 Luận văn Phần mềm Solids Works và công nghệ chế tạo nhựa Mục lục CH NG 1. GI I THI U S N PH M NH AƯƠ Ớ Ệ Ả Ẩ Ự 4 Gi i thi u chung v khuôn ớ ệ ề 55 I.Checking for Draft(Ki m tra góc nghiêng)ể 56 Checking for Draft (continued) 57 II.Adding Draft( Thêm góc nghiêng) 58 III.Applying Scaling( thu phóng mô hình) 60 IV.Generating Parting Lines( T o ng chia)ạ đườ 61 V. Adding Shut-off Surfaces( Thêm b m t vá)ề ặ 62 VI. Creating Parting Surfaces(T o M t phân Khuôn)ạ ặ 63 VII. Preparing for the Tooling Split 64 VIII. Tách khuôn 65 IX. Moving the Core from the Cavity(Di Chuy n lõi khuôn kh i lõi)ể ỏ 67 X. Enhancing Mold Visibility(t ng kh n ng quan sát cho khuôn)ă ả ă 69 Enhancing Mold Visibility (continued) 69 LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc đổi mới đi lên của đất nước . Công nghiệp hoá hiện đại hoá là một yêu cầu tất yếu nói chung , trong đó cơ khí hoá trong các lĩnh vực sản xuất đang là một yêu cầu cấp thiêt nói riêng . Là một sinh viên của nghành cơ khí chúng em luôn được nhà trường tạo điều kiện tiếp xúc với các thiết bị và qui trình sản xuất cơ khí , bằng thí nghiệm và đi thực tập . Y thức được tầm quan trọng của việc thực tập nhận thức , nó là bước đệm không thể thiếu được của mỗi sinh viên . Nên trong thời gian thực tập với sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của thầy giáo : PGS – TS : Trần xuân Việt , em đã hết sức cố gắng hoàn thành những công việc được giao . Vì vậy em có điều kiện tiếp xúc với thực tế sản xuất , qua đó có sự nhìn nhận, đánh giá , so sánh giữa kiến thức mình tiếp thu được trong trường với thực tiễn sản xuất bên ngoài . Bên cạnh đó em cũng học hỏi được rất nhiều để làm hành trang cho việc xây dựng đề tài tốt nghiệp sau này và cả sau khi ra trường . Với sự giúp đỡ , hướng dẫn tận tình của thầy giáo : PGS -TS : Trần xuân Việt , em được giao nhiệm vụ tìm hiểu phầm mềm Solids Works , phần mềm Master Cam là định hướng về đề tài tốt nghiệp sau này . Trong thời gian thực tập em đã hoàn thành những các nhiệm vụ được được giao.Tuy vậy không thể tránh khỏi được sai sót do kiến thức còn hạn chế , nên em rất mong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy và cô giáo trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy. Qua đây cho phép em cảm ơn thầy giáo : PGS – TS : Trần xuân Việt đã tạo điều kiện và tận tình hướng dẫn để cho em hoàn thành tốt đượt thực tập nhận thức vừa qua . Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn ! ! ! Sinh viên : Bùi Minh Sáng Vũ Ngọc Sáng CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU SẢN PHẨM NHỰA 1.1. VẬT LIỆU NHIỆT DẺO. Định nghĩa : Vật liệu nhiệt dẻo là chất dẻo có thể nung nóng cho mềm ra nhiều lần sau khi nguội . Nó có thể được phun khuôn, được nghiền vụn lại và lập lại quá trình đó. Tất nhiên là vật liệu chất dẻo sẽ bị mất phẩm chất khi quá trình đó lặp lại nhiều lần và sẽ mất đi các tính chất mong đợi … Vật liệu chế tạo chi tiết hộp có tên thương mại là PolyPropylen (PP). Nó có kết cấu hoá học như sau: [ ] [ ] n CHCHCHCHn −−−→= 22 Vật liệu nhiệt dẻo này thường cứng và bền dai về đặc tính nhưng thường không trong suốt do cấu trúc tinh thể gây cản trở cho sự truyền qua của ánh sáng. Vật liệu này thường được sử dụng trong công nghiệp làm đồ gia dụng. Sự phát triển của tinh thể PolyPropylen đóng vai trò quan trọng trong sự thay đổi các tính chất của chúng. Do cấu trúc của PolyPropylen có trật tự và đối xứng mà nó làm cho lực giữa các chuỗi xích có thể phát triển và vì vậy tinh thể lớn lên chiếm chỗ. Mức độ không trong suốt phụ thuộc một phần vào tốc độ làm nguội trong quá trình gia công nguội nhanh có khuynh hướng làm đóng băng , ngăn cản chuyển động của chuỗi và ngăn cản sự phất triển của tinh thể. Tính chất của PolyPropylen có thể bị thay đổi bởi sự sửa đổi trọng lượng phân tử và sự chia nhánh chuỗi . Sự thay đổi như thế sẽ có hiệu quả không chỉ đối với các tính chất cơ học mà thay đổi cả sự điền đầy vật liệu trong khuôn. Dấu hiệu nhận biết nhựa PP : Nhự Mềm Bắt Màu lửa Cháy Khói Mùi Dấu hiệu a ra lửa tiếp khác PP Có Dễ Vàng,xanh lơ ở đáy Có ít Dầu nóng Mềm ở nhiệt độ cao Một số tính chất khác : Nhiệt độ khuôn < 0 C a Nhiệt độ ở cuối piston- vít 0 C Nhiệt độ phá huỷ (rữa nát) 0 C Độ co ngót % Mật độ g/cm 3 10 - 80 220 – 235 280 1,0 – 2,5 1,15 Chiều dầy thành sản phẩm của PP : Chiều dầy Min (mm) Chiều dầy trung bình (mm) Chiều dầy Max (mm) 0,63 2,0 7,6 Ước tính độ co của sản phẩm : khi ước tính độ co của sản phẩm, giá trị độ co được dùng là giá trị đo trung bình của vật liệu nhựa làm ra sản phẩm. Từ bản vẽ sản phẩm mà trong đó vật liệu phun khuôn là PP , giá trị độ co là (1,0 – 2,5)%. Do đó lấy giá trị trung bình của độ co là : 1,7% nghĩa là tất cả các kích thước của lòng khuôn và lõi khuôn phải được nhân lên 1,017 . 1.2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỘP NHỰA. Nguyên công 1: Chuẩn bị vật liệu. Bước 1: Chuyển vật liệu ở dạng khối, tấm sang dạng hạt. - Sử dụng máy nghiền nhằm nghiền nhỏ vật liệu. Hạt càng nhỏ thì khả năng phân bố càng đều hơn. Bước 2: Trộn đều vật liệu. - Sử dụng máy khuấy , máy trộn trục vít tạo ra sự chuyển động tương đối giữa các hạt trong vật liệu nhằm pha trộn đều. Bước 3: Làm dẻo và nhuyễn hoá vật liệu. Vật liệu được trộn đều và sấy khô ở bước gia công trước được làm nóng chảy, sau đó nó được làm nhuyễn và tạo thể thống nhất. Bước 4: Tạo hạt cho vật liệu. Vật liệu được tạo thành bằng 2 phương pháp: Tạo hạt nóng và nguội . - Tạo hạt nóng được lắp thêm đầu đùn nhiều lỗ. Vật liệu qua đầu đùn được cắt thành những kích thước nhất định qua khoang chứa làm nguội và được làm nguội bằng nước hoặc không khí. - Tạo hạt nguội bằng nước thì cần được đem sấy khô trước khi đóng gói. Nguyên công 2: Quá trình đúc phun nhựa. Vật liệu chất dẻo được cho vào phễu định lượng và cấp liệu trên xilanh của máy đi vào rãnh trục vít trong xilanh. Do chuyển động quay của trục vít làm cho vật liệu được vận chuyển lên phía vòi phun. Trong suốt quá trình đó, vật liệu được cấp nhiệt từ thành xilanh do các nhân tố cung cấp như hơi nóng, điện trở Nguyên công 3: Quá trình đúc phun giữ áp suất ép nhựa và làm mát. Lượng vật liệu cần thiết để điền đầy khoang tạo hình của khuôn được tập trung ở khoang trống trước trục vít. Trong quá trình điền đầy khuôn, trục vít thực hiện chuyển động dọc trục về phía trước, áp lực tăng đẩy khối vật liệu nóng chảy qua vòi phun vào khuôn. Giai đoạn tăng áp ngay khi vật liệu điền vào khuôn. Trong giai đoạn này dưới áp lực từ ngoài một lượng nhỏ vật liệu được thêm vào lòng khuôn và áp lực tăng theo chiều dọc khuôn. Khi vật liệu nguội gây ra hiện tượng co ngót và áp lực khuôn giảm xuống. Áp lực ở các điểm khác nhau dọc theo khuôn không đồng đều áp lực trong khuôn. Ở giai đoạn này phụ thuộc vào áp lực do piston đúc phun truyền cho và phụ thuộc vào kết cấu của máy. Kết cấu của máy đúc phun có ảnh hưởng đến đặc trưng thay đổi áp lực trong khuôn. Đặc trưng thay đổi áp lực dọc theo khuôn phụ thuộc vào độ dầy khoang định hình của khuôn. Bề dày càng tăng thì càng dễ truyền lực. Tốc độ làm nguội càng lớn, độ nhớt của vật liệu càng tăng, giảm truyền áp lực. Đặc trưng truyền áp lực vật liệu phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ vật liệu. Nhiệt độ và độ chảy của vật liệu tăng tạo thuận lợi cho việc truyền áp lực, khi nhiệt độ giảm làm cho việc truyền áp lực gặp khó khăn. Nguyên công 4: Quá trình sau khi làm mát và mở khuôn. Trong giai đoạn này áp lực trong khuôn nhỏ hơn so với giai đoạn tăng áp. Thay đổi áp lực trong giai đoạn này được quyết định bởi tốc độ làm nguội. Tốc độ làm nguội sản phẩm quyết định đại lượng ứng suất dư xuất hiện trong quá trình chảy, đồng thời ảnh hưởng đến sự hình thành ứng suất mới. Nguyên công 5: Quá trình khử bavia và làm sạch sản phẩm. Khi sản phẩm được đưa ra khỏi khuôn thì quá trình cắt bavia và làm sạch sản phẩm được thực hiện. Tiếp đó là quá trình kiểm tra các khuyết tật như rỗ, co, nứt . 1.3. MÁY PHUN NHỰA HC-250. Chu kỳ trong máy ép phun. Quá trình ép phun được thực hiện như hình vẽ sau : Hình 2. Sơ đồ máy ép phun nằm ngang. 1. Khuôn mẫu 5. Buồng chứa 2. Ống phun 6. Bộ phận gia nhiệt 3. Cơ cấu đóng kín 7. Phễu cấp nhiên liệu 4. Vít 8. Hộp tốc độ * Pha 1: Chất dẻo lỏng được ép vào khuôn đóng kín cần phải có tác dụng vào khuôn một lực lớn (lực kẹp khuôn) để không cho chất dẻo lỏng chảy ra từ khe của khuôn. Chất dẻo lỏng đi từ cụm hoá dẻo vào một máy xoắn vít với một trục xoắn có thể xê dịch hướng trục mà nó hoạt động như một cái pittông được ép vào lòng khuôn. Cụm hoá dẻo phải liên kết chặt chẽ với khuôn qua đó chất dẻo không bị mất mát. * Pha 2: Thời gian dừng với áp lực đuổi theo. Trên cơ sở sự phân cách về nhiệt giữa khuôn và cụm hoá dẻo cả hai đều có mức nhiệt khác nhau, liên kết này chỉ được duy trì một lúc cho đến khi chất dẻo lỏng không có khả năng chảy nữa. Sau khi điền đầy khuôn chất dẻo bắt đầu đông cứng lại và khi đó thể tích của nó co lại đôi chút. Lúc này máy tiếp tục duy trì một áp lực bằng cách ép tiếp và điền đầy tiếp để bổ sung thể tích cho đủ cho đến khi sản phẩm đông cứng xong. * Pha 3: Đẩy sản phẩm ra ngoài. Vì quá trình hoá dẻo cần một thời gian nhất định, trục xoắn bắt đầu ép vật liệu qua sự quay của nó, để tạo ra từng liều lượng làm chảy nó ra và xếp đặt nó trước khi phun. Trục xoắn tạo ra không gian trống bằng cách nó trượt lùi lại dọc theo trong xy lamh phun, chống lại áp lực đó. Khi vật được phun đông đặc lại, cụm hoá dẻo rời khỏi khuôn, nhờ đó chất dẻo lỏng ở vòi phun không bị đông đặc lại. Cụm đóng khuôn sẽ tiếp tục đóng cho đến khi sản phẩm đông đặc đến mức có thể được tống ra ngoài. CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ KHUÔN NHỰA 2.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHUÔN. * Khuôn là dụng cụ để định hình một sản phẩm nhựa. Nó được thiết kế sao cho có thể sử dụng cho một số lượng chu trình yêu cầu. Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào hình dáng và kết cấu của sản phẩm. Số lượng của sản phẩm cũng là một yếu tố quan trọng để xem xét, bởi vì số lượng sản phẩm không lớn sẽ không cần đến khuôn có nhiều lòng khuôn hoặc khuôn có kết cấu phức tạp. Những yếu tố trên có ảnh hưởng rất lớn đến việc thiết kế và chế tạo khuôn cũng như đến giá thành của sản phẩm. *Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép lại với nhau, ở đó nhựa được phun vào, được làm nguội, rồi được đẩy ra. Sản phẩm được hình thành giữa 2 phần của khuôn . Khoảng trống giữa 2 phần đó được điền đầy bằng nhựa và nó sẽ mang hình dạng của sản phẩm. Một phần là phần lõm vào sẽ xác định hình dạng bên ngoài của sản phẩm được gọi là lòng khuôn , phần xác định hình dạng bên trong của sản phẩm được gọi là lõi khuôn. Phần tiếp xúc giữa lòng khuôn và lõi khuôn được gọi là mặt phân khuôn. [...]... mở khuôn và tạo hình cho sản phẩm Từ đó đưa ra bản vẽ chi tiết cho từng phần để thực hiện quá trình chế tạo và gia công - Xây dựng dữ liệu CAM : Sử dụng phần mềm Mastercam, Catia để lập trình và mô phỏng quá trình gia công trước khi thực hiện gia công thực - Thực hiện gia công : việc gia công các lòng khuôn và lõi khuôn được thực hiện trên trung tâm gia công CNC, máy cắt dây CNC, máy gia công bằng... đến các phần khác của khuôn là rất khó e Làm mát lòng khuôn : Nói chung lòng khuôn có thể được làm mát tốt vì có sự dẫn nhiệt tốt đến các phần khác của khuôn 2.4 Công nghệ chế tạo khuôn Thiết kế sản phẩm Thiết kế khuôn (Dùng solidworks tạo lập bản vẽ sản phẩm) (Dùng solidworks tạo lập bản vẽ lắp lòng khuôn , lõi khuôn ) Xây dựng dữ liệu CAM Thực hiện gia công Máy thường và máy CNC Đánh bóng mạ và lắp... 1.Quy trình chế tạo khuôn Để chế tạo ra được một bộ khuôn, ta đưa ra các bước để chế tạo như sơ đồ dưới đây : - Thiết kế sản phẩm : trong phần này ta có thể thiết kế mới một sản phẩm nhựa theo yêu cầu hoặc phải thực hiện việc thảo luận với nhà thiết kế để đưa ra các phương án đảm bảo cho việc thiết kế như : về vật liệu của sản phẩm, kết cấu và hình dạng của sản phẩm có đảm bảo tính công nghệ để thực... H×nh 3.1.a H×nh 3.1.b H×nh 3.1.c Hỡnh 3.3 2 Kênh nhựa Kênh nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun và đảm bảo đường nhựa dẫn đến lòng khuôn sao cho ngắn nhất để tránh mất nhiều áp lực đẩy nhựa và đỡ tốn vật liệu Kích thước của kênh nhựa phải đủ lớn để chuyển được vật liệu vào lòng khuôn một cách nhanh nhất Có các dạng kênh nhựa như sau : a Kênh nhựa hình tròn : được dùng phổ biến vì tiết diện... thống đẩy được dùng trong thiết kế khuôn nhựa như : chốt đẩy, lưỡi đẩy, các ống đẩy, thanh đẩy, các tấm tháo, van đẩy và hệ thống đẩy đặc biệt Trong đó chốt đẩy là loại đơn giản nhất vì là lỗ tròn nên rất dễ chế tạo. Về mặt công nghệ để lắp chốt đẩy vào khuôn một cách dễ dàng thì khi chế tạo nên doa rộng lỗ có độ dài như sau : - Đối với lỗ nhiệt luyện trước khi gia công : L = 4D - Đối với những lỗ đã nhiệt... thõa d Kênh nhựa hình chữ nhật : không nên dùng vì có thể có nhiều sự cố VËt liÖu thõa e Kênh nhựa hình bán nguyệt và hình cung : là loại tồi nhất VËt liÖu thõa Kích thước của kênh nhựa phụ thuộc vào các yếu tố sau : + Độ dầy thành sản phẩm + Khối lượng sản phẩm + Đương tiết diện ngang của sản phẩm 3 Các miệng phun và khuyết tật khi phun nhựa a Khái niệm : Miệng phun là kênh mở giữa kênh nhựa và lòng... cho những sản phẩm nhỏ, trong nhiều trường hợp, các kênh nhựa được khoan trên máy khoan thông thường, nhưng đối với các kênh nhựa quá dài và không thẳng, các kênh nhựa phải cách nhau ít nhất là 3 mm Đối với các kênh nhựa dài trên 150 mm thì cách nhau là 5 mm c Làm mát lõi : Lõi thường bị bao phủ bởi lớp nhựa nóng và việc truyền nhiệt đến các phần khác của khuôn là cả một vấn đề Để làm được điều này,... bị mất nhiều nhiệt Tuy nhiên chi phí chế tạo lại đắt hơn vì kênh nhựa phải nằm ở hai bên của mặt phân khuôn b Kênh nhựa hình thang : cũng có lợi nhưng sử dụng nhiều vật liệu hơn So với kênh nhựa hình tròn thì kênh nhựa hình thang dễ gia công hơn vì nó chỉ có một bên của mặt phân khuôn Loại này đặc biệt có lợi khi kênh phải đi qua 1 mặt trượt VËt liÖu thõa c Kênh nhựa hình thang có góc lượn : không tốt... vênh - Đường hàn : Khi nhựa chảy qua sản phẩm và bị đông lại nhiều đến nỗi khi chảy quanh vật cản hình chữ nhật, nó sẽ không có sự pha trộn tốt với nhau nên để lại phía sau một đường phân biệt gọi là đường hàn Khắc phục bằng cách mở thêm một miệng phun phía kia của sản phẩm - Sự tạo đuôi : Khi nhựa chảy qua một cửa hẹp vào trong lòng khuôn có thể bị tạo thành đuôi - Hõm co : Do nhựa chảy qua một tiết... sản phẩm nhựa có thể tách ra một cách tự động nhờ việc tách rời tự động giữa sản phẩm và các bộ phận cổng, rãnh dẫn, miệng phun Hệ thống này gồm khuôn sau, khuôn trước và hệ thống thanh đỡ Nó tạo 2 chỗ mở khi khuôn mở Một chỗ mở để lấy sản phẩm ra và chỗ mở kia để lấy kênh nhựa ra TÊm di ®éng TÊm di ®éng TÊm gi÷a TÊm cè ®Þnh Nhược điểm của hệ thống này là khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn .  Luận văn Phần mềm Solids Works và công nghệ chế tạo nhựa Mục lục CH NG 1. GI I THI U S N PH M NH AƯƠ Ớ Ệ Ả Ẩ Ự 4 Gi i thi. hạn chế , nên em rất mong được sự quan tâm chỉ bảo tận tình của các thầy và cô giáo trong bộ môn Công nghệ chế tạo máy. Qua đây cho phép em cảm ơn thầy giáo : PGS – TS : Trần xuân Việt đã tạo. 1,7% nghĩa là tất cả các kích thước của lòng khuôn và lõi khuôn phải được nhân lên 1,017 . 1.2.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO HỘP NHỰA. Nguyên công 1: Chuẩn bị vật liệu. Bước 1: Chuyển vật liệu