Đề Thi Nguyên Lý Dụng Cụ Cắt

Đề thi môn Nguyên Lý Dụng Cụ Cắt , đề thi cuối kì và giữa kì , đầy đủ cả bài tập lẫn lý thuyết chúc mọi người học tập thật tốt cho tương lai , môn này thi trắc nghiệm và tự luận aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa

Câu 1 : Chuyển động trong quá trình cắt.

Chuyển động chính : (chuyển động cắt chính) là chuyển động cơ bản của máy cắt được

thực hiên qua dụng cụ cắt hay chi tiết gia công Nó có thể là chuyển động quay, tịnh tiến khứ hồi hoặc ở dạng kết hợp …

Ví dụ : Khi tiện chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi gá trên mâm cặp ; khi phay, khoan, mài chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dao phay…

Chuyển động chạy dao: là chuyển động của dao hay chi tiết gia công nó kết hợp với chuyển động chính tạo nên quá trình cắt gọt chuyển động chạy dao có thể liên tục hay gián

đoạn chuyển động này thường được thực hiện trong xu hướng vuông góc với chuyển động chính

Ví dụ : khi tiện chuyển động chạy là chuyển động ngang – dọc của bàn dao khi cắt

Chuyển động phụ: là chuyển động không trực tiếp tạo ra phoi như chuyển động tịnh tiến,

lùi dao ( không cắt vào phôi)

Câu 2 : Nêu chuyển động của phôi và dụng cụ cắt trong các phương pháp tiện, phay, bào, khoan.

Tiện: - Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của phôi

- Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của dụng cụ cắt

Phay: - Chuyển động chính là chuyển động quay tròn của dụng cụ cắt,

- Chuyển động chạy dao là chuyển động tịnh tiến của phôi

Khoan: -Dụng cụ cắt chuyển động quay tròn và chuyển động tịnh tiến theo phương dọc trục

-Phôi không di chuyển

Bào : -Dao và Phôi đều tịnh tiến

Câu 3 : Cho 4 ví dụ các phương pháp gia công có kết hợp 2 chuyển động trở lên, nêu rõ chuyển động của phôi và dụng cụ cắt.

Tiện: dao tịnh tiến, phôi quay

Phay: dao quay, phôi tịnh tiến

Tiện CNC: dao tịnh tiến theo 2 phương, phôi quay

Phay CNC: dao quay và tịnh tiến theo Z, phôi tịnh tiến theo X, Y

Câu 4 : Trình bày mặt trước, mặt sau chính, mặt sau phụ, lưỡi cắt chính, phụ của dao tiện thông thường Vẽ hình minh họa.

Mặt trước(1): là bề của dao tiếp xúc với phoi và phoi trực tiếp trượt trên trên đó và thoát

ra ngoài

Mặt sau chính(2): là bề của dao đối diện với mặt đang gia công

Mặt sau chính(3): là bề của dao đối diện với mặt đã gia công

Lưỡi cắt chính: là giao tuyến của mặt trước và và mặt sau chính, nó trực tiếp cắt vào kim loại Độ dài lưỡi cắt chính có liên quan đến chiều sâu cắt và bề rộng của phoi

Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến của mặt trước và và mặt sau phụ, một phần lưỡi cắt phụ gần mũi dao cũng tham gia cắt với lưỡi cắt chính

Câu 5 : Nêu định nghĩa, tên gọi, mối quan hệ giữa các góc  ,  , , của dao tiện thông thường.

+ Góc trước (γ¿ : góc hợp bởi mtrc và mặt đáy xét trong tiết diện chính

γ>0 : mặt trước dao nằm thaaso hơn mđáy đi qua điểm xét  gia công vlieu dẻo ,độ cứng trung

bình và thấp

γ=0mtrc dao nằm cao hơn mđáy đi qua điểm xét  g/c vlieu có độ cứng tb

γ<¿0 mtrc trùng mặt đáy  g/c vlieu rất cứng

+Góc sau chính  : là góc tạo thành giữa mặt sau và mặt phẳng cắt gọt đo trong tiết diện

chính Góc sau thường có giá trị dương Góc sau càng lớn mặt sau ít bị ma sát vào bề mặt gia công nên chất lượng bề mặt gia công càng tốt

+Góc cắt  : là góc tạo bởi giữa mặt trước và mặt cắt đo trong tiết diện chính

+Góc sắc  : là góc được tạo bởi mặt trước và mặt sau chính đo trong tiết diện chính

có quan hệ :  +  +  =90o ;  =  +  ; δ +γ=90

+Góc trước phụ  1 : tương tự như góc trước, nhưng đo trong tiết diện phụ N – N,

+Góc sau phụ  1 : tương tự như góc sau , nhưng đo trong tiết diện phụ N – N

+Góc mũi dao  : là góc hợp bởi hình chiếu lưỡi cắt chính và hình chiếu của lưỡi cắt phụ

trên mặt phẳng đáy

+Góc nghiêng chính  : là góc của hình chiếu lưỡi cắt chính với phương chạy dao đo

trong mặt đáy

 +  +  1 =180 o

+ Góc nâng : góc hợp bơi lưỡi cắt chính và hình chiếu của chính nó

>0 : gia công thô ( vì để dao khỏe , phoi cuộn về mặt đã gia công )

<0 , =0 : gia công tinh ( vì để dao sắc phoi cuộn về mặt đang gia công )

Câu 6 : Gia công 1 chi tiết trên máy tiện với các đường kính lần lượt là 20mm, 40mm, 60mm

a Với số vòng quay n=1200v/ph, tính vận tốc cắt ứng với các đường kính trên.

b Nếu chọn vận tốc mặt (hay bề mặt) là 40m/ph, tính lại số vòng quay ứng với các đường kính trên

Bài làm

a 60.1000

nD

v 

V1= 1.25m/s, V2= 2.51m/s, V3= 3.77m/s,

b Vận tốc mặt 60.1000

nD

v 

, số vòng quay

.60.1000

v n

D





Do v(m/ph) nên

.1000

v n

D





n1= 636v/ph, n2= 318v/ph, n3= 212v/ph,

Bài 7 : Gia công 1 chi tiết trên máy tiện với các đường kính lần lượt là 40mm, 45mm, 50mm

a Với số vòng quay n=1000v/ph, tính vận tốc cắt ứng với các đường kính trên.

b Nếu chọn vận tốc mặt (hay bề mặt) là 42m/ph, tính lại số vòng quay ứng với các đường kính trên

a 60.1000

nD

v 

V1= 2.09m/s, V2= 2.35m/s, V3= 2.61m/s,

b.Vận tốc mặt 60.1000

nD

v 

, số vòng quay

.60.1000

v n

D





Do v(m/ph) nên

.1000

v n

D





n1= 318v/ph, n2= 283v/ph, n3= 254v/ph,

Câu 8 : Gia công 1 chi tiết trên máy tiện với các đường kính lần lượt là 20mm, 25mm, 30mm

a Với số vòng quay n=1500v/ph, tính vận tốc cắt ứng với các đường kính trên.

b Nếu chọn vận tốc mặt (hay bề mặt) là 45m/ph, tính lại số vòng quay ứng với các đường kính trên

a 60.1000

nD

v 

V1= 1,57m/s, V2= 1.96m/s, V3= 2,35m/s,

b Vận tốc mặt 60.1000

nD

v 

, số vòng quay

.60.1000

v n

D





Do v(m/ph) nên

.1000

v n

D





n1= 716v/ph, n2= 573v/ph, n3= 477v/ph,

Câu 9 : Nêu các nguyên nhân làm thay đổi góc dao ở trạng thái động ( trạng thái làm việc

- Trục dao không thẳng với trục chi tiết

- Do mũi dao gá không ngang tâm máy

- Do trong quá trình cắt có các chuyển động phụ

+ Chuyển động chạy dao ngang + chuyển động chạy dao dọc

- ảnh hưởng của các hiện tượng vật lý xảy ra trong quá trình cắt ( lẹo dao, mòn dao ) Câu 10 : Khái niệm mặt phẳng tọa độ ( mặt cắt , mặt đáy) tiêt diện chính, tiết diện phụ Khái niệm mặt phẳng tọa độ :

- Mặt cắt (Ps) là mặt phẳng đi qua điểm khảo sát M và tiếp xúc với mặt đang gia công Nếu lưỡi cắt thẳng (ab) thì mặt cắt được tạo thành bởi 2 đường thẳng giao nhau : veccto tốc độ cắt Vc và đưuòng thẳng chứa lưỡi dao (ab) Nếu lưỡi cắt chính là cong thì mặt cắt là mặt phẳng tạo bởi tiếp tuyến với lưỡi cắt tại M và vecto tốc độ cắt Vậy nên mặt phẳng cắt luôn chứa vecto vận tốc cắt ⃗v o=⃗v c+ ⃗v s

- Mặt phẳng đáy ( Pr) là mp vuông góc với vecto tốc độ cắt Vo  mặt đáy vuông góc với mặt cắt

- Tiết diện chính(N-N ) : là tiết diện tạo bởi mặt phẳng vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy

- Tiết diện phụ (N1-N1 ) là tiết diện vuông góc với hình chiếu lưỡi cắt phụ trên mặt đáy

Câu 10 : các yêu cầu cơ bản của dụng cụ cắt Trình bày thành phần kí hiệu đặc tính công dụng phân loại của thép cacbon dụng cụ , hợp kim dụng cụ , thép gió , hợp kim cứng 1, 2 ,3 cacbit

Các yêu cầu cơ bản của vật liệu dụng cụ cắt :

- Độ cứng : để cắt được kim loại , vật liệu làm dao phải có độ cứng cao hơn vật liệu cần

gia công Độ cứng của dụng cụ thường khoảng >= 59-61 HRC

- Độ bền cơ học : dụng cụ cắt làm việc trong điều kiện rất khắc nghiệt : tải trọng lớn ,

không ổn định , ma sát lớn và nhiệt độ cao dễ làm lưỡi cắt bị mẻ  vlieu dcu cắt cần

có độ bền cơ học cao ( us kéo, nén , uốn , va đập )

- Tính chịu nhiệt : ở vùng cắt do biến dạng của phôi và masat giữa các bề mặt làm việc

của dcu cắt và phôi nên nhiệt độ rất cao có thể đạt 700-800 độ  dcu cắt thay đổi cấu trúc của nó gây chuyển biến pha  cần sức chịu nhiệt cao

- Tính chịu mài mòn : làm việc trong ddkien nhiệt độ cao ma sát lớn sẽ xảy ra mòn dao

vlieu càng cứng sau tôi thì chịu mài mòn càng cao khi nhiệt độ cắt dao lên 700-800 thì mòn cơ học khong còn là chủ yếu mà hiện tượng mòn do sự dính chảy, bám dính giữa vlieu gia công và vật liệu làm dao xra là cơ bản

- Tính công nghệ : tính công nghệ của vlieu làm dao được thể hiện qua việc dễ chế tạo

nghĩa là dễ rèn, cán , tôi , thấm tôi… và tính dễ tạo hình bằng cắt gọt( chủ yếu là tính mài )

- Tính dẫn nhiệt: tính dẫn nhiệt tốt sẽ giúp giảm sự tập trung nhiệt tại vùng cắt , giữ được

cơ tính của vật liệu

- Tính ổn định hóa học: chống chịu oxy hóa, ăn mòn hóa học , chịu tác động của môi

trường

- Tính kinh tế : giá thành hợp lý phù hợp với đặc tính kỹ thuật và công nghệ tốt

Thép gió :

-Thành phần chính là C hàm lượng cao và hàm lượng đáng kể W , ngoài ra còn có hàm lượng nhỏ Cr, Co , V

+ Cr làm tăng tính thấm tôi +V tăng cứng và chịu mài mòn cao

+ W,CR,V kết hợp với C tạo ra cacbit hợp kim làm nâng cao tính chịu nhiệt của thép gió

-kí hiệu : chữ P kí hiệu chỉ thép gió

-Đặc tính: + độ thấm tôi lớn, tôi cứng ở các độ dày khác nhau , độ cứng sau tôi HRC = 63-66 + Tính chống mài mòn cao , độ chịu nhiệt = 620o

+ độ dai cao , tốc độ cho phép 25-35m/ phút

-Công dụng :+ độ dai va đập cao nên có thể chế tạo DCC có góc trước lớn hơn

+ phù hợp với những nguyên công không có lực cắt liên tục

+ phù hợp gia công trên máy công cụ có độ vững thấp , có độ rung động mạnh

+ Phù hợp làm vật liệu cho DCC thân liền

-Phân loại: + có 2 loại thép gió cơ bản là molybdenum và tungsten

.Thép hợp kim cứng 1,2,3 cacbit: là loại vlieu được chế tạo bằng pp luyện kim bột nghĩa là

hợp kim không qua nấu chảy hợp kim cứng được chế tạp từ các loại cacbit hợp kim và bột hợp kim

-Thành phần : chủ yếu là các loại bột mịn: cacbit W, cacbit titan(TiC) , cacbit tantan , và thành phần Coban làm nhiệm vụ liên kết tính cắt do các pha cacbit kloai quyết định Độ bền cơ học

do coban quyết định

-Đặc tính :

+độ cứng cao: khoảng 70HRC, duy trì được độ cứng ở nhiệt độ cao

+Độ chịu nhiệt cao

+Độ chịu mòn tốt

+Modun đàn hồi cao

+dân xnhieejt tốt

+ giòn, chịu lực nén tốt hơn uốn

-Công dụng: để sx ra các mảnh hợp kim cứng hoặc các dụng cụ nguyên hợp kim cứng như mũi khoan

- Phân loại và kí hiệu:

+loại 1 cacbit: Kí hiệu K(iso) BK ( nga) dùng gia công vlieu giòn, thành phần cacbit W và Co +Loại 2 cacbit: P(iso) , TK( nga) thành phần cosL cacbit W chiếm phần lớn, cacbit Ti và kim loại Coban Dùng gia công thép và vật liệu gia công cho phoi dính nói chung

+Loại 3 cacbitL M(iso) , TTK ( nga) thành phần cacbit W chiếm phần lớn , còn cacbit Ti và Ta , dùng gia công vật liệu khó gia công

.Thép hợp kim dụng cụ:

-Kí hiệu : 40Cr; 12CrNi3…

-Thành phần cơ bản: C và các nguyên tố hợp kim ( mn; Cr ; Si;…) với hàm lượng cacbon cao hơn thép C và thành phần nguyên tố hợp kim 0,5-8%

Các nguyên tố hkim trong thép có 2 tác dụng: tăng tính thấm tôi của thép, tăng độ cứng tăng tính chịu nóng

-Thép hợp kim dụng cụ có: + độ chịu nhiệt khoảng 350=400 độ tùy theo loại thép

+ tốc độ cắt cao hơn thép C khoảng 20%

.Thép cacbon dụng cụ

Kí hiệu : VD : Y10A

Y: chỉ kí hiệu cacbon ; A- chát lượng tốt hơn; 10- chỉ giá trị tb của 0,95-1,05% cacbon trong thép

-thành phân cơ bản: C>= 0,7%và hkim (Mn,W,Mo )

-Tính năng cắt

+Độ cứng sau tôi: HRC =60-63 sau khi ủ có HB = 187-217 nên dễ gia công

+ độ thấu tôi thấp : chỉ lớp vỏ được tôi còn bên trong nền kim loại vẫn như cũ Do tính thấy tôi thấp nên phải tôi trong nước khiến cho dụng cụ sau khi tôi dễ bị nứt vỡ, hư hỏng nhưng lại là thuận lợi khi phải chế tạo những dụng cụ cầu lõi dẻo hơn như đục, dũa , taro , mũi khoan có đường kính nhỏ

+ tính chịu nhiệt kém

Dụng cụ bằng thép C dcu chỉ làm việc ở tđộ thấp

Câu 11: Các phương pháp gia công răng Các chuyển động trong quá trình cắt răng bằng dao phay đĩa modun, dao phay lăn răng, dao xọc răng

- Các phương pháp gia công răng:

+ pp định hình: là pp gia công răng bằng DCC có hình dáng lưỡi cắt chính gần giống với biên dạng giữa 2 hoặc nhiều răng của bánh răng cần gia công như dao phay đãi modun

+ PP bao hình: là pp gia công răng mà biên dạng răng cần gia công được hình thành nhờ đường bao các vị trí liên tiếp của lưỡi cắt của dao Như vậy biên dạng lưỡi cắt chính có thể giống hoặc khác biên dạng của bánh răng gia công như dao bào, dao xọc

- Các chuyển động trong quá trình cắt răng bằng dao phay đĩa modun , dao phay lăn răng

, dao xọc răng

Câu 12:Cơ chế tạo phoi Hệ số co rút phoi Các dạng phoi

-Cơ chế tạo phoi:

+ dao bắt đầu nén vlieu gia công theo mặt trước Khi lực cắt (P) tăng bắt đầu xhien biến dạng đàn hồi  chuyển nhanh sang biến dạng dẻo, lớp phoi được hình thành có chiề dày tc từ lớp kloai bị cắt có chiều dày t0 dịch chuyển dọc theo mặt trước của dao

+ Đầu tiên nó đi qua miền biến dạng dẻo khốc liệt OABCO( vùng biến dạng thứ nhất) , ngay sau

đó phoi thoát ra, trượt trên mtrc của dcc với áp lực và masat rất lớn , gây ra sự bám dính khốc liệt mtrc của dao, do đó phôi bị biến dạng vùng 2 xấp xỉ 20 lần biến dạng trung bình của phoi

- Hệ số co rút phoi: là tỉ số kích thước chiều dày của phoi (tc) và kích thước chiều dày

của lớp cắt (t0)hay kích thước chiều dày lớp cắt và chiều dày phoi tương ứng

K=Kbd + Kms = t c

t o=

l c

l o =

cos ⁡(θ−γ) sin θ θ: góc trượt

- PP đo hệ số co rút phoi : + PP đo theo chiều dài + pp đo theo trọng lượng

- Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ số co rút phoi

+ Ảnh hưởng của vlieu gia công : Vlieu càng dẻo  biến dạng nhiều  K càng lớn

+ảnh hưởng của góc cắt: góc cắt càng lớn  K càng lớn

+ Ảnh hưởng của góc nghiêng chính: Lớn chiều dày tăng  phoi khó biến dạng  K giảm + Ảnh hưởng của dung dịch trơn nguội : giảm nhiệt độ vùng cắt, giảm masat giảm K

- Các dạng phoi

+ phoi phân tố: gồm các phân tố riêng biệt, có hình thù gần như nhau, khong dính cahwjt mà chỉ liên kết với nhau

+ phoi xếp: mặt đứt chỉ hình thành mà không xuyên qua chiều dày cắt , cho nên phoi có dạng đốt , phần tử không rời nhau

+ Phoi dây: phoi cắt ra có dạng dây liên tục, mặt đối diện với mặt trc rất bóng, mặt còn lại răng cưa

+ Phoi vụn: các hạt phoi không dính vào nhau , hình thù của chính không theo quy luật nào, phoi

để lại những vết lõm tế vi trên bề mặt , làm cho bề mặt không nhẵn và gây rung động, khi cắt vlieu không biến dạng dẻo

Câu 13: Lẹo dao : hiện tượng, nguyên nhân , các yếu tố ảnh hưởng, biện pháp khắc phục

- Hiện tượng : Khi cắt kloai dẻo , dưới 1 điều kiện nhất định, ở phần mặt trước sát mũi dao có một lớp vlieu, tính chất cơ lý của nó khác hẳn tính chất của vlieu gia công và vlieu phoi bám lên và mọc dần lên đạt độ cao H nhất định, sau đó bật đi và cuốn theo phoi , hiện tượng này lặp đi lặp lại với tần số vài chục lần trong 1 phút các khối u đó được gọi là lẹo dao và chiều cao H là chiều cao lẹo dao

- Nguyên nhân lẹo dao : Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là do lớp cắt bị biến dạng dẻo và ma sát khi trượt trên mặt trước Khi lớp phoi sát mặt bị biến dạng dẻo nhiều, lực liên kết giữa các phần tử Q (hình 4.10) (ma sát trong giảm) Khi lực liên kết trong (ma

sát trong) và lực kéo phoi S nhỏ hơn lực ma sát ngoài T, các phần tử kim loại sẽ trượt chậm chảy chậm và bám vào lưỡi cắt hình thành dần dần cục lẹo dao

- Các ưu nhược điểm :

+ ưu điểm: bảo vệ mũi dao

Góc trước khi có lẹo lớn hơn nên lực cắt giảm, nhiệt cắt giảm

+ Nhược điểm: + chiều sâu cắt t khi có lẹo dao nên bị thay đổi , gây rung động, các hạt lẹo dao gây cào xước bề mặt

+ Vận tốc cắt : Ở tốc độ cắt thấp không hình thành lẹo dao (khu vực I).

– Ở tốc độ cao (khu vực IV) lẹo dao mất đi (không còn lẹo dao).

– Ở phạm vi tốc độ cắt (khu vực II) – tốc độ cắt tăng thì chiều cao lẹo dao tăng (khoảng từ

10 ÷ 30 m/ph).

– Ở phạm vi tốc độ cắt vùng III (≈ 30 m/ph) tăng tốc độ cắt lẹo dao giảm dần và biến mất.

+ Vật liệu gia công : Vật liệu gia công càng dẻo thì tốc độ hình thành lẹo dao càng thấp và chiều cao lẹo dao càng cao

+Chiều dày cắt : Chiều dày cắt a càng lớn, tốc độ hình thành lẹo dao càng thấp và chiều cao lẹo dao càng cao

+Ảnh hưởng của góc trước : Tãng góc trước γ thì tốc độ hình thành lẹo dao càng cao và chiều cao lẹo dao càng bé

- Cách khắc phục lẹo dao :

+ tăng góc trước + giảm ma sát trên mặt trước của dao

+ mài bóng lưỡi dao + cắt ở tốc độ thích hợp + sd dung dịch trơn nguội

Câu 14: Mòn dụng cụ: hiện tượng , cơ chế, quy luật mài mòn Công thức quan hệ tuổi bền

và tốc độ cắt thế nào là tuổi bền kinh tế và tuổi bền năng suất.

Mòn dụng cụ là sự thay đổi bề mặt của dụng cụ so với bề mặt trước khi gia công ( bề mặt ban đầu) , kết quả là trong suốt trong quá trình cắt, một lớp vật liệu dụng cụ mất đi bao gồm các dạng sau: Mài mòn theo mặt sau, mặt trước, đồng thời cả sau và trước, từ lưỡi cắt

- Cơ chế mài mòn : + Mòn vì cào xước( hạt mài): Trong quá trình cắt các hạt cứng từ

vật liệu gia công và phoi cào xước các bề mặt tiếp xúc của dụng cụ với chi tiết, DDC

và phoi Các hạt cứng nhỏ cào tróc đi các phần tử vật liệu dcu trên mặt trc và sau trong