Untitled THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT Tp Hồ Chí Minh, tháng SKC007463 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH /8Ұ1 9Ă17+Ҥ&6Ƭ +&é1*0,1+ 1*+,ầ1&83+1*3+ẩ37é,&01*7 &&%&1&&+2073+1* 1*ơ1+ .7+87&.+ậ SKC007463 Tp Hồ Chí Minh, tháng BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ CƠNG MINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÔI CẢM ỨNG TỪ CỤC BỘ CNC CHO MẶT PHẲNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ HỒ CÔNG MINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÔI CẢM ỨNG TỪ CỤC BỘ CNC CHO MẶT PHẲNG NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hướng dẫn khoa học: TS PHẠM SƠN MINH Tp Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2017 %Ӝ*,È2'Ө&9¬ĈҤ27Ҥ2 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&6Ѭ3+Ҥ0.Ӻ7+8Ұ7 7+¬1+3+Ӕ+Ӗ&+Ë0,1+ 3+,ӂ81+Ұ1;e7/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ӻ 'jQKFKRJLҧQJYLrQSKҧQELӋQ 7rQÿӅWjLOXұQYăQWKҥFVӻ 1JKLrQFӭXSKѭѫQJSKiSW{LFҧPӭQJWӯFөFEӝ&1&FKRPһWSKҷQJ 7rQWiFJLҧ +Ӗ&Ð1*0,1+ MSHV: 1580409 Ngành: ӻWKXұWFѫNKt Khóa: 2015-2017 Ĉӏnh Kѭӟng: ӬQJGөQJ +ӑYjWrQQJѭӡLSKҧQELӋQ 761JX\ӉQ7UѭӡQJ7KӏQK &ѫTXDQF{QJWiF KRD&ѫNKtFKӃWҥRPi\ ĈLӋQWKRҥLOLrQKӋ ,é.,ӂ11+Ұ1;e7 9ӅKuQKWKӭF NӃWFҩXOXұQYăQ +uQKWKӭFYjNӃWFҩXOXұQYăQOjKӧSOêWX\QKLrQFyTXiQKLӅXQӝLGXQJNK{QJFҫQWKLӃWÿӅFұSWURQJOXұQ YăQOjPFKRQӝLGXQJNKiQKLӅXYjUӡLUҥF 9ӅQӝLGXQJ 2.1 Nh̵n xét v͉Àб ǡÙǡЛ Л ǡï ЪOX̵QYăQ ĈӅWjLSKKӧSYӟLWUuQKÿӝWKҥFVӻ.ӻWKXұWFѫNKtWX\QKLrQFѫVӣOêWKX\ӃWFKѭDFyPӕLOLrQKӋYӟLQӝL GXQJQJKLrQFӭX 1KӳQJQӝLGXQJFyVҹQYLӃWNKiUjQKPҥFKQKӳQJQӝLGXQJFKRFKtQKWiFJLҧQJKLrQFӭXWKuNKiQJҳQJӑQ Jk\QKLӅXNKyNKăQFKRQJѭӡLQKұQ[pW 2.2 Nh̵±¯Ю уоЦ À РЪМ прк ׯï¯а Ю пСлфÀЮ &iFQӝLGXQJWUtFKGүQFyPӝWVӕSKҫQGӏFKNK{QJÿѭӧFWKDPFKLӃXYӟLWjLOLӋXWKDPNKҧR 2.3 Nh̵±Ыͭc tiêu nghiên cͱu, ph˱˯ng pháp nghiên cͱu s͵ dͭng LVTN 0өFWLrXQJKLrQFӭXFKѭD[iFÿӏQKU}SKѭѫQJSKiSQJKLrQFӭXSKKӧS 2.4 Nh̵n xét T͝ng quan cͯ¯͉ tài 7әQJTXDQFӫDÿӅWjLÿmWUuQKEj\QKӳQJQJKLrQFӭXOLrQTXDQWURQJYjQJRjLQѭӟF 2.5 С±¯͉ n͡Ƭ Нрн п 7ҥLVDRWiFJLҧOҥLVӱGөQJPi\&1&ÿӇGLFKX\ӇQÿҫXFҧPӭQJ ÿҫXW{L NKLPjFKX\ӇQÿӝQJFӫDÿҫXQj\ FKӍGLFKX\ӇQWKHRÿѭӡQJWKҷQJ9LӋFVӱGөQJPi\&1&FKRYLӋFQj\FyFҫQWKLӃWKD\NK{QJ" +ҫXQKѭFiFP{SKӓQJYjWKӵFQJKLӋPÿӅXGLӉQUDWUrQPһWSKҷQJOӟQGӑFWKHRÿѭӡQJGLFKX\ӇQGRÿy YLӋFW{LFөFEӝNKyPjFyWKӇGLӉQUDÿѭӧFYuQӃXÿҫXFҧPӭQJNK{QJGLFKX\ӇQVӁOjPWKD\ÿәLFѫWtQKNKi OӟQFӫDYұWOLӋX 2.6 С±¯͉ kh̫£ͱng dͭǡах Э ͯ¯͉ tài .K{QJFyQKLӅXNKҧQăQJӭQJGөQJFNJQJQKѭJLiWUӏWKӵFWLӉQ 2.7 Lu̵£ О Яуǡефз¿ȋ͇t sót t͛n t̩i): II CÁC VҨ0ӄ CҪN LÀM RÕ &iFFkXK͗LFͯDJL̫QJYLrQSK̫QEL͏Q 4XiWUuQKELӃQGҥQJFӫDWKpSVӁFyӭQJVXҩWGѭYjJk\UDFRQJYrQKҧQKKѭӣQJUҩWQKLӅXYӅTXiWUuQKELӃQ GҥQJWKpSOjPVDRWiFJLҧWLrQÿRiQÿѭӧFSKҫQQj\ÿӇFyWKӇW{LÿӗQJÿӅXEӅPһWSKӭFWҥS 4XiWUuQKW{LQj\FKӍSKKӧSYӟLFKLWLӃWGҥQJWUzQ[RD\YjPһWSKҷQJNK{QJSKKӧSYӟLFiFFKLWLӃWFy EӅPһWSKӭFWҥS9ұ\SKѭѫQJiQWiFJLҧÿѭDUDSKKӧSFKRFiFFKLWLӃWGҥQJÿһFWUѭQJQjR 9LӋFSKkQEӕÿӝFӭQJWUrQFKLWLӃWPһWSKҷQJNK{QJÿӗQJÿӅXYjNK{QJÿLӅXNKLӇQÿѭӧFGRÿyYLӋFW{L FөFEӝNKyPjFyWKӇ[ҧ\UD 7ҥLVDRWiFJLҧOҥLVӱGөQJPi\&1&ÿӇGLFKX\ӇQÿҫXFҧPӭQJ ÿҫXW{L Nhận xét: Kết xác định độ cứng tiết diện mẫu G7 phù hợp với lý thuyết nhiệt luyện Ở khu vực tâm cuộn dây, q trình tơi cảm ứng chưa đạt độ cứng yêu cầu nên khơng hình thành vùng thấm tơi Do độ cứng toàn mặt cắt mẫu G7 tương đối đồng thấp so với khu vực hình vành khăn tơi cứng 5.5.2 Mẫu số 2: Thép C45 kích thước 200 x 170 x mm 5.5.2.1 Thông số q trình tơi cảm ứng - Đặc điểm: Tơi đường liên tục mẫu thép - Tổng thời gian di chuyển gia nhiệt: 60 giây - Nhiệt độ lớn đạt được: 908oC - Tốc độ làm nguội: 200 - 250oC/giây Hình 5.30: Quá trình gia nhiệt mẫu số 98 Hình 5.31: Hình ảnh sau làm nguội mẫu số 5.5.2.2 Kết đo độ cứng Việc xác định độ cứng nhiều vị trí thực cách chia lưới thành có kích thước 10 x 10 mm bề mặt mẫu thép Hình 5.32: Chia lưới mẫu thép số trình đo độ cứng 99 Tiến hành đo độ cứng ô bề mặt mẫu thép ta bảng kết giá trị độ cứng toàn bề mặt sau: Bảng 5.5: Kết đo độ cứng mẫu số MẪU SỐ VỊ TRÍ 10 11 12 13 14 A 16,5 18,3 17,2 19,3 15,7 17,4 16,8 21,4 18,1 19,2 20,5 15,9 16,5 19,4 B 18,5 19,3 16,4 18,9 12,3 17,8 15,7 22,3 19,2 17,8 21,1 16,9 17,8 20,5 C 19,5 17,4 19,9 20,3 19,3 45,7 22,3 27,7 21,5 22,1 31,6 20,7 17,8 19,9 D 22,8 18,8 19,5 18,4 23,2 58,4 60,2 31,2 31,9 24,5 27,1 20,3 15,9 14,7 E 21,5 19,4 21,1 23,3 40,9 56,2 63,4 63,4 50,1 22,4 15,7 17,5 16,9 15,8 F 23,1 23,4 18,9 33,2 26,4 32,5 59,1 63,6 59,4 20,2 22,3 20 21,2 17,8 G 23,1 21,3 15,6 27,5 54,1 55,3 43,9 60,2 61,8 29,9 22,3 19,8 17,8 16,9 H 19,8 20,3 18,4 28,5 55,3 48,3 41,1 63,2 61,6 49,7 22,5 18,9 17,8 17,6 I 17,7 16,9 24,2 29,7 36,6 38,7 57,7 35,7 34,6 42,5 21,1 16,6 16,8 13,6 J 15,6 18,6 27,9 33,3 38,9 36,4 41,7 50,4 35,9 59,5 20,6 15,3 14,7 19,9 K 14,6 17,3 28,6 30,2 42,1 37,8 40,5 51,7 35,7 23,4 18,8 16,4 16,4 18,4 L 18,4 18,4 15,7 22,1 21,7 32,2 31,9 30,3 29,9 18,9 17,3 15,6 15,4 14,4 M 16,1 17,4 16,3 20,7 21,8 20,1 23,3 25,8 20,8 20,9 18,6 19,3 17,2 16,2 N 15,2 15,6 15,8 21,4 22,5 23,1 24,9 25,4 20,8 17,5 15,5 14,2 16,6 18,1 O 17,4 14,5 15,5 13,2 15,3 12,3 15,6 18,6 16,8 15,5 13,5 16,6 18,5 16,2 P 18,2 15,5 17,6 16,9 14,1 15,2 17,4 18,9 19 16,8 19,4 14,8 17,3 17,4 Q 15,6 17,8 17,7 15,7 17,4 14,9 15,6 14,1 14,7 17,4 14,4 17,8 19,4 14,7 R 18,3 17,5 16,8 16,7 18,8 17,3 15,9 14,2 15,7 18,8 17,7 17,6 16,5 19,1 S 17,2 15,2 14,6 15,2 13,1 17,7 14,5 14,4 16,8 17,4 14,9 16,7 16,7 19,8 100 Kết đo độ cứng biểu diễn dạng biểu đồ sau: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số 70 60 60-70 HRC 50 50-60 40 40-50 30 30-40 20 20-30 10 10-20 AB C DE F GH I JK LM N OP QR S 12 45 78 14 13 12 11 10 0-10 Hình 5.33: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số Nhận xét: - Giá trị độ cứng đạt sau điểm cao 63,6 HRC (tương ứng ô F8 bảng giá trị) - Dựa vào phân bố độ cứng toàn bề mặt ta nhận thấy độ cứng phân bố không đồng Khu vực đạt độ cứng cao nằm khu vực trung tâm mẫu thép khu vực nửa độ cứng thấp (Không cải thiện nhiều so với trước tơi) Ngun nhân q trình gia nhiệt liên tục phạm vi rộng dẫn đến nhiệt độ đạt phân bố khơng tồn bề mặt - Xét theo trục Y thẳng đứng ta nhận thấy bề rộng khu vực cứng đạt khoảng 55 mm (Nhỏ nhiều so với trường hợp tơi vị trí mẫu số 1) Kết phù hợp với phân tích từ q trình mô gia nhiệt theo trục Y chương Khi cuộn dây di chuyển liên tục phạm vi ảnh hưởng nhiệt 101 giảm so với trường hợp cuộn dây đứng yên (Bề rộng khoảng 50 ± mm) Vùng phía ngồi nhiệt độ khơng đạt u cầu nên sau độ cứng không thay đổi - Độ cứng trung bình vị trí gia nhiệt (xét bên vùng gia nhiệt đạt yêu cầu) đạt 45,3 HRC - Độ lệch chuẩn giá trị 11,9 HRC cho thấy giá trị độ cứng phân bố không đồng vùng cảm ứng Phương án cảm ứng theo đường với thời gian gia nhiệt liên tục không đáp ứng yêu cầu phân bố độ cứng không tồn bề mặt Các mẫu thí nghiệm tiến hành theo vị trí di chuyển cuộn dây dọc trục máy CNC thành đường thẳng với khoảng cách hai vị trí 45 mm nhằm đảm bảo toàn bề mặt tơi cứng 5.5.3 Mẫu số 3: Thép C45 kích thước 200 x 200 x 10 mm 5.5.3.1 Thông số trình tơi cảm ứng - Đặc điểm: Tơi đường gồm vị trí mẫu thép - Khoảng cách hai vị trí: 45 mm - Thời gian gia nhiệt vị trí: 30 giây - Nhiệt độ lớn đạt được: 906 oC - Tốc độ làm nguội: 200 - 250oC/giây Hình 5.34: Quá trình gia nhiệt mẫu số 102 Hình 5.35: Hình ảnh sau làm nguội mẫu số 5.5.3.2 Kết đo độ cứng Việc xác định độ cứng nhiều vị trí thực cách chia lưới thành ô có kích thước 20 x 20 mm bề mặt mẫu thép Hình 5.36: Chia lưới mẫu thép số trình đo độ cứng 103 Bảng 5.6: Kết đo độ cứng mẫu số MẪU SỐ VỊ TRÍ A 15,3 61,6 54,3 76,5 58,1 34,1 16,9 15,8 B 15,6 47,9 54,9 51,2 46,6 26,3 17,3 16,2 C 14,3 53,5 58,8 56,2 47,1 25,7 12,3 14,6 D 15,1 58,9 51,7 58,0 55,3 23,0 16,6 17,2 E 14,0 33,2 31,1 25,8 40,9 25,0 25,0 19,3 F 32,2 32,8 55,4 50,5 46,9 44,0 17,6 17,2 G 21,0 33,3 49,5 50,0 56,2 22,4 17,1 16,9 H 22,0 36,1 59,6 35,3 35,8 22,9 15,6 16,1 I 7,6 25,5 55,6 53,5 20,6 13,2 18,6 17,3 Kết đo độ cứng biểu diễn dạng biểu đồ sau: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số HRC 80 70 60 50 40 30 20 10 00 70-80 60-70 50-60 40-50 30-40 20-30 A B C D E F G H 1I 67 Hình 5.37: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số 104 10-20 00-10 Nhận xét: - Giá trị độ cứng sau cao so với mẫu thép ban đầu, điểm cao lên đến 76,4 HRC (tương ứng ô A4 bảng giá trị) - Dựa giá trị độ cứng HRC đo biểu đồ ta thấy phân bố giá trị độ cứng bề mặt mẫu thép tương đối đồng có sai khác giá trị, độ cứng lớn chủ yếu tập trung vùng gia nhiệt bên cuộn dây qua Vùng tiếp giáp vị trí gia nhiệt độ cứng thấp - Độ cứng trung bình đạt khu vực mẫu thép sau 47,7 HRC Tuy nhiên bỏ qua khu vực tiếp giáp vị trí độ cứng trung bình đạt lên đến 54,2 HRC - Độ lệch chuẩn giá trị độ cứng 6,7 HRC Điều chứng tỏ trình gia nhiệt tương đối đồng toàn bề mặt 5.5.4 Mẫu số 4: Thép SS400 kích thước 200 x 170 x mm 5.5.4.1 Thơng số q trình tơi cảm ứng - Đặc điểm: Tơi đường gồm vị trí mẫu thép - Khoảng cách hai vị trí: 45 mm - Thời gian gia nhiệt vị trí: 30 giây - Nhiệt độ lớn đạt được: 912oC - Tốc độ làm nguội: 200 - 250oC/giây Hình 5.38: Quá trình gia nhiệt mẫu số 105 Hình 5.39: Hình ảnh sau làm nguội mẫu số 5.5.4.2 Kết đo độ cứng Việc xác định độ cứng nhiều vị trí thực cách chia lưới thành có kích thước 20 x 20 mm bề mặt mẫu thép Hình 5.40: Chia lưới mẫu thép số trình đo độ cứng 106 Bảng 5.7: Kết đo độ cứng mẫu số MẪU SỐ VỊ TRÍ A 39,3 31,4 34,5 35,3 34,8 36,5 40,1 14,8 B 38,5 42,9 42,3 38,5 42,4 33,7 34,8 15,3 C 39,8 41,8 42,1 38,9 42,8 32,7 35,1 14,8 D 35,7 37,6 30,9 41,3 30,7 38,5 38,9 16,4 E 33,4 29,7 38,2 42,7 41,3 40,8 30,8 18,3 F 36,2 35,8 35,8 39,8 40,7 43,2 31,2 17,8 G 34,9 36,5 37,3 43,5 42,6 39,7 32,5 16,5 H 40,5 42,2 40,1 40,6 47,3 47,3 43,6 17,1 I 30,3 32,3 41,4 40,9 39,7 40,1 39,9 16,7 Kết đo độ cứng biểu diễn dạng biểu đồ sau: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số 50 HRC 40 40-50 30 30-40 20-30 20 10 A B C D E F G H I Hình 5.41: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số 107 10-20 0-10 Nhận xét: - Giá trị độ cứng sau cải thiện rõ rệt so với mẫu thép ban đầu, nhiên thấp nhiều so với q trình tơi mẫu thép C45, điểm cao đạt 47,3 HRC (tương ứng ô H6 bảng giá trị) - Dựa vào giá trị độ cứng HRC đo biểu đồ ta nhận thấy phân bố giá trị độ cứng bề mặt phôi tương đối đồng đều, giá trị độ cứng lớn chủ yếu tập trung vùng gia nhiệt bên cuộn dây qua Vùng tiếp giáp vị trí gia nhiệt độ cứng thấp Vị trí đạt độ cứng thấp vùng tiếp giáp điểm E2 đạt 29,7 HRC - Độ cứng trung bình đạt khu vực bề mặt mẫu thép sau 38,2 HRC - Độ lệch chuẩn giá trị độ cứng 4,2 HRC Chứng tỏ trình gia nhiệt tương đối đồng toàn bề mặt mẫu thép - Kết phù hợp với lý thuyết nhiệt luyện cho thép cacbon hàm lượng thấp SS400 độ cứng trung bình đạt sau không vượt 50 HRC [4] 5.5.5 Mẫu số 5: Thép SS400 kích thước 280 x 170 x mm 5.5.5.1 Thơng số q trình tơi cảm ứng - Đặc điểm: Tơi ba đường gồm vị trí mẫu thép - Khoảng cách hai vị trí: 45 mm - Thời gian gia nhiệt vị trí: 30 giây - Nhiệt độ lớn nhất: 911oC - Tốc độ làm nguội: 200 - 250oC/giây 108 Hình 5.42: Quá trình gia nhiệt mẫu số Hình 5.43: Hình ảnh sau làm nguội mẫu số 5.5.5.2 Kết đo độ cứng Việc xác định độ cứng thực cách chia lưới thành có kích thước 20 x 20 mm bề mặt mẫu thép 109 Hình 5.44: Chia lưới mẫu thép số trình đo độ cứng Sử dụng thang đo HRC với đầu đo kim cương ta kết sau: Bảng 5.8: Kết đo độ cứng mẫu số MẪU SỐ VỊ TRÍ 10 11 12 A 32,1 41,3 42,0 42,9 27,6 42,8 44,0 29,2 37,5 44,8 44,5 41,8 B 38,8 31,9 32,4 30,8 35,2 38,0 39,8 42,9 30,3 30,6 38,2 31,8 C 32,4 38,6 40,7 41,2 25,4 30,3 42,1 40,5 30,1 42,8 48,0 42,4 D 39,9 35,7 42,3 38,1 28,2 31,5 40,4 40,8 28,4 43,6 26,5 27,7 E 39,4 44,5 40,4 39,1 36,1 30,0 42,3 42,7 33,2 44,4 39,2 29,0 F 31,5 38,1 42,6 40,7 41,3 27,4 25,4 38,9 29,0 42,7 44,4 43,1 G 44,9 43,9 45,2 40,6 39,5 38,6 41,9 25,7 34,1 45,9 49,5 43,1 H 37,1 42,0 49,6 39,9 55,3 35,8 24,7 49,6 43,4 39,0 40,2 30,7 110 Kết đo độ cứng biểu diễn dạng biểu đồ sau: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số 60 HRC 50 50-60 40 40-50 30 30-40 20 20-30 10 00 A 10 11 12 B C D E F H G 10-20 00-10 Hình 5.45: Biểu đồ phân bố độ cứng mẫu số Nhận xét: - Giá trị độ cứng sau cải thiện so với mẫu thép ban đầu, điểm cao đạt 55,3 HRC (tương ứng ô H5 bảng giá trị) thành phần hàm lượng cacbon vị trí tập trung với hàm lượng lớn Các điểm lại độ cứng thấp 50 HRC - Dựa vào bảng giá trị độ cứng HRC đo biểu đồ, ta thấy giá trị độ cứng toàn bề mặt phân bố tương đối đồng Điều trình gia nhiệt thực theo 03 đường với vị trí nên nhiệt độ phân bố đồng hạn chế vùng ranh giới cuộn dây không gia nhiệt - Độ cứng trung bình đạt mẫu thép sau là: 38,1 HRC Trường hợp vị trí mép ngồi mẫu thép gia nhiệt tương đối đồng tồn bề mặt kết độ cứng đo đạt giá trị tương đối - Độ lệch chuẩn giá trị 6,5 HRC Nhận xét giá trị độ lệch chuẩn thấp cho ta kết độ cứng sai lệch nhỏ độ tin cậy cao Kết đạt 111 trình tơi tồn bề mặt mẫu thép gia nhiệt tương đối đồng - Các vị trí biên cuộn dây gia nhiệt khơng đạt nhiệt độ cần thiết nên giá trị độ cứng đo thấp không đạt so với yêu cầu (Các vị trí độ cứng thấp điển hình H7, C5 F7 với giá trị đo tương ứng 24,7 HRC; 25,4 HRC 25,4 HRC) 5.5.6 Mẫu số 6: Thép SS400 kích thước 280 x 170 x mm 5.5.6.1 Thơng số q trình tơi cảm ứng - Đặc điểm: Tôi ba đường gồm vị trí mẫu thép - Khoảng cách hai vị trí: 45 mm - Thời gian gia nhiệt vị trí: 30 giây - Nhiệt độ lớn nhất: 914oC - Tốc độ làm nguội: 200 - 250oC/giây Hình 5.46: Quá trình gia nhiệt mẫu số 112