Công nghệ ép phun khác với các công nghệ khác ở chỗ vật liệu không đổ thẳng vào khuôn mà được đổ qua khoang nung, khi đến nhiệt độ thích hợp thì được ép vào lòng khuôn.. đón
Trang 1THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Tp Hồ Chí Minh, tháng 07/2023
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA
SẢN PHẢM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN THOẠI
GVHD: ThS TRẦN CHÍ THIÊN SVTH: ĐOÀN MINH HIẾU
ĐỖ TRUNG HẬU NGUYỄN VĂN NHÂN
S K L 0 1 1 1 4 8
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA
SẢN PHẨM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN THOẠI”
GVHD: ThS TRẦN CHÍ THIÊN SVTH: ĐOÀN MINH HIẾU 19144022
NGUYỄN VĂN NHÂN 19144165 Lớp: 19144CL2
Khóa: 2019 - 2023 Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ 2 / năm học 2022-2023
Giảng viên hướng dẫn: ThS TRẦN CHÍ THIÊN
Sinh viên thực hiện:
1 Đoàn Minh Hiếu MSSV: 19144022 Điện thoại: 0374507310
2 Đỗ Trung Hậu MSSV: 19144117 Điện thoại: 0398747856
3 Nguyễn Văn Nhân MSSV: 19144165 Điện thoại: 0368031810
1 Mã số đề tài: 22223DT289
Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN (SẢN PHẨM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN
THOẠI)
2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Máy ép nhựa MA1200 III tấn tại trường
- Vật liệu ép sản phẩm: nhựa ABS
- Tài liệu, giáo trình thiết kế khuôn
3 Nội dung chính của đồ án:
- Nghiên cứu vật liệu và công nghệ ép phun
- Khảo sát, nghiên cứu kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm
- Thiết kế khuôn phun ép ứng với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm “giá đỡ sạc điện thoại”
- Phân tích, mô phỏng trên phần mềm moldex 3D
- Lập trình gia công và chế tạo các linh kiện phi tiêu chuẩn trong bộ khuôn
- Ép thử và hoàn thiện
4 Các sản phẩm dự kiến
- Sản phẩm ép “giá đỡ sạc điện thoại”
- File thiết kế và bộ khuôn cho sản phẩm “giá đỡ sạc điện thoại”
- Báo cáo tổng hợp và tập bản vẽ
5 Ngày giao đồ án:
Trang 46 Ngày nộp đồ án:
7 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt Ghi chú: Hệ chất lượng cao tiếng Anh thực hiện thuyết minh và báo cáo bằng tiếng Anh
Được phép bảo vệ ………
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)
Trang 5LỜI CAM KẾT
- Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo khuôn ép phun (sản phẩm giá đỡ sạc điện thoại)
- GVHD: ThS Trần Chí Thiên
- Sinh viên thực hiện
Họ tên sinh viên MSSV Số điện thoại Email
Đoàn Minh Hiếu 19144022 0374507310 19144022@student.hcmute.edu.vn
Đỗ Trung Hậu 19144117 0398747856 19144117@student.hcmute.edu.vn Nguyễn Văn Nhân 19144165 0368031810 19144165@student.hcmute.edu.vn
- Lớp: 19144CL2
- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN):
- Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính tôi nghiên cứu và thực hiện Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”
Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Ký tên
Trang 6Nhóm cũng trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, các Phòng, Khoa, đặc biệt là Quý Thầy, Cô thuộc Khoa cơ khí chế tạo máy tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đã tạo cơ hội cho chúng em được trải nghiệm môi trường học tập chất lượng cao, các kiến thức nền tảng mà Quý Thầy, Cô cung cấp đã ảnh hưởng rất lớn đến hướng đi đúng đắn của nhóm Để tạo tiền đề cho nhóm phát triển đáng kể đồ án nói chung
và những bài học đáng giá cho sự nghiệp chúng em nói riêng
Cuối cùng chúng em cũng xin cảm ơn đến gia đình và đây cũng là động lực lớn nhất của nhóm, để có thể còn được ngồi trên ghế nhà trường như hôm nay là một sự đánh đổi rất lớn đối với gia đình đặc biệt là cha, mẹ Đối với gia đình thì lời cảm ơn thì chưa bao giờ là đủ
để diễn tả cho sự hy sinh cao cả và lòng yêu thương của họ Qua đây nhóm cũng rất biết ơn
và tự hào về gia đình của mình
Cùng với lượng kiến thức chuyên ngành còn hạn chế cũng như điều kiện về mặt thời gian, nhóm không thể tránh khỏi những thiếu sót của mình Nhóm cũng rất mong nhận được những sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của Quý Thầy Cô để nhóm có thể nâng cao chất lượng của đồ án của mình, cũng như y thức nghề nghiệp sau này
Kính chúc Quý Thầy, Cô thật nhiều sức khỏe, để có sức mạnh và ý chí dẫn dắt các thế
hệ mai sau có tương lai tốt đẹp Chúc các Thầy, Cô có một sự nghiệp trồng người vĩ đại
Tp Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Sinh viên thực hiện Đoàn Minh Hiếu
Trang 7Sau khi tính toán thiết kế cho bộ khuôn ép nhựa sản phẩm giá đỡ sạc điện thoại đạt được kết quả như sau:
Với nhựa ABS thì một chu kì ép phun cho ra 2 sản phẩm mất khoảng 45 giây, năng
suất ép 160 sản phẩm/giờ Sản phẩm có khối lượng là 40g
Qua đó tích lũy được những kinh nghiệm về:
- Thiết kế sản phẩm
- Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh
- Lập quy trình gia công các tấm khuôn, gia công và lắp ráp hoàn chỉnh bộ khuôn
- Ép thử nghiệm
- Kiểm tra sản phẩm
Sinh viên thực hiện
Đoàn Minh Hiếu
Đỗ Trung Hậu Nguyễn Văn Nhân
Trang 8SUMMARY OF THE THESIS DESIGN AND MANUFACTURING OF PLASTIC MOLD FOR
PHONE CHARGER STAND
Mobile phones can run out of battery at any time and we can’t always find an ideal place to charge them The socket is too high, instead of charging by putting the phone in our pockets or leaving it loose, now the team of authors has designed a phone charger stand Both can meet the needs of customers and ensure safety
After calculating the design for the plastic mold for the phone charger stand, the following results were obtained:
With ABS plastic, a molding cycle to produce 2 products takes about 45 seconds The production capacity is 160 products per hour The product has a mass of 40g
Through this, we have accumulated experience in:
- Product design
- Complete mold design
- Establish a process for machining the mold plates, machining and assembling the complete mold
- Test molding
- Product testing
Students who carried out
Đoàn Minh Hiếu
Đỗ Trung Hậu Nguyễn Văn Nhân
Trang 9
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i
LỜI CAM KẾT iii
LỜI CẢM ƠN iv
TÓM TẮT ĐỒ ÁN v
MỤC LỤC vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU x
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xv
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1
1.1 Lý do chọn đề tài 1
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 2
1.2.1 Ý nghĩa khoa học 2
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 2
1.3 Mục tiêu của đề tài 2
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 3
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu 3
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu 3
1.5 Phương pháp nghiên cứu 4
1.6 Ý nghĩa của đề tài 4
1.7 Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp 4
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5
2.1 Giới thiệu về chất dẻo (Polymer) 5
2.1.1 Khái niệm 5
2.1.2 Phân loại 5
2.1.3 Tính chất cơ bản của Polymer 5
2.1.4 Một số loại nhựa thường dùng trong lĩnh vực khuôn ép 6
2.1.5 Các phương pháp gia công chất dẻo 7
Trang 102.2 Tổng quan về công nghệ ép phun 7
2.3 Các loại khuôn ép nhựa 12
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ KHUÔN HAI TẤM 18
3.1 Thiết kế sản phẩm 18
3.2 Tính toán khối lượng bằng Creo Parametric 8.0 20
3.3 Tính toán và thiết kế khuôn hai tấm cho sản phẩm 20
3.3.1 Tính toán góc thoát khuôn của sản phẩm 20
3.3.2 Hệ số co rút của sản phẩm nhựa 22
3.3.3 Tính toán số lòng khuôn và cách bố trí lòng khuôn 23
3.3.4 Quá trình tách khuôn 25
3.3.5 Kênh dẫn nhựa 28
3.3.6 Hệ thống làm nguội 33
3.3.7 Hệ thống thoát khí 37
3.3.8 Các tấm của bộ khuôn 38
3.3.9 Hệ thống đẩy 42
3.3.10 Hệ thống dẫn hướng và định vị 46
CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH CAE SẢN PHẨM 49
4.1 Phân tích dòng chảy nhựa trên phần mềm Moldex 3D 49
4.2 Các bước thực hiện phân tích 49
4.3 Phân tích dòng chảy 49
4.3.1 Filling & Packing Analysis 49
4.3.2 Air traps 51
4.3.3 Pressure 52
4.3.4 Temperature 53
4.3.5 Volumetric shrinkage 53
4.4 Ứng dụng tính năng Simulate của phần mềm Creo Parametric 8.0 54
CHƯƠNG 5 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 59
Trang 115.2 Công thức tính thông số chế độ cắt 60
5.3 Công cụ thực hiện 61
5.4 Quy trình công nghệ gia công 62
5.4.1 Tấm kẹp phần cố định 62
5.4.2 Tấm khuôn âm 65
5.4.3 Tấm khuôn dương 69
5.4.4 Phần Insert 74
5.4.5 Gối đỡ 77
5.4.6 Tấm giữ 79
5.4.7 Tấm đẩy 82
5.4.8 Tấm kẹp phần di động 84
5.5 Đánh bóng lòng khuôn 85
CHƯƠNG 6 LẮP RÁP KHUÔN – ÉP THỬ 88
6.1 Chuẩn bị lắp khuôn 88
6.2 Lắp ráp khuôn 88
6.3 Chuẩn bị trước khi ép 92
6.4 Quy trình ép thử 93
KẾT LUẬN 97
TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC I I PHỤ LỤC 2 III PHỤ LỤC 3 V
Trang 12DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Đường kính của kênh dẫn theo độ dài của rãnh và bề dày sản phẩm 31
Bảng 3.2: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế 35
Bảng 5.1: Chọn vật liệu cho các tấm khuôn 59
Bảng 5.2: Quy trình công nghệ gia công tấm kẹp phần cố định 63
Bảng 5.3: Quy trình công nghệ gia công tấm khuôn âm 66
Bảng 5.4: Quy trình công nghệ gia công tấm khuôn dương 71
Bảng 5.5: Quy trình công nghệ gia công phần Insert 75
Bảng 5.6: Quy trình công nghệ gia công gối đỡ 78
Bảng 5.7: Quy trình công nghệ gia công tấm giữ 80
Bảng 5.8: Quy trình công nghệ gia công tấm đẩy 83
Bảng 5.9: Quy trình công nghệ gia công tấm kẹp phần di động 85
Bảng 6.1: Bảng thông số ép thử 96
Trang 13DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Nhu cầu của người dùng tìm đến sản phẩm 1
Hình 1.2: Cách sạc nguy hiểm khi không có vị trí sạc thuận lợi 1
Hình 1.3: Cách làm giá đỡ tại nhà 2
Hình 1.4: Sản phẩm được bán trên thị trường 3
Hình 2.1: Cấu tạo máy ép nhựa 8
Hình 2.2: Máy ép nhựa 8
Hình 2.3: Hệ thống hỗ trợ ép phun 9
Hình 2.4: Hệ thống phun 9
Hình 2.5: Cấu tạo của trục vít 10
Hình 2.6: Van hồi tự mở 10
Hình 2.7: Vị trí vòi phun 11
Hình 2.8: Hệ thống kẹp 11
Hình 2.9: Khuôn ép 2 tấm 13
Hình 2.10: Cấu tạo khuôn 2 tấm 14
Hình 2.11: Khuôn ép 3 tấm 16
Hình 2.12: Khuôn nhiều tầng 16
Hình 2.13: Khuôn chốt tháo ngang 17
Hình 3.1: Sản phẩm hiện có trên thị trường 18
Hình 3.2: Sản phẩm đã thiết kế 19
Hình 3.3: Bo tròn các cạnh 19
Hình 3.4: Kết quả khối lượng 20
Hình 3.5: Góc thoát khuôn trên sản phẩm 21
Hình 3.6: Đồ thị chọn góc vát theo chiều cao thành sản phẩm 21
Hình 3.7: Kiểm tra góc thoát khuôn 22
Hình 3.8: Đặt hệ số co rút cho sản phẩm 23
Hình 3.9: Các bước tách khuôn 26
Hình 3.10: Tách hai nửa khuôn 27
Trang 14Hình 3.11: Mở khuôn 27
Hình 3.12: Cấu tạo hệ thống kênh dẫn nhựa 28
Hình 3.13: Kích thước cuống phun cho thiết kế 29
Hình 3.14: Kích thước của bạc cuống phun theo tiêu chuẩn Misumi 29
Hình 3.15: Kênh dẫn có tiết diện hình thang hiệu chỉnh 30
Hình 3.16: Vị trí đặt miệng phun trên sản phẩm 32
Hình 3.17: Miệng phun kiểu đường ngầm 33
Hình 3.18: Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm tiêu chuẩn 33
Hình 3.19: Kích thước miệng phun ngầm đã thiết kế 33
Hình 3.20: Biểu đồ thời gian làm nguội trong chu kỳ phun ép theo số liệu phân tích từ Moldex3D 34
Hình 3.21: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế 35
Hình 3.22: Hệ thống làm lạnh vách ngăn 36
Hình 3.23: Đầu nói đường nước Misumi 36
Hình 3.24: Kích thước của vách ngăn theo tiêu chuẩn Misumi 37
Hình 3.25: Tấm kẹp phần cố định 38
Hình 3.26: Tấm khuôn âm 38
Hình 3.27: Tấm khuôn dương 39
Hình 3.28: Phần Insert 39
Hình 3.29: Gối đỡ 40
Hình 3.30: Tấm giữ 40
Hình 3.31: Tấm đẩy 41
Hình 3.32: Tấm kẹp phần di động 41
Hình 3.33: Kích thước của chốt đẩy theo tiêu chuẩn Misumi 43
Hình 3.34: Kích thước phần giựt đuôi keo 43
Hình 3.35: Kích thước chốt giựt đuôi keo dạng chữ Z theo tiêu chuẩn Misumi 44
Hình 3.36: Kích thước chốt hồi theo tiêu chuẩn Misumi 45
Trang 15Hình 3.39: Kích thước chốt dẫn hướng theo tiêu chuẩn Misumi 47
Hình 3.40: Kích thước vòng định vị theo tiêu chuẩn Misumi 47
Hình 3.41: Kích thước chốt côn định vị theo tiêu chuẩn Misumi 48
Hình 4.1: Quy trình thực hiện 49
Hình 4.2: Quá trình điền đầy 50
Hình 4.3: Rỗ khí 51
Hình 4.4: Kết quả mô phỏng áp suất 52
Hình 4.5: Kết quả mô phỏng nhiệt độ 53
Hình 4.6: Kết quả mô phỏng cong vênh co rút 54
Hình 4.7: Đặt phản lực liên kết lên bề mặt dưới (Gối đỡ của khuôn) 55
Hình 4.8: Bề mặt đặt áp suất 55
Hình 4.9: Chọn vật liệu thép carbon chất lượng cao 56
Hình 4.10: Quá trình chia lưới tự động 56
Hình 4.11: Kết quả mô phỏng ứng suất 57
Hình 4.12: Kết quả mô phỏng chuyển vị tác động lên tấm khuôn dương theo phương Y 57
Hình 5.1: Máy phay MAZAK VQC-20/50B 61
Hình 5.2: Ê tô 61
Hình 5.3: Ký hiệu bề mặt gia công tấm kẹp phần cố định 62
Hình 5.4: Ký hiệu bề mặt gia công tấm khuôn âm 65
Hình 5.5: Ký hiệu bề mặt gia công tấm khuôn dương 69
Hình 5.6: Ký hiệu bề mặt gia công Insert 74
Hình 5.7: Ký hiệu bề mặt gia công gối đỡ 77
Hình 5.8: Ký hiệu bề mặt gia công tấm giữ 79
Hình 5.9: Ký hiệu bề mặt gia công tấm đẩy 82
Hình 5.10: Ký hiệu bề mặt gia công tấm kẹp phần di động 84
Hình 5.11: Công cụ thực hiện (Giấy nhám và kem đánh bóng kim loại) 86
Hình 5.12: Đánh bóng khuôn dương 87
Hình 5.13: Đánh bóng lòng khuôn âm 87
Trang 16Hình 6.1: Lắp Insert vào tấm khuôn dương 88
Hình 6.2: Lắp chốt dẫn hướng vào tấm khuôn dương 89
Hình 6.3: Lắp hệ thống đẩy 89
Hình 6.4: Lắp tấm kẹp phần di động 90
Hình 6.5: Lắp bạc dẫn hướng vào tấm khuôn âm 90
Hình 6.6: Lắp tấm kẹp phần cố định 91
Hình 6.7: Lắp vòng định vị và bạc dẫn hướng 91
Hình 6.8: Bộ khuôn đã lắp ráp hoàn chỉnh 92
Hình 6.9: Máy ép nhựa Shine Well SW – 120B 92
Hình 6.10: Sơ đồ quy trình ép thử 93
Hình 6.11: Hạt nhựa ABS 94
Hình 6.12: Gá khuôn lên máy ép 94
Hình 6.13: Thiết lập thông số ép 95
Hình 6.14: Tiến hành ép thử và điều chỉnh thông số ép 95
Trang 17DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ĐATN Đồ án tốt nghiệp
CAD Computer Aided Design
CAM Computer Aided Manufacturing
CAE Computer Aided Engineering
CNC Computer Numerical Control
ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene
Trang 18CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Lý do chọn đề tài
Điện thoại di động của bạn có thể hết pin bất cứ lúc nào và không phải ở bất cứ đâu chúng ta cũng tìm được cho nó một vị trí sạc pin lý tưởng Các vấn đề khác như:
+ Ổ cắm quá cao, dây sạc không đủ dài do đó mà nhiều người sẽ bỏ điện thoại vào túi
áo quần được treo gần đó Điện thoại khi sạc pin sẽ sinh nhiệt nếu chúng ta bỏ vào túi áo quần sẽ có nguy cơ cháy nổ
+ Còn nếu như ngôi nhà của bạn có cách bố trí ổ cắm điện hợp lí Dây sạc đủ dài để
có thể đặt chiếc điện thoại bạn dưới nền nhà Thì có những lúc vô tình chúng ta đi qua và vướng phải dây sạc Điều đó sẽ không an toàn cho chiếc điện thoại của bạn
+ Số liệu cho thấy lượng người tìm kiếm từ khóa “Giá đỡ sạc điện thoại” rất nhiều Lên đến hàng trăm nghìn lượt xem Điều này cho thấy nhu cầu người dùng về chiếc giá đỡ này rất cao
Hình 1.1: Nhu cầu của người dùng tìm đến sản phẩm
Trang 19Hình 1.3: Cách làm giá đỡ tại nhà
+ Nếu như chúng ta vô tình va phải hoặc ổ cắm điện bị rơ lỏng Thêm vào đó là cân nặng của điện thoại lớn thì sẽ không an toàn và có thể rơi bất cứ lúc nào
=> Do đó nhóm đã chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa sản phẩm giá
đỡ sạc điện thoại” để có thể giải quyết những vấn đề này
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Thiết kế và chế tạo được bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh có thể ép ra sản phẩm
Sản phẩm có tính ứng dụng vào thực tế đời sống hằng ngày, giúp cuộc sống
Thông qua đề tài có thể tìm hiểu về những kiến thức mình đã học ở trường được vận dụng vào trong thực tế như thế nào, từ đó có định hướng ban đầu cho công việc sau này
Hoàn thành được đề tài cho Đồ án tốt nghiệp cũng đã đánh dấu việc hoàn thành những kiến thức về lý thuyết và phục vụ cho công việc sau này
1.3 Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu công nghệ ép phun, và vật liệu nhựa
- Thiết kế sản phẩm giải quyết được vấn đề của khách hàng Khắc phục điểm yếu của
Trang 20những sản phẩm đang có trên thị trường, từ đó cải tiến sản phẩm tốt hơn
- Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa với các phần mềm hỗ trợ
- Chế tạo được bộ khuôn ép nhựa thực tế có thể ép ra sản phẩm hoàn thiện
Hình 1.4: Sản phẩm được bán trên thị trường
Ưu điểm:
+ Nhỏ gọn, gấp lại được và có thể mang theo bên mình
Nhược điểm:
+ Dễ rơi khi treo trên những ổ cắm điện bị lỏng
+ Không an toàn, dễ va quẹt làm rơi điện thoại khi sạc trên những ổ cắm cao
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Các sản phẩm hiện có và các cách treo điện thoại khi sạc của người dùng
- Nhu cầu của khách hàng đối với sản phẩm
- Kích thước của các dòng điện thoại trên thị trường: hiện tại trong các dòng điện thoại phổ biến trên thị trường thì có điện thoại Samsung Galaxy Z Fold 4 có kích thước tương đối lớn, cụ thế kích thước máy khi gập là 155.1×67.1×15.8 mm khi mở ra là 155.1×130.1×6.3mm
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
- Các loại vật liệu nhựa thông dụng
- Tổng quan công nghệ ép phun
Trang 21cao 390mm
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này nhóm tác giả đã tiến hành bằng các phương pháp:
- Thu thập thông tin, xử lý thông tin liên quan
- Tham khảo tài liệu về khuôn mẫu, áp dụng các kiến thức theo thời gian đã được tích lũy Tài liệu tham khảo được thu thập qua sách vở, giáo trình và Internet
- Sử dụng phần mềm Creo 8.0 để thiết kế sản phẩm, từ đó tiến hành các bước tiếp theo như tách khuôn, phân tích, thiết kế áo khuôn…
- Sử dụng phần mềm Moldex 3D để phân tích dòng chảy trong quá trình ép phun
- Gia công, lắp ráp khuôn, ép thử sản phẩm
1.6 Ý nghĩa của đề tài
- Giải quyết được nhu cầu của khách hàng
- Tham khảo, tìm tòi học hỏi và cải tiến những sản phẩm đã có mặt trên thị trường
- Áp dụng được những kiến thức về mặt lý thuyết đã học vào trong thực tế
1.7 Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp bao gồm 6 chương, trong đó:
+ Chương 1: Giới thiệu chung
+ Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
+ Chương 3: Thiết kế sản phẩm và bộ khuôn 2 tấm
+ Chương 4: Phân tích, mô phỏng và kiểm nghiệm
+ Chương 5: Quy trình công nghệ gia công
+ Chương 6: Lắp ráp khuôn và ép thử
Trang 22CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Giới thiệu về chất dẻo (Polymer)
2.1.1 Khái niệm
Polymer là loại hợp chất có khối lượng phân tử lớn, được cấu tạo từ nhiều đơn vị lặp
lại
2.1.2 Phân loại
Polymer nhiệt dẻo: Polymer mạch thẳng dưới tác dụng của nhiệt nó bị chảy dẻo ra,
khi làm nguội nó sẽ hóa rắn lại và quá trình này được lặp đi lặp lại Loại Polymer này có ưu điểm tái sinh, nên thường được làm đồ gia dụng
Polymer nhiệt rắn: Polymer mạng không gian, dưới tác dụng của nhiệt nó hóa lỏng
và thông qua áp suất, gia nhiệt, nhựa trở nên “rắn” Sau khi làm nguội, trạng thái rắn này là vĩnh viễn Những đặc tính này làm cho nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái chế
2.1.3 Tính chất cơ bản của Polymer
- Độ bền cơ học: khả năng chống lại sự phá hoại dưới tác dụng của các lực cơ học
- Độ bền kéo, uốn, nén: là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị kéo, uốn, nén
- Độ dai va đập
- Module đàn hồi: đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc tính chất của nó Mà dưới
tác dụng của một lực đã cho thì sự biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức nào
-Tỷ trọng:
+ Tỷ trọng tăng: lực kéo đứt, nhiệt độ biến mềm, độ kháng hóa chất tăng, ngược lại lực va đập và độ nhớt giảm
+ Phụ thuộc vào độ kết tinh Độ kết tinh cao thì tỷ trọng cao
+ Loại nhựa: ABS có tỷ trọng 1.040-1.060 (g∕cm³), PP có tỷ trọng 0.9-0.91 (g∕cm³)
- Chỉ số nóng chảy: thể hiện tính chảy hay khả năng của vật liệu Rất cần thiết trong
quá trình chọn vật liệu và công nghệ gia công
+ Chỉ số chảy cao:
• Trọng lượng phân tử thấp, dễ chảy
• Dùng nhiệt độ và áp suất gia công thấp
• Chu kỳ sản xuất ngắn
Trang 23+ Chỉ số chảy thấp:
• 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 để điền đầy khuôn cao
• Đòi hỏi nhiệt độ gia công cao
- Độ co rút của nhựa: là tỉ lệ % chênh lệch kích thước của sản phẩm khi đã lấy ra khỏi
khuôn được định hình và ổn định kích thước so với kích thước của khuôn
+ ABS có mật độ 1.04-1.05 (g∕cm³) với hệ số co rút 0.4-0.7 %
+ PP có mật độ 0.9-0.91 (g∕cm³) với hệ số co rút 1.0-3.0 %
- Tính cách điện
- Nhiệt độ phá hủy
- Độ bền hóa học
2.1.4 Một số loại nhựa thường dùng trong lĩnh vực khuôn ép
- Nhựa PP (Polypropylene): Không màu, bán trong suốt Là chất dẻo có trọng lượng
nhẹ, độ bền kéo và độ cứng cao hơn PE Giòn ở nhiệt độ thấp, dễ phá hủy bởi tia UV
Ứng dụng:
+ Dùng độ cứng: nắp chai nước, thân bút, két bia,…
+ Dùng kháng hóa chất: chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, nắp thùng chứa dung môi,…
+ Dùng trong ngành dệt sợi PP
- Nhựa ABS (Poly Acrylonitrile butadiene styrene): màu trắng đục, bán trong suốt
Có độ nhớt và va đập cao hơn PS
Ứng dụng:
+ Trong các sản phẩm cách điện, kỹ thuật điện lạnh,…
+ Làm ống dẫn trong các hệ thống ống dẫn nước, cấp thoát nước, ống gen… nhờ ưu điểm về độ bền và tính ổn định kích thước
+ Đồ chơi trẻ em và các đồ dùng phục vụ cho bé cũng được làm từ nhựa ABS vừa bền, đẹp lại an toàn cho sức khỏe
- Nhựa PC (Polycarbonate): là một loại nhựa nhiệt dẻo vô định hình, trong suốt và
Trang 24không màu
Ứng dụng:
+ Các sản phẩm có khả năng chịu nhiệt cao: bình, chai, nắp chứa thực phẩm cần tiệt trùng
+ Các thiết bị bảo vệ: kính che mặt, nón bảo hiểm, kính chắn gió…
- Nhựa PBT (Polybutylene Terephthalate): là một loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo kỹ
thuật bán kết tinh, có nhiều đặc tính ưu việt
Ứng dụng:
+ Được sử dụng nhiều trong các sản phẩm dùng để cách điện như là: ổ cắm điện gia dụng, ô tô, vật liệu…
+ Dùng để sản xuất bàn là hơi nước và vòi sen nhà tắm
+ Được sử dụng để làm bàn chải đánh răng hoặc là lông mi giả
+ Nhờ kết cấu chống mài mòn, chống được UV Ngoài ra với độ cứng cao nên nó được sử dụng làm bàn phím máy tính
+ Được sử dụng nhiều trong dụng cụ bể bơi Do nhựa này có khả năng kháng nước và kháng Clo khá mạnh
+ PBT có tính chống cháy và chịu được ngoại lực lớn nên được ứng dụng nhiều trong sản xuất các bộ phận nhựa xe hơi, xe máy, tuabin, fan tản nhiệt, đồ điện gia dụng
+ Bên cạnh đó nó được dùng làm bảng vi mạch điện tử kỹ thuật cao trong ngành điện tử
+ Đồng thời nó làm tấm lót và vách ngăn chống tĩnh điện, chống thấm
2.1.5 Các phương pháp gia công chất dẻo
a) Trộn, Cát, Đùn, Cắt hạt,
Nhựa hạt, Nhựa tấm, Thanh định hình, Nhựa bột,…
b) Đúc phôi, Đúc thổi, Cán, Hút dẻo, Đúc rót
Sản phẩm sơ cấp
c) Đập vỡ, Nghiền, Xay nhỏ
Nguyên liệu tái chế
Trang 25Hình 2.1: Cấu tạo máy ép nhựa
a) Công nghệ ép phun
Là quá trình gia công trong đó vật liệu đã được nung nóng sơ bộ, định lượng khoảng vào khuôn Sau đó ở nhiệt độ xác định khi khuôn đóng , dưới áp lực vật liệu ép được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm
Công nghệ ép phun khác với các công nghệ khác ở chỗ vật liệu không đổ thẳng vào khuôn mà được đổ qua khoang nung, khi đến nhiệt độ thích hợp thì được ép vào lòng khuôn
b) Máy ép phun
Hình 2.2: Máy ép nhựa
Trong hệ thống hỗ trợ ép phun bao gồm:
+ Thân máy: liên kết các hệ thống máy lại với nhau
+ Hệ thống điện: là nơi cung cấp điện để các motor hoạt động
+ Hệ thống làm nguội: cung cấp nước hoặc các dung dịch làm nguội để làm nguội khuôn, đông cứng nhựa thành hình trước khi ra khỏi khuôn
+ Hệ thống thủy lực: bao gồm bơm, van, hệ thống ống, motor Là nơi tạo ra nguồn lực
Trang 26đóng mở khuôn, duy trì lực kẹp khuôn, làm cho trục vít chuyển động quay, tạo lực cho chốt đẩy,…
Hình 2.3: Hệ thống hỗ trợ ép phun
Hệ thống phun
Làm nóng chảy nhựa và duy trì nhiệt độ nhựa hóa lỏng, nén và khử khí trong quá trình phun nhựa vào khoảng khuôn và định hình sản phẩm
Hệ thống phun gồm các bộ phận: phễu cấp liệu, khoang chứa liệu, băng gia nhiệt, trục
vít, vòi phun, bộ hồi tự hở
Hình 2.4: Hệ thống phun
Trang 27băng cấp nhiệt Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20% đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lòng vật liệu nhựa
+ Các băng gia nhiệt: giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang
luôn ở trạng thái chảy dẻo Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể có nhiều băng gia nhiệt (trên 3 băng) được cài đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun
+ Trục vít: có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào
lòng khuôn.Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng (vùng cấp liệu, vùng nén, vùng định lượng)
Hình 2.5: Cấu tạo của trục vít
+ Bộ hồi tự hở hay (Non – return assembly) : bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm,
đầu trục vít và chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn
- Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về phía trước đầu trục vít Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về phía sau
Hình 2.6: Van hồi tự mở
Trang 28• Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm
bảo bịt kín khoang trộn và khuôn Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy của vật liệu
Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp
Hình 2.7: Vị trí vòi phun
• Hệ thống kẹp: có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình
làm nguội và đẩy sản phẩm thoát ra khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun
Trang 29Hệ thống kẹp gồm các bộ phận:
- Cụm đẩy của máy: gồm xylanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy Chúng có chức năng
tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn
- Cụm kìm: thường có hai loại chính, đó là loại dùng cho cơ cấu khuỷu và loại dùng
các xylanh thủy lực Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực giữ khuôn đóng trong suốt quá trình phun
- Tấm di động: là một tấm thép lớn có bề mặt có nhiều lỗ thông với tấm di động của
khuôn Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực vào tấm đẩy trên khuôn
- Tấm cố định: cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn
Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo
sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun)
2.3 Các loại khuôn ép nhựa
Khuôn ép nhựa là dụng cụ dùng để tạo hình sản phẩm nhựa, được thiết kế dựa theo hình dạng của sản phẩm, gồm nhiều chi tiết lắp với nhau để hình thành một không gian rỗng
mà ở đó nhựa dạng lỏng được phun vào, rồi được làm nguội tạo ra thành phẩm
Hình dạng và kích thước của sản phẩm sẽ quyết định kích thước và kết cấu của khuôn ép nhựa Năng suất và sản lượng sản phẩm là yếu tố lớn ảnh hưởng đến thiết kế khuôn, nếu yêu cầu sản xuất hàng loạt nhỏ thì không cần đến khuôn nhiều lòng hoặc khuôn có kết cấu cao cấp, nhưng nếu là sản xuất lớn thì cần yêu cầu thiết kế khuôn ép nhựa phức tạp hơn
Một khuôn ép nhựa được làm ra cần trải qua hai quy trình chính là thiết kế khuôn mẫu
và gia công khuôn mẫu Trong đó để tính toán thiết kế khuôn thì cần dựa vào bản vẽ thiết kế hoàn chỉnh về sản phẩm
Để thiết kế được một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh đòi hỏi phải có kết cấu của khuôn Tùy theo yêu cầu sản phẩm thì sẽ có các kết cấu khuôn khác nhau như: Khuôn ép nhựa 2 tấm, khuôn ép nhựa 3 tấm…
a) Khuôn 2 tấm
Khuôn ép nhựa 2 tấm là loại khuôn ép nhựa có kết cấu đơn giản, có 1 mặt phân khuôn chia khuôn ra thành 2 phần là phần cố định và phần di động
Để nhận biết về loại khuôn 2 tấm thì nhìn vào trạng thái lúc mở khuôn lấy sản phẩm
ra ngoài sẽ thấy có mặt chia khuôn được mở ra và chia khuôn ra thành 2 phần riêng biệt là phần kênh dẫn và phần sản phẩm cùng nằm một phía
Trang 30Loại khuôn nhựa 2 tấm được sử dụng trong chế tạo các sản phẩm gia dụng đơn giản, thời gian thiết kế ngắn và gia công ngắn nhưng vẫn có độ chính xác cao để sớm đưa ra thị trường
Hình 2.9: Khuôn ép 2 tấm
Ưu điểm của khuôn 2 tấm
+ Cấu trúc đơn giản hơn so với khuôn ép nhựa 3 tấm: thiết kế đơn giản nên kết cấu khuôn không đòi hỏi sự phức tạp
+ Giá thành rẻ hơn, vật liệu gia công ít, chu kỳ ép nhanh hơn
+ Khuôn ép nhựa 2 tấm cũng không dùng được trong việc gia công những sản phẩm đòi hỏi có độ phức tạp cao
Trang 31Hình 2.10: Cấu tạo khuôn 2 tấm
1 Tấm kẹp trước: dùng để kẹp vào phần cố định của thành máy Hình vẽ mô tả rõ
tấm kẹp trước có chiều rộng nhô ra so với các tấm khuôn khác, chính phần nhô ra này là phần dùng để kẹp khuôn
2 Tấm cố định (tấm khuôn cái): tấm này là phần khuôn cố định
3 Bạc cuống phun: có chức năng dẫn nhựa dạng lỏng từ đầu phun của máy ép vào
khuôn (đầu tiên là dẫn nhựa vào các kênh dẫn)
4 Vòng định vị: dùng để định vị khuôn với thành máy, đảm bảo cho đầu phun của
máy ép định vị chính xác với vị trí tương ứng của bạc cuống phun Bộ phận này có dạng vòng tròn, nhô cao hơn mặt trên của tấm kẹp trước để đặt vừa vào lỗ tương ứng trên thành máy
5 Vít lục giác: giúp cố định tấm kẹp và tấm khuôn với nhau
6 Đường nước: là hệ thống làm mát của khuôn, còn có chức năng giữ nhiệt độ khuôn
trong quá trình gia nhiệt đối với nhựa có nhiệt độ nóng chảy thấp
7 Tấm di động (tấm khuôn đực): là tấm khuôn phía phần di động
8 Tấm lót: giúp tăng độ cứng vững cho khuôn phần di động, tấm này chỉ dùng khi
tấm di động quá mỏng
9 Gối đỡ: gồm 2 tấm 2 bên tạo thành một cặp, có tác dụng trợ lực cho tấm di động
đồng thời tạo không gian trống để bố trí hệ thống đẩy
10 Tấm kẹp pin: giữ hệ thống pin đẩy không trượt ra ngoài trong quá trình khuôn
hoạt động
Trang 3211 Tấm đẩy pin: tấm này nối với lõi đẩy của máy ép, có chức năng đẩy hệ thống pin
đẩy
12 Tấm kẹp sau: dùng kẹp phần di động của máy ép nhựa
13 Pin đẩy: có công dụng đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn
14 Lò xo: đẩy hệ thống đẩy hồi trở lại để chuẩn bị cho chu kỳ ép phun kế tiếp
15 Chốt hồi: giúp dẫn hướng tấm kẹp và tấm đẩy di chuyển tịnh tiến theo đúng hướng
để chúng không bị trượt ra ngoài, đồng thời cũng bảo vệ dàn pin đẩy không bị cong trong quá trình đẩy sản phẩm và lùi về
16 Bạc dẫn hướng: giúp chốt dẫn hướng dễ dàng di chuyển và định vị
17 Chốt dẫn hướng: giúp 2 phần di động và cố định của khuôn được định vị chính
xác trong suốt quá trình đóng khuôn
b) Khuôn 3 tấm
Khuôn ép nhựa 3 tấm là khuôn có kết cấu với 3 tấm chính: tấm cố định, tấm di động
và tấm giữ đuôi keo Khi mở khuôn có một khoảng hở để lấy sản phẩm ra và một khoảng hở
để lấy đuôi keo ra ngoài
Đối với khuôn 3 tấm thì sản phẩm và đuôi keo luôn tự động tách rời khi sản phẩm và đuôi keo được lấy ra khỏi khuôn
Ưu điểm của khuôn 3 tấm
+ Quá trình tự động hóa của khuôn 3 tấm cao hơn khuôn 2 tấm vì có thể tách đuôi keo
tự động
+ Sản phẩm và phần đuôi keo sẽ tự động tách rời nhau sau khi mở khuôn
+ Các sản phẩm phức tạp cần đến nhiều miệng phun thì luôn phải cần đến loại khuôn
3 tấm này
Hạn chế của khuôn 3 tấm
+ Chi phí đầu tư cho khuôn cao vì kết cấu khuôn phức tạp
+ Tuy là tự động hóa hơn so với khuôn 2 tấm nhưng vẫn phải cần có robot để lấy đuôi keo ra ngoài
+ Kênh dẫn kết cấu phức tạp nên vật liệu làm khuôn tốn, có nhiều nhựa thừa sau khi ép xong sản phẩm
Trang 33+ Khoảng cách giữa vòi phun đến các rãnh khuôn dài nên làm giảm áp lực phun dẫn đến tạo ra nhiều phễu liệu
+ Giá thành khuôn 3 tấm cao
Trang 34Khi khuôn mở ra sẽ tạo ra 2 khoảng không gian trống và cả hai khoảng này đều để sản phẩm rơi ra Khuôn nhiều tầng phù hợp khi cần chế tạo số lượng lớn giản phẩm, nó cũng giúp giảm lực kẹp của máy, tuy nhiên hệ thống đẩy lại phức tạp
d) Khuôn tháo chốt ngang
Hình 2.13: Khuôn chốt tháo ngang
Thường các sản phẩm nhựa được đẩy ra khỏi khuôn theo phương đóng mở khuôn Tuy nhiên thì nếu các sản phẩm có lỗ ngang hoặc hõm ngang thì không thể đẩy sản phẩm ra như trên được Muốn lấy sản phẩm ra thì cần phải rút các chi tiết tạo hõm ngang hay lỗ ngang ra trước
Để lắp và tháo chốt ngang thì có thể sử dụng chuyển động mở khuôn thông qua việc dùng chốt xiên hoặc dùng xylanh thủy lực tạo chuyển động ngang độc lập với việc mở khuôn Chính vì cơ cấu này nên được gọi là khuôn tháo chốt ngang
Trang 35CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ KHUÔN HAI TẤM
3.1 Thiết kế sản phẩm
Sản phẩm “giá đỡ sạc điện thoại” có thể giúp người dùng sạc pin cho chiếc điện thoại của mình một cách thuận tiện, an toàn nhất Ngoài ra nó góp phần tăng tính thẩm mĩ cho căn phòng hoặc ngôi nhà của bạn
• Bước 1: Tham khảo các kích cỡ điện thoại
Hiện tại trong các dòng điện thoại phổ biến trên thị trường thì có điện thoại Samsung Galaxy Z Fold 4 có kích thước tương đối lớn, cụ thế kích thước máy khi gập là 155.1×67.1×15.8 mm khi mở ra là 155.1×130.1×6.3mm
• Bước 2: Xem xét, cải tiến từ những sản phẩm đã có trên thị trường
Hình 3.1: Sản phẩm hiện có trên thị trường
Các sản phẩm trên thị trường còn nhiều nhược điểm về tính an toàn Nhóm tác giả đã
lên ý tưởng thiết kế nhằm cải thiện vấn đề này
• Bước 3: Dùng phần mềm Creo Parametric để thiết kế sản phẩm
Trang 36Hình 3.2: Sản phẩm đã thiết kế
- Dựa vào kích cỡ điện thoại to nhất ở trên, nhóm lên phương án phác thảo sản phẩm
để có thể đáp ứng cho các dòng điện thoại
- Từ vấn đề thiếu an toàn của dòng sản phẩm trên thị trường Nhóm đã thiết kế sản phẩm có kế cấu an toàn nhất Thêm vào đó để tăng độ bền cho sản phẩm nhóm đã thiết kế bề
dày thành sản phẩm là 2.5mm
- Nhằm tăng tính thẩm mỹ nhóm đã thiết kế các cạnh cũng như các góc bo
Hình 3.3: Bo tròn các cạnh
Trang 373.2 Tính toán khối lượng bằng Creo Parametric 8.0
Hình 3.4: Kết quả khối lượng
=> Kết quả cho thấy Khối lượng là MASS = 4.0817972e-02 KILOGRAM = 40 gam 3.3 Tính toán và thiết kế khuôn hai tấm cho sản phẩm
3.3.1 Tính toán góc thoát khuôn của sản phẩm
• Góc thoát khuôn
Để dễ dàng tháo sản phẩm khỏi lòng khuôn, mặt trong cũng như mặt ngoài sản phẩm phải có độ côn nhất định theo hướng mở khuôn Yêu cầu này cũng cần áp dụng đối với các chi tiết như gân gia cường, vấu lồi, rãnh,…
Ở các khuôn có lõi ngắn hay lòng khuôn nông (nhỏ hơn 5 mm) góc côn ít nhất khoảng 0.25° mỗi bên, khi chiều sâu lòng khuôn và lõi tăng từ 1 đến 2 inch (25.4 ÷ 50.8 mm) góc côn nên tăng lên là 2° mỗi bên Góc côn cần thiết đối với nhựa Polyolefins và Acetals và có kích thước nhỏ góc côn chỉ khoảng 0.5°, nhưng đối với sản phẩm có kích thước lớn, góc côn yêu cầu có thể tới 3° Với vật liệu cứng hơn như Polystyrene, Acrylic,… ngay cả đối với sản phẩm
có kích thước nhỏ, góc côn tối thiểu cũng phải là 1,5° Cần chú ý rằng góc côn càng nhỏ, yêu cầu lực đẩy càng lớn; do đó, có thể làm hỏng sản phẩm nếu sản phẩm chưa đông cứng hoàn toàn
Khi không thiết kế góc thoát khuôn hay thiết kế không đúng thì ma sát giữa bề mặt sản phẩm và mặt khuôn sẽ rất lớn Khi đó, sản phẩm sẽ bị kẹt lại trong khuôn hoặc nếu đẩy ra ngoài đi chăng nữa thì bề mặt sản phẩm cũng sẽ bị lỗi bởi lực chốt đẩy quá lớn làm thụn bề mặt
Trang 38Hình 3.5: Góc thoát khuôn trên sản phẩm
Hình 3.6: Đồ thị chọn góc vát theo chiều cao thành sản phẩm
• Kiểm tra góc thoát khuôn sau khi thiết kế
Vào phần mềm Creo Parametric 8.0 mở chi tiết lên => Chọn Analysis => Draft => Ở mục Surface chọn chi tiết cần kiểm tra
Trang 39Hình 3.7: Kiểm tra góc thoát khuôn
3.3.2 Hệ số co rút của sản phẩm nhựa
• Độ co rút của nhựa
Độ co rút nhựa (Độ co ngót nhựa) hay tỷ lệ co rút nhựa (Shrinkage) là yếu tố quan trọng hàng đầu trong thiết kế khuôn nhựa Đó là hiện tượng thể tích vật lý của nhựa thay đổi khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn Đối với khuôn ép nhựa Độ co rút của nhựa trong khuôn ép là quá trình thay đổi thể tích của sản phẩm trước và sau quá trình làm mát
Mức độ co rút trong khuôn ép nhựa được xác định bằng thông số vật lý của nhựa kết hợp với kinh nghiệm của người thiết kế khuôn đối với từng loại nhựa khác nhau Hiểu một cách đơn giản là để làm ra một sản phẩm bằng công nghệ ép phun thì người thiết kế chỉ cần làm cho lòng khuôn lớn hơn sản phẩm mong muốn một tỷ lệ nào đó để khi sản phẩm được ép
ra, co lại đúng với kích thước mà người thiết kế mong muốn
Độ co rút của một số loại nhựa thường gặp:
+ Độ co rút của nhựa ABS: 0,4 – 0,7%
+ Độ co rút của nhựa PP: 1 – 3%
+ Độ co rút của nhựa PE: 1.5 – 2.5%
+ Độ co rút của nhựa PA: 0.5 – 2.2%
+ Độ co rút của nhựa PBT: 0.5 – 2.2%
+ Độ co rút của nhựa TPU: >=0.5%
• Áp dụng hệ số co rút vào sản phẩm
Trang 40Mở môi trường Manufacturing => Mold Cavity => Đưa chi tiết vào => Chọn lệnh Shrinkage trên thanh công cụ => ở mục Coordinate System chọn chi tiết cần áp dụng hệ số
co rút => Nhập hệ số co rút của vật liệu vào ô Shrink Ratio là 0.005 như Hình 3.8
Hình 3.8: Đặt hệ số co rút cho sản phẩm
3.3.3 Tính toán số lòng khuôn và cách bố trí lòng khuôn
Thông thường, có thể tính số lòng khuôn cần thiết trên khuôn theo các cách sau:
- Tính theo số lượng lô sản phẩm
- Tính theo năng suất phun của máy
- Tính theo năng suất làm dẻo của máy
- Tính theo lực kẹp khuôn của máy
- Tính theo kích thước bàn kẹp của máy ép
Các bước tính toán số lòng khuôn dưới đây, đều được tính cho máy phun ép nhựa
Shine Well SW – 120B
+ Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm
n = L × K × tc
tmTrong đó:
n: Số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn
