TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNGĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN KHOA CƠ KHÍMÔN HỌC: DAO CẮTCAO ĐẲNG NGHỀ CGKL 09 Thời gian: 90 phút(Sinh viên chỉ được sử dụng bảng tra chế độ cắt)ĐỀ ICâu 1 (2đ)Thế nào là phay thuận và phay nghịch. Ưu điểm, nhược điểm của phay thuận và phay nghịch?Câu 2 (3đ)Trình bày hình dạng, kết cấu dao tiện ngoài đầu thẳng và các mặt phẳng qui ước?
TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN KHOA CƠ KHÍ MÔN HỌC: DAO CẮT CAO ĐẲNG NGHỀ CGKL 09 Thời gian: 90 phút (Sinh viên chỉ được sử dụng bảng tra chế độ cắt) ĐỀ I Câu 1 (2đ) Thế nào là phay thuận và phay nghịch. Ưu điểm, nhược điểm của phay thuận và phay nghịch? Câu 2 (3đ) Trình bày hình dạng, kết cấu dao tiện ngoài đầu thẳng và các mặt phẳng qui ước? Câu 3: (5đ) Tra chế độ cắt khi tiện dọc 1 trục D = 50 ±0,01 chiều dài L =100mm.Vật liệu thép cacbon kết cấu <0,6%C, không có vỏ cứng có σ b =65 KG/mm 2 từ phôi có đường kính D f = 55mm bằng dao hợp kim cứng T15K6 có kết cấu như sau: F=20x25, φ =60 o ,λ=5 o ,γ =10 o , dao mới mài, quá trình cắt có tưới nguội .Tuổi bền trung bình của dao T=60 phút, gia công trên máy 1A62, chi tiết gá trên mâm cặp, chiều dày mãnh hợp kim C = 6mm. Ngày 24 tháng 06 năm 2010 Khoa cơ khí Giảng viên ra đề Lê Hoàng Lâm ĐÁP ÁN ĐỀ I Câu 1 (2đ) - Phay thuận khi dao quay cùng với phương chuyển động của máy nâng chi tiết gia công. (0,25đ) - Phay nghịch là phương pháp phay trong đó dao và chi tiết có chuyển động ngược chiều nhau. (0,25đ) * Phay thuận(0,75đ) + Ưu điểm: - Chiều sâu cắt thay đổi từ a max đến a min do đó không xảy ra sự trượt dao, dao đỡ mòn, tuổi bền dao tăng. - Có thành phần Pd đè chi tiết xuống tăng khả năng kẹp chặt, giảm rung động. + Nhược điểm: - Bắt đầu cắt gọt a = a max nên xảy ra va chạm đột ngột, dao dễ mẻ, rung động tăng mạnh. - Lực Pn đẩy chi tiết theo phương chuyển động chạy dao S nên sự tiếp xúc giữa bề mặt ren của vít me truyền lực và đai ốc có thể không liên tục dẫn đến máy bị giật cục gây rung động. - Phương pháp này dùng gia công tinh. * Phay nghịch:(0,75đ) + Ưu điểm: - Chiều dày cắt tăng từ a min =0 đến a max do đó lực cắt tăng dần nên tránh được rung động. - Thành phần lực Pn có xu hướng làm tăng cường sự ăn khớp giữa bề mặt ren vít me và đai ốc cho nên không gây nên độ dô, tránh được rung động. + Nhược điểm: - Vì bắt đầu cắt a = 0 nên xảy ra sự trượt giữa lưỡi cắt và bề mặt gia công nên giảm độ bóng bề mặt gia công, dao chóng mòn. - Thành phần lực Pd có xu hướng nâng chi tiết lên vì vậy gây rung động, do đó đòi hỏi lực kẹp phải lớn. - Phương pháp phay nghịch dùng để gia công thô. Câu 2 (3đ) Thành phần: Dao tiện chia làm 2 phần: thân dao và phần làm việc. 1. Thân dao(phần cán) (0,5đ): thường có dạng hình hộp, các kích thước trên thân dao được tiêu chuẩn để cho phù hợp với ổ gá dao trên ổ máy và điều kiện làm việc. Gồm 3 kích thước cơ bản: - Chiều cao thân dao H. - Chiều rộng thân dao B. - Chiều dài thân dao L. 2. Phần làm việc(phần cắt): * Trước khi xác định các yếu tố của phần làm việc, ta có một số định nghĩa sau: (0,5đ) - Mặt sẽ gia công (mặt chưa gia công): là bề mặt của phôi mà dao sẽ cắt đến theo qui luật chuyển động. - Mặt đã gia công: là bề mặt trên chi tiết mà dao đã cắt qua. - Mặt đang gia công: là bề mặt trên chi tiết mà lưỡi dao đang trực tiếp thực hiện tách phoi. Cũng là mặt nối tiếp giữa mặt đã gia công và mặt sẽ gia công. Bề mặt này luôn tiếp xúc với lưỡi cắt. - Vùng cắt : là phần kim loại của chi tiết vừa được tách ra ở gần mũi dao và lưỡi cắt nhưng chưa thoát ra ngoài. Đây là vùng đang xảy ra các quá trình cơ lý phức tạp. * Phần làm việc của dao gồm các yếu tố sau(0,5đ) - Mặt trước (mặt thoát): là mặt của dao để phoi trượt lên đó thoát ra khỏi vùng cắt trong quá trình gia công. - Mặt sau chính: là mặt của dao đối diện với bề mặt đang gia công trên chi tiết. - Mặt sau phụ: là mặt trên phần cắt dao đối diện với bề mặt đã gia công trên chi tiết. - Lưỡi cắt chính là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau chính. Giữ nhiệm vụ chủ yếu trong quá trình cắt. - Lưỡi cắt phụ: là giao tuyến giữa mặt trước và mặt sau phụ. Khi cắt có một phần lưỡi cắt phụ cũng tham gia cắt. - Mũi dao: là giao điểm giữa lưỡi cắt chính và lưỡi cắt phụ. Chú ý: (0,5đ) - Lưỡi cắt chính luôn dài hơn lưỡi cắt phụ - Nếu mũi dao có bán kính R thì mũi dao là điểm sao cho L dài nhất (L max ) - Mặt sau, mặt trước có thể là mặt phẳng, mặt cong, mặt định hình, … tùy theo từng loại dụng cụ cắt. - Dao tiện có thể là dao tiện trái hoặc dao tiện phải. Muốn phân biệt dao tiện phải, ta dùng bàn tay phải úp lên mặt trước dao, các ngón tay hướng theo đầu dao, nếu ngón cái cùng hướng với lưỡi cắt chính thì có dao tiện phải. Để xác định dao tiện trái, ta dùng bàn tay trái tương tự như trên. Dao tiện trái và phải 3. Các mặt phẳng quy ước: (1đ) - Mặt cắt: là mặt phẳng tạo thành bởi lưỡi cắt chính và vectơ tốc độ cắt tại điểm đang xét của lưỡi cắt. Nếu lưỡi cắt chính cong thì mặt cắt được tạo bởi tiếp tuyến với lưỡi cắt chính tại điểm đang xét với vectơ tốc độ cắt cũng tại điểm đó. (0,25đ) - Mặt đáy (mp cơ bản): là mặt phẳng vuông góc với vectơ tốc độ cắt và đi qua điểm đang xét trên lưỡi cắt chính. (0,25đ) - Tiết diện chính: là tiết diện của đầu dao được cắt bởi mặt phẳng vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt chính trên mặt đáy. Ký hiệu N - N. (0,25đ) - Tiết diện phụ: là tiết diện của đầu dao được cắt bởi mặt phẳng vuông góc với hình chiếu của lưỡi cắt phụ trên mặt đáy. Ký hiệu N 1 - N 1 . (0,25đ) Câu 3: (5đ) 1. Chọn t t = 2 DDf − = 2 5055 − =2,5mm (0,5đ) 2. Chọn S -Bước tiến cho phép theo sức bền mãnh hợp kim cứng khi tiện Tra bảng (21-1)/27 C=6mm , t≤4mm⇒ S=2,6x1x0,6=1,56mm/vòng (0,25đ) -Bước tiến khi tiện thô dọc Tra bảng (25-1)/29 D=40-60mm, t≤3mm⇒S=(0,5-0,9)mm/vòng (0,25đ) - Bước tiến khi gá trên mâm cặp Tra bảng (16-1)/23: S = (1,2-2,0) mm/vòng (0,25đ) ⇒S min =0,5mm/vòng Tra TMT máy trang 216 chọn S t =0,5 mm/vòng (0,25đ) 3-Chọn V (1đ) Tra bảng (35-1)/35 σ b =63-70KG/mm 2 ,t=3mm,S=0,54mm/vòng ⇒V=205m/phút Tra bảng (36-1)/36 T=60p’⇒k 1 =1 (37-1)/36 φ =60 ⇒ k 2 =0,92 (38-1)/36 T15K6 ⇒ k 3 =1 (39-1)/36 ⇒ k 4 =1 ⇒V=205x1x0,92x1x1=188,6 m/phút * Tính n n= D V π 1000 = 50.14,3 6,188.1000 =1201,3 vòng/phút ? (0,25đ) Tra TMT máy trang 216 chọn n t =1200 vòng/phút(0,25đ) V t = 1000 tDn π = 1000 1200.50. π =188,4 m/phút(0,25đ) 4-Kiểm nghiệm N cg ≤ N đc xη pz npzypzxpz pzZ KVStCP = Tra bảng (11-1) Cpz=300; xpz=1: ypz=0,75: npz=-0,15 (0,25đ) (12-1) 9,0 75 75,0 = = σ mpz K (0,25đ) (15-1) 1 1 94,0 = = = λ γ ϕ K K vK (0,25đ) Vậy 846,094,0.9,0 == pz K (0,25đ) Vậy lực Pz = 172 KG (0,25đ) N cg = Pz.V/60.102 = 172.188,4/60.102 = 5,3 KW (0,25đ) Ta có : N đc . η = 7,8.1 = 7,8 KW Vậy máy làm việc an toàn. Kết luận: t = 2,5 mm S = 0,5 mm/vòng (0,25đ) n = 1200 v/phút TRƯỜNG CĐKT CAO THẮNG ĐỀ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN KHOA CƠ KHÍ MÔN HỌC: DAO CẮT CAO ĐẲNG NGHỀ CGKL 09 Thời gian: 90 phút (Sinh viên chỉ được sử dụng bảng tra chế độ cắt) ĐỀ II Câu 1 (3đ) Trình bày và vẽ hình cấu tạo dao phay mặt trụ răng xoắn. Câu 2 (2đ) Công dụng, đặc điểm của các phương pháp gia công bào và xọc. Câu 3: (5đ) Tính và tra chế độ cắt khi phay mặt phẳng có bề rộng B =100 (mm); chiều dài L = 460(mm); lượng dư h = 2(mm). Phôi thép Cacbon kết cấu có δ b = 80(KG/mm 2 ), không có vỏ cứng. Máy phay 6H12; N m = 7(KW); hiệu suất = η 0,8 Dao phay mặt đầu gắn mảnh hợp kim T15K6; đường kính D=250 (mm), số răng Z = 8; φ =45 o ; φ 1 = 5 o ; λ = 0 o ; γ = 5 o ; độ mòn dao cho phép [h s ] = 0,1; , α =10 o ,độ bền lâu T = T 0 Hệ thống cứng vững trung bình, phay đối xứng. Ngày 24 tháng 06 năm 2010 Khoa cơ khí Giảng viên ra đề Lê Hoàng Lâm ĐÁP ÁN Câu 1 (3đ) Cấu tạo dao phay mặt trụ răng xoắn: vẽ hình (1đ) * Các kích thước cơ bản: Các kích thước cơ bản của dao phay đều được tiêu chuẩn hóa như đường kính D, số răng Z, dạng răng, chiều cao răng h…Do đó, ta xét các yếu tố để chọn dao, lập qui trình công nghệ. - Đường kính D: ảnh hưởng đến năng suất và giá thành của dao vì: (0,25đ) + Khi tăng D thì chiều dày răng tăng, góc tiếp xúc tăng, số răng cắt đồng thời tăng…cho phép S z (mm/răng) tăng nên T m giảm nhưng khi D tăng khối lượng dao lớn tăng khả năng tản nhiệt do đó tuổi bền cao. + Khi tăng D thì moment và công suất tăng nên chỉ thích hợp với máy, đồ gá cứng vững. + Đường kính D có thể chọn theo theo công thức D = 2,5d với d là đường kính trục lắp dao. - Bước vòng và bước trục: + Bước vòng T v là khoảng cách giữa 2 răng kề nhau tính trên cung tròn đường kính D. (0,25đ) Z D T V π = + Bước trục T Tr là khoảng cách giữa 2 răng kề nhau tính theo đường tâm của trục dao. (0,25đ) ω tg T T V TR = ω gTT VTR cot.= Với dao răng thẳng thì 0 = ω nên không có T Tr - Số răng Z (0,25đ): ảnh hưởng đến số răng cắt đồng thời do đó năng suất cao hơn bào nhiều lần. Vì vậy chọn Z thường phụ thuộc vào đường kính và vật liệu làm dao. Theo kinh nghiệm, chọn DmZ = + Với m = 0,5 -2 là hệ số phụ thuộc vào loại dao và điều kiện gia công. Ví dụ: + Máy cứng vững, dao thép gió chọn m lớn. + Máy cứng vững, dao hợp kim cứng chọn m nhỏ. Từ D và Z tra bảng ra các yếu tố khác của dao. * Các góc độ dao: Dao phay được xem như là dao tiện, gồm nhiều dao tiện lắp ghép trên một đường tròn. + Góc xoắn ω :là góc nghiêng của răng dao với trục dao(0,25đ) - Khi ω tăng thì tuổi bền dao tăng do số răng cắt tăng, độ bóng tăng nhưng khả năng chịu uốn giảm - Do đó ω tăng dùng để gia công tinh - Thường lấy ω = 00 6030 − - Dao răng thẳng ω = 0 0 hiện nay ít dùng. + Góc trước γ : lấy trên mặt phẳng vuông góc với lưỡi cắt chính (N-N) phụ thuộc vào vật liệu gia công và vật liệu làm dao. (0,25đ) - Với dao thép gió chọn 00 255 ÷= γ - Với dao hợp kim cứng 00 515 −÷−= γ - Trị số nhỏ dùng để gia công vật liệu cứng. - Trị số lớn dùng để gia công vật liệu dẻo. + Góc sau α :lấy trên mặt phẳng vuông góc với với tâm dao (mặt phẳng N’-N’), phụ thuộc vào dạng dao và yêu cầu gia công. (0,25đ) - Dao thép gió: 0 2012 ÷= α - Dao cắt, phay rãnh: 0 30= α - Dao hợp kim cứng: 0 208 ÷= α - Dao phay tinh: 0 85 ÷= α + Góc rãnh răng ε :là góc giữa 2 răng kế tiếp Z 0 360 = ε (0,25đ) Câu 2 (2đ) 1. Công dụng: - Bào và xọc dùng để gia công mặt phẳng, mặt định hình có đường sinh thẳng, được dùng trong sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ. Trong sản xuất hàng loạt lớn ta dùng phay và chuốt nhưng những chi tiết dài và hẹp thì dùng bào năng suất cao hơn phay. (0,5đ) - Đạt cấp chính xác 11 đến 14, nhám bề mặt đạt R a = 3.2 μm, bào mỏng có thể đạt cấp chính xác 8 đến 10, nhám bề mặt R a = 1.6 μm. (0,25đ) 2. Đặc điểm: - Quá trình cắt gián đoạn do chỉ thực hiện lượt đi còn lượt về chạy không vì vậy năng suất thấp. (0,25đ) - Dao có khoảng chạy tới l 1 và khoảng chạy quá l 2 nên khi cắt gây va đập dễ gây mẻ dao và giảm tuổi thọ của dao. (0,25đ) - Các góc của dao không thay đổi trong quá trình cắt. (0,25đ) - Chuyển động chính của máy bào và máy xọc là chuyển động tịnh tiến, do đó khi cắt gây gia tốc lớn, vì vậy tốc độ máy bào chỉ sử dụng tối ưu trong khoảng V ≤ 70 - 80 m/ph. (0,25đ) - Quá trình cắt hầu như không tưới. (0,25đ) Câu 3: (5đ) a) Chọn t: vì gia công thô nên chọn t = h = 2(mm) (0,5đ) b) Chọn S z : Tra bảng (6-5/trang 124) ta chọn S z = (0,09÷0,11) (mm/răng) Vậy chọn S z = 0,09.1.1 = 0,09 mm/răng(0,5đ) c) Chọn V: Tra bảng (2-5/122) T=240 phút Tra bảng (34-5/136) chọn V = 298 (m/phút) Tra bảng 34b-5: K = 0,89 Tra bảng 35-5: K = 1 Tra bảng 36-5: K = 1 Tra bảng 37-5: K = 1 Tra bảng 38-5: K = 1,13 (B/D = 0,4) Tra bảng 39-5: K = 1,1 Vậy V = 298.0,89.1.1.1.1,13.1,1 = 299,7 m/ph (1đ) => n = D V . .1000 π = . 250. 7,299.1000 π = 381,8 (v/phút) (0,25đ) Tra thuyết MT máy: chọn n t = 375(v/phút) (0,25đ) => v t = . 1000 .375.250 π = 294,4 (m/phút) (0,25đ) d) Chọn S phút = Z.n.S Z = 8.375.0,09 = 270 (mm/phút) (0,25đ) Tra thuyết MT máy chọn : S phút = 235 (mm/phút) (0,25đ) Vậy S Zthực = 0,08 mm/răng(0,25đ) e) Kiểm nghiệm : N cg = 60.102 Pz.V ≤ N đc . η (1) Mà : P Z = pqp UpYp z Xp p nD ZBStC ω . .K p (KG) Tra bảng (3-5/122) ta được : C p = 825; Xp = 1; Yp = 0,75; Up = 1,1; ω p = 0,2; q p = 1,3 (0,25đ) Tra bảng (12-1/21) ta có: K p = K mp = (80/75) 0,3 = 1,02(0,25đ) P Z = 02,1. 375.250 8.100.08,0.2.825 2,03,1 1,175,01 = 74,9 (KG) (0,25đ) => N cg = 102.60 .VPz = 102.60 4,294.9,74 = 3,6 (KW) (0,25đ) Ta có : N đc . η = 7. 0,8 = 5,6 (KW) ( Thỏa mãn điều kiện (1) ) (0,25đ) Vậy t = 2 (mm) S phút = 235 (mm/phút) (0,25đ) n = 375 (v/phút)