BÀI tập kĩ THUẬT CHẾ tạo 2 đại học bách khoa hồ chí minh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ
------

BÀI TẬP KĨ THUẬT CHẾ TẠO 2
GVHD : Trương Quốc Thanh
NHÓM : 11
STT Họ và tên
1
2
3
4

Tp.HCM 12/2015

MSSV


CHƯƠNG 24 B
24.10/ xem Bạn có xét các q trình gia công được mô tả trong chương này là xử lý gần
như cuối cùng hoặc hình dạng cuối cùng khơng? Giải thích với các ví dụ thích hợp.
Trả lời
Đây là một câu hỏi tốt để thảo luận sâu trong lớp học và có giá trị để làm rõ ý nghĩa
của các khái niệm về xử lý hình dạng cuối cùng. Một thời gian ngắn , các q trình được
mơ tả trong chương này có thể được phân loại là hình dạng cuối cùng hoặc hình dạng gần
như cuối cùng. Hạn chế câu trả lời cho các bề mặt gia công , các phơi có thể đạt được hình
dạng cuối cùng sau khi xay xát . Tuy nhiên , nếu các dung sai chiều hoặc bề mặt từ xay xát
là không chấp nhận được, phơi có thể phải chịu các cơng đoạn hoàn thiện như là nghiền .
các vấn đề trước là một ví dụ mà các q trình trong chương này là hoạt động về hình dạng
sau cùng; sau này là một ví dụ về xử lý gần như hình dạng sau cùng.
24.11/ Tại sao kết thúc một quá trình phay đa năng quan trọng như vậy? Giải thích với các

ví dụ .
Trả lời
Lưu ý khả năng của các tỷ lệ tương đối cao dài đến đường kính cuối máy phay có
khả năng loại bỏ các vật liệu từ hốc nhỏ và sâu trong phôi (xem bảng 21.1d trên p . 557 và
24.2 trên p . 661 ) . Để biết chi tiết , xem phần 24.2.3 trên p . 667 .
24.12 / Danh sách và giải thích các yếu tố góp phần tạo nên bề mặt kém trong quá trình
được mơ tả trong chương này .
Trả lời
Lưu ý , ví dụ ,( 21.24 ) trên p . 582, trong đó tạo ra các mặt gồ ghề trong một q
trình như vận chuyển và xay xát , rõ ràng cho thấy rằng khi vật liệu trên số lượng răng tăng
hoặc như bán kính cơng cụ giảm, độ nhám tăng. Các yếu tố khác góp phần tạo nên bề mặt
thơ là độ kém sắc bén của cạnh dao, công cụ sứt mẻ hoặc vết nứt , và tiếng của máy bị rơ.
Mỗi nhân tố có thể ảnh hưởng bất lợi đến bất kỳ q trình được mơ tả trong chương này. (
Xem thêm Vấn đề 24.19 . )


24.13 Hãy giải thích tại sao gia cơng trục khuỷa bằng phương pháp chuốt lại hiệu quả so
với một số phương pháp gia công khác.
Trả lời.
Chuốt (Mục 24.4 trên p. 675) có lợi thế nhất định
như khả năng loại bỏ môt lượng lớn vật liệu trong một
bước với bề mặt sản phẩm tốt. Chuốt gia công được
nhiều bề mặt giống nhau cùng lúc cho hiệu suất cao. Ví
dụ, các bức ảnh dưới đây là hình. 23.25 của các ấn bản
thứ 4 của văn bản này, và cho thấy một số dao chuốt
đồng thời trên các bề mặt chịu lực của một trục khuỷu
ơ tơ.
24.14 Một vài hướng dẫn được trình bày trong chương
này cho các hoạt động cắt khác nhau.Thảo luận về lý
do đằng sau những hướng dẫn này.

Trả lời.
Hướng dẫn thiết kế điển hình đã được thảo luận trong chương này cho một số máy
móc. Ví dụ, nó được cho rằng dao phay tiêu chuẩn được sử dụng và tốn kém đặc biệt tránh
cắt; này là hợp lý vì nhiều máy phay CNC có tự động đổi cơng cụ (xem chương 25) và có
thể nhanh chóng đổi dao. Những nguyên tắc chung phôi được cứng nhắc để chống lệch từ
lực kẹp và lực cắt được định để tối đa hóa tính chính xác của các hoạt động cắt. Đối bào,
nên hoạt động được thiết kế sao cho tất cả các bên của phơi có thể được gia cơng mà khơng
cần phải vị trí kẹp phơi. Điều này là quan trọng để giảm thiểu thời gian chết trong khi các
bộ phận đang được thay đổi vị trí.
24.15 Nêu những ưu điểm của dao phay răng xoắn so với dao phay răng thẳng?


Ưu điểm của dao phay răng xoắn là luôn luôn có nhiều răng tiếp xúc, và sự chuyển
tiếp liên tục từ răng này sang răng khác một cách trơn tru. Điều này có tác dụng làm giảm
tải trọng tác động và chu kỳ lực (những rung động liên quan) từ hoạt động cắt.
24.16 Giải thích tại sao lưỡi cưa cầm tay không sản xuất như lưỡi cưa máy.
Trả lời.
Cắt máy và cắt tay đều có răng như nhau để cắt phôi, tuy nhiên cắt tay chỉ cắt trong
khoảng thời gian đầu khi lui về khơng cắt phơi, cịn cắt máy lưỡi cắt chuyển động tới liên
tục nên cắt phôi liên tục.
24.17 Sự giống và khác nhau trong quá trình tạo rãnh của máy phay và máy cưa?
Trả lời
Máy phay sử dung dao quay với nhiều răng để thực hiện quá trình tạo rãnh, việc cắt
vật liệu với chiều rộng nhỏ. Vì dao cắt cứng và quá trình được điều khiển tốt, độ chính xác
theo các chiều tốt. Dao cắt trong máy cưa thì mỏng hơn, nên có thể cắt các rãnh hẹp. Tuy
nhiên dao cắt mêm hơn (vì vừa mỏng vừa dài) và việc kiểm sốt kích thước có thể gây khó
khăn. Nên chú ý có nhiều loại cưa và cưa trịn đã được cải tiến để tăng độ chính xác và điều
khiển độ dày( xem trang 680).
24.18 Tại sao việc gia công bánh răng phải được thực hiện cuối cùng ? Q trình kêt thúc
nào khơng phù hợp để tăng độ cứng răng của bánh răng ? Tại sao?

Trả lời
Việc gia cơng bánh răng có thể được thực hiện cuối cùng vì một số lý do ( xem mục
24.7.4 trang 685). Vì bánh răng được dự kiến để làm việc lâu dài, và làm việc với chu kỳ
mỏi cao, bề mặt là rất quan trọng. Lớp vỏ bề mặt tốt hơn có thể thu được nhờ nhiều q
trình hồn thiện khác nhau, bao gồm cả bề mặt chịu ứng suất dư để tăng tuổi thọ. Ngoài ra
các lỗi ở dạng bánh răng cũng được sửa, do đó bề mặt nhỏ hơn và độ khớp bánh răng tốt
hơn, và vì thế ít rung động và tiếng ồn ở bánh răng.
24.19 Việc giảm độ nhám bề mặt được thực hiên như thế nào được trình bày ở hình 24.6 ?
Giải thích.


Trả lời
Theo sinh viên, ta có thể dễ dàng thấy trên hình 24.6 trang 665 rằng độ nhám bề mặt
có thể cải thiên bằng nhiều cách như (a) giảm lượng ăn dao, (b) tăng góc cạnh vào, và (c)
định vị chính xác vị trí lưỡi gạt phoi.
24.20 Tại sao nhưng loại máy được trình bày ở hình 24.17 lại có ích ?
Trả lời
Chúng có ích nhờ sự linh hoạt, chúng có thể thực hiện nhiều q tình mà trong cần
phải kẹp hoặc đinh vị lại phôi ( rất quan trọng liên quan đến việc cải thiện sản xuất) . Bệ
đỡ trục có thể nghiêng trên hầu hết các mẫu. Những máy này cũng có các chương trình
tương tự nhau và thơng tin chương trình cho từng phần nhất định có thể lưu ở băng từ hoặc
đĩa và sử dụng khi nào cần. Bản thân máy có thể giảm số lượng các cơng cụ cần để thực
hiện các q trình nhờ việc xử lý máy tình thành chương trình đường đi cơng cụ. (Có thể
xem them phần 38.3 và 38.4)
24.21 Nhận xét của bạn về sự quan sát đến việc thiết kế minh họa trong hình 24.20b và về
tính hữu ích của các hoạt động chuốt.
Trả lời
Sự hữu ích của chuốt không chỉ nằm ở sự phức tạp của các bộ phận, đó có thể được
sản xuất kinh tế, mà cịn ở chất lượng bề mặt cao. Các bộ phận này sẽ là tương đối khó khăn
để sản xuất và kinh tế ở mức cao bởi các q trình gia cơng khác.

24.22 Giải thích cách cắt đồng mức có thể được bắt đầu trong máy cưa đai, như thể hiện
trong hình 24.25d.
Trả lời
Cắt đường viền, như thể hiện trong hình. 24.25d vào p. 679, tốt nhất sẽ được bắt đầu
bằng cách khoan một lỗ trong phơi và sau đó chèn lưỡi dao vào lỗ. Lưu ý các vòng tròn
trong một phần, chỉ ra vị trí của lỗ khoan. (Một tình huống tương tự tồn tại trong máy cắt
dây EDM, mô tả tại mục 27.5.1 trên p. 772.) Tùy thuộc vào các phần, nó cũng có thể chỉ
đơn giản là bắt đầu cắt tại một trong các cạnh của dao.


24.23 Trong hình. 24.27a, lưới cắt bằng thép gió được hàn vào một thân thép. Tại sao
khơng làm tồn bộ dao cắt bằng thép gió?
Trả lời
Thép gió là vật liệu cứng, chống mài mịn để cắt góc, thân dao để dẫn phần lớn
nhiệt cho phần lưỡi dao. Đây là một phương pháp kinh tế của sản xuất dao, và để làm cho
tồn bộ lưỡi từ HSS sẽ là khơng cần thiết và tốn kém.
24.24 Mô tả các bộ phận và các điều kiện theo đó chuốt sẽ được chọn là phương pháp gia
cơng ưa thích?
Trả lời
Chuốt rất hấp dẫn đối với sản xuất khác nhau bên ngoài và bên trong hình học nó là
một q trình sản xuất tốc độ cao và có thể được tự động hóa cao. Mặc dù chiều rộng chỏm
nhọn thường được giới hạn (xem hình. 24,22 trên p. 676), điển hình là một số lượng phoi
được thực hiện để loại bỏ khỏi vật liệu, chẳng hạn như trên mặt trên của khối động cơ. Bậc
sản xuất, khe, hoặc rãnh chữ V là ứng dụng phổ biến của chuốt.
24.25. Với các bản vẽ phù hợp.hãy chỉ ra sự giống nhau và khác nhau giữa các máy
bào,chuốt và máy chuốt xoay.
Trả lời
Qua nguyên cứu.Các loại máy tương đồng nhau ở cơ chế cắt,phoi có kích thước hữu
hạn và vng góc với dao.Sự khác biệt bao gồm cụ thể của thiết kế dụng cụ, máy móc sử
dụng, và hình dạng phơi.

24.26.Giải thích lí do khó dùng máy cưa kiểu ma sát cho kim loại màu.
Trả lời
Máy cưa kiểu ma sát chỉ thích hợp cho kim loại cứng,nhựa gia cố nhưng khơng sử
dụng cho kim loại màu vì kim loại màu có xu hướng dính vào lưỡi cưa.


24.27.Có nên chuốt rãnh chữ V trên phơi bánh rang trước khi chế tạo bánh răng không?
Tại sao ?
Trả lời
Các rãnh then nên được gia công trước khi gia công bánh răng vì trong q trình gia
cơng bào hình và các q trình liên quan.Các phơi bánh răng được cố định.Các rãnh then
sẽ giúp phôi bánh răng cố định trên hướng đã định sẵn.


BÀI TẬP PHẦN C
CHƯƠNG 21
Question 21.40: Let n = 0.5 and C = 90 in the Taylor equation for tool wear.
What is the percent increase in tool life if the cutting speed is reduced by (a) 50% and (b)
75%?
Answer: Công thức Taylor áp dụng tính tuổi thọ của dao là: C=VTn (*)
Với C= 90, n= 0,5, ta có: 90= V√𝑇
(a)

Xác định phần trăm tăng tuổi thọ của dao nếu tốc độ cắt giảm xuống 50%,
với V2= 0,5V1. Chúng ta có thể viết lại:
0,5V1 T2  V1 T 1

Thay vào công thức (*) ta có: T2/T1= 4, nên tuổi thọ dao tăng lên 300%.
(b)

Nếu tốc độ cắt giảm xuống 75% thì ta có V2= 0,25V1, nên:
0, 25V1 T 2  V1 T1

Thay vào cơng thức thì: T2/T1= 16, do đó tuổi thọ dao tăng lên 1500%.
Question 21.41: Giả sử rằng, cắt trực giao, góc trước là 25◦ và hệ số ma sát là 0,2. Sử
dụng phương trình. (21.3), xác định tỷ lệ tăng độ dày phoi khi ma sát được tăng gấp đơi?
Answer:
Với phương trình. (21.1b) trên trang. 560 trong đó cho thấy mối quan hệ giữa độ
dày phoi và biến cắt. Giả sử rằng độ sâu cắt (tc) và góc trước (α) là khơng đổi, chúng ta có
thể so sánh hai trường hợp bằng cách viết lại phương trình này là :

sử dụng phương. (21.3) trên trang. 561 chúng ta có thể xác định hai góc cắt. Đối với
trường hợp 1, ta có từ biểu thức. (21.4) μ mà = 0,2 = tanβ, hoặc β = 11.3◦

và cho trường hợp 2, nơi μ = 0.4, chúng ta có β = tan-1 0.4 = 21.8◦ và do đó φ2 = 46.6◦.
Thay thế các giá trị trong phương trình trên cho tỷ lệ độ dày phoi, chúng ta có được

Do đó, độ dày phoi đã tăng lên 13%.


Question 21.42: Derive Eq. (21.11).
- Rút ra công thức (21.11)
Answer:
Từ sơ đồ lực thể hiện trong hình 21.11trang 569, Ta có các điều sau:
F = (Ft + Fc tan α) cos α and
N = (Fc – Ft tan α) cos α
Vì vậy, theo định nghĩa µ =

Question 21.43: . Xác định có bao nhiêu lượng ăn dao nên giảm để giữ khơng đổi khi
nhiệt độ trung bìnhtốc độ cắt được tăng gấp đơi

Answer:
Chúng tơi bắt đầu với phương trình. (21.19b) trên trang 572 đó, 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 cơng 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

Vì vậy, nên giảm lượng ăn dao (1-0,33) = 0,67, hoặc 67%.
Question 21.44: Sử dụng mối quan hệ lượng giác, hãy trình bày cơng thức xác định tỉ lệ
năng lượng ứng suất cắt với năng lượng ma sát qua các đại lượng α, β, và φ.


Answer:
Chúng ta bắt đầu với Eqs. (21.13) and (21.17) on p. 570:

Do đó tỉ lệ này là:

F = R sin β
Và từ Fig. 21.11 on p. 569
Fs = Rcos(φ + β − α)
Tuy nhiên, do độ lớn α và φ gần bằng nhau nên ta có thể lấy giá tri gần đúng của chúng
bằng công thức
Fs = R cos β

Từ trên ta rút ra công thức:

Question 21.45: Gia công cắt trực giao được thực hiện theo các điều kiện dưới đây: : t0 =
0.1 mm, tc = 0.2 mm, bề rộng cắt = 5 mm, V = 2 m/s, góc trước = 100, Fc = 500 N, và Ft =
200 N. Tính phần trăm năng lượng bị mất trong mặt phẳng cắt.

Answer:
Phần trăm năng lượng bị thất thoát:


Ta có
Suy ra
Phần trăm =

0.286

28.6 %

Question 21.4621.46. Giải thích cách bạn ước tính giá trị C và n cho bốn loại vật liệu
làm dao cắt ở hình 21.17
Answer:
Từ cơng thức 21.20a trang 575 ta chú ý rằng giá trị C ứng với tốc độ cắt khi tuổi thọ dao
là 1 phút. Từ hình 21.16 trang 576 và bằng phép ngoại suy đường cong tuổi thọ dao tới
một phút, chúng ta tính được các giá trị C gần đúng ( từ ceramic tới HSS) tương ứng
11000, 3000, 400 và 200. Tương tự, các giá trị n được nghịch đảo từ các đường và có kết
quả tương ứng 0.73(360), 0.47(250), 0.14(80), và 0.11(60). Chú ý các giá trị n phải so sánh
với các giá trị cho ở bảng 21.3 trang 575.
Question 21.47: Derive Eqs. (21.1).
Rút ra công thức 21.1
Answer:
Xem chiều dài mặt phẳng ứng suất cắt là l,ta có:
= l sin φ Độ
dày phoi: = l cos(φ − α) Từ đây ta có tỉ số cắt:

Question 21.48: Giả sử rằng, trong cắt trực giao, góc trước là 200 và góc ma sát là 350 tại
mặt phân cách dao và phoi. Xác định phần trăm thay đổi độ dày phoi khi góc ma sát là

500.


Answer:
Ta sẽ dùng giá trị thí nghiệm để giải vấn đề về mặt phẳng cắt.

Từ biểu đồ, ta có thể ước tính được

= 350,

xấp xỉ 250, và

= 500,

=

150. Chúng ta sử dụng công thức 21.1b và giả sử độ sâu cắt và góc trước khơng đổi. Ta có
thể viết lại công thức như sau

Vậy độ dày phôi tăng lên 63%
Question 21.49: Chứng minh rằng, với các góc giống nhau thì có 2 góc có cùng tỉ lệ
cắt.
Answer:
Xét phương trình 21.1b trang 560, ta có thể thấy rằng mẫu số ln đưa ra 1 giá trị
giống nhau cho dù góc (φ - α) có thể âm hoặc dương.
Question 21.50: Với sơ đồ thích hợp, hãy cho thấy cách sử dụng chất lỏng ảnh hưởng tới
độ lớn lực cắt như thế nào trong hình 21.11.
Answer:

Lưu ý trong hình 21.11 trang 569, việc sử dụng 1 chất lỏng cắt sẽ làm giảm lực ma
sát cắt, F, tại vị trí tiếp xúc giữa dao với phoi. Điều này lần lượt ảnh hưởng tới sự thay đổi
biểu đồ lực, do đó cũng ảnh hưởng tới độ lớn của lực đẩy, Ft.
Xét các ký hiệu bên dưới. Hình bên trái, cho ta thấy qua trình cắt mà khơng sử
dụng dung dịch cắt nên lực ma sát F lớn hơn so với lực N. Hình bên phải, tác dụng của
lực ma sát nhỏ hơn một phần so với lực N vì có dung dịch cắt. Như có thể thấy, lực cắt sẽ
giảm khi có dung dịch cắt. ảnh hưởng lớn nhất đó chính là tác đọng lên lực đẩy. Nhưng
một phần cũng ảnh hưởng đáng kể đến lực cắt. Tác động này sẽ lớn hơn khi tăng mặt
trước.
Question 21.51: ( Khi sử dụng dao bằng phi kim để tiện, nếu tốc độ cắt tăng thêm
50% , vậy lượng tiến dao sẽ thay đổi ra sao?)
Answer:
Trong phương trình tính tuổi thọ của dao cắt. Ta có C là hằng số, nên ta có cơng thức
C1/ nV11/ n d1 x / n f1 y / n  C1/ nV21/ n d2 x / n f 2 y / n

Lưu ý rằng độ sâu cắt cũng là hằng số, từ đó d1 = d2, theo đề bài ta có V2= 1.5V1
Vì vậy ta suy ra

Vậy nên:


f2
 (1.52 ) 1/1.2  0.508  50.8%
f1

Question 21.52: (Trong ví dụ 21.3, nếu tốc độ cắt V tăng gấp đơi, thì kết quả sẽ khác?
Hãy giải thích)
Trong ví dụ 21.3 trang 578. Giá trị của n=0.5 và C=120 được duy trì, sau đó thay đổi V2=
2V1. Phương trình tuổi thọ Taylor sẽ cịn lại
Đơn giản biểu

V ậy tuổi thọ đã

2V1 T2  V1 T1 thức ta được:

T2
V
T
1
 1   2  0.25
T1 2V2 2
T1

Đơn giản biểu


Question 21.53: Sử dụng bài 21.24, chọn bước tiến dao thích hợp với R=1 và độ nhám
là 1 µm. Điều chỉnh bước tiến dao như thế nào để cho phép mũi dao mịn trong q trình
cắt ? Giải thích lý do.
Answer:
Nếu Ra = 1 µm, và R = 1 mm, thỡ f2 = (1 àm)(8)(1 mm) = 8ì109
m2 f = 0.089 mm/rev
Nếu q trình mịn mũi dao, thì bán kính sẽ tăng. Tương tự bước tiến dao phải tăng.
Question 21.54Với công cụ hợp kim cacbon, nhiệt độ trong quá trình cắt là 6500C với
vận tốc là 90m/min và tốc tốc độ chạy dao là 0,05mm/rev. Chọn nhiệt độ thích hợp nếu
tốc độ tăng gấp đội ? Tốc độ yêu cầu cho phép tốc độ cắt tối đa ở nhiệt độ 4800C?
Answer:
Phương trình 21.19 a trang 572 là cần để giải quyết bài này, được viết như sau:

Chú ý rằng dịng chữ lưu ý cần thiết được sử dụng. Nó hợp lý trong trường hợp sử dụng

◦F thay thế ◦R, bởi vì, rõ rành, tốc độ cắt gần về 0 khơng dẫn đến nhiệt độ dưới nhiệt độ
trong phịng. Vì vậy, sử dụng Tmean = 650◦C and V = 90 m/min

Vấn đề đầu tiên, ta l y V = 180 m/min

Hoặc Tmean = 819◦C. Nếu nhiệt độ tối đa dưới 4800C, ta có

Giải ra được V = 36 m/min.


CHƯƠNG 22
Question 22.37 (Có được dữ liệu trên các tính chất nhiệt của chất lỏng cắt thường được
sử dụng khác nhau. Xác định những đâu là chất làm mát cơ bản (như chất lỏng là nước)
và đâu là chất bôi trơn cơ bản hiệu quả (như dầu).
Trả lời
Tùy thuộc vào hoạt động của từng loại máy mà việc dùng dung dịch cắt để làm
mát, bôi trơn, hoặc cả hai.
Hiệu quả của dung dịch cắt phụ thuộc vào một số yếu tố, chẳng hạn như việc hoạt động
gia công, công cụ và phôi, tốc độ cắt, các phương pháp ứng dụng. Nước là một chất làm
mát tuyệt vời và hiệu quả, có thể làm giảm nhiệt độ cao phát triển trong vùng cắt. Tuy
nhiên, nước không phải là một chất bôi trơn hiệu quả; do đó, nó khơng làm giảm ma sát.
Hơn nữa, nó có thể gây ra q trình oxy hóa ( gỉ ) của phơi và các thành phần máy cơng
cụ.
Tác dùng bơi trơn của dung dịch cắt:
•

Ma sát giữa mặt tiếp xúc của phơi và dao sẽ tăng.

•

Góc cắt sẽ giảm theo.

•

Các biến dạng trượt sẽ tăng.

•

Phơi này sẽ trở nên dày hơn.

•

Lưỡi dao định hình tốt.

•
Question 22.38 Cột đầu tiên trong Bảng 22.2 cho thấy mười đặc tính quan trọng đối với
các cơng cụ cắt Đối với mỗi vật liệu công cụ được liệt kê trong bảng, thêm dữ liệu số
cho từng thuộc tính. Mơ tả các quan sát của bạn, bao gồm mọi dữ liệu trùng nhau
Trả lời:
Có rất nhiều câu trả lời chấp nhận được vì tất cả các ngun vật liệu cơng cụ trong
bảng có một loạt các giá trị. Ngồi ra, một số các biện pháp này là chất lượng, chẳng hạn
như sứt mẻ và kháng nhiệt chống sốc. Tốc độ cắt phụ thuộc vào ngun liệu phơi và điều
kiện của mình, cũng như chất lượng của bề mặt mong muốn Tuy nhiên, các ví dụ về các
câu trả lời có thể chấp nhận được:



CHƯƠNG 23
Question 23.34. (tính tốn giống như ví dụ 23.1 cho hợp kim titanium có độ bền cao và
tốc độ quay của phơi là 700 vịng/ phút)

Answer:
Solution The cutting speed is the tangential speed of the workpiece. The maximum
cutting speed is at the outer diameter; D O, and is obtained from the equation
Thus,
V

 x12.5 x700
1000

 27.49(m / min)

The cutting speed at the machined
diameter is

V

 x12.0 x700
1000

 26.39(m / min)

From the information given, note that the depth of cut is d 

And the feed is f 

12.5  12
 0.25(mm)
2

200

 0.286(mm / rev)
700

According to Eq. (23.1a), the material-removal rate is then
MRR   x12, 25x0, 25x0, 286 x700  1924(mm3 / min)  2 x106 (m3 / min)

Equation (23.1b) also can be used, in which case we find that
MRR  0, 25x0, 286 x26,39 x1000  2 x106 (m3 / min)

The actual time to cut, according to Eq. (23.2), is
t

150
 0.75(min)
0.286 x700

The power required can be calculated by referring to Table 21.2 and taking an average
value for stainless steel as 4 W.s/mm3. Therefore, the power dissipated is
Power 

4 x1924
 128( W)
60


Since W = 60 Nm/min, the power dissipated is 7680 Nm/min
The cutting force, Fc is the tangential force exerted by the tool. Power is the product of
torque, T and rotational speed in radians per unit time, hence
T

7680
 1.7( N .m)
2 x700

Since T = FcDavg/2
Fc =

= 277(N)

Question 23.35. (Ước lượng thời gian cần thiết để gia công lần lượt thô một thanh hợp
kim đồng tròn dài 0.50 ủ từ một đường kính 60 mm cịn lại 58 mm, sử dụng một lưỡi dao
thép gó. (Xem Bảng 23.4). Ước tính thời gian cần thiết cho một lưỡi dao hợp kim không
tráng)
Trả lời:
Chọn tốc độ cắt là N = 365 (m/phút) Vận tốc dài f =
0,25 (mm/vịng)
t=

= 5 ,5(min )

Nếu khơng phủ phi kim thì N = 260 (m/phút)
t

500
 7.7(min)
0.25 x 260

Question 23.36
Một thanh gang độ bền cao đường kính 200 mm đang được bật trên máy tiện có độ sâu
cắt d = 1.25 mm. Máy tiện được trang bị một động cơ điện 12 kW và có hiệu suất làm

việc 80%. Tốc độ trục chính là 500 rpm. Tính ăn dao tối đa có thể sử dụng trước khi máy
tiện bắt đầu ngưng.
Chú ý rằng Dave = 198.75 mm. Trong khi máy tiện có động cơ 12 kW và hiệu suất làm
việc 80%, ta có (12)(0.8) = 9.6 kW có thể sử dụng trong q trình cắt. Đối với gang cơng
suất u cầu được lấy từ bảng 21.2 trang 571 giữa 1.1 và 5.4 Ws/mm3. Ta có thể sử dụng
giá trị trung bình để có được con số đặc trưng cho cơng suất điện là 3.3 Ws/mm3. Vì vậy,
tốc độ căt bỏ kim loại tối đa là
MRR =

= 2909 mm3/s


Tốc độ cắt bỏ kim loại cũng được cho bởi phương trình (23.1) trang 620 MRR = πDavedfN
Vì vậy, lượng ăn dao tối đa, f, là
f=

= 0.45 mm/rev

Question 23.37Một mũi khoan có đường kính 7.5 mm được sử dụng trên một máy ép
khoan hoạt động 300rpm. Nếu lượng ăn dao là 0.125 mm/rev, MRR là bao nhiêu ? MRR
sẽ như thế nào nếu đường kính mũi khoan tăng gấp đơi ?
Answer :
MRR =

(0.125)(300) = 1657 mm3/min

Nếu đường kính mũi khoan tăng gấp đôi, tốc độ cắt kim loại sẽ tăng gấp 4 lần bởi vì
MRR bằng bình phương đường kính. MRR sẽ bằng (1657)(4)=6628 mm3/min.

CHƯƠNG 24
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 thơng 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 √𝐷𝑤 P.24,36
cho D>> w. Đối với D ~ w, nó là hợp lý để có lc = D / 2. Đối D<0.
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:
𝑓𝑉𝑛
𝑣=
𝑝𝐷
Kể từ khi tất cả số lượng được biết đến, chúng ta có thể tính tốn tốc độ đi dao.
24.30 Cho thấy khoảng cách trong tấm phay là xấp xỉ bằng √𝐷𝑤 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 vng 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 khơng đáng kể.

Do đó,

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 cm3 / 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 Tính chiều sâu cắt phơi tc, và mơ-men xoắn trong Ví dụ 24.1.
Trả lời
Chiều sâu cắt được cho xác định bởi phương trình. (24.2) trang 663:
𝑡𝑐 = 2𝑓√

𝑑
3.13
= 2(0.25)√
= 0.125 𝑚𝑚
𝐷
50

Momen xoắn:
𝑀=

(7820)(60 𝑁𝑚/ min)
= 747 𝑁𝑚
(2𝜋)(100𝑟𝑝𝑚)

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 tốn từ:
V = πDN
Do đó,


𝑁 =

𝑉
230
=
= 488 𝑣ị𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡
𝜋𝐷 𝜋0.15

Tốc độ phơi có thể thu được từ biểu thức. (24.3) trang 727:
𝑣 = 𝑓𝑁𝑛 = (0.2 𝑚𝑚/ 𝑣ò𝑛𝑔)(488 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡)(10) = 976 𝑚𝑚/𝑝ℎú𝑡
Thời gian cắt được cho xác định bởi phương trình (24.4) trang 663 như sau
𝑡=

𝑙 + 𝑙𝑐 250 + 75
=
= 0.333 𝑝ℎú𝑡 = 20 𝑔𝑖â𝑦
𝑣
976

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 phơi, 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. 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
𝑉
Suy ra:
N=
𝜋𝐷
Khi tốc độ cắt là 35m/ph, hoặc 35000 mm/ph, ta có
35,700
N=
= 148,5 rpm
𝜋.75
Vì thé, tốc độ quay của bánh răng thẳng là 148.5/40 = 3.71 rpm
24.36. Giả sử rằng trong hoạt động phay mặt đầu hình. 24,4 kích thước phơi là 100 mm
đén 250 mm. Ngưới cắt càn đường kính 150 mm, có tám chiếc răng, và quay ở 300 rpm.
Độ sâu cắt là 3 mm và lượng ăn dao là 0.125 mm / răng. Giả sử rằng yêu cầu năng lượng
cụ thể cho vật liệu này là 5 Ws / mm3 và chỉ có 75% đường kính cắt được dùng trong q
trình cắt. Tính tốn (a) mức năng lượng cần và (b) tỷ lệ vật liệu loại bỏ ?
Bài làm:
Từ những thông tin được đưa ra, chúng ta chú ý tốc độ cắt vật liệu là

MRR = (0.125 mm/răng)(8 răng/rev)(300 rev/min)(3 mm)(0.75)(100 mm) hoặc
MRR = 67,500 mm3 . Tứ đó ta có năng lượng của vật liệu cắt đưa ra là 5 W-s/mm3, ta có
𝑚𝑖𝑛 5 𝑊−𝑠
Công suất = 67, 500 mm3/min( )
= 5,6 kW
3
60𝑠

𝑚𝑚

24.37. Quá trình phay phẳng sẽ diễn ra trên một phần dài 300 mm và rộng 40 mm. Một
máy cắt có dạng hình xoắn ốc đường kính 75mm với 10 răng sẽ được sử dụng. Nếu lượng
ăn phoi của răng là 0,2 mm / răng và tốc độ cắt là 0,75 m / s, tìm thời gian gia cơng và tỷ
lệ loại bỏ kim loại để loại bỏ 6 mm từ bề mặt của các phần.
Trả lời
Từ phương trình. (24.1) trên p. 662, tốc độ quay, N, của dao cắt có thể được tính như sau:
V   DN  N 

V
0.75m / s

 3.18 rev/ s  190rpm
 D  (0.075m)

Tốc độ tuyến tính của máy cắt được cho bởi phương trình. (24.3) trên trang 663 là:
f 

v
 v  fNn  (0.2mm)(190rpm)(10)  0.38m / min
Nn

Nếu lc l , thì t = l/v = 0.30/0.38 = 0.789 phút = 47.4 s. Tỷ lệ loại bỏ kim loại được cho
bởi
công thức (24.5) là
MRR  dv  (0.04m)(0.006m)(0.38m / min)  9.12 105 m3 / min
24.38. Giải thích các vết ăn dao cịn lại trên phơi được cắt bởi dao phay mặt đầu (thể hiện
như trong Hình 24.13a.) là các đoạn vịng trịn thật. Mơ tả các thơng số bạn xem xét trong
việc trả lời câu hỏi này.
Trả lời
Đó khơng là hình trịn đúng, mặc dù nó có thể có vẻ là hình trịn. Xem xét một điểm trên
tâm đang xoay quanh trục ( trung tâm máy cắt ). Nếu máy cắt là cố định, dấu vết cịn lại là
hình trịn đúng. Nếu máy cắt di chuyển, đường trở thành dài, do đó nó khơng cịn hình trịn.
Có cách diễn đạt cho đường biễu diễn của dấu vết còn lại trên chi tiết là vấn đề tiên tiến và
thú vị ở động học.
24.39 Khi mô tả các hoạt động chuốt và thiết kế của dao chuốt, chúng tôi đã không đưa ra
phương trình liên quan với tốc độ, và tỷ lệ vật liệu loại bỏ, như chúng ta có thể thực hiện
trong hoạt động tiện và phay. Xem lại hình. 24,21 và phát triển các phương trình đó.
Trả lời
Có nhiều hình thức cho cách diễn đạt, và các dẫn chứng đơn giản bên dưới này nên được
xem là một ví dụ về giải pháp có thể chấp nhận. Hãy tham khảo hình 24.21a trên trang 676,
lưu ý là thể tích của vật chất tháo bởi mỗi răng là
Vi  til
Trong đó ti là chiều sâu cắt cho răng i,  là chiều rộng mũi doa, và l là chiều dài cắt.
Chúng ta có thể lấy đạo hàm đối với thời gian để có được tốc độ bỏ kim loại trên mỗi răng
MRRi  tiv
Chúng ta có thể nói rằng tỉ lệ cắt bỏ kim loại toàn diện chỉ là tổng tất cả hành động răng


n

n

i 1

i 1

MRR   tiv v  ti

Nếu chúng tôi mang dao chuốt vào gia công thô, nửa tinh chế, và hồn thiện khu vực này
(xem hình 24.23 trên trang 677)
nr

ns

nf

i 1

i 1

i 1

MRR  v( tri  tsi  t fi )

Trong đó chỉ số r biểu hiện phần cắt thô, s cho lượng tinh chế, và f để gia cơng tinh. Đơn
giản hố có thể đạt được nếu cho rằng chiều sâu cắt cho tất cả nhưng vùng gia cơng thơ có
thể bỏ qua.


CHƯƠNG 25

25.28 A machining-center spindle and tool extend 250 mm from their machine-tool
frame. 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.
bài làm:
Phần dãn nở do sự thay đổi về nhiệt độ được xác định bởi :
∆L = α∆T L
-

α là hệ số giản nở nhiệt, khi là thép cacbon thì α= 12x10^-6 / 0C
Nếu ∆L = 0.0025 mm và L = 250 mm, thì ∆T dể dàng tính tốn là 0.8 0C , cũng
với ∆L = 0.0025 mm ta có ∆T = 8 0C

Cần chú ý nhiệt độ ảnh hưởng khá nhỏ , ví dụ minh họa rõ ràng tầm quan trọng ảnh
hưởng của mơi trường trong q trình gia cơng, dung sai kích thướt là rất nhỏ .
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.
Bài làm:
Đây là câu hỏi mở và câu trả lời khác nhau sẽ được chấp nhận vì có nhiều cách gia
cơng và hồn thiện vết cắt chưa được quy định. ví dụ sau để tính tốn:
1.Kết thúc tiện, đường kính ngồi được đưa ra là 91mm, do đó, để có được một tốc độ cắt
là 91=5m/phút thì tốc độ quay yêu cầu là :

Để xác định các nguồn cấp phôi, chúng tôi xem xét Bảng 23.4 bắt đầu từ p. 622 và lưu ý
rằng đối
thép carbon cao giá trị thấp của nguồn cấp dữ liệu điển hình là 0,15 mm / rev, mà chúng
ta có thể sử dụng kể từ đây là một hoạt động hồn thiện. Vì vậy, sử dụng l = 25 mm,
chúng ta có

2. Khoang vào bên trong kính. Ở đây các ID là 75,5 mm, do đó, để có được một tốc độ

tuyến tính của 95m / min đòi hỏi một tốc độ quay là: