bài tập chế tạo 2 chương 23a, phần c (chương 21→27)

Miêu tả các loại nguyên công gia công cơ được thực hiện trên máy tiện.. Trả lời: Các loại nguyên công gia công cơ khí được thực hiện trên máy tiện là: Tiện thẳng tiện trụ, tiện côn, tiện

Question 23.1 Describe the types of machining operations that can be

performed on a lathe

( Miêu tả các loại nguyên công gia công cơ được thực hiện trên máy tiện.)

Trả lời:

Các loại nguyên công gia công cơ khí được thực hiện trên máy tiện là:

Tiện thẳng (tiện trụ), tiện côn, tiện có định hình (tiện profile), tiện rãnh, tiện mặt đầu, tiện rãnh mặt đầu, tiện với dao định hình sẵn, tiện lỗ và gia công rãnh, khoan, cắt đứt, tiện ren, khía nhám

Question 23.2 Describe the operations that can be performed on a drill press.

(Miêu tả những nguyên công được thực hiện trên máy khoan lỗ.)

Trả lời:

Khoan có thể được thực hiện trên máy tiện bằng cách gắn các mũi khoan trong một đầu máy khoan trên ụ định tâm Phôi được kẹp trong một bệ giữ trên đầu máy tiện, và mũi khoan được đưa lên bằng cách quay tay quay của ụ Lỗ khoan theo cách này có thể chưa đúng tâm vì có xu hướng làm khoan cong hoặc biến dạng Sự đồng tâm của các lỗ có thể được cải thiện bằng cách tiện

lỗ khoan Lỗ khoan có thể được doa trên máy tiện theo một kiểu tương tự khoan , do đó cần cải thiện kích thước dung sai lỗ và hoàn thiện bề mặt

Question 23.3 Why were power chucks developed? ( Tại sao cần phát triển

các loại mâm kẹp điện? )

Trả lời:

Vì chúng hoạt động nhờ vào thủy lực hoặc khí nén nên lực kẹp sẽ lớn hơn bảo đảm phôi không bi lung lay trong qua trình máy hoạt động, tiết kiệm thời gian…đặc biệt có lợi cho những công ty sản xuất các chi tiết với số lượng lớn

Question 23.4 Explain why operations such as boring on a lathe and tapping

are difficult

( Giải thích tại sao những nguyên công như tiện lỗ trên máy tiện hay tiện ren trong thì khó khăn.)

Trả lời:

Vì:

• Khó thực hiện đối với phôi kích thước nhỏ.

• Những lỗ bi khuất sẽ khó gia công hoặc không thể gia công được

• Sự chênh lệch lớn giữa chiều dài và đường kính lỗ khoan sẽ khó giữ được đúng kích thước yêu cầu dẫn đến thiếu chính xác cho chi tiết

• Chỉ áp dụng được với các lỗ có sẵn và thông suốt

Question 23.5 :Why are turret lathes typically equipped with more than one

turret?

(Tại sao máy tiện rơvonve thường được trang bị nhiều hơn một đầu rơvonve?) (Các đặc điểm chính của máy tiện rơvonve là các công cụ cho các hoạt động liên tiếp được thiết lập để sử dụng trong các trình tự hợp lý Mặc dù kỹ năng cần thiết để thiết lập và điều chỉnh các công cụ thích hợp, ít kỹ năng cần thiết để vận hành máy tiện rơvonve Nhiều bộ phận có thể được sản xuất trước khi điều chỉnh là cần thiết Những máy này thường được sử dụng trong sản xuất vừa và nhỏ, nơi các công cụ máy tiện là quá chậm, nhưng tỷ lệ sản xuất

bổ sung mong muốn không đảm bảo một máy đặc biệt)

Question 23.6 : Describe the differences between boring a workpiece on a

lathe and boring it on a horizontal boring mill?

(Mô tả sự khác biệt giữa tiện trong một phôi trên máy tiện với tiện trong nó trên một máy phay ngang)

Answer:Drilling (Section 23.5 ) can be performed on a lathe by mounting the

drill bit in a chuck in the tailstock quill The workpiece is clamped in a work holder on the headstock, and the drill bit is advanced by rotating the

handwheel of the tailstock Holes drilled in this manner may not be

sufficiently concentric because of the tendency for the drill to drift radially The concentricity of the hole can be improved by subsequently boring the drilled hole Drilled holes may be reamed (Section 23.6) on lathes in a manner similar to drilling, thus improving hole dimensional tolerances and surface finish

(Hoạt động tiện trong trên phôi tương đối nhỏ có thể được thực hiện trên máy tiện; phôi lớn được gia công trên máy phay ngang Trên máy phay ngang, phôi được gắn trên bàn mà có thể di chuyển theo chiều ngang trong cả hai trục và hướng kính Các công cụ cắt được gắn trên một trục có thể quay trong ụ trước,

có khả năng chuyển động theo chiều dọc và theo phương thẳng đứng Một máy tiện có một trục dọc quay phôi, phù hợp với phôi có đường kính lớn nhất

là 2,5 m)

Question 23.7 How is drill life determined?

(Làm thế nào để xác định tuổi thọ của khoan?)

Answer Can be determined experimentally by clamping a block of material on

a suitable dynamometer or force transducer and drilling a number of holes while recording the torque or thrust force during each successive operation After a number of holes have been drilled, the torque and force begin to increase because the tool is becoming dull Drill life is defined as the number

of holes drilled until this transition begins Other techniques, such as

monitoring vibration and acoustic emissions (Section 21.5.4), also may be used to determine drill life

(Có thể xác định tuổi thọ của khoan bằng thực nghiệm, kẹp một khối vật liệu trên lực kế hoặc bộ cảm biến lực và khoan một số lỗ rồi ghi chú lại các mô-men xoắn và lực đẩy trong mỗi lần thử

Sau một số lỗ đã được khoan, mô-men xoắn và lực đẩy bắt đầu tăng lên bỏi vì mũi khoan bị mòn Tuổi thọ dao được định nghĩa là số lượng các lỗ khoan cho đến khi xảy ra quá trình mòn mũi khoan bắt đầu Các kỹ thuật khác gồm như giám sát độ rung và độ ồn (phần 21.5.4) cũng có thể được sử dụng để xác định tuổi thọ của khoan)

Question 23.8 Why are reaming operation performed?

(Tại sao khi khoét phải nhìn thấy chỗ gia công?)

Answer: Reamer may be held rigidly (as a chuck), or they may float in their

holding fixture to ensure alignment or be piloted in guide bushing place above and below the workpiece A further development in reaming consist of the reaming-a tool that combines drilling and reaming The tip of the tool

produces a hole by drilling and the rest of the same tool performs a reaming operation A similar development involves drilling and tapping in one stroke, using a single tool

(Dao khoét được giữ trong ngàm cặp hoặc trong thiết bị đồ gá, kẹp chặt để đảm bảo liên kết hay được dẫn hướng bởi ống lót dẫn hướng (được đặt phía trên và dưới phôi) Sự phát triển xa hơn của kĩ thuật khoét là sự kết hợp giữa 2 nguyên công khoan và khoét Đầu dụng cụ khoan cùng với gí đỡ có thể hoạt động như dao khoét Một phương pháp tương tự bao gồm khoan và tarô, sử dụng lần lượt từng dụng cụ cắt)

Question 23 9 Explain the functions of the saddle on a lathe.

Giải thích các chức năng của vật hình yên ngựa trên máy tiện

Answer:

The main turret is installed directly on the saddle, which slides along the bed The length of the stroke is limited only by the length of the bed This type of lathe is constructed more heavily and is used to machine large workpieces Because of the heavy weight of the components, saddle-type lathe operations are slower than ramtype operations

Trả lời : Tháp pháo chính được cài trực tiếp trên vật hình yên ngựa ,để trược

dọc theo rãnh.chiều dài này được giới hạn bởi chiều dài của rãnh.Đây là loại máy tiện dùng

cho những loại phôi lớn.Bởi vì sự nặng của phôi nên máy hoạt động rất chậm chạm

Question 23 10 Describe the relative advantages of (a) self-opening and (b)

solid-die heads for threading

Mô tả các lợi thế tương đối của (a) self-opening và (b) solid-die

Answer:

The production rate in cutting screw threads can be increased with tools called die-head chasers These tools typically have four cutters with multiple teeth and can be adjusted radially After the threads are cut, the cutters open

automatically (thus the alternative name self-opening die heads) by rotating around their axes to allow the part to be removed Solid-threading dies also are available for cutting straight or tapered screw threads These dies are used mostly to thread the ends of pipes and tubing and are not suitable for

production work

Trả lời:

Tỷ lệ sản xuất trong việc cắt giảm đề trục vít có thể được tăng lên với các công

cụ gọi là chasers chết đầu Những công cụ này thường có bốn máy cắt với nhiều răng và có thể được điều chỉnh toả tròn Sau khi các sợi dây được cắt giảm, các dụng cụ cắt mở tự động (do đó tên thay thế tự mở chết con) bằng cách xoay quanh trục của họ để cho phép các phần phải được loại bỏ Solid-threading chết Cũng là có sẵn để cắt bài vít thẳng hoặc nhọn Những khuôn được sử dụng chủ yếu để luồn hai đầu của đường ống và đường ống và không thích hợp cho việc sản xuất

Question 23 11 Explain how external threads are cut on a lathe.

Giải thích cắt ren ngoài như thế nào trên máy tiện

Answer:

External threads also may be cut with a die or by milling A typical thread-cutting operation on a lathe is shown in Fig 23.15a The thread-cutting tool, the shape of which depends on the type of thread to be cut, is mounted on a holder and moved along the length of the workpiece by the lead screw on the lathe This movement is achieved by the engagement of a split nut (also called a laalf nut) inside the apron of the lathe (see Fig 232)

Trả lời: Ren ngoài có thể được cắt bằng bàn ren hoặc phay Một loại máy ren

điển hình trên máy tiện được thể hiện trong hình 23.15a Các dao cắt, hình dạng của nó phụ thuộc vào các loại ren được cắt được dặt trên 1 giá đỡ và di chuyển dọc theo chiều dài của phôi bằng vít me trên máy tiện Được thực hiện bởi sự tham gia của vít tách bên trong tấm chắn bảo vệ của máy tiện

Question 23 12 What is the difference between a blind hole and a through

hole? What is the significance of that difference?

Sự khác biệt giữa một lỗ mù và một lỗ thông qua là gì? Ý nghĩa của sự khác biệt đó là gì?

Answer:

Through holes are preferred over blind holes If holes with large diameters are required, the workpiece should have a pre existing hole, preferably made during fabrication of the part (such as by casting, powder metallurgy, or forming)

Trả lời

- Lỗ thông qua là lỗ xuyên qua vật liệu gia công khi tiến hành khoan, lỗ thông qua thường được ưu chuộng hơn lỗ mù, nếu lỗ khoan yêu cầu đường kính lớn, các phôi nên tạo một lỗ từ trước, tốt nhất thực hiện trong chế tạo các phần (chẳng hạn như đúc, luyện kim…)

Question 23.34 Calculate the same quantities as in Example 23.1 for

high-strength titanium alloy and at N = 700 rpm

(tính toán giống như ví dụ 23.1 cho hợp kim titanium có độ bền cao và tốc độ quay của phôi là 700 vòng/ phút)

Answer:

Solution The cutting speed is the tangential speed of the workpiece The maximum cutting speed is at the outer diameter; D O, and is obtained from the equation

12,5 700

27, 49( / min) 1000

Thus, 12,0 700

26,39( / min) 1000

The cutting speed at the machined diameter is

From the information given, note that the depth of cut is

12,5 12

0, 25( ) 2

And the feed is

200

0, 286( / )

700

12, 25 0, 25 0, 286 700 1924( / min) 2 10 ( / min)

Accordi

ng to Eq (23.1a), the material-removal rate is then

0, 25 0, 286 26,39 1000 2 10 ( / min)

Equation (23.1b) also can be used, in which case we find that

150

0,75(min)

0, 286 700

×

The actual time to cut, according to Eq (23.2), is

4 1924

128( ) 60

The power required can be calculated by referring to Table 21.2 and taking an average value for stainless steel as 4 W.s/mm3 Therefore, the power dissipated is

Since W = 60 Nm/min, the power dissipated is 7680 Nm/min

The cutting force, Fc is the tangential force exerted by the tool Power is the product of torque, T and rotational speed in radians per unit time, hence

7680

1,7( )

2 700

π

×

1,7 1000

277( )

12, 25 / 2

c

Since T = FcDavg/2

Trả lời:

Tốc độ cắt tối đa là

V = (700) (π) (12.5) 1000 = 27,5 m / phút

và tốc độ cắt ở đường kính gia công là

V = (700) (π) (12) 1000 = 26,4 m / phút

Độ sâu cắt là không đổi ở mức 0,25 mm và thức ăn được cho bởi

f = 200/700 = 0,29 mm / rev

Lấy đường kính trung bình 12,25 mm, tỷ lệ loại bỏ kim loại là

MRR = π (12.25) (0.25) (0.29) (700) = 1953 mm3 / phút

Thời gian thực tế để cắt là

t = 150 (0,29) (700) = 0,74 phút

Từ Bảng 21.2 trên p 622 chúng ta hãy điện cho các đơn vị hợp kim titan như 5 Ws / mm3, hoặc 2 hp-min / IN3 Lưu ý rằng chúng tôi sử dụng các giới hạn trên của quyền lực bởi vì các vấn đề nói rằng titan là độ bền cao Như vậy, quyền lực ăn chơi là

Power = (5) (1953) 60 = 163 W = 9780 N-m / min

Các mô-men xoắn được cho bởi

Torque = 9780 (700) (2) (π) = 2,2 N-m

Do đó các lực cắt là

Fc = (2.2) (1000) (12,25 / 2) = 360 N

Question 23.35 Estimate the machining time required to rough turn a

0.50-m-long annealed copper-alloy round bar from a 60~mm diameter to a 58-mm diameter, using a high-speed steel tool (See Table 23.4.) Estimate the time required for an uncoated carbide tool

(Ước lượng thời gian cần thiết để gia công lần lượt thô một thanh hợp kim đồng tròn dài 0.50 ủ từ một đường kính 60 mm còn lại 58 mm, sử dụng một lưỡi dao thép gó (Xem Bảng 23.4) Ước tính thời gian cần thiết cho một lưỡi dao hợp kim không tráng)

Trả lời:

Chọn tốc độ cắt là N = 365 (m/phút)

500

5,5(min)

0, 25 365

×

Vận tốc dài f = 0,25 (mm/vòng)

Nếu không phủ phi kim thì N = 260 (m/phút)

500

7,7(min)

0, 25 260

×

Question 23.36A high-strength cast-iron bar 200 mm in diameter is being turned on a lathe at a depth of cut d = 1.25 mm The lathe is equipped with a 12-kW electric motor and has a mechanical efficiency of 80% The spindle speed is 500 rpm Estimate the maximum feed that can be used before the lathe begins to stall

Một thanh gang độ bền cao đường kính 200 mm đang được bật trên máy tiện có độ sâu cắt d = 1.25 mm Máy tiện được trang bị một động cơ điện 12

kW và có hiệu suất làm việc 80% Tốc độ trục chính là 500 rpm Tính ăn dao tối đa có thể sử dụng trước khi máy tiện bắt đầu ngưng.

Answer :

Note that D ave = 198.75 mm Since the lathe has a 12-kW motor and a

mechanical efficiency of 80%, we have (12)(0.8)=9.6 kW available for the cutting operation For cast irons the specific power required is obtained from Table 21.2 on p.571 as between 1.1 and 5.4W.s/mm 3 We will use the average value to obtain a typical number so that the specific power will be taken as 3.3 W.s/mm 3 Therefore, the maximum metal removal rate is

MRR = = 2909 mm 3 /s

The metal removal rate is also given by Eq (23.1a) on p 620 as

MRR = πD ave dfN

Therefore, the maximum feed, f, is

f = = = 0.45 mm/rev

Trả lời:

Chú ý rằng D ave = 198.75 mm Trong khi máy tiện có động cơ 12 kW và hiệu suất làm việc 80%, ta có (12)(0.8) = 9.6 kW có thể sử dụng trong quá trình cắt Đối với gang công suất yêu cầu được lấy từ bảng 21.2 trang 571 giữa 1.1 và 5.4 Ws/mm 3 Ta có thể sử dụng giá trị trung bình để có được con số đặc trưng cho công suất điện là 3.3 Ws/mm 3 Vì vậy, tốc độ căt bỏ kim loại tối đa là

MRR = = 2909 mm 3 /s

Tốc độ cắt bỏ kim loại cũng được cho bởi phương trình (23.1) trang 620 MRR = πD ave dfN

Vì vậy, lượng ăn dao tối đa, f, là

f = = = 0.45 mm/rev

Question 23.37A 7.5-mm-diameter drill is used on a drill press operating at

300 rpm If the feed is 0.125 mm/rev, what is the MRR? What is the MRR if the drill diameter is doubled?

Một mũi khoan có đường kính 7.5 mm được sử dụng trên một máy ép khoan hoạt động 300rpm Nếu lượng ăn dao là 0.125 mm/rev, MRR là bao nhiêu ? MRR sẽ như thế nào nếu đường kính mũi khoan tăng gấp đôi ?

Answer :

The metal removal rate in drilling is given by Eq (23.3) on p 647 Thus, for

a 7.5-mm drill diameter, with the spindle rotating at 300 rpm and a feed of 0.125 mm/rev, the MRR is

MRR = (f)(N) = (0.125)(300) = 1657 mm 3 /min

If the drill diameter is doubled, the metal removal rate will be increased fourfold because MRR depends on the diameter squared The MRR would then be (1657)(4)=6628 mm 3 /min.

Trả lời :

Tỷ lệ loại bỏ kim loại trong khoan được cho bởi phương trình (23.3) trên p 647 Như vậy, đối với một mũi khoan 7,5-mm đường kính, với trục quay ở 300 rpm và tốc

độ của khoan là 0.125 mm / rev, các MRR là

MRR = (f)(N) = (0.125)(300) = 1657 mm 3 /min

Nếu đường kính mũi khoan tăng gấp đôi, tốc độ cắt kim loại sẽ tăng gấp 4 lần bởi vì MRR bằng bình phương đường kính MRR sẽ bằng (1657)

(4)=6628 mm 3 /min.

Question 23.38In Example 23.4, assume that the workpiece material is high-strength aluminum alloy and the spindle is running at N = 500 rpm

Estimate the torque required for this operation

Trong ví dụ 23.4, giả sử rằng các vật liệu của phôi là hợp kim nhôm có độ bền cao và trục chính chạy với N = 500rpm Tính momen xoắn cần thiết cho quá trình này?

Answer :