THIẾT kế và mô PHỎNG lắp ráp KHUÔN NHỜ EMX TÍCH hợp TRONG PRO

− Đúc là một phương pháp cơ bản để chế tạo sản phẩm bằng cách điền đầy vậtliệu ở dạng lỏng vào lòng khuôn có hình dạng nhất định, sau khi vật liệu nguội và hóa rắn trong lòng khuôn thì t

CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG

1.1 Trình bày tổng quan về các loại khuôn đúc và ứng dụng của chúng

1.1.1 Tìm hiểu chung về công nghệ đúc và các loại khuôn đúc.

− Đúc là một phương pháp cơ bản để chế tạo sản phẩm bằng cách điền đầy vậtliệu ở dạng lỏng vào lòng khuôn có hình dạng nhất định, sau khi vật liệu nguội

và hóa rắn trong lòng khuôn thì ta sẽ thu được vật đúc có hình dạng giốngkhuôn đúc Công nghệ đúc chủ yếu được thực hiện với vật liệu kim loại

− Nếu vật phẩm của quá trình đúc sau khi đúc được đưa ra dùng ngay gọi là chitiết đúc, nếu chi tiết phải trải qua quá trình gia công áp lực hay cắt gọt đểnâng cao cơ tính, độ chính xác kích thước, độ bóng bề mặt thì gọi là phôi đúc

− Đặc điểm của công nghệ đúc:

• Mọi loại vật liệu khi nấu chảy lỏng đều đúc được Chính vì thế côngnghệ đúc có thể áp dụng với nhiều vật liệu khác nhau từ kim loại đen,kim loại màu, chất dẻo…

• Tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, có khối lượng lớn mà các phươngpháp khác không thể chế tạo hoặc chế tạo được mà không đảm bảođược yêu cầu kỹ thuật

• Sản phẩm tạo ra trong khuôn đúc áp lực có chất lượng, độ bóng, độchính xác cao

• Có khả năng cơ khí hóa, hoặc tự động hoá cao

• Giá thành của sản xuất đúc hạ hơn so với các dạng sản xuất khác

• Đúc trong khuôn cát phôi có độ bóng, độ chính xác thấp

• Dễ gây ra các khuyết tật vật đúc như rỗ khí, rỗ co, tạp chất…

• Hao phí kim loại cho hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót

• Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc khó khăn và tốn kém do đòi hỏicác thiết bị hiện đại

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

− Kỹ thuật đúc được phân chia thành nhiều loại khác nhau nhưng phương phápđúc bằng khuôn cát vẫn giữ một vai trò quan trọng trong ngành đúc cho tớinay vẫn còn chiếm một vị trí quan trọng trong kỹ nghệ đúc: 90% sản lượng vậtđúc của thế giới được sản xuất bằng khuôn cát, phần còn lại do khuôn kim loại

và các dạng đúc đặc biệt khác

Hình 1.1 Sơ đồ phân loại phương pháp đúc.

− Khuôn là một thiết bị dùng để định hình vật liệu tùy vào các phương pháp đúc

mà mỗi phương pháp cần mỗi loại khuôn khác tương ứng với mỗi phươngpháp Ta cũng có thể phân loại khuôn theo phương pháp đúc bao gồm khuôncát, khuôn kim loại, khuôn đúc áp lực, khuôn đúc ly tâm, khuôn đúc liên tục…1.1.2 Khuôn cát.

− Đúc khuôn cát có thể nói là một phương pháp đúc truyền thống Với vật liệukhuôn chủ yếu là cát, chất phụ gia đi kèm có thể tạo nên tên gọi riêng cho từngphương pháp riêng biệt Khuôn cát là khuôn đúc được một lần, được chế tạobằng hỗn hợp mà trong đó cát là thành phần chủ yếu

− Các vật liệu làm khuôn cát và lõi:

• Cát với thành phần chủ yếu SiO2

Hình 1.2 Cấu tạo khuôn cát

− Ưu điểm của khuôn cát được dùng nhiều vì dễ chế tạo, giá thành rẻ, vốn đầu

tư ít Hơn nữa khuôn cát lại rất vạn năng, có thể dùng để đúc vật nhỏ từ vàigam cho tới vật lớn có khối lượng hàng trăm tấn, có thể đúc được những vậtđúc lớn và phức tạp Có thể dùng để đúc bất kỳ hợp kim nào như thép, gangcầu, gang xám, đồng thau, đồng thanh, hợp kim niken, hợp kim nhôm,magiê…

− Nhược điểm của khuôn cát là tạo ra chi tiết có độ chính xác thấp, chất lượng

bề mặt kém, năng suất thấp, thợ phải có tay nghề cao Chỉ phù hợp với sản

xuất đơn chiếc Những năm gần đây nhờ sử dụng các hỗn hợp các có thành

phần và tính chất mới, nhờ đẩy mạnh cơ khí hóa, tự động hóa trong sản xuấtđúc nên năng suất đúc được tăng lên rõ rệt, chất lượng đúc cũng được làm trênmáy nhất là những máy ép áp lực cao chiếm ưu thế rất nhiều, có thể cạnh tranhvới một số phương pháp đặc biệt về độ chính xác và độ nhẵn bề mặt của sảnphẩm đúc

− Đúc trong khuôn cát có thể phân thành các loại như đúc khuôn cát tươi, cátkhô, khuôn mẫu chảy, khuôn cát nhựa, khuôn Furan, các loại khuôn khác…

− Đúc trong khuôn cát có thể được sử dụng để đúc những chi tiết phức tạp và tonhỏ khác nhau với yêu cầu chất lượng không cao

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E1.1.2.1 Khuôn cát tươi.

– Có lẽ khuôn cát tươi được dùng đầu tiên trong công nghệ khuôn cát Vật liệu

để làm khuôn là cát, đất sét và nước Khuôn cát tươi có đặc điểm dễ sử dụng,

bề mặt vật đúc sẽ mịn nếu cỡ hạt cát áo nhỏ Giá thành rẻ, ít nứt vỡ, khônggây nên nứt ở vật đúc, dễ phá vỡ, chu kỳ sản xuất ngắn, dễ cơ khí hóa

− Nhược điểm là độ bền thấp, nhất là khi đúc vật lớn dễ gây rỗ khí, vỡ cát,biến dạng kích thước vật đúc làm giảm độ chính xác, tăng khối lượng.Dùng khuôn tươi rất lợi nhưng phải kiểm tra hỗn hợp cát chặt chẽ về cỡhạt của cát, chất lượng đất sét và độ ẩm Quá trình làm khuôn cần phảiđánh động mẫu để thoát mẫu, nên sản phẩm đúc sẽ có độ dôi gia cônglớn

− Loại khuôn này chiếm tỷ lệ rất lớn trong công nghệ làm khuôn cátkhoảng 50% trên tổng số khuôn cát

− Được ứng dụng để đúc các loại vật liệu kim loại như gang, thép,nhôm, đồng…; đúc những chi tiết có độ chính xác và chất lượngkhông cao

1.1.2.2 Khuôn cát khô.

− Chiếm 1 tỷ lệ khá lớn trong các công nghệ làm khuôn

− Hỗn hợp cát-đất sét làm xong phải đem sấy ở nhiệt độ khoảng 150 ÷

400 (0C) từ 8 ÷ 48 (giờ), đảm bảo cho bề mặt có lớp cát đã sấy khôdày trên 12(mm) hoặc khô hoàn toàn cả khuôn

− Ưu điểm của khuôn cát khô là bền hơn khuôn tươi, dùng cho vật đúc lớn, kíchthước ít biến động, chất lượng vật đúc khá lớn do ít bị tật rỗ khí, vỡ cát, bề mặtvật đúc đẹp hơn nhờ có lớp sơn khuôn

− Nhược điểm của loại khuôn này là giá thành cao, chu kỳ sản xuất dài, khuônsấy xong thường hay có nứt ở bề mặt, dễ gây nứt nóng Phải đúc liền, không

để qua ngày, khuôn sẽ hút ẩm, gây rỗ bề mặt Lưu ý vần đề tái sinh cát

1.1.2.3 Khuôn tự hóa rắn.

− Trong công nghệ khuôn tự hóa rắn thì nếu như khuôn tươi được đem sấy trong

lò sấy khoảng 5 giờ trước khi rót cũng được gọi là một loại khuôn khô Công

nghệ này chiếm khoảng 20% trên tổng số khối lượng kim loại vật đúc trongkhuôn cát.

− Công nghệ hay được sử dụng là khuôn cát nước thuỷ tinh đóng rắn bằng khí

CO2 Nước thuỷ tinh hay còn gọi là dung dịch silicat natri được trộn vào cátrồi đem giã khuôn Sau khi khuôn đã dầm chặt xong thì bơm khí CO2 đểkhuôn rắn lại

Hình 1.3 Khuôn tự hóa rắn.

− Ưu điểm của công nghệ khuôn cát nước thuỷ tinh dễ làm, dễ sử dụng, sảnphẩm có độ dôi gia công ít hơn, khuôn rắn chắc đã được ứng dụng rộng rãitrong hầu hết các công ty đúc trên toàn quốc nhưng nó có một nhược điểm làvấn đề tái sinh cát khó khăn

− Ứng dụng trong sản xuất các chi tiết có biên dạng phức tạp như cánh tuabin…

1.1.2.4 Khuôn mẫu chảy.

− Đây là công nghệ thuộc vào hàng mới hơn so với phương pháp truyền thống

Để đúc 1 sản phẩm, chúng ta cần chế tạo sản phẩm đó bằng polyesteron, sáphoặc một loại vật liệu dễ chảy khác sau đó cho vào khuôn và đổ cát khô vào,kết hợp với việc hút chân không, khuôn sẽ cứng vững Khi rót kim loại vàokhuôn, mẫu polyesteron sẽ cháy và kim loại lỏng điền đầy khuôn

− Với ưu điểm là sản phẩm có độ chính xác cao, giảm thời gian gia công cơ khí,đúc được chi tiết phức tạp, không có đường phân khuôn, chất lượng bề mặtcao nhưng nó có nhược điểm là chỉ đúc được một lần

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

− Ứng dụng để đúc những chi tiết nhỏ và số lượng lớn, cần sản xuất số lượnglớn trong thời gian ngắn

Hình 1.4 Quy trình đúc trong khuôn mẫu chảy.

1.1.2.5 Khuôn cát nhựa Furan.

− Đây là dây chuyền công nghệ mà cát sẽ được trộn với nhựa Furan và axit,khuôn sẽ đóng rắn rất tốt, sản phẩm có độ nhẵn bóng bề mặt nhưng vấn đề khókhăn là ô nhiễm môi trường làm việc vì mùi nhựa Furan rất độc

− Nhựa furan (furan resin) là một hợp chất polyme từ furfurylalcohol, ure, nước

và formaldehyde với thành phần như sau (công thức của công ty Huettenes–Albertus Germany): 75% Furfulylalcohol+11% Formaldehyde+9% Urê+5%nước

− Nhựa furan đóng vai trò quan trọng nhất hiện nay trên thế giới dùng làmkhuôn và lõi để đúc các phôi gang, gang cầu, thép có trọng lượng từ 100 kgđến trên 100 tấn Được ứng dụng để sản xuất các chi tiết có độ chính xác cao

và sản phẩm đưa vào sử dụng ngay không cần qua gia công nguội

1.1.3 Khuôn kim loại.

− Đúc trong khuôn kim loại là rót vật liệu nóng chảy vào khuôn bằng kim loại.Đúc trong khuôn kim loại tĩnh hay còn được gọi là đúc trong khuôn kim loạidưới tác dụng của trọng trường (thường được gọi tắt là đúc trong khuôn kimloại) Bản chất của phương pháp đúc này là rót kim loại lỏng vào khuôn kim

loại sử dụng nhiều lần thay cho khuôn cát được sử dụng một lần Kim loạiđược điền đầy khuôn dưới tác dụng của trọng trường mà không chịu tác độngbất kỳ nào khác.

− Vật liệu làm khuôn: Gang xám, gang cầu, thép cacbon, thép hợp kim, hợp kimnhôm, đồng và hợp kim đồng Vật liệu làm lõi có thể làm bằng kim loại hoặcbằng hỗn hợp cát – sét tươi, cát – sét khô, cát dầu, cát – nước thủy tinh, cát –nhựa

− Phân loại dựa vào mặt phân khuôn và loại ruột thì chia khuôn mà người ta cóthể chia khuôn thành 4 loại sau: Khuôn nguyên, khuôn bổ ngang, khuôn bổđứng, khuôn phức tạp

− Ưu điểm của đúc trong khuôn kim loại:

• Chu kì sản xuất ngắn do vật đúc nguội nhanh, độ chính xác vật đúccao hơn 2 đến 3 lần so với khuôn cát, bề mặt nhẵn đẹp, lượng dư giacông ít hơn nhiều so với đúc trong khuôn cát Trong một vài trườnghợp không cần và không nên gia công cơ vì bề mặt vật đúc có khảnăng chịu mài mòn và chống ăn mòn tốt

• Cơ tính vật đúc cao hơn do khuôn kim loại có tốc độ làm nguội cao

• Năng suất cao do đó giá thành rẻ hơn Được dùng để đúc nhiều lầncho một loại chi tiết nhất là với hợp kim màu

− Nhược điểm của đúc trong khuôn kim loại:

• Giá thành khuôn cao, thời gian chế tạo khuôn lâu

• Khó đúc những chi tiết có thành mỏng từ 2.5 ÷ 3(mm) trên diện rộng

• Do có tính cứng nên không thể co bóp được làm vật đúc dễ bị ứngsuất trong, dễ bị vênh hoặc nứt do không có khả năng thông khí

− Khuôn kim loại thường được dùng nhiều và chủ yếu trong sản xuất đúc hàngloạt lớn Hiện nay sản lượng các vật đúc được đúc bằng phương pháp nàychiếm khoảng 30% tổng sản lượng các vật đúc bằng các phương pháp đúc đặcbiệt Nhất là trong thời đại hiện nay khi mà công nghệ chế tạo khuôn được sự

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

hỗ trợ của máy tính cũng như các phần mềm tin học ứng dụng cho phép giacông những bộ khuôn chất lượng cao

− Phạm vi ứng dụng của khuôn kim loại:

• Các vật đúc có kết cấu không quá phức tạp, có thành không mỏng,không hoặc ít gia công cơ

• Các vật đúc đòi hỏi tổ chức sít chặt

• Các vật đúc bằng gang yêu cầu có lớp biến cứng bề mặt

• Các vật đúc bằng hợp kim màu dễ chảy

• Các vật đúc bằng thép có hình dạng đơn giản có thành dày

• Bên cạnh đó, đúc khuôn kim loại chỉ đạt hiệu quả kinh tế khi sản xuấthàng loạt trở lên

1.1.4 Các loại khuôn đặc biệt.

1.1.4.1 Khuôn đúc áp lực.

− Thực chất của quá trình là ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại với áp lực đếnhàng trăm atmosphe Đúc áp lực là phương pháp đúc dùng áp lực đẩy kim loạilỏng chảy vào khuôn đúc có hình dạng mong muốn, vật đúc bền đẹp vì kếttinh dưới áp lực cao

− Đúc áp lực là một ngành sản xuất phôi nhằm tạo ra các chi tiết có kích thướcchính xác do những chuyển động của dòng lưu chất kim loại lỏng dưới tácdụng của ngoại lực tạo nên dòng áp suất vào trong khuôn kim loại

Hình 1.5 Khuôn đúc áp lực.

− Nhưng đúc dưới áp lực có đặc điểm là không dùng được lõi cát nên hình dángbên trong của vật đúc không quá phức tạp Kim loại lỏng dẫn vào khuôn dưới

áp lực cao, tốc độ lớn nên làm khuôn mau mòn Ít dùng để đúc kim loại đen vì

nhiệt độ chảy của kim loại đen làm cho tuổi bền khuôn giảm

− Đúc dưới áp lực có ưu điểm sau:

• Vật đúc có độ chính xác đạt 0.01 (mm) và độ bóng cao

• Bề mặt bên trong của vật đúc cũng có độ bóng cao do dùng lõi

kim loại mà không dùng được lõi cát.

• Đúc được những vật mỏng (chiều dày nhỏ hơn 0.3 mm) và đúcđược vật phức tạp (đúc được lỗ có đường kính 1.5 ÷ 3 mm) dokim loại lỏng được ép vào khuôn nên có khả năng điền đầy tốt

• Do đúc trong khuôn kim loại nên vật đúc nguội nhanh, cơ tính tốt

• Năng suất rất cao đạt 100 ÷ 200 (vật đúc/giờ)

− Đúc dưới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng dầu,

nắp buồng ép, van dẫn khí, kèn đồng…

1.1.4.2 Đúc ly tâm.

− Đúc ly tâm là rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm mà kim loạilỏng được phân bố đều theo bề mặt bên trong của khuôn hoặc điền đầy lỏngkhuôn để tạo thành vật

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

Hình 1.6 Sơ đồ đúc ly tâm.

− Đúc ly tâm có ưu điểm sau:

• Đúc được những chi tiết hình tròn xoay rỗng mà không cần dùng lõi,

do đó tiết kiệm được vật liệu và công làm lõi

• Không cần dùng hệ thống rót nên tiết kiệm được kim loại vật đúc

• Do tác dụng của lực ly tâm nên kim loại điền đầy khuôn tốt, có thểđúc được vật thành mỏng, vật có đường gân hoặc hình nổi mỏng Mặtkhác vì kim loại điền đầy khuôn tốt nên không cần đậu ngót bổ sung,

do đó tiết kiệm kim loại vật đúc

• Vật đúc sạch do tạp chất, xỉ và phi kim nhẹ có lực ly tâm bé nênkhông bị lẫn vào kim loại vật đúc

• Tổ chức kim loại mịn chặt, không bị rổ co, rổ khí do được đông đặcdưới tác dụng của lực ly tâm

− Đúc ly tâm có nhược điểm sau:

− Do những đặc điểm trên nên hiện nay đúc ly tâm được dùng rất rộng rãi

để chế tạo những chi tiết hình tròn xoay bạc, ống, xecmang và một sốchi tiết định hình khác bằng thép, gang, kim loại màu và phi kim Côngnghệ này được áp dụng cho việc đúc các ống hoặc phôi một lớp hoặchai lớp kim loại (bimetal) dưới lớp trợ dung

1.1.4.3 Khuôn vỏ mỏng.

− Đúc trong khuôn vỏ mỏng là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuônmỏng chừng 6 ÷ 8(mm)

− Đúc trong khuôn vỏ mỏng có những ưu điểm sau:

• Có thể đúc được gang, thép, kim loại màu (như khuôn cát), khối lượngvật đúc đến 100 (kg), độ chính xác cao (cấp 10-8), độ bóng cao

• Khuôn vỏ mỏng là khuôn khô, nhẵn bóng, thông khí tốt, truyền nhiệtkém, không hút nước và bền nên cho phép nhận được vật đúc ít rỗ,xốp, nứt và những khuyết tật khác Đồng thời giảm được hao phí kimloại cho hệ thống rót lớn như trong khuôn cát

• Do tính truyền nhiệt kém nên khi đúc gang không bị hóa trắng Nhiệt

độ rót có thể nhỏ hơn trong khuôn cát chừng 20 ÷ 30(oC)

• Đơn giản hóa quá trình dở khuôn và làm sạch vật đúc Quá trình chếtạo khuôn vỏ mỏng dễ cơ khí hoá và tự động hóa

− Đúc trong khuôn vỏ mỏng có nhược điểm sau là chu trình làm khuôn dài, giáthành làm khuôn cao

− Hỗn hợp khuôn vỏ mỏng bao gồm bột cát thạch anh với 4÷6 (%) punvebakeilit(punvebakeilit là hỗn hợp của fenon và uretropin, nó dễ đông đặc, dễ nhàotrộn với cát, giữ gìn thuận lợi nhưng đắt và hiếm)

− Ứng dụng đúc liên tục người ta dùng để đúc các loại trang sức bằng vật liệukim hoàn

1.1.4.4 Khuôn đúc liên tục.

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

−Quá trình đúc liên tục được tiến hành bằng cách rót liên tục vật liệu nóng chảyvào trong thùng kết tinh được làm nguội bằng nước Nhờ được làm nguộinhanh bằng nước nên nó đông đặc tạo thành thỏi hoặc tấm liên tục và đượckéo ra ngoài một cách liên tục thông qua một khuôn bằng những cơ cấu đặt

biệt (như con lăn, bàn kéo… ).

− Ứng dụng đúc liên tục người ta dùng để đúc các loại ống hoặc tấm có chiều dàilớn…

Hình 1.7 Sơ đồ đúc thép liên tục

− Đúc liên tục có đặc điểm sau:

• Có khả năng đúc được các loại ống, thỏi và các dạng định hình khácbằng thép, gang, kim loại màu, có tiết diện không đổi và chiều dàikhông hạn chế; đúc được tấm kim loại thay cho cán, đặt biệt là có thểđúc được các loại tấm bằng gang

• Kim loại đông đặc dần dần từ phía dưới lên trên và được bổ sung liêntục nên không bị rỗ co, rỗ khí, rỗ xỉ, ít bị thiên tích; có độ mịn chặtcao, thành phần hóa học đồng nhất và cơ tính cao Vì đúc trong khuônkim loại nên tổ chức nhỏ mịn, cơ tính cao và chất lượng bề mặt tốt

• Năng suất cao, giảm hao phí chế tạo khuôn, không tốn kim loại vào hệthống rót, phế phẩm ít nên giá thành chế tạo thấp

− Nhưng đúc liên tục có nhược điểm chủ yếu là tốc độ nguội quá nhanh gây nênứng suất bên trong lớn, làm cho vật đúc dễ bị nứt (nhất là những kim loại có

sự chuyển pha ở thể đặc)

1.1.4.5 Khuôn đúc vật liệu chất dẻo.

Khuôn đúc chất dẻo được sử dụng để đúc những chi tiết làm bằng vật liệudẻo bằng cách nung nóng vật liệu rồi ép vào lòng khuôn Khuôn đúc chất dẻo

sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để ép vật liệu vào lòng khuôn như nénnhựa, đùn ép, phun ép, phun thổi

 Khuôn nén nhựa:

− Khuôn ép là phương pháp ép trong đó vật liệu nhựa thường được gia nhiệttrước, được đặt trong một khuôn mở được gia nhiệt, chúng gồm có 4 bước khinén gồm tác động tải, tác động nén, điều chỉnh độ nén và quá trình mở khuôn.Phần kết cấu chính là chày khuôn và cối khuôn và hệ thống đẩy

Hình 1.8 Khuôn đúc nén.

− Ưu điểm của phương pháp này là vật liệu được đặt vàolòng khuôn nên nó sẽ không di chuyển điều này làm cho vật liệu ít bị biếndạng Lực kẹp khuôn tác dụng trực tiếp lên vật liệu đúc nên có thể đúc các chitiết có độ chính xác cao; Không cần cổng phun nên không hạn chế về dạng vậtliệu đúc bởi thế nên có thể đúc các loại vật liệu nhiệt rắn Kết cấu đơn giản,giá thành hạ

− Tuy nhiên phương pháp này yêu cầu khuôn phải đóng kín nếu không vật liệu

sẽ rò ra ngoài, vật liệu đúc phải yêu cầu định lượng, tạo ra bavia nhiều

− Ứng dụng đúc các chi tiết có độ chính xác cao bằng vật liệu nhựa nhiệt rắn

 Khuôn đúc ép phun:

Chày khuônVật liệu épCối khuôn

Lõi đẩy

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

− Là một phương pháp chủ yếu để tạo hình sản phẩm nhựa Nó được sử dụngrộng rãi trong ngành nhựa vì khả năng tạo ra các chi tiết phức tạp với chấtlượng bề mặt cao và thời gian sản xuất nhanh Khuôn đúc ép phun là một dụng

cụ dùng để định hình cho một sản phẩm nhựa Nó được thiết kế sao cho có thể

− Ưu điểm của khuôn đúc ép phun là có thể đúc hầu hết các loại nhựa bao gồmnhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo Chất lượng bề mặt chi tiết cao, giá thành hạ

và thời gian ép phun ngắn Chu trình đúc có thể tự động hóa và hiện đại hóanhờ sử dụng các khuôn nhiều tầng, khuôn có kênh dẫn nóng…Cấu trúc khuôn

đa dạng có thể thay đổi để phù hợp với từng loại chi tiết

− Tuy nhiên nếu cung cấp không đúng lượng vật liệu cho quá trình ép phun thì

nó sẽ gây các khuyết tật cho sản phẩm

− Đúc ép phun dùng để sản xuất hầu hết các sản phẩm trong ngành nhựa baogồm từ các chi tiết gia dụng đến các sản phẩm phục vụ cho công nghiệp

 Khuôn thổi nhựa:

− Phương pháp thổi là phương pháp trong đó khí nén được thổi vào một “túi”nhựa dẻo để ép nhựa dẻo lên bề mặt của khuôn Đây là một phương pháp quantrọng để tạo ra những chi tiết, những sản phẩm bằng chất dẻo có thành mỏngnhư các loại chai, lọ và thùng chứa Những loại được sản xuất để dùng chongành thực phẩm và dược phẩm thì đòi hỏi rất cao về chất lượng

Hình 1.10 Quá trình đúc thổi chai nhựa.

− Ưu điểm của khuôn thổi bao gồm: công cụ chi phí thấp, khả năng sản xuấtnhanh; sản xuất các bộ phận tái chế

− Nhược điểm của khuôn thổi bao gồm: giới hạn phần rỗng, độ dày tường là khókiểm soát

− Ứng dụng để sản xuất các loại bao bì và chai nhựa, bình chứa…

 Ngoài các phương pháp được giới thiệu ở trên còn có một số phương pháp đúckhác được sử trong thực tế như đúc ép chuyển, đúc thổi, đúc chân không, đúc

ép phản ứng… Mỗi loại đúc đều có kết cấu khuôn đặc thù riêng và chỉ phùhợp với phương pháp đó, do có những nét đặc thù riêng nên nó cũng có những

ưu nhược điểm riêng và chỉ sản xuất ra một loại sản phẩm riêng biệt

1.2 Công nghệ thiết kế và sản xuất khuôn đúc ép phun ở Việt Nam và trên thế giới.

Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta dễ dàng bắt gặp rất nhiều sản phẩmđược làm từ nhựa Từ những sản phẩm đơn giản là các loại vật dụng họctập, đồ vật gia dụng như thước, viết, compa, rỗ, rá, đồ chơi trẻ em… chođến các sản phẩm phức tạp như vỏ ti vi, vỏ máy vi tính hay các linh kiệntrong ô tô, xe máy…đều được làm bằng nhựa Các sản phẩm này có màusắc và hình dáng rất phong phú, chúng làm cho cuộc sống của chúng ta trởnên đẹp và tiện nghi hơn

Điều này mang ý nghĩa là các sản phẩm nhựa mà phần lớn làm từ côngnghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của

Hình 1.11 Sản phẩm nhựa gia dụng

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/Echúng ta Với các tính chất như: độ dẻo dai, nhẹ, có thể tái chế, không cónhững phản ứng hóa học với không khí trong điều kiện bình thường Vậtliệu nhựa đã thay thế vật liệu khác như: sắt, nhôm, gang, đồng thau… đangngày càng cạn kiệt trong tự nhiên Do đó ta có thể nói rằng nhu cầu sử dụngvật liệu nhựa trong tương lai sẽ còn rất lớn Điều này dẫn đến một hệ quả làgiá thành khuôn sẽ không được cho là quá đắt bởi lợi nhuận mà nó mang lại

là rất lớn, vì một khuôn ép phun ta có thể tạo ra hàng chục, thậm chí hàngtrăm ngàn sản phẩm nhờ máy ép nhựa Chính vì thế nhu cầu thực tế về thiết

kế và chế tạo khuôn đúc ép phun là rất lớn Thực tế đó đòi hỏi ngành sảnxuất khuôn mẫu nói chung và ngành khuôn đúc ép phun nói riêng cần phải

có những bước phát triển tương xứng với nhu cầu thực tế

1.2.1 Giới thiệu về công nghệ đúc ép phun.

Quá trình phát triển công nghệ đúc dưới áp suất: Ép phun là một quy trình

kỹ thuật quan trọng từ chất dẻo và những nguyên liệu chịu nhiệt để tạo thànhsản phẩm Vào năm 1985, khoảng 3,4.106 tấn (19.12 %) của 17,2.106 tấn chấtdẻo bán ở Mỹ được sử dụng để đúc ép

Ép phun không phải là một quy trình mới Vào năm 1872, bằng sáng chếđược cấp cho máy ép phun với camphor-plasticized cellulose nitrate(celluloid), vài năm sau đó khuôn đúc đa khoang đầu tiên được ra đời Vàonăm 1909, Baekeland tìm ra nhựa phenol-formaldehyde được sử dụng đúc éptrong máy ép phun trục chuyển động tịnh tiến

Hình 1.11 Sản phẩm nhựa gia dụng Hình 1.12 Sản phẩm nhựa kỹ thuật

1) Đóng khuôn

Hình 1.13 Quy trình đúc ép phun.

Kinh nghiệm và lý thuyết làm việc của Carothers hướng dẫn lý thuyếtchung cho sự polyme hóa, cung cấp động lượng cho quá trình sản xuất nhiềupoyme bao gồm nylon Cuối năm 1930 đã có một cuộc cải tiến lớn nhất trongnguyên liệu cho phép quá trình đúc ép có thể thực hiện được tiết kiệm

Ưu điểm của công nghệ đúc ép phun là có thể tạo ra những sản phẩm có thểtích lớn với tốc độ cao Công lao động đòi hỏi thấp và quá trình được tự độnghóa Sản phẩm ép phun có tính cơ học dẻo hoặc các bề mặt mang tính thẩm

mỹ Sản phẩm có bề mặt khác nhau và có màu sắc đều có thể sử dụng phươngpháp này Các sản phẩm giống nhau có thể được đúc bởi các nguyên liệu khácnhau trên cùng một thiết bị Phương pháp này có sai số rất nhỏ Những sảnphẩm có thể đúc từ hỗn hợp nhựa, thủy tinh, xi măng, bột tan và cacbon; kimloại và phi kim loại có thể được thêm vào Các quy trình cho phép sản xuất rasản phẩm có chi tiết rất nhỏ, mà hầu hết không thể chế tạo bằng phương phápkhác Lượng phế phẩm rất nhỏ tại các đường rãnh, cổng phun và sản phẩm bịloại bỏ có thể sử dụng lại Công nghệ mang tính tiết kiệm chi phí nguyên liệu,bởi vì nó có thể đưa các loại nguyên liệu nhựa rẻ tiền hơn như nguyên liệu táichế, các phế phẩm có thể sử dụng lại ngay lập tức bằng máy nghiền và máy

3) Đẩy sản phẩm

4) Mở khuôn

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/Eđúc lại Vì năng lượng tiêu tốn thấp nên quá trình này là quá trình kinh tế nhất

để chế tạo ra nhiều dạng sản phẩm

Tuy nhiên lợi nhuận của công nghiệp nhựa thì không cao Máy đúc, thiết bị

và các thiết bị phụ trợ thì đắt (chi phí cho máy cao) Việc điều khiển quá trìnhkhó khăn máy móc không phải luôn hoạt động tốt trong suốt quá trình Chấtlượng nhựa thay đổi theo từng đợt nguyên liệu Thêm vào đó, độ nhớt, nhiệt

độ, áp suất trong quá trình đúc thay đổi liên tục và khó kiểm soát Chất lượnghàng hóa thường khó xác định một cách chính xác và đặc tính lâu dài củanguyên liệu thì khó xác định, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và tay nghề khéo.Máy ép phun đạt hiệu quả cao, hoạt động một cách tự động dưới sự điều khiểnnhiệt độ, áp suất Sự định hướng phân tử polyme và kết tinh đóng vai trò quantrọng trong quá trình sản xuất và phải xem xét ảnh hưởng của chúng lên tínhchất sản phẩm

1.2.4 Công nghệ thiết kế và sản xuất khuôn đúc ép phun trên thế giới.

1.2.4.4 Công nghệ thiết kế khuôn đúc ép phun.

− Lịch sử phát triển của ngành đúc ép phun ra đời từ năm 1872 khi máy đúc épphun được ra đời kéo theo đó là sự phát triển của ngành khuôn mẫu nhựa Banđầu các bộ khuôn ép phun được thiết kế theo kinh nghiệm và thực tiễn sảnxuất, được gia công trên các máy công cụ truyền thống nên độ chính xáckhông cao nên chỉ dùng để sản xuất các sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật thấp

− Cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã tháo gỡ một số khó khăn trong vấn đềthiết kế khuôn mẫu, hiện nay trên thế giới người ta đã triển khai ứng dụng cácphần mềm hỗ trợ cho việc thiết kế chi tiết mẫu và tự động tạo lồng khuôn trên

cơ sở chi tiết mẫu Trên cơ sở đó, khi ứng dụng các phần mềm chúng ta còn cóthể mô phỏng quá trình tách khuôn tạo sản phẩm trên máy vi tính Các phầnmềm tích hợp công cụ thiết kế khuôn ra đời càng nhiều và ngày càng được cậpnhật để có những tín năng phù hợp cho công việc Những phần mềm thiết kếkhuôn có thể kể đến là Solidwork, Pro/E, Cimatron, Unigraphics NX…

Hình 1.14 Một

số phần mềm dùng trong thiết kế khuôn ép phun.

− Việc ứng dụng các phần mềm để thiết kế mẫu và tự động thiết kế khuôn làđiều cần thiết khi chế tạo khuôn mẫu, đặc biệt khi áp dụng cho các máy công

cụ CNC vì:

• Có thể kiểm tra trước hình dạng sản phẩm dưới dạng 3D

• Mô phỏng được quá trình tháo lắp khuôn trên màn hình máy tính

• Tránh được trường hợp siêu định vị trong quá trình thiết kế khuôn

• Dễ dàng hiệu chỉnh kết cấu khuôn

• Giảm thời gian thiết kế, chế tạo khuôn mẫu

• Đa dạng hóa sản phẩm trên thị trường

• Giảm giá thành sản phẩm

• Khai thác tối đa hiệu quả sử dụng máy CNC

− Các nước có nền công nghiệp tiên tiến như: Nhật Bản, Hàn Quốc, ĐàiLoan… đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp, để thiết kế khuôn mẫu chấtlượng cao, cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau:

• Chuyên thiết kế chế tạo khuôn đúc ép phun nhựa

• Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chi tiết tiêu chuẩn, phục vụ chếtạo khuôn mẫu như: các bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

chuẩn, trụ dẫn hướng, lò xo, cao su ép nhăn, các loại cơ cấu cấp phôi

tự động…

1.2.4.5 Công nghệ sản xuất khuôn đúc ép phun.

Công nghệ đúc ép phun ra đời khá sớm điều đó kéo theo công nghệ sảnxuất khuôn đúc ép phun cũng phải có những bước phát triển tương xứng với

nó Trải qua các sản thời kì khác nhau thì công nghệ sản xuất khuôn đúc épphun thì các phương pháp gia công khác nhau được ra đời nhằm nâng caonăng suất cũng như chất lượng bề mặt khuôn Có phương pháp sản xuất khuôn

có thể kể đến như gia công bằng máy công cụ truyền thống, gia công bằngmáy CNC, gia công xung định hình EDM, gia công bằng phương pháp hóahọc

a) Gia công bằng máy công cụ truyền thống.

− Thời kì đầu sản xuất khuôn đúc ép phun thì người ta gia công bằng máy công

cụ truyền thống nên chất lượng bề mặt gia công và độ chính xác thấp Bêncạnh đó khó gia công các bề mặt phức tạp nên chỉ gia công được các khuônđúc của các chi tiết đơn giản và yêu cầu kỹ thuật không cao

− Chất lượng bề mặt của khuôn đúc ép phun có thể đạt được bằng các phươngpháp gia công trên máy công cụ truyền thống:

• Tiện tinh: Độ chính xác từ 9÷8; Độ nhám bề mặt : Ra = 2.5÷1.25(μm)

• Phay tinh: Độ chính xác từ 10÷8; Độ nhám bề mặt : Ra = 1.25(μm)

• Mài tinh: Độ chính xác cấp 7; Độ nhám bề mặt : Ra = 1.6÷0.4(μm)

• Mài siêu tinh: Độ chính xác cấp 6; Độ nhám bề mặt: Ra=0.2 ÷0.1(μm)

• Mài nghiền: Độ chính xác cấp 6÷5; Độ nhám bề mặt: Ra=0.2÷0.1(μm)

• Mài khôn: Độ chính xác cấp 7÷6; Độ nhám bề mặt: Ra=0.4÷0.05(μm)

Hình 1.15

Khuôn đúc ép phun của hãng ARBURG sản xuất 1973.

b) Gia công bằng máy điều khiển số CNC.

− Computer Numerical Control viết tắt là CNC – đề cập đến việc điều khiểnbằng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất có tính lập lại các bộphận kim khí hay các vật liệu khác phức tạp, bằng cách sử dụng các chươngtrình viết bằng kí hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thường gọi là

mã G CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở phòngthí nghiệm Servomechanism của trường MIT

− Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc sản xuất côngnghiệp khuôn mẫu Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đường thẳng,các cấu trúc phức tạp 3 chiều cũng dễ dàng thực hiện, và một lượng lớn cácthao tác do con người thực hiện được giảm thiểu.Việc gia tăng tự động hóatrong quá trình sản xuất với máy CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chínhxác và chất lượng

− Sự xuất hiện của máy điều khiển số CNC nên tăng năng suất và giảm thời giangia công khuôn mẫu Chính điều đó tạo điều kiện cho sự phát triển của côngnghiệp gia công và chế tạo khuôn đúc ép phun Hiện tại hầu hết các khuôn đúc

ép phun với số lòng khuôn không hạn chế đều gia công trên máy CNC

− Độ chính xác gia công trên máy CNC phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng nóluôn có độ chính xác cao và độ nhám bề mặt thấp hơn so với gia công bằngmáy truyền thống với cùng chế độ cắt

Hình 1.16 Gia công khuôn đúc ép phun trên máy CNC

c) Gia công bằng xung định hình.

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

− Phương pháp gia công tia lửa điện (Electric Discharge Machining – EDM)được phát triển vào năm 1943 ở Liên Xô bởi hai vợ chồng người Nga tạitrường Đại học Moscow là Giáo sư-Tiến sĩ Boris Lazarenko và Tiến sĩ NatalyaLazarenko

− Trong thập niên 1960 đã có nhiều nghiên cứu sâu rộng về gia công EDM và đãgiải quyết được nhiều vấn đề liên quan đến mô hình tính toán quá trình giacông EDM Trong thập niên 1970 đã xảy ra cuộc cách mạng về gia công trênmáy cắt dây EDM nhờ vào việc phát triển các máy phát xung công suất lớn,các loại dây cắt và các phương pháp sục chất điện môi hữu hiệu Hiện nay, cácmáy EDM đã được thiết kế khá hoàn chỉnh và quá trình gia công được điềukhiển theo chương trình số

− Nguyên tắc của phương pháp này là bắn phá chi tiết để tách vật liệu bằngnguồn năng lượng nhiệt rất lớn được sinh ra khi cho hai điện cực tiến gầnnhau Trong hai điện cực này, một đóng vai trò là dao và một đóng vai trò làphôi trong quá trình gia công

Hình 1.17 Sơ đồ gia công xung định hình EDM.

− Độ chính xác bề mặt chi tiết khi được gia công EDM có thể đạt Ra = 0.63(µm)khi gia công thô và Ra = 0.16(µm) khi gia công tinh Thông thường độ chínhxác gia công vào khoảng 0.01(mm) Ở các máy khoan tọa độ EDM độ chínhxác gia công đạt đến ±0.0025(mm)

Hình 1.18 Gia công khuôn bằng máy bắn xung định hình EDM

− Các bộ khuôn đúc ép phun cần phải gia công bằng bắn xung định hình EDMthường là các bộ khuôn cho các sản phẩm có kích thước nhỏ và có yêu cầu vềchất lượng bề mặt cũng như độ chính xác kích thước cao Thường được sửdụng để gia công những nơi mà không thể gia công bằng máy CNC

d) Gia công bằng phương pháp phay hóa.

− Gia công bằng phương pháp hóa học là một phương pháp chế tạo khuôn đúc

ép phun không truyền thống trong đó vật liệu được tách ra khỏi chi tiết giacông do tiếp xúc với chất hóa học mạnh như axit hoặc kiềm làm cho kim loại

bị tách ra tạo thành bề mặt gia công

− Phương pháp này mới được áp dụng sau chiền tranh thế giới thứ 2 trong côngnghệ sản xuất máy bay và đưa vào công nghiệp sản xuất khuôn mẫu nhữngnăm gần đây Nhiều loại hóa chất khác nhau được dùng để bóc vật liệu từ mộtchi tiết gia công bằng nhiều cách khác nhau Tùy theo nhu cầu mà người ta cóthể ứng dụng phay hóa, tạo phôi hóa, khắc hóa và gia công quang hóa:

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

Hình 1.19 Quá

trình gia công phay hóa

− Phay hóa tạo ra độ nhám bề mặt thay

đổi theo các vật liệu gia công khác

nhau Độ nhám bề mặt phụ thuộc vào

chiều sâu thấm Khi chiều sâu thấm tăng thì độ nhám sẽ thấp hơn và gần với

giá trị lớn hơn của phạm vi như với nhôm và hợp kim nhôm đạt 1.8÷4.1(µm);

với magie từ 0.8÷1.8(µm); với thép cacbon 0.8÷ 6.4(µm); với titan và hợp kim

titan đạt độ nhám từ 0.4÷2.5(µm)

− Ưu điểm của phương pháp này có thể gia công nhiều chi tiết đồng thời, chi phí

dụng cụ thấp, không có sự cong vênh, gia công được mọi loại vật liệu, có thể

gia công hững chi tiết mỏng 0.375(mm) không có điểm tựa cũng có thể gia

công được và khi cắt ở chiều sâu 12(mm) dung sai đạt được là ± 0.075 (mm)

− Tuy nhiên nó có nhiều nhược điểm không khắc phục được như không thể gia

công lỗ được, quá trình gia công chậm và mất thời gian, độ nhám bề mặt ở

những chỗ ăn mòn sâu không bằng gia công bằng máy vạn năng, rất khó đạt

kích thước cạnh bên và đòi hỏi vật liệu phải có tính đồng nhất

− Do những ưu nhược điểm đó nên nó chỉ dùng để gia công các bộ khuôn mẫu

có lòng khuôn < 12(mm), khuôn của các chi tiết dùng trong công nghệ vũ trụ

Công nghiệp gia công khuôn những năm gần đây đã có những bước phát

triển mạnh Chỉ tính riêng ở châu Á năm 2002 Đài Loan đã xuất khẩu khuôn

mẫu đi các nước: Trung Quốc, Mỹ, Inđônesia, Thái Lan, Việt Nam… với tổng

trị giá 18.311.271.000 đài tệ, tương đương 48.726 tấn khuôn mẫu Khuôn mẫu

của Đài Loan được đánh giá đạt tiêu chuẩn quốc tế nhưng giá thành chỉ bằng

50% giá nhập ngoại, do đã luôn ứng dụng cập nhật những CN mới (CN vật

liệu mới, CN tự động hoá, CNTT) vào quá trình sản xuất Hiện nay trong khu

vực cũng có khuôn mẫu của Nhật Bản cũng phát triển không kém vì có được

lời thế là hầu hết thép làm khuôn đều do Nhật Bản sản xuất

1.2.3 Công nghệ thiết kế và sản xuất khuôn đúc ép phun tại Việt Nam.

Tại Việt Nam do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, các doanh nghiệp

hiện mới chỉ đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho

Chi tiết

Bóc lớp bảo vệ và làm sạch Phay hóa Cắt bóc lớp bảo vệ tại vùng cần gia côngTạo lớp bảo vệLàm sạch chi tiết

chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liêndoanh nước ngoài Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao (máy giặt, tủlạnh, điều hoà, ô tô, xe máy…) hầu hết phải nhập bán thành phẩm hoặc nhậpkhuôn từ nước ngoài vào sản xuất.

1.2.3.1 Công nghệ thiết kế khuôn.

− Do là nước đi sau trong công cuộc thiết kế khuôn mẫu nên ViệtNam cũng gặp không ít khó khăn thách thức nhưng bên cạnh đócũng có thuận lợi là thừa hưởng kinh nghiệm thiết kế của cácnước tiên tiến trên thế giới

− Nguồn nhân lực thiết kế, chế tạo và chuyển giao công nghệ cũng

bị phân tán Cũng do sản xuất nhỏ lẻ nên ngay cả việc nhập théphợp kim làm khuôn mẫu cũng phải nhập khẩu với giá thành cao.Những điều này giải thích vì sao chi phí sản xuất khuôn mẫu củacác doanh nghiệp Việt Nam khá lớn dẫn đến hiệu quả sản xuất bịhạn chế

− Công việc thiết kế khuôn đều được thiết kế dựa vào các phầnmềm hỗ trợ thiết kế khuôn như Solidwork, Pro/E, Cimatron,Catia… Có thể nói công nghệ thiết kế khuôn trong nước cũng cóbước phát triển tương xứng với các nước trên thế giới

Hình 1.20 Khuôn đúc ép phun được thiết kế bằng phần mềm CAD/CAM

1.2.3.2 Công nghệ sản xuất khuôn.

− Dù đi sau trong công nghệ sản xuất khuôn đúc ép phun nhưng Việt

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

Nam chưa có những thành tựu tương xứng với những lợi thế cóđược Khuôn mẫu sản xuất bằng cách gia công trên các máy công cụtruyền thống hầu như không đáp ứng được yêu cầu kĩ thuật đặt racủa khách hàng nên không được đưa vào sử dụng

Hình 1.22 Gia công khuôn trên máy phay CNC.

Công nghệ gia công khuôn đúc ép phun nhờ công nghệ xung định hìnhEDM ở Việt Nam hiện nay chưa phát triển vì năng suất gia công thấp và tínhkinh tế hạn chế Công nghệ gia công khuôn bằng phương pháp hóa học chưa

được ứng dụng tại Việt Nam

Nền công nghiệp chế tạo và sản xuất khuôn mẫu Việt Nam hiện đang trongquá trình phát triển.Tuy nhiên, dù "cầu" rất lớn nhưng phía "cung" lại chưađáp ứng được đáng kể, và số doanh nghiệp ở Việt Nam thực sự đang "sống"bằng chế tạo khuôn mẫu còn khá khiêm tốn… Hiện nay, hầu hết doanhnghiệp lớn ngành cơ khí chế tạo, nhựa kỹ thuật ở nước ta đã hình thành trungtâm khuôn mẫu riêng, thậm chí một số khuôn đạt tới trình độ phức tạp caonhư góp phần đưa công nghiệp khuôn mẫu tham gia sâu rộng hơn vào chuỗigiá trị toàn cầu Song mọi thứ vẫn còn manh mún và chưa tương xứng vớitiềm năng

1.3 Tổng quan về lý thuyết liên quan đến quá trình thiết kế khuôn đúc ép phun.

1.3.1 Tổng quan về các phần mềm thiết kế khuôn.

1.3.1.1 Phần mềm Pro/E 5.0 và module EMX 6.0

a) Phần mềm Pro/E Wildfire 5.0:

− Là phần mềm của hãng Parametric Technology Corporation Ðây là hãng lớn,

có bề dày và doanh thu cao trong thị truờng CAD thế giới Mọi công việc về

cơ khí nhu thiết kế thông thường, khuôn, phần tử hữu hạn, lắp ráp, CAM (lậptrình cho máy phay tới 5 trục, tiện với trục C, cắt dây, ) đều có thể thực hiệntrên Pro/E và các module mở rộng của nó

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E

Hình 1.23 Phần mềm Pro/E Wildfire 5.0

− Nhược điểm lớn nhất của Pro/E là khó học vì bản thân nó là một phần mềmthiết kế theo tham số được xây dựng theo trường phái khắc hình Pro/E pháttriển từ khá sớm từ các bản Pro/E 1-17,ProE 2000i, ProE Wildfire V1-V6, vàhiện tại là Creo Parametric 1-2 Với nhiều module được tích hợp trong phầnmềm giúp cho người dùng có thể hoàn thiện mọi công việc liên quan

− Các khái niệm cơ bản hay gặp trong quá trình thiết kế:

• Sketch: Sketch là dối tượng hình học đơn giản nhất, dạng khung dây

2D hoặc 3D, được dùng để tạo ra các Feature Sketch bao gồm cácphần tử hình học cơ bản (Entity) của CAD, như đoạn thẳng (Line),cung tròn (Arc), vòng tròn (Circle), chữ nhật (Rectang) được sắpxếp và định hình một cách có chủ đích nhờ các liên kết (Constraint) vàcác kích thước (Dimension)

• Feature: Feature là đối tượng hình học 3D cơ bản nhất, hình thành

hoặc trợ giúp cho việc hình thành các mô hình chi tiết (Part) hoặc môhình lắp ráp (Assembly)

• Part: Khái niệm part tương ứng với khái niệm chi tiết máy trong cơ

khí Vì vậy khi làm việc với các phần mềm thiết kế cơ khí nên gọi Part

là chi tiết máy hay đơn giản là chi tiết Khi lắp ráp, ta còn dùng từComponent (phần tử) thay thế cho từ Part

• Assembly: Assembly được hiểu tương tự như trong cơ khí là cụm lắp

dộc lập Assembly được hình thành bằng cách ghép chi tiết hoặc cáccụm lắp con (Sub Assembly) nhờ các mối ghép (Constraint)

− Việc sử dụng phần mềm Pro/Engineer Wildfire 5.0 để tạo mẫu, thiết kế khuôn

và mô phỏng quá trình tách khuôn tạo sản phẩm được thực hiện theo các trình

tự như sau với các module thực hiện các chức năng riêng biệt khác nhau đápứng từng công việc khác nhau:

• Sử dụng module Part để thiết kế chi tiết mẫu 3D

• Sử dụng Manufacturing-Mold Cavity để nhập chi tiết mẫu, tính toán

độ co rút, thiết lập số lượng sản phẩm bố trí trên khuôn, xác định kếtcấu khuôn và tự động tạo lòng khuôn

• Sử dụng chức năng Openning trong Manufacturing-Mold Cavity để

mô phỏng các quá trình lắp và tách khuôn tạo sản phẩm

• Sử dụng Manufacturing – NC Assembly để mô phỏng gia công vàxuất chương trình điều khiển CNC

b) Module EMX (Expert Moldbase Extension):

− Công ty B & W chuyên gia thiết kế khuôn đã mở rộng thêm một module EMXđược tích hợp vào Pro/E 5.0 là giải pháp duy nhất tích hợp trực tiếp vào CreoParametric cho việc thiết kế máy tạo khuôn mẫu đúc ép phun Bằng cách cungcấp giao diện đồ họa 2D để cấu hình các thành phần công cụ, ứng dụng làmcho nó có thể làm việc một cách nhanh chóng và hiệu quả trong môi trường3D Khi được tích hợp thêm vào Pro/E thì nó sẽ hỗ trợ công việc thiết kếkhuôn đúc ép phun một cách hiệu quả