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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ  BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: TRƯƠNG QUỐC THANH NHÓM: 10 Chương 23B, Phần C (Chương 21→27) TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2015 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬT CHẾ TẠO Nhóm 10: Nội dung 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 đằng sau nguyên tắc thiết kế khác cho việc gia công máy tiện? Các góc nhọn, bước, thay đổi chiều phận nên tránh Nó dễ dàng cho máy tiện thiết lập để thực chuyển động thẳng, thay đổi chiều không cần thiết làm cho hoạt động máy tiện khó khăn nhiều Khó khăn với góc nhọn, đặc biệt góc bên trong, bán kính góc tối thiểu, bán kính mũi dụng cụ cắt Ngoài ra, bán kính mũi nhỏ dẫn đến tăng khả sứt mẻ vỡ công cụ Lượng dư để gia công nên gần với kích thước cuối tốt Đó điều quan trọng việc gia công máy tiện tuổi thọ dụng cụ cắt có giới hạn lượng gia công thô giảm trước việc hoàn thành cắt thực nên giảm thiểu 23.14 Lưu ý hai thuật ngữ "công cụ sức mạnh" "sức mạnh công cụ vật chất" sử dụng văn Bạn có nghĩ khác biệt? Giải thích? Có khác biệt sức mạnh công cụ vật chất sức mạnh công cụ Sức mạnh công cụ vật chất thuộc tính vật liệu (xem bảng 22.1 593 p.); đó, ví dụ cường độ nén cacbua cao so với thép tốc độ cao Các công cụ mạnh, mặt khác, đề cập đến khả công cụ cắt đặc biệt để chống gãy hay hư hại Điều không phụ thuộc vào vật liệu công cụ mà hình dáng dụng cụ, thể Figs 22,4 22,5 vào pp 598-599 23.15 Hãy cho biết giải thích yếu tố góp phần làm cho bề mặt trở nên trình gia công mô tả chương học Một yếu tố giải thích phương trình (8,35) p 449, cung cấp mặt gồ ghề trình chẳng hạn chuyển Rõ ràng, tăng tốc độ bán kính công cụ mũi dao giảm, lượng thô tăng lên Các yếu tố khác ảnh hưởng đến bề mặt (xem ví dụ Figs 8.4 8.6) công cụ bị cùn công cụ bị sứt mẻ cạnh (xem Hình 8.28), độ rung động trình cắt (Phần 8.11.1) NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 23.16 Giải thích trình tự khoan, doa chuốt tạo lỗ xác khoan chuốt? Trong thực tế, máy khoan có tính linh động (tự lựa tâm) nên khó tạo lỗ xác điểm cần khoan Trong doa phương pháp dễ dàng đạt độ xác cao 23.17 Tại gia công cắt gọt cần thiết hình dạng thực gần hình dạng thực phận làm cách đúc xác, tạo thành, sản phẩm bột luyện kim, mô tả chương trước? Giải thích? Nhiều ứng dụng đòi hỏi phải có dung sai chiều tốt bề mặt người sản xuất phương pháp đúc, rèn, luyện kim bột Hoạt động gia công loại bỏ không đồng từ phận, chẳng hạn gây khiếm khuyết thông qua biến dạng không đồng cong vênh làm mát Nhiều trình, chất nó, không truyền đạt cách đầy đủ mịn lớp vỏ bề mặt để phôi, thường cần thiết để gia công (hoặc xay, đánh bóng,…) để cải thiện độ xác Phần khác đòi hỏi tính bề mặt mà thu thông qua phương thức sản xuất khác 23.18 Một tròn oxy hóa cao không đồng gia công máy tiện bạnđề nghị độ sâu nhỏ hay độ sâu lớn cắt? Giải thích? Do oxit nói chung cứng dễ mài mòn (xem tr 952), đó, việc cắt giảm nhẹ gây công cụ để nhanh chóng bị mài mòn Vì vậy, muốn để cắt xuyên qua lớp oxit rãnh cán Lưu ý tròn không gây biến đáng kể chiều sâu mặt cắt thực hiện; đó, tùy thuộc vào mức độ lệch tâm, luôn chịu đựng tự rung động dẫn đến tiếng lạch cạch 23.19 Mô tả khó khăn gặp phải kẹp phôi làm kim loại mềm mâm cặp ba hàm Một vấn đề thường gặp kẹp phôi vào mâm cặp mâm cặp kẹp chặc vào phôi (xem, ví dụ, hình 23.3b Trên p 618), để lại dấu vết khó coi chức chấp nhận vật liệu miếng chêm, làm chất liệu mềm mại, sử dụng hàm phôi để giảm thiểu thiệt hại cho bề mặt phôi Bộ phận thiết kế để kẹp thuận tiện vào mâm cặp, điều kiện mặt bích phần mở rộng nắm chặt mâm cặp, mà sau loại bỏ 23.20 Các lực mômen xoắn liệu có thay đổi trình khoan tăng chiều sâu lỗ không? Giải thích? Các lực mômen xoắn tăng lên lỗ sâu tăng, với số lượng không đáng kể Các yếu tố làm tăng sức ép mômen xoắn lên diện tích tiếp xúc công cụ bề mặt hình trụ lỗ cản trở việc loại bỏ phoi từ đáy lỗ sâu làm tắc nghẽn Trừ chiều sâu lỗ sâu, coi không quan trọng có ảnh hưởng mômen xoắn thực số NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 23.21 Giải thích tương đồng khác biệt hướng dẫn thiết kế tiện khoan Tiện khoan hoạt động giống dung sai chiều bề mặt hoàn thành Trong hai trường hợp, kẹp an toàn cần thiết, lý độ dài kẹp tương tự Bề mặt cắt ngang hai trường hợp dẫn đến rung chấn động Sự khác biệt hai hoạt động khoan kích thước phôi không quan trọng Phôi sử dụng khoan gắn đồ gá khác nhau, máy khoan thẳng đứng chứa phận lớn (xem, ví dụ, hình 23,18 trang 642) Mặt khác, hoạt động tiện chi tiết lớn khó khăn để gá đặt 23.22 Mô tả lợi ứng dụng việc có trục rỗng bệ đỡ máy tiện Ưu điểm khả để đưa nguyên liệu thông qua bệ đỡ máy tiện (Hình 23.2 p 617) Điều đặc biệt quan trọng máy tự động (xem tr 631) 23.23 Giả sử bạn yêu cầu để thực hoạt động khoan phôi rỗng có đường kính lớn Bạn có sử dụng một máy khoan nằm ngang hay máy khoan đứng? Giải thích? Rõ ràng là, kích thước trọng lượng phôi có giới hạn, nên chọn máy khoan nằm ngang thích hợp Xem ví dụ hình 23.18 trang 642 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 23.24 Giải thích lý trái ngược sản xuất đường ren phương pháp cán ren cắt ren Điều khác biệt có sản xuất đường ren đặc tính suất nó? Chủ đề cán mô tả trang 329-330 Các ưu điểm cán ren so với cắt ren tốc độ tham gia (cán ren trình sản xuất có suất cao) thực tế đường ren trải qua trình làm việc lạnh (biến dạng dẻo; Xem hình 13.17c trang 330), dẫn đến đường ren cứng mạnh Cắt sử dụng để làm ren (xem phần 23.3.8 trang 639) hoạt động linh hoạt , tiết kiệm, thời gian sản xuất thấp (giảm tốn không cần thiết) Lưu ý ren bên cán, điều gần không phổ biến gia công ren hoạt động khó khăn 23.25 Mô tả quan sát bạn liên quan đến nội dung bảng 23.2 23.4, giải thích lý khuyến nghị cụ thể thực Một số quan sát liệt kê đây: Đề cập đến Bảng 23.2 trang 619, lưu ý góc nghiêng cạnh cao nhôm thấp cho titan Điều giải thích lợi ích việc trì lực ép cao mặt cắt cho titan (để có độ dẻo cao hơn), điều không cần thiết nhôm • Lưu ý từ Bảng 23.4 trang 622 tốc độ cắt cho thép thấp nhiều so với cho hợp kim đồng Điều giải thích yêu cầu công suất liên quan tới việc gia công thép • Lưu ý công cụ sử dụng Bảng 23.4 thay đổi tùy theo chất liệu phôi Ví dụ, kim cương liệt kê thép, lý giải hòa tan carbon thép nhiệt độ cao NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 23.26 Các thích Bảng 23.11 lỗ đường kính tăng lên, tốc độ tốc độ gia công khoan nên giảm Giải thích lý Khi độ sâu lỗ tăng, lực phục hồi đàn hồi phôi gây ứng suất bình thường bề mặt mũi khoan, ứng suất chịu mũi khoan cao có lỗ cạn Những ứng suất, lần lượt, làm cho mô-men xoắn máy khoan để tăng chí dẫn đến hỏng mũi khoan Giảm tốc độ tốc độ bù đắp cho gia tăng 23.27 Trong sản xuất đại, loại phoi kim loại không mong muốn sao? Đề cập đến hình 21.5 trang 562, lưu ý điều sau đây: phoi liên tục không mong muốn vì: (a) Các máy chủ yếu không vận hành tốc độ cao, tạo phoi mức cao (xem thêm hệ thống thu gom phoi trang 638.) (b) Phoi liên tục vướng vào trục quay phận máy, ảnh hưởng nghiêm trọng với hoạt động cắt Ngược lại lý đó, phoi không liên tục phoi phân đoạn mong muốn, thực thường sản xuất cách sử dụng tính chipbreaker dụng cụ Lưu ý, nhiên, loại phoi dẫn đến rung động va đập tùy thuộc vào đặc điểm máy công cụ (xem Phần 25.4 trang 706) NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 23.28 Mức độ nghiêm trọng trình teaming thấp nhiều so với tarô, hai trình gia công bên Tại sao? Tarô (Mục 23.7 bắt đầu trang 653) tạo số lượng đáng kể phoi loại bỏ phoi khó khăn chúng bị tắc (và gây gãy tarô), góp phần vào mức độ nghiêm trọng vào trình tarô Kiểm soát thông số chế tạo sử dụng chất lỏng cắt hiệu quan trọng 23.29 Xem lại hình 23.6 trình bày yếu tố liên quan đến việc xác định độ cao vùng (vùng tốc độ cắt) với vật liệu dao cắt khác Lý miền tốc độ cắt cho phép hình 23.6 dựa vào tuổi thọ dao mặt phôi sau gia công Người ta đánh giá tuổi thọ dao không vật liệu dao cắt mà dựa vào vật liệu phôi điều kiện nó, hình dạng đặc biệt dao Vì vậy, cần có miền rộng độ ăn dao tốc độ cắt cho loại vật liệu cắt 23.30 Giải thích máy khoan lỗ sâu tự định tâm cách suốt trình khoan Tại lại có rãnh xuyên qua mũi khoan máy? Máy khoan sâu tự định tâm cách thiết kế, trang 646, có bệ đỡ Lỗ tâm máy khoan dùng để bơm dung dịch trơn nguội, làm mát phôi dao, bôi trơn mặt phân cách, làm trôi phoi khỏi vùng cắt 23.31 Trình bày đại lượng góc nêm dao cắt hình 23.4? Góc nêm quan trọng Nó có ảnh hưởng lớn đến độ bền dao cắt, tránh gãy đứt phoi 23.32 Nếu sử dụng mảnh dao máy khoan vật liệu cán dao quan trọng nào? Nếu vậy, đặc tính quan trọng? Giải thích Khi sử dụng mảnh dao máy khoan kích thước nhỏ nhiệt độ mảnh dao cao, điều quan trọng vật liệu cán dao tỏa nhiệt hiệu từ mảnh dao Vì vậy, mảnh dao hàn cố định (nó làm chậm qui trình sản xuất không linh hoạt thời gian), hệ số giản nở nhiệt mảnh dao cán dao tăng lên để tránh ứng suất nhiệt Cán dao phải bền chấn động để tránh rung, có giá hợp lý 23.33 Nếu dùng để khoan gỗ, mũi khoan cần làm vật liệu gì?(gợi ý: Nhiệt độ tăng đến 400oC khoan gỗ) Giải thích? Cân nhắc đến vấn đề kinh tế, ta thấy dụng cụ chế biến gỗ thường làm NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH thép carbon; với mức độ cứng bị xử lý nhiệt Lưu ý từ hình 22.1 trang 611, thép carbon trì độ cứng tương đối cao nhiệt độ 400 C Đối với khoan kim loại nhiệt độ sin lớn đủ để lam mềm thép carbon( trừ khoan tốc độ chậm),vì nhanh chóng làm mòn mũi khoan 2) Phần chung: Chương 21: 21.40 Tính n=50 C=90 phương trình Taylor tính hao mòn công cụ Phần trăm tăng tuổi thọ cho công cụ giảm tốc độ cắt 50% 75%? Phương trình Taylor.( phương trình (21.20a) p 575) viết lại sau: n C = V.T Như với n = 0.5 C = 90 ta có 90 = V (a) Xác định phần trăm gia tăng tuổi thọ cho công cụ cắt giảm 50% tốc độ cắt Ta có V2 = 0.5V1 0.5 = V1 Sắp xếp lại phương trình này, thấy �2/�1 = 4.0 tuổi thọ tăng 300% (b) Xác định phần trăm gia tăng tuổi thọ cho công cụ cắt giảm 75% tốc độ cắt Ta có V2 = 0.25V1 giải tương tự tao có �2/�1 = 16, tuổi thọ tăng 1500% NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 21.41 Giả sử rằng, cắt trực giao, góc cào 250 hệ số ma sát 0,2 Sử dụng phương trình (21.3) Xác định tỷ lệ gia tăng phần trăm độ dày phoi hệ số ma sát tăng gấp đôi Chúng bắt đầu với phương trình (21.1b) p 560 cho thấy mối quan hệ độ dày phoi Giả sử độ sâu cắt (�c góc cào (α) số, so sánh hai trường hợp cách viết lại phương trình là: Bây giờ, sử dụng phương (21.3) p 561 xác định hai góc cắt Đối với trường hợp 1, ta có từ biểu thức (21.4) μ = 0,2 = tan β nên suy β = 11,30 và cho trường hợp 2, với μ = 0.4, có β = 21,80 = 46,60 Thay giá trị phương trình cho tỷ lệ độ dày chip, có Do đó, độ dày phoi tăng lên 13% 21.42 Lấy sơ đồ hình (21.11) để tính giá trị hệ số ma sát Từ sơ đồ lực thể hình (21.11) p 569, thể 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 lượng ăn dao nên giảm để nhiệt độ trung bình không thay đổi tốc độ cắt tăng gấp đôi Chúng ta bắt đầu với phương trình (21.19b) p 572, trường hợp này, viết lại sau: Sắp xếp lại đơn giản hóa phương trình này, có được: Đối với công cụ carbide, giá trị gần đưa p 572 a = 0,2 b = 0,125 Thay này, có được: Nên giảm lượng ăn dao (1 -0,33) = 0,67 67% Chương 22: 22.36 Xét nội dung Bảng 22.1 Các đường cong thể mối quan hệ thông số độ cứng, giới hạn bền kéo ngang, độ bền chống va đập Trình bày bạn quan sát đươc? Có nhiều yếu tố lựa chọn để nghiên cứu, số không cho biết mối quan hệ rõ ràng với yếu tố khác cho ta biết số tương quan Ví dụ, bảng thể mối quan hệ độ cứng so với cường độ chịu nén mô đun đàn hồi Lưu ý độ cứng khối boron nitride kim cương ngoại suy từ hình 2.15 p 73 ước tính cho mục đích minh họa Cần lưu ý biểu đồ giới hạn tài liệu Bảng 22.1 Nói chung, mối liên hệ độ NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH cứng mô đun đàn hồi, Bảng 22.1 cung cấp thong tin để lựa chọn vật liệu phù hợp cho công cụ cắt 22.37 Các liệu nhận tính chất nhiệt chất lỏng thường sử dụng trình cắt Xác định chất chất làm mát hiệu (như chất lỏng dựa nước) chất chất bôi trơn hiệu (như dầu) Hầu hết chất lỏng cắt nhũ tương (chất lỏng dựa nước), họ cung cấp dầu nền, nhà cung cấp báo cáo số liệu cho sở dầu Các nhũ tương thực tế sản xuất từ dầu gốc có nhiệt dung riêng cao tính chất nhiệt vượt trội Các đặc tính độ dẫn nhiệt nhiệt dung riêng nội suy tuyến tính từ nồng độ nước theo quy định hỗn hợp Đây vấn đề khó khăn tính chất nhiệt thường sẵn Những thực tế phổ biến cho việc áp dụng chất bôi trơn toàn (xem tr 609), hầu hết nhiệt lấy đối lưu Dự đoán hệ số đối lưu sử dụng chất lỏng đặc trưng vô khó khăn 22.38 Cột Bảng 22.2 cho thấy mười đặc tính quan trọng công cụ cắt Đối với vật liệu công cụ liệt kê bảng, thêm liệu số cho đặc tính Trình bày bạn quan sát được, bao gồm liệu trùng Có nhiều câu trả lời chấp nhận tất nguyên vật liệu công cụ bảng có loạt giá trị Ngoài ra, số biện pháp chất lượng, chẳng hạn 10 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 24.39 In describing the broaching operations and the design of broaches, we have not given equations regarding feeds, speeds, and material-removal rates, as we have done in turning and milling operations Review Fig 24.21 and develop such equations Solve There are many forms for these expressions, and the simple derivation below should be recognized as an example of an acceptable solution Referring to Fig 24.21a on p 676, we note that the volume of material removed by each tooth is Vi = tiωl ti where is the depth of cut for tooth i, w is the broach width, and l is the length of cut We can take the derivative with respect to time to obtain the metal removal rate per tooth as MRRi = tiωv We can say that the total metal removal rate is simply the sum of all tooth actions n n i =1 i =1 MRR = ∑ tiω v =ω v ∑ ti If we divide the broach into roughing, semifinishing, and finishing zones (see Fig 24.23 on p 677) nr ns nf i =1 i =1 i =1 MRR = ω v(∑ tri + ∑ t si + ∑ t fi ) where an r subscript denotes a roughing cut, s for semifinishing, and f for finishing A simplification can be obtained if one assumes that the depth of cut for all but the roughing zones can be neglected 24.39 Khi mô tả hoạt động chuốt thiết kế dao chuốt, không đưa phương trình liên quan với tốc độ, tỷ lệ vật liệu loại bỏ, thực hoạt động tiện phay Xem lại hình 24,21 phát triển phương trình Trả lời Có nhiều hình thức cho cách diễn đạt, dẫn chứng đơn giản bên nên xem ví dụ giải pháp chấp nhận Hãy tham khảo hình 24.21a trang 676, lưu ý thể tích vật chất tháo Vi = tiωl ti ω Trong chiều sâu cắt cho i, chiều rộng mũi doa, l chiều dài cắt Chúng ta lấy đạo hàm thời gian để có tốc độ bỏ kim loại MRRi = tiωv Chúng ta nói tỉ lệ cắt bỏ kim loại toàn diện tổng tất hành động 25 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH n n i =1 i =1 MRR = ∑ tiω v =ω v ∑ ti Nếu mang dao chuốt vào gia công thô, nửa tinh chế, hoàn thiện khu vực (xem hình 24.23 trang 677) nr ns nf i =1 i =1 i =1 MRR = ω v(∑ tri + ∑ t si + ∑ t fi ) Trong số r biểu phần cắt thô, s cho lượng tinh chế, f để gia công tinh Đơn giản hoá đạt cho chiều sâu cắt cho tất vùng gia công thô bỏ qua Chương 25: 25.28 A machining-center spindle and tool extend 250 mm from their machinetoolframe Calculate the temperature change that can be tolerated in order to maintain a tolerance of 0.0025 mm or 0.025 mm in machining Assume that the spindle is made of steel Solve The extension due to a change in temperature is given by ∆L = α∆T L where α is the coefficient of thermal expansion which, for carbon steels, is α = 12 × 10−6/◦C If ∆L = 0.0025 mm and L = 250 mm, then ∆T can easily be calculated to be 0.8◦C; also for ∆L = 0.025 mm, we have ∆T = 8◦C Noting that the temperatures involved are quite small, this example clearly illustrates the importance of environmental controls in precision manufacturing operations, where dimensional tolerances are extremely small (see Fig 25.17) 25.28 Một trục gia công trung tâm công cụ mở rộng 250 mm từ máy công cụ Tính toán thay đổi nhiệt chấp nhận trình gia công 0.0025mm 0.025mm giả sử trục làm thép.? Bài làm Công thức quan hệ giửa nhiệt độ độ thay đổi: ΔL = αΔT L α hệ số giãn nở nhiệt thép cacbon, α = 12 × 10-6 /0C Nếu ΔL = 0.0025 mm L = 250 mm, sau dễ dàng tính ΔT = 0.80C; cho ΔL = 0,025 mm, có ΔT = 80C Cần lưu ý nhiệt độ nhỏ, ví dụ rõ ràng cho thấy tầm quan trọng kiểm soát môi trường gia công xác (xem hình 25.17) 26 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 25.29 Using the data given in the example, estimate the time required to manufacture the parts in Example 25.1 with conventional machining and with high-speed machining Solve This is an open-ended problem and various answers would be acceptable because the number of roughing and finishing cuts have not been specified in the statement of the problem The following would be examples of calculations: Finish turning The outer diameter is given as 91 mm, so to obtain a cutting speed of 95 m/min, the required rotational speed is For determining the feed, we review Table 23.4 starting on p 622 and note that for highcarbon steel the low value of typical feeds is 0.15 mm/rev, which we can use since this is a finishing operation Thus, using l = 25 mm, we have Boring on inside diameter Here the ID is 75.5 mm, so to obtain a linear speed of 95 m/min requires a rotational speed of Therefore, the time required using the same feed of f = 0.15 mm/rev is The students are encouraged to obtain estimates for the remaining machining steps and investigate incorporating roughing and finishing cuts into each step 25.29 Sử dụng liệu đưa ví dụ này, ước tính thời gian cần thiết để sản xuất phận Ví dụ 25.1 với gia công thông thường với tốc độ cao gia công Bài làm Đây vấn đề mở câu trả lời khác chấp nhận số gia công thô hoàn thiện vết cắt chưa quy định vấn đề Các sau ví dụ tính toán: 27 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH Đường kính bên đưa 91 mm, đó, để có tốc độ cắt 95 m / phút, yêu cầu tốc độ quay là: Để xác định lượng cắt phôi, xem xét Bảng 23.4 bắt đầu vào p 622 lưu ý cho thép carbon cao có lượng cắt phôi giá trị thấp điển hình 0,15 mm / rev, mà sử dụng Vì vậy, sử dụng l = 25 mm, có Trong việc mốc lỗ đường kính 75,5 mm với tốc độ quay 95 m / phút tốc độ quay là: Do đó, cần sử dụng lượng ăn phôi f = 0.15 mm / rev : Được khuyến khích để có ước tính cho bước gia công lại điều tra kết hợp gia công thô hoàn thiện cắt thành bước Chương 26: 26.36 Calculate the chip dimensions in surface grinding for the following process variables: D = 250 mm, d = 0.025 mm, v = 30 m/min, V = 1500 m/min, C = per mm2, and r = 20 Solve: The undeformed chip length, l, is given approximately by the expression l = = = 2,5 mm and the undeformed chip thickness, t, is given by Eq (26.2) on p 728 Thus, t = = = 0,006 mm Note that these quantities are very small compared to those in typical machining operations 26.36 Tính toán kích thước phoi bề mặt mài cho trình sau: D = 250 mm, d = 0,025 mm, v = 30 m / min, V = 1.500 m / min, C = mm2, r = 20 Bài làm: 28 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH Chiều dài phoi không biến dạng, l,được tính bằng: l = = = 2,5 mm độ dày phoi không biến dạng, t, cho phương trình (26.2) p 728 Như vậy: t = = = 0,006 mm Lưu ý số lượng phoi nhỏ so hoạt động gia công điển hình 26.37 If the strength of the workpiece material is doubled, what should be the percentage decrease in the wheel depth of cut, d, in order to maintain the same grain force, with all other variables being the same? Solve: Using Eq (26.3) on p 729, we note that if the workpiece-material strength is doubled, the grain force is doubled Since the grain force is dependent on the square root of the depth of cut, the new depth of cut would be one-fourth of the original depth of cut Thus, the reduction in the wheel depth of cut will be 75% 26.37 Nếu cường độ vật liệu phôi tăng gấp đôi, nên giảm phần trăm chiều sâu bánh cắt, d, để trì lực đẩy với tất biến khác tương tự? Bài làm: Sử dụng phương trình (26.3) p 729, lưu ý cường dộ vật liệu phôi tăng gấp đôi lực đẩy tăng gấp đôi Lực đẩy tính bậc hai chiều sâu cắt, chiều sâu cắt giảm phần tư gốc độ sâu cắt Như vậy, việc giảm độ sâu vết cắt bánh 75% 26.38 Assume that a surface-grinding operation is being carried out under the following conditions: D = 200 mm, d = 0.1 mm, v = 40 m/min, and V = 2000 m/min These conditions are then changed to the following: D = 150 mm, d = 0.1 mm, v = 30 m/min, and V = 2500 m/min How different is the temperature rise from the rise that occurs with the initial conditions? Solve: The temperature rise is given by Eq (26.4) on p 730 We can obtain a relative change even if we don’t know a constant of proportionality in the equation, which we will identify as A Thus, for the initial cutting conditions, we have 29 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH = AD1/4.d3/4 = A.2001/4.0,13/4 = 4,73A and for the new conditions, we have = AD1/4.d3/4 = A.1501/4.0,13/4 = 5,68A Therefore, the modified conditions have a temperature rise which is slightly higher than the riginal temperature rise by about 20% 26.38 Giả sử hoạt động bề mặt mài thực theo điều kiện sau đây: D = 200 mm, d = 0,1 mm, = 40 m / phút, V = 2000 m / phút Những điều kiện sau thay đổi sau: D = 150 mm, d = 0,1 mm, v = 30 m / phút, V = 2500 m / phút Sự khác gia tăng nhiệt độ từ gia tăng xảy với điều kiện ban đầu ? Bài làm: Sự gia tăng nhiệt độ cho phương trình (26.4) p 730 Chúng có thay đổi tương đối số tỉ lệ phương trình, mà xác định A Như vậy, điều kiện cắt ban đầu, ta có = AD1/4.d3/4 = A.2001/4.0,13/4 = 4,73A cho điều kiện mới, ta có = AD1/4.d3/4 = A.1501/4.0,13/4 = 5,68A Do đó, điều kiện sửa đổi có gia tăng nhiệt độ cao nhiệt độ tăng ban đầu khoảng 20% chút 26.39 Estimate the percent increase in the cost of the grinding operation if the specification for the surface finish of a part is changed from 6.4 to 0.8 μm ? Solve: Referring to Fig 26.35 on p 754, we note that changing the surface finish from 6.4 μm to 0.8 μm would involve an increased cost of about 250/50-1 or - 1=400% This is a very significant increase in cost, and is a good example of the importance of the statement made throughout the book that dimensional accuracy and surface finish should be specified as broadly as is permissible in order to minimize manufacturing costs (see also Fig 40.5 on p 1151) 26.39 Ước tính tăng phần trăm chi phí hoạt động mài đặc điểm kỹ thuật cho bề mặt phần thay đổi 6,4-0,8 mm? Bài làm: 30 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH Đề cập đến hình 26.35 p 754, lưu ý việc thay đổi bề mặt từ 6,4 mm đến 0,8 mm liên quan đến chi phí tăng lên khoảng 250 / 50-1 - = 400% Đây gia tăng đáng kể chi phí, ví dụ tốt tầm quan trọng báo cáo thực suốt sách mà xác chiều bề mặt nên quy định cách rộng rãi cho phép để giảm thiểu chi phí sản xuất (xem thêm hình 40,5 p 1151) 26.40 Assume that the energy cost for grinding an aluminum part with a specific energy requirement of W-s/mm3 is $1.50 per piece What would be the energy cost of carrying out the same operation if the workpiece material were T15 tool steel? Solve: From Table 26.2 on p 729 we note that the power requirement for T15 tool steel ranges from 17.7 to 82 W-s/mm3 Consequently, the costs would range from 2.5 to 11.7 times that for the aluminum This means an energy cost between $2 and $9.36 per part 26.40 Giả sử chi phí lượng để nghiền phần nhôm với nhu cầu lượng cụ thể Ws / mm3 $ 1.50 cho mảnh Điều chi phí lượng việc thực hoạt động tương tự vật liệu phôi dao thép T15? Bài làm: Từ Bảng 26.2 p 729 lưu ý yêu cầu lượng cho dao thép T15 khoảng 17,7-82 Ws / mm3 Do đó, chi phí khoảng 2,5-11,7 lần cho nhôm Điều có nghĩa chi phí lượng $ $ 9,36 cho phần 26.41 In describing grinding processes, we have not given the type of equations regarding feeds, speeds, materialremoval rates, total grinding time, etc., as we did in the turning and milling operations discussed in Chapters 23 and 24 Study the quantitative relationships involved and develop such equations for grinding operations Solve: This is a challenging problem and a good topic for a project The students should refer to various texts in the Bibliography, including texts by S Malkin and M.C Sh 31 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 26.41 Trong mô tả trình mài, không cho dạng phương trình liên quan đến lượng ăn, tốc độ, tỷ lệ cắt bỏ vật liệu, tổng thời gian mài làm tiện phay hoạt động thảo luận chương 23 24 Nghiên cứu mối quan hệ định lượng tham gia phát triển phương trình để mài hoạt động Bài làm: Đây vấn đề khó khăn chủ đề tốt cho dự án Các sinh viên nên tham khảo văn khác tài liệu tham khảo, bao gồm văn S Malkin MC Sh 26.42 What would be the answers to Example 26.1 if the workpiece is high-strength titanium and the width of cut is w = 20 mm? Give your answers in newtons Solve: Refer to Example 26.1 on p 729 For high-strength titanium, let’s assume that the specific energy from Table 26.2 on p 729 is 50 W-s/mm3 Since the width, w, is now 20 mm, the MRR will be (0.05)(20)(1500)=1500 mm3/min The power is then ( 5060)(1500) = 25 kW, which is that same as that in the example; hence the answer to be unchanged, that is, Fc = 25 N, and Ft = 32 N 26.42 Đâu câu trả lời cho Ví dụ 26.1 phôi có độ bền cao titan chiều rộng cắt w = 20 mm? Cho câu trả lời bạn ? Bài làm: Tham khảo Ví dụ 26.1 trang 729 Đối với cường độ cao titan, giả định lượng cụ thể từ Bảng 26.2 trang 729 50 W-s / mm3 Kể từ chiều rộng, w, 20 mm, MRR (0,05) (20) (1500) = 1500 mm3 / phút Quyền lực sau (5060) (1500) = 1,25 kW, mà tương tự ví dụ; câu trả lời không thay đổi, là, Fc = 25 N, Ft = 32 N 26.43 It is known that, in grinding, heat checking occurs when grinding is done with a spindle speed of 5,000 rpm, a wheel diameter of 200 mm, and a depth of cut of 0.04 mm for a feed rate of 15 m/min For this reason, the standard operating procedure is to keep the spindle speed at 3,500 rpm If a new, 250-mm-diameter wheel is used, what spindle speed can be used before heat checking occurs? What spindle speed should be used to keep the same grinding temperatures as those encountered with the existing operating conditions? Solve: To solve this problem, let’s assume that the workpiece initial temperature is the same for both cases Consider the first case, where the wheel radius is in and speed is 32 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 5000 rpm The temperature rise for heat checking to occur is given by Eq (26.4) on p 730 (and using A as the constant for proportionality) as The temperature rise for the “safe” operating condition with the 200-mm wheel is With a new, 250-mm wheel and the same depth of cut and feed, heat checking occurs at or, solving for N we obtain N = 3580 rpm To maintain the same safe surface temperatures, we need 26.43 Đó biết rằng, mài, kiểm tra nhiệt xảy mài thực với tốc độ vòng quay 5.000 rpm, đường kính bánh xe 200 mm, chiều sâu cắt 0,04 mm cho Tốc độ tiến dao 15 m / phút Vì lý này, thủ tục hoạt động tiêu chuẩn để giữ cho tốc độ vòng quay 3.500 rpm Nếu bánh xe mới, 250 mm đường kính sử dụng, tốc độ trục sử dụng trước kiểm tra nhiệt xảy ra? Trục tốc độ nên sử dụng để giữ cho nhiệt độ mài giống người gặp phải với điều kiện hoạt động tại? Bài làm: Để giải vấn đề này, giả định phôi nhiệt độ ban đầu cho hai trường hợp Hãy xem xét trường hợp đầu tiên, nơi bán kính bánh xe Và tốc độ 5000 rpm Sự gia tăng nhiệt độ cho kiểm tra để xảy nhiệt cho phương trình (26.4) trang 730 (và sử dụng A số tỷ lệ tương xứng) Sự gia tăng nhiệt độ cho điều kiện vận hành "an toàn" với bánh xe 200 mm Với một, 250 mm bánh xe độ sâu tương tự cắt thức ăn chăn nuôi, kiểm tra nhiệt xảy Hay, giải cho có N N = 3580 rpm Để trì nhiệt độ bề mặt an toàn, cần 33 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH 26.44 A grinding operation takes place with a 250-mm grinding wheel with a spindle speed of 4,000 rpm The workpiece feed rate is 15 m/min and the depth of cut is 0.05 mm Contact thermometers record an approximate maximum tempera ture of 980 ◦C If the workpiece is steel, what is the temperature if the speed is increased to 5,000 rpm? What if the speed is 10,000 rpm? Solve: Assuming that the workpiece is at room temperature, Eq (26.4) on p 730 can be used to calculate the temperature rise The temperature rise for the initial state lets one calculate the proportionality constant as which is solved as A = 161 If the speed is 5000 rpm, then If the speed is 10,000 rpm, the same equation gives 1549 ◦C; note however that steel melts at around 1370 ◦C (see Table 3.1 on p 103) When the steel melts, the grinding process mechanics change dramatically, hence this temperature should be regarded as the maximum temperature rise 26.44 Một hoạt động mài diễn với bánh mài 250 mm với tốc độ vòng quay 4.000 rpm Tỷ lệ tốc độ mài 15 m / phút độ sâu cắt 0,05 mm Nhiệt xúc ghi lại tối đa xấp xỉ 980 ◦C Nếu phôi thép, nhiệt độ, tốc độ tăng lên đến 5.000 rpm gì? Nếu tốc độ 10.000 rpm gì? Bài làm: Giả sử phôi nhiệt độ phòng, Eq (26.4) trang 730 sử dụng để tính toán nhiệt độ tăng Sự gia tăng nhiệt độ cho trạng thái ban đầu cho phép tính toán số tỉ lệ 34 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH giải A = 161 Nếu tốc độ 5000 rpm, sau Nếu tốc độ 10.000 rpm, phương trình tương tự cho 1549 ◦C; Tuy nhiên lưu ý thép nóng chảy khoảng 1.370 ◦C (xem Bảng 3.1 trang 103) Khi thép tan chảy, chế trình nghiền thay đổi đáng kể, nhiệt độ nên coi gia tăng nhiệt độ tối đa 26.45 Derive an expression for the angular velocity of the wafer shown in Fig 26.30b as a function of the radius and angular velocity of the pad in chemical–mechanical polishing Solve: Refer to the figure above and consider the case where a wafer is placed on the x-axis as shown Along this axis there is no velocity in the x-direction The y-component of the velocity has two sources: rotation of the table and the rotation of the carrier Considering the table movement only, we can express the velocity distribution as and for the carrier where r ∗ can be positive or negative, and is shown positive in the figure Note that r = rw+r ∗, so that we can substitute this equation into Vy and combine the velocities to obtain the total velocity as If ωw = −ωt, then Vy,tot = rwωt Since the location of the wafer and the angular velocity of the carrier are fixed, it means that the y-component of velocity is constant across the wafer 26.45 Rút biểu thức cho vận tốc góc wafer hình 26.30b hàm bán kính vận tốc góc đệm đánh bóng hóa học-cơ khí 35 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH Bài làm: Hãy tham khảo số xem xét trường hợp lát đặt trục x hình vẽ Dọc theo trục tốc độ truyền theo trục x Các thành phần y vận tốc có hai nguồn: tự quay bảng vòng quay hãng Xem xét phong trào bảng chỉ, thể phân bố vận tốc cho hạt Nơi r * tích cực tiêu cực, thể tích cực hình Lưu ý r = rw + r *, để thay phương trình vào Vy kết hợp vận tốc để có tổng số vận tốc Nếu ωw = -ωt, sau Vy, tot = rwωt Từ vị trí wafer vận tốc góc người vận chuyển cố định, có nghĩa thành phần y vận tốc không đổi lát Chương 27: 27.27 A 200-mm-deep hole that is 30 mm in diameter is being produced by electrochemical machining A high production rate is more important than machined surface quality Estimate the maximum current and the time required to perform this operation Solve - From Table 27.1 on p 761 we find that the maximum current density is A/mm2 The area of the hole is π D π 302 = 4 Area = = 707 mm2 - The current is the product of the current density and the cathode area Thus, 8.707 = 5650 A 36 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH - From Table 27.1, we also find that the maximum material-removal rate is 12 mm/min Since the hole is 200 mm deep, the machining time is 200/12 = 16.7 27.27 Một lỗ 200-mm-sâu 30 mm, đường kính sản xuất điện gia công Một tốc độ sản xuất quan trọng chất lượng bề mặt gia công Ước tính dòng điện tối đa thời gian cần thiết để thực thao tác Trả lời - Từ Bảng 27.1 p 761 thấy mật độ dòng điện tối đa A / mm2 khu vựccủa lỗ π D π 302 = 4 Diện tích = = 707 mm2 - Các dòng kết mật độ khu vực cực âm Do đó, 8,707 = 5650 A - Từ Bảng 27.1, thấy tốc độ vật liệu loại bỏ tối đa 12 mm / phút Khi lỗ sâu 200 mm, thời gian gia công 200/12 = 16,7 phút 27.28 If the operation in Problem 27.27 were performed on an electrical-discharge machine, what would be the estimated machining time? Slove - Refer to the volume and area calculations in Problem 27.27 With electricaldischarge machining, the maximum material-removal rate is typically Since the problem states that high production rate rather than surface quality is important, let’s assume that the material-removal rate is twice this amount, that is, 300 The volume to be removed is: - Therefore, the machining time is 27.28 Nếu hoạt động vấn đề 27.27 thực máy cắt dây, thời gian gia công bao lâu? 37 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH Trả lời - Với thể tích diện tích tính toán vấn đề 27.27 Với máy cắt dây, vật liệu loại bỏ tối đa thường Vấn đề nói tốc độ sản xuất quan trọng chất lượng bề mặt, giả định tỉ lệ phoi lấy hai lần số lượng 300 Khối lượng phải loại bỏ là: - Suy thời gian máy chạy là: 27.29 A cutting-off operation is being performed with a laser beam The workpiece being cut is 12 mm thick and 380 mm long If the kerf is 2.4 mm wide, estimate the time required to perform this operation Slove - From Table 27.1 on p 761, the range of cutting speeds for laser-beam machining is between 0.5 and 7.5 m/min Because the workpiece is rather thick, only large capacity lasers will be suitable for this operation, but we will calculate the range of speeds The time to traverse 0.380 m is between 0.76 (46 s) and 0.051 (3.0 s) 27.29 Cắt đứt thực laser Phôi có bề dày 12mm dài 380mm Nếu đường cắt rộng 2.4mm ước tính thời gian cần thiết để cắt Trả lời - Từ Bảng 27.1 trang 761, phạm vi vận tốc cắt cho gia công tia laser 0,5 7,5 m / phút Bởi phôi dày, laser công suất lớn phù hợp cho hoạt động này, với tính toán nhiều tốc độ Thời gian để qua 380 mm 0,76 (46 s) 0.051 (3,0 s) 27.30 A 20-mm-thick copper plate is being machined by wire EDM The wire moves at a speed of 1.2 m/min and the kerf width is 1.6 mm What is the required power? Note that it takes 1550 J to melt one gram of copper 38 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QUỐC THANH Slove - The metal-removal rate is calculated as MRR=(1/16 in.)(0.8 in.)(48 in./min) = Since the density of copper is 8970 (from Table 3.1 on p 89), the mass removal rate is - Therefore, the power required is: 27.30 Một đồng 20-mm-dày gia công máy cắt dây Việc di chuyển dây với tốc độ 1,2 m / phút chiều rộng rãnh cắt 1,6 mm Cồng suất cần thiết bao nhiêu? Lưu ý cần 1550 J để làm tan chảy gram đồng Trả lời - Kim loại loại bỏ tính sau MRR = (1/16 in.) (0.8 in.) (48 in / Min) = 2,4 Kể từ mật độ đồng 8970 kg / m3 (từ bảng 3.1 trang 89.), Tỷ lệ loại bỏ khối lượng - Công suất: 39 NHÓM 10 [...]... power required is 23 .40 Lấy c c dữ liệu trong bài 23 .39 , tính toán c ng suất yêu c u Bài làm Bài toán này phụ thu c vào c c dữ đư c đưa ra trong bài 23 .39 Bài toán này lấy dữ liệu trong bài 23 .39 , tùy thu c vào số lượng c t giảm thô đư c sử dụng và t c độ c t ,độ sâu c t đã đư c lựa chọn C ng suất sẽ đư c x c định bởi c c công thô đầu tiên c t từ tất c c c vết c t kh c sẽ đòi hỏi ít hơn Tỷ lệ... và cho c c hạt Nơi r * c thể là tích c c ho c tiêu c c, và đư c thể hiện tích c c trong hình Lưu ý rằng r = rw + r *, để chúng ta c thể thay thế phương trình này vào Vy và kết hợp vận t c để c đư c tổng số vận t c như Nếu ωw = -ωt, sau đó Vy, tot = rwωt Từ vị trí c a wafer và vận t c g c của người vận chuyển đư c cố định, nó c nghĩa là c c thành phần y c a vận t c là không đổi trên lát Chương 27 :... hóa h c- cơ khí 35 NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2 GVHD: THẦY TRƯƠNG QU C THANH Bài làm: Hãy tham khảo những con số trên và xem xét c c trường hợp một lát đư c đặt trên tr c x như hình vẽ D c theo tr c này không c t c độ truyền theo tr c x C c thành phần y c a c c vận t c có hai nguồn: tự quay c a bảng và vòng quay c a hãng Xem xét c c phong trào bảng chỉ, chúng tôi c thể thể hiện sự phân bố vận t c như... ph c thảo vài sự kết hợp c a c c thông số này, cho kích thư c, chọn lượng ăn dao và t c độ c t , và x c định tổng thời gian c t Bình luận về c c quan sát c a bạn Trả lời Lưu ý rằng lc c n phải đư c ư c tính cho mỗi trường hợp l c bằng P .24 ,36 cho D>> w Đối với D ~ w, nó là hợp lý để c lc = D / 2 Đối D ... THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QU C THANH BÀI TẬP LỚN MÔN KỸ THUẬT CHẾ TẠO Nhóm 10: Nội dung tập: 1) Phần riêng: Chương 23 _Phần B (Quanlitative Problems) 2) Phần chung: Chương 21 , 22 , 23 , 24 , 25 ,... biệt s c mạnh c ng c vật chất s c mạnh c ng c S c mạnh c ng c vật chất thu c tính vật liệu (xem bảng 22 .1 593 p.); đó, ví dụ c ờng độ nén cacbua cao so với thép t c độ cao C c công c mạnh,... Nói chung, mối liên hệ độ NHÓM 10 BTL KỸ THUẬT CHẾ TẠO GVHD: THẦY TRƯƠNG QU C THANH c ng mô đun đàn hồi, Bảng 22 .1 cung c p thong tin để lựa chọn vật liệu phù hợp cho c ng c c t 22 .37 C c liệu