Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Với tính năng nhẹ, bển không bị ăn mòn hóa học và đặc biệt dễ tạo hình phức tập, có khả năng tái sinh nên trong công nghiệp các chỉ tiết máy móc kim khí dần dân được thay thế b

TRUONG DAI HOC CONG HOA X A HOI CHU NGHIA VIET NAM

Doc lap — Tw do — Hanh phic

HOA CO KHi TỰ ĐỘNG-ROBOT

TP Hồ Chí

(Chủ ý: Sinh viên phải dán tờ này vào trang thứ

VÀ TÊN :Lê Thanh Liêm

Đăng Chí Thiện

: Cơ khí - Tự động

u đề Đồ án :

t kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướ

hiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu

- Tìm hiểu về bánh xe đa hướng

ày giao nhiệm vụ Đồ án : 03/4/2008

ày hoàn thành nhiệm vụ : 14/7/2008

- Tìm hiểu công nghệ ép phun nhựa: máy ép phun & khuôn ép phun nhựa

- Sử dụng phần mềm CAD/CAM để thiết kế chỉ tiết

ích phần thiết kế, phối hợp phần ách phần chế tạo, phối hợp phần

Phần hướng dẫn

ạc sĩ Trần Đình Huy 40%

ray dh thang oC nam 200%

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

KY THUAT CONG NGHE TP HCM

KH

Doc lap — Tw do — Hanh phic

thun BHIET KE & SHE TAO BB HORN ANH BANG, NB stole

1 Tống quát về ban thuyét minh: |

Sé trang 42 Sốchương Œ&

Số bảng số liệu Sốhìinhhvẽ — _

Số tài liệu tham khảo ©%K Phần mềm tínhtoán _

Hiện vật (sản phẩm) @./ bold.eA — Thuyết minh bằng máy tính LM

_— AL ie, Ditka 0 REM, Sh Ga ¡te hack Ke ABM ee

¬- ole ste Aas 02 ba a ofp a son cÁC

Được bảo vệ TBô sung thêm dé được bảo vệ [Không được bảo vệ |

Giáo viên hướng dẫn (Ký-và ghi rõ họ tên)

BMI/TTDATN / an

aie

TRA Mic Fr

LOI NOI DAU

Hiện nay sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế rộng khắp trong tất cả các lĩnh

vực thì|sản phẩm được sản xuất ra ngày càng nhiều, càng đa dạng và càng lúc càng đáp

ứng nhiều hơn nhu cầu của con người, trong sự phát triển của ngành vật liệu học, ngành hóa học đã cho ra đời nhiều vật liệu mới với nhiều tính năng đặc biệt Trong đó, ngành

công nghiệp nhựa trở nên rất quan trọng và chiếm tỷ trọng ngày càng lớn

Sản phẩm nhựa được sử dụng trong hầu hết tất cả các lĩnh vực từ công nghiệp cho

đến dân dụng Với tính năng nhẹ, bển không bị ăn mòn hóa học và đặc biệt dễ tạo hình

phức tập, có khả năng tái sinh nên trong công nghiệp các chỉ tiết máy móc kim khí dần

dân được thay thế bằng nhựa làm cho giá thành chế tạo giảm xuống đáng kể, tiết kiệm

c chế tạo và vật liệu quý trong khi khả năng làm việc của các chỉ tiết đó vẫn đảm

: bánh răng, vỏ máy, vỏ xe, keo dán, vật liệu cách ly, vật liệu lam san ống lắp

thiết bị phòng tắm, dây cáp, phần lớn các chị tiết đúc và sâu vào những ngỏ

hỏ nhất như chén, đĩa, chậu, xô, bàn ghế, bàn chải đánh răng, túi xách Ở Mỹ,

$c có nền kinh tế cũng như khoa học kỹ thuật phát triển vào cỡ nhất nhì trên thế

ất dẻo đã dần chiếm một tỷ trọng lớn thay thế bề tông, thép, gỗ

oa học kỹ thuật càng phát triển thì đời sống con người ngày càng được nâng thể nói khoa học kỹ thuật cũng mang tính nhân văn, vì kết quả của khoa học kỹ

phục vụ cho con người Đối với để tài nghiên cứu và tìm hiểu về bánh xe đa

các ứng dụng của nó rất phong phú trong nhiều lĩnh vực như công nghiệp nặng, tự

óa, .Tuy nhiên có một ứng dụng mang tính nhận văn rất cao đó là chế tạo bánh

xe lăn cho người khuyết tật Nước ta là một nước xã hội chủ nghĩa do đó cần phát huy hơn nữa tính nhân văn trong khoa hoc kỹ thuật để phục vụ cho lợi ích con người ngày

càng tốt hơn

là khả năng sáng tạo trong khoa học kỹ thuậ

Trong thời gian học tập tại trường Đại học Kỹ Thuật Công

Nghệ, em cảm nhận được tiêu chí về việc rèn luyện và xây dựng một con người hiện đại của trường đó là:

«Trị thức - Đạo đức - Sáng tạo ” Tục ngữ ca dao có câu: “Không thây đố mày làm nên”, qua câu nói trên em xin chân thành cẩm ơn thầy Trần Đình Huy, thầy

Trần Đức Đạt và tất cả các thầy cô giáo

trong thời gian qua đã tận tình hướng dẫn

thức và động viên về tỉnh thân để em hoàn nghiệp theo đúng thời gian quy định của nhà trường

Đồng thời, tôi xin cảm ơn tất cd cdc I

đã hỗ trợ tôi về tài liệu và kiến thức để thực hiện tập đồ án tốt nghiệp này

Tất cả những tình cảm của thầy cô và bạn bè tôi sẽ không

bao giờ quên và những tình cảm đó sẽ trở

chắc cho tôi trong cuộc sống./

khoa Cơ khí - Tự động

và giúp đỡ em về kiến thành tốt tập đồ án tốt

bạn sinh viên cùng khóa

thành hành trang vững

_

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU BÁNH XE ĐA HƯỚNG -55+cnscrreee Trang 01

1Ù Mô tả cấu trúc bánh xe đa hướng - -°++ttethttetietterrrrrrrirrrrriiiiirie Trang 04 2) Các loại bánh xe đa hướng . - 5+ 5+5 SEtttrtterrrteretrririrtrirrirreerird Trang 05

CHUGNG 2: PHAN TICH CHI TIẾT BÁNH XE -<+- Trang 11

1) Phan tich ChUNG ce scesesesssseesseensenessenerseeseeepensssesenensenenseenesarsanenensesens Trang 11

4) Tìm hiểu các vấn để liên quan đến công nghệ ép phun nhựa Trang 12

a Công nghệ ép phun - + +s+*x tt te thnhh 0181111111 Trang 12 b._ Giới thiệu máy ép phun nhựa . - +5+-ss+sseteeereerrtrrtrrrree Trang 13 3) Giới thiệu về khuôn ép nhựa + |-++S+*£##YtztEsttettetrersrsrrrrrre Trang 17 4) Giới thiệu về vật liệu nhựa đẻO -|-<S++streietreeterrrieirrrre Trang 19 3) Các loại vật liệu nhựa thông dụng - -+s‡s‡nheeeterrierrrrrete Trang 22

CHUGNG 3: THIẾT KẾ BÁNH XE BỊ ĐỘNG VÔ HƯỚNG Trang 25

Khởi động chương trình Pro-enginn€r - +-sec+eeesreerertrerrere Trang 25 3) Vẽ thân bánh Xe - + 2+2 9n hHẦnhhnh 101110118111 0101111 Trang 26 BY) VE COM AN .ố.ố n Trang 35

CHƯỜNG 4: THIẾT KẾ KHUÔN BÁNH XE BỊ ĐỘNG VÔ HƯỚNG Trang 37

A) THIẾT KẾ KHUÔN THÂN BÁNH XE -cccc+teerrrrttkereeerrrrred Trang 37 B) THIẾT KẾ KHUÔN CON LĂN .- -.|°+cc++errtrkeerrrrrrrrrrrrrrrrrrriee Trang 51

CHUWNG 5: GIA CONG — LAP RAP KHUON .ssssjecssssssssssssssesseceesesneneeteee Trang 56

) GiGi thi€u CHUNG «00 cece eeseesscesseseesseesasenesnenatereeeseseeseeserseessoensresnensenens Trang 61 3) Gia công khuôn thân bánh xe - - [sen Trang 61 3) Gia công khuôn con lăn -<+sssss[etneretrerreiriiiiirriiir Trang 67

) Lắp ráp khuôn thân bánh xe . ¿-5-+L+s+erertrtrrtrseierrrrririeriririe Trang 72 ) Lắp ráp khuôn con lăn . -¿- 2 +++stSxxteretttrtrtrrrrrriririiierrrrrrd Trang 73

CHƯỜNG 6: THỬ NGHIỆM KHUÔN - - 5c 552ccererreerrrree Trang 75

1) Lý ldo thử khuôn ¿-¿- ¿+ S2 *+x + +e+EESESESEEEEESEerrrrieieirrerrree Trang 75

2) Cát khuyết tật thông thường và biện pháp khắc phục - Trang 76

KET LLUAN .,ÔỎ Trang 79

Dé I, Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe ¡ động vô hướng

n da hướng, ví dụ như việc đóng gói bằng tay

phổ biến cho hệ thống máy tự động đa hướng đ

am dự giải đấu Robocup Một hệ thống máy tự

một đường thắng từ điểm A đến điểm B, đồng tỈ

ạg thẳng để đến được một hướng khác một cách ‹

hể được sử dụng cho xe lăn, dịch vụ vận chuyển

4, BRAROWIECRI

PERIELE WHEEL, kIIICKTHA PHET XE, IRIE, EEKCVUI 85, 3, t3,

CHUONG 1: GIỚI THIỆU BÁNH XE ĐA HƯỚNG

Trong nhiều năm qua, bánh xe đa hướng đã và đang được sử dụng trong các Anh công nghiệp chế tạo và trong các ngành hậu cần Nguồn gốc hình thành chính ánh xe đa hướng này là từ các công ty sử dụng chúng cho các hệ thống băng |

ặc biệt là lắp đặt trong các robot động đa hướng có thể chạy dọc

tời nó có thể xoay vòng dọc theo chính xác Bánh xe đa hướng còn

hàng không và nhiều công dụng

Hình]: Bản vẽ của bánh xe đa hướng đầu tiên

đã nghiên cứu và thiết kế lại khả

* di chuyển về trước và di chuyển theo phương ngang mà không cân phải lái bánh

ính Ít ai biết rằng J Grabowiecki là người đã phát minh ra bánh xe đa hướng đầu

Đồ Ăn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe b ¡ động vô hướng

Một trong những bánh xe đa hướng hiện đại đ

Swedish Bengt Ilon vào khoảng những năm 19

xe Ilon và kiểu xe nâng sử dụng nó

Hình 2: Bánh xe đa hướng llon và kiểu xe n

Lịch sử hình thành của bánh xe thì gần như g

ø lực sự ma sát được sinh ra quá lớn trong phan

ó trục lăn Kilough là sự lựa chọn phù hợp hơn

hai khối cầu được cắt xén bớt Mặc dù trục lăr

gia giải đấu Robocup Cornell sử dụng vào nat

cho tới năm 2004 trong các cuộc thi Robocup

Blumrich đã nghiên cứu để sáng chế ra những

dù chúng chỉ là sự khác biệt đơn giản so với bá

ã được làm tròn lại bằng cách sử dụng cùng lúc

úng có khe hở trong hệ thống bánh xe Điểm th

một bánh xe dẫn tới việc tạo thành một cuộn b

bánh xe đa hướng Các bộ phận

tằm ngang, loại này được nhóm

ầu tiên đã được tạo bởi nhà phát

ì được đặt tên là Killough nhưng

thững trục lăn này đã được nhóm

n 2000, và vẫn được tiếp tục sử

bánh xe tương tự vào năm 1974,

nh xe của Grabowiecki Bánh xe một nhóm hai bánh xe và không

\ay đổi chính ở đây là từ việc sử ánh xe hoàn chỉnh Sự phân tích

Dé k Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe i động vô hướng

về mhặt lý thuyết của bánh xe đa hướng với những trục lăn ngang và khe hở đã được thành lập

Hiện tại, nhiều nhóm Robocup đang sử dụng ánh xe tự chế tạo hoặc sửa chữa

và thiết kế lại những bánh xe thương nghiệp cho các hệ thống băng truyền Về phương

hình học, những bánh xe này là một hình đa giác với nhiều trục lăn ngang nhỏ tại

mỗi góc của đa giác Việc cải tiến những bánh xe Šwedish hoặc Mecanum (tên này

máy tự động Khối cầu có thể được khởi động ằng trục lăn, như trong một con

Bt cơ, hoặc một nhóm khối cầu có thể được di chuyển bởi những chuỗi dây hoặc

cơ khí của nó thì quá to lớn và đồ sộ Những bánh xe thông thường cũng có thể

lc sử dụng cho các máy tự động đa hướng nếu bánh xe được xoay bởi một động cơ

Người ta đã suy nghĩ rất nhiều trong nhiều năm, và chỉ có một cách duy nhất để

lăn có thể chuyển động êm và hiệu quả khi sử dụng bánh xe đa hướng thì khoảng

a Bằng cách chụm hai bánh xe trên cùng một trục, tạo thành một vòng tròn hỗn hợp

b Bằng cách sử dụng những bánh xe đồng bộ như nhau, kết hợp lại

để đỡ cho chiếc xe

cầu như là bánh xe (ví dụ như xe hơi thì đa hướng và lăn trên khối cầu)

Có một cách thứ tư là thiết kế bánh xe đa hướng với một hệ thống vòng tròn và

¡ hoàn toàn không có khe hở bằng cách sử dụng hai loại trục lăn Trục lăn dài và

n xen ké nhau xung quanh chu vi vòng tròn của bánh xe

GV HD: Trần Đức Dat-Tran Dinh Huy

Dé Ăn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

1) Mô tả cấu trúc bánh xe äa hướng

Bánh xe đa hướng được sử dụng đơn giản nhất vì nó có khả năng lăn tự do trên

hai hướng Theo một hướng, nó lăn như một bánh xe thông thường, nó cũng có thể lăn

qua|hai bên hông vì những bánh xe nhỏ có thể lăn theo vòng tròn của bánh xe

Có nhiều robot đã được lắp đặt một hệ thống có hai động cơ lái khác nhau với chỉ một bánh xe Đối với những robot nhỏ thì thường chỉ sử dụng bánh xe để đỡ một lực tất nhỏ do đó bánh xe phải quay và lăn một cách hiệu quả

Một bánh xe trơn mượt hoặc một quả bóng xoay quanh một trục cố định có thể

chạy rất tốt trong những động cơ đi thẳng tới hoặc lui, nhưng cũng chạy giống như một

phahh trượt khi robot quay và xoay Khi thay thế những bánh xe trơn mượt và những quải bóng bằng một bánh xe đa hướng thì có thể loại trừ được những vấn đề về trơn

trượt

Cấu trúc của bánh xe rất đơn giản, bạn chỉ cần sử dụng bất kỳ cái ống thép với đường kính khoảng 5/16 inch để làm trục cho bánh xe đa hướng Một cái ống bằng nhựa chắc, nhẹ có tính dẫn điện và nhiệt tốt Tiếp theo là khoan những cái ốc vít trực tiếp vào phần cuối của cái ống Kế đến là bẻ cong mảnh nhôm hoặc đồng thau thành dất ngoặc có 3 cạnh để có thể giữ được cái ống và bánh xe Cấu trúc cơ bản được mô

tả như hình sau :

1 Mặt cạnh bánh xe đưa vào ống

cho chắc chắn

Dé An Tét Nghiép: Thiét ké và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Đây là loại bánh xe đa hướng rất phổ biến với những con lăn bằng nhựa từ sản

phẩm con lăn của Bắc Mỹ Cấu trúc chính bao gồm :

Đường kính ngoài: 40mm; Trọng lượng: 1.1oz (1oz=26.32g); Chiểu dài trục bánh xe: 29mm; Lỗ khoan: 8mm; Khả năng chiu tai: 15lbs

Hình 1: Bánh xe đa hướng loại R76-4CM-ROLLER

GVHD: Trần Đức ĐÐạt-Trần Đình Huy

Dé An Tét Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

hệ thống điều chỉnh nguyên liệu Bánh xe đa Ï

bằng dầu nhớt và không cần bảo trì ngoài trời C

dùng trong các băng truyền hoặc

nướng chống được sự ăn mòn và

ya ẩm thấp Chúng không cần bôi

ấu trúc chính bao gồm:

Đường kính ngoài 80mm Những khối hình trụ của bánh xe đa hướng được làm

bằng nhựa và trục bằng thép tạo sức bền Khung bánh xe đa hướng được tạo nên trong

hướng có động cơ trên máy móc hoặc rôbot Cấu trục chính bao gồm:

Đô Ẳn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Đường kính ngoài: 120mm Những khối hình trụ được đúc bằng nhôm thường

đượk sử dụng cho những hệ thống chạy bằng tay Những khối hình trụ được đúc bằng

cao|su hoặc nhựa tổng hợp sẽ thích hợp cho những ứng dụng chạy bằng máy

Khuôn đúc bằng nhôm của bánh xe đa hướng| được tạo nên trong một tổng thể

đa phối hợp Sự kết hợp này tạo nên sự linh hoạt tối đa và đáp ứng được mọi yêu cầu

vận| chuyển

Khả năng nâng: 220Ibs Bánh xe đa hướng này phải được sử dụng để hỗ trợ cho

nhu| cầu quay trên 360°

Sx N 4 In Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe Ì bị động vô hướng

Diameters: 1.90", 48.2mm O.D - 8mm LD Round

Recommended max load = 25 Ibs, 11.36kg per set

Overlap: 0.12", 3mm |! Width: 0.85", 21.6mm | Diameter: 0.69", 17.5mm

Diameters: 3.15", 80mm O.D - 0.5", 12.7mm I.D Round

Overlap: 0.16", 4mm | Width 1.34", 34mm | Diameter: 1.18", 30mm

Diameters: 4.72", 120mm O.D - 0.315", 8mm I.D

Barrel Material - Aluminum | Barrel Bearing - Ball Bearing

Main Bearing - Ball Bearing

Recommended max load = 220 lbs, 99.79kg per set

GV HD: Tran Ditc Dat-Tran Dinh Huy

{n Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Diameters: 4.72", 120mm O.D - 0.315", 8mm I.D

Barrel Material - RW32 Rubber & RW12 Polyurethane | Barrel Bearing - Ball Bearing

Main Bearing - Ball Bearing

Recommended max load = 220, 99.79kg lbs per set

iameters: 4.72", 120mm O.D - 0.875", 22.22mm I.D Hex

arrel Material - RW28 Rubber & RW8 Polyurethane | Barrel Bearing - Ball Bearing

ain Bearing - None

ecommended max load = 220 Ibs, 99.79kg per set

4.72 ", 120mm O.D - 0.875", 22.22mm I.D Hex

Barrel Material - Aluminum | Barrel Bearing - Ball Bearing Main Bearing - None

Recommended max load = 220 Ibs, 99|79kg per set

nang va vi tri sử dụng riêng của nó Song, đối với nhiệm vụ thiết kế được giao thì bánh

xe đã hướng loại 1 mang ký hiệu R76-4CM-ROLLERllà loại bánh xe đa hướng cần tìm

hiểu nghiên cứu và thiết kế chế tạo

10

) lXn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn sind xe bị động vô hướng

ƒc năng chính: đi chuyển theo phương thẳng và chị

At li€u chế tạo: Nhựa PE

ật|liệu chế tạo: nhựa PVC cứng

Dé Kn Tot Nghiép: Thiét ké và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Đồng thời với các ứng dụng của bánh xe đa hướng chủ yếu dùng trong các hệ

thong xe nang, bang truyền và bánh xe lăn cho người khuyết tật, ta có thể dễ dàng

nhậh thấy tại các vị trí làm việc này cần có một loại vật liệu thích hợp vừa có khả năng chịu ma sát cao vừa có khả năng chịu tải, do đó việc lựa chọn vật liệu nhựa để chế|tạo bánh xe đa hướng là điều rất quan trọng

Tuy nhiên, đối với loại bánh xe mang ký hiệu R76-4CM-ROLLER được dùng chủ| yếu trong các robot nhỏ nên không cần khả năng chiu lực cao, do đó vật liệu chế

tạo thân bánh xe không cần phải chế tạo bằng thép hoặc nhôm mà chỉ cân dùng nhựa

để thế tạo cũng đủ khả năng chịu lực

Do phần lớn vật liệu dùng để chế tạo bánh xe là vật liệu nhựa nên ta can tim hiéh so ludc vé vat liéu nhya và công nghệ ép phun nhựa

1) Tìm hiểu các vấn đề liên quan đến công nghệ ép phun nhựa

a Công nghệ ép phun

o Khai niém:

Phương pháp thông dụng để gia công chất dẻo nhiệt cứng đó là ép trực tiếp Vật liệt nhựa trước khi vào khuôn đã được định lượng và đã được dẻo hóa hay nung nóng

sơ bộ, sau đó đóng khuôn và ép tạo hình sản phẩm, đưới tác dụng của áp suất và nhiệt

độ khúng chuyển sang trạng thái lỏng và điển đây lòng khuôn

Sự đông cứng của chất dẻo nhiệt cứng khác với sự đông cứng của chất dẻo nhiệt dẻo là nó đông cứng do tác dụng của phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình ép

chứ không phải kết quả của quá trình làm nguội như ở các chất dẻo nhiệt dẻo

Phương pháp ép phun: ép phun khác với ép trực tiếp là lòng khuôn được điển

đâÿ gián tiếp Quá trình ép phun được định lượng bằng buồng áp lực dưới tác dụng của

áp |guất và nhiệt độ vật liệu sẽ chuyển sang trạng thái dẻo nhớt, lúc đó xy lanh mới ép chủng qua các miệng phun và phun vào khoan tạo hình Thường thì vật liệu đưa vào trohg xy lanh chỉ đủ cho một chu kỳ làm việc

12

GVHD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

n Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

° Feed hopper : phiếu cấp liệu

° heaters : băng nung nóng

° nozzle : dau phun

° mold : khuôn

° reciprocating screw : vít đùn

° stationary platen : tấm kẹp khuôn cố định

° movable platen : tấm kẹp khuôn di động

° tie rods: thanh kéo kẹp

° barrel : thùng đùn

° nonreturn valve : van thổi không đổi chiều

Quá trình hoạt động : phôi liệu sẽ được đưả vào máy qua phiếu cấp liệu, từ phiễu cấp liệu các hạt nhựa sẽ được vít đùn cuốn vào thùn đùn, băng nung nóng bao

nghài thùng sẽ làm các hạt nhựa chảy ra và được vít đùn đưa vế phí trước sau van thổi,

tại|đây van thổi không đổi chiểu sẽ thổi nhựa vào khuôn qua đầu phun tiêu chuẩn

Phần loại:

- _ Theo lực đóng khuôn: loại 50,100, 8000 tấn

13

GÝHD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

Đồ 4 , Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

trin]

i

Kh

Theo loai pittong hay truc vit

n có hai nữa, mỗi nữa khuôn gá lên thớt khuôn

Nữa khuôn gắn với thớt khuôn di động gọi

Khuôn phải có hệ thống làm nguội để làm

Bộ phận đóng khuôn: có nhiệm vụ đóng khu

| phun nhựa lồng vào khuôn, mở khuôn và đẩy sả

- _ Nữa khuôn gắn với thớt khuôn cố định gọi Ï

t Có hai loại khuôn: khuôn hai tấm và khuôn ba t

Bảng 1: Vận tốc của bộ phậ

à khuôn cái

là khuôn đực nguội khuôn trong quá trình gia

Đầu phun (bét phun): là bộ phận gắn giữa đâu xy lanh và cuống phun của khuôn

và bắn chặt với cuống phun trong quá trình ép phun Lổ đầu phun nhỏ hơn lỗ cuống

phu n Đầu phun có thể thay đổi và có vòng nhiệt riê

Bảng 2: Lực tiếp xúc giữa bét phui

1g

n va bac cuống phun

) Kn Tot Nghiép: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Vùng định lượng: trộn và tạo đồng nhất trước k

Bảng 3: Kích thước của trục vít che

Đoạn dịnh lượng Đoạn nén áp Đonn nhập liệu

TRỤC VÍT ÉP PHUN DUNG CHO NHUA NHIET RAN-TY SO NEN EP: hath «1k 0i

u nhập liệu

(/0.1441

hefhys 202.3 hatha, 2305 |

tứa rắn và nhựa dẻo

iéu long

thị phun vào khuôn

b nhựa nhiệt dẻo

Các vít đùn có chiều cao răng cạn dùng cho các loai nhua PA, PBT, PET, POM

Trohg khi nhựa PVC dẻo thì dùng vít đùn đặc biệt| hơn, hình dáng hoàn toàn giống

nhưhg các thông số có thay đổi theo

Bảng 4: Kích thước của trục vít cho nhựa PVC nhiệt dẻo

15

GVHD: Tran Difc Dat-Tran Dinh Huy

| chu

XuUƑ

Vít đùn dùng cho vật liệu rắn có chiéu cao rang va rãnh nhỏ hơn vít đùn tiêu

ẩn Tiết diện ngang nhỏ để ngăn dòng nhựa chạy ngược lại, vì loại này không đặt vai một chiều Thường chiểu dài của nó gấp 15 lần đường kính

vít này như sau

Đầu trục vít: là bộ phận gắn ở đầu trục vít, thường dùng loại đâu nhọn để tiếp

với đầu xy lanh ở cuối giai đoạn ép, tránh không cho nguyên liệu lỏng bám vào

16

GVHD: Tran Ditc Dat-Tran Dinh Huy

f in Tét Nghiép: Thiét ké va ché tao bd khuon banh xe bị động vô hướng

| vì yêu cầu sản xuất loạt nhỏ không cần đến loại

ôn có kết cấu cao cấp Những yêu cầu bổ sun

ôn và giá thành sản phẩm

a Các thuật ngữ chuyên môn cơ bản

' định hình dạng ngoài của sản phẩm được gọi Ì

uôn nữa khuôn di động sẽ mở ra và sản phẩm (

1) Giới thiệu về khuôn ép nhựa

Khuôn là một dụng cụ để định hình một sản

Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc

phẩm Số lượng sản phẩm yêu cầu cũng là một

Khuôn là một cụm gồm nhiều chỉ tiết lắp vớ

c làm nguội rồi đẩy sản phẩm Ta

Sản phẩm được tạo hình giữa hai phân của kh

n ` A ^ ` nx ` A

ến, làm chảy, trộn đều và đẩy vào trong khuôi

có thể sử dụng cho một số lượng chu trình yéu ca

eo nguyên liệu (hạt, bột, ) được vận

ì dưới Tác động của nhiệt và sự

n nguội và rắn lại theo hình dạng

được đẩy ra khỏi khuôn

phẩm nhựa Nó được thiết kế sao

u

vào kích thước và hình dáng của

yếu tố rất quan trọng để xem xét khuôn nhiều lòng khuôn hoặc loại

Dé | n Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

gọi

là k

Phần tiếp xúc lõi và lòng khuôn được gọi là

Các kiểu khuôn phổ biến

Hình 5 chỉ ra loại khuôn gồm có hai phần: kh

khuôn còn có các bộ phận khác để ghép lại tạo t

đường phân khuôn Ngoài lõi và hành một khuôn hoàn chỉnh

Kết cấu khuôn thường gồm hai phần, một phận là phía phun nó được cố định,

là tấm khuôn trước, phần kia là phía đẩy, nó chuyển động trong khi khuôn mở, gọi

uôn trước và khuôn sau Kiểu kết

18

GVHD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

Đồ 4 {n Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Hệ thống này gồm khuôn sau, khuôn trước và

ở khi khuôn mở Một chỗ để lấy sản phẩm ra

hược điểm của hệ thống khuôn ba tấm là khoản

nw A a z ^ A sa =a tA

ống kênh nhựa Cần có một bộ điều khiến riên;

nhựa cũng như điểm nhựa nóng Ưu điểm của h

thống kênh nhựa và độ dày khuôn có thể giảm đ

® Khuôn nhiều tầng

lỏng khuôn

Phương pháp dùng hai tấm rất thông dụng tron

phun hoặc khuôn nhiễu lòng khuôn cần nhiề

ø hệ thống khuôn Tuy nhiên đối

n ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiều

u miệng phun ở tâm thì kết cấu

nh họa ở hình 6

hệ thống thanh đỡ Nó tạo ra hai

và chỗ mở kia để lấy kênh nhựa

ø cách giữa vòi phun của máy va

khuôn rất dài Nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và tạo ra nhiều phể liệu của

g biệt để diều khiển nhiệt độ của

ệ thống này là không có phế liệu áng kể so với khuôn ba tấm

làng khuôn

Hình 7: khuôn nhiều

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn để

( 5n nhiéu tang nhu hinh 7 dudc ché tao dé giff |

g cho loại máy có kích thước nhỏ, với loại hệ thổ

ng day ở mỗi mặt của khuôn

M) Giới thiệu về vật liệu nhựa dẻo

Vật liệu nhiệt dẻo có thể định nghĩa là vật li

m ra nhiều lần sau khi nguội Nó có thể được ph

lại quá trình Tất nhiên là vật liệu chất dẻo có tÍ

lại nhiều lần và sẽ mất đi các tính chất sẵn có củ

Su chat déo cé thé nung nóng cho

un khuôn, được nghiền vụn lại và

Dé Kn Tét Nghiép: Thiét ké va ché tao b6 khuén banh xe bi dong vô hướng

Phâh loai các vât liệu nhiệt dẻo:

- Các vật liệu vô định hình: vật liệu nhiệt dẻo vô định hình có thể dé dang nhận

thay bởi tính chất cứng trong suốt của nó Màu sắc tự nhiên của nó là trắng như nước

hoặE gần như cát vàng hoặc màu mờ, loại vật liệu này có độ co rút rất nhỏ chỉ bằng

Loại vật liệu nhiệt dẻo này thường cứng và bén dai cé đặc tính nhưng thường

khổng trong suốt do cấu trúc tỉnh thể gây cẩn trở cho sự đi qua của ánh sáng Các vật liệu này thường được ưa thích trong công nghiệp làm đồ gia dụng Bao gồm:

Polypropylene (pp)

Low density polythylene (LDPE) tỷ trọng thấp

Hight densit polythylene (HDPE)

Đối với một số lĩnh vực công nghiệp các vật liệu sau đây là thông thường:

Polyester Polyacetol Nylon

Sự phát triển của tinh thể:

Sự phát triển tinh thể của hai vật liệu nêu trên đóng vai trò quan trọng trong sự

thak đổi các tính chất của chúng Ở Polyme dạng vô định hình thì hình thể của chuỗi

thiện về bất định

Các tính thể thì có cấu trúc trật tự và đối xứng, nó làm cho lực giữa các chuỗi

xích có sự phát triển và vì vậy tinh thể lớn lên, chiếm chỗ Mức độ trong suốt phục

20

Dé l Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

thud

tro

vào tốc độ làm nguội trong quá trình gia công

suốt cao hơn Do đó các chuỗi Polyme chuyển động theo quy luật đòi hỏi

Nguội nhanh có khuynh hướng làm đóng băng,

ăn cần sự phát triển của tinh thể Tính chất của

a đổi trọng lượng phân tử và sự chia nhánh chuế

ả| không chỉ đối với các tính chất cơ học mà thay

Đó là vật liệu có tính chất tương tự như cao s

›hổ biến cả reong công nghiệp và gia dung Thu¢

Đa

a Phân biệt :

Polyphennyle sulphide (PPS) Polyvilylidene fluoride (DVDF) Polyphenylene oxide (PPO)

+ Nhựa nhiệt đẻo: chảy và đông cứng bằng sự

số các chất dẻo hiện nay thuộc nhựa nhiệt déo:

mòn thấp

Pe mer cpm ha tat oT Oy TƯƠNG ĐHÚUC TRE cñ

u, loại vật liệu này được sử dụng

3c loại này gồm có các chất nhiệt

21

GV HD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

An Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

gia

< sa»

PS,

tinh thể cẩn trở ánh sáng đi qua), dùng làm cả đồ côn

PMMA (polymethy] metacrylate)

PC (polycarbonate)

PA ( polyamide) ABS (styrene co-polymers) PPO (polyphenylene oxide)

- Chất nhiệt dẻo đàn hồi:

Là vật liệu có tính chất tương tự như cao su đi

dụng, gồm: TPU (polyure thanes) và SBS (styrenc

b Các dạng cấu tạo của vật liệu nhựa

+ Vật liệu nhiệt dẻo có thể được dùng lại nhi

dùng lại

Chúng có hai dạng cấu tạo:

©o_ Vật liệu vô định hình

liệu này cứng, trong suốt và có độ co rút rất

PC , thường dụng làm hàng công nghiệp và gia ‹

o_ Vật liệu tỉnh thể

Là vật liệu nhiệt dẻo, thường cứng và bến d

gia dụng: PP,PE Đồ công nghiệp: PA

§) Các loại vật liệu nhựa thông dụng

>» PET (polyethylene Telephthalate) PELD (Low Density Polyethylene) PEHD (High Density Polyethylene)

>

>

> PP(Polypropylene)

> PS (polystyrene)

> PVC (poly Vinyl Clorua)

- Nhựa kỹ thuật: chịu mòn, chống va đập và bền chắc

> butadiene sityrene)

déo:

jung trong suốt

g nghiệp va đồ gia dụng

ược dùng cả trong công nghiệp và

ầu lần nhưng phẩm chất giảm dan

Dé\An Tot Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánÌ ì xe bị động vô hướng

Bảng 6: Nhiệt độ gia công trên máy ép phun đối với một số loại nhựa thông dụng

10 POM Poly Acetatic Resins 60 - 90 190— 210

12 LDPE Low density polyethylene 50—70 160 — 260

13 HDPE High density polyethylene 30— 70 75 — 110

1,16— 1,35 GPPS 70 — 80 2-4

2 1,04— 1,05 | 0,002 - 0,006

HIPS // //

3 AS 70 — 80 2-4 1,04-— 1,05 | 0,002 — 0,007

ABS // // 1,04— 1,06 | 0,003 — 0,008 4| |PMMA |75-90 4—6 1,04— 1,05 | 0,002 — 0,008

ĐổÌAn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bank h xe bị động vô hướng

Từ những đặc tính riêng của từng loại vật liệu nhựa như đã nêu trên, ta có bảng

thống kê về vật liệu như bảng 8

Bảng 8: Thông số về chức năng chỉ tiết và vật liệu sử dung

1 Thân bánh xe Nhựa PE Di chuyển theo phương thẳng

2 Con lăn Nhựa PVC Di chuyển theo phương ngang

xe và con lăn

24

GVHD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

t9 Sy Xn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BÁNH XE BỊ ĐỘNG VÔ HƯỚNG

CA D/CAM để thiết kế bánh xe bị động vô hướng Hiện nay, trên thế giới có nhiều

phẩn mềm thiết kế với nhiều tính năng phong phú như: AutoCad, Pro-engineer,

| SolldWorks , ở đây ta chọn chương trình Pro-engineer để thiết kế

I) Khởi động chương trình Pro-engineer

Ta vao menu Start/programs/ptc/pro Engineer, hoac ta nhấp chuột trực tiếp vào biể| tượng pro Engineer trên desktop Sau khi khởi động chương trình, ta có giao diện

làm việc như sau:

Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 Resource Center

4 Nokia You are currently not connmcted to the Internet Pieate visit our Web site at

ä Partilee HRB eo KG ,€ 2 TL ROP SOW odes him.tea access thease

11

Gollaboration Gantar Vveb-based Training

Porsonal Productivdg Took

Learn about new taals ta heip : COLA Poche Set ter, an,

Tiếp theo ta cài đặt thư mục làm việc:

Ty menu file chon “set working directory ”, sau d6 ta chon đường dẫn chứa

thuimuc mong mu6n réi nhap ok

thoRi bên dưới: Nhấp chọn các dấu kiểm như hình bên / OK Xuất hiện hộp thọai bên dưới

d ® (n Tot Nghiép: Thiét kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

màh hình sẽ cho ta một trang vẽ phác

ta I

Ta chọn “mmns_part_solid” /OK Xuất hiện hộp

a mặt phẳng chuẩn làm việc như hình bên dưới:

ï Model Tree Sie

Filewtree

tog RIGHT

i £F TOP + 9% FRONT :«- 5 PRT_CSYS_DEF

Sw a Insert Here

2) Vé than banh xe

Đâu tiên ta vẽ hai đường tron O36 va Ø15.5

Từ menu Insert chọn Model Datum/Sketch H

SỈ! Lúc này xuất hiện hộp thoại Sketch như hình:

ấp vào 'W“ để kết thúc vẽ phác

hoại “Model Tree” và bên cạnh

oặc ta nhấp chuột vào biểu tượng

Ta chọn hai mặt phẳng chuẩn là Front và Right, sau đó nhấp Sketch Lúc này

Tiếp theo ta chọn vào biểu tượng Ô để vẽ hai đường tròn như hình trên Sau đó

Trên giao diện Pro Engineer ta chon Inser/Variable Section Sweep Hoac nhap

hình lúc này xuất hiện hình sau:

26

GVHD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

®, An Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

tờ5elect any number, of chains as trajectories for the sweep

Ta nhấn giữ phím Ctrl và nhấp vào hai đường

Tw thanh menu chinh ta chon Tools / Relations

ations như bên dưới:

kết thúc lệnh “Variable Section Sweep” Ta được

Bây giờ ta sẽ copy mặt vừa vẽ lên 1.5mm

, lần Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Tiép theo ta chon Surface/Transform/Move/C

hon OK Tiép theo chon Translate/Plane, nhấp

Bằng cách trên ta sẽ copy mặt vừa vẽ xuống li

ctxvredgiesis

P Quik

opy/Done, nhấp vào mặt vừa vẽ

vào mặt phẳng Front và Okay,

5mm Ta sẽ có hình sau bên dưới

Tiếp theo ta vẽ một mặt trụ kín bằng cách:

Từ Menu Insert chọn Revolve, hoặc ta nhấp \

màn hình lúc này xuất hiện bảng sau:

vào biểu tượng Si

hía dưới góc

ee Siecle

=> Selecta sketch GF an internal sketch is preferred, the “Define” opti pn can

xuất hiện hộp thoại Sketch bắt ta

Top và Right sau đó nhấp Sketch

o , tn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn sin xe bị động vô hướng

Sau đó nhấp vào WwW: va IM] để kết thúc lệnh Revolve ta sẽ được hình bên dưới:

Chú ý : Nên ẩn các mặt phẳng chuẩn và đưa mô hình về dạng khung dây cho dể nhìh, bằng cách nhấp vào biểu tượng £4 va O

Lần lượt giao các mặt còn lại ta có kết quả nhữ sau:

29

GVHD: Trần Đức Dat-Tran Dinh Huy

Tiếp theo ta vẽ các gân trợ lực cho bánh xe:

Đầu tiên ta tạo một mặt phẳng song song với mat Front và cách mặt này 12mm

Nh Bs Ấp chuột vào biểu tượng £7 trên thanh công cụ hoặc vào Menu Insert chọn Model

Datum/Plane trên màn hình lúc này xuất hiện hộp thoại Datum Plane ta nhấp chon

Bây giờ dựa vào mặt phẳng mới tạo ta vẽ các gân trợ lực

Sử dụng lệnh Extrude để tạo các gân này Ta vào Menu Insert chọn Extrude

hoặc nhấp chuột vào biểu tượng ” trên thanh công cụ, lúc này phía dưới màn hình xuất hiện bảng sau:

2 Pla hen tgtons Properties’

Ta chọn trang Placement/define, lúc này màn hình xuất hiện hộp thoại Sketch

Ta khọn mặt phẳng DTMI vừa tạo và mặt phẳng Right rồi nhấp Sketch

30

GVHD: Tran Ditc Dat-Tran Dinh Huy

Mn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Đâu Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Kế tiếp ta copy gân vừa tạo thành bốn cái, băng cách sử dụng lệnh Pattern để

tạo|ba gân còn lại quay quanh trục, ta thực hiện như sau: nhấp vào gân vừa tạo và nhấn phím Cữrl, đồng thời ta chọn EY , lúc này màn hình cho ta bảng thông SỐ sau:

phí dưới màn hình xuất ws như sau:

Ta chọn mục Axis và nhấp chọn đường tâm củ

References Tables Opi $ ah

Clck here ta add item

Dimension Direction

Bây giờ ta sẽ cắt đi các phân thừa của gân

theb mặt lượn của sản phẩm, ta làm như sau:

Vào Menu Applications / Legacy, màn hình

hình bên dưới:

Đầu tiên ta tạo một đường curve

sẽ xuất hiện Menu Manager như

32

GVHD: Trần Đức Đạt-Trần Đình Huy

lượn sau đó chọn Done

Tiếp tục ta sử dụng Cut Sweep để cắt quét

Để có được tám gân cho hai phía của bánh x mặt phẳng đối xứng Cách làm như sau:

Từ Menu Applications chọn Legacy / Surface

Tiếp theo ta chọn *“ Trên Menu CRV OPTI(

DNS chon Composite/ Done Xuat

Trén menu CHAIN chon Curve Chain / Select , ta chon canh ngoài cùng của

theo quỹ đạo vừa vẽ, ta được kết

e, ta phải mirror bốn gân vừa tạo

lấn Tốt Nghiệp: Thiết kế và chế tạo bộ khuôn bánh xe bị động vô hướng

Tưd

bốn

Okảy, nhập vào giá trị 45 / Done Move Ta được kết

công cụ Màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại Round như

tròi|, xong ta chọn LW“Ì để kết thúc lệnh Round Ta được kết quả bên dưới:

Bây giờ ta sẽ bo tròn các cạnh gân vừa mới tạ‹

Tw menu Applications chon Standard

Tv menu Insert chon Round , hoặc ta nhấp cÌ

huột vào biểu tượng '

Bây giờ ta phải quay bốn gân vừa mirror một góc 45 độ quanh trục của nó

rm/Move/No Copy/Done, ta chọn gân vừa tạo xong OK Tiếp tục ta chọn Translate / Axis / pick vào tâm khối trụ /