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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------KHOA CƠ KHÍ

BÀI TẬP
NHÓM
KỸ THUẬT CHẾ TẠO 2
GVHD

: Trương Quốc Thanh

Nhóm Thực Hiên: 15
Sinh Viên :

Năm học: 2015-2016

Phần I: 21A
21.1 Giải thích vì sao phôi liên tục là một đặc tính không cần thiết .


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Mặc dù phoi liên tục có thể tạo ra bề mặt đẹp, nhưng mà nó không thật sự cần
thiết, đặc biệt là với máy CNC, chúng gây ra sự xáo trộn xung quanh chỗ gá nhau, má
kẹp, phôi, cũng như xung quanh các hệ thống loại bỏ phoi. Quá trình sản xuất phải
dừng lại để dọn sạch phoi, quá trình náy có thể được thay thế ở dụng cụ bẻ phoi, hoặc
thay thế một số thông số khác như là tốc độ cắt, độ sâu cắt.
21.2 Những yếu tố góp phần vào sự hình thành của phoi không liên tục.
 Vật liệu phoi giòn.

 Vật liệu phoi có chứa chất, hoặc có cấu trúc cứng chẳng hạn như các lớp graphite






trong gang xám.
Tốc độ cắt rất thấp hoặc rất cao.
Độ sâu lớp cắt.
Góc cắt thấp.
Thiếu một chất lỏng cắt hiệu quả.
Độ cứng thấp của dụng cụ gá kẹp hay máy công cụ, do đó cho phép rung động và va
đập xảy ra.
21.3 Giải thích sự khác biệt giữa góc nghiêng dao dương và góc nghiêng dao âm
quan trọng như thế nào?
Góc nghiêng dương:
+Làm cho công cụ sắc nét hơn và nhọn, điều này làm giảm sức mạnh của công cụ.
+Giảm lực cắt và công suất cần thiết.
+Giúp trong việc hình thành các phoi liên tục trong các vật liệu dễ uốn.
+Có thể giúp tránh lẹo dao.
Góc nghiêng âm
+Làm cho công cụ dễ bị cùn, tăng sức mạnh của các cạnh cắt.
+Tăng lực cắt.
+Có thể làm tăng ma sát, dẫn đến nhiệt độ cao hơn.
+Có thể cải thiện bề mặt.
21.4 Nêu vai trò và tầm quan trọng của góc thoát của phôi.
Giá trị của góc thoát ảnh hưởng đến việc cắt vật liệu của dao và kích thướt của phoi
sinh ra. Xác định độ sâu (lượng ăn dao) của quá trình cắt vật liệu.
21.5 Giải thích sự khác nhau giữa việc cắt phoi không liên tục và việc cắt có phoi

răng cưa.

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 2


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Phoi không liên tục thu được khi gia công vật liệu giòn (đồng thau ,gang ...) các phần
tử của phoi rời nhau, nếu gia công thép với lượng chạy dao lớn và tốc độ cắt nhỏ ta
cũng thu được phoi vụn.
Phoi răng cưa được khi gia công thép với tốc độ cắt trung bình. Mặt phoi tiếp xúc với
mặt trước của dao nên rất bóng ...còn mặt kia có nhiều gợn nẻ, nhìn chung phoi có
dạng nhiều nếp xếp lại với nhau .
21.6 Tại sao chúng ta nên quan tâm đến độ lớn của lực đẩy trong việc cắt.
+Nếu lực đẩy là quá cao hoặc nếu các công cụ của máy là không đủ cứng, công cụ sẽ
bị đẩy ra khỏi bề mặt được gia công.
+ tố này sẽ lần lượt làm giảm độ sâu của vết cắt, dẫn đến thiếu chính xác trong phần
gia công.
+Ngoài ra, chúng ta có thể thấy tác động của góc thoát và góc trước vào lực đẩy.
21.7 Điềm khác biệt giữa việc khi cắt thẳng góc và khi cắt xiên
 Cắt thẳng góc: Khi điều kiện cắt dự kiến phoi cắt sẽ chạy dọc theo mặt phẳng vuông

góc với bề mặt cắt. Trên nguyên tắc góc tạo giữa phoi và mặt phẳng cắt là góc 90 độ.

 Cắt xiên: Trong điều kiện cắt mà phoi tạo ra lệch khỏi mặt phẳng trực giao( mặt

phẳng vuông

Nhóm Thực Hiện: 15

góc với bề mặt cắt) được gọi là cắt xiên .

Trang 3


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Điểm khác biệt cơ bản: là cùng một góc nghiêng của dao cắt tạo ra phoi có hướng di
chuyển khác nhau.
Nguyên nhân cơ bản gây ra chủ yếu là do hình dạng và chức năng của mũi dao .
21.8 Việc tạo lẹo dao trên công cụ có lợi hay không? Giải thích?
- Giảm mài mòn.
- Thay đổi hình học và góc cắt
- Giảm vùng tiếp xúc giữa phoi và các công cụ cắt
-Lẹo dao là yếu tố chính ảnh hưởng xấu đến bề phôi. Tuy nhiên, một lớp lẹo dao nhất
định là cần thiết vì nó làm giảm mài mòn của dao cắt, giảm tiêu thụ năng lượng của
hoạt động cắt, tăng tuổi thọ công cụ.
=> Tùy theo từng trường hợp thì lẹo dao có lợi hoặc không.
21.9 Chức năng của bộ phận bẻ phoi là gì? Chúng hoạt động như thế nào?
Máy bẻ phoi theo truyền thống miếng kim loại kẹp để nghiêng một góc so với
công cụ nó uốn cong và phá vỡ các phoi. Tuy nhiên, hầu hết các công cụ cắt và thiết bị
hiện đại hiện nay đã tích hợp tính năng bẻ ngay trên máy. Kinh nghiệm cho thấy rằng
kích thước phoi lý tưởng để ngắt là có hình dạng của một trong hai chữ C hoặc số 9 và
tương ứng đoạn dài 25mm.

21.10 Xác định các lực tham gia vào quá trình cắt? Những lực nào góp phần tạo
nên công suất yêu cầu của thiết bị?
Những lực tham gia quá trình cắt là:
- Lực cắt Fc
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 4


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

- Lực ma sát Fms
- Phản lực N
- Lực trượt Fs
- Phản lực Fn
- Lực đẩy Ft
- Hợp lực R
Những lực góp phần xác định công suất cần cung cấp là: lực cắt Fc, lực trượt Fs, lực
ma sát Fms.
21.11 Đặc điểm khác nhau của các dạng mài mòn dụng cụ cắt?
Mòn là một quá trình dần dần, giống như mòn của các đỉnh của một cây bút chì
thông thường.Tỷ lệ mòn của công cụ phụ thuộc vào công cụ và vật liệu phôi, đặc điểm
hình học của công cụ, thông số quy trình, chất lỏng cắt, và các đặc tính của máy công cụ.
Mòn dụng cụ cắt và những thay đổi hình học của dụng cụ trong quá trình cắt theo nhiều
cách khác nhau, thường được phân loại như mòn cạnh, mòn vị trí lõm dao, mòn mũi dao,
khia hình chữ V, biến dạng dẻo của các phoi công cụ, sứt mẻ, gãy thô.
21.12 Liệt kê những yếu tố góp phần ảnh hưởng xấu đến bề mặt gia công sau khi
cắt

 Góc lẹo dao
 Dao bị cùn
 Bán kính R của phoi mà công cụ cắt tạo ra.

21.13 Giải thích ý nghĩa giới hạn cắt và những gì liên quan? Vì sao Titan làm
giảm giới hạn cắt?
Khả năng cắt của một loại vật liệu thường được xác định theo bốn yếu tố:
o
o
o
o

Bề mặt kết thúc và toàn bề mặt của phần gia công.
Tuổi thọ.
Lực và công suất cần thiết.
Mức độ khó khăn trong việc kiểm soát phoi.

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 5


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Như vậy, khả năng cắt tốt thể hiện trên bề mặt kết thúc và toàn thể bề mặt của phần gia
công tốt, tuổi thọ dài, và có lực cắt và yêu cầu công suất thấp. Do tính chất phức tạp của
hoạt động cắt, thật là khó khăn để thiết lập mối quan hệ định lượng để xác định khả năng
cắt của một loại vật liệu.Trong thực tế tuổi thọ công cụ,độ thô bề mặt thường được coi là

những yếu tố quan trọng nhất trong năng cắt. Mặc dù không được sử dụng nhiều nữa do
tính chất định tính và gây hiểu lầm của chúng, nhưng nhiều năm nay người ta đã sắp xếp
chỉ số khả năng cắt riêng cho từng loại vật liệu.
-Titan và các hợp kim của nó có độ dẫn nhiệt rất kém (thấp nhất trong tất cả các kim
loại), gây ra một sự gia tăng nhiệt độ đáng kể và được tạo lên lẹo dao. Họ titan có độ
cứng cao và khó khăn để làm dụng cụ.

Phần II: Phần C
Phần 21C:
Bài 21.40
Cho n=0.5 và C=90 trong công thức Taylor. Tuổi bền của dao sẽ tăng bao nhiêu khi giảm
vận tốc cắt xuống 50% và 75%.
Ta có công thức Taylor:
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 6


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh
V .T n = C

Trong đó C là hằng số
Khi V giảm 50% ta có

V .T10.5 = 0.5V .T20.5
→ T2 = 4T1
→

T2 − T1 3T1
=
=3
T1
T1

Do đó tuổi bền của dao tăng 300%
Khi V giảm 75% ta có :
V .T10.5 = 0.75V .T20.5
16
T1
9
T − T 7T 7
→ 2 1= 1=
T1
9T1 9
→ T2 =

Do đó tuổi bền của dao tăng 77.78%
Bài 21.41
Rank angle :

α = 250

µ = 0, 2

β = arctan 0, 2 = 11,310
α β
250 11,310
0

φ = 45 + − = 45 +
−
= 53, 730
2 2
2
2
0

Từ công thức 21.3 :

Khi ma sát tăng 2 lần :
⇒ φ ' = 450 +

µ ' = 2 µ = 0, 4

250 arctan 0, 4
−
= 46,5990
2
2

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 7


Bài Tập Nhóm KTCT2
r=

Cutting ratio :

r' =

GVHD: Trương Quốc Thanh

t0
sin φ
sin(53, 730 )
=
=
= 0,9194
tc cos(φ − α ) cos(53, 730 − 250 )

sin(46,5990 )
= 0, 7814
cos(46,5990 − 250 )

Chiều dày phoi tăng thêm:

t0
t
t ' 0,9194
r
= c = c =
= 1,1766
r ' t0
tc 0, 7814
tc '

Bài 21.42

Mà ta có

Nên

Biểu thức trên là đúng

Bài 21.43
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 8

lần


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Dùng vật liệu cacbua như ví dụ và công thức 29.12b . Tính bước tiến
dao là bao nhiêu để giữ nhiệt độ trung bình là hằng số khi vận tốc cắt lên gấp đôi
Ta có :

Tmean = V a f b
Trong đó a=0.5 và b=0.375

V 0.5 f10.375 = (0.5V )0.5 . f 20.375
→ f 2 = 2.5 f1
Do đó ta phải tăng bước tiến dao lên 2.5 lần để nhiệt độ trong quá trình cắt là hằng số
Bài 21.44
F .V

shear − energy
= s s
frictional − energy F .Vc

Từ công thức 21.6a:
⇒

Fs .Vs Fs × cos α
=
F .Vc
F × sin φ

Từ công thức 21.9 và hình 21.11
⇒

Fs × cos α R × cos( β − α + φ ) × cos α cos( β − α + φ ) × cos α
=
=
F × sin φ
R × cos(900 − β ) × sin φ
cos(900 − β ) × sin φ

Bài 21.45

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 9


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Bài 21.46
Giải thích cách tìm hệ số C và n cho 4 vật liệu làm dao trong đồ thị 21.17
C là vận tốc cắt khi T=1 phút
n là hệ số mũ được tính bằng công thức

n = 1/ tan(α t )

Trong đó

αt

là độ dốc của đồ thị

Bài 21.47
Chứng minh công thức 21.1b
Từ hình 21.4 ta có độ dài đoạn gạch đứt:
⇒ Vc =

r=

Mà

x = V sin φ

x
V sin φ
=

cos(φ − α ) cos(φ − α )

t0 Vc
=
tc V

r=

nên suy ra

t0 Vc
sin φ
=
=
tc V cos(φ − α )

Chứng minh công thức 21.1a
sin φ
× cos α
r.cos α
sin φ .cos α
cos(φ − α )
=
=
sin φ
1 − r.sin α
cos(φ − α ) − sin φ .sin α
1−
× sin α
cos(φ − α )

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 10


Bài Tập Nhóm KTCT2
=

=

GVHD: Trương Quốc Thanh
sin φ .cos α

cos(φ − α ) +

1
[ cos(φ + α ) − cos(φ − α ) ]
2

=

sin φ.cos α
1
1
cos(φ − α ) + cos(φ + α )
2
2

sin φ .cos α

= tan φ
cos φ .cos α

Bài 21.48

Bài 21.49
Chứng minh rằng, ứng với mỗi góc

φ

thì có 2 góc ∝ mà hệ số cắt là như nhau :

Ta có công thức :

r=

Mà góc

φ

không đổi và :

Nhóm Thực Hiện: 15

t0
sin φ
=
tc cos(φ − α )

cos(φ − α ) = cos(−(φ − α ))

Trang 11


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh
α

Do đó ta sẽ có 2 giá trị của góc
Bài 21.50
Từ công thức 21.11

Ta thấy rằng khi giảm hệ số thì lực sẽ giảm
Bài 21.51

Bài 21.52
Trong ví dụ 21.3 nếu tang vận tốc cắt V lên gấp đôi thì kết quả sẽ khác. Giải thích
Khi V=60 m/phút thì tuổi thọ dao là 40 phút và chiều dài hành trình là 60 x 40=2400m
Nhưng khi tăng lên V=120 m/phút thì tuổi dao chỉ còn là 5 phút do công thức

V .T n = C
Trong đó n và C là hằng số nên khi tăng V thì T sẽ giảm
Do đó chiều dài hành trình khi khi V=120 m/phút là 120 x 5= 600m

Bài 21.53
f2
f2
5
−6

Ra =
⇒ 1 × 10 =
⇒ f =
−3
8R
25
8 × 1 × 10

Bài 21.54

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 12


Bài Tập Nhóm KTCT2

Với T=650K ;

GVHD: Trương Quốc Thanh

V=90m/min

Với V=180m/min

Với T=480K

Bài 21.55 Giả sử bạn là người hướng dẫn chương này, hãy đặt ra câu hỏi để kiểm tra độ
thông hiểu của học sinh . Chuẩn bị 2 câu hỏi và cung cấp đáp án
Câu 1: Để nâng cao tuổi thọ dao chúng ta cần làm gì?

Trả lời: Để tăng tuổi thọ chúng ta cần giảm vận tốc cắt
Câu 2: Giảm vận tốc cắt nhiều có tốt hay không?
Trả lời: Việc giảm vận tốc cắt tuy có làm tăng tuổi thọ dao nhưng nếu giảm quá nhiều sẽ
làm ảnh hưởng đến năng suất cũng như chất lượng sản phẩm, do đó chúng ta cần điều
chỉnh tốc độ cắt hợp lí để vừa đảm bảo năng suất vừa đảm bảo tuổi thọ của dao

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 13


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Phần 22C:
Bài 22.36

Hardness chart (HRA)
Có rất nhiều yếu tố có thể được lựa chọn để nghiên cứu, một số sẽ không cho biết mối
quan hệ rõ ràng nhưng cùng với các yếu tố khác sẽ cho ta biết một số tương quan. Ví dụ,
dưới đây là một bảng thể hiện mối quan hệ của độ cứng so với cường độ chịu nén và mô
đun đàn hồi. Lưu ý rằng độ cứng của khối boron nitride và kim cương đã được ngoại suy
từ hình. 2.15 trên p. 73 và chỉ là ước tính cho mục đích minh họa. Cần lưu ý rằng biểu đồ
được 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 thông tin để lựa chọn vật liệu
phù hợp cho các công cụ cắt.
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 14

Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Transverse rupture strength chart (Mpa)

Impact Strength chart (J)

Bài 22.37
Hầu hết chất lỏng cắt là nhũ tương (chất lỏng dựa trên nước), họ có thể được cung cấp
dầu 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. Các
đặc tính như độ dẫn nhiệt và nhiệt dung riêng có thể được nội suy tuyến tính từ nồng độ
nước theo quy định của hỗn hợp. Đây là một vấn đề khó khăn do tính chất nhiệt thường
không 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 sử
dụng chất lỏng nổi đặc trưng là vô cùng khó khăn.

Coolant
Water
Emulsion

Lubricant
Oil
Semisynthetics
Synthetics

Bài 22.38

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 điều
kiện làm việc, cũng như chất lượng của bề mặt mong muốn. Tuy nhiên, các ví dụ về các
câu trả lời có thể chấp nhận được

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 15


Bài Tập Nhóm KTCT2
Property

Hot hardness
Impact Streng J
Cutting speed
m/min
Thermal
Conductivity
W/m-K

GVHD: Trương Quốc Thanh

High
speed
steel
60 HRA
4
90

Material
Cast
Cubic boron Diamond
-Coltban
nitride
Alloy
75HRA
4000 HK
7000HK
1
<0.5
<0.2
300
400
760

40

-

13

500

Phần 23C:
23.24: Tính toán như ví dụ 23.1 cho thép hợp kim titan cường độ cao và ở N = 700 v/ph .
Bài làm:
+ Vận tốc cắt tiếp tuyến với bề mặt phôi, vận tốc cắt lớn nhất tại bề mặt phôi có đường
kính ban đầu, D0:

V0 = πD0N = π.12,5.700/1000 = 27,49 m/ph.
+ Vận tốc cắt ở bán kính cần chế tạo: V = π.Df.N = π.12.700/1000 = 26,39 m/ph.
+ Chiều sâu cắt: d = (D0 – Df)/2 = (12,5 – 12)/2 = 0,25 mm.
+ Vận tốc ăn dao: f = 200/700 = 0,3 mm/v.
+ Thể tích vật liệu trung bình bị cắt bỏ (MRR) tính theo 2 công thức:
-

-

Theo công thức 23.1a: MRR = π.D0.d.f.N = π.12,5.0,25.0,3.700
= 1963,5 mm 3/ph
= 1,9635.10 -6 m3/ph.
Theo công thức 23.1b: MRR = d.f.V0.1000 = 0,25.0,3.27,49.1000
= 1963,6 mm 3/ph.
= 1,9636.10 -6 m3/ph.

+ Thời gian cắt: t = l/(fN) = 150/(2/7).700 = 0,75 phút = 45 giây.

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 16


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

+ Năng lượng tính toán được cho theo bảng 21.2 và lấy giá trị cho hợp kim titan là 3
Ws/mm3. Ta có : P = 3.1963,6/60 = 98,18 W.
+ Moment xoắn T = công suất cắt/vận tốc góc = P/(2πN) = 98,18.60/(2π.700)

= 1,34 N.m
+ Lực cắt Fc = 2T/Davg = 2.1,34.1000/12,25 = 218 N.
Nhận xét: Khi tốc độ cắt tăng và vật liệu làm dao tốt thì công suất hao phí do cắt vật liệu,
lực cắt và moment xoắn trên phôi cũng giảm.

23.35 Ước tính thời gian cắt cho thanh dài 0,5m là hợp kim đồng từ đường kính 60mm
xuống còn 58mm sử dụng thép gió (xem bảng 23.4). Ước lượng thời gian cắt cho dụng cụ
không tráng cacbit.
Bài làm:
Vật liệu dụng cụ là thép gió:
+ Vận tốc cắt:V = 260 m/ph suy ra N = V/(π.Davg) = 260.1000/(π.59) = 1402,7 v/ph
+ Chiều sâu cắt: d = (D0 – Df)/2 = (60 – 58)/2 = 1 mm.
+ Vận tốc ăn dao: f = 0,25/2 = 0,125 mm/v.
+ Thời gian cắt: t = l/(fN) = 500/(0,125.1402,7) = 2,85 phút = 171 giây.
Với vật liệu dao cắt là thép không tráng cacbit:
+ Vận tốc ăn dao: f = 0,25 mm/v
+ Thời gian cắt: t = l/(fN) = 500/(0,25.1402,7) = 1,43 phút = 86 giây

23.36 Một thanh sắt đúc áp lực cao có đường kính 200 mm được tiện trên máy với chiều
sâu cắt d = 1,25 mm. Công suất máy tiện là 12 kW với hiệu suất là 80 %. Vận tốc trục
quay là 500 v/ph. Tính vận tốc ăn dao lớn nhất có thể dùng trước khi máy tiện dừng.
Bài làm:
+ Công suất cắt: P = 12.0,8 = 9,6 kW
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 17


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

+ Lượng vật liệu loại bỏ lớn nhất: MRRmax = P/Pc = 9,6.1000/1,1 = 8727,27 mm3
Trong đó: Pc là công suất cắt nhỏ nhất tra trong bảng 21.2 cho vật liệu sắt đúc
+ Ta có: MRR = πDdfN suy ra f = MRR/(πDdN) = 8727,27/(π.200.1,25.500)
= 0,022 mm/ph

23.37 Một mũi khoan đường kính 7,5 mm sử dụng để khoan lỗ với tốc độ là N = 300
v/ph. Nếu tốc độ đi là 0,125 mm/v tính MRR. Nếu đường kính mũi khoan tăng gấp đôi,
tính MRR.
Bài làm:
Theo công thức 23.3 ta có MRR = fN = 0,125.300 = 1656,7 mm3/ph
= 27,61 mm 3/giây.
Nếu đường kính tăng gấp đôi MRR tăng gấp 4, khi đó MRR = 110,44 mm3/s

23.38 Ở ví dụ 23.4 giả thiết vật liệu phôi là hợp kim nhôm cường độ cao, tốc độ quay là
N = 500 v/ph. Tính moment cần thiết.
Bài làm:
+ Lượng vật liệu được bóc ra: MRR = .2.500 = 7854 mm3/ph = 131 mm3/s
+ Theo bảng 21.2 chọn công suất cắt cho vật liệu hợp kim nhôm là 0,7 Ws/mm 3
Công suất cắt là: P = 131.0,7 = 91,7 W.
+ Vận tốc quay ω = N.2π/60 = 500.2π/60 = 52,36 rad/s
+ Moment là: T = P/ ω = 91,7/52,36 = 1,75 Nm
23.39 Một xylanh bằng nhôm có đường kính 150 mm, chiều dài 250 mm, được cắt giảm
đường kính xuống còn 115 mm. Sử dụng loại máy theo điều kiện ở bảng 23.4, tính thời
gian gia công nếu dụng cụ là TiN tráng cacbit.
Bài làm:

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 18


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Theo bảng 23.4 với hợp kim nhôm và dụng cụ cắt làm bằng TiN tráng cacbit ta chọn các
thông số sau: f = 0,15 mm/v, vận tốc cắt N = 45 v/ph.
+ Chiều sâu cắt: d = (D0 – Df)/2 = (150 – 115)/2 = 17,5 mm.
+ Lượng vật liệu bóc: MRR = πDdNf = π.132,5.17,5.45.0,15 = 49059,5 mm3/ph
= 817 mm 3/s
+ Thời gian cắt: t = l/(fN) = 250/(0,15.45) = 37 phút

23.40 Tính năng lượng cắt cho bài 23.39
Bài làm: Năng lượng cắt P = 0,8.49059,5/60 = 654,13 W. Trong đó tra bảng 21.2 cho vật
liệu gia công là nhôm có hao phí 0,8 W.s/mm3

23.41 Giả sử bạn là một giảng viên đang giảng về các vấn đề trong chương này và bạn
đang đưa ra một bài kiểm tra sự hiểu bài của sinh viên về các khía cạnh của bài. Hãy đưa
ra 2 bài định lượng và cho biết đáp án.
1. So sánh thời gian cắt, năng lượng cắt và lực cắt khi cắt vật liệu có các thông số cắt của
2 phương án cắt sau:
Phương án 1: Vật liệu cắt là hợp kim đồng, chiều sâu cắt d1, chiều dài cắt l1, đường kính
ban đầu d01, vận tốc quay N1, tốc độ cho ăn f1.
Phương án 2: Vật liệu cắt là hợp kim nhôm, chiều sâu cắt d2 = 2d1, chiều dài cắt l2 = l1,
đường kính ban đầu d02 = d01, vận tốc quay N2 = N1, tốc độ cho ăn f2 = 2f1.
Đáp án: t 2 = ?t1
2. Tính đường kính ban đầu của phôi hợp kim niken, biết MRR = 1,78.103 mm3/ph, thời
gian cắt t = 1 phút, tốc độ quay của phôi N = 500 vg/ph, chiều dài cắt l = 150 mm, đường

kính cuối 10 mm.
Đáp án: D 0 = ?

Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 19


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Phần 24C:
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 in
Prob.24.36 for D >> w. For D ∼ w, it is reasonable to take l c = D/2. For w >>D, it is
reasonable to take lc = 0.
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 20


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

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 cho
D>> w. Đối với D ~ w, nó là hợp lý để có lc = D / 2. Đối D<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.)
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 21

Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh
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,

24.30 Cho thấy khoảng cách trong tấm phay là xấp xỉ bằng cho các tình huống
trong đó D>>d. (Xem hình 24.3c..)
Trả lời
Đề cập đến các hình bên dưới, cạnh huyền của tam giác vuông trên hình bên phải
được gán giá trị của x, và xấp xỉ bằng Dθ. Ngoài ra, từ tam giác vuông, θ = d / x. Thay
thế cho θ, chúng tôi nhận được x 2 = Dd. Từ định lý Pythagore
Vì d được giả định là lệnh đầu tiên nhỏ, hạn bình có thể được giả định là không đáng kể.
Do đó,

24.31 In Example 24.1, which of the quantities will be affected when the feed is
increased to f = 0.5 mm/tooth?
Solve
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 22

Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

If the feed is doubled to 0.5 mm/tooth, the workpiece speed will double to 1000
mm/min. The metal removal rate will become 313 cm3/min, the power will double to
15.64 kW, and the cutting time will be halved to 19 s.
24.31 Trong ví dụ 24.1, trong đó các đại lượng sẽ bị ảnh hưởng khi lượng ăn dao
được tăng lên đến f = 0,5 mm / răng?
Trả lời
Nếu lượng ăn dao được tăng gấp đôi lên tới 0,5 mm / răng, tốc độ phôi sẽ tăng gấp đôi
đến 1000 mm / phút. Tỷ lệ cắt bỏ kim loại sẽ trở thành 313 cm 3 / phút, sức mạnh sẽ tăng
gấp đôi lên 15,64 kW, và thời gian cắt sẽ được giảm một nửa đến 19 s.
24.32 Calculate the chip depth of cut, tc, and the torque in Example 24.1.
Solve
The chip depth of cut is given by Eq. (24.2) on p. 663:
Since power is the product of torque and rotational speed, we find the torque to be

24.32 Tính chiều sâu cắt phôi tc, và mô-men xoắn trong Ví dụ 24.1.
Trả lời
Chiều sâu cắt được cho xác định bởi phương trình. (24.2) trang 663:

Momen xoắn:

24.33 Estimate the time required to face mill a 250-mm- long, 25-mm-wide brass
block with a 150-mm-diameter cutter with 10 high-speed steel inserts.
Solve
From Table 24.2 on p. 670, let’s take a cutting speed for copper alloys (noting that

brass has good machinability; see top of p. 586) of 230 m/min. From the same table, let’s
take a feed per tooth of 0.2 mm. The rotational speed of the cutter is then calculated from
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 23


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

V = πDN
Hence,

The
The

workpiece speed can be obtained from Eq.
cutting
time
is
given
by
Eq.
(24.4)

(24.3) on p. 727:
on
p.
663

as

24.33 Ước tính thời gian cần thiết để phay khối đồng dài 250 mm và rộng 25 mm với
một dao cắt có đường kính 150 mm là thép gió.
Trả lời
Từ Bảng 24.2 trên p. 670, chúng ta hãy một tốc độ cắt cho hợp kim đồng (đồng thau chú
ý rằng có năng biến đổi tốt, xem đầu trang 586) là 230 m / phút. Từ cùng một bảng,
chúng xác định lượng ăn dao là 0,2 mm. Tốc độ quay của máy cắt được tính toán từ:
V = πDN
Do đó,

Tốc độ phôi có thể thu được từ biểu thức. (24.3) trang 727:

Thời gian cắt được cho xác định bởi phương trình (24.4) trang 663 như sau

24.34. A 300-mm-long, 25-mm-thick plate is being cut on a band saw at 45 m/min.
The saw has 480 teeth per m. If the feed per tooth is 0.075 mm, how long will it take
to saw the plate along its length?
Solve:
The workpiece speed, v, is the product of the number of teeth (480 per m), the feed per
tooth (0.075 mm), and band saw linear speed (45 m/min). Thus the work piece speed is
v = (480)(0.075)(45) = 1620 mm/min = 27 mm/s
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 24


Bài Tập Nhóm KTCT2

GVHD: Trương Quốc Thanh

Hence, for a 300-mm long plate, the cutting time is 300/27 = 11.1 s.
24.34. Chiều dài 300 mm, tấm dày 25mm bị cắt trên một máy cưa đai ở 45 m/phút.
Cưa có 480 răng/m. Nếu lượng ăn dao trên răng là 0.075 mm, mất bao lâu để cưa
tấm dọc theo chiều dài của nó?
Trả lời:
Tốc độ phôi, v, là kết quả của số răng 480 mỗi m, lượng ăn dao trên răng 0.075 mm, và
máy cưa đai có tốc độ tuyến tính 45 m/phút. Như vậy tốc độ phôi là
v = 480.0,075.45 = 1.620 mm/phút = 27 mm/s
Do đó, đối với một tấm dài 300mm, thời gian cắt là 300/27 = 11,1 s.
24.35. A single-thread hob is used to cut 40 teeth on a spur gear. The cutting
speed is 35 m/min and the hob is 75 mm in diameter. Calculate the
rotational speed of the spur gear.
Solve:
If a single-thread hob is used to cut 40 teeth, the hob and the blank must be geared
so that the hob makes 40 revolutions while the blank makes one. The surface cutting
speed of the hob is
V = πDN
Hence
N=
Since the cutting speed is 35 m/min, or 35,000 mm/min, we have
N = = 148,5 rpm
Therefore, the rotational speed of the spur gear is 148.5/40 = 3.71 rpm.
24.35. Một dao phay ren được sứ dụng để cắt 40 răng bánh răng thẳng. Tốc độ cắt
là 35m/ph và đường kính dao phay là 75mm. Tính tốc độ quay của bánh răng
thắng ?
Bài làm
Nếu dao phay ren được sử dụng để cắt 40 răng, dao phay và phôi phải được định
hướng để dao phay quay được 40 vòng trong khi phôi làm ra.Tốc độ cắt bề mặt của dao
phay là :

V = πDN
Suy ra:
N=
Khi tốc độ cắt là 35m/ph, hoặc 35000 mm/ph, ta có
N = = 148,5 rpm
Vì thé, tốc độ quay của bánh răng thẳng là 148.5/40 = 3.71 rpm
24.36 Assume that in the face-milling operation shown in Fig. 24.4 the
workpiece dimensions are 100 mm by 250 mm. The cutter is 150 mm in
diameter, has eight teeth, and rotates at 300 rpm. The depth of cut is 3 mm and
the feed is 0.125 mm/tooth. Assume that the specific energy requirement for
Nhóm Thực Hiện: 15

Trang 25