BÀI tập kĩ THUẬT CHẾ tạo 2 đại học bách khoa hồ chí minh

các vấn đề trước là một ví dụ mà các quá trình trong chương này là hoạt động về hình dạng sau cùng; sau này là một ví dụ về xử lý gần như hình dạng sau cùng.. 582, trong đó tạo ra các mặ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ CHÍ MINH

là không chấp nhận được, phôi có thể phải chịu các công đoạn hoàn thiện như là nghiền các vấn đề trước là một ví dụ mà các quá trình trong chương này là hoạt động về hình dạng sau cùng; sau này là một ví dụ về xử lý gần như hình dạng sau cùng

24.11/ Tại sao kết thúc một quá trình phay đa năng quan trọng như vậy? Giải thích với các

ví dụ

Trả lời

Lưu ý khả năng của các tỷ lệ tương đối cao dài đến đường kính cuối máy phay có khả năng loại bỏ các vật liệu từ hốc nhỏ và sâu trong phôi (xem bảng 21.1d trên p 557 và 24.2 trên p 661 ) Để biết chi tiết , xem phần 24.2.3 trên p 667

24.12 / Danh sách và giải thích các yếu tố góp phần tạo nên bề mặt kém trong quá trình được mô tả trong chương này

Trả lời

Lưu ý , ví dụ ,( 21.24 ) trên p 582, trong đó tạo ra các mặt gồ ghề trong một quá trình như vận chuyển và xay xát , rõ ràng cho thấy rằng khi vật liệu trên số lượng răng tăng hoặc như bán kính công cụ giảm, độ nhám tăng Các yếu tố khác góp phần tạo nên bề mặt thô là độ kém sắc bén của cạnh dao, công cụ sứt mẻ hoặc vết nứt , và tiếng của máy bị rơ Mỗi nhân tố có thể ảnh hưởng bất lợi đến bất kỳ quá trình được mô tả trong chương này ( Xem thêm Vấn đề 24.19 )

24.13 Hãy giải thích tại sao gia công trục khuỷa bằng phương pháp chuốt lại hiệu quả so với một số phương pháp gia công khác

Trả lời

Chuốt (Mục 24.4 trên p 675) có lợi thế nhất định

như khả năng loại bỏ môt lượng lớn vật liệu trong một

bước với bề mặt sản phẩm tốt Chuốt gia công được

nhiều bề mặt giống nhau cùng lúc cho hiệu suất cao Ví

dụ, các bức ảnh dưới đây là hình 23.25 của các ấn bản

thứ 4 của văn bản này, và cho thấy một số dao chuốt

đồng thời trên các bề mặt chịu lực của một trục khuỷu

ô tô

24.14 Một vài hướng dẫn được trình bày trong chương

này cho các hoạt động cắt khác nhau.Thảo luận về lý

do đằng sau những hướng dẫn này

Trả lời

Hướng dẫn thiết kế điển hình đã được thảo luận trong chương này cho một số máy móc Ví dụ, nó được cho rằng dao phay tiêu chuẩn được sử dụng và tốn kém đặc biệt tránh cắt; này là hợp lý vì nhiều máy phay CNC có tự động đổi công cụ (xem chương 25) và có thể nhanh chóng đổi dao Những nguyên tắc chung phôi được cứng nhắc để chống lệch từ lực kẹp và lực cắt được định để tối đa hóa tính chính xác của các hoạt động cắt Đối bào, nên hoạt động được thiết kế sao cho tất cả các bên của phôi có thể được gia công mà không cần phải vị trí kẹp phôi Điều này là quan trọng để giảm thiểu thời gian chết trong khi các

bộ phận đang được thay đổi vị trí

24.15 Nêu những ưu điểm của dao phay răng xoắn so với dao phay răng thẳng?

Ưu điểm của dao phay răng xoắn là luôn luôn có nhiều răng tiếp xúc, và sự chuyển tiếp liên tục từ răng này sang răng khác một cách trơn tru Điều này có tác dụng làm giảm tải trọng tác động và chu kỳ lực (những rung động liên quan) từ hoạt động cắt

24.16 Giải thích tại sao lưỡi cưa cầm tay không sản xuất như lưỡi cưa máy

Trả lời

Cắt máy và cắt tay đều có răng như nhau để cắt phôi, tuy nhiên cắt tay chỉ cắt trong khoảng thời gian đầu khi lui về không cắt phôi, còn cắt máy lưỡi cắt chuyển động tới liên tục nên cắt phôi liên tục

24.17 Sự giống và khác nhau trong quá trình tạo rãnh của máy phay và máy cưa?

Trả lời

Máy phay sử dung dao quay với nhiều răng để thực hiện quá trình tạo rãnh, việc cắt vật liệu với chiều rộng nhỏ Vì dao cắt cứng và quá trình được điều khiển tốt, độ chính xác theo các chiều tốt Dao cắt trong máy cưa thì mỏng hơn, nên có thể cắt các rãnh hẹp Tuy nhiên dao cắt mêm hơn (vì vừa mỏng vừa dài) và việc kiểm soát kích thước có thể gây khó khăn Nên chú ý có nhiều loại cưa và cưa tròn đã được cải tiến để tăng độ chính xác và điều khiển độ dày( xem trang 680)

24.18 Tại sao việc gia công bánh răng phải được thực hiện cuối cùng ? Quá trình kêt thúc nào không phù hợp để tăng độ cứng răng của bánh răng ? Tại sao?

Trả lời

Việc gia công bánh răng có thể được thực hiện cuối cùng vì một số lý do ( xem mục 24.7.4 trang 685) Vì bánh răng được dự kiến để làm việc lâu dài, và làm việc với chu kỳ mỏi cao, bề mặt là rất quan trọng Lớp vỏ bề mặt tốt hơn có thể thu được nhờ nhiều quá trình hoàn thiện khác nhau, bao gồm cả bề mặt chịu ứng suất dư để tăng tuổi thọ Ngoài ra các lỗi ở dạng bánh răng cũng được sửa, do đó bề mặt nhỏ hơn và độ khớp bánh răng tốt hơn, và vì thế ít rung động và tiếng ồn ở bánh răng

24.19 Việc giảm độ nhám bề mặt được thực hiên như thế nào được trình bày ở hình 24.6 ?

Giải thích

Trả lời

Theo sinh viên, ta có thể dễ dàng thấy trên hình 24.6 trang 665 rằng độ nhám bề mặt

có thể cải thiên bằng nhiều cách như (a) giảm lượng ăn dao, (b) tăng góc cạnh vào, và (c) định vị chính xác vị trí lưỡi gạt phoi

24.20 Tại sao nhưng loại máy được trình bày ở hình 24.17 lại có ích ?

24.21 Nhận xét của bạn về sự quan sát đến việc thiết kế minh họa trong hình 24.20b và về tính hữu ích của các hoạt động chuốt

Trả lời

Sự hữu ích của chuốt không chỉ nằm ở sự phức tạp của các bộ phận, đó có thể được sản xuất kinh tế, mà còn ở chất lượng bề mặt cao Các bộ phận này sẽ là tương đối khó khăn

để sản xuất và kinh tế ở mức cao bởi các quá trình gia công khác

24.22 Giải thích cách cắt đồng mức có thể được bắt đầu trong máy cưa đai, như thể hiện trong hình 24.25d

Trả lời

Cắt đường viền, như thể hiện trong hình 24.25d vào p 679, tốt nhất sẽ được bắt đầu bằng cách khoan một lỗ trong phôi và sau đó chèn lưỡi dao vào lỗ Lưu ý các vòng tròn trong một phần, chỉ ra vị trí của lỗ khoan (Một tình huống tương tự tồn tại trong máy cắt dây EDM, mô tả tại mục 27.5.1 trên p 772.) Tùy thuộc vào các phần, nó cũng có thể chỉ đơn giản là bắt đầu cắt tại một trong các cạnh của dao

24.23 Trong hình 24.27a, lưới cắt bằng thép gió được hàn vào một thân thép Tại sao không làm toàn bộ dao cắt bằng thép gió?

Trả lời

Thép gió là vật liệu cứng, chống mài mòn để cắt góc, thân dao để dẫn phần lớn nhiệt cho phần lưỡi dao Đây là một phương pháp kinh tế của sản xuất dao, và để làm cho

toàn bộ lưỡi từ HSS sẽ là không cần thiết và tốn kém

24.24 Mô tả các bộ phận và các điều kiện theo đó chuốt sẽ được chọn là phương pháp gia công ưa thích?

Trả lời

Chuốt rất hấp dẫn đối với sản xuất khác nhau bên ngoài và bên trong hình học nó là một quá trình sản xuất tốc độ cao và có thể được tự động hóa cao Mặc dù chiều rộng chỏm nhọn thường được giới hạn (xem hình 24,22 trên p 676), điển hình là một số lượng phoi được thực hiện để loại bỏ khỏi vật liệu, chẳng hạn như trên mặt trên của khối động cơ Bậc sản xuất, khe, hoặc rãnh chữ V là ứng dụng phổ biến của chuốt

24.25 Với các bản vẽ phù hợp.hãy chỉ ra sự giống nhau và khác nhau giữa các máy bào,chuốt và máy chuốt xoay

Trả lời

Qua nguyên cứu.Các loại máy tương đồng nhau ở cơ chế cắt,phoi có kích thước hữu hạn và vuông góc với dao.Sự khác biệt bao gồm cụ thể của thiết kế dụng cụ, máy móc sử dụng, và hình dạng phôi

24.26.Giải thích lí do khó dùng máy cưa kiểu ma sát cho kim loại màu

Trả lời

Máy cưa kiểu ma sát chỉ thích hợp cho kim loại cứng,nhựa gia cố nhưng không sử dụng cho kim loại màu vì kim loại màu có xu hướng dính vào lưỡi cưa

24.27.Có nên chuốt rãnh chữ V trên phôi bánh rang trước khi chế tạo bánh răng không? Tại sao ?

BÀI TẬP PHẦN C

CHƯƠNG 21

Question 21.40: Let n = 0.5 and C = 90 in the Taylor equation for tool wear

What is the percent increase in tool life if the cutting speed is reduced by (a) 50% and (b) 75%?

Answer: Công thức Taylor áp dụng tính tuổi thọ của dao là: C=VT n (*)

Với C= 90, n= 0,5, ta có: 90= V√𝑇

2

0, 25V T V T

Question 21.41: Giả sử rằng, cắt trực giao, góc trước là 25◦ và hệ số ma sát là 0,2 Sử

dụng phương trình (21.3), xác định tỷ lệ tăng độ dày phoi khi ma sát được tăng gấp đôi?

Answer:

Với phương trình (21.1b) trên trang 560 trong đó cho thấy mối quan hệ giữa độ dày phoi và biến cắt Giả sử rằng độ sâu cắt (tc) và góc trước (α) là không đổi, chúng ta có thể so sánh hai trường hợp bằng cách viết lại phương trình này là :

Question 21.42: Derive Eq (21.11)

- Rút ra công thức (21.11)

Answer:

Từ sơ đồ lực thể hiện trong hình 21.11trang 569, Ta có các điều sau:

N = (Fc – Ft tan α) cos α

Question 21.43: Xác định có bao nhiêu lượng ăn dao nên giảm để giữ không đổi khi

nhiệt độ trung bìnhtốc độ cắt được tăng gấp đôi

Answer:

Chúng tôi bắt đầu với phương trình (21.19b) trên trang 572 đó, đối với trường hợp này,

có thể được viết lại như sau

Đối với các công cụ carbide, giá trị gần đúng được đưa ra p 572 là a = 0,2 và b = 0,125 Thay thế này, chúng ta có được

Vì vậy, nên giảm lượng ăn dao (1-0,33) = 0,67, hoặc 67%

Question 21.44: Sử dụng mối quan hệ lượng giác, hãy trình bày công thức xác định tỉ lệ

năng lượng ứng suất cắt với năng lượng ma sát qua các đại lượng α, β, và φ

F = R sin β

Chúng ta bắt đầu với Eqs (21.13) and (21.17) on p 570:

Do đó tỉ lệ này là:

Từ công thức 21.20a trang 575 ta chú ý rằng giá trị C ứng với tốc độ cắt khi tuổi thọ dao

là 1 phút Từ hình 21.16 trang 576 và bằng phép ngoại suy đường cong tuổi thọ dao tới một phút, chúng ta tính được các giá trị C gần đúng ( từ ceramic tới HSS) tương ứng

11000, 3000, 400 và 200 Tương tự, các giá trị n được nghịch đảo từ các đường và có kết

với các giá trị cho ở bảng 21.3 trang 575

Question 21.47: Derive Eqs (21.1)

Rút ra công thức 21.1

Answer:

Xem chiều dài mặt phẳng ứng suất cắt là l,ta có:

= l sin φ Độ dày phoi: = l cos(φ − α) Từ đây ta có tỉ số cắt:

Question 21.48: Giả sử rằng, trong cắt trực giao, góc trước là 200 và góc ma sát là 350 tại mặt phân cách dao và phoi Xác định phần trăm thay đổi độ dày phoi khi góc ma sát là

500

Answer:

Ta sẽ dùng giá trị thí nghiệm để giải vấn đề về mặt phẳng cắt

thể viết lại công thức như sau

Vậy độ dày phôi tăng lên 63%

Question 21.49: Chứng minh rằng, với các góc giống nhau thì có 2 góc có cùng tỉ lệ cắt

Answer:

giống nhau cho dù góc (φ - α) có thể âm hoặc dương

Question 21.50: Với sơ đồ thích hợp, hãy cho thấy cách sử dụng chất lỏng ảnh hưởng tới

độ lớn lực cắt như thế nào trong hình 21.11

Answer:

Lưu ý trong hình 21.11 trang 569, việc sử dụng 1 chất lỏng cắt sẽ làm giảm lực ma sát cắt, F, tại vị trí tiếp xúc giữa dao với phoi Điều này lần lượt ảnh hưởng tới sự thay đổi biểu đồ lực, do đó cũng ảnh hưởng tới độ lớn của lực đẩy, Ft

Xét các ký hiệu bên dưới Hình bên trái, cho ta thấy qua trình cắt mà không sử dụng dung dịch cắt nên lực ma sát F lớn hơn so với lực N Hình bên phải, tác dụng của lực ma sát nhỏ hơn một phần so với lực N vì có dung dịch cắt Như có thể thấy, lực cắt sẽ giảm khi có dung dịch cắt ảnh hưởng lớn nhất đó chính là tác đọng lên lực đẩy Nhưng một phần cũng ảnh hưởng đáng kể đến lực cắt Tác động này sẽ lớn hơn khi tăng mặt trước

Question 21.51: ( Khi sử dụng dao bằng phi kim để tiện, nếu tốc độ cắt tăng thêm

50% , vậy lượng tiến dao sẽ thay đổi ra sao?)

2 1/1.2 2

Question 21.53: Sử dụng bài 21.24, chọn bước tiến dao thích hợp với R=1 và độ nhám

là 1 µm Điều chỉnh bước tiến dao như thế nào để cho phép mũi dao mòn trong quá trình cắt ? Giải thích lý do

Answer:

m2 → f = 0.089 mm/rev Nếu quá trình mòn mũi dao, thì bán kính sẽ tăng Tương tự bước tiến dao phải tăng

Question 21.54Với công cụ hợp kim cacbon, nhiệt độ trong quá trình cắt là 6500C với vận tốc là 90m/min và tốc tốc độ chạy dao là 0,05mm/rev Chọn nhiệt độ thích hợp nếu

Answer:

Phương trình 21.19 a trang 572 là cần để giải quyết bài này, được viết như sau:

Chú ý rằng dòng chữ lưu ý cần thiết được sử dụng Nó hợp lý trong trường hợp sử dụng

◦F thay thế ◦R, bởi vì, rõ rành, tốc độ cắt gần về 0 không dẫn đến nhiệt độ dưới nhiệt độ trong phòng Vì vậy, sử dụng Tmean = 650◦C and V = 90 m/min

CHƯƠNG 22

Question 22.37 (Có được dữ liệu trên các tính chất nhiệt của chất lỏng cắt thường được

sử dụng khác nhau Xác định những đâu là chất làm mát cơ bản (như chất lỏng là nước)

và đâu là chất bôi trơn cơ bản hiệu quả (như dầu)

cụ

Tác dùng bôi trơn của dung dịch cắt:

•

Question 22.38 Cột đầu tiên trong Bảng 22.2 cho thấy mười đặc tính quan trọng đối với

các công cụ cắt Đối với mỗi vật liệu công cụ được liệt kê trong bảng, thêm dữ liệu số cho từng thuộc tính Mô tả các quan sát của bạn, bao gồm mọi dữ liệu trùng nhau

Trả lời:

Có rất nhiều câu trả lời chấp nhận được vì tất cả các nguyên vật liệu công cụ trong bảng có một loạt các giá trị Ngoài ra, một số các biện pháp này là chất lượng, chẳng hạn như sứt mẻ và kháng nhiệt chống sốc Tốc độ cắt phụ thuộc vào nguyên liệu phôi và điều kiện của mình, cũng như chất lượng của bề mặt mong muốn Tuy nhiên, các ví dụ về các câu trả lời có thể chấp nhận được:

CHƯƠNG 23

Question 23.34 (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)

t

x

The power required can be calculated by referring to Table 21.2 and taking an average

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

torque, T and rotational speed in radians per unit time, hence

Question 23.35 (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)

việc 80%, ta có (12)(0.8) = 9.6 kW có thể sử dụng trong quá trình cắt Đối với gang công

tốc độ căt bỏ kim loại tối đa là

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

Vì vậy, lượng ăn dao tối đa, f, là

Question 23.37Một 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 :

Nếu đường kính mũi khoan tăng gấp đôi, tốc độ cắt kim loại sẽ tăng gấp 4 lần bởi vì

CHƯƠNG 24

24,28 Trong hoạt động phay, tổng thời gian cắt có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi (a) độ lớn của khoảng cách chạy không tải lc, thể hiện trong Figs 24.3 và 24.4, và (b) tỷ lệ chiều rộng cắt w, với đường kính dao cắt D phác thảo vài sự kết hợp của các thông số này, cho kích thước, chọn lượng ăn dao và tốc độ cắt , và xác định tổng thời gian cắt Bình luận về các quan sát của bạn

Kể từ khi tất cả số lượng được biết đến, chúng ta có thể tính toán tốc độ đi dao

24.30 Cho thấy khoảng cách trong tấm phay là xấp xỉ bằng √𝐷𝑤 cho các tình huống trong

đó D>>d (Xem hình 24.3c )

Trả lời

Đề cập đến các hình bên dưới, cạnh huyền của tam giác vuông trên hình bên phải được gán giá trị của x, và xấp xỉ bằng Dθ Ngoài ra, từ tam giác vuông, θ = d / x Thay thế cho θ, chúng tôi nhận được x 2 = Dd Từ định lý Pythagore

Vì d được giả định là lệnh đầu tiên nhỏ, hạn bình có thể được giả định là không đáng kể

Do đó,

24.31 Trong ví dụ 24.1, trong đó các đại lượng sẽ bị ảnh hưởng khi lượng ăn dao được tăng lên đến f = 0,5 mm / răng?

Trả lời

Nếu lượng ăn dao được tăng gấp đôi lên tới 0,5 mm / răng, tốc độ phôi sẽ tăng gấp đôi đến

đôi lên 15,64 kW, và thời gian cắt sẽ được giảm một nửa đến 19 s

24.32 Tính chiều sâu cắt phôi tc, và mô-men xoắn trong Ví dụ 24.1

V = πDN

Do đó,