1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA CO 90 ĐỘ CÓ REN NGOÀI

100 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Thiết Kế Khuôn Ép Nhựa Co 90 Độ Có Ren Ngoài
Tác giả Lê Văn Vinh
Người hướng dẫn PGS. TS. Đặng Xuân Phương
Trường học Trường Đại Học Nha Trang
Chuyên ngành Khoa Cơ Khí
Thể loại Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2020
Thành phố Khánh Hòa
Định dạng
Số trang 100
Dung lượng 3,42 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA (15)
    • 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA THẾ GIỚI (15)
      • 1.1.1 Lịch sử hình thành và đặc điểm của ngành nhựa trên thế giới (15)
        • 1.1.1.1 Lịch sử ngành nhựa thế giới qua các giai đoạn chính (15)
        • 1.1.1.2 Đặc điểm chính ngành nhựa thế giới (16)
      • 1.1.2 Xu hướng của ngành nhựa thế giới (16)
        • 1.1.2.1 Xu hướng hạn chế sử dụng các sản phẩm nhựa bao bì dùng một lần (16)
        • 1.1.2.2 Sản phẩm nhựa thân thiện với môi trường – nhựa tự hủy (16)
    • 1.2 TỔNG QUAN NGÀNH NHỰA VIỆT NAM (16)
      • 1.2.1 Sơ lược ngành nhựa Việt Nam (16)
      • 1.2.2 Lịch sử ngành nhựa Việt Nam qua các giai đoạn chính (17)
      • 1.2.3 Đặc điểm chính của ngành nhựa Việt Nam (17)
    • 1.3 SƠ LƯỢC VỀ VẬT LIỆU NHỰA ÉP (18)
      • 1.3.1 Phân loại (18)
      • 1.3.2 Đặc tính của một số loại nhựa thông dụng (18)
        • 1.3.2.1 Polyetylen (PE) (18)
        • 1.3.2.2 Polypropylene (PP) (18)
        • 1.3.2.3 Polystyrene (PS) (19)
        • 1.3.2.4 Polyvinyl chlorire (PVC) (19)
        • 1.3.2.5 Polyamide (PA) (19)
    • 1.4 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ PHUN ÉP (20)
      • 1.4.1 Công nghệ ép phun (20)
      • 1.4.2 Sơ lược về máy ép nhựa (20)
      • 1.4.3 Các thành phần của khuôn ép nhựa (22)
        • 1.4.3.1 Các thuật ngữ cơ bản dùng trong khuôn ép nhựa (22)
        • 1.4.3.2 Kết cấu chung của một bộ khuôn (23)
      • 1.4.4 Các kiểu khuôn nhựa cơ bản (24)
        • 1.4.4.1 Khuôn hai tấm (24)
        • 1.4.4.2 Khuôn ba tấm (25)
        • 1.4.4.3 Khuôn nhiều tầng (26)
  • Chương 2. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM THIẾT KẾ (27)
    • 2.1 KÍCH THƯỚC SẢN PHẨM (27)
    • 2.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM (28)
    • 2.3 CÔNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM THIẾT KẾ (28)
    • 2.4 MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU (28)
    • 2.5 ĐẶC ĐIỂM CỦA SẢN PHẨM (29)
  • Chương 3. THIẾT KẾ KHUÔN VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐÚC ÉP SẢN PHẨM VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CAD/CAE (30)
    • 3.1 CHỌN MẶT PHÂN KHUÔN (30)
    • 3.2 CHỌN KIỂU KHUÔN VÀ KẾT CẤU KHUÔN (31)
    • 3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHỰA NGUỘI (32)
      • 3.3.1 Kênh dẫn nhựa (32)
      • 3.3.2 Miệng phun (33)
      • 3.3.3 Đuôi nguội chậm (35)
      • 3.3.4 Cuốn phun (36)
      • 3.3.5 Xác định số lòng khuôn (37)
    • 3.4 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MIỆNG PHUN (38)
    • 3.5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM (41)
    • 3.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN HƯỚNG (42)
    • 3.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT KHÍ (44)
    • 3.8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÁO UNDERCUT (44)
    • 3.9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI (45)
    • 3.10 CHỌN BULÔNG VÀ MỐI GHÉP (47)
    • 3.11 TÍNH LỰC KẸP KHUÔN VÀ CHỌN LOẠI MÁY ÉP NHỰA (48)
    • 3.12 THIẾT KẾ KHUÔN VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA PHẦN MẦM CAD/CAE (48)
      • 3.12.1 Lựa chọn phần mềm CAD/CAE hổ trợ cho quá trình thiết kế khuôn (48)
      • 3.12.2 Tạo lòng khuôn cho sản phẩm bằng Mold Tools (49)
      • 3.12.3 Tạo kênh dẫn, miệng phun bằng Mold Tools (59)
      • 3.12.4 Thiết kế các bộ phận khác của khuôn dưới sự hổ trợ của Imold (61)
        • 3.12.4.1 Tạo gốc tọa độ mới cho khuôn (62)
        • 3.12.4.2 Thiết kế hệ thống Slider (63)
        • 3.12.4.3 Thiết kế áo khuôn (65)
        • 3.12.4.4 Thiết kế hệ thống đẩy (66)
        • 3.12.4.5 Thiết kế bạc cuốn phun (68)
        • 3.12.4.6 Thiết kế hệ thống làm nguội (69)
        • 3.12.4.7 Thiết kế bulong nối lắp ghép tấm khuôn (73)
    • 3.13 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ÉP SẢN PHẨM (75)
      • 3.13.1 Giới thiệu (75)
      • 3.13.2 Mô phỏng quá trình điền đầy bằng phần mềm Moldflow Insight 2012 (75)
  • Chương 4. LẬP QUY TRÌNH QUA CÔNG MỘT TẤM KHUÔN CHÍNH BẰNG PHẦN MỀM CAD/CAM (85)
    • 4.1 LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG (86)
      • 4.1.1 Phân tích chi tiết gia công (86)
      • 4.1.2 Phương pháp gia công các bề mặt của chi tiết (87)
      • 4.1.3 Lập quy trình gia công các bề mặt chi tiết (87)
      • 4.1.4 Tiến hành các bước nguyên công (89)
        • 4.1.4.1 Nguyên công 1 (89)
        • 4.1.4.2 Nguyên công 2 (89)
        • 4.1.4.3 Nguyên công 3 (89)
        • 4.1.4.4 Nguyên công 4 (89)
    • 4.2 LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT KHUÔN ÂM BẰNG PHẦM MỀM (91)
      • 4.2.1 Đưa chi tiết vào mô trường gia công (91)
      • 4.2.2 Lựa chọn máy (91)
      • 4.2.3 Lựa chọn gốc tọa độ và kích thưới phôi (92)
      • 4.2.4 Thực hiện quá trình gia công (93)
  • Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT (99)
    • 5.1 KẾT LUẬN (99)
    • 5.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN (99)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (91)

Nội dung

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Những nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là do tôi thực hiện hoàn toàn dưới sự hướng dẫn trực tiếp từ cán bộ hướng dẫn là PGS. TS. Đặng Xuân Phương. Những thông tin phục vụ cho việc tính toán thiết kế được tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau và đã được ghi dưới danh mục tài liệu tham khảo. Nếu có gì gian dối, không trung thực tôi xin hoàn toàn chịu trách nghiệm trước Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp. Sinh viên thực hiện Lê Văn Vinh

Trang 1

i

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA CO 90 ĐỘ CÓ REN NGOÀI

Giảng viên hướng dẫn: PGS TS ĐẶNG XUÂN PHƯƠNG Sinh viên thực hiện: LÊ VĂN VINH

Mã số sinh viên: 58131710

Khánh Hòa, 8/2020

Trang 2

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Những nội dung trong đồ án tốt nghiệp này là do tôi thực hiện hoàn toàn dưới sự hướng dẫn trực tiếp từ cán bộ hướng dẫn là PGS TS Đặng Xuân Phương Những thông tin phục vụ cho việc tính toán thiết kế được tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau và đã được ghi dưới danh mục tài liệu tham khảo Nếu có gì gian dối, không trung thực tôi xin hoàn toàn chịu trách nghiệm trước Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Vinh

Trang 3

iii

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế, không có sự thành công nào mà không gắn liền với sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại Học Nha Trang cho đến nay, em đã nhận được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ của các thầy, cô, các anh khóa trước và các bạn cùng khóa

Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn PGS TS Đặng Xuân Phương, người đã nhiệt tình giúp đỡ và đóng góp ý kiến quý báu trong suốt nhiều tháng tìm hiểu và thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn các bạn cùng khóa đã giúp đỡ trong thời gian làm đề tài cũng như trong năm học vừa qua

Nha Trang, ngày 4 tháng 8 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Vinh

Trang 4

iv

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC KÝ HIỆU viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA 2

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA THẾ GIỚI 2

1.1.1 Lịch sử hình thành và đặc điểm của ngành nhựa trên thế giới 2

1.1.1.1 Lịch sử ngành nhựa thế giới qua các giai đoạn chính 2

1.1.1.2 Đặc điểm chính ngành nhựa thế giới 3

1.1.2 Xu hướng của ngành nhựa thế giới 3

1.1.2.1 Xu hướng hạn chế sử dụng các sản phẩm nhựa bao bì dùng một lần 3

1.1.2.2 Sản phẩm nhựa thân thiện với môi trường – nhựa tự hủy 3

1.2 TỔNG QUAN NGÀNH NHỰA VIỆT NAM 3

1.2.1 Sơ lược ngành nhựa Việt Nam 3

1.2.2 Lịch sử ngành nhựa Việt Nam qua các giai đoạn chính 4

1.2.3 Đặc điểm chính của ngành nhựa Việt Nam 4

1.3 SƠ LƯỢC VỀ VẬT LIỆU NHỰA ÉP 5

1.3.1 Phân loại 5

1.3.2 Đặc tính của một số loại nhựa thông dụng 5

1.3.2.1 Polyetylen (PE) 5

1.3.2.2 Polypropylene (PP) 5

1.3.2.3 Polystyrene (PS) 6

1.3.2.4 Polyvinyl chlorire (PVC) 6

1.3.2.5 Polyamide (PA) 6

1.4 GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ PHUN ÉP 7

1.4.1 Công nghệ ép phun 7

Trang 5

v

1.4.2 Sơ lược về máy ép nhựa 7

1.4.3 Các thành phần của khuôn ép nhựa 9

1.4.3.1 Các thuật ngữ cơ bản dùng trong khuôn ép nhựa 9

1.4.3.2 Kết cấu chung của một bộ khuôn 10

1.4.4 Các kiểu khuôn nhựa cơ bản 11

1.4.4.1 Khuôn hai tấm 11

1.4.4.2 Khuôn ba tấm 12

1.4.4.3 Khuôn nhiều tầng 13

Chương 2 PHÂN TÍCH SẢN PHẨM THIẾT KẾ 14

2.1 KÍCH THƯỚC SẢN PHẨM 14

2.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM 15

2.3 CÔNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM THIẾT KẾ 15

2.4 MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA VẬT LIỆU 15

2.5 ĐẶC ĐIỂM CỦA SẢN PHẨM 16

Chương 3 THIẾT KẾ KHUÔN VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐÚC ÉP SẢN PHẨM VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CAD/CAE 17

3.1 CHỌN MẶT PHÂN KHUÔN 17

3.2 CHỌN KIỂU KHUÔN VÀ KẾT CẤU KHUÔN 18

3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHỰA NGUỘI 19

3.3.1 Kênh dẫn nhựa 19

3.3.2 Miệng phun 20

3.3.3 Đuôi nguội chậm 22

3.3.4 Cuốn phun 23

3.3.5 Xác định số lòng khuôn 24

3.4 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MIỆNG PHUN 25

3.5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM 28

3.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN HƯỚNG 29

3.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT KHÍ 31

3.8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÁO UNDERCUT 31

3.9 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI 32

3.10 CHỌN BULÔNG VÀ MỐI GHÉP 34

Trang 6

vi

3.11 TÍNH LỰC KẸP KHUÔN VÀ CHỌN LOẠI MÁY ÉP NHỰA 35

3.12 THIẾT KẾ KHUÔN VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA PHẦN MẦM CAD/CAE 35

3.12.1 Lựa chọn phần mềm CAD/CAE hổ trợ cho quá trình thiết kế khuôn 35

3.12.2 Tạo lòng khuôn cho sản phẩm bằng Mold Tools 36

3.12.3 Tạo kênh dẫn, miệng phun bằng Mold Tools 46

3.12.4 Thiết kế các bộ phận khác của khuôn dưới sự hổ trợ của Imold 48

3.12.4.1 Tạo gốc tọa độ mới cho khuôn 49

3.12.4.2 Thiết kế hệ thống Slider 50

3.12.4.3 Thiết kế áo khuôn 52

3.12.4.4 Thiết kế hệ thống đẩy 53

3.12.4.5 Thiết kế bạc cuốn phun 55

3.12.4.6 Thiết kế hệ thống làm nguội 56

3.12.4.7 Thiết kế bulong nối lắp ghép tấm khuôn 60

3.13 MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ÉP SẢN PHẨM 62

3.13.1 Giới thiệu 62

3.13.2 Mô phỏng quá trình điền đầy bằng phần mềm Moldflow Insight 2012 62

Chương 4 LẬP QUY TRÌNH QUA CÔNG MỘT TẤM KHUÔN CHÍNH BẰNG PHẦN MỀM CAD/CAM 72

4.1 LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG 73

4.1.1 Phân tích chi tiết gia công 73

4.1.2 Phương pháp gia công các bề mặt của chi tiết 74

4.1.3 Lập quy trình gia công các bề mặt chi tiết 74

4.1.4 Tiến hành các bước nguyên công 76

4.1.4.1 Nguyên công 1 76

4.1.4.2 Nguyên công 2 76

4.1.4.3 Nguyên công 3 76

4.1.4.4 Nguyên công 4 76

4.2 LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT KHUÔN ÂM BẰNG PHẦM MỀM SOLIDCAM 78

4.2.1 Đưa chi tiết vào mô trường gia công 78

4.2.2 Lựa chọn máy 78

Trang 7

vii

4.2.3 Lựa chọn gốc tọa độ và kích thưới phôi 79

4.2.4 Thực hiện quá trình gia công 80

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 86

5.1 KẾT LUẬN 86

5.2 ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO 87

Trang 9

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Kích thước baffle theo tiêu chuẩn Misumi 41

Bảng 4.1 Hàm lượng thành phần hóa học trong thép C45 73

Bảng 4.2 Chỉ số bền của thép C45 74

Bảng 4.3 Trình tự thực hiện gia công 75

Bảng 4.4 Thông số dao phay ngón [9, trang K066] 77

Bảng 4.5 Thông số dao phay ngón MS4XLD015N080 [9, trang I108] 77

Bảng 4.6 Thông số dao phay MS2SBR0100S04 [9, trang I119] 78

Bảng 4.7 Thông số chế độ cắt 78

Trang 10

x

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Biểu đồ tiêu thụ chất dẻo bình quan đầu người năm 2017 4

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo máy ép phun 8

Hình 1.3 Các giai đoạn ép phun 9

Hình 1.4 Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng 10

Hình 1.5 Khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng 12

Hình 1.6 Khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội 12

Hình 1.7 Khuôn ba tấm 13

Hình 1.8 Khuôn hai tầng 13

Hình 2.1 Hình sản phẩm co 90 độ ren ngoài được vẽ bằng phầm mềm SolidWorks 14

Hình 2.2 Kích thước sản phẩm 14

Hình 3.1 Mặt phân khuôn thứ nhất 17

Hình 3.2 Lõi 1 18

Hình 3.3 Mặt phân khuôn thứ hai 18

Hình 3.4 Kết cấu kiểu khuôn FC 19

Hình 3.5 Một số tiết diện kênh dẫn 20

Hình 3.6 Kênh dẫn nhựa hình tròn 20

Hình 3.7 Miệng phun điểm chốt 21

Hình 3.8 Miệng phun kiểu cạnh 21

Hình 3.9 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu điểm [1, trang 29] 22

Hình 3.10 Miệng phun khuôn ép sau khi thiết kế 22

Hình 3.11 Kích thước thiết kế đuôi nguội châm [1, trang 45] 23

Hình 3.12 Bố trí đuôi nguội chậm 23

Hình 3.13 Lắp ghép giữa giữa bạc cuốn phun và vòng định vị [1, trang 16] 23

Hình 3.14 Kích thước cuốn phun cơ bản 24

Hình 3.15 Cách bố trí hệ thống dẫn nhựa 25

Hình 3.16 Vị trí miệng phun tối ưu bằng phần mềm Moldflow 25

Trang 11

xi

Hình 3.17 Vị trí miệng phun của sản phẩm trong thực tế 26

Hình 3.18 Cách bố trí hệ thống dẫn nhựa với miệng phun được chọn 26

Hình 3.19 Kết quả mô phỏng thời gian điền đầy cực đạí 27

Hình 3.20 Kết quả mô phỏng áp suất phun cực đại 28

Hình 3.21 Cấu tạo chung của hệ thống đẩy 28

Hình 3.22 Kích thước của chốt đẩy tròn 29

Hình 3.23 Hệ thống dẫn hướng dùng chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng 30

Hình 3.24 Kích thước sơ bộ chốt dẫn hướng thẳng có vai 30

Hình 3.25 Kích thước sơ bộ bạc dẫn hướng có vai 31

Hình 3.26 Lõi sau khi tách 32

Hình 3.27 Hệ thống làm mát có vách ngăn 34

Hình 3.28 Catolog baffle của hãng Misumi 34

Hình 3.29 36

Hình 3.30 37

Hình 3.31 37

Hình 3.32 38

Hình 3.33 38

Hình 3.34 39

Hình 3.35 40

Hình 3.36 40

Hình 3.37 41

Hình 3.38 42

Hình 3.39 42

Hình 3.40 43

Hình 3.41 43

Hình 3 42 44

Hình 3.43 44

Hình 3.44 45

Hình 3.45 45

Hình 3.46 46

Hình 3.47 47

Trang 12

xii

Hình 3.48 48

Hình 3.49 48

Hình 3.50 49

Hình 3.51 50

Hình 3.52 50

Hình 3.53 51

Hình 3.54 51

Hình 3.55 52

Hình 3.56 53

Hình 3.57 53

Hình 3.58 54

Hình 3.59 54

Hình 3.60 Kích thước bạc phun hãng Hasco loại K100 55

Hình 3.61 56

Hình 3.62 56

Hình 3.63 57

Hình 3.64 57

Hình 3.65 58

Hình 3.66 59

Hình 3.67 Baffle được vẽ bằng phần mềm SolidWorks theo tiêu chuẩn Misumi 59

Hình 3.68 60

Hình 3.69 60

Hình 3.70 61

Hình 3.71 Bộ khuôn ép nhựa co 90 độ ren ngoài hoàn chỉnh 61

Hình 3.72 Hộp thoại Generate Mesh 62

Hình 3.73 63

Hình 3.74 64

Hình 3.75 Thời gian điền đầy toàn bộ lòng khuôn 64

Hình 3.76 Mô phỏng quá trình làm mát phần mềm Moldflow Insight 2012 65

Hình 3.77 66

Hình 3.78 66

Trang 13

xiii

Hình 3.79 67

Hình 3.80 67

Hình 3.81 68

Hình 3.82 68

Hình 3.83 69

Hình 3.84 69

Hình 3.85 70

Hình 3.86 70

Hình 3.87 71

Hình 4.1 Chi tiết khuôn âm từ phần mềm Solidworks 72

Hình 4.2 Bản vẽ chi tiết 73

Hình 4.3 Đánh số các bề mặt của khuôn 75

Hình 4.4 Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 76

Hình 4.5 Dao phay ngón gắn mảnh hợp kim 77

Hình 4.6 Dao phay ngón số hiệu MS4XLD015N080 77

Hình 4.7 Dao phay đầu cầu số hiệu MS2SBR0100S04 77

Hình 4.8 79

Hình 4.9 79

Hình 4.10 80

Hình 4.11 80

Hình 4.12 81

Hình 4.13 81

Hình 4.14 82

Hình 4.15 Kết quả đường chạy dao 82

Hình 4.16 83

Hình 4.17 83

Hình 4.18 84

Hình 4.19 84

Hình 4.20 85

Hình 4.21 85

Trang 14

1

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, sản phẩm nhựa đã và được sử dụng rộng rãi trên thị trường Ngành khuôn mẫu ở Việt Nam trong những năm qua đã đạt được tốc độ tăng trưởng, sản phẩm nhựa ngày càng phổ biến Tuy vậy, việc đào tạo cán bộ kỹ thuật phục vụ cho ngành khuôn mẫu của nước ta còn gặp nhiều khó khăn Người kỹ sư phải có kiến thức thật tốt

về khuôn mẫu và vật liệu nhựa thì mới có thể thiết kế được các sản phẩm nhựa có chất lượng tốt, hiệu quả kinh tế cao Đặc biệt, họ phải nắm vững những nguyên tắc thiết kế

và các phương pháp gia công trong việc tạo khuôn, vì chất lượng của sản phẩm và giá thành phụ thuộc vào những đặc tính kỹ thuật của khuôn

Nhận thấy rõ những vấn đề trên, trong đồ án này em thực hiện đề tài về thiết kế khuôn mẫu mang tên: “Thiết kế khuôn ép nhựa co 90độ có ren ngoài” Nội dung đồ án bao gồm:

Chương 1 Tổng quan về ngành nhựa

Chương 2 Phân tích sản phẩm thiết kế

Chương 3 Thiết kế khuôn và mô phỏng quá trình đúc ép sản phẩm với sự hổ trợ của phần mềm CAD/CAE

Chương 4 Lập quy trình gia công một tấm khuôn chính bằng phầm mềm CAM

CAD-Chương 5 Kết luận và đề xuất

Dù đã có nhiều nỗ lực rất nhiều trong quá trình thực hiện nhưng do không có nhiều kinh nghiệm thực tế và kiến thức còn ít ỏi, hạn chế nên trong quá trình thực hiện không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự thông cảm và đóng góp

ý kiến từ các thầy, cô để đề tài được hoàn thiện hơn

Nha Trang, ngày 4 tháng 8 năm 2020

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Vinh

Trang 15

2

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA

1.1 TỔNG QUAN VỀ NGÀNH NHỰA THẾ GIỚI

1.1.1 Lịch sử hình thành và đặc điểm của ngành nhựa trên thế giới

1.1.1.1 Lịch sử ngành nhựa thế giới qua các giai đoạn chính

Những năm 1870 – 1900, nhà khoa học John Hyatt (người Mỹ) đã phát triển Parkesin – hợp chất nhựa đầu tiên trên thế giới với tên gọi là “celluloid” Celluloid khá

ổn định và có tính ứng dụng tốt trong thời điểm đó Hợp chất nhựa này đã trở thành vật liệu được ưa chuộng do giá thành thấp và dễ gia công Nó được ứng dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp Đặc biệt là ngành công nghệ sản xuất đồ chơi và đồ dùng

cá nhân

Giai đoạn tiếp theo từ 1920 – 1930, PolyVinyl Clorua (PVC) được đưa vào sản xuất công nghiệp Trước đó, ngay từ năm 1872, lịch sử của PVC đã được bắt đầu PVC được tổng hợp từ nguyên liệu chính là Vinyl Clorua Tuy nhiên, nó không được sử dụng rộng rãi do tính ứng dụng thấp, khuôn ổn định, độ cứng cao gây khó khăn trong gia công Mãi đến năm 1926, tiến sĩ Waldo Semon phát minh ra phương pháp dẻo hóa Từ

đó, PVC mới bắt đầu được sử dụng nhiều hơn và đưa vào sản xuất công nghiệp Giai đoạn đầu năm 1930 là giai đoạn cực kỳ quan trọng trong sự phát triển ngành nhựa của thế giới lúc bấy giờ Nó là giai đoạn bản lề, là tiền đề cho sự phát triển nhanh chóng của ngành nhựa những giai đoạn sau

Ở giai đoạn 1950 – 1960, thị trường tiêu dùng là nơi các nhà sản xuất nhựa đánh vào nhằm mở rộng thị trường cho ngành sản xuất nhựa Các sản phẩm nhựa tiêu dùng hằng ngày trở nên phổ biến, rộng rãi hơn rất nhiều Từ đó, sản lượng sản xuất nhựa trên toàn thế giới tăng gấp 4 lần Sự tăng trưởng nhanh đến chóng mặt nhờ vào các yếu tố như giá thành thấp, sản xuất hàng loạt, tính ứng dụng cao khiến cho người dân tiêu thụ ngày một nhiều các sản phẩm nhựa Đặc biệt, là các sản phẩm nhựa bao bì và đóng gói

Trong những năm 1970 - 1990, các ngành công nghiệp khác đặc biệt là ngành sản xuất ô tô, thiết bị điện tử viễn thông sử dụng vật liệu nhựa ngày càng trở nên phổ biến bởi các đặc tính bền, nhẹ, chịu lực tốt và cách điện tốt

Trang 16

3

Những năm 1990 – nay, mức độ tăng trưởng của ngành nhựa thế giới chậm lại

và xu hướng bão hòa Tuy nhiên các công nghệ nhựa mới vẫn không ngừng được phát minh điển hình như công nghệ in 3D hay công nghệ Nano và nó sẽ là ngành công nghiệp của tương lai

1.1.1.2 Đặc điểm chính ngành nhựa thế giới

Ngành nhựa thế giới hiện nay đã bước vào giai đoạn bão hòa với việc tốc độ tăng trưởng sản lượng sản xuất và tiêu thụ giảm dần Tuy nhiên, cơ cấu sản xuất nguyên liệu nhựa toàn cầu đang có xu hướng chuyển dịch sang châu Á và đặc biệt là Trung Quốc Đây là khu vực có tỉ lệ tiêu thụ nhựa bình quân đầu người còn thấp và có tốc độ tăng trưởng nhu cầu nguyên liệu nhựa ở mức cao Tiềm năng tăng trưởng của châu Á đang

có xu hướng tăng lên, cơ cấu kinh tế cũng đang chuyển dịch sang các ngành công nghiệp

sử dụng nhiều sản phẩm nhựa như công nghiệp ô tô và điện – điện tử Do đó, nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm nhựa của khu vực châu Á là rất lớn

1.1.2 Xu hướng của ngành nhựa thế giới

1.1.2.1 Xu hướng hạn chế sử dụng các sản phẩm nhựa bao bì dùng một lần

Do vấn đề quá tải rác thải nhựa quá lớn, các quốc gia trên thế giới đang hạn chế

sử dụng bao bì nhựa và đặc biệt là bao bì dùng một lần nhằm giảm thiểu lượng rác thải nhựa ra môi trường Các biện pháp được đưa ra chủ yếu là cấm hoặc hạn chế sử dụng bao bì, và các biện pháp kinh tế liên quan đến thuế hoặc phí phạt Tuy nhiên, mức độ hiệu quả là không cao Mặt khác, chính xu hướng này đã gây ảnh hưởng rất lớn đến mảng nhựa bao bì toàn cầu

1.1.2.2 Sản phẩm nhựa thân thiện với môi trường – nhựa tự hủy

Nhằm hạn chế ô nhiêm môi trường, các sản phẩm nhựa tự hủy là đang là sản phẩm nhựa được ưa chuộng để thay thế cho các sản phẩm nhựa truyền thống

1.2 TỔNG QUAN NGÀNH NHỰA VIỆT NAM

1.2.1 Sơ lược ngành nhựa Việt Nam

Việt Nam là quốc gia nằm trong châu Á Do đó,

ngành nhựa Việt Nam là một trong các ngành công nghiệp có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh Các sản phẩm đầu

ra của ngành nhựa Việt Nam được ứng dụng trong hầu hết các lĩnh vực từ tiêu dùng, thương mại cho đến xây dựng, lắp ráp Ngành nhựa Việt Nam được phân chia làm bốn mảng chính là: nhựa bao bì, nhựa dân dụng, nhựa xây dựng và nhựa kỹ thuật

Trang 17

4

Hình 1.1 Biểu đồ tiêu thụ chất dẻo bình quan đầu người năm 2017

1.2.2 Lịch sử ngành nhựa Việt Nam qua các giai đoạn chính

Giai đoạn 1960 – 1980, đây là giai đoạn hình thành của ngành nhựa Việt Nam Năm 1959, nhà máy hóa chất Việt Trì được xây dựng sử dụng dây chuyền sản xuất nhựa PVC đầu tiên tại Việt Nam Tuy nhiên, đến năm 1976 nhà máy Việt Trì phải ngưng hoạt động do công nghệ lạc hậu và hư hỏng nặng

Giai đoạn 1980 – 1990, ngành nhựa Việt Nam vẫn chưa phát triển, phần lớn các sản phẩm nhựa trong giai đoạn này được nhập khẩu từ nước ngoài

Giai đoạn 1990 – 1999, đây là giai đoạn phát triển mạnh mẽ của ngành nhựa Việt Nam nhờ chính sách đổi mới của nhà nước Khả năng sản xuất nguyên liệu nhựa trong nước được cải thiện đáng kể với sự xuất hiện của liên doanh hóa dầu lớn là TPC Vina PVC là nguyên liệu chính sản xuất nhựa của Việt Nam trong giai đoạn này

Giai đoạn 2000 – 2007, đây là giai đoạn ngành nhựa phát triển mạnh với mức độ tăng trưởng sản lượng bình quân khoảng 13,5% Trong giai đoạn này, sản phẩm của ngành nhựa ở Viêt Nam đa dạng hơn về mẫu mã Đồng thời, chất lượng sản phẩm nhựa cũng được cải thiện đáng kể

Giai đoạn 2007 – nay, ngành nhựa phát triển mạnh, sản phẩm nhựa được đa dạng hóa trong cả bốn mảng sản phẩm là: nhựa bao bì, nhựa dân dụng, nhựa xây dựng và nhựa kỹ thuật

1.2.3 Đặc điểm chính của ngành nhựa Việt Nam

Nguyên liệu nhựa của ngành công nghiệp nhựa Việt Nam vẫn phụ thuộc chủ yếu vào nguyên liệu nhập khẩu Với quy mô và tốc độ tăng tưởng hạ nguồn của ngành nhựa

Trang 18

5

ở nước ta, việc cung cấp nguyên liệu nhựa vẫn còn thiếu để đáp ứng nhu cầu trong nước Trong giai đoạn sắp tới, các dự án hóa dầu đã và sắp đi vào hoạt động sẽ giúp cải thiện thêm năng lực sản xuất nguyên liệu nhựa nguyên sinh cho ngành công nghiệp nhựa của Việt Nam

Nhựa bao bì và nhựa xây dựng chiếm tỷ trọng lớn nhất trong cơ cấu giá trị ngành nhựa Việt Nam và được kỳ vọng sẽ là động lực tăng trưởng chính của ngành công nhiệp nhựa ở nước ta

1.3 SƠ LƯỢC VỀ VẬT LIỆU NHỰA ÉP

1.3.1 Phân loại

Dựa vào nguồn gốc có: polymer thiên nhiên, polymer nhân tạo và polymer tổng hợp

Dựa vào tính chất cơ lý là: chất dẻo và chất đàn hồi

Dựa vào công dụng:

- Nhựa thông dụng: PE, PP, PVC, PS, ABS,…

- Nhựa kỹ thuật: PA, PC, POM,…

- Nhựa chuyên dùng: PE khối lượng phân tử cực cao, PTFE, PPS, PPD,…

1.3.2 Đặc tính của một số loại nhựa thông dụng

1.3.2.1 Polyetylen (PE)

PE có các đặc tính như: trong suốt hơi có ánh mờ, bề mặt có độ bóng láng, mềm dẻo cao, chống thấm nước và hơi nước tốt nhưng khí O2, CO2, N2 và dầu mỡ kém, chịu nhiệt cao,…

PE thường được dùng làm túi xách các loại, thùng (can) có thể tích từ 1 ÷ 20 lít với các độ dày khác nhau, sản xuất nắm chai,…

1.3.2.2 Polypropylene (PP)

PP dùng cho ép phun thông thường ở dạng hạt, có một số loại dạng bột

Với PP sử dụng ở nhiệt độ cao, hỗn hợp PP được ổn định chống oxy hoá và các tác động có hại:

- Kháng lão hoá nhiệt thông thường, có phụ gia bôi trơn không hại về sinh học

- Kháng lão hoá nhiệt cao, có ổn định quang, không ảnh hưởng về mặt sinh học

- Kháng thời tiết - ổn định bằng than đen, dùng amine có cấu trúc không gian cồng kềnh cho các áp dụng ngoài trời

Trang 19

6

- Kháng lão hoá nhiệt cao với dung dịch tẩy rửa nóng, nước nóng, không độc

- Kháng lão hoá nhiệt cao khi tiếp xúc với đồng và các kim loại khác

Với công nghệ ép phun, PP được dùng sản xuất các trang thiết bị nhà bếp và nội thất, thiết bị vệ sinh, gót giày, đồ dùng gia đình, đồ chơi… PP kháng nhiệt có ổn định chịu đựơc dung dịch tẩy rửa dùng sản xuất các bộ phận máy giặt gia đình và trong công nghiệp dệt

PVC thường dùng để ép khớp nối ống và các chi tiết kỹ thuật PVC dẻo thường

ép thảm, mũ trùm bảo vệ, nút bấm, khung bảo vệ và gắn kính xe, đồ chơi dẻo, xe đạp, thanh hãm vô lăng xe hơi, phích cắm điện, đế giày, ủng, sandal… Các sản phẩm cứng của PVC như: ống nước, màng mỏng cứng, tấm cứng,…

1.3.2.5 Polyamide (PA)

PA gia cường khoảng 50%, là chất dẻo kỹ thuật thường sử dụng nhất, áp dụng trong các lĩnh vực chủ yếu yêu cầu độ bền va đập, kháng chấn động, hấp thu tiếng ồn và rung động, các bề mặt ăn mòn: Đệm ma sát, con lăn, thanh dẫn chuyển động trượt, chốt

an toàn… PA còn được dùng trong công nghệ điện và điện tử như vật liệu cách nhiệt có

độ bền kéo và chịu nhiệt độ như thanh chuyển mạch, các phần đúc kỹ thuật kháng xăng dầu dưới mui xe hơi

Trang 20

Khuôn ép sau khi được thiết kế, sẽ được chế tạo bởi những người thợ làm khuôn hoặc máy CNC Vật liệu chế tạo khuôn thường là kim loại (thép, nhôm) và được gia công chính xác theo hình dáng, kích thước của thiết kế và đạt được độ bóng, độ nhám nhất định để đạt được hình dạng yêu cầu của sản phẩm

Các loại nguyên liệu nhựa thông dụng có thể gia công trong máy ép phun như:

PP, PS, ABS, PA, PC, PVC, PET,… Công nghệ ép phun được sử dụng phổ biến trong sản xuất, từ những chi tiết nhỏ đến các chi tiết lớn như toàn bộ tấm khung xe

Áp lực phun đóng vai trò quan trọng trong quá trình phun ép Áp lực phun lớn nên tạo ra được những chi tiết phức tạp, nhiều chủng loại sản phẩm với chất lượng cao

và hiệu quả kinh tế lớn Tuy nhiên, những chi tiết phức tạp thì việc chế tạo khuôn gặp nhiều khó khăn và không chế tạo được những chi tiết dài liên tục Hiện nay, sau khi máy CNC xuất hiện, nó đã giải quyết được vấn đề khó khăn trong chế tạo các bề mặt mà gia công cơ không thể thực hiện được

1.4.2 Sơ lược về máy ép nhựa

Sơ đồ cấu tạo máy:

Trang 21

8

Nguyên lý hoạt động: nguyên liệu từ phễu (2) qua lỗ nạp liệu vào cơ cấu trục vít (5) Ở đây nguyên liệu được gia nhiệt và hóa lỏng nhờ điện trở Đồng thời lúc này cơ cấu đóng khuôn hoạt động và khuôn được đóng lại Lập tức tín hiệu được truyền đi và pittông hoạt động tạo thành áp lực, đẩy nguyên liệu từ trục vít vào lòng khuôn Ở thời điểm này vít tải bắt đầu quay hóa dẻo vật liệu cho lần sau, vật liệu được làm nguội trong khuôn Sau đó, cơ cấu khuôn hoạt động mở khuôn và đẩy sản phẩm ra

Các giai đoạn ép phun của máy ép nhựa:

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo máy ép phun

Trang 22

9

Hình 1.3 Các giai đoạn ép phun

- Giai đoạn kẹp khuôn: Ban đầu cụm kẹp chặt đóng khuôn lại cho đến khi khuôn được đóng lại hoàn toàn Áp lực kẹp đủ lớn để chống lại áp lực từ dòng nhựa bắn vào khuôn

- Giai đoạn phun: Ở giai đoạn này xảy ra các quá trình như sau: Nhựa nóng chảy được phun vào khuôn Sau đó quá trình định hình sản phẩm diễn ra đồng thời lúc này còn xảy ra hiện tượng co rút Vật liệu vẫn được tiếp tục phun vào khuôn để

1.4.3 Các thành phần của khuôn ép nhựa

1.4.3.1 Các thuật ngữ cơ bản dùng trong khuôn ép nhựa

Trang 23

10

Khuôn là dung cụ (thiết bị) dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình, khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lượng chu trình nào đó, trong thiết kế khuôn ép nhựa thì thường là nhiều lần

Sản phẩm là kết quả của quá trình ép nhựa được tạo thành giữa hai phần của khuôn, khoảng trống giữa hai phần đó được điền đầy nhựa và tạo ra hình dáng, kích thước của sản phẩm

Khuôn cố định (khuôn cái, khuôn âm, phần cavity): thông thường là phần lõi xuống của khuôn để tạo nên hình dáng cho sản phẩm, được gá trên tấm cố định của máy

ép nhựa và là nơi được phun vào trong khuôn để tạo thành sản phẩm

Khuôn di động (phần đực, khuôn dương, phần core): là phần lồi ra phía ngoài của khuôn để tạo ra hình dạng cho sản phẩm, được lắp trên tấm di động của máy ép nhựa

Ở đây có các cơ cấu đẩy sản phẩm sẽ tháo sản phẩm ra khỏi khuôn

Mặt phân khuôn thông thường là mặt tiếp xúc giữa khuôn cố định và khuôn di động Hình dáng của mặt phân khuôn phụ thuộc vào hình dáng của sản phẩm và sự bố trí, lựa chọn của người thiết kế

1.4.3.2 Kết cấu chung của một bộ khuôn

Ngoài core và cavity ra thì trong bộ khuôn còn có nhiều bộ phận khác Các bộ phận này lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn, bao gồm:

Hình 1.4 Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng

Trang 24

11

Hệ thống dẫn hướng và định vị: gồm tất cả các chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, vòng định vị, bộ định vị, chốt hồi, có nhiệm vụ giữ đúng vị trí làm việc của hai phần khuôn khi ghép với nhau để tạo lòng khuôn chính xác

Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn: gồm bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và miệng phun làm nhiệm vụ cung cấp nhựa từ đầu phun máy ép vào trong lòng khuôn

Hệ thống đẩy sản phẩm: gồm các chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ, khối đỡ, có nhiệm vụ đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi ép xong

Hệ thống lõi mặt bên: gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt xiên,

xy lanh thủy lực, làm nhiệm vụ tháo những phần không thể tháo (undercut) ra được ngay theo hướng mở của khuôn

Hệ thống thoát khí: gồm có những rãnh thoát khí, rãnh thoát khi thông thường sâu từ 0,01 mm đến 0,03mm và bề rộng khoảng 5mm đến 10mm tùy vào hình dáng và kích thước chi tiết Nó có nhiệm vụ đưa không khí tồn đọng trong lòng khuôn ra ngoài một cách nhanh chóng và dễ dàng, tạo điều kiện cho nhựa điền đầy lòng khuôn dễ dàng

và giúp cho sản phẩm không bị bọt khí, bị cháy hoặc chi tiết không điền đầu Trong các trường hợp khác, người ta lợi dụng khe hở các hệ thống trượt, phần ghép làm hệ thống thoát khí

Hệ thống làm nguội: gồm các đường nước, các rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối, có nhiệm vụ ổn định nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm một cách nhanh chóng

1.4.4 Các kiểu khuôn nhựa cơ bản

1.4.4.1 Khuôn hai tấm

Khuôn hai tấm là hệ thống khuôn đơn giản nhất Bộ phận chủ yếu bao gồm tấm

cố định và tấm di động, kết cấu đơn giản Khuôn hai gồm gồm có hai loại: khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội và khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng

Khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội có kết cấu đơn giản, giá thành rẻ, có chu kỳ ép phun ngắn Tuy nhiên, loại khuôn này chỉ áp dụng cho các sản phẩm nhỏ Nhược điểm của loại khuôn này là để lại vết của miệng phun trên sản phẩm, không tự cắt cuốn phun sau khi ép

Trang 25

12

Khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng là loại khuôn có nhựa trong kênh dẫn và cuốn phun ở trạng thái chảy dẻo Ưu điểm là tiết kiệm được vật liệu, không để lại vết của miệng phun trên sản phẩm, giảm thời gian chu kì ép phun Nhược điểm lớn nhất của loại khuôn này có giá thành khá cao, khó đổi màu vật liệu, hệ thống điều khiển nhiệt độ dễ

Ưu điểm: Ít bị hỏng, thích hợp với các loại vật liệu chịu nhiệt kém

Nhược điểm: Giá thành cao, chu kỳ ép phun tăng do hành trình nhựa vào lòng khuôn dài, tốn nhiều vật liệu, cần áp suất phun lớn để điền đầy nhựa

Hình 1.5 Khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội

Hình 1.6 Khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng

Trang 26

13

1.4.4.3 Khuôn nhiều tầng

Khi yêu cầu số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp, hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp Hầu hết khuôn nhiều tầng ứng dụng hệ thống kênh dẫn nóng nhằm đảm bảo nhiệt độ của vật liệu đến các tầng

Hình 1.5 Khuôn ba tấm

Hình 1.6 Khuôn hai tầng

Trang 28

15

2.2 YÊU CẦU KỸ THUẬT CỦA SẢN PHẨM

 Sản phẩm phải đảm bảo hình dáng hình học sau khi ép phun

 Hạn chế tối thiếu nhất các khuyết tật của sản phẩm: cong vênh, rỗ khí, vật phun

bị ngắn, có tồn tại đường hàn, hõm co…

 Cơ tính ổn định ở nhiệt độ: 30 ÷ 60 0C

 Không bị rò rỉ nước

Dựa vào các đặc tính trên, ta chọn vật liệu cho sản phẩm co 900 ren ngoài là nhựa PVC cứng (uPVC) được sản xuất từ hợp chất nhựa PVC không hóa dẻo Căn cứ vào đó

để thiết kế hình dạng khuôn để sau khi ép tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu

2.3 CÔNG DỤNG CỦA SẢN PHẨM THIẾT KẾ

Thích hợp dùng trong các hệ thống dẫn nước trong các công dụng:

 Hệ thống ống dẫn nước và phân phối nước uống

 Hệ thống ống dẫn nước và tưới tiêu trong nông nghiệp

 Hệ thống ống dẫn trong công nghiệp

 Hệ thống ống thoát nước thải, thoát nước mưa,…

Các hệ thống này được chôn ngầm hoặc đặt nổi trên mặt đất, lắp đặt bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà và phải được ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp

 Nhiệt độ làm việc cho phép: 0 ÷ 45 0C

Nhiệt độ hóa mềm Vicat tối thiểu: 76 0C

Giới hạn bền uốn: 80 ÷ 120 MPa

Giới hạn bền nén: 80 ÷ 160 MPa

Môđun đàn hồi: 400 ÷ 1000 MPa

Độ giãn dài khi đứt: 10 ÷ 25%

Độ dẫn nhiệt: 3,8÷4.10-4 cal/cm.s.0C

Trang 30

17

Chương 3 THIẾT KẾ KHUÔN VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐÚC

ÉP SẢN PHẨM VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CAD/CAE

3.1 CHỌN MẶT PHÂN KHUÔN

Mặt phân khuôn của một chi tiết đều phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Sản phẩm sau khi ép phun dễ dàng thoát ra khỏi lòng khuôn

- Mặt phân khuôn đi qua diện tích lớn nhất của chi tiết

- Mặt phân khuôn đi qua mặt đối xứng của chi tiết

- Các vết của mặt phân khuôn ảnh hưởng đến hình dáng, kích thước và thẩm mĩ của sản phẩm

- Kết cấu khuôn đơn giản, nhỏ gọn, dễ dàng cho quá trình gia công khuôn

- Dễ dàng thay thế, bảo trì bộ phân khuôn khi gặp phải sự cố

Đáp ứng các yêu câu chung về chọn mặt phân khuôn, ta chọn mặt phân khuôn như sau:

+ Mặt phân khuôn thứ nhất: tách lõi 1 ra khõi chi tiết

Hình 3.1 Mặt phân khuôn thứ nhất

Trang 31

18

+ Mặt phân khuôn thứ hai: Tách khuôn dương và khuôn âm

3.2 CHỌN KIỂU KHUÔN VÀ KẾT CẤU KHUÔN

Dựa vào hình dáng, kích thước và kết cấu sản phẩm thiết kế, ta chọn kiểu khuôn

2 tấm là phù hợp nhất Cụ thể, sản phẩm được thiết kế kích thước khá nhỏ, bố trí các mặt phân khuôn như trên rất phù hợp với kết cấu của khuôn 2 tấm Đồng thời, giá thành của khuôn cũng thấp hơn các loại khuôn khác Điều đó làm giảm chi phí sản xuất giúp làm giảm giá thành sản phẩm

Hình 3.2 Lõi 1

Hình 3.3 Mặt phân khuôn thứ hai

Trang 32

19

Kết cấu khuôn ta chọn theo tiêu chuẩn Futaba, ký hiệu mã khuôn: MDC FC 8080

80 60 110 Tổng chiều cao khuôn là 456mm

Chọn vật liệu làm khuôn theo tiêu chuẩn của Futaba là thép C45

3.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP NHỰA NGUỘI

Hệ thống cấp nhựa nguội cơ bản bao gồm các thành phần: cuốn phun (sprue), kênh dẫn nhựa (runner), cổng vào nhựa (gate)

- Giảm đến mức tối thiểu sự thay đổi tiết diện kênh dẫn

- Nhựa trong kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng

- Chiều dài kênh dẫn càng ngắn càng tốt

Hình 3.4 Kết cấu kiểu khuôn FC

Trang 33

20

- Kích thước kênh dẫn tùy thuộc vào từng loại vật liệu khác nhau và kích thước chưa chi tiết nhưng phải bảo đảm đủ vật liệu đáng kể để điền đầy khuôn một cách nhanh chóng, ít bị mất áp lực

Để thuận tiện và thỏa mãn các nguyên tắc trong thiết kế kênh dẫn, ta chọn kênh dẫn nhựa hình tròn

Loại kênh dẫn hình tròn có diện tích bề mặt cắt nhỏ nhất, ít nhất nhiệt, ít ma sát,

có lõi nguội chậm giúp duy trì nhiệt và áp suất Nhược điểm lớn nhất là khó gia công nhưng hiện nay máy gia công CNC có thể giải quyết được nhược điểm này

Ta có kích thước kênh dẫn như sau:

D = Tmax + 1,5 mm = 6 + 1,5 = 7,5 mm Chọn D = 12 mm Trong đó: Tmax – Bề dày thành lớn nhất của chi tiết

Trang 34

- Miệng phun cạnh: là kiểu miệng phun rất thông dụng nó có thể sử dụng cho các loại sản phẩm có thành mỏng hoặc trung bình bởi kết cấu đơn giản và không cần

dộ chính xác cao Miệng phun kiểu cạnh được đặt trên mặt phân khuôn, và điền đầy lòng khuôn từ bên hông, trên hay dưới

Hình 3.7 Miệng phun điểm chốt

Hình 3.8 Miệng phun kiểu cạnh

Trang 35

kế theo yêu cầu có 4 lòng khuôn, chi tiết là hình trụ tròn nên việc cấp nhựa trực tiếp vào giữa mặt phân khuôn thứ hai đảm bảo nhựa chung cấp đều cho cả bên trên và bên dưới Vì chiều dài dòng chảy khá lớn và vị trí cổng phun ở ngay nơi gần phần dày nhất của sản phẩm nên chọn đường kính kênh dẫn chính là 12mm, đường kích kênh dẫn phụ là 10mm để đảm bảo khả năng điền đầy cho các sản phẩm.

Chọn các kích thước như sau:

Hình 3.9 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu điểm [1, trang 29]

Hình 3.10 Miệng phun khuôn ép sau khi thiết kế

Trang 36

Cuốn phun thường được gắn lò xo bên dưới để tăng tuổi thọ đồng thời để giảm chạm có hại cho khuôn và vòi phun Đồng thời, dùng vòng định vị gắn ở đầu bạc cuốn phun để đảm bảo sự đồng tâm giữa vòi phun và cuốn phun

Hình 3.11 Kích thước thiết kế đuôi nguội châm [1, trang 45]

Hình 3.12 Bố trí đuôi nguội chậm

Hình 3.13 Lắp ghép giữa giữa bạc cuốn phun và vòng định vị [1, trang 16]

Trang 37

- Hệ số co rút của nhựa uPVC là: 0,5%

- Thể tích nhựa cần điền đầy:

V2 = (1 + 0,5%).V1 = 237152 mm3

- Thời gian điền đầy tại miệng phun được xác định bằng phần mềm Moldflow 2012 là: t = 2,979 s (được tính bằng phần mềm Moldflow) Do đó, thể tích nhựa chảy qua cuốn phun tối đa là: 79607 mm3/s

- Khi vận tốc tại miệng phun là 1m/s thì diện tích nhỏ nhất của cuốn phun là: 79,607

Trang 38

25

Do yêu cầu cần đạt 4 sản phẩm nên số lòng khuôn cần có là 4 lòng khuôn Như vậy, dựa vào tất cả các thành phần đã được thiết kế cho hệ thống cấp nhựa thì cách bố trí của hệ thống cấp nhựa như sau:

3.4 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MIỆNG PHUN

Vị trí miệng phun đóng vai trò rất quan trọng trong thiết kế khuôn Nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, đảm bảo sản phẩm hạn chế tối thiểu các khuyết tật: công vênh, rỗ khí, đương hàn… Để xác định vị trí miệng phun có nhiều cách, để tự động hóa cũng như chuyên nghiệp trong quá trình thiết kế thì tìm vị trí miệng phun và mức

độ tối ưu của vị trí miệng phun bằng phần mềm Moldflow 2012

Theo hình 3.16, kết quả phân tích của quá trình tìm miệng phun tự động cho thấy

sự khác biệt về màu sắc của từng vị trí Tại vị trí có màu xanh dương cho ta vị trí miệng phun tối ưu nhất Tuy nhiên, do mức độ thẩm mỹ của sản phẩm, kết cầu khuôn hay để

dễ dàng trong việc thiết kế các như mặt phân khuôn, slider,… thì kết quả này không khả thi

Hình 3.15 Cách bố trí hệ thống dẫn nhựa

Hình 3.16 Vị trí miệng phun tối ưu bằng phần mềm Moldflow

Trang 39

26

Theo kinh nghiệm và thực tế, ta chọn miệng phun như hình 3.17 Miệng phun tại

vị trí nào đảm bảo được nhựa có thể chảy nơi có bề dày lớn nhất đến nhỏ nhất của sản phẩm Bố trí vị trí miệng phun tại đây giúp dòng chảy nhựa êm Đồng thời, theo như cách bố trí hệ thống dẫn nhựa ở hình 3.18 kết hợp với hai yếu tố vừa nêu cho thấy việc

bố trí miệng phun như đã chọn so với miệng phun trong thực tế là cực kỳ phù hợp Miệng phun được chọn có các điểm tối ưu hơn với vị trí miệng phun như kết quả mô phỏng như: độ thẩm mỹ, dễ dàng mở khuôn, chọn mặt phân khuôn cũng đơn giản hơn, kết cấu của hệ thống dẫn nhựa, số lương lòng khuôn,… Đồng thời, vị trí miệng phun này so với kết quả mô phỏng là sử dụng được

Hình 3.18 Vị trí miệng phun của sản phẩm trong thực tế

Hình 3.17 Cách bố trí hệ thống dẫn nhựa với miệng phun được chọn

Trang 40

27

Đặt vị trí miệng phun như trên, thực hiện mô phỏng để xác đinh các thông số Sau khi thực hiện mô phỏng, ta có các kết quả như sau:

- Thời gian điền đầu cực đại: 2,979 s

- Áp suất phun cực đại: 21,73 Mpa

Hình 3.19 Kết quả mô phỏng thời gian điền đầy cực đạí

Ngày đăng: 28/05/2023, 16:15

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. TS. Phạm Sơn Minh, ThS. Trần Minh Thế Uyên (2007), giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa, nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.HCM Sách, tạp chí
Tiêu đề: giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa
Tác giả: TS. Phạm Sơn Minh, ThS. Trần Minh Thế Uyên
Nhà XB: nhà xuất bản Đại học Quốc gia Tp.HCM
Năm: 2007
2. Dương Huy Đạo (2011), thiết kế khuôn ép nhựa vỏ đồng hồ treo tường, đồ án tốt nghiệp đại học, Trường Đại Học Nha Trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: thiết kế khuôn ép nhựa vỏ đồng hồ treo tường
Tác giả: Dương Huy Đạo
Nhà XB: Trường Đại Học Nha Trang
Năm: 2011
3. Ao Công Thọ (2015), thiết kế khuôn đúc nắp chai dầu ăn Á Châu, đồ án tốt nghiệp khoa cơ khí, Trường Đại Học Nha Trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: thiết kế khuôn đúc nắp chai dầu ăn Á Châu
Tác giả: Ao Công Thọ
Nhà XB: Trường Đại Học Nha Trang
Năm: 2015
4. Nguyễn Hữu Thật, bài giảng dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật, Trường Đại Học Nha Trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: bài giảng dung sai lắp ghép và đo lường kỹ thuật
Tác giả: Nguyễn Hữu Thật
Nhà XB: Trường Đại Học Nha Trang
5. Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt (2007), sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1), nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 1)
Tác giả: Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt
Nhà XB: nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
Năm: 2007
6. Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt (2007), sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 2), nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội Sách, tạp chí
Tiêu đề: sổ tay công nghệ chế tạo máy (tập 2)
Tác giả: Nguyễn Đắc Lộc, Ninh Đức Tốn, Lê Văn Tiến, Trần Xuân Việt
Nhà XB: nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật
Năm: 2007
8. Phạm Văn Bình (2017), thiết kế khuôn đúc thân vỏ bình ắc quy D31, đồ án tốt nghiệp khoa cơ khí, Trường Đại Học Nha Trang Sách, tạp chí
Tiêu đề: thiết kế khuôn đúc thân vỏ bình ắc quy D31
Tác giả: Phạm Văn Bình
Nhà XB: Trường Đại Học Nha Trang
Năm: 2017
9. Catolog MISUMI (2016-2017), thông số dụng cụ cắt MISUMI Sách, tạp chí
Tiêu đề: Catolog MISUMI (2016-2017)
Năm: 2016-2017
10. Lê Trung Thực, Đặng Văn Nghìn (1992), hướng dẫn đồ án môn học công nghệ chế tạo máy, Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh Sách, tạp chí
Tiêu đề: hướng dẫn đồ án môn học công nghệ chế tạo máy
Tác giả: Lê Trung Thực, Đặng Văn Nghìn
Nhà XB: Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh
Năm: 1992

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w