KỸ THUẬT CHẾ tạo 2 chương 22 phần b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA CƠ KHÍ KỸ THUẬT CHẾ TẠO BÀI TẬP CHƯƠNG 22B GVHD: Thầy TRƯƠNG QUỐC THANH Nhóm Sinh Viên Bài tập nhóm Nhóm CHƯƠNG 22B QUALITATIVE PROBLEMS 22.12 Giải thích có nhiều loại vật liệu cắt khác phát triển nhiểu năm qua? Tại chúng phát triển, cải tiến nữa? - Có nhiều yếu tố góp phần việc làm nên đa dạng vật liệu làm dao, cụ thể: vật liệu phôi cần gia công, yêu cầu loại nguyên công, độ bóng (nhám) bề mặt, độ xác thông số hình học,v v Ví dụ: nguyên công cắt gián đoạn phay ta cần dao có độ dẻo độ bền Đối với trình gia công sinh nhiều nhiệt, cắt tốc độ cao, cần độ bóng bề mặt cao vật liệu làm dao gốm, sứ, kim cương thích hợp,v v - Chúng phát triển sống ngày đại đặt nhu cầu ngày cao mức độ hoàn thiện, tối ưu tính chất vật dụng, đồng thời đặt yêu cầu giảm chi phí để tăng mức độ cạnh tranh.vv.v 22.13 Vật liệu cắt thích hợp với trình cắt không liên tục ? Tại sao? - Trong trình cắt không liên tục, ta mong muốn có dụng cụ cắt với độ bền độ chống chịu va đập cao Từ bảng 22.1 22.2 pp 593-594, vật liệu dụng cụ cắt có độ chống chịu va đập tốt thép gió thấp hợp kim đúc Bài tập nhóm Nhóm cacbua Do đó, người ta thích sử dụng thép gió cacbua trình cắt không liên tục Ngoài ra, trình này, công cụ làm nóng gia nhiệt liên tục Do đó, mong muốn sử dụng vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt thấp độ dẫn nhiệt cao để giảm thiểu ứng suất nhiệt công cụ mà dẫn đến phá hủy dụng cụ cắt 22.14 Trình bày lý lợi ích việc phủ lên dụng cụ cắt nhiều lớp vật liệu khác nhau? - Có nhiều lý để áp dụng nhiều lớp phủ nên dụng cụ cắt, theo mô tả mục 22.5 p 600 Một lý rõ ràng vật liệu phủ không dính trực tiếp vào bề mặt dụng cụ cắt Các lớp liên kết với dụng cụ cắt để gia tăng tuổi thọ công cụ Ngoài ra, người ta kết hợp lợi ích từ vật liệu khác Ví dụ, lớp phủ lớp có độ cứng cao ma sát thấp để giảm thiểu mài mòn Lớp có phủ lớp vật liệu cách nhiệt, lớp thứ ba vật liệu mà có khả tương thích với dụng cụ Sử dụng nhiều lớp vật liệu cho kết cao điểm yếu lớp phủ bù đắp với lớp khác 22.15 Lập danh sách nguyên tố hợp kim sử dụng thép gió Giải thích chức chúng lại có hiệu dụng cụ cắt - Nguyên tố hợp kim điển hình cho thép gió chromium, vanadium, vonfram - coban Các nguyên tố làm tăng độ cứng độ bền nhiệt độ cao VD: Chromium làm tăng độ bền, tăng độ cứng, chống rỉ xét mài mòn chịu - bền nhiệt cao, tăng độ sâu cứng từ trình nhiệt luyện Vanadium tăng độ cứng, độ bền, chống mài mòn nhiệt độ cao, ngăn phát triển kích thước tinh thể trình nhiệt luyện Bài tập nhóm - Nhóm Vonfram, coban: tăng độ cứng, độ bền nhiệt độ cao 22.16 Vật liệu dụng cụ cắt có mâu thuẫn thuộc tính hoạt động gia công Trình bày suy nghĩ bạn vấn đề - Một ví dụ mâu thuẫn đặc tính đối lập độ cứng độ dẻo Độ cứng mong muốn chống mài mòn tốt (xem Phần 33.5 p 961), lý khuyến khích để thực trình làm cứng với nhiệt độ thích hợp để tạo thép gió Một hậu việc làm cứng độ dẻo vật liệu dụng cụ bị tổn hại Như muốn tăng độ cứng độ dẻo giảm yếu tố xảy mâu thuẫn 22.17 Giải thích tác động kinh tế đến xu hướng sử dụng vật liệu dụng cụ cắt Hình 22.6 - Tác động kinh tế rõ ràng ảnh hưởng tới xu hướng sử dụng vật liệu cắt Khi thời gian cắt giảm, chi phí sản xuất giảm yêu cầu dụng cụ cắt phải có tính thích hợp để chịu va đập mạnh, độ dẻo dai, độ cứng để đạt suất cao 22.18 Tại nhiệt độ lại có ảnh hưởng quan trọng đến tuổi thọ dụng cụ cắt? - Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến dụng cụ cắt nhiều lý Đầu tiên, tất vật liệu trở nên dễ gãy giảm độ cứng nóng lên; Do đó, nhiệt độ cao làm suy yếu làm mềm vật liệu Thứ hai, phản ứng hóa học thường gia tăng nhiệt độ tăng, khuếch tán phôi dụng cụ cắt Thứ ba, hiệu dung dịch cắt bị tổn hại nhiệt độ cao, có nghĩa có ma sát cao Bài tập nhóm Nhóm hơn, vật liệu bị mài mòn nhanh Cuối cùng, cắt không liên tục, vật - liệu cắt có sốc nhiệt mức nhiệt độ cao 22.19 Dụng cụ cắt gốm sứ gốm kim loại có lợi định so với công cụ hợp kim Vì không thay hoàn toàn công cụ hợp kim? - Gốm sứ ưa chuộng hợp kim chúng có xu hướng bám dính vào vật liệu phôi, có khả chống mài mòn cao độ cứng nóng cao nhiên công cụ gốm nhạy cảm với khuyết tật thường giòn Trong hợp kim lại cứng rắn so với gốm, có nhiều khả dùng điều kiện có rung động Ngoài gốm sứ có giới hạn hình học nó, mũi nhọn có khả bị nứt mẻ, góc trước cao ảnh hưởng đến độ bền công cụ gốm sứ Khi công cụ hợp kim dùng để thay - 22.20 Dung dịch cắt có bất lợi trình gia công? Nếu có gì? -Dung dịch cắt có tác dụng phụ lên bề mặt vừa gia công, khác thành phần máy công cụ chất bôi trơn làm thay đổi độ nhớt khả bôi trơn Nếu dung dịch trơn nguội có hiệu làm mát tốt dẫn đến sốc nhiệt hoạt động cắt gián đoạn Dung dịch cắt phải thay định kì chúng thường biến chất ảnh hưởng đến khả làm việc cắt cường độ cao, bị ô nhiễm vật liệu khác vi khuẩn công Khi dung dịch cắt không hiệu làm chất lượng chi tiết bị giảm 22.21 Mô tả xu hướng mà bạn quan sát bảng 22.2 - Bảng 22.2 liệt kê vật liệu dụng cụ cắt theo thứ tự phát triển chúng cách tương đối Xét tính chất học vật liệu công cụ, xu hướng hướng tới phát triển làm vật liệu cứng hơn, cải thiện độ chống mài mòn, đổi lại độ bền, chống nứt mẻ giảm Những lợi ích xu hướng tác động trình cắt Bài tập nhóm Nhóm diễn nhanh hơn, độ sâu cắt lớn với bề mặt tốt Những hạn chế khác khả - chống sốc nhiệt làm tăng chi phí vật liệu công cụ phía phải bảng 22.22 Vì tính bền hóa học tính trơ quan trọng công cụ cắt? - Ổn định hóa học tính trơ quan trọng cho cụ cắt gọt để trì độ ma sát mài mòn thấp Nguyên nhân ma sát ứng suất cắt cần thiết để phá vỡ nhấp nhô nhỏ vùng tiếp xúc hai nguyên vật liệu Nếu vật liệu dụng cụ trơ, nhấp nhô có khả xảy làm giảm ma sát mài mòn Điều quan trọng phôi dụng cụ cắt không dính vào ảnh hưởng hóa học, điều gây mòn khuếch tán mòn dính 22.23 Lớp phủ Titanium-nitride công cụ cắt làm giảm hệ số ma sát dụng cụ cắt phôi Ý nghĩa tính chất này? - Ma sát dao phôi nguyên nhân gây mác lượng, giảm ma sát tăng góc cắt tạo phoi mỏng đòi hỏi it lượng Sự giảm thiểu làm giảm lực cần thiết cắt giảm lượng cần thiết cho trình gia công, đồng thời giảm ma sát làm giảm lượng nhiệt sinh - ra, làm phôi nóng, kéo dài tuổi thọ công cụ trì độ xác 22.24 Nêu điều kiện cần thiết để sử dụng tối ưu tính công cụ cắt kim cương cubic-boron-nitride? - Bởi kim cương cNB giòn nên ảnh hưởng yếu tố lực cắt thay đổi chất lượng công cụ gia công phải giảm thiểu VÌ nên tránh trình cắt gián đoạn phay bo góc Công cụ gia công phải có độ cứng vững tốt để tránh va đập rung động Hình dạng cách lắp đặt công cụ Bài tập nhóm Nhóm ảnh hưởng quan trọng để giảm thiểu nguy nứt mẻ ứng suất sinh Các - nguyên liệu phôi phải phù hợp với công cụ cắt kim cương 22.25 Góc nghiêng âm ưu tiên cho công cụ gốm sứ, kim cương cubic-boron-nitride Vì sao? - Mặc dù cứng mạnh trình nén vật liệu giòn tương đối yếu trinh kéo Do đó, góc nghiên âm sử dụng xu hướng chủ yếu làm giảm ứng suất kéo sứt mẻ công cụ 22.26 Bạn có nghĩ có mối quan hệ chi phí công cụ cắt độ bền nóng nó? Giải thích? - Nói chung độ bền nóng tăng, chi phí vật liệu công cụ tăng ví dụ gốm sứ có độ bền nóng cao nhìn chung tạo nguyên liệu thô rẻ tiền.Tuy nhiên hiệu tin cậy sản phẩm có giá thành cao Tương tự cacbua tận dụng nguồn nguyên liệu thô đắt tiền số công đoạn chế - tạo Kim cương cacbon nitrude đắt 22.27 Dựa vào tài liệu kĩ thuật, đưa số đắc trưng tốc độ cắt công cụ cắt thép gió với vật liệu làm phôi khác Vật liệu Hợp kim nhôm Gang xám Hợp kim đồng Hợp kim vonfram Composite Tốc độ cắt (m/phút) 490 90 260 85 500 Độ sâu cắt (mm) 1.5 – 1.25 - 6.3 1.5 – 1.2 1.9 Độ ăn dao (mm/vòng) 0.45 0.32 0.25 0.12 0.2 Bài tập nhóm Nhóm 22.28 Theo bảng 22.1, hai thông số cuối có ảnh hưởng quan trọng đến tuổi thọ dụng cụ không? Vì sao? - Hai thông số cuối bảng 22.1 độ dẫn nhiệt hệ số giản nở nhiệt Các tính chất quan trọng nứt mẻ nhiệt sốc nhiệt vật liệu công cụ ứng suất nhiệt nội tăng chịu chu kì nhiệt lâu, trình cắt gián - đoạn 22.29 Biết lớp phủ titanium-nitride cho phép đạt tốc độ cắt độ ăn dao cao công cụ lớp phủ Khảo sát chuẩn bị bảng trình bày gia tăng tỉ lệ tốc độ cắt độ ăn dao công cụ phủ Vật liệu phôi Hợp kim nhôm Gang xám Hợp kim đồng Hợp kim vonfram Niken Vật liệu dao - Tốc độ cắt chưa phủ (m/phút) Cacbua – 490 Cacbua – 90 Cacbua – 240 Cacbua – 75 Cacbua – 35 Vật liệu dao - Tốc độ cắt sau phủ (m/phút) Cacbua phủ TiN - 550 Cacbua phủ gốm – 200 Cacbua phủ gốm – 365 Cacbua phủ TiN – 85 Cacbua phủ gốm – 45 Độ gia tăng (%) 12.25 122 52 13.3 28.6 Câu 22.30 Trong hình 22.1 – Tất vật liệu công cụ cắt đặc biệt carbide có phạm vi độ cứng rộng cho nhiệt độ cụ thể mô tả yếu tố ảnh hưởng tới phạm vi Có nhiều lý cho phạm vi độ cứng bao gồm: Bài tập nhóm Nhóm - Tất vật liệu có biến đổi vi cấu trúc chúng, điều - ảnh hưởng đáng kể đến độ cứng Có thể có phạm vi rộng nồng độ carbide so với chất kết dính - cobalt công cụ carbide Đối với vật liệu thép carbon công cụ, thành phần carbon khác nhau, - mức độ cứng rắn công cụ Thép gió gốm sứ thuật ngữ chung chung với phạm vi rộng lớn - chất hóa học Vật liệu công cụ cắt có sẵn loạt kích cỡ hình học, độ cứng thay đổi cho phù hợp Câu 22.31 Tham khảo bảng 22.1 nêu loại vật liệu công cụ cắt thích hợp gia công gián đoạn Giải thích - Hoạt động cắt gián đoạn yêu cầu vật liệu công cụ cắt có độ cứng cao khả chống sốc nhiệt Lưu ý Bảng 22.1 p 593 thép gió cứng Tuy nhiên, khả chống lại nhiệt độ cao thấp có tuổi thọ dụng cụ giới hạn Do đó, cứng nhất, carbide, gốm kim loại, đa tinh thể khối boron nitride kim cương sử dụng rộng rãi cắt gián đoạn vật liệu phôi khác nhau, thể Bảng 24.2 p 670 Những vật liệu công cụ tiếp tục phát triển để tăng độ dẻo dai khả - chống lại sứt mẻ Câu 22.32 Theo bạn thuộc tính liệt kê bảng 22.1 quan nhất? Giải thích - Chúng ta xem mô đun đàn hồi mật độ đặc biệt quan trọng cắt gọt Mặc dù tác động thấp nhiên mô đun đàn hồi có số ảnh hưởng hoạt động gia công xác cao đường cong liên quan Đối với mật độ, công cụ cắt có khối lượng nhỏ so với Bài tập nhóm Nhóm thành phần khác hoạt động tốc độ cao nhiên việc thay đổi công cụ có liên - quan, hiệu ứng quán tính quan trọng Câu 22.33 Nếu mũi khoan định dung cho gia công gỗ làm vật liệu gì? Giải thích - Bởi cân nhắc vấn đề kinh tế, công cụ gia công gỗ thường làm thép carbon, mức độ cứng tương đối cách xử lý nhiệt Lưu ý từ hình 22.1 p 592 mà thép carbon trì độ cứng tương đối cao nhiệt độ thấp 400 ◦F khoan kim loại, nhiên, nhiệt độ đủ cao làm mềm thép cacbon, cần thực khoan nhanh Câu 22.34 Kết lớp phủ công cụ có hệ số nở nhiệt lớn so với vật liệu chất gì? - Chúng ta xem xét trường hợp công cụ cắt lớp phủ ứng suất nhiệt độ phòng công cụ đưa vào Sau xem xét tình hình công cụ sử dụng cắt nhiệt độ cao Nếu không phù hợp hệ số giãn nở nhiệt gây biến dạng nhiệ thời gian gia công Điều dẫn đến - tách lớp lớp phủ từ chất Câu 22.35 Nêu ưu điểm nhược điểm việc gia công khô Xem xét khía cạnh kỹ thuật kinh tế lien quan - Tham khảo mục 22.12.1 trang 611.Ưu điểm chất lỏng mà không tốt cho môi trường vấn đề thêm vào chi phí sản xuất xử lý trước thải Tuy nhiên phôi lại không làm sạch, cần có chất làm bổ sung, chẳng hạn dung môi, phải sử dụng Ngoài ra, chất bôi trơn tốn 10 Bài tập nhóm Nhóm khó kiểm soát Tuy nhiên, dư lượng chất lỏng tạo màng dầu bảo vệ phần gia công từ môi trường, đặc biệt với kim loại gia công bắt đầu bị ôxy hóa nhanh 11 [...].. .B i tập nhóm Nhóm 9 khó kiểm soát Tuy nhiên, dư lượng chất lỏng tạo < /b> một màng dầu b o vệ trên một phần < /b> gia công từ môi trường, đặc biệt là với các kim loại mới được gia công b t đầu b ôxy hóa nhanh 11 ... Tốc độ cắt (m/phút) 490 90 26 0 85 500 Độ sâu cắt (mm) 1.5 – 1 .25 - 6.3 1.5 – 1 .2 1.9 Độ ăn dao (mm/vòng) 0.45 0. 32 0 .25 0. 12 0 .2 B i tập nhóm Nhóm 22 .28 Theo b ng 22 .1, hai thông số cuối có ảnh... Cacbua phủ TiN – 85 Cacbua phủ gốm – 45 Độ gia tăng (%) 12. 25 122 52 13.3 28 .6 Câu 22 .30 Trong hình 22 .1 – Tất vật liệu công cụ cắt đặc biệt carbide có phạm vi độ cứng rộng cho nhiệt độ cụ thể mô.. .B i tập nhóm Nhóm CHƯƠNG 22 B QUALITATIVE PROBLEMS 22 . 12 Giải thích có nhiều loại vật liệu cắt khác phát triển nhiểu năm qua? Tại chúng phát triển, cải tiến nữa? - Có nhiều yếu tố góp phần