Mô tả những đặc trưng riêng biệt của các trung tâm gia công, giải thích tại sao những máy này lại rất linh hoạt Một trung tâm gia công là một công cụ máy tính điều khiển tiên tiến có kh
Trang 1CHAPTER 25 :MACHINEING ECONOMICS
SV : Nguyễn Ngọc Hòa MSSV: 21301385
REVIEW QUESTIONS:
422 Mô tả những đặc trưng riêng biệt của các trung tâm gia công, giải thích tại sao những máy này lại rất linh hoạt
Một trung tâm gia công là một công cụ máy tính điều khiển tiên tiến có khả năng thực hiện một loạt các hoạt động gia công trên các bề mặt khác nhau và định hướng khác nhau của một phôi mà không cần phải loại bỏ nó
từ thiết bị dụng cụ gá hoặc đồ gá Các phôi thường là đứng yên, và các công cụ cắt luân phiên như chúng làm trong phay, khoan, mài giũa, khai thác, và các hoạt động tương tự
Máy hoạt động linh hoạt bởi vì chương trình kiểm soát một máy công cụ
có thể kết hợp những thay đổi trong điều kiện cắt, bù trừ cho công cụ, tự động thay đổi công cụ và máy một phôi mà không refixturing hoặc chuyển
nó đến một máy công cụ
423. Giải thích chức năng của hệ thống thay đổi dụng cụ trong gia công Thời gian thay đổi dụng cụ điển hình là gì?
Dụng cụ bao gồm sự định hình gia công và công cụ cắt, dao cắt và giá dao, cán dao để giữ chèn công cụ, khuôn đúc, khuôn trên và khuôn dưới cho việc đúc, dập lỗ cho kim loại và luyện kim bột, sự đẩy con trượt, dụng cụ
gá, và đồ gá tất cả trong đó cũng phải được sản xuất Kể từ khi hình dạng thường khá phức tạp và một loạt các hoạt động gia công là cần thiết,
những công cụ này thường được sản xuất tại các trung tâm gia công
Thời gian thay đổi dụng cụ điển hình được thường từ 5 đến 10 giây, nhưng
có thể lên đến 30 giây cho các công cụ có trọng lượng lớn hơn (110 kg)
424. Giải thích xu hướng về vật liệu dùng trong máy công cụ?
425. Sự khác nhau giữa rung động (chatter) và chấn động (vibration)?
Dao động thường có thể đo đạc và điều chình được Trong gia công kim loại các bộ giảm chấn có thể loại bỏ được dao động Biên độ của rung động có thể được giảm bằng cách tăng độ cứng hoặc bằng bộ giảm chấn Mặc dù thay đổi các thông số cắt thường không xuất hiện dao động để gây
Trang 2ảnh hưởng đáng kể đến cường độ của dao động cưỡng bức, thay đổi tốc
độ cắt và hình dạng cũng có thể giảm dao động
Chấn động là những va đập ngẫu nhiên, nó không thể đo đặc hoặc cân bằng lại Chấn đượng thường do các hình dạng công cụ, tốc độ, lượng tiến dao không phù hợp trong gia công Cách duy nhất để giảm bớt chấn động
là cải thiện các điều kiện trên
426. Sự khác nhau giữa hiện tượng tự rung va rung cưỡng bức?
427. Giải thích tầm quan trọng của quá trình lắp ráp máy công cụ?
Tầm quan trọng của vật liệu, thông số vật liệu và phương pháp gia công
là những thông tin cần được cập nhật liên tục cho máy công cụ những thông số này giúp ích trong quá trình gia công, làm giảm rung động máy và những tác hại xảy ra trong quá trình gia công tác dụng lên các chi tiết máy Ngàm máy lớn phối hợp cùng bàn máy làm tăng độ cứng vững, giảm rung động không mong muốn
428. Giải thích tại sao sự thay đổi tự động các pallet và thay dao tự động lại quan trọng trong các trung tâm gia công?
Sự thay đổi tự động các pallet:
• Có thể định hướng cho các công việc theo hướng yêu cầu
• Chuyển giao công việc giữa các pallet cho các yêu cầu hoạt động gia công
• Trao đổi các sản phẩm đã hoàn thành với các công việc mới đến được gia công
Dụng cụ tự động đổi:
• Được sử dụng để trao đổi công cụ dựa trên những gì là cần thiết cho các hoạt động gia công khác nhau
• Được sử dụng để xác định các công cụ thích hợp cho các hoạt động gia công đặc biệt
• Cho phép tối đa 100 dụng cụ cắt khác nhau được sử dụng
429. Các dạng vật liệu để chế tạo thân máy trong máy công
cụ là gì? Tại sao dùng các loại vật liệu này?
Trang 3Gang xám: vật liệu đầu tiên được sử dụng trong cấu trúc máy công cụ,
có lợi thế của là chi phí thấp, nhưng bất lợi là nặng Hầu hết các cấu trúc máy công cụ được làm bằng gang 40; một số được làm bằng gang 50 Mỗi lần đúc đòi hỏi một mô hình, các chi phí đó làm tăng đáng kể với kích thước của các phần
Các kết cấu thép hàn nhẹ hơn so với cấu trúc bằng gang
Thép rèn có các đặc điểm:
• có sẵn trong một loạt các phần kích thước và hình dạng (chẳng hạn như các biên dạng chữ U, góc độ, và ống),
• có tính chất mong muốn cơ khí,
• có đặc điểm sản xuất tốt (như định hình, năng chế biến, và khả năng hàn)
• có chi phí thấp Cấu trúc làm bằng thép có thể có độ cứng cao- tỷ
lệ trọng lượng, sử dụng mặt cắt ngang như ống và các biên dạng chữ U Ngược lại, khả năng giảm xóc của họ là rất thấp
Các thành phần gốm được sử dụng trong các máy công cụ tiên tiến cho sức bền, độ cứng, chống ăn mòn, bề mặt, và ổn định nhiệt tốt Linh kiện máy công cụ bằng gốm đầu ưtiên được giới thiệu vào năm 1980 Cọc và vòng bi có thể được làm bằng silicon nitride, trong đó có ma sát tốt hơn và mang tính so với vật liệu kim loại truyền thống Hơn nữa, mật độ thấp gốm làm cho chúng phù hợp như các thành phần của máy có tốc độ cao mà sức chịu đựng nhanh hay những chuyển động quay trong đó lực quán tính thấp là mong muốn để duy trì sự ổn định của hệ thống, giảm lực quán tính, và giảm thời gian hoạt động gia công cắt tốc độ cao
Composites có thể bao gồm một lưới polymer, ma trận kim loại, hoặc
ma trận gốm với các vật liệu gia cố khác nhau Các phân chất có thể được thiết kế để cung cấp các đặc tính cơ học thích hợp ở trục lựa chọn của máy công cụ Mặc dù chúng đắt tiền và (hiện nay) hạn chế trong sử dụng, vật liệu tổng hợp có khả năng trở thành nguyên liệu quan trọng cho độ chính xác cao, ứng dụng công tốc độ cao Granite-epoxy composite (với một thành phần tiêu biểu của 93% nghiền đá granit và 7% epoxy chất kết dính) lần đầu tiên được sử dụng trong định tâm chính xác và mài nội bộ trong những năm đầu thập niên 1980 Những vật liệu composite có nhiều tính chất thuận lợi: (a) khả năng đúc tốt (cho phép thiết kế linh hoạt trong máy công cụ), (b) tỷ lệ cao độ cứng trên trọng lượng, (c) sự ổn định nhiệt, (d) chống chịu với suy thoái môi trường, và (e) Khả năng giảm xóc tốt
Trang 4Polymer bê tông là một hỗn hợp bê tông nghiền nát và nhựa (thường polymethylmethacrylate) và có thể được đúc dễ dàng thành các hình dạng mong muốn cho các căn cứ máy và các thành phần khác nhau Nó lần đầu tiên được giới thiệu trong các 19805 Mặc dù nó có khả năng giảm xóc tốt,
bê tông polymer có độ cứng thấp (khoảng một phần ba của gang 40) và dẫn nhiệt kém Nó cũng có thể được sử dụng để tạo ra vật liệu 3 lớp với sắt đúc, do đó kết hợp những ưu điểm của từng loại vật liệu
430. Khái niệm cấu trúc “modular” trong máy công cụ
nghĩa là gì?
Nhu cầu linh hoạt trong quá trình chế tạo đã dẫn đến việc gần đây các máy cấu hình lại đã xuất hiện bao gồm nhiều ngăn hơn so với trước Thuật ngữ cấu hình lại bắt nguồn từ thực tế là các thành phần máy tính có thể được bố trí và sắp xếp lại một cách nhanh chóng trong một số cấu hình mới để đáp ứng nhu cầu sản xuất cụ thể
431. Hexapod là gì? Ưu điểm của nó?
Trả lời:
- Khái niệm:
Hexapod machine (máy 6 chân) là một cơ cấu gồm 6 chân có độ dài thay đổi được, các chân này liên kết với giá và tấm dịch chuyển (flatform) bằng các khớp cầu Bằng cách thay đổi chiều dài các chân, ta có thể thay đổi vị trí và hướng dịch chuyển trong không gian
- Ưu điểm:
+ Có thể định vị bất kì vị trí, hướng nào trong không gian
+ Kết cấu đơn giản
+ Độ cứng vững cao
+ Độ chính xác, ổn định cao
+ Có thể tạo ra cá quỹ đạo phức tạp, có thể gia công trên một lần gá trên máy hexapod
432. Các yếu tố cấu thành giá của nguyên công cắt gọt :
Trang 5- Loại vật liệu gia công cắt gọt
- Biên dạng cắt gọt
- Kích thước chi tiết
- Độ chính xác
- Số lượng của một loại chi tiết
433 Nêu ra các lý do nhiệt độ sinh ra trong quá trình cắt gọt là quan trọng
-Ảnh hưởng bất lợi đến độ bền, độ cứng và độ mài mòn của dụng cụ cắt
-Gây ra sự thay đổi về kích thước của chi tiết gia công
- Gây ra sự khó khăn trong quá trình kiểm tra độ chính xác của chi tiết
434 Giải thích các yếu tố kinh tế về kĩ thuật dẫn đến sự phát triển của trung tâm gia công
Các yếu tố kỹ thuật và kinh tế dẩn đến sự phát triển cảu trung tâm gia công
Trung tâm gia công như là một khái niệm sản xuất phục vụ 2 mục đích 1-tiết kiệm thời gian bằng cách thay đổi công cụ nhanh chóng và loại bỏ các phần xử lý và gắn vào giữa các quá trình 2-chuyển đổi nhanh chóng để tiến hành sản xuất mới trung tâm gia công loại bỏ hoặc làm giảm thời gian, nhu cầu xử lý ,chuyển các phôi giữa các máy công cụ khác nhau, làm giảm thời gian sản xuất và chi phí ngoài ra một loạt các bộ phận có thể được sản xuất theo từng lô nhỏ
435.Tốc độ trục chính trong trung tâm gia công thường thay đổi trong một phạm vi rộng lớn Giải thích tại sao vậy, cho ví dụ cụ thể
Tốc độ trục chính được tính bằng công thức : cho từng trường hợp
Trang 6Từ công thức trên ta có tốc độ cắt phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như vật liệu cắt, vật liệu công cụ cắt, bề mặt gia công, trạng thái phôi Do đó ta thiết kế máy có nhiều cấp và phạm vi tốc độ rộng lớn để có thể linh hoạt gia công nhiều loại phôi trên một máy, nhiều loại phôi trên một loại dao, vì thể làm cho ta tiết kiệm được chi phí mua máy mới mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kĩ thuật trong gia công, không phải tốn thêm diện tích xưởng để thêm máy có tốc độ cắt vì thế dẫn đến tính hiệu quả kinh tế cao
436 Giải thích tầm quan trọng của độ cứng vững và giảm chấn của máy công cụ Mô tả chúng được thực hiện như thế nào
Trang 7- Độ cứng cững : ảnh hưởng đến độ chính xác của máy công cụ , nó phụ thuộc vào moodun đàn hồi của vật liệu sử dụng và kết cấu hình học của các thành phần máy bao gồm trục chính, giá máy , băng trượt , hệ thống truyền lực
-Giảm chấn máy công cụ : là yếu tố tất yếu để giảm hoặc loại bỏ dao động và tiếng
ồn trong quá trình gia công , phân lớn nó được quyết định bởi loại vật liệu sử dụng ,loại và số lượng thành phần tham gia vào cấu trúc máy, loại mối ghép giữa các chi tiết máy các loại sắt đúc, mạng composit có độ chống sốc tốt hơn nhiều so với các kim loại và sứ,và các mối ghép vít
437. Tầm quan trọng của việc kiểm tra nhiệt độ dung dịch cắt của các nguyên công trong gia công chế tạo
Điều chỉnh nhiệt độ cắt quan trọng trong quá trình gia công, khi đòi hỏi gia công
có độ chính xác cao Theo dự kiến, nhiệt độ chất lỏng này tăng cao liên tục vì năng lượng bị tiêu hao trong quá trình gia công Do đó độ chính xác gia công bị giảm do giãn nở nhiệt của phôi
438. Mô tả những bất lợi của dao động và tiếng kêu lất cất trong quá trình gia công
- Bề mặt gia công xấu , hình biểu diễn trong trang 707 , hình 25.13
- Mất độ chính xác của sản phẩm
-Mòn dao sớm, hư hỏng dao không thể tiếp tục làm việc nữa với các loại vật liệu của dao có tính giòn như gang, gốm, kim cương
- Có thể gây hại đến công cụ do quá mức dao động và tiếng kêu
- Tiếng ồn khó chịu, đặc biệt nếu làm việc ở tầng số cao như quá ồn khi tiện đồng thau bằng máy tiện với sự cứng vững kém
439.Mô tả vài trường hợp cụ thể khi các chi tiết máy công cụ bị xoắn vì nhiệt là ảnh hưởng quan trọng
Quá trình công cụ bị xoắn do nhiệt ảnh hưởng quan trọng như trong gia công bằng máy CNC cần độ chính xác cao , thì khi máy dao phau bị xoắn, khi đó vị trí dao cắt
sẽ không đúng như ban đầu xác định tọa độ nữa, nên sẽ xẩy ra sai số kích thước và sai số hình học cho sản phẩm
Trang 8440. Giải thích sự khác nhau giữa chức năng của ụ rovonve với trục chính của trung tâm gia công tiện
Sự khác nhau về chắc năng của ụ Rovonve và trục chính:
-Ụ rovonve: dùng để kẹp chi tiết và định tâm của chi tiết để gia công được chi tiết
có độ chính xác cao
-Trục chính : dùng để truyền động momem từ động cơ sang chi tiết
441. Liệt kê các thông số mà ảnh hưởng đến nhiệt độ cắt kim loại, giải thích vì sao và ảnh hưởng như thế nào
- Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu : ảnh hưởng đến mức độ và khu vực bị biến dạng dẻo
và khuất tán hạt kim loại trong dao , ảnh hưởng đến momen uốn trên dao
- Hệ số chất trơ nguội : làm giảm ma sát và giải nhiệt nhanh, gây hạn chế sự trượt gây nên nhiệt độ cao
- Chất lượng của dao cắt : vì nếu dao mòn , thì hiện tượng trượt dao trên phôi xẩy
ra mạnh hơn, gây ra nhiệt nhiều hơn
442 Liệt kê và giải thích các yếu tố làm cho độ bóng bề mặt giảm đi trong nguyên công cắt gọt
- Độ cứng vững của hệ thống máy gia công ảnh hưởng quan trọng đến chất lượng
bề mặt gia công , khi độ cứng vững thấp thì độ bóng bề mặt giảm xuống
- Loại vật liệu làm dao cắt
- Tốc độ cắt , tốc độ cắt thấp sẽ gây ra bề mặt không đẹp,
- Sự tạo thành phôi dây sẽ làm cho bề mặt chi tiết sau khi gia công tốt hơn
443.Gia công tốc độ cao không dùng chất bôi trơn được không , tại sao
Không , vì nhiệt độ tăng cao mà không có chất giải nhiệt thì kim sẽ xuất hiện sự dẻo hóa , gây ma sát lớn giữa dao và phôi gây ra hiện tượng kẹt , nhiệt độ tăng cao làm biến tính kim loại , nhiệt độ tăng cao sẽ gây ra công vênh dao gây ra sự sai số cho sản phẩm , gây mòn dao nhanh vì ma sát mạnh
Trang 9444.Mô tả các dạng và các kích thước không thích hợp gia công trên máy cho ví dụ cụ thể
- các dạng không nên gia công trên máy công cụ như vật liệu có tính dẻo cao Ví dụ như nhựa, chất dẻo
- Kích thước quá lớn hoặc quá nhỏ như các bộ phận của tàu thủy, các thiết bị y tế
để thực hiện phẩu thuật kín
- Các dạng chi tiết có biên dạng đặc biệt như nòng súng
445 Giải thích làm thế nào để giảm giá thành của sản phẩm trong gia công cắt gọt Phân tích những khó khăn gặp phải khi thực hiện những việc này
- Sử dụng hợp lý chế độ cắt để gia tăng tuổi thọ dao và năng suất làm việc của người lao động
Khó khăn : Người công nhân cần phải có tay nghề cao
- Hạn chế thời gian chạy dao không làm việc
Độ an toàn giảm
- Mài dao để tiết kiệm chi phí mua dao mới
Độ chính xác của công cụ không còn tốt, tốn thời gian thay và gắn dao lại chính xác
446 Sản xuất chi tiết van , lương công nhân là 19 USD/giờ , chi phí phúc lợi là 15USD/giờ Dụng cụ là gốm sứ loại 4 mặt giá 25USD , Cần 5 phút thay dụng cụ , và 1 phút để chuyển mặt insert khi bị mòn Tính toán sơ bộ vận tốc tối ưu, dùng C=100 ứng với Vo
Vận tốc cắt tối ưu:
Trong đó: C=100; (gốm xứ) Lấy n=0.6; m=4
Ti=1 phút (Thời gian chuyển bề mặt insert khi bị mòn)
Tc=5 phút (Thời gian thay dụng cụ)
Trang 10Suy ra: =78.4 (m/phút)