổn định và độ tin cậy cao. + Kết quả nghiên cứu được dùng làm tài liệu tham khảo cho giảng dạy, nghiên cứu, ứng dụng sản xuất và cở sở lý thuyết cho các nghiên cứu tiếp theo. Nội dung luận án: Kết cấu của luận án gồm 4 chương và phần kết luận chung: Chương 1. Giới thiệu tổng quan tài liệu về quá trình mài Chương 2. ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ tới chất lượng bề mặt chi tiết khi mài Chương 3. Xây dựng hệ thống thí nghiệm Chương 4. Nghiên cứu thực nghiệm và xử lý kết quả. Quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã có sự cố gắng rất cao nhưng do điều kiện nghiên cứu và khả năng còn hạn chế nên kết quả nghiên cứu không thể tránh khỏi các thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô và các đồng nghiệp. Ngày tháng năm Tác giả Trần Đức Quý Chương1. giới thiệu tổng quan về quá trình mài 1.1. Cơ sở quá trình mài 1.1.1. Đặc điểm, mô hình quá trình mài * Đặc điểm: Mài là một phương pháp gia công cắt gọt tốc độ cao với một số lượng lớn các lưỡi cắt rất bé của hạt mài đồng thời tham gia cắt gọt. So với các phương pháp cắt gọt bằng các dụng cụ cắt có lưỡi cắt xác định thì mài có một số đặc điểm sau: - Mài là quá trình cắt tế vi và cào xước ở tốc độ cao của các hạt mài trên bề mặt vật gia công tạo ra nhiều phoi vụn. Tốc độ cắt khi mài rất cao, thông thường Vcắt = 30-35 m/s có trường hợp đến 100 m/s . - Độ chính xác kinh tế đạt được khi mài thông thường là: Mài thô: cấp chính xác 9; nhám bề mặt Ra =3,2 mm Mài tinh: cấp chính xác 7; nhám bề mặt Ra = 1,6 – 0,4 mm Mài rất tinh: cấp chính xác 6; nhám bề mặt Ra = 0,4 – 0,1 mm - Các lưỡi cắt không giống nhau và được sắp xếp rất ngẫu nhiên trên bề mặt đá do đó các vết cắt xoá lẫn nhau cho phép tạo ra độ bóng bề mặt cao. - Hình dạng hình học của mỗi hạt mài không giống nhau, góc sắc thường lớn hơn 900 (b>900) góc trước thường âm (g<0) do đó không thuận lợi cho quá trình cắt và thoát phoi. - Độ cứng của hạt mài cao, do đó có thể cắt được những vật liệu cứng mà các loại dụng cụ cắt khác không cắt được như: Thép đã tôi, hợp kim cứng ... - Do nhiều hạt mài cùng tham gia cắt gọt cùng một lúc, do góc trước (g<0) và do vận tốc cắt rất lớn nên nhiệt cắt khi mài rất lớn, nhiệt độ vùng cắt có thể lên tới 1000-15000c, gây cháy phoi, sinh tia lửa. [4], [89]. - Quá trình cắt khi mài có tính gián đoạn, các hạt mài lần lượt vào cắt, ra cắt tạo ra các rung động. - Các đỉnh lưỡi cắt phân bố không đều theo chiều cao, lượng dư phân bố cho các hạt mài không đều, do đó lực cắt tác động lên các hạt mài không bằng nhau. Nếu lực cắt quá lớn sẽ có hiện tượng hạt mài bị vỡ (tạo ra các lưỡi cắt mới) hay bị bong ra khỏi bề mặt làm việc của đá và xuất hiện lưỡi cắt của các hạt mài mới tạo ra khả năng tự mài sắc của đá mài. Mài được sử dụng rất phổ biến trong ngành chế tạo máy. Trong tổng số máy công cụ, máy mài chiếm tới 30%, còn trong một số ngành đặc biệt như chế tạo vòng bi máy mài chiếm đến 60% [4], [89]. Mài không những được sử dụng gia công tinh lần cuối mà còn được sử dụng ngày càng rộng rãi ở các nguyên công gia công thô. Ngày nay, cùng với sự phát triển của ngành chế tạo máy, những đòi hỏi về độ chính xác và chất lượng gia công ngày một cao thì mài càng được quan tâm nghiên cứu và được sử dụng rộng rãi hơn. * Mô hình quá trình mài: Trên hình 1.1 Biểu diễn sơ đồ mài tròn ngoài. Hình 1.1.a. Sơ đồ mài tròn ngoài tiến dao dọc; hình 1.1.b. Sơ đồ mài tròn ngoài tiến dao hướng kính. Hình 1.1. Sơ đồ mài tròn ngoài - Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của đá mài vđ - Chuyển động phụ bao gồm: + Chuyển động quay của phôi vp + Chuyển động tiến dao dọc sd + Chuyển động tiến dao ngang sn Hình 1.2 : Mô hình quá trình mài tròn ngoài tiến dao dọc Đại lượng vào Các đại lượng xuất hiện trong quá trình mài Đại lượng ra nct nđa Nhiệt cắt Rung động Trạng thái mòn của đá Lực cắt Chế độ sửa đá : - Chế độ sửa đá - Dụng cụ sửa Chế độ trơn nguội: Thành phần dung dịch Lưu lượng, áp lực tưới Phương pháp tưới Chế độ công nghệ : Vđ , Vct ; Chiều sâu cắt t Lượng chạy dao dọc Sd đá mài:- Cấu trúc đá, độ cứng, độ hạt - Vật liệu hạt mài - Vật liệu chất kết dính - Topography của đá Phôi: -Vật liệu - Kích thước, hình dáng hình học máy: - Sơ đồ cắt khi mài - Độ cứng vững của HTCN chất lượng * Sai lệch về HDHH : - Sai lệch kích thước - Sai lệch vị trí tương quan * Chất lượng bề mặt chi tiết: - Nhấp nhô bề mặt - Vết cháy, vết gằn bề mặt - Tổ chức lớp bề mặt - Tính chất cơ lý lớp bề mặt + Độ cứng tế vi + Chiều sâu lớp biến cứng + Tính chất lớp ứng suất dư bề mặt tính kinh tế + Giá thành + Năng suất + Tuổi bền của đá Sd 1.1.2. Quá trình tạo phoi khi mài Nếu xem xét quá trình tạo phoi khi mài của một hạt mài ta thấy nó có nguyên lý làm việc tương tự như với một răng của dao phay (hình 1.3 [4]) song quá trình mài có những đặc thù riêng, tương đối khác biệt với quá trình cắt bằng dụng cụ kim loại như dao phay. Hình 1.3. Quá trình tạo phoi khi mài của một hạt mài 1- Hạt mài; 2 - Phoi mài; 3 - Phôi Những khác biệt ấy bao gồm: - các lưỡi cắt của hạt mài tham gia cắt không liên tục. - Lớp kim loại được cắt bởi một hạt đá mài có sự phụ thuộc về quan hệ chiều rộng và bề dày hạt đá. - Hình dáng hình học của hạt mài không xác định, ở đỉnh cắt của hạt mài có cung lượn bán kính R. - Hạt mài phân bố không có quy luật trên bề mặt trụ của đá. - Tốc độ cắt cao, có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt đồng thời trong vùng cắt (vùng tiếp xúc giữa đá và bề mặt gia công). - Các lưỡi cắt của hạt đá mài có độ cứng, bền nhiệt, độ giòn rất cao. - Do có nhiều lưỡi cắt cùng tham gia cắt gọt nên tạo ra nhiệt cắt lớn, nhiệt độ vùng cắt cao. - Có hiện tượng trượt giữa hạt mài và kim loại trước khi cắt gọt. a (ar) Hình 1.4. Sơ đồ mô tả quá trình tạo phoi bằng hạt mài có bán kính đỉnh cắt p a-Hiện tượng trượt của hạt mài trên bề mặt mài; b- miết kim loại; c- tạo phoi Dưới áp lực mỗi lúc mỗi tăng từ hạt mài lên bề mặt gia công làm tăng quá trình biến dạng dẻo và nhiệt độ tăng làm cho kim loại mài bị mềm hơn. Độ sâu của lớp cắt đạt được giá trị a sẽ xuất hiện tạo phoi như vậy quá trình làm việc của bất kỳ hạt mài nào trên chiều dài cung tiếp xúc giữa đá mài và phoi đều được chia thành các giai đoạn: trượt miết, tạo phoi. Đá mài không có lưỡi cắt liên tục trên vành cắt, các cạnh cắt của hạt mài nằm trên độ cao khác nhau, do đó không phải tất cả các hạt mài đều tham gia cắt gọt trong cùng một thời điểm giống nhau. Hạt thì trượt trên bề mặt gia công, hạt thì miết nén, hạt thì tạo phoi. Những hạt có bán kính cung lượn lớn tức là những hạt quá mòn không thể cắt được lát cắt mỏng, những hạt này không cắt mà chỉ trượt trên bề mặt gia công, lúc này sinh ra một lượng nhiệt rất lớn. Như vậy quá trình tạo phoi khi mài tuỳ thuộc vào yếu tố hình học của hạt mài. Quá trình tạo phoi xảy ra trong khoảnh khắc rất nhỏ 0,001- 0,005 giây.[9] Tổng số lượng hạt phoi được cắt bởi một đá mài trong một đơn vị thời gian là rất lớn (hàng trăm triệu hạt phoi trong một phút). Bề dày của phoi rất khác nhau từ một vài micrômet đến vài phần trăm micrômet, những phoi quá nhỏ dưới tác dụng của nhiệt cao sẽ bị cháy tạo thành tia lửa khi mài. Những phoi lớn hơn cùng với những phần tử hạt bị mòn của đá được dung dịch tưới nguội rửa trôi. 1.1.3. Biến đổi cấu trúc lớp bề mặt kim loại mài Chúng ta biết rằng 80% công trong quá trình mài được biến thành nhiệt chỉ có 20% năng lượng làm biến dạng mạng tinh thể. Biến đổi cấu trúc mạng tinh thể dẫn đến xuất hiện nội ứng suất bởi vì chúng gây ra biến đổi thể tích kim loại. Nếu như nội ứng suất vượt quá đại lượng bền tức thời kim loại sẽ bị phá huỷ, lúc này sẽ sinh ra các vết nứt khi mài [35]. Trong quá trình mài xuất hiện hiện tượng cháy mài do đó cần phải khống chế sinh nhiệt trong quá trình mài. Nhiều kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng nhiệt phát sinh khi mài và sau đó là khả năng gây cháy mài có nguyên nhân trực tiếp từ lựa chọn chế độ mài, đặc tính kĩ thuật của đá và phương pháp điều chỉnh máy mài. * Biến dạng dẻo khi mài: Kim loại và hợp kim đều có cấu trúc mạng tinh thể và được hình thành từ một số lượng lớn các hạt đa tinh thể được xếp theo những trật tự khác nhau về kích thước. Chúng liên kết với nhau tạo thành khối rất bền vững về cơ học. Bề mặt các kim loại đa tinh thể liên kết với nhau bằng những lớp tinh thể nhỏ và khi bị phá huỷ có phương rất khác nhau. Khi gia công kim loại bằng phương pháp cắt gọt sẽ xuất hiện biến dạng dẻo trên lớp mỏng ở bề mặt, lan toả sang các vùng lân cận nằm dưới lớp bề mặt gia công. Quá trình biến dạng dẻo phát sinh theo hướng trượt tức là làm dịch chuyển một lớp tinh thể này theo mặt phẳng liên kết tinh thể nhất định nào đó. Cũng có thể nói rằng quá trình trượt là sự dịch chuyển của một lớp nguyên tử này so với lớp nguyên tử kia, dưới tác dụng của lực biến dạng (tức là dưới sự tác dụng của lực cắt). Sự trượt bắt đầu khi xuất hiện ứng suất trượt đủ lớn để gây trượt. Quá trình biến dạng dẻo xẩy ra sau biến dạng đàn hồi, sức lan toả hầu như bằng tốc độ âm thanh (với thép khoảng 5130 m/s), nhưng để xuất hiện biến dạng dẻo đảm bảo cho các hạt tinh thể dịch chuyển được cần có nhiều thời gian hơn. Bởi vậy ở tốc độ biến dạng cao xuất hiện biến dạng dẻo cục bộ tại chỗ. Biến dạng dẻo cũng được hiểu như biến dạng giữa các tinh thể, trong đó một số hạt này dịch chuyển tương đối với một số hạt khác. Chính những sự dịch chuyển này không lớn, nhưng cũng đủ để gây phá huỷ đường biên của hạt, cuối cùng phá huỷ kim loại. Khi cắt kim loại bằng hạt mài ở lớp ngoài cùng bị kéo chảy theo hướng tác dụng của lực cắt. Các tinh thể về cơ bản được sắp xếp theo hướng của sơ đồ mạng tinh thể, tương tự sắp xếp của các hạt nhỏ theo hướng biến dạng gọi là vân kim loại. Như vậy khi biến dạng dẻo xuất hiện những hiện tượng sau: - Thay đổi hình dáng hạt. - Thay đổi vị trí hạt và tạo thành vân - Hình thành ứng suất dư - Phát sinh sự tự phá huỷ bên trong mạng tinh thể và phá huỷ liên kết giữa các mạng với nhau, phá huỷ đơn hạt -