BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT CHẾ TẠO Nhóm 23A 23.1 Describe the types of machining operations that can be performed on a lathe Solve The type of mechanical machining operations are performed on the lathe is: Add directly (office facilities), balance, comfort with shape (profile facilities), Grooving, cash first end surface Grooving, facilities available with a knife shape, convenient hole and groove machining, drilling, cutting, taps, rough areas 23.1 Miêu tả loại nguyên công gia công thực máy tiện Trả lời Các loại nguyên công gia công khí thực máy tiện là: Tiện thẳng (tiện trụ), tiện côn, tiện có định hình (tiện profile), tiện rãnh, tiện mặt đầu, tiện rãnh mặt đầu, tiện với dao định hình sẵn, tiện lỗ gia công rãnh, khoan, cắt đứt, tiện ren, khía nhám 23.2 Describe the operations that can be performed on a drill press? Solve The most common machining operations performed on a drill press are drilling, reaming, tapping, counterboring, countersinking, and spot facing 23.2 Mô tả hoạt động thực máy khoan đứng? Trả lời Gia công hoạt động phổ biến thực máy khoan đứng khoan, khoét rộng thêm, tarô, nong rộng, khoét loe, tiện mặt tựa 23.3 Explain why operations such as boring on a lathe and tapping are difficult Solve Although simple and versatile, an engine lathe requires a skilled machinist, because all controls are manipulated by hand Consequently, lathes are inefficientfor repetitive operations and for large production runs The rest of this section will describe the various types of automation that usually are added to improve efficiency 23.3 Giải thích lý thao tác thông thường máy tiện thường bấm khó khăn Trả lời Mặc dù đơn giản linh hoạt, máy tiện đòi hỏi người thợ máy lành nghề, tất điều khiển chế tác tay Do đó, máy tiện không hiệu cho hoạt động lặp lặp lại cho chạy sản xuất lớn Phần lại phần mô tả loại khác tự động hóa thường bổ sung để nâng cao hiệu 23.4 Explain why operations such as boring on a lathe and tapping are difficult Solve Boring on a lathe is similar to turning It is performed inside hollow workpieces or in a hole made previously by drilling or other means Out of shape holes can be straightened by boring The workpiece is held in a chuck or in some other suitable work-holding device Boring large workpieces is described in Section 23.4 Giải thích lý hoạt động khoan máy tiện khó khai thác Trả lời Khi khoan máy tiện dùng để khoan chi tiết rỗng bên phôi khoan thẳng đứng bề mặt rỗng cần dùng công cụ phù hợp khoan với mũi khoan khoan nhiều mũi khoan lúc khó đảm bảo độ đồng tâm 23.5 Why are turret lathes typically equipped with more than one turret? Solve Because these machiine tools are capable of performing multiple cutting operations, such as turning, boring, drilling, thread cutting, and facing 23.5 Tại máy tiện vô tâm thường trang bị nhiều một mâm tiện? Trả lời Vì máy công cụ có khả thực nhiều chức cắt, tiện, bo đầu, khoan, cắt, tiện mặt 23.6 Describe the differences between boring a workpiece on a lathe and boring it on a horizontal boring mill Solve Boring operations on relatively small workpiece can be carried out on lathes; large workpieces are machined on horizontal boring mill 23.6 Mô tả khác khoan lỗ phôi máy tiện với khoan lỗ phôi máy khoan lỗ ngang Trả lời Quá trình khoan lỗ máy tiện thường sử dụng với phôi nhỏ; phôi lớn phải sử dụng máy khoan lỗ ngang 23.7 How is drill life determined ? Solve This can be determined experimentally by clamping a block of material on a suitable dynamometer or force transducer and drilling a numble of holes while recording the torque or thrust force during each successive operation Drill life is defined as the number of holes drilled until the transition begins Other techniques such as monitoring vibration and acoustic emissions also may be used to determined drill life 23.7 Tuổi thọ mũi khoan xác định nào? Trả lời Ta xác định theo kinh nghiệm cách kẹp khối vật liệu vào lực kế đầu dò lực thích hợp khoan số lỗ ghi lại moment xoắn lực đẩy suốt trình Tuổi thọ mũi khoan định nghĩa số lỗ khoan tới biến đổi xảy Các phương pháp khác máy giám sát rung động máy đo độ ồn sử dụng để xác định tuổi thọ mũi khoan 23.8 Why are reaming operation performed ? Solve Reaming is an operation used to make an existing hole dimensionally more accurate than can be achieved by drilling alone, and improve its surface finish 23.8 Tại trình khoét lỗ thực ? Trả lời Khoét lỗ tình dùng để lỗ có sẵn thêm xác so với sử dụng khoan cải thiện bề mặt hoàn thành 23.9 Explain the functions of the saddle on a lathe Solve The main turret is installed directly on the saddle, which slides along the bed The length of the stroke is limited only by the length of the bed This type of lathe is constructed more heavily and is used to machine large workpieces Because of the heavy weight of the components, saddle-type lathe operations are slower than ramtype operations 23.9 Giải thích chức vật hình yên ngựa máy tiện Trả lời Tháp pháo cài trực tiếp vật hình yên ngựa ,để trược dọc theo rãnh.chiều dài giới hạn chiều dài rãnh.Đây loại máy tiện dùng cho loại phôi lớn.Bởi nặng phôi nên máy hoạt động chậm chạm 23.10 Describe the relative advantages of (a) self-opening and (b) solid-die heads for threading Slove The production rate in cutting screw threads can be increased with tools called diehead chasers (Figs 23.16a and b) These tools typically have four cutters withmultiple teeth and can be adjusted radially After the threads are cut, the cutters open automatically (thus the alternative name self-opening die heads) by rotating around their axes to allow the part to be removed Solid-threading dies (Fig 23.16c) also are available for cutting straight or tapered screw threads These dies are used mostly to thread the ends of pipes and tubing and are not suitable for production work 23.10 Mô tả lợi tương đối (a) tự mở (b) khuôn liền cho cắt ren Trả lời Tỷ lệ sản xuất việc cắt giảm đề vít tăng lên với công cụ gọi khuôn liền (Hình 23.16a b) Những công cụ thường có bốn máy cắt với nhiều điều chỉnh toả tròn Sau sợi dây cắt giảm, dụng cụ cắt mở tự động (do tên thay tự mở) cách xoay quanh trục họ phép phần phải loại bỏ Khuôn cắt ren (Hình 23.16c.) có sẵn để cắt vít thẳng nhọn Những khuôn sử dụng chủ yếu để cắt ren hai đầu đường ống đường ống không thích hợp cho việc sản xuất 23.11 Explain how external threads are cut on a lathe Solve External threads also may be cut with a die or by milling A typical thread-cutting operation on a lathe is shown in Fig 23.15a The cutting tool, the shape of which depends on the type of thread to be cut, is mounted on a holder and moved along the length of the workpiece by the lead screw on the lathe This movement is achieved by the engagement of a split nut (also called a laalf nut) inside the apron of the lathe (see Fig 232) 23.11/ Giải thích cắt ren máy tiện Trả lời Ren cắt bàn ren phay Một loại máy ren điển hình máy hình 23.15a Các dao cắt, hình dạng phụ thuộc vào loại ren cắt dặt giá đỡ di chuyển dọc theo chiều dài phôi vít me máy tiện Được thực tham gia vít tách bên chắn bảo vệ máy tiện 23.12 What is the difference between a blind hole and a through hole? What is the significance of that difference? Solve - Through holes are preferred over blind holes If holes with large diameters are required, the workpiece should have a pre existing hole, preferably made during fabrication of the part (such as by casting, powder metallurgy, or forming) 23.12 Sự khác biệt lỗ mù lỗ thông qua gì? Ý nghĩa khác biệt gì? Trả lời - Lỗ thông qua lỗ xuyên qua vật liệu gia công tiến hành khoan, lỗ thông qua thường ưu chuộng lỗ mù, lỗ khoan yêu cầu đường kính lớn, phôi nên tạo lỗ từ trước, tốt thực chế tạo phần (chẳng hạn đúc, luyện kim…) 21C 21.14 Are the locations of maximum temperature and crater wear related? If so, explain? Why? Slove Although various factors can affect crater wear, the most significant factors in crater wear are diffusion (a mechanism whereby material is removed from the rake face of the tool) and the degree of chemical affinity between the tool and the chip Thus, the higher the temperature, the higher the wear Referring collectively to all the figures on pp 625 and 633, we note that temperature and crater wear indeed are related 21.14 Các điểm có nhiệt độ cao bề mặt mài mòn có liên quan đến hay không? Nếu có,giải thích sao? Bài làm Mặc dù yếu tố khác liên quan đến bề mặt mài mòn, yếu tố quan trọng bề mặt mài mòn khuếch tán mức độ quan hệ hóa học công cụ phoi nhiệt độ.Vậy nhiệt đọ cao hơn, độ mài mòn cao Đề cập chung cho tất số liệu trang 625 va 633, lưu ý nhiệt độ bề mặt mài mòn thật có liên quan 21.15 Is material ductility important for machinability? Explain Slove Let’s first note that the general definition of machinability (Section 21.7 on p 583) involves workpiece surface finish and integrity, tool life, force and power required, and chip control Ductility directly affects the type of chip produced which, in turn, affects surface finish, the nature of forces involved (less ductile materials may lead to tool chatter), and more ductile materials produce continues chips which may not be easy to control 21.15 Có thể coi vật liệu dẻo quan trọng khả gia công không? Giải thích? Bài làm Hãy lưu ý định nghĩa chung “machinability” gia công máy Liên quan đến bề mặt phôi sau gia công, tuổi thọ dao, lực cắt công suất cần thiết điều khiển phoi Tính dẻo ảnh hưởng trực tiếp đến loại phoi tạo ra, ảnh hưởng đến bề mặt sau gia công, đặc tính lực tham gia (vật liệu dẻo dẫn đến mòn dao), nhiều vật liệu dẻo sinh phoi liên tục không dễ kiểm soát 21.16 Explain why studying the types of chips produced is important in understanding cutting operations sovle It is important to study the types of chips produced (see Section 21.2.1 on p 562) because they significantly influence the surface finish produced, cutting forces, as well as the overall cutting operation Note, for example, that continuous chips are generally associated with good surface finish and steady cutting forces Built-up edge chips usually result in poor surface finish; serrated chips can have similar effects Discontinuous chips usually result in poor surface finish and dimensional accuracy, and involve cutting forces that fluctuate Thus, the type of chip is a good indicator of the overall quality of the cutting operation 21.16 Giải thích nghiên cứu loại phoi sinh gia công cắt quan trọng Bài làm Nghiên cứu phoi sinh quan trọng ảnh hưởng đến độ bóng bề mặt, khung cắt, tổng hiệu suất trình cắt.Ví dụ, phoi tạo liên tục phôi có bề mặt tốt lực cắt dao ổn định.Lưỡi dao sử dụng tạo phoi bề mặt xấu phoi rãnh chịu ảnh hưởng tương tự.Phoi gãy thường có bề mặt xấu độ xác thấp.Khung cắt bị dao động.Loại phoi có số tốt có chất lượng tổng thể trình gia công tốt 21.17 Why you think the maximum temperature in orthogonal cutting is located at about the middle of the tool–chip interface? (Hint: Note that the two sources ofheat are (a) shearing in the primary shear plane and (b) friction at the tool–chip interface.) solve It is reasonable that the maximum temperature in orthogonal cutting is located at about the middle of the tool-chip interface (see, for example, Fig 21.12 on p 572) The chip reaches high temperatures in the primary shear plane, and the temperature would decrease from then on If no frictional heat was involved, we would expect the highest temperature to occur at the shear plane After the chip is formed, it slides up the rake face of the tool The friction at the tool-chip interface is a heat source and thus increases the temperature, and hence the temperature due only to frictional heating would be highest at the end of the tool-chip contact length These two opposing effects are additive and, as a result, we find that the temperature is highest somewhere in between the tool tip and the end of the tool-chip contact zone 21.17.Vì nhiệt độ lớn gia công cắt thẳng góc tạo sức ép cục dao bề mặt phoi (chú ý nhiệt sinh ban đầu lực ma sát dao bề mặt phoi) Bài làm Nhiệt sinh lớn gia công cắt thẳng góc tạo lực dao bề mặt phoi.Phoi đạt nhiệt độ cao giảm đó.Nếu lực ma sát tham gia, nhiệt sinh lớn mặt phẳng cắt Sauk hi phoi cắt trượt bề mặt dao nhiệt tạo dao bề mặt phoi tăng dần nguồn nhiệt ma sát lớn điểm cuối hành trinh dao bề mặt phoi 21.18 Tool life can be almost infinite at low cutting speeds Would you then recommend that all machining be done at low speeds? Explain Solve Tool life can be almost infinite at very low cutting speeds (see Fig 21.16 on p 576) but this reason alone would not necessarily justify using low cutting speeds Most obviously, low cutting speeds remove less material in a given time which, unless otherwise justified, would be economically undesirable Lower cutting speeds also often also lead to the formation of a built up edge and discontinuous chips, thus affecting surface finish (See also Example 21.2 on p 577.) 21.18 Tuổi thọ dao vô hạn tốc độ cắt thấp Tại máy nên hoạt động tốc độ thấp? Bài làm Tuổi thọ dao vô hạn tốc độ cắt thấp Nhưng không lí không cần thiết mà sử dụng dao tốc độ thấp Vì tốc độ cắt thấp cắt bỏ vật liệu khoảng thời gian định, kinh tế thấp Tốc độ cắt thấp ảnh hưởng đến đường dao phoi bị đứt đoạn ảnh hưởng đến bề mặt 21.19 Explain the consequences of allowing temperatures to rise to high levels in cutting Solve By the student There are several consequences of allowing temperatures to rise to high levels in cutting (see also pp 571-573), such as: (a) Tool wear will be accelerated due to high temperatures (b) High temperatures will cause dimensional changes in the workpiece, thus reducing dimensional accuracy (c) Excessively high temperatures in the cutting zone can induce thermal damage and metallurgical changes to the machined surface 21.19.Giải thích tăng lên mức cho phép nhiệt độ gia công cắt Bài làm Một số hậu việc cho phép nhiệt độ tăng lên đến mức cao trình cắt : (a) lưỡi dao có nhiệt độ cao tăng tốc (b) Nhiệt độ cao làm thay đổi chiều phôi, làm giảm độ xác chiều (c) nhiệt độ mức cao khu vực cắt gây tổn thương thay đổi tổ chức bề mặt kim loại 21.20 The cutting force increases with the depth of cut and decreasing rake angle.Explain why solve It is logical that the cutting force increases as the depth of cut increases and rake angle decreases Deeper cuts remove more material, thus requiring a higher cutting force As the rake angle, _, decreases, the shear angle, _ , decreases [see Eqs (21.3) and (21.4) on p 561], and hence shear energy dissipation and cutting forces increase 21.20.Lực cắt tăng chiều sâu vết cắt tăng góc cắt giảm.Tại sao? Bài làm Đó điều hợp lí lực cắt tăng góc cắt giảm chiều sâu tăng cắt bỏ nhiều vật liệu đòi hỏi lực cắt lớn nên góc α góc ∅ giảm lượng cắt cho trình cắt tăng 21.21 Why is it not always advisable to increase the cutting speed in order to increase the production rate? Solve Because: perature Note: that there has to be an optimum cutting speed 21.21 Tại không nên tăng tốc độ cắt nhằm để tăng tốc độ sản xuất ? Bài làm Vì: ảm tuổi thọ dụng cụ cắt ỏng dụng cụ cắt ỏng chi tiết gia công ệt độ dụng cụ cắt chi tiết gia công tăng cao Lưu ý: phải có tốc độ cắt tối ưu 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 25C 25.28 A machining-center spindle and tool extend 250 mm from their machine-toolframe 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 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) 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 high-carbon 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: Đường kính bên đưa 91 mm, đó, để có tốc độ cắt 95m / 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 26C 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: 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: 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 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 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: 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 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 highstrength 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 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 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) 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 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 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 xaxis as shown Along this axis there is no velocity in the x-direction The ycomponent 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 𝑉𝑦=𝑟𝜔𝑡 and for the carrier 𝑉𝑦=𝑟∗𝜔𝑤 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 𝑉𝑦,𝑜𝑡=(𝑟𝑤+𝑟∗)𝜔𝑡+𝑟∗𝜔𝑤 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 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 𝑉𝑦=𝑟𝜔𝑡 cho hạt 𝑉𝑦=𝑟∗𝜔𝑤 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 𝑉𝑦,𝑡𝑜𝑡=(𝑟𝑤+𝑟∗)𝜔𝑡+𝑟∗𝜔𝑤 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 27C 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 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 - Các dòng kết mật độ khu vực cực âm Do đó, - 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 electricaldischarge 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 0.15 𝑐𝑚3/𝑚𝑖𝑛 = 150𝑚𝑚3/𝑚𝑖𝑛 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 𝑚𝑚3/𝑚𝑖𝑛 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? Trả lời - Với thể tích diện tích tính toán vấn đề 27.27 Với máy cắt dây, vật liệu loại bỏ tối đa thường là0.15 𝑐𝑚3/𝑚𝑖𝑛=150𝑚𝑚3/𝑚𝑖𝑛 Vấn đề nói tốc độ sản xuất quan trọng chất lượng bề mặt, giả định tỉ lệ phoi lấy hai lần số lượng 300 𝑚𝑚3/𝑚𝑖𝑛 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 (3.0s) 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 Slove - The metal-removal rate is calculated as MRR=(1/16 in.)(0.8 in.)(48 in./min) =2.4𝑖𝑛3/𝑚𝑖𝑛 Since the density of copper is 8970 𝑘𝑔/𝑚3 (from Table 3.1 on p 89), the mass removal rate is (𝑚 ̇=(𝑀𝑅𝑅)=(8970𝑘𝑔/𝑚^3 )(2.40𝑖𝑛^3 )/min ) (1𝑚/39.37𝑖𝑛)^3=0.35𝑘𝑔/𝑚𝑖𝑛 - Therefore, the power required is: 𝑃=(1550𝐽/𝑔) 𝑚 ̇=(1550𝐽/𝑔)((2.40𝑖𝑛^3)/𝑚𝑖𝑛)=547𝑘𝐽/𝑚𝑖𝑛=9.1𝑘𝐽/𝑠 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 𝑖𝑛3/𝑝ℎú𝑡 Kể từ mật độ đồng 8970 kg / m3 (từ bảng 3.1 trang 89.), Tỷ lệ loại bỏ khối lượng (𝑚 ̇=(𝑀𝑅𝑅)=(8970𝑘𝑔/𝑚^3 )(2.40𝑖𝑛^3 )/min ) (1𝑚/39.37𝑖𝑛)^3=0.35𝑘𝑔/𝑚𝑖𝑛 - Công suất: 𝑃=(1550𝐽/𝑔) 𝑚 ̇=(1550𝐽/𝑔)((2.40𝑖𝑛^3)/𝑚𝑖𝑛)=547𝑘𝐽/𝑚𝑖𝑛=9.1𝑘𝐽/𝑠 [...]... Example 24 .1 Solve The chip depth of cut is given by Eq (24 .2) on p 663: 𝑡𝑐 =2 √𝑑𝐷 =2( 0 .25 )√3.1350=0. 125 𝑚𝑚 Since power is the product of torque and rotational speed, we find the torque to be 𝑇𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒=(7 820 )(60 𝑁𝑚/min) (2 )(100𝑟𝑝𝑚)=747 𝑁𝑚 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: 𝑡𝑐 =2 √𝑑𝐷 =2( 0 .25 )√3.1350=0. 125 𝑚𝑚... = πDN Hence, 𝑁 = 𝑉𝜋𝐷 =23 0𝜋0.15=488 𝑟𝑝𝑚 The workpiece speed can be obtained from Eq (24 .3) on p 727 : 𝑣 = 𝑓𝑁𝑛 = (0 .2 𝑚𝑚/𝑟𝑒𝑣)(488 𝑟𝑒𝑣/𝑚𝑖𝑛)(10) = 976 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛 The cutting time is given by Eq (24 .4) on p 663 as 𝑡=𝑙+𝑙𝑐𝑣 =25 0+75976=0.333𝑚𝑖𝑛 =20 𝑠 24 .33 Ước tính thời gian cần thiết để phay khối đồng dài 25 0 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... The metal removal rate, from Eq (23 .1a) on p 620 , is MRR = πDavgdfN = π(144.4)(5.6)(0. 62) (20 10) = 3.17 × 106 mm3/min Using the data from Table 21 .1 on p 571 for aluminum, the power required is 23 .40 Lấy các dữ liệu trong bài 23 .39 , tính toán công suất yêu cầu Bài làm Bài toán này phụ thuộc vào các dữ được đưa ra trong bài 23 .39 Bài toán này lấy dữ liệu trong bài 23 .39 , tùy thuộc vào số lượng cắt... Tỷ lệ loại bỏ kim loại , từ biểu thức ( 23 .1a ) trên p 620 , là MRR = πDavgdfN = π(144.4)(5.6)(0. 62) (20 10) = 3.17 × 106 mm3/min Sử dụng dữ liệu từ bảng 21 .1 trên p 571 cho nhôm , công suất yêu cầu là 24 C 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... 586) là 23 0 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, 𝑁 = 𝑉𝜋𝐷 =23 0𝜋0.15=488 𝑣ò𝑛𝑔/𝑝ℎú𝑡 Tốc độ phôi 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+𝑙𝑐𝑣 =25 0+75976=0.333 𝑝ℎú𝑡 =20 𝑔𝑖â𝑦 24 .34 A... 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 ...