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

Sức mạnh công cụ vật chất là một thuộc tính của vật liệu xem bảng 22.1 trên 593 p.; do đó, ví dụ như cường độ nén của cacbua là cao hơn so với thép tốc độ cao.. Nhiềuquá trình, bởi bản c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA CƠ KHÍ



KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2

GVHD: TRƯƠNG QUỐC THANH NHÓM: 10

Chương 23B, Phần C (Chương 21→27)

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2015

BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2

Nhóm 10:

Nội dung bài tập:

1) Phần riêng: Chương 23_Phần B (Quanlitative Problems)

2) Phần chung: Chương 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27_Phần C (Quantitative Problems)

Bài làm:

1)Phần riêng:

23.13 Giải thích lý do đằng sau các nguyên tắc thiết kế khác nhau cho việc

gia công trên máy tiện?

Các góc nhọn, các bước, và sự thay đổi chiều chính trong bộ phận nên tránh

Nó là dễ dàng nhất cho một máy tiện được thiết lập để thực hiện chuyển

động thẳng, do đó sự thay đổi chiều không cần thiết làm cho các hoạt động

của máy tiện khó khăn hơn nhiều Khó khăn với các góc nhọn, đặc biệt là

các góc bên trong, đó là bán kính góc tối thiểu, là bán kính mũi của các dụng

cụ cắt Ngoài ra, bán kính mũi nhỏ dẫn đến tăng khả năng sứt mẻ hoặc vỡ

của công cụ

Lượng dư để được gia công nên càng gần với kích thước cuối cùng càng tốt

Đó là điều quan trọng trong việc gia công trên máy tiện là bởi tuổi thọ của

dụng cụ cắt có giới hạn và lượng gia công thô giảm trước khi việc hoàn

thành cắt được thực hiện nên được giảm thiểu

23.14 Lưu ý rằng cả hai thuật ngữ "công cụ sức mạnh" và "sức mạnh công cụ

vật chất" đã được sử dụng trong văn bản Bạn có nghĩ rằng đó là một sự khác

biệt? Giải thích?

Có một sự khác biệt giữa sức mạnh công cụ vật chất và sức mạnh công cụ

Sức mạnh công cụ vật chất là một thuộc tính của vật liệu (xem bảng 22.1 trên 593

p.); do đó, ví dụ như cường độ nén của cacbua là cao hơn so với thép tốc độ cao Các

công cụ mạnh, mặt khác, đề cập đến khả năng của một công cụ cắt đặc biệt để chống

gãy hay hư hại Điều này không chỉ phụ thuộc vào vật liệu công cụ chính nó mà còn

về hình dáng dụng cụ, như thể hiện trong Figs 22,4 và 22,5 vào pp 598-599

23.15 Hãy cho biết và giải thích các yếu tố góp phần làm cho bề mặt trở nên kém trong quá trình gia công được mô tả trong chương học này

Một trong những yếu tố được giải thích bằng phương trình (8,35) trên p 449, trong đó cung cấp các mặt gồ ghề trong một quá trình chẳng hạn như chuyển Rõ ràng, như tăng tốc

độ hoặc là bán kính công cụ mũi dao giảm, lượng thô sẽ tăng lên Các yếu tố khác ảnh hưởng đến bề mặt như (xem ví dụ Figs 8.4 và 8.6) các công cụ bị cùn hoặc các công cụ bị sứt mẻ cạnh (xem Hình 8.28), hoặc do độ rung động trong quá trình cắt (Phần 8.11.1)

23.16 Giải thích tại sao trình tự khoan, doa và chuốt tạo ra lỗ chính xác hơn là chỉ khoan và chuốt?

Trong thực tế, máy khoan có tính linh động (tự lựa tâm) nên khó tạo ra lỗ chính xác tại điểm cần khoan Trong khi doa là một phương pháp dễ dàng đạt độ chính xác cao hơn

23.17 Tại sao khi gia công cắt gọt là cần thiết ngay cả trên hình dạng thực hoặc gần như hình dạng thực các bộ phận được làm bằng cách đúc chính xác, tạo thành, hoặc các sản phẩm bột luyện kim, như được mô tả trong chương trước? Giải thích?

Nhiều ứng dụng đòi hỏi phải có dung sai chiều tốt hơn hoặc bề mặt hơn những ngườisản xuất bằng phương pháp đúc, rèn, hoặc luyện kim bột Hoạt động gia công có thểloại bỏ không đồng đều từ các bộ phận, chẳng hạn như những nó gây ra bởi khiếmkhuyết hoặc thông qua biến dạng không đồng đều và cong vênh khi làm mát Nhiềuquá trình, bởi bản chất của nó, sẽ không truyền đạt một cách đầy đủ mịn lớp vỏ bềmặt để các phôi, và nó thường là cần thiết để gia công (hoặc xay, đánh bóng,…) đểcải thiện độ chính xác Phần khác đòi hỏi các tính năng bề mặt mà không thể đượcthu được thông qua các phương thức sản xuất khác

23.18 Một thanh tròn oxy hóa cao và không đồng đều đang được gia công trên máy tiện sẽ bạnđề nghị một độ sâu nhỏ hay độ sâu lớn khi cắt? Giải thích?

Do oxit nói chung là cứng và dễ mài mòn (xem tr 952), do đó, việc cắt giảm nhẹ sẽgây ra công cụ để nhanh chóng bị mài mòn Vì vậy, nó là rất muốn để cắt xuyên qualớp oxit trên rãnh cán đầu tiên Lưu ý rằng một thanh tròn không đều sẽ gây ra cácbiến đáng kể trong chiều sâu của mặt cắt được thực hiện; do đó, tùy thuộc vào mức

độ lệch tâm, nó không thể luôn luôn chịu đựng như vậy vì đây có thể là sự tự rungđộng và dẫn đến tiếng lạch cạch

23.19 Mô tả những khó khăn có thể gặp phải trong một kẹp phôi được làm bằng một kim loại mềm trong một mâm cặp ba hàm.

Một vấn đề thường gặp trong bất cứ kẹp phôi vào một mâm cặp là mâm cặp sẽ kẹp rất chặc vào phôi (xem, ví dụ, hình 23.3b Trên p 618), có thể để lại một dấu vết khó coi hoặcchức năng không thể chấp nhận vật liệu của miếng chêm, làm bằng chất liệu mềm mại, cóthể được sử dụng giữa các hàm và các phôi để giảm thiểu thiệt hại cho bề mặt phôi Bộ phận này cũng có thể được thiết kế để kẹp thuận tiện vào mâm cặp, hoặc điều kiện mặt bích hoặc phần mở rộng có thể được nắm chặt bởi các mâm cặp, mà sau này có thể được loại bỏ

23.20 Các lực hoặc mômen xoắn liệu có thay đổi trong quá trình khoan khi tăng chiều sâu lỗ không? Giải thích?

Các lực và mômen xoắn có thể tăng lên khi các lỗ sâu tăng, nhưng với một số lượng khôngđáng kể Các yếu tố này sẽ làm tăng sức ép và mômen xoắn lên diện tích tiếp xúc giữa các công cụ và bề mặt hình trụ của lỗ và cản trở trong việc loại bỏ phoi từ đáy lỗ sâu và có thể làm tắc nghẽn Trừ khi chiều sâu lỗ là rất sâu, đều này được coi là không quan trọng và có ảnh hưởng mômen xoắn có thể được thực hiện như là hằng số

23.21 Giải thích sự tương đồng và khác biệt trong hướng dẫn thiết kế trong tiện

và khoan.

Tiện và khoan là hoạt động khá giống nhau về dung sai chiều và bề mặt hoàn thành

Trong cả hai trường hợp, kẹp an toàn là cần thiết, đó là lý do độ dài kẹp là tương tự

nhau Bề mặt cắt ngang trong cả hai trường hợp có thể dẫn đến rung và chấn động

Sự khác biệt trong hai hoạt động là trong khoan kích thước phôi là không quan trọng.Phôi sử dụng khoan có thể được gắn trong các đồ gá khác nhau, và máy khoan thẳng

đứng có thể chứa các bộ phận rất lớn (xem, ví dụ, hình 23,18 trên trang 642) Mặt

khác, trong các hoạt động tiện các chi tiết lớn thì rất khó khăn để gá đặt

23.22 Mô tả các lợi thế và các ứng dụng của việc có một trục rỗng ở bệ đỡ của một máy tiện.

Ưu điểm chính là khả năng để đưa nguyên liệu thông qua các bệ đỡ của máy tiện (Hình 23.2 trên p 617) Điều này đặc biệt quan trọng trong các máy thanh tự động (xem tr 631)

23.23 Giả sử rằng bạn được yêu cầu để thực hiện một hoạt động khoan trên một phôi rỗng có đường kính lớn Bạn có sử dụng một hoặc một máy khoan nằm ngang hay máy khoan đứng? Giải thích?

Rõ ràng là, bởi vì kích thước và trọng lượng phôi là có giới hạn, nên chọn máykhoan nằm ngang là thích hợp Xem ví dụ hình 23.18 trên trang 642

23.24 Giải thích lý do sự trái ngược trong sản xuất đường ren bằng phương pháp cán ren và cắt ren Điều gì sẽ là sự khác biệt nếu có trong sản xuất đường ren và đặc tính năng suất của nó?

Chủ đề cán được mô tả trên trang 329-330 Các ưu điểm chính của cán ren so vớicắt ren là những tốc độ tham gia (cán ren là một quá trình sản xuất có năng suất rấtcao) và thực tế là các đường ren sẽ trải qua các quá trình làm việc lạnh (biến dạngdẻo; Xem hình 13.17c trên trang 330), dẫn đến đường ren cứng và mạnh hơn Cắtvẫn được sử dụng để làm ren (xem phần 23.3.8 trên trang 639) bởi vì nó là một hoạtđộng rất linh hoạt , tiết kiệm, thời gian sản xuất thấp (giảm tốn kém không cần thiết).Lưu ý rằng ren bên trong mặc dù có thể được cán, nhưng điều này là gần như khôngphổ biến như gia công ren và là một hoạt động khó khăn

23.25 Mô tả các quan sát của bạn liên quan đến các nội dung của bảng 23.2

và 23.4, và giải thích lý do tại sao những khuyến nghị cụ thể được thực hiện.

Một số quan sát được liệt kê dưới đây:

Đề cập đến Bảng 23.2 trên trang 619, lưu ý rằng góc nghiêng cạnh cao đối với nhôm

nhưng thấp cho titan Điều này có thể được giải thích bởi những lợi ích của việc duy

trì lực ép cao hơn trên mặt cắt cho titan (để có được độ dẻo cao hơn), điều này không

cần thiết đối với nhôm

• Lưu ý từ Bảng 23.4 trên trang 622 là tốc độ cắt cho thép là thấp hơn nhiều so với

cho hợp kim của đồng Điều này có thể được giải thích bởi các yêu cầu về công suất

liên quan tới việc gia công thép

• Lưu ý rằng các công cụ được sử dụng trong Bảng 23.4 thay đổi tùy theo chất liệu

phôi Ví dụ, không có kim cương được liệt kê đối với thép, có thể lý giải bởi sự hòa

tan của carbon trong thép ở nhiệt độ cao

23.26 Các chú thích Bảng 23.11 chỉ ra như các lỗ đường kính tăng lên, tốc độ

và tốc độ khi gia công khoan nên được giảm Giải thích lý do tại sao.

Khi độ sâu lỗ tăng, lực phục hồi đàn hồi trong phôi gây ra ứng suất bình thường trên

bề mặt của mũi khoan, do đó những ứng suất chịu bởi mũi khoan là cao hơn đang

có trong lỗ cạn Những ứng suất, lần lượt, làm cho mô-men xoắn trên máy khoan đểtăng và thậm chí có thể dẫn đến hỏng mũi khoan Giảm tốc độ và tốc độ có thể bùđắp cho sự gia tăng này

23.27 Trong sản xuất hiện đại, loại phoi kim loại nào sẽ không mong muốn và tại sao?

Đề cập đến hình 21.5 trang 562, chúng tôi lưu ý những điều sau đây: phoi liên tục khôngđược mong muốn bởi vì:

(a) Các máy chủ yếu là không được vận hành ở tốc độ cao, do đó sự tạo phoi là ở mức cao(xem thêm hệ thống thu gom phoi trang 638.)

(b) Phoi liên tục sẽ vướng vào trục quay và bộ phận của máy, và do đó ảnh hưởng nghiêmtrọng với các hoạt động cắt

Ngược lại và vì lý do đó, phoi không liên tục hoặc phoi phân đoạn sẽ được mong muốn, vàthực sự thường được sản xuất bằng cách sử dụng tính năng chipbreaker của dụng cụ Lưu

ý, tuy nhiên, loại phoi này có thể dẫn đến sự rung động và va đập cũng tùy thuộc vào đặcđiểm của các máy công cụ (xem Phần 25.4 trang 706)

23.28 Mức độ nghiêm trọng của quá trình teaming là thấp hơn nhiều so với tarô, mặc dù cả hai đều là quá trình gia công bên trong Tại sao?

Tarô (Mục 23.7 bắt đầu trang 653) tạo ra một số lượng đáng kể phoi và loại bỏ củaphoi có thể khó khăn vì chúng có thể bị tắc (và có thể gây ra gãy tarô), do đó gópphần vào mức độ nghiêm trọng vào quá trình tarô Kiểm soát các thông số chế tạo

và sử dụng chất lỏng cắt hiệu quả là rất quan trọng

23.29 Xem lại hình 23.6 và trình bày các yếu tố liên quan đến việc xác định độ

cao các vùng đó (vùng tốc độ cắt) với các vật liệu dao cắt khác nhau.

Lý do chính của miền tốc độ cắt cho phép ở hình 23.6 dựa vào tuổi thọ dao và

mặt phôi sau khi gia công Người ta có thể đánh giá tuổi thọ dao không chỉ bằng vật

liệu dao cắt mà còn dựa vào vật liệu phôi và các điều kiện của nó, cũng như hình

dạng đặc biệt của dao Vì vậy, cần có một miền rộng của độ ăn dao và tốc độ cắt cho

mỗi loại vật liệu cắt

23.30 Giải thích máy khoan lỗ sâu tự định tâm bằng cách nào trong suốt quá

trình khoan Tại sao lại có một cái rãnh xuyên qua mũi khoan của máy?

Máy khoan sâu có thể tự định tâm là do cách thiết kế, ở trang 646, do có bệ

đỡ Lỗ ở tâm máy khoan dùng để bơm dung dịch trơn nguội, làm mát phôi và dao,

bôi trơn mặt phân cách, làm trôi phoi ra khỏi vùng cắt

23.31 Trình bày đại lượng góc nêm của dao cắt ở hình 23.4?

Góc nêm rất quan trọng Nó có ảnh hưởng lớn đến độ bền của dao cắt, nó

tránh gãy và đứt phoi

23.32 Nếu sử dụng mảnh dao trong máy khoan thì vật liệu cán dao quan trọng

như thế nào? Nếu như vậy, đặc tính nào là quan trọng? Giải thích.

Khi sử dụng mảnh dao trong máy khoan thì kích thước nhỏ hơn và nhiệt độ

mảnh dao sẽ rất cao, điều quan trọng là vật liệu cán dao có thể tỏa nhiệt hiệu quả từ

mảnh dao Vì vậy, nếu mảnh dao được hàn cố định (nó sẽ làm chậm qui trình sản

xuất do không linh hoạt và mất thời gian), hệ số giản nở nhiệt của mảnh dao và cán

dao sẽ tăng lên để tránh ứng suất nhiệt Cán dao phải bền và ít chấn động để tránh

rung, và có giá hợp lý

23.33 Nếu chỉ dùng để khoan gỗ, thì mũi khoan cần làm bằng vật liệu gì?(gợi ý:

Nhiệt độ ít khi tăng đến 400 o C khi khoan gỗ) Giải thích?

Cân nhắc đến vấn đề kinh tế, ta thấy các dụng cụ chế biến gỗ thường được làm bằng

thép carbon; với mức độ cứng khi bị xử lý bằng nhiệt Lưu ý từ hình 22.1 ở trang

611, thép carbon duy trì độ cứng tương đối cao khi nhiệt độ dưới 400 C Đối với

khoan kim loại thì nhiệt độ sin ra lớn đủ để lam mềm thép carbon( trừ khi khoan ở

tốc độ rất chậm),vì thế nhanh chóng làm mòn mũi khoan

2)Phần chung:

Chương 21:

21.40 Tính n=50 và C=90 trong phương trình Taylor tính hao mòn công cụ.

Phần trăm tăng tuổi thọ cho công cụ khi giảm tốc độ cắt đi 50% và 75%?

Phương trình Taylor.( phương trình (21.20a) p 575) có thể viết lại như sau:

C = V.Tn

Như vậy với n = 0.5 và C = 90 ta có 90 = V

(a) Xác định phần trăm gia tăng tuổi thọ cho công cụ cắt khi giảm 50% tốc độ cắt

Ta có

V2 = 0.5V1

0.5 = V1

Sắp xếp lại phương trình này, chúng ta thấy �2/�1 = 4.0 vậy tuổi thọ tăng 300%

(b) Xác định phần trăm gia tăng tuổi thọ cho công cụ cắt khi giảm 75% tốc độ cắt

Ta có

V2 = 0.25V1 và giải tương tự tao có �2/�1 = 16, vậy tuổi thọ tăng 1500%

21.41 Giả sử rằng, cắt trực giao, góc cào là 25 0 và hệ số ma sát là 0,2 Sử dụng

phương trình (21.3) Xác định tỷ lệ gia tăng phần trăm độ dày của phoi khi hệ số ma sát được tăng gấp đôi.

Chúng tôi bắt đầu với phương trình (21.1b) trên p 560 trong đó cho thấy mối

quan hệ giữa độ dày phoi Giả sử rằng độ sâu cắt (�c và góc cào (α) là hằng số,

chúng ta có thể so sánh hai trường hợp bằng cách viết lại phương trình này là:

Bây giờ, sử dụng phương (21.3) p 561 chúng ta có thể xác định hai góc cắt

Đối với trường hợp 1, ta có từ biểu thức (21.4) μ = 0,2 = tan β nên suy ra β = 11,30 và do

đó

và cho trường hợp 2, với μ = 0.4, chúng ta có β = 21,80 và do đó = 46,60

Thay thế các giá trị trong phương trình trên cho tỷ lệ độ dày chip, chúng ta có được

Do đó, độ dày con phoi đã tăng lên 13%

21.42 Lấy sơ đồ hình (21.11) để tính giá trị hệ số ma sát.

Từ sơ đồ lực thể hiện trong hình (21.11) p 569, thể hiện như sau:

F = (Ft + Fc tan α) cos α

Và:

N = (Fc − Ft tan α) cos α

Vì vậy, theo định nghĩa,

21.43 Xác định có bao nhiêu lượng ăn dao nên giảm để nhiệt

độ trung bình không thay đổi khi tốc độ cắt được tăng gấp đôi.

Chúng ta bắt đầu với phương trình (21.19b) trên p 572, đối với trường hợp

này, có thể được viết lại như sau:

Sắp xếp lại và đơn giản hóa phương trình này, chúng ta có được:

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:

Nên giảm lượng ăn dao bằng (1 -0,33) = 0,67 hoặc 67%

từ hình 2.15 trên p 73 và chỉ là ước tính cho mục đích minh họa Cần lưu ý rằng biểu đồđược giới hạn bởi các tài liệu trong Bảng 22.1 Nói chung, không có mối liên hệ giữa độ

cứng và mô đun đàn hồi, nhưng Bảng 22.1 có thể cung cấp thong tin để lựa chọn vật liệuphù hợp cho các công cụ cắt.

22.37 Các dữ liệu nhận được về tính chất nhiệt của chất lỏng thường được sử dụng trong quá trình cắt Xác định những chất về cơ bản là chất làm mát hiệu quả (như chất lỏng dựa trên nước) và những chất về cơ bản là chất bôi trơn hiệu quả (như dầu).

Hầu hết chất lỏng cắt là nhũ tương (chất lỏng dựa trên nước), họ có thể được cung cấpdầu nền, và các nhà cung cấp sẽ báo cáo số liệu cho các cơ sở dầu Các nhũ tương thực

tế sản xuất từ dầu gốc này sẽ có nhiệt dung riêng cao hơn và tính chất nhiệt vượt trội Cácđặc tính như độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng có thể được nội suy tuyến tính từ nồng độnước theo quy định của hỗn hợp Đây là một vấn đề khó khăn do tính chất nhiệt thườngkhông có sẵn Những thực tế phổ biến nhất cho việc áp dụng các chất bôi trơn toàn bộ(xem tr 609), do đó hầu hết nhiệt được lấy ra bởi sự đối lưu Dự đoán hệ số đối lưu sửdụng chất lỏng nổi đặc trưng là vô cùng khó khăn

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 đặc tính của nó Trình bày những gì bạn quan sát được, bao gồm bất kỳ

dữ liệu có thể trùng nhau.

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 sốc kháng Tốc độ cắt phụ thuộc vào nguyên liệu làm phôi và điềukiện làm việc, cũng như chất lượng của bề mặt mong muốn Tuy nhiên, các ví dụ về cáccâu trả lời có thể chấp nhận được.

Chương 23:

23.34 What are the consequences of a coating on a tool having a different coefficient

of thermal expansion than the substrate material?

Solution

Consider the situation where a cutting tool and the coating are stress-free at roomtemperature when the tool is inserted Then consider the situation when the tool is used incutting and the temperatures are very high A mismatch in thermal expansion coefficientswill cause high thermal strains at the temperatures developed during machining This canresult in a separation (delamination) of the coating from the substrate

23.34 Hậu quả khi lớp phủ trên dụng cụ có hệ sộ giãn nở nhiệt khác với vật liệu nền

là gì?

Trả lời

Xem xét tình huống mà dụng cụ cắt và lớp phủ không chịu lực ở nhiệt độ phòng khi công

cụ được chèn vào Sau đó xem xét tình huống khi dụng cụ cắt làm việc ở nhiệt độ rất cao

Sự mất cân đối trong hệ số giãn nở nhiệt sẽ gây ra dòng nhiệt cao khi nhiệt độ tăng lêntrong quá trình làm việc Điều này có thể dẫn đến việc lớp phủ tách khỏi vật liệu nền

23.35 Discuss the relative advantages and limitations of near-dry machining Consider all relevant technical and economic aspects.

Solution

Refer to Section 22.12.1 on p 611 The advantages are mostly environmental as there is

no cutting fluid which would add to the manufacturing cost, or to dispose of or treat beforedisposal This has other implications in that the workpiece doesn’t have to be cleaned, so

no additional cleaning fluids, such as solvents, have to be used Also, lubricants areexpensive and difficult to control However, cutting-fluid residue provides a protective oilfilm on the machined part from the environment, especially with freshly machined metalsthat begin to rapidly oxidize

23.35 Thảo luận về lợi thế và hạn chế của gia công gần khô Xem xét tất cả các khía cạnh kỹ thuật và kinh tế có liên quan.

Trả lời

Tham khảo mục 22.12.1 trang 611 Lợi thể chủ yếu là liên quan tới môi trường vì không

có chất lỏng cắt mà nó sẽ thêm vào chi phí sản xuât, hoặc phải xử lý trước khi thải ra Điềunày còn có nghĩa là phôi không phải làm sạch, vì thế không cần phải thêm chất tẩy rửa,như dung môi Ngoài ra chất bôi trơn rất đắt và khó kiểm soát Tuy nhiên, những chất lỏngtrên sẽ cung cấp một màng dầu bảo vệ chi tiết gia công khỏi môi trường, đặc biệt là vớicác chi tiết kim loại mới được gia công sẽ bị oxy hóa nhanh chóng

23.36 A 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.

Solve:

Note that Dave = 198.75 mm Since the lathe has a 12-kW motor and a mechanicalefficiency of 80%, we have (12)(0.8)=9.6 kW available for the cutting operation For castirons the specific power required is obtained from Table 21.2 on p 571 as between 1.1 and5.4 W.s/mm3 We will use the average value to obtain a typical number so that the specificpower will be taken as 3.3 W.s/mm3 Therefore, the maximum metal removal rate is:

MRR = = 2909 mm3/sThe metal removal rate is also given by Eq (23.1a) on p 620 as

MRR = πDavedfNTherefore, the maximum feed, f, is

f = = = 0,45 mm/rev

23.36 Một thanh gang đúc độ bền cao có đường kính 200mm đang được cát bắng máy tiện độ sâu d = 1,25 mm Máy tiện được trang bị 1 động cơ điện với cống suất 12

kW và hiệu suất cơ học là 80% Tốc độ trục chính là 500 rpm Ước tính lượng ăn dao lớn nhất có thể được sử dụng trước khi máy tiện bắt đầu chững lại.

Bài làm

Chú ý Dave = 198,75 mm Từ máy tiện có công suất 12 kW và hiệu suất cơ học là80% , chúng ta có 12.0,8 = 9,6 kW công suất có ích Đối với sắt đúc có năng lượng yêucầu được lấy từ bảng 21.2 trang 571 giữa 1,1 và 5,4 W.s/mm3 Chúng ta sử dụng giá trịtrung bình Vì thế tỷ lệ loại bỏ kim loại tối đa la:

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 7.5-mm/rev, theMRR is

Bài làm:

Tỷ lệ loại bỏ kim loại trong khoan được cho bởi phương trình (23.3) trên trang 647.Như vậy, đối với một đường kính khoan 7,5 mm, với các trục quay ở 300 rpm và lượng ăndao kaf 0.125 mm / rev, MRR là

MRR = fN = [].0,125.300 = 1657 mm3/minNếu đường kính khoan được tăng gấp đôi, tỷ lệ loại bỏ kim loại sẽ được tăng lêngấp bốn lần vì MRR phụ thuộc vào đường kính bình phương MRR sau đó sẽ là (1657)(4) = 6628 mm3 / phút

23.38 In 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.

If the spindle is running at 500 rpm, the metal removal rate is

MRR = 210 = 131 mm3/sFrom Table 21.2 on p 574, the unit power for high-strength aluminum alloys isestimated as 1 W-s/mm3 The power dissipated is then

Power = (131)(1) = 131 WSince power is the product of the torque on the drill and its rotational speed, therotational speed is (500)(2)/60 = 52.3 rad/s Hence the torque is

Torque = = 2,5 Nm

23.38 Trong ví dụ 23.4, giả định rằng các vật liệu phôi là có độ bền hợp kim nhôm cao và các trục chính được chạy ở N = 500 rpm Ước lượng mô-men xoắn cần thiết cho hoạt động này.

23.39 A 150-mm-diameter aluminum cylinder 250 mm in length is to have its

diameter reduced to 115 mm Using the typical machining conditions given in Table 23.4, estimate the machining time if a TiN-coated carbide tool is used.

Slove.

As we’ll show below, this is a subtly complicated and open-ended problem, and aparticular solution can significantly deviate from this one From Table 23.4 on p 622, therange of parameters for machining aluminum with a TiN-coated carbide tool is:

of V= 60 m/min The average diameter for the first roughing cut is 144.4 mm, 133.2 mmfor

the second, and 122.0 mm for the third The rotational speeds for 1st, 2nd, and 3rdroughing cuts are (from V = πD aveN) 2010 rpm, 2180 rpm, and 2380 rpm, respectively.The mean diameter for the finishing cut is 115.7 mm, and with V= 60 m/min, therotational speed is 165 rpm The total machining time is then

Or t = 19.5 minutes

23.39 Một xi lanh nhôm 150 - mm - đường kính 250 mm chiều dài là đường kính của

nó đã giảm xuống còn 115 mm Sử dụng các điều kiện gia công điển hình được đưa

ra trong Bảng 23.4 , ước tính thời gian gia công nếu một mũi khoan như sau được sử dụng.

Bài làm

Như chúng ta sẽ thấy dưới đây, đây là một vấn đề phức tạp và tinh tế mở, và một giải pháp

cụ thể đi chệch đáng kể từ này Từ Bảng 23.4 trên p 622 , phạm vi của tham số cho giacông nhôm với một mũi khoan TiN là :

= πD Aven ) 2010 rpm , 2180 rpm , và 2380 rpm , tương ứng Đường kính trung bình choviệc cắt giảm hoàn thiện là 115,7 mm , và với V = 60 m / phút , tốc độ quay là 165 rpm Tổng thời gian gia công là:

t= 19.5 phút

23.40 For the data in Problem 23.39, calculate the power required.

Slove.

This solution depends on the solution given in Problem 23.39 It should be recognized that

a number of answers are possible in Problem 23.39, depending on the number of roughing

cuts taken and the particular speeds and feeds selected The power requirement will bedetermined by the first roughing cut since all other cuts will require less power The metalremoval rate, from Eq (23.1a) on p 620, is

MRR = πDavgdfN = π(144.4)(5.6)(0.62)(2010) = 3.17 × 106 mm3/min

Using the data from Table 21.1 on p 571 for aluminum, the power required is

23.40 Lấy các dữ liệu trong bài 23.39 , tính toán công suất yêu cầu

Bài làm.

Bài toán này phụ thuộc vào các dữ được đưa ra trong bài 23.39 Bài toán này lấy dữ liệutrong bài 23.39 , tùy thuộc vào số lượng cắt giảm thô được sử dụng và tốc độ cắt ,độ sâucắt đã được lựa chọn Công suất sẽ được xác định bởi các công thô đầu tiên cắt từ tất cảcác vết cắt khác sẽ đòi hỏi ít hơn Tỷ lệ loại bỏ kim loại , từ biểu thức ( 23.1a ) trên p

620 , là

MRR = πDavgdfN = π(144.4)(5.6)(0.62)(2010) = 3.17 × 106 mm3/min

Sử dụng dữ liệu từ bảng 21.1 trên p 571 cho nhôm , công suất yêu cầu là

23.41 Assume that you are an instructor covering the topics describe in this chapter and you are giving a quiz on the numerical aspect to test the understanding of the students Prepare two quantitative and supply the answers.

Solve

What is drilling and its benefit?

 Hole making is among the most important operations in manufacturing, and drilling

is a major and common hole making process Other process for producing holes arepunching and various advance machining processes The cost of hole making isamong the highest machining costs in automotive engine production

What is screw thread?

Screw thread are extremely common features A screw thread may be define as a ridge ofuniform cross section that follow a helical or spiral path on the outside or inside of acylindrical (straight thread) or tapered surface (tapered thread) Machine screws, bolts, andnuts have straight threads, as do thread rods for applications such as a lead screw in lathesand various machinery components Thread may be right-handed or left-handed Taperedthreads commonly are used for water or gas pipes and plumping supplies, which require swatertight or airtight connection

23.41 Giả sử bạn là một giáo viên giải thích những tiêu đề miêu tả về chương này và bạn

có thể đưa ra 2 câu hỏi để kiểm tra sự hiểu biết của sinh viên Bạn hãy chuẩn bị 2 câu hỏi

và kèm câu trả lời

Trả lời:

1) Khoan là gì? Và khả năng công nghệ của nó có gì nổi bật?

Trả lời: tạo lỗ là một nguyên công rất quan trọng trong quá trình chế tạo máy, vàkhoan là một nguyên công có chức năng chuyên về tạo lỗ Phương pháp tạo lỗ khác

là dập và những phương pháp tiên tiến khác nhưng khoan là nguyên công tạo lỗ vớigiá thành rẻ nhất

2) Ren vít là gì?

Trả lời: ren vít là một chi tiết máy cực kì đặc biệt Ren vít có thể định nghĩa như làmột dãy gợn song đồng đều trên toàn bộ mặt cắt ngang hay một dãy dạng xoắn ốcnằm dọc theo bên ngoài (hoặc bên trong) của mặt trụ (ren thẳng) hay mặt nón (rennón) Các chi tiết máy dạng vít, bulông, đai ốc có ren thẳng, ren trên thanh trụ dài đểlắp ghép có tác dụng dẫn hướng và ghép các chi tiết máy Ren thẳng có 2 loại, rentrái và ren phải Ren nón thường được sử dụng để lắp, khóa ống ga, ống nước hoặcbơm lưu chất, hoặc những chi tiết cần được khóa kín để giữ áp suất

Chương 24:

24.28 In milling operations, the total cutting time can be significantly influenced by (a) the magnitude of the noncutting distance, lc, shown in Figs 24.3 and 24.4, and (b) the ratio of width of cut, w, to the cutter diameter, D Sketch several combinations of these parameters, give dimensions, select feeds and cutting speeds, etc., and determine the total cutting time Comment on your observations.

Solve

Note that lc needs to be estimated for each case l c is shown to be equal to √Dw inProb.24.36 for D >> w For D ∼ w, it is reasonable to take l c = D/2 For w >>D, it isreasonable to take lc = 0.

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.

Trả lời

Lưu ý rằng lc cần phải được ước tính cho mỗi trường hợp l c bằng P.24,36 choD>> w Đối với D ~ w, nó là hợp lý để có lc = D / 2 Đối D<<w, nó là hợp lý để lc = 0

24.29 A slab-milling operation is being performed at a specified cutting speed (surface speed of the cutter) and feed per tooth Explain the procedure for determining the table speed required.

Solve

Combining Eqs (24.1) and (24.3) on pp 726-727, we obtain the expression for the

table speed, v, as

Since all quantities are known, we can calculate the table speed

24.29 Một hoạt động phay đang được thực hiện tại một tốc độ cắt được chỉ định (bề mặt tốc độ của máy cắt) và lượng ăn dao định sẵn Giải thích các thủ tục để xác định tốc độ đi dao yêu cầu.

Trả lời

Kết hợp phương trình (24.1) và (24.3) trên pp 726-727, chúng ta có được sự biểu hiện cho tốc độ di dao v, như:

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

24.30 Show that the distance in slab milling is approximately equal to for situations where D >> d (See Fig 24.3c.)

Solve

Referring to the figure below, the hypotenuse of the right triangle on the figure to the right

is assigned the value of x, and is approximately equal to Dθ Also, from the right triangle,

θ = d/x Substituting for θ, we get x 2 = Dd From the Pythagorean theorem

Since d is assumed to be first order small, the squared term can be assumed to be

negligible

Thus,