(Đồ án hcmute) chế tạo khuôn phun ép sản phẩm cần gạt

TỔNG QUAN

Giới thiệu đề tài

Xã hội hiện đại ngày càng phát triển, dẫn đến nhu cầu vật chất và tinh thần tăng cao, vì vậy khoa học kỹ thuật trở nên quan trọng trong đời sống hàng ngày Nhựa là một trong những nguyên liệu phổ biến nhất, được sử dụng để sản xuất các sản phẩm tiêu dùng hàng ngày và những sản phẩm quan trọng trong ngành công nghiệp.

Với sự phát triển nhanh chóng của xã hội, nhựa ngày càng trở nên quan trọng trong việc sản xuất các sản phẩm đa dạng đáp ứng nhu cầu khác nhau Để tạo ra sản phẩm nhựa với số lượng lớn, đạt hiệu quả kinh tế cao và tiết kiệm thời gian, vai trò của khuôn mẫu là vô cùng thiết yếu.

Hình 1 1 Những sản phẩm nhựa thông dụng

Lí do chọn đề tài

Khuôn mẫu là thiết bị thiết yếu trong ngành công nghiệp hỗ trợ, đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất sản phẩm theo phương pháp định hình Ngành công nghiệp khuôn mẫu và cơ khí chính xác tại Việt Nam hiện có giá trị khoảng 1 tỷ USD mỗi năm, với mức tăng trưởng 18% hàng năm, thu hút sự quan tâm từ nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước.

Sản phẩm nhựa tại Việt Nam chủ yếu bao gồm nhựa tiêu dùng, bao bì và sản phẩm nhựa xây dựng, trong khi sản phẩm nhựa kỹ thuật cao như ống dẫn dầu và thiết bị ô tô còn hạn chế Tình hình hiện tại cho thấy sự thiếu đa dạng về mẫu mã và chủng loại trong ngành nhựa Việt Nam.

Hình 1 2 Một số hình ảnh về khuôn ép nhựa

Vì thế nhóm đã quyết định chọn đề tài: DT42_NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO KHUÔN ÉP

Sản phẩm nhựa "Cần Gạt" được phát triển với mục tiêu ứng dụng kiến thức đã học vào thực tiễn, nhằm đóng góp tích cực vào sự phát triển của ngành công nghiệp khuôn mẫu.

Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu nguyên lý, kết cấu và các thông số liên quan đến khuôn ép nhựa đang sử dụng trên thị trường hiện nay.

Tìm hiểu thông số về các loại nhựa và các tiêu chuẩn khuôn trên thị trường.

Mục tiêu và kết quả đạt được

- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết và phân tích dòng chảy khuôn ép nhựa.

- Thiết kế khuôn ép nhựa với các phần mềm hỗ trợ

- Chế tạo khuôn ép cho ra sản phẩm thực tế và đánh giá kết quả.

1.5 Tổng quan về sản phẩm.

Sản phẩm được đặt làm theo yêu cầu của khách hàng và đảm bảo bảo mật thông tin Chức năng của sản phẩm có thể được suy luận từ hình dạng “càng”, với nhiệm vụ chuyển đổi chuyển động từ một chi tiết sang một chi tiết khác.

Hình 1 3 Bản vẽ sản phẩm

1.6 Tiêu chí đánh giá sản phẩm.

- Sản phẩm ép ra được liên tục Không được lấy sản phẩm ra thủ công.

- Sản phẩm ép ra đạt được dung sai theo bản vẽ.

1.7 Kết cấu đồ án. Đồ án tốt nghiệp với đề tài “Chế tạo khuôn phun ép sản phẩm cần gạt” này bao gồm 5 chương, trong đó:

Chương 1: Tổng quan đề tài.

Chương 2: Cơ sở lí thuyết.

Chương 4: Quá trình chế tạo và lắp ráp.

Chương 5: Thực nghiệm, kết luận và hướng phát triển.

Kết cấu đồ án

2.1 Tổng quan vật liệu chất dẻo polymer.

Nhựa là một loại polime tổng hợp có trọng lượng phân tử cao, được cấu tạo từ các nguyên tố như carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, chlorine và sulfur Trong đó, carbon là thành phần chính trong hầu hết các loại nhựa, ngoại trừ nhựa silicone, có thành phần chính là silicon.

Hình 2 1 Một số loại nhựa và thành phần hóa học của chúng

Có nhiều cách phân loại nhựa dưới đây sẽ chỉ ra cách phân loại nhựa thường gặp.

- Theo cấu trình hình học:

1 Nhựa vô định hình (amorphous polymer).

VD: PMMA, PS, PC, PVC, ABS, PEI…

2 Nhựa bán tính thể (Semi-crystalline polymer) VD: PE, PP, PBT, PET, PEEK,…

CƠ SỞ LÍ THUYẾT

Tổng quan vật liệu chất dẻo polymer

Nhựa là một dạng polime tổng hợp với trọng lượng phân tử cao, được cấu tạo từ các nguyên tố như carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, chlorine và sulfur Trong hầu hết các loại nhựa, carbon là thành phần chính, ngoại trừ nhựa silicone, trong đó silicon là thành phần chủ yếu.

Hình 2 1 Một số loại nhựa và thành phần hóa học của chúng

Có nhiều cách phân loại nhựa dưới đây sẽ chỉ ra cách phân loại nhựa thường gặp.

- Theo cấu trình hình học:

1 Nhựa vô định hình (amorphous polymer).

VD: PMMA, PS, PC, PVC, ABS, PEI…

2 Nhựa bán tính thể (Semi-crystalline polymer) VD: PE, PP, PBT, PET, PEEK,…

Hình 2 2 Hình ảnh về cấu trúc hình học trong nhựa [1]

 Nhựa có cấu trúc vô định hình thường có độ trong suốt cao hơn nhựa có cấu trúc bán tinh thể

 Độ co rút của nhựa bán tính thể cao hơn nhựa vô định hình.

- Theo cấu trúc mạch: Mạch thẳng (linear), mạch nhánh (branched), và mạch lưới (cross- linked) Dựa vào cấu trúc mạch ta chia ra 2 loại cơ bản.

Hình 2 3 Hình ảnh về cấu trúc mạch của nhựa Bao gồm mạch thẳng, mạch nhánh và mạch lưới (từ trái sang phải).

1 Nhựa nhiệt dẻo có cấu trúc dạng mạch thẳng và mạch nhánh.

2 Nhựa nhiệt rắn có cấu trúc dạng mạch lưới.

NHỰA NHIỆT DẺO NHỰA NHIỆT RẮN

- Thường được tổng hợp bằng phản ứng trùng hợp.

- Mềm khi nung nóng và cứng khi làm nguội.

- Thường mềm và ít giòn.

=> Dùng phổ biến trong công nghệ phun ép

- Thường được tổng hợp bằng phản ứng trùng ngưng.

- Không mềm khi nung nóng.

Một số tính chất cơ học quan trọng của vật liệu nhựa: Độ dai va đập, module đàn hồi, hệ số co rút, …

Độ dai va đập của chất dẻo là yếu tố quan trọng trong việc đánh giá khả năng chống tải trọng động Kết quả kiểm tra độ dai va đập thường được thực hiện trên thiết bị Charpy, nơi mẫu thử được kẹp chặt và phá vỡ bằng con lắc dao động Thông qua phương pháp này, công va đập riêng được xác định trên một đơn vị diện tích mẫu thử, được đo bằng kJ/m².

Tỷ trọng của nhựa là một chỉ số quan trọng thể hiện tính chất của nguyên liệu nhựa, với đơn vị đo là g/cm³ Khi tỷ trọng tăng, lực kéo đứt, nhiệt độ biến mềm và độ kháng hóa chất cũng tăng theo, trong khi lực va đập và độ nhớt lại giảm Tỷ trọng còn phụ thuộc vào độ kết tinh, nghĩa là độ kết tinh cao sẽ dẫn đến tỷ trọng cao hơn.

Bảng 2 1 Tỷ trọng một số nguyên liệu nhựa thông dụng

Loại nhựa Tỷ trọng (g/cm 3 ) Loại nhựa Tỷ trọng (g/cm 3 )

Tỉ số nóng chảy là chỉ số quan trọng thể hiện khả năng chảy của vật liệu, với giá trị càng cao cho thấy tính lưu động của nhựa càng lớn và dễ gia công hơn Đơn vị đo lường của tỉ số nóng chảy là g/10 phút.

 Trọng lượng phân tử thấp, dễ chảy.

 Dùng nhiệt độ, áp suất gia công thấp.

 Chu kỳ sản xuất ngắn.

 Dễ gia công và sản phẩm đạt chất lượng lớn.

 Vật liệu khó chảy, sản phẩm dễ bị khuyết tật.

 Làm tăng thời gian điền đầy khuôn.

 Làm tăng thời gian duy trì áp.

 Áp suất cần thiết đề điền đầy khuôn phải cao.

 Đòi hỏi nhiệt độ gia công cao

Độ co rút nhựa là tỷ lệ phần trăm chênh lệch kích thước của sản phẩm sau khi được lấy ra khỏi khuôn và đã được định hình, ổn định so với kích thước của khuôn.

Cơ sở lí thuyết về phun ép nhựa

Cấu tạo của máy ép phun bao gồm những hệ thống như trong hình vẽ:

Hình 2 4: Máy phun ép nhựa [2]

2.2.1 Hệ thống kẹp (Clamping unit).

Hệ thống này thực hiện chức năng đóng và mở khuôn, đồng thời di chuyển các phần tử như ty đẩy và kẹp chặt khuôn trong quá trình phun ép nhựa Chuyển động trong hệ thống chủ yếu là chuyển động tịnh tiến.

Các dạng kẹp thường gặp trong hệ thống kẹp khuôn:

- Kẹp kết hợp cơ khí thủy lực.

2.2.2 Hệ thống khuôn (Mold unit).

Hệ thống bao gồm hai thành phần chính: phần cố định và phần di động Phần di động thường chứa lõi khuôn, trong khi phần cố định thường mang theo lòng khuôn.

2.2.3 Hệ thống phun (Plastification unit).

Hệ thống bao gồm 3 bộ phần chính: Phễu cấp liệu, xi lanh nhiệt, đầu trục vít và đầu phun.

Phễu cấp liệu đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa, nơi nhựa được cung cấp dưới dạng viên nhỏ Nhiệm vụ chính của phễu là chứa các viên nhựa và hướng dẫn chúng vào xi lanh nhiệt để tiếp tục quy trình chế biến.

- Xi lanh nhiệt: Có nhiệm vụ gia nhiệt cho các hạt nhựa bởi các dây điện trở.

- Trục vít: Có nhiệm vụ đẩy nhựa vào khuôn gồm 3 giai đoạn:

1 Đoạn nhập liệu: Ở gần phễu cấp liệu dùng để hứng hạt nhựa và đẩy chúng về phía trước Ở cuối đoạn nhựa bắt đầu mềm và nóng chảy

2 Đoạn nén ép: Ở giữa vít, dùng để nén ép nhựa lỏng.

3 Đoạn định lượng: Trộn và đồng nhất nhiên liệu trước khi vào khuôn.

Hình 2 5 Giai đoạn trục vít

Đầu phun là bộ phận nằm giữa đầu xi lanh và cuống phun, được thiết kế với đầu bo tròn phù hợp với bạc cuống phun của khuôn, giúp tối ưu hóa quá trình chảy nhựa vào khuôn Bán kính của đầu phun cần phải nhỏ hơn lỗ cuống phun của khuôn để đảm bảo hiệu suất hoạt động.

Hình 2 6 Cách để đầu phun và cuống phun hợp lí [3]

2.2.4 Hệ thống thủy lực (injection unit)

Hệ thống tạo năng lượng trong khuôn bao gồm bơm, van, động cơ thủy lực, ống dẫn và hệ thống chứa, thực hiện các nhiệm vụ như đóng/mở khuôn, giữ tải kẹp khuôn, quay trục vít và tạo lực đẩy cho chốt đẩy.

2.2.5 Hệ thống điều khiển (driving unit)

Hệ thống điều khiển trong quá trình ép nhựa đóng vai trò quan trọng, giúp quản lý các thông số như áp suất, tốc độ, vị trí đóng mở khuôn và nhiệt độ Những thông số này có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả của quá trình ép.

Tổng quan về khuôn ép phun sản phẩm nhựa

Khuôn là công cụ thiết yếu để định hình sản phẩm nhựa, với kích thước và cấu trúc khuôn được điều chỉnh theo kích thước và hình dáng của sản phẩm cần tạo ra.

- Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, ở đó nhựa được phun vào, được làm nguội và đẩy ra sản phẩm

Sản phẩm được hình thành từ hai phần của lòng khuôn, với khoảng trống giữa chúng được lấp đầy bằng nhựa để tạo ra hình dạng sản phẩm Phần lõm gọi là lòng khuôn xác định hình dạng bên ngoài, trong khi phần lồi gọi là lõi khuôn xác định hình dạng bên trong của sản phẩm.

2.3.2 Phân loại các loại khuôn ép sản phẩm nhựa.

- Phân loại theo số tầng lòng khuôn

Hình 2 7 Khuôn 1 tầng và khuôn nhiều tầng

- Phân loại theo loại kênh dẫn.

Hình 2 8 Khuôn kênh dẫn nguội

Hình 2 9 Khuôn kênh dẫn nóng

- Phân loại theo bố trí kênh dẫn.

- Phân loại theo số màu của sản phẩm mà khuôn tạo ra.

+ Khuôn cho sản phẩm 1 màu.

+ Khuôn cho sản phẩm nhiều màu.

- Phân loại theo lực kẹp khuôn.

Bảng 2 2 Bảng phân loại theo lực kẹp khuôn

Lực kẹp khuôn Kích thước tương đối

500 – 1000 tấn Lớn trên 1000 tấn Rất lớn

2.3.3 Các loại khuôn ép nhựa cơ bản và kết cấu.

Khuôn hai tấm là loại khuôn được ưa chuộng nhất trong ngành công nghiệp, vì nó đơn giản và tiết kiệm chi phí hơn so với khuôn ba tấm Hơn nữa, khuôn hai tấm cũng cho phép thực hiện số chu kỳ ép phun ngắn hơn, mang lại hiệu quả sản xuất cao hơn.

Đối với khuôn hai tấm có một lòng khuôn, việc sử dụng kênh dẫn nhựa là không cần thiết, vì nhựa sẽ được điền đầy trực tiếp vào lòng khuôn thông qua bạc cuốn phun.

Khi thiết kế khuôn hai tấm với nhiều lòng khuôn, việc tối ưu hóa kênh dẫn và miệng phun là rất quan trọng để nhựa có thể điền đầy các lòng khuôn đồng thời Trước khi bắt đầu thiết kế, nên sử dụng phần mềm mô phỏng để xác định vị trí miệng phun tối ưu Việc cân bằng dòng chảy và yêu cầu bố trí miệng phun thẳng hàng với các lòng khuôn có thể gây ra nhiều hạn chế cho một số sản phẩm nhựa Để khắc phục những nhược điểm này, khuôn ba tấm hoặc khuôn có kênh dẫn nóng thường được áp dụng.

1 Tấm kẹp âm 13 Chốt dẫn hướng lói

2 Vòng định vị 14 Gối đỡ phụ

3 Bạc cuống phun 15 Vòng đệm

4 Tấm khuôn âm 16 Ty hồi

7 Chốt dẫn hướng 18 Tấm giữ

8 Tấm khuôn dương 19 Bạc côn

11 Tấm kẹp dương 21 Nêm côn

Hình 2 12: Kết cấu khuôn 2 tấm [5].

Khuôn dùng kênh dẫn nóng giúp duy trì nhiệt độ của nhựa nóng chảy trong bạc cuống phun, đảm bảo rằng nhựa chỉ đông đặc khi vào lòng khuôn Khi khuôn mở ra, chỉ sản phẩm được lấy ra, trong khi nhựa trong các kênh dẫn vẫn nóng và tiếp tục điền đầy vào khuôn Miệng phun cần được đặt ở vị trí trung tâm của lòng khuôn, với kênh dẫn xa mặt phân khuôn, không ảnh hưởng đến thiết kế Loại khuôn này thích hợp cho các khuôn nhiều lòng nhỏ hoặc những khuôn có hệ thống kênh dẫn phức tạp, tiết kiệm vật liệu.

1 Locating Ring 2 Socket Head Cap

4 Bolt cavity plate 5 Guide pin 6 Clamping Plate

7 Manifold plate 8 Cavity plate 9 Nozzle locator

10 Insulation Pad 11 Manifold Block 12 Dowel Pad

13 Dowel Pin 14 Socket Head Cap

19 Nozzle Body 20 Tube Heater 21 Snap Ring

Hình 2 13 Kết cấu khuôn dẫn nóng

Hệ thống kênh dẫn của khuôn ba tấm được thiết kế trên tấm thứ hai, song song với mặt phân khuôn chính, cho phép kênh dẫn và cuống phun tách rời khỏi sản phẩm khi khuôn mở Khuôn ba tấm là giải pháp tối ưu khi toàn bộ hệ thống kênh dẫn không thể bố trí trên một mặt phẳng như ở khuôn hai tấm, điều này thường xảy ra trong các trường hợp thiết kế phức tạp.

+ Khuôn có nhiều lòng khuôn

+ Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vị trí phun nhựa + Khó khăn trong việc chọn ra một vị trí phun thích hợp khác

Để đảm bảo sự cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn, cần thiết phải thiết kế các kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn Một đặc điểm nổi bật của khuôn ba tấm là khả năng tự cắt đuôi keo.

1 Tấm kẹp âm phụ 9 Tấm lói trên 18 Ty kéo 26 Dẫn hướng bạc bơm keo

2 Tấm kẹp âm 10 Tấm lói dưới 19 Bulong chặn 27 Bạc bơm keo

3 Tấm giật đuôi keo 11 Tấm kẹp dương 20 Ty dẫn hướng lói 28 Vòng định vị

4 Tấm khuôn âm 12 Insert âm 21 Ty hồi 29 Bộ định vị côn

5 Tấm bưng lói 13 Bạc lói 22 Chốt lói runner 30 Khóa nhựa

6 Tấm dương 14 Insert dương 23 Chốt lói runner

7 Tấm đỡ dương 15 Chốt dẫn hướng 24 Bạc ty giữ runner

8 Thanh đệm 16 Đinh đo 25 Bạc dẫn hướng

Hình 2 14 Kết cấu khuôn 3 tấm [5]

Khuôn 3 tấm và khuôn 2 tấm.

Bảng 2 3 Bảng so sánh ưu nhược điểm của khuôn 2 tấm và 3 tấm [5] Ưu điểm Nhược điểm

 Vị trí cổng lựa chọn dễ dàng

 Khuôn 3 tấm thường sử dụng cổng cắm kim loại nên tháo lắm dễ dàng

 Sản phẩm và kênh dẫn dương tách riêng biệt

 Sản xuất được các dạng sản phẩm phức tạp

 Giá thành chế tạo cao hơn so với khuôn

 Chu kỳ ép phun dài

 Máy phun cần hành trình lớn

 Khuôn kết cấu phức, độ bền kém hơn khuôn 2 tấm

Khuôn 3 tấm và khuôn dẫn nóng

Bảng 2 4 Bảng so sánh ưu nhược điểm của khuôn 3 tấm và dẫn nóng [5] Ưu điểm Nhược điểm

 Rẻ hơn để chế tạo so với khuôn chạy nóng

 Ít có khả năng bị hỏng khuôn chạy nóng

 Các vật liệu nhảy cảm với nhiệt ít bị phân hủy hơn

 Dẽ dàng thay đổi vật liệu nhựa

 Thời gian chu kì dài hơn

 Cần sử lý đường keo sau quá trình ép

 Áp lực phun lớn hơn

THIẾT KẾ KHUÔN

Kết cấu khuôn

Chọn vật liệu khuôn là một bước quan trọng ảnh hưởng đến độ bền và chất lượng bề mặt khuôn, bao gồm khả năng cắt gọt và độ bóng đạt được Do đó, khi lựa chọn vật liệu làm khuôn, cần chú ý đến các yếu tố liên quan để đảm bảo hiệu suất tối ưu.

- Loại nhựa phun ép vì có những loại nhựa có hại cho thép làm khuôn.

- Độ bóng bề mặt cũng như độ phức tạp, chức năng của sản phẩm nhựa.

- Số lượng sản phẩm yêu cầu.

- Công nghệ gia công sản phẩm nhựa (Ép phun, thổi,…)

- Khả năng hàn và phục hồi chi tiết.

4.1.2 Vật liệu làm hệ thống dẫn hướng và định vị.

Hệ thống này chú trọng khả năng chống mài mòn và độ cứng, do đó yêu cầu vật liệu phải được nhiệt luyện để đạt độ cứng cao ở bề mặt, đồng thời vẫn giữ được độ dẻo bên trong nhằm tránh hư hỏng trong quá trình làm việc Dưới đây là những vật liệu thường được sử dụng.

Các chốt ty hồi thường phải chịu lực dọc trục cao và làm việc liên tục, vì vậy vật liệu thường được sử dụng cho chúng là SKD 61.

4.1.3 Vật liệu cho các tấm khuôn có tạo hình hoặc miếng ghép.

Các tấm khuôn có vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình sản xuất sản phẩm nhựa, vì chúng chịu nhiều áp lực và định hình sản phẩm Do đó, vật liệu sử dụng cho khuôn cần có độ cứng vững cao để đảm bảo chất lượng và hiệu suất.

- Sau đây là những mác thép thường chọn:

QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP

Vật liệu làm khuôn

Chọn vật liệu khuôn là một bước quan trọng ảnh hưởng đến độ bền và chất lượng bề mặt khuôn, bao gồm khả năng cắt gọt và độ bóng Do đó, việc lựa chọn vật liệu phù hợp cần xem xét kỹ lưỡng các yếu tố liên quan để đảm bảo hiệu suất tối ưu của khuôn.

- Loại nhựa phun ép vì có những loại nhựa có hại cho thép làm khuôn.

- Độ bóng bề mặt cũng như độ phức tạp, chức năng của sản phẩm nhựa.

- Số lượng sản phẩm yêu cầu.

- Công nghệ gia công sản phẩm nhựa (Ép phun, thổi,…)

- Khả năng hàn và phục hồi chi tiết.

4.1.2 Vật liệu làm hệ thống dẫn hướng và định vị.

Hệ thống này chú trọng đến khả năng chống mài mòn và độ cứng, do đó vật liệu cần được nhiệt luyện để đạt độ cứng cao bên ngoài, trong khi vẫn duy trì độ dẻo bên trong nhằm tránh hư hỏng trong quá trình làm việc Dưới đây là những vật liệu thường được sử dụng.

Các chốt ty hồi thường phải làm việc liên tục và chịu lực dọc trục cao, vì vậy vật liệu thường được sử dụng cho chúng là SKD 61.

Các tấm khuôn là yếu tố quan trọng trong quy trình sản xuất nhựa, chịu áp lực lớn và tạo hình cho sản phẩm Do đó, vật liệu làm khuôn cần có độ cứng vững cao để đảm bảo chất lượng và hiệu quả trong quá trình sản xuất.

+ Thép P20 (2311) + Thép NAK80 và thép P21

Các tấm khuôn nhựa đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất, chịu nhiều áp lực và tạo hình cho sản phẩm Do đó, chúng cần được làm từ vật liệu có độ cứng vững cao để đảm bảo hiệu quả và độ bền của sản phẩm cuối cùng.

+ Thép P20 (2311) + Thép NAK80 và thép P21.

4.1.5 Kết luận lựa chọn thép.

Do yêu cầu sản phẩm không cần ép số lượng lớn và chi phí tài trợ có hạn, chúng tôi sẽ sử dụng thép CT3 cho tất cả các tấm khuôn, bao gồm cả miếng ghép.

Máy gia công

Dụng cụ cắt

Chuẩn bị

- Mài tất cả các cạnh của phôi.

- Làm sạch eto và bàn máy khi gá.

- Xét chuẩn phôi và chiều dài dao vào máy.

- Kiểm tra đường chạy dao trước khi đổ chương trình vào máy.

- Công thức tính chế độ cắt dựa vào 2 công thức chính như sau:

Trong đó: n: Số vòng quay trục chính (vòng/ph)

Dc: đường kính dao phay (mm)

Vc: Tốc độ cắt (m/phút)

F: Bước tiến dao (mm/phút).

Z: Số lượng me cắt. n: Số vòng quay trục chính (vòng/phút). fz: Lượng ăn dao cho mỗi me cắt (mm/t)

Để tiết kiệm thời gian tính toán, chúng ta nên tham khảo chế độ cắt của các hãng dao cụ Điều này giúp lựa chọn chế độ cắt hợp lý và hiệu quả hơn.

Thép CT3 có hàm lượng cacbon thấp, tương tự như thép SS400, với độ cứng khoảng 160 HB, tương đương 3 HRC Dưới đây là các chế độ cắt tham khảo từ các hãng khác nhau.

+ Chế độ cắt rãnh dao endmill:

Bảng 4 1 Chế độ cắt rãnh endmill của hãng CMTech

+ Chế độ cắt biên endmill:

Bảng 4 2 Chế độ cắt biên endmill của hãng CMTech.

+ Chế độ cắt của dao ball mill:

Bảng 4 3 Chế độ cắt biên endmill của hãng CMTech.

+ Chế độ cắt của mũi khoan thép gió.

Bảng 4 4 Chế độ cắt của mũi khoan thép gió của hãng Nachi

+ Bước 4: Khoan + taro lỗ ren M6.

+ Bước 6: Phay lỗ vòng định vị + lỗ gắn bạc cuống phun.

Vật liệu CT3 Gá kẹp: Ê-tô

TT Bước gia công Loại dao

1 Khoan tâm tất cả các lỗ

+ Bước 3: Khoan lỗ bậc bulong M10.

Vật liệu CT3 Gá kẹp: Mỏ kẹp

+ Bước 2: Khoan lỗ ty lói 3.

+ Bước 4: Khoan lỗ taro ren M6

+ Bước 6: Khoan lỗ ty hồi.

+ Bước 7: Khoan lỗ bậc ty lói 3.

+ Bước 9: Khoan lỗ bậc ty hồi,

7 Khoan lỗ bậc ty lói 3

9 Phay lỗ bậc ty hồi

Bước 6: Phay thô lòng insert.

Bước 7: Phay tinh lòng insert.

- Nguyên công 1: Gia công mặt trước

+ Bước 4: Khoan mồi lỗ bạc dẫn hướng.

+ Bước 5: Khoan lỗ bạc dẫn hướng.

+ Bước 6: Doa tinh lỗ bạc dẫn hướng.

+ Bước 8: Khoan bậc lỗ bulong M5.

- Nguyên công 2: Gia công mặt sau

+ Bước 2: Khoan 4 lỗ tai chuột.

+ Bước 3: Phay thô lòng khuôn.

+ Bước 4: Phay tinh lòng khuôn.

+ Bước 5: Doa thô lỗ dung sai.

+ Bước 6: Doa tinh lỗ dung sai

- Nguyên công 3: Gia công mặt trái

- Nguyên công 4: Gia công mặt phải

4 Khoan mồi lỗ bạc dẫn hướng

5 Khoan lỗ bạc Drill 250 75 1 dẫn hướng ỉ24.8

6 Doa tinh lỗ bạc dẫn hướng

5 Doa thô lỗ dung sai

6 Doa tinh lỗ dung sai

4 Taro lỗ ren ẵ Taro ren ẵ

- Nguyên công 1: Gia công mặt trước.

+ Bước 5: Khoan lỗ chốt dẫn hướng.

+ Bước 6: Doa tinh lỗ chốt dẫn hướng.

+ Bước 7: Phay bậc vai của lỗ chốt dẫn hướng

- Nguyên công 2: Gia công mặt sau.

+ Bước 7: Phay thô kênh nhựa

+ Bước 8: Phay tinh kênh nhựa.

- Nguyên công 5: Gia công mặt trên.

+ Bước 1: Khoan lỗ ren M12 + Bước 2: Taro lỗ ren M12

- Nguyên công 6: Gia công mặt dưới.

+ Bước 1: Khoan lỗ ren M12 + Bước 2: Taro lỗ ren M12 PHAY CNC

4 Khoan mồi lỗ chốt dẫn hướng

5 Khoan lỗ chốt dẫn hướng

6 Doa tinh lỗ chốt dẫn hướng

9 Phay lỗ bậc chốt dẫn hướng

7 Phay thô kênh dẫn nhựa

8 Phay tinh kênh dẫn nhựa

2 Taro lỗ ren ẵ Taro ren ẵ Nguyên công 5

4.7 Làm nguội và đánh bóng khuôn.

- Sau khi gia công khuôn trên máy phay CNC ta tiến hành những việc làm nguội và đánh bóng khuôn Mục đích:

+ Làm bóng bề mặt quan trọng giúp lắp ráp dễ hơn.

+ Loại bỏ những bavia và bề mặt sắt bén trên khuôn.

- Các dụng cụ sẽ sử dụng để đánh bóng:

Hình 4 1 Các loại dũa kim loại

4.8.1 Qui trình lắp ráp khuôn.

Bước 1: Lắp bạc dẫn hướng vào khuôn âm.

Bước 2: Lắp insert âm vào khuôn

Bước 3: Lắp tấm kẹp trên

Bước 4: Lắp bạc cuống phun

Bước 5: Lắp vòng định vị.

Bước 6:Lắp chốt dẫn hướng

Bước 8: Lắp cái ty lói, ty hồi và lò xo vào tấm lót lói

Bước 9: Lắp tấm gá lói.

Bước 10: Lắp tấm kẹp dưới, gối đỡ, tấm lót lói và tấm gá lói vào khuôn dương

Bước 11: Lắp phần di động và phần cố định của khuôn vào với nhau.

Bước 12: Lắp ron nước và vòng móc cho khuôn

Bộ khuôn hoàn chỉnh thực tế

Hình 4 4 Bộ khuôn thực tế.

Qui trình công nghệ

+ Bước 4: Khoan + taro lỗ ren M6.

+ Bước 6: Phay lỗ vòng định vị + lỗ gắn bạc cuống phun.

+ Bước 3: Khoan lỗ bậc bulong M10.

Vật liệu CT3 Gá kẹp: Mỏ kẹp

+ Bước 4: Khoan lỗ taro ren M6

+ Bước 6: Khoan lỗ ty hồi.

+ Bước 9: Khoan lỗ bậc ty hồi,

9 Phay lỗ bậc ty hồi

Bước 6: Phay thô lòng insert.

Bước 7: Phay tinh lòng insert.

- Nguyên công 1: Gia công mặt trước

+ Bước 5: Khoan lỗ bạc dẫn hướng.

+ Bước 6: Doa tinh lỗ bạc dẫn hướng.

- Nguyên công 2: Gia công mặt sau

4 Khoan mồi lỗ bạc dẫn hướng

5 Khoan lỗ bạc Drill 250 75 1 dẫn hướng ỉ24.8

6 Doa tinh lỗ bạc dẫn hướng

- Nguyên công 1: Gia công mặt trước.

+ Bước 5: Khoan lỗ chốt dẫn hướng.

+ Bước 6: Doa tinh lỗ chốt dẫn hướng.

+ Bước 7: Phay bậc vai của lỗ chốt dẫn hướng

- Nguyên công 2: Gia công mặt sau.

+ Bước 7: Phay thô kênh nhựa

+ Bước 8: Phay tinh kênh nhựa.

- Nguyên công 5: Gia công mặt trên.

+ Bước 1: Khoan lỗ ren M12 + Bước 2: Taro lỗ ren M12

- Nguyên công 6: Gia công mặt dưới.

+ Bước 1: Khoan lỗ ren M12 + Bước 2: Taro lỗ ren M12 PHAY CNC

4 Khoan mồi lỗ chốt dẫn hướng

5 Khoan lỗ chốt dẫn hướng

6 Doa tinh lỗ chốt dẫn hướng

9 Phay lỗ bậc chốt dẫn hướng

7 Phay thô kênh dẫn nhựa

8 Phay tinh kênh dẫn nhựa

2 Taro lỗ ren ẵ Taro ren ẵ Nguyên công 5

4.7 Làm nguội và đánh bóng khuôn.

- Sau khi gia công khuôn trên máy phay CNC ta tiến hành những việc làm nguội và đánh bóng khuôn Mục đích:

+ Làm bóng bề mặt quan trọng giúp lắp ráp dễ hơn.

+ Loại bỏ những bavia và bề mặt sắt bén trên khuôn.

- Các dụng cụ sẽ sử dụng để đánh bóng:

Hình 4 1 Các loại dũa kim loại

Lắp ráp khuôn

THỬ NGHIỆM, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Thử nghiệm ép thử

- Đây là bước thực hiện vô cùng quan trọng và là bước cuối cùng trong qui trình làm khuôn mẫu.

- Gá khuôn lên máy ép nhựa.

- Thiết lập thông số ép khuôn.

- Ép nhựa và kiểm tra sản phẩm.

- Sửa khuôn nếu có sai sót.

5.1.2 Ép thử, kiểm tra và đánh giá sản phẩm sau khi ép.

Khuôn được ép bởi máy ép nhựa HATIAN MA1200

Bảng 5 1 Thông số kĩ thuật máy ép nhựa HATIAN MA1200

Hình 5 1 Thông số bàn máy

Thông số điều chỉnh Lần 1 Lần 2

Vị trí lùi về lấy nhựa (mm) 30 30 Áp xuất phun (Mpa) 25 25

Thời gian phun (s) 7.33 10 Áp xuất giữ (Mpa) 50 65

Thời gian giữ (s) 1.97 1.97 Áp xuất đóng (Mpa) 40 40 Áp xuất mở (Mpa) 40 40

Thời gian làm mát (s) 25 25 Áp xuất lói (Mpa) 40 40

- Nhận xét ép thử lần 1:

+ Sản phẩm ép ra đôi khi bị kẹt lại trên tấm dương.

+ Sản phẩm sau khi ép dung sai chưa đạt yêu cầu

+ Sản phẩm ép ra đôi khi cũng bị kẹt lại tấm âm

- Cách khắc phục sau khi ép lần 1:

+ Phay lại mở rộng cổng keo.

+ Tạo góc thoát khuôn bên tấm dương.

+ Làm tinh lại bề mặt lòng khuôn âm.

+ Mài tấm dương xuống 0.02mm

Hình 5 2 Quá trình mài sửa khuôn.

- Nhận xét ép thử lần 2:

+ Sản phẩm được ép đẩy ra liên tục không cần có sự can thiệp thủ công.

+ Sản phẩm đạt dung sai yêu cầu.

Hình 5 3 Hình ảnh sản phẩm sau khi ép lần 2

Bảng 5 2 Bảng kết quả đo sản phẩm sau khi ép

Kết luận

Nhóm đã hoàn thành thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa cho chi tiết “Cần gạt”, sử dụng phần mềm Autocad Mechanical 2020 và Creo Parametric 8.0, đồng thời thực hiện chế tạo khuôn trên máy phay CNC.

Nhóm nghiên cứu đã đạt được mục tiêu đặt ra ban đầu trong đó bao gồm:

Nhóm đã áp dụng hiệu quả kiến thức từ các môn học cơ sở như Hình họa vẽ kỹ thuật, dung sai kỹ thuật đo, cùng với các môn chuyên ngành như CAD/CAM/CNC và thiết kế chế tạo khuôn vào thực tiễn.

Rèn luyện kỹ năng sử dụng các phần mềm như Creo Parametric 8.0, AutoCAD 2021, cùng bộ công cụ YANXIU 2D và Cimco Edit 8, nhằm hỗ trợ hiệu quả cho quá trình thiết kế và lập trình gia công.

+ Nắm vững quy trình thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa và các vật tư linh kiện khuôn ép nhựa.

+ Vận dụng kỹ năng thiết kế khuôn, lập trình gia công CNC, ép nhựa khuôn và xử lí lỗi phát sinh trong quá trình ép nhựa.

Nhóm đã hoàn thành 90% công việc trong quá trình chế tạo và thiết kế Do thiếu vật tư máy móc, phần gia công chế tạo cần phải đặt làm bên ngoài.

+ Phần mô phỏng nhóm thiếu kinh nghiệm nên khi ép ra sai sót khá nhiều và tốn nhiều thời gian chỉnh sửa.

Nhóm đã tiến hành nhiều lần thử nghiệm, tuy lần cuối đạt yêu cầu nhưng vẫn còn bavia và sản phẩm bị lõm do lượng nhựa bù chưa đủ.

Hướng phát triển,

Nghiên cứu phương án cải thiện sản phẩm không bị lõm cho dù thành sản phẩm có độ dày lớn.

Tiêu đề	Chế Tạo Khuôn Phun Ép Sản Phẩm 'Cần Gạt'
Tác giả	Dương Đức Hà
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Trọng Hiếu
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	142
Dung lượng	11,11 MB