Thiết kế gia công khuôn nhựa chi tiết đế ổ cắm điện

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY    KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ GIA CÔNG KHUÔN NHỰA CHI TIẾT ĐẾ Ổ CẮM ĐIỆN Giảng viên hướng dẫn.

Giới thiệu chung

a) Lịch sử hình thành và phát triển

Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh (IUH) có nguồn gốc từ Trường Trung học Kỹ thuật Don Bosco, được thành lập từ năm 1957 Sau năm 1975, miền Nam hoàn toàn giải phóng, trường được đổi tên thành Trường Công nhân Kỹ thuật IV trực thuộc Bộ Cơ khí và luyện kim.

Năm 1994, Trường Trung học Hóa chất 2 ở Thành phố Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai được sáp nhập để thành Trường Trung học Kỹ thuật Công nghiệp IV, trực thuộc.

Bộ Công nghiệp nặng (nay là Bộ Công Thương)

Hình 1.1: Trường ĐH Công Nghiệp TP.HCM

Tháng 3/1999, Trường Cao đẳng Công nghiệp IV được Chính phủ cho phép thành lập và tháng 12/2004 được nâng cấp lên Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh; kể từ ngày miền Nam hoàn toàn giải phóng cho đến nay, trường đã đào tạo 6 khóa đại học chính quy và tại chức, 6 khóa ĐH liên thông, 38 khóa công nhân và trung cấp, 25 khóa trung cấp nghề, 12 khóa cao đẳng chính quy và tại chức, 8 khóa cao đẳng liên thông, 4 khóa cao đẳng nghề, với tổng số học sinh, sinh viên tốt nghiệp ra trường trên 148.000 học sinh, sinh viên hệ dài hạn và 190.000 học viên học nghề ngắn hạn; Trường có 6 cơ sở khang trang, hiện đại, cảnh quan đẹp mắt và thanh bình, sự đa dạng của sinh viên từ nhiều vùng miền trên cả nước, trong có nhiều sinh viên quốc tế từ Lào, Campuchia, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan Đó là nguồn lực mạnh mẽ, luôn sẵn sàng giúp vận hành nhà trường để trở thành một trong các trường đại học kiểu mẫu trên cả nước.

Hình 1.2: Bảng tên trường ĐH Công Nghiệp TPHCM

Cơ sở chính của trường đặt tại số 12 Nguyễn Văn Bảo, Phường 4, Quận Gò Vấp, Thành phố Hồ Chí Minh Thành phố Hồ Chí Minh là thành phố lớn nhất nước với dân số trên 10 triệu người, là trung tâm kinh tế, văn hóa và khoa học kỹ thuật, đồng thời là đầu mối giao thông quan trọng của khu vực và cả nước Tại đây tập trung nhiều trường đại học, cao đẳng và cơ sở dạy nghề, cùng các trung tâm nghiên cứu khoa học kỹ thuật có trang thiết bị phòng thí nghiệm hiện đại TP Hồ Chí Minh còn có nhiều khu chế xuất, khu công nghiệp lớn, hệ thống siêu thị, nhà hàng, khu vui chơi giải trí và du lịch phát triển mạnh Hằng năm, thành phố thu hút nguồn vốn đầu tư nước ngoài và hàng ngàn lao động có tay nghề, tạo điều kiện cho các doanh nghiệp sản xuất và dịch vụ phát triển, đồng thời mở ra nhiều ngành nghề đào tạo cho trường và giúp HSSV sau khi tốt nghiệp dễ dàng tìm kiếm việc làm.

Có thể khẳng định Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh là một trong những cơ sở giáo dục đại học và đào tạo nghề lớn nhất Việt Nam, với mạng lưới đào tạo đa ngành, đa nghề và đa cấp học rộng lớn Mỗi năm, trường phục vụ hàng chục ngàn sinh viên từ khắp mọi miền tổ quốc bằng các chương trình đào tạo chất lượng cao, đáp ứng nhu cầu học tập và nghề nghiệp đa dạng của xã hội.

Hình 1.3: Sinh viên ĐHCN đạt thành tích cao trong các kỳ thi quốc tế

Trường không ngừng nâng cao chất lượng đào tạo nhờ đội ngũ trên 2.500 giảng viên cơ hữu, trong đó có nhiều giáo sư, phó giáo sư, tiến sĩ và thạc sĩ, cùng hàng trăm giảng viên thỉnh giảng được mời từ các trường đại học trong và ngoài nước với trình độ chuyên môn và tay nghề cao Nhà trường cũng đã quy tụ được đội ngũ thầy cô có trình độ chuyên môn, kinh nghiệm giảng dạy, tâm huyết, nhiệt tình và ý thức trách nhiệm với người học, hết lòng vì học sinh thân yêu.

Những thành quả mà nhà trường đạt được trong những năm qua cho thấy mỗi năm có hàng vạn học sinh, sinh viên tốt nghiệp ở các bậc học và các khóa đào tạo, góp phần cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao phục vụ cho sự phát triển kinh tế - xã hội ở các vùng kinh tế trọng điểm Đặc biệt, trong các kỳ thi học sinh giỏi nghề ASEAN và các kỳ thi học sinh giỏi nghề thế giới, nhà trường đã đạt 15 huy chương vàng và 20 huy chương bạc.

Đội tuyển của trường đã giành 26 huy chương đồng Trong kỳ thi Robocon Việt Nam 2005 được tổ chức tại Thành phố Hồ Chí Minh, trường đã giành giải nhì toàn quốc Liên tục hàng năm, các đội tuyển của trường tham gia các kỳ thi Olympic ở các lĩnh vực Hóa học, Vật lý, Toán học, Công nghệ thông tin và Thời trang, và luôn đạt thứ hạng cao.

Ngoài chương trình đào tạo theo chuẩn quốc gia, trường triển khai chương trình đào tạo hợp tác quốc tế theo mô hình du học tại chỗ với các trường đối tác ở Úc, Canada, Đài Loan, Trung Quốc, Mỹ, Đức và Hàn Quốc; đồng thời mở rộng hợp tác với các trường đại học trong nước như Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Sư phạm Hà Nội, Đại học Ngoại ngữ Hà Nội và Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, nhằm mang đến cơ hội học tập nước ngoài và nâng cao chất lượng đào tạo cho sinh viên.

Ngày nay, nhiều khóa đào tạo được thực hiện thông qua giáo dục và đào tạo nghề trong và ngoài trường, nhằm cung cấp kỹ năng nghề nghiệp cho lực lượng lao động của cả nước, đặc biệt tại các vùng kinh tế trọng điểm Nhà trường đảm bảo đào tạo ở mức chuyên nghiệp, bán chuyên nghiệp, nâng cao tay nghề và đào tạo nghề ở các cấp trình độ đại học, cao đẳng, trung cấp chuyên nghiệp, cao đẳng nghề và trung cấp nghề Các chương trình đào tạo được triển khai thông qua hợp tác với các cơ sở sản xuất, nhằm đảm bảo cập nhật kiến thức và kỹ năng cho người học.

Tất cả các khóa đào tạo chính quy tại trường đều được liên thông với các bậc học cao hơn, từ trung cấp lên cao đẳng và cao đẳng lên đại học Việc đào tạo liên thông giữa các bậc học giúp người học tiết kiệm thời gian, công sức và tiền bạc Các khóa học của trường đa dạng từ ngắn hạn đến chương trình tập trung 2 năm, 2 năm rưỡi, 3 năm đến 4 năm, hầu hết chú trọng thực hành và các lý thuyết được tinh giản, chắt lọc phù hợp với yêu cầu thực tiễn.

Trường đã và đang đầu tư trang thiết bị giảng dạy và thực hành hiện đại để thay thế dần các công nghệ lạc hậu Sinh viên được trang bị đầy đủ ngoại ngữ và tin học, cùng với các kiến thức bổ trợ cho môi trường làm việc hiện đại như giao tiếp, ứng xử, thái độ lao động, hành vi, văn hóa và giáo dục chất lượng cuộc sống Với mối quan hệ rộng với ngành công nghiệp, HSSV có cơ hội thực hành tại các cơ sở sản xuất, kinh doanh và dịch vụ, đặc biệt tại các xí nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài, để tiếp xúc với công nghệ mới, kỹ năng thực hành và môi trường làm việc hiện đại Nhà trường cung cấp những khóa học mới và đa dạng, đủ trình độ từ chứng chỉ đến bằng nghề, trình độ trung cấp, cao đẳng, cử nhân và đại học, trong các khóa học và ngành học, bao gồm cả các khóa hợp tác với trường quốc tế và các trường đại học trong nước.

Chương trình đào tạo của trường được cập nhật và cải tiến liên tục nhằm đảm bảo liên thông giữa các cấp học và bậc học trong trường Thế mạnh của trường là đào tạo các ngành: Cơ khí, Điện, Điện tử, Công nghệ thông tin, May thời trang, Công nghệ hóa học, Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sinh học, Công nghệ môi trường, Nhiệt lạnh, Động lực, Quản trị kinh doanh, Tài chính, Kế toán, Ngân hàng, Kinh tế thương mại du lịch và Anh văn Ở bậc đại học, trường đào tạo 25 chuyên ngành; ở cao đẳng chuyên nghiệp 34 chuyên ngành; cao đẳng nghề 25 chuyên ngành; trung cấp chuyên nghiệp 30 chuyên ngành; trung cấp nghề 16 chuyên ngành Học sinh có thể được liên thông lên trung cấp, cao đẳng và đại học bằng các kỳ thi tuyển hàng năm.

Tổ chức bộ máy

 Vị trí các dãy nhà tại cơ sở chính

Hình 1.4: Vị trí các dãy nhà ở ĐHCN

 Các khoa, viện và trung tâm

Hình 1.5: Sơ đồ tổ chức các khoa, viện ở ĐHCN TPHCM

 Khoa Điện: đào tạo hai chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điện, Công nghệ điều khiển tự động

 Khoa Điện tử: đào tạo ba chuyên ngành: Công nghệ điện tử, Điện Tử viễn thông, Điện tử máy tính

 Khoa Cơ khí: đào tạo ba chuyên ngành: Chế tạo máy, Cơ điện tử, Cơ điện

 Khoa Nhiệt lạnh: đào tạo ngành Công nghệ kỹ thuật nhiệt lạnh

 Khoa Động lực: đào tạo ngành Công nghệ ô tô

 Khoa Hóa: đào tạo ba chuyên ngành: Công nghệ hóa học, Công nghệ Hóa dầu,

 Khoa Công nghệ thông tin: đào tạo chuyên ngành: Khoa học máy tính, Công nghệ phần mềm, Hệ thống thông tin, Mạng máy tính, Phát triển Web

 Khoa Tài chính - Ngân hàng: đào tạo chuyên ngành Tài chính - Ngân hàng

 Khoa Kế toán - Kiểm toán: đào tạo chuyên ngành Kế toán

 Khoa Quản trị kinh doanh: đào tạo chuyên ngành: Quản trị kinh doanh, Quản trị marketing

 Khoa Thương mại - Du lịch: đào tạo bốn chuyên ngành: Kinh doanh quốc tế, Kinh doanh du lịch, Quản trị nhà hàng khách sạn, Quản trị lữ hành

 Khoa Công nghệ May thời trang: đào tạo hai chuyên ngành: Công nghệ may, Công nghệ thiết kế thời trang

Khoa Khoa học và Kỹ thuật máy tính đào tạo các chuyên ngành trọng điểm gồm Công nghệ phần mềm, Công nghệ Web và Công nghệ mạng, nhằm trang bị cho sinh viên kiến thức nền tảng vững chắc và kỹ năng thực hành cao trong lĩnh vực CNTT Khoa cung cấp các khóa đào tạo tin học ngắn hạn cấp chứng chỉ, giúp người học nhanh chóng nâng cao trình độ và gia tăng cơ hội nghề nghiệp Chương trình đào tạo được thiết kế phù hợp với yêu cầu của ngành công nghệ thông tin, có đội ngũ giảng viên giàu kinh nghiệm và cơ sở vật chất hiện đại để đảm bảo sinh viên sau tốt nghiệp có thể làm việc hiệu quả trong môi trường CNTT chuyên nghiệp.

 Khoa Ngoại ngữ: Đào tạo chuyên ngành tiếng Anh Đào tạo ngắn hạn cấp chứng chỉ A, B, C cho HSSV toàn trường;

 Khoa Sư phạm: đào tạo chuyên ngành: Thư viện, Điều dưỡng, Quản lý thiết bị trường học

 Khoa Khoa học Cơ bản: đào tạo các môn Khoa học cơ bản

 Khoa Lý luận chính trị: đào tạo các môn Chính trị, Pháp luật

 Khoa Đại học liên thông và vừa làm vừa học: quản lý hệ liên thông, tại chức, đào tạo văn bằng hai cho các bậc học và đào tạo bồi dưỡng

 Khoa Đào tạo sau đại học: đào tạo, bồi dưỡng, cấp chứng chỉ sau đại học, đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ

 Khoa Giáo dục thường xuyên: đào tạo học sinh trung cấp 4 năm

 Khoa Giáo dục quốc phòng và thể chất: đào tạo và cấp chứng chỉ chương trình giáo dục quốc phòng và giáo dục thể chất cho HSSV toàn trường

 Khoa Quốc tế: đào tạo các chương trình hợp tác quốc tế với Úc, Canada, Mỹ, Đài

Chương trình đào tạo tiên tiến được thiết kế và hợp tác với các đối tác từ Trung Quốc và Hàn Quốc, mang đến nền tảng kiến thức vững chắc cho sự nghiệp trong môi trường toàn cầu Chương trình tập trung vào các chuyên ngành Quản trị kinh doanh, Tài chính ngân hàng, Kế toán kiểm toán và Kinh doanh quốc tế, kết hợp giữa lý thuyết sâu và thực hành thông qua các case study và dự án thực tế Sinh viên được trang bị kỹ năng quản trị hiện đại, phân tích tài chính, quản lý rủi ro và tư duy chiến lược để chuẩn bị cho các vị trí lãnh đạo và cơ hội nghề nghiệp rộng mở tại Việt Nam và thị trường quốc tế.

 Viện Công nghệ sinh học và Thực phẩm: đào tạo ba chuyên ngành: Công nghệ sinh học, Công nghệ thực phẩm, Dinh dưỡng và kỹ thuật nấu ăn

 Viện Khoa học Công nghệ & Quản lý môi trường: đào tạo hai chuyên ngành: Công nghệ môi trường, Quản lý môi trường

 Trung tâm Công nghệ cơ khí: đào tạo ba chuyên ngành: Chế tạo máy, Cơ điện tử,

 Trung tâm Công nghệ hóa học: đào tạo các chuyên ngành: Vô cơ, Hữu cơ, Phân tích, Hoá dầu

 Trung tâm Công nghệ Hàn: đào tạo chuyên ngành Công nghệ hàn

 Trung tâm Công nghệ phần mềm

 Trung tâm Đào tạo – Bồi dưỡng Giáo viên và Cán bộ quản lý

 Trung tâm Máy – Thiết bị

 Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển công nghệ - Máy Công nghiệp

Tại các cơ sở của trường, hệ thống khoa được tổ chức gồm Khoa Khoa học cơ bản và kỹ thuật cơ sở, Khoa Kinh tế, Khoa Công nghệ và Khoa Quản lý đại học và sau đại học.

TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC KHUÔN NHỰA

Khái niệm về khuôn nhựa

Khuôn là dụng cụ (thiết bị) dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình, là yếu tố then chốt trong quy trình sản xuất Khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lượng chu trình nhất định, tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm và quy trình công nghệ Có thể khuôn được dùng một lần hoặc có thể tái sử dụng cho nhiều lần, mang lại hiệu quả sản xuất cao và tối ưu chi phí sản xuất.

Kết cấu và kích thước khuôn nhựa được thiết kế và chế tạo phụ thuộc vào hình dáng, kích thước, chất lượng và số lượng sản phẩm cần tạo ra; đồng thời cần quan tâm đến các thông số công nghệ của sản phẩm như góc nghiêng, nhiệt độ khuôn và áp suất gia công, cùng với tính chất vật liệu gia công như độ co rút, tính đàn hồi và độ cứng, và các chỉ tiêu về tính kinh tế của bộ khuôn; khuôn sản xuất sản phẩm nhựa là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, được chia ra làm hai phần khuôn chính, đó là khuôn trên và khuôn dưới.

 Phần cavity (phần khuôn cái, phần khuôn cố định): được gá trên tấm cố định của máy ép nhựa

 Phần core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): được gá trên tấm di động của máy ép nhựa

Hình 2.1: Thành phần chính của khuôn

Trong một bộ khuôn, phần lõm vào xác định hình dạng bên ngoài của sản phẩm và được gọi là lòng khuôn (còn được gọi là khuôn âm, khuôn cái, cối, cavity); phần lồi ra xác định hình dạng bên trong và được gọi là lõi (hay khuôn dương, khuôn đực, chày, core) Một bộ khuôn có thể có một hoặc nhiều lòng khuôn và lõi Phần tiếp xúc giữa lòng khuôn và lõi được gọi là mặt phân khuôn.

Hình 2.2: Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng

Trong quá trình đúc khuôn nhựa, khoảng trống giữa cavity và core (phần tạo sản phẩm) được lấp đầy bởi nhựa nóng chảy Nhựa sau đó được làm nguội để đông đặc và được lấy ra khỏi khuôn bằng hệ thống tách sản phẩm hoặc thao tác bằng tay Sản phẩm thu được có hình dạng đúng với lòng khuôn, phản ánh chính xác cấu trúc và chi tiết của khuôn đã định.

Hình 2.3: Các hệ thống cơ bản trên khuôn

Phân loại khuôn ép phun

 Khuôn dùng kênh dẫn nóng

 Khuôn dùng kênh dẫn nguội

 Theo cách bố trí kênh dẫn:

 Theo số màu nhựa tạo ra sản phẩm:

 Khuôn cho sản phẩm một màu

 Khuôn cho sản phẩm nhiều màu

Trong khuôn ép phun, có các loại khuôn phổ biến là khuôn hai tấm, khuôn ba tấm, khuôn có kênh dẫn nóng (hot runner system), khuôn nhiều tầng và khuôn cho sản phẩm nhiều màu Khuôn hai tấm và khuôn ba tấm khác biệt ở cấu hình và cách điều khiển chu trình đóng mở để quản lý lòng khuôn và đường dẫn nhựa Hệ thống kênh dẫn nóng giúp tối ưu hóa quy trình phun, giảm chi phí và thời gian làm đầy Khuôn nhiều tầng tích hợp nhiều lòng khuôn giống nhau lên một bộ khuôn, tăng sản lượng trên mỗi chu kỳ Khuôn cho sản phẩm nhiều màu tích hợp nhiều lòng khuôn khác nhau lên một bộ khuôn, đòi hỏi máy ép có nhiều đầu phun để phun đồng thời ở các kênh khác nhau Chọn đúng loại khuôn và máy ép tương ứng sẽ giúp nâng cao hiệu suất, chất lượng sản phẩm và tối ưu chi phí sản xuất.

Ngoài ra còn có các cách phân loại như sau:

 Theo lực đóng khuôn chia ra loại: 7, 50,… 100, … 8000 tấn

 Theo lượng nguyên liệu cho một lần phun tối đa: 1, 2, 3, 5, 8,…, 56, 120 oz (ounce - 1 ounce = 28,349 gram)

 Theo loại piston hay trục vít

 Phân loại theo phương đặt đầu phun nhựa: nằm ngang hay thẳng đứng

 Phân loại theo tên gọi của hãng sản xuất

Lực kẹp khuôn 25 – 100 tấn 100 – 500 tấn 500 – 1000 tấn Trên 1000 tấn

Kích thước tương đối Nhỏ Vừa Lớn Rất lớn

Kết cấu chung của một bộ khuôn

Ngoài core và cavity, bộ khuôn còn chứa nhiều bộ phận khác, được lắp ghép với nhau thành các hệ thống cơ bản của bộ khuôn Những thành phần này phối hợp nhịp nhàng tạo nên cấu trúc và chức năng của quá trình đúc, giúp đảm bảo kích thước, độ chính xác và chất lượng sản phẩm cuối cùng.

Hệ thống dẫn hướng và định vị gồm các thành phần như chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, vòng định vị, bộ định vị và chốt hồi, có nhiệm vụ giữ đúng vị trí làm việc của hai phần khuôn khi ghép với nhau để đảm bảo lòng khuôn chính xác và đồng bộ Việc duy trì vị trí chuẩn của các chi tiết này giúp hai phần khuôn ghép khớp trơn tru, giảm sai lệch gia công, tối ưu hóa chất lượng sản phẩm và nâng cao hiệu suất sản xuất.

Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn là bộ phận quan trọng trong quy trình ép nhựa, gồm ba thành phần chính: bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và miệng phun Chức năng của hệ thống này là cung cấp nhựa từ đầu phun của máy ép nhựa vào lòng khuôn, đảm bảo nhựa chảy đều và đúng vị trí Bạc cuống phun giúp giữ ổn định hướng nhựa, kênh dẫn nhựa vận chuyển nhựa từ đầu phun đến miệng phun và kiểm soát lưu lượng, còn miệng phun là điểm tiếp nhựa vào lòng khuôn để hình thành sản phẩm.

Hệ thống đẩy sản phẩm là tập hợp các thành phần như chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ và khối đỡ, có nhiệm vụ đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi quá trình ép xong Việc tối ưu hệ thống này giúp tăng hiệu quả vận hành khuôn, giảm thiểu hỏng hóc sản phẩm và đảm bảo việc giải phóng sản phẩm an toàn và nhanh chóng.

Hệ thống lõi mặt bên là một tổ hợp gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt xiên và xy lanh thủy lực, đảm nhận nhiệm vụ tháo các phần không thể tháo được (undercut) ra theo đúng hướng mở của khuôn Nhờ cơ cấu này, các chi tiết có hình dạng phức tạp sẽ được tháo lắp nhanh chóng và an toàn, từ đó nâng cao hiệu suất vận hành khuôn và chất lượng sản phẩm.

Hệ thống thoát khí bao gồm các rãnh thoát khí có nhiệm vụ đưa khí còn tồn đọng trong lòng khuôn ra ngoài, từ đó tạo điều kiện cho nhựa điền đầy lòng khuôn một cách dễ dàng và giúp sản phẩm không bị bọt khí cũng như hạn chế nguy cơ cháy do khí tích tụ.

Hệ thống làm nguội gồm các đường nước, rãnh, ống dẫn nhiệt và đầu nối, đóng vai trò ổn định nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm một cách nhanh chóng Với thiết kế tối ưu lưu lượng nước và khả năng trao đổi nhiệt hiệu quả giữa khuôn và chi tiết, hệ thống này giúp rút ngắn thời gian chu trình, giảm sai số gia công và nâng cao chất lượng sản phẩm.

Hình 2.4: Các thành phần cơ bản trong bộ khuôn

Hình 2.5: Kết cấu chung của một bộ khuôn

5: Tấm khuôn âm 6: Tấm kẹp trước 7: Bạc cuống phun 8: Vòng định vị 9: Sản phẩm

10: Bộ định vị 11: Tấm đỡ 12: Khối đỡ 13: Tấm giữ

14: Tấm đẩy 15: Chốt đỡ 16: Bạc dẫn hướng 17: Chốt hồi về 18: Bạc mở rộng

Yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn ép phun

 Đảm bảo chính xác về kích thước, hình dáng biên dạng của sản phẩm

 Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt lòng khuôn và lõi để đảm bảo độ bóng của sản phẩm

 Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn

 Đảm bảo lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng

 Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công

Để đảm bảo hiệu suất và độ chính xác, khuôn phải có độ cứng vững khi vận hành Tất cả các bộ phận của khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí chuẩn dưới tác động của lực ép lớn để duy trì sự ổn định và chất lượng sản phẩm.

Để tối ưu quá trình sản xuất, khuôn cần có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn nhằm duy trì nhiệt độ ổn định trong lòng khuôn Nhiệt độ được kiểm soát tốt giúp vật liệu dễ được đưa vào lòng khuôn và định hình nhanh chóng, từ đó rút ngắn thời gian chu trình và tăng năng suất sản xuất.

Quy trình chế tạo khuôn ép phun

Nhìn chung, quy trình thiết kế và chế tạo khuôn ép phun tuân theo một hướng đi chuẩn, bắt đầu từ bước thiết kế được xác định và tối ưu hóa, tiếp theo là giai đoạn thử nghiệm để đánh giá tính khả thi và hiệu suất, sau đó là gia công thử sản phẩm nhằm kiểm tra chất lượng và tính đồng nhất, tiếp đến là gia công chính thức khuôn trên máy gia công chuyên dụng, và cuối cùng là giao hàng kèm theo đầy đủ hồ sơ vận hành cho khách hàng.

Theo từng thời kỳ và từng giai đoạn, công nghệ khoa học ngày càng tiến bộ Càng về sau, công nghệ càng hiện đại và cho phép sản phẩm đạt độ chính xác và thẩm mỹ cao hơn Đồng thời, phế phẩm ít đi, giúp tối ưu quy trình sản xuất và mang lại lợi nhuận cao hơn cho các doanh nghiệp.

Thiết kế và chế tạo khuôn ép phun được biết đến với 2 phương pháp:

 Phương pháp truyền thống: CAD – CAM – CNC – GIAO HÀNG

 Phương pháp hiện đại: CAD – CAE – CAM – CNC – GIAO HÀNG

Quy trình chế tạo khuôn ép phun truyền thống:

Trong quy trình thiết kế khuôn theo phương pháp truyền thống, sau khi hoàn tất thiết kế bằng CAD cho sản phẩm và khuôn sẽ tiến hành gia công chế tạo khuôn mẫu để ép thử Nếu khuôn thử đạt yêu cầu, sẽ được đưa vào sản xuất hàng loạt sản phẩm Ngược lại, nếu khuôn thử không đạt yêu cầu, cần kiểm tra và sửa khuôn ở bước gia công khuôn rồi thực hiện ép thử lại Nếu kết quả vẫn chưa đạt, sẽ loại bỏ bộ khuôn đó và bắt đầu lại từ đầu bằng thiết kế bao gồm cả thiết kế sản phẩm và thiết kế khuôn.

Quy trình thiết kế khuôn ép phun theo truyền thống chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tích lũy từ các dự án trước đó và quá trình thử nghiệm, sai sót Vì vậy, tỉ lệ hư hỏng khuôn cao, đồng thời làm tăng thời gian thiết kế và chi phí sản xuất Để cải thiện hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp thiết kế khuôn hiện đại, chuẩn hóa quy trình và sử dụng mô phỏng để tối ưu hóa thiết kế khuôn ép phun, giảm thiểu rủi ro và chi phí.

Quy trình thiết kế khuôn ép phun hiện đại:

Phương pháp này là sự cải tiến của phương pháp cổ điển, dựa trên sự phát triển của công nghệ thông tin và số hóa quy trình Nhờ phần mềm hỗ trợ CAE, quy trình thiết kế và chế tạo được tối ưu hóa thông qua mô phỏng và phân tích chi tiết, giúp giảm thiểu hao phí và sai sót trong quá trình sản xuất.

Hình 2.7: Quy trình thiết kế khuôn hiện đại

Phương pháp hiện đại trong thiết kế khuôn khác biệt ở chỗ dựa nhiều vào mô phỏng và kiểm tra bằng CAE trên máy tính ngay từ đầu, thay vì chỉ đưa sản phẩm vào gia công và ép thử như phương pháp cổ điển Cả hai đều bắt đầu từ thiết kế trên máy tính, nhưng phương pháp cổ điển sẽ đem thiết kế đi gia công và ép thử sau khi hoàn thiện, còn phương pháp hiện đại sẽ dùng mô phỏng và kiểm tra trước để quyết định có chế tạo khuôn hay cần thiết kế lại Sau khi khuôn được chế tạo xong, quy trình sản xuất sẽ giống như phương pháp cổ điển Nhờ thiết kế khuôn hiện đại tối ưu nhờ tính toán và mô phỏng trước bằng phần mềm, tỉ lệ hư hỏng được giảm rất nhiều và chi phí hao phí cũng thấp hơn do không còn phụ thuộc quá nhiều vào kinh nghiệm.

QUY TRÌNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN INVENTER

 Phần mềm sử dụng để thiết kế khuôn:

 Thiết kế 3D: Autodesk Inventor Professional 2016

 Thiết kế 2D: Autodesk Autocad Mechanical 2016

 Những điểm cần chú ý khi bắt đầu thiết kế khuôn:

Trước khi bắt đầu thiết kế, ta cần thu thập đầy đủ thông tin cần thiết để đảm bảo thiết kế thành công và đúng với mục tiêu Việc tuân thủ quy tắc này giúp tránh các vấn đề phổ biến như thiết kế kém, hiểu lầm giữa các bên và chất lượng không đồng đều của các bộ phận, từ đó giảm thiểu mâu thuẫn giữa nhà cung cấp và người sử dụng.

Danh sách kiểm tra trước khi thiết kế:

 Các ước tính ban đầu

Các nguyên tắc khi thiết kế khuôn:

1 Không bao giờ bắt đầu thiết kế khuôn khi thiếu các thông tin cần thiết

Đơn giản hóa thiết kế là chiến lược tối ưu để nâng cao độ tin cậy và hiệu suất của khuôn Thiết kế càng đơn giản, các yếu tố phức tạp được loại bỏ, giảm thiểu lỗi và tăng tính ổn định trong quá trình vận hành Vì vậy, ưu tiên sự tối giản trong thiết kế luôn là ý hay giúp khuôn hoạt động hiệu quả và bền lâu.

3 Chọn tất cả các thành phần của khuôn theo tiêu chuẩn

4 Nếu bạn đã có một bản thiết kế hoạt động tốt, hãy tận dụng nó

5 Luôn luôn phác thảo hai hay ba phương án tiếp cận trước khi bạn bắt tay vào phương án đầu tiên bạn nghĩ được

6 Vẽ với số lượng hướng nhìn phù hợp để có thể hiểu rõ bản thiết kế tường tận

 Những yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho sản phẩm đế ổ điện và khuôn:

 Sản phẩm phải làm việc với cường độ dòng điện tối đa Imax = 15 Ampe và hiệu điện thế tối đa Umax = 250V:

Khi dòng điện hoạt động ở điều kiện cường độ I = 15A và hiệu điện thế U = 250V, nhiệt độ sinh ra tối đa lên tới 240°C Vì thế việc chọn vật liệu nhựa cho sản phẩm phải phù hợp với điều kiện làm việc đã được đặt ra, đảm bảo an toàn, chống nóng và tăng độ bền của sản phẩm.

 Chọn vật liệu: nhựa ABS 648

Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) là một loại polymer nhựa nhiệt dẻo có công thức hóa học tổng quát (C8H8-C4H6-C3H3N)n Đây là một loại nhựa nhiệt rất dai và có khả năng chịu va đập mạnh, được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm cần độ bền và khả năng chịu va đập cao.

 Sản phẩm phải gắn được trên táp-lô thông dụng:

Trong táp-lô thông dụng, các lỗ bắt vít được bố trí cách đều nhau và số lỗ phải chia hết cho 5 Vì vậy, lỗ bắt vít trên sản phẩm đế ổ cắm điện phải có kích thước chia hết cho 5 để đảm bảo tính chuẩn xác, tính đồng bộ và dễ lắp ráp Việc tuân thủ quy chuẩn này cũng tăng tính tương thích giữa táp-lô và đế ổ cắm điện, đồng thời nâng cao an toàn vận hành và hiệu quả thi công hệ thống điện.

 Bề dày tối đa để tránh hiện tượng co ngót:

Để tối ưu quy trình ép nhựa và đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên giữ độ dày không quá 2mm Mức giới hạn này giúp ngăn ngừa co ngót bề mặt và các góc côn cần thiết, từ đó dễ dàng rút sản phẩm ra sau quá trình ép nhựa.

 Khuôn được làm việc trong thời gian dài nên ta sẽ chọn vật liệu là khuôn thông dụng là : Thép 2311

(< 0,005) Tiêu chuẩn AISI P20, JIS HPM-22, 718 Werkstoff 2311, 40CrMnMo86 Độ cứng Đã tôi và ram đạt 28 – 34 HRC Độ bền kéo 1140 N/mm

 Lựa chọn phần khuôn di động và khuôn tĩnh (Core và Cavity):

Khuôn ép nhựa được thiết kế sao cho sau khi kết thúc quá trình ép và mở khuôn, sản phẩm dính ở phần khuôn di động (core), giúp cố định vị trí và dễ dàng tháo khuôn mà không bị lệch Sau đó, hệ thống đẩy (ejector) hoạt động để đẩy sản phẩm ra, đảm bảo quá trình tháo khuôn diễn ra nhanh chóng và an toàn, đồng thời giảm thiểu nguy cơ méo mó hoặc hỏng hóc sản phẩm.

Ở chi tiết đế ổ cắm điện, phần trên có nhiều gân với kích thước cao và hẹp Do đặc điểm này, ta dự đoán rằng sau khi ép xong và mở khuôn, sản phẩm phía có gân sẽ bị dính lên khuôn Đây là yếu tố cần lưu ý trong thiết kế khuôn và quá trình gia công để đảm bảo chất lượng bề mặt và giảm thiểu hiện tượng dính khi tháo khuôn.

 Vì thế, ta chọn mặt chứa gân là bên khuôn di động (Core), phần còn lại sẽ là bên khuôn tĩnh (Cavity)

Chúng tôi chọn vị trí bơm keo nằm trên bề mặt sản phẩm tại điểm dấu chấm vàng, vì đây là khu vực được che bởi nắp ổ điện, nhằm đảm bảo thẩm mỹ cho sản phẩm đế ổ điện.

Hình 3.2: Vị trí vô keo trên bề mặt ổ cắm điện

 Kích thước khuôn di động và khuôn tĩnh

 Kích thước khuôn được chọn như sau:

 Tổng kích thước Core và Cavity khi ghép lại là: 280x210x93 (mm)

Thiết kế sản phẩm

Bước 1: Đo kích thước sản phẩm mẫu và tạo mô hình 3D bằng cách đo kích thước các phần trên sản phẩm, phác thảo 2D các kích thước đo được, sau đó xây dựng mô hình 3D và kiểm tra kích thước của mô hình so với thực tế để đảm bảo độ chính xác, cuối cùng phát triển mô hình 3D cho ổ điện 4 và 5 lỗ cắm để phù hợp với yêu cầu thiết kế và chuẩn kỹ thuật.

Hình 3.3: Mô hình 3D sản phẩm đế ổ điện mẫu mặt trên

Hình 3.4: Mô hình 3D sản phẩm đế ổ điện mẫu mặt dưới

Hình 3.5: Bản vẽ 2D chi tiết đế ổ cắm điện mẫu

Phân tích các chức năng, kết cấu của sản phẩm mẫu

4 lỗ bậc đường kính d = 5mm dùng để bắt vít cố định ổ cắm điện vào táp- lô nhựa, bảng điều khiển điện…

Gân định vị giúp căn chỉnh và cố định miếng đồng dẫn điện sao cho khối đồng được định hình sẵn, nhằm để đầu phích cắm vào đúng vị trí của lỗ trên nắp hộp điện.

2 lỗ bắt ren vít dùng để lắp ghép cố định đế và nắm hộp điện với nhau

Khối hình côn dài dùng làm giá đỡ cho đèn LED, hiển thị ổ cắm đã được dẫn điện

Các nút dùng để định vị đế và nắp hộp điện, ăn khớp dễ dàng, chống xê dịch theo phương ngang

Các lỗ lắp ghép dùng để định vị miếng đồng nằm trên đế ổ cắm điện

Các rãnh lõm để cố định vị trí của các khối đồng đã định hình sẵn lỗ cắm nằm đúng tại vị trí phích cắm, không bị xê dịch

Lỗ vuông dùng để đưa dây điện vào, nối dây dẫn vào miếng đồng để dẫn điện

Các nút lồi dùng để lắp vít định vị từ miếng đồng vào đế

Để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật, các vị trí lồi lõm trên sản phẩm nhựa được thiết kế với bề dày thành khoảng 2mm Nếu thành quá dày, khi đúc sẽ xảy ra co ngót ở những khu vực thành dày, tạo vết lõm và làm giảm thẩm mỹ của sản phẩm Vì vậy, việc kiểm soát đúng độ dày thành và tối ưu hóa các chi tiết lồi lõm là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng bề mặt, độ đồng đều kích thước và tính thẩm mỹ của sản phẩm nhựa trong quy trình sản xuất.

Hình 3.6: Bản vẽ chi tiết sản phẩm ổ điện cải tiến 4 lỗ

Hình 3.7: Bản vẽ chi tiết cải tiến sản phẩm ổ điện 5 lỗ

Bước 2: Thiết kế cải tiến và xây dựng mô hình 3D đế ổ điện

Dựa trên ổ điện 3 hàng lỗ thông dụng, nhóm chúng em cải tiến thành ổ điện 4 và

Ổ cắm treo tường với 5 hàng lỗ là đặc điểm nổi bật của thiết kế được đề xuất Chúng tôi chọn phương pháp cải tiến này vì hiện trên thị trường chưa có mẫu ổ cắm treo tường với 4 hoặc 5 hàng lỗ theo kiểu dáng như vậy, do đó thiết kế mới nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng, tối ưu hóa không gian và mang lại tiện ích, đồng thời đảm bảo an toàn cho người dùng.

Dựa theo kích thước của sản phẩm mẫu, nhóm chúng em đã điều chỉnh kích thước của chi tiết thiết kế hộp điện có 4 và 5 lỗ để đảm bảo tính tương xứng, đồng thời giới hạn độ dày sản phẩm không quá 2 mm nhằm tránh co ngót bề mặt; các góc côn được thiết kế rút lấy sản phẩm ra sau quá trình ép nhựa.

Các kích thước của sản phẩm đế hộp điện 4 và 5 lỗ theo bản vẽ sau:

Hình 3.8: Mô hình 3D đế ổ điện 4 và 5 hàng lỗ sau khi cải tiến

 Những tính năng, kết cấu của sản phẩm mới:

Đế ổ điện 4 hàng lỗ và 5 hàng lỗ được điều chỉnh kích thước chiều dài và chiều rộng nhằm tăng khả năng sử dụng cho nhiều loại phích cắm hơn Thiết kế này cũng được tối ưu để đảm bảo độ thẩm mỹ cao cho mọi không gian lắp đặt, mang lại sự gọn gàng và đồng bộ cho hệ thống điện trong gia đình và văn phòng.

Các kích thước đường kính lỗ bắt vít, lỗ định vị vẫn được giữ nguyên để có thể sử dụng tiêu chuẩn của lõi đồng sản phẩm mẫu

Các kích thước đường kính đã được chỉnh sửa và phóng to để phù hợp với sản phẩm mới, trong khi đảm bảo khoảng cách giữa các lỗ bắt vít chia hết cho 5, nhằm tương thích với khoảng cách các lỗ bắt vít trên táp-lô.

Loại bỏ các vị trí lỗ không cần thiết, nhằm đơn giản cho sản phẩm.

Tách khuôn sản phẩm đế ổ điện

Tạo file Part sản phẩm dùng để tách khuôn

Ta tạo một một tệp tin chi tiết (File Part) Trong tệp tin này, ta chèn 2 chi tiết hộp điện 4 và 5 lỗ vào, sau đó phóng kích thước (Scale Factor) đúng bằng tỉ lệ co rút của nhựa ABS (nhựa được dùng để ép sản phẩm) là 0.56%

Bước 1: Chọn New  Metric  Standard (mm).ipt

Bước 2: Chọn Create  Derive  lấy 2 file đế ổ điện 4 và 5 hàng lỗ

Bước 3: Nhập hệ số tỉ lệ chi tiết (Scale Factor) = 1.00 ul

Bước 4: Dùng lệnh Move Bodies  Chọn đế ổ điện 4 Nhập X= 17,Y= -80,Z= 0

* Ta được tệp tin cần thiết dùng để tách khuôn

Hình 3.9: Tệp tin sản phẩm dùng để tách khuôn

Tách khuôn sản phẩm

Bước 1: Chọn New  Metric  Mold Design (mm).iam

Bước 2: Chọn Plastic Part để chèn chi tiết

Bước 3: Chọn Adjust Orientation để thiết lập hướng mở khuôn

Bước 4: Chọn Select Material để chọn vật liệu cho sản phẩm đế ổ điện

Bước 5: Chọn Core/Cavity để vào môi trường tách khuôn

Bước 6: Chọn Part Shrinkage để chỉnh độ co ngót

Bước 7: Chọn Define Workpiece Setting để thiết lập các kích thước khuôn

Kích thước khuôn Core và Cavity khi chép lại tổng cộng là: 210x280x93

Ta thiết lập thông số vào bảng như sau:

X/Y/Z_Total: Kích thước khuôn Core và Cavity ghép lại đã tính toán

X+, X-, Y+, Y-, Z+, Z-: Vị trí lòng khuôn ép chi tiết, ta thiết lập cho nằm ở giữa khuôn

Bước 8: Chọn Create Patching Surface để tạo mặt cắt keo trên sản phẩm

Bước 9: Chọn Create Runoff Surface để tạo mặt phân khuôn cho sản phẩm

* Nhưng khi tạo mặt phân khuôn 2 sản phẩm khác nhau, Inventor không tự động tạo mặt cắt được, ta phải dùng biện pháp thủ công để chỉnh sửa Để sửa lỗi này, ta dùng lệnh Edit Moldable Part để tạo mặt phân khuôn mong muốn

Bước 10: Dùng lệnh Generate Core and Cavity  Preview/Diagnose để tách khuôn thành Core và Cavity

* Ta được phần Core với Cavity hoàn chỉnh:

Hình 3.10: Core và Cavity sau khi tách khuôn hoàn chỉnh

Mô phỏng và phân tích quá trình ép sản phẩm

Sau khi hoàn thiện mô hình tách khuôn như đã trình bày, ta phân tích chi tiết quá trình ép nhựa để xác định các tham số quan trọng ảnh hưởng tới sản phẩm Việc xem xét thời gian điền đầy và hiện tượng rỗ khí giúp nhận diện các vùng khuôn còn bị bỏ sót hoặc bị thoát khí kém Đồng thời, các điểm nhựa lỏng khó điền đầy được chỉ ra nhằm đề xuất biện pháp khắc phục ở thiết kế và gia công khuôn Từ kết quả phân tích, ta điều chỉnh thiết kế khuôn, hệ thống cấp liệu, và công nghệ gia công để tối ưu quá trình tiêm nhựa, giảm thiếu sót và tăng chất lượng sản phẩm.

Các bước thực hiện mô phỏng phân tích quá trình ép sản phẩm bằng Inventor:

Trong môi trường Mold Design đã thiết lập ở phần trước, ta thực hiện tiếp theo như sau:

Bước 1: Chọn Gate Location để chọn vị trí vô keo

Bước 2: Chọn Mold Process Setting để thiết lập các thông số của sản phẩm

Bước 3: Chọn Cavity/Core  Part Fill Analysis để tiến hành phân tích quá trình ép

Dưới đây là quá trình phân tích ép sản phẩm được xử lý bằng Autodesk Inventor: a) Thời gian điền đầy khuôn:

Theo phân tích bằng phần mềm đối với vật liệu nhựa ABS 648, thời gian điền đầy khuôn là 1,1150 giây Các vị trí màu đỏ cho thấy những vùng có thời gian điền đầy lâu nhất.

Hình 3.11: Phân tích thời gian điền đầy khuôn b) Độ tin cậy của nhựa điền đầy khuôn:

Theo phân tích ta thấy, nhựa hoàn toàn có thể điền đầy khuôn, chất lượng điền đầy tốt, không bị lỗi ở vị trí nào

Hình 3.12: Phân tích nhựa điền đầy khuôn c) Chất lượng sản phẩm:

Qua phân tích, chất lượng sản phẩm nhựa đã đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và chất lượng tổng thể ở mức tốt Chất lượng sản phẩm tốt (màu xanh) hầu như đạt trên 84.8% Các vị trí có chất lượng trung bình (màu vàng) tập trung ở cạnh góc và ở đáy khuôn, nơi nhựa khó điền đầy khuôn dẫn tới hiện tượng co rút hoặc bề mặt không được tốt tại đó; tuy nhiên chất lượng vẫn được đảm bảo.

Hình 3.13: Phân tích chất lượng mặt trên sản phẩm

Hình 3.14: Phân tích chất lượng mặt dưới sản phẩm d) Rỗ khí:

Phần mềm Autodesk Inventor phân tích các vùng nhựa điền vào khuôn và cho thấy nơi có khí tồn tại, khiến nhựa không điền đầy khuôn và sinh ra các điểm lỗi rổ khí trên bề mặt sản phẩm Việc nhận diện các vị trí này giúp tối ưu thiết kế khuôn và quy trình đổ nhựa, từ đó giảm thiểu rổ khí và nâng cao chất lượng, thẩm mỹ sản phẩm.

Từ đó, ta tìm ra những phương pháp như thiết kế thêm nút hơi trên sản phẩm để tránh khi co rút gây mất thẩm mỹ trên bề mặt sản phẩm hoặc dùng biện pháp lắp ghép khuôn (ghép insert) để khi ép nhựa, nhựa có thể hoàn toàn điền đầy khuôn và không khí có thể thoát ra dễ dàng, không bị bí hơi, đảm bảo thẩm mỹ trên bề mặt sản phẩm nhựa

Hình 3.15: Phân tích rỗ khí mặt dưới sản phẩm

Hình 3.16: Phân tích rỗ khí mặt trên sản phẩm e) Các vệt nối, đường nối trên sản phẩm:

Các vệt nối nhỏ, không nghiêm trọng, chỉ xuất hiện ở một vài đường màu đỏ nằm bên dưới nắp, không ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và cho thấy设计 thiết kế đã tương đối phù hợp.

Hình 3.17: Phân tích vệt nối, đường nối trên sản phẩm

Trong quá trình phân tích, Autodesk Inventor đưa ra các đề xuất nhằm tối ưu chất lượng sản phẩm và xác định các thông số thiết lập trên máy ép phun để sản xuất ra thành phẩm phù hợp Tuy nhiên, những đề xuất này được xây dựng trên điều kiện vận hành lý tưởng, còn thực tế lại đòi hỏi chỉnh sửa dựa trên kinh nghiệm và thực tế tại mỗi nhà máy Việc kết hợp giữa các đề xuất của phần mềm với sự điều chỉnh từ thực tế giúp tối ưu quy trình ép nhựa, tăng hiệu suất, giảm thiểu lỗi và đảm bảo chất lượng sản phẩm dù ở môi trường sản xuất có nhiều biến động.

Bảng 3.1:Thông số chế độ ép được đề xuất trên phần mềm Inventor

Thiết kế hệ thống làm mát

 Giữ cho khuôn có nhiệt độ ổn định để nguyên liệu nhựa có thể giải nhiệt đều

 Giải nhiệt nhanh, tránh trường hợp nhiệt giải không kịp, gây nên hiện tượng biến dạng sản phẩm gây ra phế phẩm

 Giảm thời gian chu kỳ, tăng năng xuất sản xuất b) Những điểm cần chú ý khi thiết kế hệ thống làm mát trong khuôn:

 Các kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt nhưng cần chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn

Đường kính kênh làm nguội nên lớn hơn 8 mm (8 hoặc 10 mm) để dễ gia công và phải được giữ nguyên kích thước này nhằm đảm bảo tốc độ chảy của chất làm nguội đồng nhất giữa các kênh, tránh sự khác biệt lưu lượng do các kênh có đường kính khác nhau.

 Nên chia hệ thống làm nguội ra nhiều vùng làm nguội để tránh các kênh làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn

 Đặc biệt chú ý đến việc làm nguội những phần dày của sản phẩm c) Tính toán sơ bộ theo kinh nghiệm và mô phỏng hệ thống làm mát:

Theo kinh nghiệm và theo phân tích kiểm nghiệm bằng phần mềm Inventor, ta có các kích thước của hệ thống làm mát như sau:

Hình 3.18: Phân tích kích thước của hệ thống làm mát bằng phần mềm Inventor

Hình 3.19: Kích thước hệ thống làm mát khuôn d) Thiết kế hệ thống làm mát trên Inventor thực hiện theo các bước sau:

* Trong môi trường Mold Design ta tiếp tục thiết kế phần hệ thống làm mát

Bước 1: Chọn Model  Model để qua môi trường thiết kế chi tiết

Bước 2: Chọn Plane để tạo mặt phẳng chứa đường tâm của hệ thống làm mát

Bước 3: Chọn Auto Runner Sketch Manual Sketch Cooling Sketch để vẽ đường tâm

Bước 4: Chọn mặt Plan vừa tạo và vẽ các đường tâm với kích thước đã tính toán

Bước 5: Chọn Cooling Channel và chọn các đường tâm đã vẽ sketch để tạo các lỗ khoan theo kích thước thiết lập trên bảng

Chúng ta lần lượt chọn các đường tâm đã vẽ và thực hiện tương tự với phần khuôn còn lại, từ đó hình thành hệ thống làm mát như trong hình minh hoạ.

Hình 3.20: Hệ thống làm mát trên khuôn đế ổ điện

Tạo chốt tạo hình (Core Pin)

Sau khi tách khuôn, trên khuôn xuất hiện các chốt hình trụ nhỏ nổi lên để tạo lỗ trên sản phẩm Những chi tiết này rất nhỏ và phức tạp, nên không thể gia công bằng máy CNC Vì vậy, ta phải gia công riêng các chi tiết đó và ghép chúng vào khuôn để hoàn thiện chi tiết lỗ Những chi tiết này được gọi là chốt tạo hình (core pin).

Hình 3.21: Các phần hình trụ nhỏ tạo lỗ trên sản phẩm

Các bước tạo Core Pin bằng Inventor như sau:

Bước 1: Chọn Core/Cavity  Place Core Pin

Bước 2: Chọn Placement  Concentric để thiết lập kiểu tạo Core Pin

Bước 3: Chọn các bề mặt tạo Core Pin

Bước 4: Thiết lập kích thước Core Pin

Trên khuôn ta cần tạo 3 dạng Core Pin, các kích thước cần chọn cho Core Pin như sau:

* Sau khi lần lượt chọn hết các phần tạo Core Pin ta được các chi tiết như sau:

Hình 3.22: Chốt tạo hình (Core Pin)

Tạo Insert ghép khuôn

Sau khi phân tích các vị trí bị bí hơi hoặc rỗ khí trong quá trình ép phun, ta xác định các điểm cần chỉnh sửa Ta tiến hành chỉnh sửa và cắt ghép tại những vị trí này để tối ưu dòng chảy nhựa và giảm thiểu hiện tượng bí hơi Việc điều chỉnh đúng vị trí giúp cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm lỗi và nâng cao năng suất sản xuất.

Như kết quả phân tích từ Inventor ta thấy, những vị trí bị bí hơi, có nhiều rỗ khí xuất hiện trên bề mặt gân sản phẩm chi tiết

Hình 3.23: Các điểm rỗ khí trên sản phẩm

Gân nhựa được hình thành từ các vị trí sâu và hẹp trên khuôn, với kích thước rộng khoảng 2 mm và sâu khoảng 9,5 mm Do đặc điểm này, hiện tượng bí hơi phát sinh và gây rỗ khí trên bề mặt sản phẩm trong quá trình ép phun Vì vậy, chất lượng tại vị trí có gân thường khó có thể đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra.

 Biện pháp để hạn chế những điểm rỗ khí như trên là tiến hành tạo Insert tại vị trí đó

 Insert được ghép vào vị trí trên khuôn như hình sau:

Hình 3.24: Vị trí ghép Insert

Bước 1: Chọn Core/Cavity  Create Insert

Bước 2: Profile  Rectangle, Placement  Linear

Bước 3: Chọn các thiết lập như hình và nhập thông số đã tính để tạo Insert

* Lần lượt như vậy đối với 3 Insert còn lại, ta được như hình:

Hình 3.25: Vị trí Insert trên khuôn di động (Core)

Hình 3.26: Insert khuôn đế ổ điện

Sau khi hoàn thiện thiết kế Insert, ta tiến hành gia công chân đế để thao tác tháo lắp Insert dễ dàng Chân đế có hình dạng như hình minh họa và được thiết kế với các vành rộng giúp tháo lắp nhanh chóng, đồng thời cho phép điều chỉnh kích thước sao cho phù hợp với Insert và yêu cầu sản xuất Việc tối ưu kích thước vành và chân đế sẽ tăng tính ổn định trong quá trình lắp ráp, giảm sai lệch và nâng cao hiệu quả làm việc.

Hình 3.27: Hình dáng chân lắp Insert

Thiết kế kênh dẫn nhựa

Hình 3.28: Bản vẽ kênh dẫn nhựa

Kênh dẫn nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun Làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lòng khuôn a) Yêu cầu kỹ thuật:

 Nhựa trong kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng

Để tối ưu quá trình điền đầy lòng khuôn, chiều dài của kênh dẫn nên càng ngắn càng tốt, giúp quá trình điền đầy diễn ra nhanh chóng, duy trì áp lực và giảm thiểu mất nhiệt trong suốt quá trình điền đầy.

Kích thước của kênh nhựa phụ thuộc vào từng loại vật liệu và có sự khác biệt giữa các vật liệu Một mặt, kênh nhựa phải đủ nhỏ để giảm phế liệu, rút ngắn thời gian nguội và giảm lực kẹp, qua đó cải thiện hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm Mặt khác, nó phải đủ lớn để dẫn chuyển một lượng vật liệu đáng kể, điền đầy lòng khuôn nhanh chóng và giảm mất áp lực, đảm bảo quá trình đổ đầy khuôn liên tục và ổn định.

Rãnh dẫn nhựa trên khuôn đế ổ điện được thiết kế dính keo vào vị trí trên bề mặt sản phẩm, vì vậy thiết kế cần được thực hiện như sau: b) Tạo kênh dẫn nhựa bằng Inventor.

Bước 1: Trên thanh Browser chọn Core Cavity  Core  Chuột phải  Open

Bước 2: Dùng lệnh Sketch chọn bề mặt trên của khuôn rồi vẽ kênh nhựa như đã tính toán

Bước 3: Dùng lệnh Extrude cắt xuống 1 đoạn 6mm và côn vào trong

Bước 4: Dùng lệnh Axis và Plan để tạo mặt phẳng đi qua 2 vị trí lỗ vào keo

Bước 5: Dùng lệch Loft tạo tiết diện cắt kênh dẫn nhựa dựa vào các kích thước đã tính toán trên bản vẽ 2D, ta được như hình.

Thiết kế vỏ khuôn

Vỏ khuôn là sản phẩm tiêu chuẩn có sẵn trên thị trường và được chọn phù hợp với kích thước của bộ khuôn (core và cavity) để bảo đảm sự tương thích; ở đây, bộ vỏ khuôn được chọn là FUTABA SA-S với kích thước 350 x 550 mm.

Bộ vỏ khuôn được làm từ thép C45

Thành phần hóa học thép C45 C Si Mn P S Cr Mo Ni

Bảng 3.2 Thành phần của thép làm vỏ khuôn

Khi lắp khuôn đực (core) và khuôn cái (cavity) vào bộ vỏ khuôn, để phần khuôn lồi lên so với tấm giữ khoảng 5–10 mm Chỉ nên để hai bề mặt khuôn đực và khuôn cái tiếp xúc với nhau; nếu tiếp xúc đồng thời cả bề mặt khuôn và vỏ khuôn sẽ rất khó đạt sự chạm khớp chính xác Bất kỳ sai số nào gây khe hở ở bề mặt phân khuôn sẽ khiến nhựa bị tràn ra và sinh ra flash, làm mất thẩm mỹ của sản phẩm.

Thiết kế vỏ khuôn trên Inventor:

Bước 1: Chọn Mold Assembly  Mold Base

Bước 2: Thiết lập các thông số vỏ khuôn

* Các thông số vỏ khuôn được thiết lập như sau:

Standard: tiêu chuẩn khuôn Vendor and Type: nhà cung cấp và loại khuôn

 350mm x 550mm (chọn Customize: Để có thể chỉnh sửa từng tấm trong vỏ khuôn)

Clearance: độ hở Core Cavity Plate Clearance: độ hở 2 giữa tấm core và cavity

Bước 3: Chọn Sprue Bushing để tạo bạc cuống phun lắp vào vỏ khuôn

Thiết lập các kích thước để bạc cuống phun nằm ở giữa tấm giữ trên và chọn kích thước bạc cuống phun thông dụng như hình:

Bước 4: Chọn Locating Ring để tạo vòng định vị

Thiết lập các kích thước để vòng định vị nằm ở giữa tấm giữ trên, và chọn kích thước vòng định vị thông dụng như hình:

* Sau khi hoàn thành xong các bước trên, ta được bộ vỏ khuôn như hình:

Thiết kế hệ thống lói đẩy sản phẩm

Khi sản phẩm trong khuôn được làm nguội và khuôn được mở ra, sản phẩm còn dính vào lòng khuôn do sự hút chân không và có xu hướng co lại sau khi nguội, vì vậy cần một hệ thống đẩy để đẩy sản phẩm ra ngoài một cách an toàn và nhanh chóng; a) Yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống đẩy bao gồm đảm bảo lực đẩy phù hợp với kích thước, hình dáng và vật liệu của sản phẩm, độ tin cậy cao để hoạt động liên tục trong chu kỳ đổ và làm nguội, khả năng làm việc ổn định ở điều kiện của khuôn và môi trường, cũng như các biện pháp bảo vệ để tránh hư hỏng hoặc lệch vị trí khi tháo khuôn.

 Đơn giản hóa (không quá phức tạp đối với khuôn, cơ cấu nhỏ, nhẹ và hiệu quả)

Độ cứng của chốt đẩy đạt khoảng 40–45 HRC, được gia công chính xác và lắp đặt theo hệ thống trục để đảm bảo độ ổn định Với chu kỳ phun ép rất nhỏ, chốt đẩy có khả năng chịu mài mòn tốt; tuy nhiên, bạc dẫn lại không tự bôi trơn nên mòn nhanh và tuổi thọ sẽ giảm.

Độ nhanh của tác động lên sản phẩm là yếu tố then chốt và thường diễn ra ở tốc độ cao Tác động có thể đồng thời xảy ra ở nhiều điểm trên các sản phẩm có bề rộng lớn (ty lói); đối với các sản phẩm ngắn, tác động mang tính cục bộ (tấm lói – lói bửng) Đối với sản phẩm không đồng phẳng (ống lói) hoặc có bề sâu (khí nén), lực tác động phân bố không đồng nhất và phụ thuộc vào hình dạng cũng như cấu trúc của từng loại sản phẩm.

 Có khoảng đẩy và lực đẩy phù hợp để đẩy sản phẩm

 Có thể lấy sản phẩm ra dễ dàng và không ảnh hưởng đến hình dạng sản phẩm, tính thẩm mỹ của sản phẩm

Để thiết kế hệ thống đẩy trên Inventor, trước tiên ta phải tính toán kích thước và tọa độ của các cây lôi (các bộ phận đẩy) trên bản vẽ 2D; các thông số này được tham khảo từ sản phẩm mẫu Sau khi đo đạc và xuất bản vẽ 2D, ta tiến hành nhập các tham số vào Inventor để mô phỏng và tối ưu hóa thiết kế Hệ thống đẩy phải nằm trên khuôn di động (khuôn hai tấm) và được bố trí hợp lý để đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra liên tục và hiệu quả.

Bước 1: chọn Mold Assembly  Ejector để tạo hệ thống lói

Thiết lập các thông số kích thước vị trí các cây lói như sau:

* Tọa độ X Y của các cây lói được tính từ tâm khuôn Đường kính 2 mm

* Sau khi hoàn thành bước trên, ta được hệ thống lói đẩy sản phẩm như hình:

Hình 3.30: Hệ thống lói đẩy sản phẩm

Đơn giản mô hình 3D Core và Cavity dành cho quá trình gia công

Khi gia công trên máy CNC, ta chỉ có thể gia công các bề mặt và khối 3D có kích thước phù hợp với các loại dao được dùng cho máy CNC Đối với các rãnh, hốc nhỏ hơn 2 mm và sâu trên 7–8 mm thì không có dao phù hợp, nên không thể gia công được Vì vậy, ta phải đơn giản hóa mô hình 3D và áp dụng các phương pháp gia công khác như bắn điện (EDM) và cắt dây (wire EDM) để xử lý những vị trí mà máy CNC không thể tiếp cận.

Trong quy trình lập trình gia công cho máy CNC, mô hình 3D được đơn giản hóa để tối ưu hóa quá trình gia công; các rãnh và hốc quá hẹp hoặc quá sâu sẽ được lấp đầy nhằm giảm chi phí gia công và tăng độ chính xác Tại các vị trí mặt cắt keo, ta nâng lên 0.2 mm để dành không gian cho công đoạn cạo rà khi đánh bóng hoàn thiện khuôn.

Hình 3.31: Khuôn CORE khuôn đế ổ điện đơn giản

Hình 3.32: Khuôn CAVITY khuôn đế ổ điện đơn giản

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN

Chuẩn bị phôi

Chọn vật liệu cho khuôn chày và cối (Core và Cavity) của khuôn: Thép 2311 a) Đặc điểm thép 2311 (Thép chế tạo khuôn đã xử lý nhiệt):

Thép 2311 là thép hợp kim crom-molybden được tôi luyện và khử khí bằng ram chân không, mang lại các đặc tính nổi bật như khả năng gia công cắt gọt rất tốt, độ cứng đồng nhất, hàm lượng lưu huỳnh thấp và cấu trúc đồng nhất, tinh khiết Nó cũng có khả năng đánh bóng, EDM và quang hóa cao, thích hợp cho các ứng dụng đòi hỏi bề mặt hoàn thiện và độ chính xác cao.

(< 0,005) Tiêu chuẩn AISI P20, JIS HPM-22, 718 Werkstoff 2311, 40CrMnMo86 Độ cứng Đã tôi và ram đạt 28 – 34 HRC Độ bền kéo 1140 N/mm

Bảng 4.1: Thành phần và cơ tính vật liệu làm khuôn thép 2311 b) Ứng dụng của thép 2311:

 Thép 2311 được ứng dụng để làm khuôn ép phun, khuôn thổi, khuôn định hình, khuôn ép nén Melamine, làm chi tiết máy, trục, khuôn đúc áp lực cho hợp kim thiếc, chì, kẽm

Chọn kích thước gia công khuôn:

Chọn vật liệu làm bộ vỏ khuôn: Thép C45

Thành phần hóa học thép C45 C Si Mn P S Cr Mo Ni

Bảng 4.2: Thành phần vật liệu làm vỏ khuôn thép C45

Quy trình công nghệ gia công chi tiết

Gia công core

Hình 4.1: Bản vẽ core khuôn đế chi tiết ổ điện

BƯỚC 1: GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

STT NGUYÊN CÔNG HÌNH MINH HỌA

Phay thô, tinh mặt đầu bao ngoài :

- Chọn dao: dao phay ngún ỉ63 mm

- Đồ gá : phiến tỳ , êtô

+ Chiều sâu cắt lớn nhất

- Chọn máy: máy phay CNC 3 trục

- Chọn Góc lập trình là tâm phôi, sử dụng đường chạy dao

-Dung sai độ phẳng của mặt A là 0,03 mm -Dung sai kích thước

280  0.08mm -Nhám bề mặt Ra3,2àm

2.1 Khoan các lỗ lắp các insert hình trụ, lỗ lối sản phẩm, lỗ lối cuốn phun, lỗ cắt dây, lỗ ren, lỗ dẫn nước:

- Chọn dao: mũi khoan ỉ3; ỉ4; ỉ5; ỉ6; ỉ7; ỉ8; ỉ8,5 mm

- Chọn góc lập trình là tâm phôi, sử dụng đường chạy dao

-Dung sai độ vuông góc của đường tâm các lỗ so với mặt A là 0,1mm

- Chọn dao : dao phay ngún ỉ4 mm

- Chọn Góc lập trình là tâm phôi

2.3 Khoan đường nước làm mát:

- Chọn dao : mũi khoan ỉ8 mm

Các dung sai liên quan đến chi tiết được quy định như sau: dung sai kích thước biên dạng đế insert là +0,05 mm; dung sai độ vuông góc của đường tâm các lỗ so với mặt C là 0,3 mm; dung sai kích thước đường kính lỗ Ø18 ± 0,1 mm.

Phay thô, tinh mặt đầu còn lại (trở đầu):

- Chọn dao: dao phay ngún ỉ63

-Dung sai độ song song của mặt B so với mặt A là 0,03mm -Dung sai chiều dài

280  0.08mm; 50±0.02 mm -Nhám bề mặt Ra=3,2àm

4.1 Phay thô, tinh định hình Core:

- Đồ gá: phiến tỳ, êtô

Phay thô chừa lượng dư thành và đáy 0,2 mm

Dao: dao phay ngón ỉ10 mm

Phay tinh đúng kích thước

Dao: dao phay ngón ỉ4 mm

-Dung sai kích thước 52,3±0,02 mm; 142,8±0,03 mm; 177±0,03 mm; 27,7±0,01 mm -Nhám bề mặt Ra=3,2àm

Bề mặt lòng core nghiêng 1º

4.2 Khoan lỗ lắp các insert hình trụ, lỗ lói sản phẩm , lỗ lói cuốn phun, lỗ cắt dây:

- Chọn dao: mũi khoan ỉ1,8; ỉ2,8; ỉ3,8 ; 4,6; ỉ5.8; ỉ7,6 mm

Drill, lần lượt tiến hành khoan tâm và khoan sâu

-Dung sai độ vuông góc của đường tâm các lỗ so với mặt B là 0,1mm

4.3 Doa lỗ lắp insert hình trụ, lỗ lói sản phẩm , lỗ lói cuốn phun:

- Chọn dao: mũi doa ỉ2; ỉ3, ỉ4, ỉ5, ỉ6, ỉ8 mm

-Dung sai độ vuông góc của đường tâm các lỗ so với mặt B là 0,03mm

4.4 Phay biên dạng vị trí vô keo:

- Chọn dao : dao phay ngún ỉ4 mm

-Biên dạng vị trí vô keo nghiêng 6º

 Cách tính chế độ cắt:

 Phay bằng dao phay ngún gắn mảnh hợp kim ỉ63 mm:

- Chọn nhóm vật liệu gia công: (trang 606 [4])

Dao phay Seco R215.59-CV50063077-12.4, đường kính dao Dc c mm

Insert Seco ACMT 150612TR-M14 MP2500

- Chọn bước tiến mỗi răng: (trang 231 [4]) fz = 0,15 (mm/răng)

- Chọn tốc độ cắt: (trang 231 [4]) vc !0 (m/ph)

- Tính số vòng quay trong một phút của dao theo công thức: (trang 597 [4])

- Tính tốc độ ăn dao công thức: (trang 597 [4])

1061.2.0,15 318 f c z v n z f   (mm/ph) => Chọn vf = 320 (mm/ph)

 Phay bằng dao phay ngún nguyờn khối ỉ10 mm:

Dao phay Seco JS512, đường kính dao Dc mm

- Chọn số vòng quay trong một phút của dao: (trang 20 [5]) n = 3820 (v/ph)

- Chọn bước tiến mỗi răng: fz =0,05 (mm)

- Chọn lượng chạy dao phút: vf 80 (mm/ph)

Dao phay Seco JS512, đường kính dao Dc =4 mm

- Chiều sâu cắt theo công thức: (trang 77 [6])

- Bước tiến tính theo sức bền của mũi khoan theo công thức: (trang 77 [6])

Với mũi khoan có D = 8 mm, lấy S2 = 0,13 (bảng 8-3 trang 88 [6])

Khi l > 7D ÷ 10D bước tiến phải nhân 0,75

- Vận tốc cắt theo công thức: (trang 77 [6])

 Kv = Kmv Knv Kuv Klv = 0,3

- Số vòng quay trục chính theo công thức: (trang 78 [6])

- Tính lượng chạy dao phút:

S m n   (mm/ph) => Chọn Sm = 20 (mm/ph)

- Chọn dao: mũi doa ỉ8 mm

- Bước tiến tính theo sức bền của mũi doa theo công thức: (trang 77 [6])

BƯỚC 2: CẮT DÂY TIA LỮA ĐIỆN EDM LỖ LẮP INSERT, INSERT LẮP VÀO CORE VÀ ĐIỆN CỰC ĐỒNG:

Cắt lỗ lắp insert cho core:

- Chọn máy: máy cắt dây

+ Chọn vật liệu gia công:

- Gá tấm core lên thân tỳ của máy, kẹp chặt bằng bu long M8 với dụng cụ kẹp là mỏ kẹp

- Sau đó ta chọn tâm lỗ

∅6 đã gia công ở những bước trên để set làm tâm tọa độ gia công

-Dung sai kích thước thuộc miền H7

Gia công điện cực đồng:

- Gá nữa khối đồng lên thân tỳ của máy, kẹp chặt bằng bu long M8 với dụng cụ kẹp là mỏ kẹp

- Chạm mặt ngoài lấy tâm set tọa độ cho máy

- Từ bản vẽ đưa vào

CPU của máy ta xuất G- code để tiến hành chạy chương trình gia công

- Lấy chi tiết kiểm tra sản phẩm

+ Chọn vật liệu gia công: MAT4

Gia công insert 1 và insert 2:

- Gá lên thân tỳ của máy, kẹp chặt bằng bu long

M8 với dụng cụ kẹp là mỏ kẹp

- Chạm mặt ngoài lấy tâm set tọa độ cho máy

- Từ bản vẽ đưa vào

CPU của máy ta xuất G- code để tiến hành chạy chương trình gia công

- Lấy chi tiết kiểm tra sản phẩm

+ Chọn vật liệu gia công: MAT1

Bắn điện cực cho core:

- Gá tấm core trực tiếp lên bàn máy, kẹp chặc bằng mỏ kẹp

- Gá các điện cực đồng đã được ga công ở bước trước lên đầu máy

+ Tiến hành dịch chuyển điện cực đến các vị trí cần gia công

-Dung sai kích thước là ±0,01mm -Rà gá dựa vào biên dạng bao ngoài

Gia công lỗ vô keo và rãnh gân

Gá tấm core trực tiếp lên bàn máy, kẹp chặt bằng mỏ kẹp

-Rà gá dựa vào biên dạng bao ngoài.

Gia công cavity

Hình 4.2: Bản vẽ cavity đế của khuôn ổ điện

BƯỚC 1: GIA CÔNG CAVITY TRÊN MÁY CNC

Phay thô, tinh mặt đầu và bao ngoài :

-Dung sai độ phẳng của mặt

A là 0,03 mm Dung sai kích thước

280  0.08 mm Nhám bề mặt Ra=3,2 àm

2.1 Khoan lỗ nước và lỗ ren:

- Chọn dao: mũi khoan ỉ8; ỉ8,5 mm

- Đồ gá: Phiến tỳ, êtô

- Chọn máy: Máy phay CNC 3 trục

- Chọn góc lập trình là tâm phôi, sử dụng đường dao Drill

2.2 Khoan, phay lỗ lắp cuốn phun:

-Dung sai độ vuông góc của đường tâm các lỗ so với mặt A là 0,1mm

YÊU CẦU KỸ THUẬT 2.3 Khoan đường nước làm mát:

- Chọn dao : mũi khoan ỉ8 mm

-Dung sai độ vuông góc của đường tâm các lỗ so với mặt C là 0,3 mm -Dung sai kích thước đường kính lỗ ỉ8±0,1 mm

Phay thô, tinh mặt đầu còn lại (trở đầu):

-Dung sai độ song song của mặt B so với mặt A là 0,03mm -Dung sai chiều dài

280  0.08 mm; 50,5±0.02 mm -Nhám bề mặt Ra=3,2 àm

4.1 Phay thô, tinh định hình Cavity:

- Đồ gá: phiến tỳ, êtô

- Dao: dao phay ngún ỉ63 mm

-Dung sai độ song song của mặt D so với mặt A là 0,03mm -Dung sai chiều dài 43±0.02 mm; 48±0.02 mm; 138,5±0.0 3mm; 172,7±0.0 3mm; 32±0.01 mm -Bề mặt cavity nghiêng 1º

YÊU CẦU KỸ THUẬT 4.2 Khoan, phay lỗ lắp cuốn phun (trở đầu):

-Dung sai kích thước cuốn phun

 Cách tính chế độ cắt:

 Phay bằng dao phay ngún gắn mảnh hợp kim ỉ63 mm:

Dao phay Seco R215.59-CV50063077-12.4, đường kính dao Dc c mm

Insert Seco ACMT 150612TR-M14 MP2500

- Chọn bước tiến mỗi răng: (trang 231 [4]) fz = 0,15 (mm/răng)

- Chọn tốc độ cắt: (trang 231 [4]) vc !0 (m/ph)

- Tính số vòng quay trong một phút của dao theo công thức: (trang 597 [4])

- Tính tốc độ ăn dao công thức: (trang 597 [4])

1061.2.0,15 318 f c z v n z f   (mm/ph) => Chọn vf = 320 (mm/ph)

Dao phay Seco JS512, đường kính dao Dc mm

Dao phay Seco JS512, đường kính dao Dc =4 mm

Khi l > 7D ÷ 10D bước tiến phải nhân 0,75

Do còn gia công ở bước kế tiếp nên nhân với hệ số điều chỉnh là 0,75

Quy trình gia công vỏ khuôn

Hình 4.3: Bản vẽ vỏ khuôn tĩnh

NGUYÊN CÔNG BƯỚC GIA CÔNG

1 Phay bao ngoài: Dao phay ngún ỉ16 mm

2 Phay mặt: Dao phay mặt ỉ75 mm

3 Khoan tõm, khoan lỗ: Mũi khoan tõm ỉ10 mm, Mũi khoan ỉ18 mm, mũi khoan ỉ5 mm

5 Phay lỗ bậc Dao phay ngún ỉ16 mm

Phay mặt: Dao phay mặt ỉ75 mm a) Phay vỏ khuôn tĩnh:

Hình 4.4: Bản vẽ vỏ khuôn tĩnh

3 Phay biờn dạng lắp tấm khuụn: Dao phay ngún ỉ8 mm

4 Khoan tõm, khoan lỗ: Mũi khoan tõm ỉ10 mm, mũi khoan ỉ11 mm, mũi khoan ỉ18 mm

5 Phay lỗ ỉ48 mm: Dao phay ngún ỉ32 mm

2 Khoan tõm, khoan lỗ: Mũi khoan tõm ỉ10 mm, mũi khoan ỉ14 mm

4 Phay lỗ bậc ỉ55 mm, lỗ bậc ỉ16 mm: Dao phay ngún ỉ16 mm

2 Phay bậc cụn: Dao phay ngún ỉ 6 mm

Khoan, taro lỗ móc cẩu

1 Khoan tõm, khoan lỗ: Mũi khoan tõm ỉ10 mm, mũi khoan ỉ8 mm , mũi khoan ỉ21 mm

Lật mặt lại, khoan, taro lỗ móc cẩu

2 Taro: Tap RH M24x3 c) Phay vỏ khuôn di động:

Hình 4.5: Bản vẽ vỏ khuôn di động

3.Phay biờn dạng lắp tấm khuụn: Dao phay ngún ỉ8 mm

4 Khoan tõm, khoan lỗ: Mũi khoan lỗ tõm ỉ10 mm, mũi khoan ỉ11 mm, mũi khoan ỉ18 mm, mũi khoan ỉ6,8 mm, mũi khoan ỉ3,4 mm, mũi khoan ỉ4,4 mm, mũi khoan ỉ2,8 mm

5 Phay lỗ ỉ35 mm : Dao phay ngún ỉ16 mm

4 Phay lỗ bậc ỉ16 mm, lỗ bậc ỉ41 mm : Dao phay ngún ỉ16 mm

2 Phay bậc cụn: Dao phay ngún ỉ6 mm

Khoan, taro lỗ móc cẩu

Lật mặt lại, khoan, taro lỗ móc cẩu

2 Taro: Tap RH M24x3 b) Phay tấm giữ:

2 Khoan tõm, khoan lỗ: Mũi khoan tõm ỉ10 mm, mũi khoan ỉ4,4 mm, mũi khoan ỉ6,8 mm, mũi khoan ỉ3,4 mm, mũi khoan ỉ2,8 mm, mũi khoan ỉ9 mm

3 Phay lỗ bậc, phay vai lúi: Dao phay ngún ỉ16 mm, dao phay ngún ỉ4 mm

Phay mặt: Dao phay ngún ỉ75 mm c) Phay tấm đẩy:

4 Phay lỗ bậc ỉ17 mm: Dao phay ngún ỉ17 mm

Phay mặt: Dao phay mặt ỉ75 mm d) Phay khối đỡ:

Hình 4.8: Bản vẽ khối đỡ

Phay mặt: Dao phay mặt ỉ75 mm e) Phay tấm kẹp sau:

Hình 4.9: Bản vẽ tấm kẹp sau

4 Phay lỗ bậc ỉ26: Dao phay ngún ỉ26 mm

Phay mặt: Dao phay mặt ỉ75 mm.

Dao sử dụng gia công khuôn đế trên máy CNC

Bảng 4.3: Thông số dao gia công

 Dao phay ngón gắn mảnh insert:

Kích thước theo mm Số me

Dc dmm l2 lp l3 lc ap SCE ACE

Bảng 4.4: Thông số mảnh hợp kim gắn trên dao insert

Vật liệu Ảnh minh họa d 1

Bảng 4.5: Thông số mũi khoan

CNC Vật liệu Ảnh minh họa d 1

(mm) d 2 (mm) l 1 (mm) l 2 (mm) l 3 (mm)

Bảng 4.6: Thông số mũi doa

Vật liệu Ảnh minh họa d 1 xp

Bảng 4.7: Thông số mũi taro

Đánh bóng khuôn

Bước 1: Mài tay bằng đá mài để làm mờ các vết dao

Bước 2: Sử dụng máy mài hơi có gắn các đầu mài hợp kim để mài các bề mặt có độ nhấp nhô cao

Hình 4.11: Đầu mài hợp kim Hình 4.12: Máy mài hơi

Bước 3: Đánh bóng khuôn bằng giấy nhám có độ mịn tăng dần P320, P600 , P800,

Bước 4: Đánh bóng bằng nỉ, gắn các đầu nỉ vào máy mài hơi và tiến hành đánh bóng khuôn

Hình 4.14: Đầu nĩ đánh bóng

Hình 4.15: Khuôn sau khi đánh bóng

QUY TRÌNH LẮP RÁP KHUÔN VÀ ÉP SẢN PHẨM

Định dạng
Số trang	144
Dung lượng	10,52 MB