THIẾT kế và mô PHỎNG lắp ráp KHUÔN NHỜ EMX TÍCH hợp TRONG PRO CHƯƠNG2

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/E• Ưu điểm của kiểu bố trí vòng tròn là chiều dài dòng nhựa bằng nhau, dễ tách khuôn, đặc biệt đối với các sản phẩm đòi hỏi

Trang 1

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

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN2.1 Cơ sở thiết kế khuôn đúc ép phun.

2.1.1 Cơ sở lựa chọn mặt phân khuôn.

− Để chọn mặt phân khuôn hợp lý cho khuôn đúc ép phun cần dựa trên các cơ sởkhác nhau như:

• Về mặt mỹ quan sản phẩm thì mặt phân khuôn không nên đặt vị trí nổibật để sản phẩm không có gờ bavia ở bề ngoài sản phẩm

• Chọn vị trí và hình dáng sao cho gia công cuối cùng của sản phẩm tạohình đơn giản Tuỳ theo từng trường hợp mà thay đổi hình dạng mặtphân khuôn cho phù hợp

• Chọn mặt phân khuôn sao cho khi tách khuôn thì có thể lấy sản phẩm

ra được Xem xét mối liên quan giữa mặt phân khuôn với phươngpháp đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sao cho dễ lấy sản phẩm nhất

Hình 2.2 Phân khuôn với sản phẩm có vấu lồi ngoài.

• Việc thiết kế các sản phẩm có các vấu lồi mà khi chọn mặt phân khuônkhông thể tách khuôn được thì cần phải thiết kế lại hoặc thay đổi kết cấu saocho vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

Hướng mở khuônĐường phân khuôn

Thiết kế không hợp lý

Trang 2

Hình 2.3 Sự ảnh hưởng của thiết kế tới việc chọn mặt phân khuôn.

• Cần thiết kế mặt phân khuôn của kênh dẫn trùng với mặt phân khuôn

sản phẩm sao cho phần vật liệu của kênh dẫn cũng có thể tách khuôn

dễ dàng cùng với sản phẩm ép

Hình 2.4 Chọn mặt phân khuôn cho miệng phun ngầm.

Thiết kế hợp lý

Đường phân khuôn

Trang 3

• Với các sản phẩm có hình dạng phức tạp có thể chọn nhiều mặt phânkhuôn khác nhau song vẫn phải đảm bảo được các yếu tố trên

• Xuất phát từ khả năng tăng độ chính xác của sản phẩm, của kích thướcsản phẩm sao cho kích thước quan trọng không cắt ngang mặt phânkhuôn

2.1.2 Cơ sở thiết kế góc bo và góc nghiêng thoát khuôn.

2.1.2.1 Cơ sở lựa chọn góc bo của khuôn.

− Các góc bo trong lòng khuôn nhằm giảm tập trung ứng suất cho sản phẩmtrong quá trình đúc

− Với các góc bo có đường kính khác nhau thì nó có tác dụng làm giảm áp suấtkhác nhau và để chọn lựa góc bo hợp lý thì người ta dựa trên cơ sở sau:

• Dựa vào chiều dày T của sản phẩm để chọn góc bo R lòng khuôn Vớigóc bo của lõi tạo thành trong của sản phẩm thì R=0.5T; góc bo cholòng khuôn tạo biên dạng ngoài của sản phẩm thì chọn R=1.5T thì phùhợp

• Việc chọn lựa góc bo lòng khuôn đôi khi còn phụ thuộc vào kết cấucủa chi tiết nhưng nếu chọn R ≤ 0.3T thì nó gây ứng suất tập trung,trong mọi trường hợp ta nên chọn R ≥ 0.8T để không gây áp suất tậptrung

2.1.2.2 Cơ sở lựa chọn góc nghiêng thành khuôn.

− Góc nghiêng thành ngoài và trong của lòng khuôn có tác dụng cho sản phẩmtháo ra khỏi khuôn một cách dễ dàng Thông thường thì góc nghiêng thànhkhuôn α = 1÷ 20

− Việc lựa chọn góc nghiêng thành khuôn phụ thuộc vào các yếu tố sau:

• Chọn góc nghiêng thoát khuôn sao cho không ảnh hưởng đến thông số

kỹ thuật của chi tiết cũng như đảm bảo thoát khuôn dễ dàng

• Góc nghiêng của khuôn càng lớn càng tốt nhưng phải chọn lựa gócnghiêng phù hợp, bố trí góc nghiêng thành khuôn ở nhứng nơi gầnvành sản phẩm ép, gân và lõi

Trang 4

• Góc nghiêng lòng khuôn cho các chi tiết hình nón trụ cụt thì nên chọnlòng khuôn bên cố định lấy lớn hơn bên di động để dể tách khuôn sảnphẩm Các sản phẩm mỏng và cạn thì góc thoát khuôn càng lớn

Hình 2.5 Các kích thước tính toán góc nghiêng thành khuôn.

• Góc nghiêng thoát khuôn phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm thepcông thức tgα = với α là góc nghiêng thành khuôn, H & S là 2 kíchthước của vành sản phẩm Với các sản phẩm có H < 50 (mm) thì chọn

; 50 < H < 100 (mm) thì chọn ;

H > 100 (mm) thì chọn

2.1.2.3 Cơ sở lựa chọn chiều dày khuôn.

− Việc chọn lựa chiều dày thành khuôn cũng như đáy khuôn có tác dụng đảmbảo độ bền cơ học của khuôn đúc ép phun Việc chọn lựa thành khuôn mỏngthì sẽ giảm hiệu quả tăng cứng cho sản phẩm nhưng nếu quá dày thì nó sẽ gâytrên bề mặt sản phẩm những vết lõm do sự co rút của sản phẩm

− Việc thiết kế thành hay gân mỏng của khuôn thường chọn lựa theo kinhnghiệm sau:

Trang 5

• a là độ dày gân hoặc thành khuôn

• b = (0.6 ÷ 0.75)×a (mm)

• c = (2.5 ÷ 3) ×a (mm) nếu muốn tăng khả năng chịu lực thì tăng thêm

• dmin = 3a (mm)

• e =0.25a (mm) với e là góc bo lòng khuôn

• s > 0.5α với α là góc nghiêng thành khuôn

Hình 2.6 Các kích thước tính toán chọn thành khuôn và gân.

2.1.3 Cơ sở lựa chọn và phân bố các lòng khuôn.

− Các cơ sở khi lựa chọn số lượng lòng khuôn hợp lý:

• Chọn số lòng khuôn hợp lý sao cho dễ điền đầy vật liệu nhất

• Số lượng lòng khuôn lựa chọn phụ thuộc vào năng suất của máy đúc

ép phun và số lượng sản phẩm cần chế tạo

• Sản phẩm có kích thước nhỏ và số lượng lớn thì ta cần chọn số lòngkhuôn lớn và ngược lại Tuy nhiên nếu sản phẩm có kích thước nhỏ và

số lượng lớn nhưng bề mặt phức tạp thì ta nên chọn chế tạo một lòngkhuôn để giảm giá thành sản xuất

− Để chọn số lòng khuôn phù hợp thì ta phải tính chọn số lòng khuôn nhờ cácthông số sau:

• Kích cỡ của máy ép phun và 2 thông số quan trọng nhất là năng suất

ép phun và lực kẹp lớn nhất trên máy ép phun

• Thời gian giao hàng mà khách hàng yêu cầu

• Yêu cầu về chất lượng sản phẩm ép trên khuôn đúc

• Kết cấu và kích thước khuôn đúc ép phun cần chế tạo

s d

b

c a e

Trang 6

• Giá thành khuôn cần chế tạo

− Số lòng khuôn thông thường được thiết kế theo dãy số 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24,

32, 48, 64, 96, 128 Vì các lòng khuôn sẽ dễ dàng được sắp xếp theo hình chữnhật hoặc hình tròn

− Thông thường ta có thể tính số lòng khuôn cần thiết trên khuôn bằng cách dựavào các thông số về: số sản phẩm, năng suất phun, năng suất làm dẻo của máy

ép phun, lực kẹp khuôn của máy đúc ép phun

2.1.3.1 Số lòng khuôn tính theo số lượng sản phẩm đặt hàng

N =

Trong đó:

• N: số lòng khuôn tối thiểu

• L: số sản phẩm trong lô sản xuất

• K: hệ số do phế phẩm K= i-k với k là tỉ lệ phế phẩm

• tc : thời gian của một chu kì ép phun(s)

• tm: thời gian hoàn tất lô sản phẩm(ngày)

2.1.3.2 Số lòng khuôn tính theo năng suất phun của máy ép phun

Trong đó:

• S: năng suất phun của máy(gam/một lần phun)

• W: trọng lượng của sản phẩm (gam)

2.1.3.3 Số lòng khuôn tính theo năng suất làm dẻo của máy.

N =

Trong đó:

• P: năng suất làm dẻo của máy (g/ph)

Trang 7

• Fp: lực kẹp khuôn tối đa của máy (N)

• S: diện tích bề mặt trung bình của sản phẩm kể cả các rãnh dẫntheo hướng đóng khuôn (mm2)

• P: Áp suất trong khuôn (Mpa)

2.1.3.5 Cách bố trí các lòng khuôn.

− Trên thực tế người ta thường bố trí các lòng khuôn theo kinh nghiệm màkhông có bất kì một sự tính toán hay mô phỏng nào Nhưng nếu làm như vậyđôi khi ta gặp phải một số lỗi trên sản phẩm như rỗ co, sản phẩm bị cong vênh,hõm co, rỗ khí, đường hàn Đặc biệt với những khuôn có các lòng khuônkhác nhau, làm ta phải sửa lại khuôn do đó rất tốn kém về thời gian và chi phí

− Do đó để tránh lỗi này ta mô phỏng quá trình điền đầy của từng lòng khuôn

mà không có hệ thống kênh dẫn để biết chúng được điền đầy như thế nào Khi

ấy ta sẽ thiết kế hệ thống dẫn nhựa để tạo sự cân bằng động cho từng lòngkhuôn Quá trình lựa chọn phân bố các lòng khuôn thường được mô phỏng vàtính toán dựa trên các phần mềm hỗ trợ thiết kế như Moldflow, Modex3D…Khi bố trí số lòng khuôn thông thường có ba cách bố trí: bố trí theo vòng tròn,

bố trí theo dãy và bố trí đối xứng

a) Bố trí theo vòng tròn:

Hình 2.7 Kiểu bố trí lòng khuôn dạng tròn.

Trang 8

• Ưu điểm của kiểu bố trí vòng tròn là chiều dài dòng nhựa bằng nhau,

dễ tách khuôn, đặc biệt đối với các sản phẩm đòi hỏi thiết bị tháo ren

• Nhược điểm của nó là chỉ áp dụng cho một số lượng lòng khuôn nhấtđịnh

b) Bố trí theo dãy:

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí lòng khuôn theo dãy.

• Ưu điểm là bố trí được nhiều khuôn tạo hình hơn là bố trí theo dạng tròn Cóthể tăng số lòng khuôn dễ dàng nên rất thông dụng cho sản xuất hàng khối

Tỷ lệ nhựa tái sinh từ hệ thống dẫn nhựa bé

• Nhược điểm là chiều dài của dòng nhựa đối với từng lòng khuôn không bằngnhau Do đó chúng ta cần hiệu chỉnh các kích thước kênh dẫn nhựa để cáclòng khuôn điền đầy đồng đều

• Nhược điểm là thể tích kênh dẫn lớn, nhiều bavia do đó cần

thêm ống phân phối nóng hoặc kênh dẫn cách ly Với cách bố trí theo dãy thìchúng ta phải hiệu chỉnh kích thước các kênh dẫn để các lòng khuôn điềnđầy đồng đều Để hiệu chỉnh chính xác và nhanh chóng, chúng ta phải dùngphần mềm mô phỏng như Moldflow, Cadmould, Modex3D…

Trang 9

Hình 2.10 Ứng dụng Moldflow phân tích thời gian điền đầy nhựa.

2.1.4 Cơ sở lựa chọn và thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa.

− Hệ thống dẫn nhựa trong khuôn có tác dụng phun nhựa từ vòi phun của máy

ép phun vào các lòng khuôn Trong thực tế người ta thường sử dụng hai 3 loạikênh dẫn nhựa trong khuôn đúc ép phun bao gồm kênh dẫn nóng, kênh dẫnnguội và kênh dẫn phối hợp giữa hai loại kênh dẫn này

− Để lựa chọn loại kênh dẫn phù hợp cho khuôn đúc ép phun người ta thườngdựa trên nhiều yếu tố khác nhau như:

• Kết cấu loại khuôn được lựa chọn Với các loại khuôn hai hoặc ba tấmthông thường thì người ta thường dùng kênh dẫn nguội còn đối vớicác loại khuôn phức tạp hơn như khuôn nhiều tầng hoặ khuôn sản xuấtcác thiết bị điện tử và y học thì người ta thường dùng kênh dẫn nóng

Trang 10

• Yêu cầu về chất lượng bề mặt cũng như độ chính xác bề mặt của chitiết ép

• Kết cấu của chi tiết, với các sản phẩm có kết cấu phức tạp thì người tathường dùng kênh dẫn nóng để đảm bảo khả năng điền đầy vật liệu

• Thông số máy đúc ép phun

− Kích thước của hệ thống dẫn nhựa đóng vai trò rất quan trọng đối với một bộkhuôn đúc ép phun Nguyên tắc chung thiết kế hệ thống kênh dẫn là sao chotổng khoảng cách từ vòi phun của máy đến lòng khuôn là ngắn nhất có thể

− Tuy nhiên cũng có những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đúc ép nên phải cânnhắc đến việc thiết kế kênh nhựa, chẳng hạn như số lòng khuôn, độ phức tạpcủa sản phẩm…

− Việc thiết kế hệ thống dẫn nhựa hợp lý góp phần rút ngắn chu kỳ ép phun, sảnphẩm sau khi ép tránh được những khuyết tật và dễ dàng cho việc thiết kế các

Cuống phun

Chi tiết đúcMiệng phun

Kênh dẫn

chậm phunĐuôi nguội

Kênh dẫn nhánh

Trang 11

hệ thống khác trong bộ khuôn như hệ thống làm mát Điều này làm giảm giáthành chế tạo khuôn đồng thời nó cũng tăng tính cạnh tranh trên thị trường chosản phẩm

2.1.5 Cơ sở thiết kế kênh dẫn nguội

2.1.5.1 Cơ sở thiết kế các kích thước kênh dẫn nhựa

− Các kênh dẫn nhựa là cầu nối giữa các miệng phun và cuống phun Chúng làmnhiệm vụ đưa vật liệu vào các lòng khuôn Vì thế khi thiết kế chúng cần phảituân thủ một số nguyên tắc kỹ thuật để đảm bảo chất lượng cho hầu hết sảnphẩm Sau đây là một số nguyên tắc mà cần phải tuân thủ khi thiết kế:

• Đảm bảo giảm đến mức tối thiểu sự thay đổi tiết diện kênh dẫn

• Nhựa kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng

• Chiều dài kênh dẫn nên càng ngắn càng tốt, tránh mất áp lực và mấtnhiệt trong quá trình điền đấy

• Mặt cắt kênh dẫn phải đủ lớn để đảm bảo sự điền đầy cho toàn bộ sảnphẩm mà không làm thời gian chu kì quá dài, tốn nhiều vật liệu và lựckẹp lớn

• Tỷ lệ bề mặt trên khối lượng nên được giữ càng nhỏ càng khả thi

a) Các loại tiết diện ngang của kênh dẫn nhựa.

− Kích thước của kênh dẫn nhựa cần phải giảm xuống mức tối thiểu có thể chấpnhận được để giảm phế liệu nhưng cũng phải đủ lớn để chuyển một lượng vậtliệu điền đầy lòng khuôn trong thời gian nhanh nhất để giảm chu kì ép phun vàgiảm mất áp lực ở kênh nhựa vào ở miệng phun

− Kênh dẫn có nhiều loại mặt cắt khác nhau nhưng phổ biến vẫn là các loại mặtcắt ngang hình tròn, hình thang, hình chữ nhật, hình bán nguyệt…

Hình 2.12 Tiết diện ngang của một số loại kênh dẫn.

Kênh chữ nhật Kênh dẫn

bán nguyệt

Hình thang hiệu chỉnh Kênh dẫn tròn Kênh hình thang

Trang 12

− Các loại mặt cắt ngang khác nhau thì có những ưu nhược điểm khác nhauchính vì thế nó được ứng dụng với các loại sản phẩm khác nhau:

−Diện tích mặt cắt nganglớn nhất

−Tốc độ nguội chậm

−Ít tổn hao nhiệt và ít masát

−Tâm của kênh dẫn nguộisau cùng và duy trí ápsuất

− Việc gia công kênh dẫnloại này khó khăn vìcần phải đảm bảo độđồng tâm kênh dẫngiữa hai nữa lòngkhuôn

− Dễ gia công hơn so vớikênh dẫn tròn vì nó chỉnằm trên một nữa lòngkhuôn

− Mất nhiệt và tốn nhiềuvật liệu hơn kênh dẫntròn (full round)

− Dễ gia công − Tổn hao nhiệt nhiềuhơn so với kênh dẫn

hình thang hiệu chỉnh(Modified Trapezoid)

− Dễ gia công

− Làm giảm diện tíchmặt cắt ngang

− Giảm khả năng truyền

áp suất

− Khó thoát khuôn

− Dễ gia công

− Diện tích mặt cắtngang nhỏ nhất

− Ma sát lớn

− Truyền áp kém

− Hiệu quả kém nhất sovới các loại khác

Trang 13

− Mặc dù loại kênh dẫn có tiết diện ngang hình tròn là tốt nhất nhưng giá thànhgia công cao nên trên thực tế người ta hay dùng kênh dẫn có tiết diện nganghình thang hiệu chỉnh hoặc hình thang vì giá thành gia công thấp hơn Loạikênh dẫn có tiết diện ngang hình thang thường dùng trong khuôn 3 tấm vì ởloại khuôn này mặt phân khuôn sẽ dễ bị lệch nếu ta dùng kênh dẫn có tiết diệnhình tròn

Hình 2.13 Sai lệch lắp ghép kênh dẫn có tiết diện hình tròn

− Để so sánh các loại kênh dẫn người ta dùng chỉ số đường kính thủy lực và sựcản dòng Khi đường kính thủy lực càng lớn thì sự cản dòng càng bé và ngượclại Ta có thể tính đường kính thủy lực dựa vào công thức sau: Dh = Với Dh

là đường kính thủy lực (mm); A là diện tích mặt cắt ngang (mm2) và P là chu

vi của mặt cắt ngang (mm)

Trang 14

Hình 2.14 Đường kính thủy lực tương đương của các tiết diện

b) Tính toán tiết diện kênh dẫn:

− Việc tính toán để có được đường kính và chiều dài kênh dẫn phù hợp là rấtquan trọng vì khi có một kênh dẫn quá lớn hay quá dài sẽ làm cản trở dòngchảy và gây ra mất áp trên chính nó, tốn nhiều vật liệu và thời gian chu kìphun ép Do đó, ta nên thiết kế kênh dẫn nhỏ ở mức có thể để lợi dụng nhiệt

ma sát trên nó gia nhiệt cho nhựa lỏng giúp quá trình điền đầy lòng khuônthuận lợi hơn và sản phẩm ít bị quá nhiệt

− Để xác định diện tích mặt cắt kênh dẫn nhựa thì ta phải dựa vào thời gianđiền đầy theo công thức sau:

Trong đó:

• m: Khối lượng sản phẩm (gam)

• Q: Lưu lượng phun

• s: Diện tích tiết diện (mm2)

• v: Tốc độ phun

− Tốc độ phun nhựa vào lòng khuôn phụ thộc vào nhiều yếu tố như áp lựcphun, độ bóng bề mặt kênh nhựa, nhiệt độ khuôn Như vậy việc tính toánchính xác diện tích kênh nhựa là rất phức tạp và khó khăn và phức tạp Mặtkhác việc tính toán phải dựa trên các giả thuyết nên kết quả tính toán chỉmang tính gần đúng

− Kích thước kênh dẫn chính theo kênh rẽ nhánh: Mỗi lần rẽ nhánh thì đườngkính kênh dẫn nhánh phải nhỏ hơn kênh dẫn chính một chút, vì sẽ kinh tế hơnnếu ta dùng ít vật liệu Công thức tính đường kính kênh dẫn chính:

Trang 15

Hình 2.15 Kích thước cho thiết kế kênh dẫn.

− Tính toán kích thước kênh dẫn theo khối lượng sản phẩm nhờ công thức sau:

Trong đó:

• D: đường kính kênh dẫn (mm)

• W: Khối lượng sản phẩm (gram)

• L: chiều dài kênh dẫn (mm)

− Tính toán kích thước kênh dẫn theo kinh nghiệm công thức:

D = D’× f L

Trong đó:

• D’: Đường kính kênh dẫn tham khảo

• fL: hệ số chiều dài

Ta có thể dùng hai đồ thị sau để xác định hai hệ số này:

• G: khối lượng sản phẩm (gram)

• S: Bề dày danh nghĩa của thành sản phẩm (mm)

• D’: Đường kính kênh dẫn tham khảo (mm)

Hình 2.16 Quan

hệ giữa

đường kính kênh dẫn tham khảo D’ với chiều dày danh nghĩa S và khối lượng sản phẩm G.

Trang 16

Hình 2.17 Biểu đồ hệ số chiều dài L F

2.1.5.2 Cơ sở lựa chọn miệng phun nhựa.

− Miệng phun là phần nối kênh dẫn với lòng khuôn Miệng phun có chức năngrất quan trọng là đưa vật liệu điền đầy lòng khuôn vì thế nên việc tính toánkích thước và bố trí miệng phun quyết định đến chất lượng của sản phẩm

Hình 2.16 Các kích thước của miệng phun

1) Cơ sở lựa chọn vị trí miệng phun trên sản phẩm:

a) Dựa trên hiệu suất sản phẩm:

• Thiết kế về hình dáng bên ngoài là khả năng cho phép có dấu hiệu củamiệng phun trên sản phẩm khi hoàn thành

Trang 17

• Kích thước chính xác: Phun từ trung tâm khi đúc các bộ phận yêu cầutuần hoàn, chẳng hạn như bánh răng và trục Không xác định vị trí cửatại các địa điểm có yêu cầu nghiêm ngặt chiều

• Ưu điểm là có thể dự đoán dòng chảy có thể xảy ra và xem xét khảnăng của miệng phun đó Nếu đặt tại vị trí đó mà sản phẩm sinh ra cótồn tại khuyết tật thì như vậy cần thay đổi vị trí cổng

b) Căn cứ vào số lượng sản phẩm mỗi lần ép phun:

• Xem xét liệu mỗi lần ép phun thì ép một hay nhiều sản phẩm một lần

Áp lực khuôn mở cân bằng tốt với kích thước kênh nhựa, vị trí khoang

và áp lực chất dẻo phun Nếu áp lực khuôn mở không đúng phân phối,cong vênh và biến dạng khuôn có thể xảy ra

c) Dựa trên tính kinh tế của khuôn.

• Dựa vào tình kinh tế của khuôn ta có thể quyết định chọn lựa mộtcổng một điểm chốt (cổng điểm chốt đòi hỏi một khuôn được làm từ

ba thành phần) hoặc một miệng phun ngầm (trong đó loại bỏ sự cầnthiết phải hoàn thiện sản phẩm sau khi đúc) hoặc một cổng thôngthường

d) Dựa trên thông số cơ bản của vật liệu đúc.

• Chọn loại miệng phun và quyết định vị trí miệng phun có tính đến khảnăng chảy của vật liệu, đổi màu khi tiếp xúc với nhiệt và áp suất đúc

2) Cơ sở lựa chọn kích thước miệng phun.

− Kích thước của miệng phun được xác định nhờ mối tương quan giữa đội dàicủa cuống và khu vực mà nó đi qua Các yếu tố chi phối kích thước củamiệng phun gồm :

• Đặc tính chảy của vật liệu đúc ép phun

• Độ dày thành sản phẩm ép

• Khối lượng nguyên liệu được phun ép

• Nhiệt độ của vật liệu đúc

• Nhiệt độ nguội khuôn

3) Cân bằng dòng chảy:

a) Một số sơ đồ bố trí khoang cân bằng cân bằng dòng chảy.

Trang 18

Hình 2.17 Sơ đồ cân bằng dòng chảy thống nhất trong một lần ép phun.

− Thiết kế cổng nên chọn sao cho vật liệu nóng chảy đến ở tất cả các cửa vàđồng thời làm đầy khoang cùng một lúc Cân bằng cổng kém có thể dẫn đếnnghẽn dòng, đường hàn và các vấn đề khác xuất hiện cũng như sự chênh lệch

về sức bền giữa các sản phẩm đúc trong một lần đúc

Hình 2.18 Sơ đồ cân bằng dòng chảy qua kênh dẫn chính.

b) Điều chỉnh diện tích bề mặt cắt ngang cửa :

− Giả sử người ta sử dụng miệng phun thông thường thì cố gắng đạt được sự cânbằng miệng phun bằng cách điều chỉnh diện tích bề mặt mặt cắt ngang củamỗi miệng phun để thực hiện đầy thống nhất

− Công thức cân bằng dòng chảy dựa vào diện tích mặt cắt ngang của kênh dẫn :

• W: Trọng lượng của vật liệu chất dẻo đi qua miệng phun (gram)

• SG: Diện tích bề mặt cắt ngang miệng phun (mm2)

• lR: Chiều dài của kênh dẫn lên đến miệng phun (mm)

• lG: Chiều dài của miệng phun (mm)

• K: Một hằng số được xác định bởi các tính chất chất dẻo và khuôn

4) Phân loại miệng phun cắt bằng tay.

− Miệng phun cắt bằng tay là một loại miệng phun dính theo sản phẩm sau khi

ép phun Ta sẽ dễ dàng nhận ra các sản phẩm nhựa có miệng phun cắt bằng tayqua vết cắt còn lại trên bề mặt sản phẩm Do đó với loại miệng phun này nênthiết kế kích thước nhỏ ở mức có thể để đảm bảo tính thẩm mỹ cho sản phẩm

− Một vài lý do sử dụng loại miệng phun cắt bằng tay:

• Sản phẩm làm bằng vật liệu ít biến dạng

Trang 19

• Miệng phun cần có tiết diện đủ lớn để điền đầy tốt và có sự phân phốilưu lượng đồng thời nhờ đó mà các phần tử sợi đạt được sự địnhhướng đặc trưng

a) Miệng phun trực tiếp.

− Loại miệng phun trực tiếp thường được dùng cho các khuôn có một lòngkhuôn, nơi mà vật liệu được điền đầy vào khuôn một cách trực tiếp mà khôngthông qua hệ thông kênh dẫn Chính vì dòng chảy vật liệu không qua hệ thốngkênh dẫn nên việc mất áp lực trong quá trình điền đầy là rất bé

Hình 1.19 Miệng phun trực tiếp và vết miệng phun trên sản phẩm.

− Tuy nhiên nhược điểm của loại miệng phun này là vết cắt lớn trên bề mặt sảnphẩm Sự co rút được quyết định bởi bề dày của sản phẩm và đường kínhmiệng phun Điển hình là sự co rút của phần nhựa gần miệng phun sẽ nhỏ lại

và tại miệng phun sẽ lớn Điều này đưa đến hậu quả là ứng suất càng gầnmiệng phun càng lớn

Trang 20

Hình 1.20 Kích thước thiết kế miệng phun trực tiếp.

b) Miệng phun kiểu băng: Miệng phun kiểu băng thường dùng làm giảm ứng suất

trong lòng khuôn và ngăn ngừa lỗi tạo đuôi cho các chi tiết mỏng và phẳng Ứngsuất sinh ra trong lòng khuôn sẽ được tập trung ở băng mà sẽ được cắt bỏ sau khiphun ép Chiều rộng băng tối thiểu là 6.4 (mm) Độ dày băng tối thiểu là 75% độsâu của lòng khuôn

thước cho thiết kế miệng phun kiểu băng.

Miệng phunKênh dẫn

Trang 21

5) Miệng phun cạnh: Là loại miệng phun thông dụng, có thể dùng cho nhiều loại

sản phẩm bởi kết cấu rất đơn giản và không cần độ chính xác cao Kích thướccửa điển hình là 6÷75 (%) độ dày phần (hoặc 0.4÷6.4 (mm) chiều dày dày) vàrộng 1.6÷12.7 (mm) Chiều cao cổng nên không quá 1.0 (mm) chiều dài, với 0.5(mm) là tối ưu

Hình 2.22 Kích thước thiết kế miệng phun cạnh.

d) Miệng phun kiểu gối: Là loại miệng phun tương tự như miệng phun kiểu cạnh,

chỉ khác nhau ở chỗ là miệng phun nằm lấp trên mặt sản phẩm Kích thước cửađiển hình là 0.4÷6.4 (mm) chiều dày và 1.6÷12.7 (mm) chiều rộng

Hình 2.23 Kích thước thiết kế miệng phun kiểu gối

Trang 22

e) Miệng phun kiểu quạt.

− Miệng kiểu quạt tạo dòng chảy êm và cho phép điền đầy lòng khuôn một cáchnhanh chóng nên rất phù hợp cho những sản phẩm lớn và dày Thêm vào đómiệng phun kiểu quạt cũng tạo ra dòng chảy lan tỏa nên giúp tránh đượcđường hàn ở nơi có bề dày mỏng ở trên sản phẩm

− Như với cửa cắt tay khác thì độ dày tối đa là không quá 75 (%) độ dày chi tiết.Kích thước cửa điển hình có độ dày là 0.25÷1.6 (mm) Chiều rộng cửa thường

là từ 6.4 (mm) đến 25% chiều dài lòng khuôn

− Miệng phun kiểu quạt nên được làm côn ở cả hai bề rộng lẫn bề dày để có mặtcắt ngang không đổi, điều này giúp đảm bảo:

• Vận tốc chảy bằng hằng số

• Toàn bộ bề rộng được dùng cho lưu lượng

• Áp suất như nhau qua toàn bể rộng

thiết kế cho miệng phun kiểu quạt.

f) Miệng phun kiểu vòng: Miệng phun kiểu vòng thích hợp cho những sản phẩm

có dạng trụ rỗng và giúp hạn chế vết hàn, kẹt khí trong quá trình điền đầy vàgiảm ứng suất tập trung quanh miệng phun Có hai loại miệng phun kiểu vòng:Kiểu vòng ngoài ra kiểu vòng trong Độ dày miệng phun điển hình là 0.25 ÷ 1.6(mm)

Trang 23

(mm) về bề rộng

Kênh dẫnMiệng phun

D = s + 1.5 (mm)

Cuống phun

Trang 24

Hình 2.27 Miệng phun kiểu nan hoa

h) Miệng phun kiểu tấm.

− Miệng phun kiểu tấm tương tự như một cổng vòng, nhưng nó được sử dụngcho các cạnh thẳng Nó bao gồm một kênh dẫn thẳng và một vùng cửa trênhoặc toàn bộ chiều dài hoặc chiều rộng của khoang hoặc một phần củakhoang Nó được sử dụng cho các bộ phận acrylic, và nói chung cho các thiết

kế căn hộ của khu vực rộng lớn nơi độ che phải được giữ ở mức tối thiểu

− Kích thước cửa là nhỏ, dày khoảng 0.25÷0.63 (mm) Diện tích băng cũng phảiđược giữ ở mức nhỏ, dài khoảng 0.63 (mm)

T là chiều dày thành sản phẩm

t: chiều dày miệng phun

Trang 25

− Miệng phun tự cắt là loại miệng phun tự rời sản phẩm sau khi mở khuôn Điềunày đạt được nhờ vào kết cấu khuôn (khuôn ba tấm) hoặc hệ thống đẩy cuốngphun và sản phẩm

− Một số lý do để dùng miệng phun tự cắt

• Không phải thêm nguyên công cắt để hoàn thiện sản phẩm

• Tính thẩm mĩ của sản phẩm (dấu vêt miệng phun sẽ còn lại rất nhỏ)

• Giữ thời gian chu kì cần thiết không đổi qua tất cả các lần phun

a) Miệng phun kiểu điểm chốt.

− Đây là loại cửa dựa trên một thiết kế khuôn ba tấm, nơi mà hệ thống kênh dẫn

là trên một dòng phân chia và khuôn khoang một phần là trong dòng chiachính Khi ép phun thì một dòng chảy hình côn ngược được tạo ra từ tấm thứ

3 Sau khi sản phẩm được làm nguội thì quá trình mở khuôn sẽ làm cho tấmthứ 3 di chuyển cùng với miệng phun nhờ sự giữ lại của miệng phun hình cônngược Chính nhờ thế nên sản phẩm sẽ không phải cắt miệng phun sau khihoàn thành, loại này thường áp dụng cho khuôn 3 tấm

Hình 2.29 Kích thước thiết kế miệng phun kiểu điểm chốt.

− Kích thước cửa điển hình là 0.25÷1.6 (mm)

− Ưu điểm là thiết kế đặc biệt hữu ích khi nhiều cửa mỗi phần là cần thiết đểđảm bảo đầy đối xứng hoặc nơi đường dẫn dòng dài phải giảm để đảm bảođóng gói cho tất cả các khu vực của các phần

Trang 26

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/Emiệng phun này Kích thước điển hình là 0.25÷2.0 (mm) Nó được giảm dần

về phía bên cầu của kênh dẫn

− Có hai loại miệng phun ngầm: Miệng phun ngầm dạng thẳng và dạng cong

• Miệng phun ngầm dạng thẳng:

Hình 2.30 Miệng phun ngầm dạng thẳng.

Hìn

h 2.31 Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm.

• Miệng phun ngầm dạng cong:

Trang 27

Hình 2.32 Kích thước cho thiết kế kênh dẫn và cuống phun kiểu ngầm

c) Miệng phun của kênh dẫn nóng không có van.

− Một kênh dẫn nóng thường được sử dụng để cung cấp vật liệu nóng thông quakênh gia nhiệt và gia nhiệt cuống phun trực tiếp vào khoang, dùng sản xuấtkhuôn không kênh dẫn

kênh dẫn nóng kiểu không có van

d) Miệng phun kênh dẫn nóng kiểu cửa van

Trang 28

− Cửa van này được thêm vào một thanh van ở cửa kênh dẫn nóng Van có thểđược kích hoạt để đóng cửa ngay trước khi vật liệu đóng băng gần miệngphun Điều này cho phép đường kính cửa lớn hơn và làm mềm hơn vết miệngphun để lại Kể từ chu kỳ phun được điều khiển bởi thanh van, kiểm soát tốthơn của chu kỳ phun được duy trì với chất lượng ổn định hơn

Hình 2.34 Miệng

− Trong công nghiệp sản xuất khuôn mẫu người ta thường hay sử dụng hệ thốngkênh dẫn nóng cho khuôn đúc ép phun cho những chi tiết:

• Những chi tiết đòi hỏi gần như không có các vết của miệng phun trênsản phẩm

• Những chi tiết sử dụng những loại nhựa khó cho qui trình ép thôngthường

• Các sản phẩm thuộc lĩnh vực y tế để làm những sản phẩm có chấtlượng cao, không có để lại các vết cuống phun trên sản phẩm

• Với những ứng dụng đòi hỏi phải tự động hoá cao trong công nghiệpbao bì thì kênh dẫn nguội không đáp ứng được các yêu cầu đề ra nêncần sử dụng kênh dẫn nóng

− Hệ thống kênh dẫn nóng là một hệ thống kênh dẫn mà vật liệu nhựa trong cáckênh phân phối được giữ ở trạng thái chảy suốt quá trình phun ép Vật liệunhựa trong hệ thống luôn giữ ở trạng thái chảy dẻo trong tấm phân phối nóngđược gia nhiệt bởi các dây điện trở Áp suất ép đẩy vật liệu qua tấm phân phốinóng và miệng phun để điền đầy chi tiết Một hệ thống kênh dẫn nóng một đầu

Lõi chặn Gia nhiệt

Trang 29

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/Enối với vòi phun của máy ép còn các đầu kia phân phối nhựa đến các lòngkhuôn

− Sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng thì loại trừ được việc sử dụng hệ thống đẩykênh dẫn nhựa và cuống phun Chi phí của khuôn tăng lên khoảng 30% khi sửdụng hệ thống kênh dẫn

Hình 2.35 Kết cấu của một kênh dẫn nóng.

− Để thiết kế kênh dẫn nóng cho khuôn đúc ép phun thì phải dựa trên cơ sở sau:

• Kết cấu của khuôn đúc ép phun

• Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm

• Giá thành đặt hàng khuôn

• Vật liệu đúc ép phun

• Khả năng kỹ thuật của máy

Trang 30

Phun qua một kênh lạnh

Theo phương pháp cấp nhiệtPhun qua một kênh lạnh

Gia nhiệt bên ngoài

Gia nhiệt bên trong

Kiểu không gia nhiệt (kênh dẫn cách ly)

Gia nhiệt nhờ truyền nhiệt

− Có nhiều loại kênh dẫn nóng và chúng được phân loại theo nhiều cách khác

nhau:

Hình 2.36 Sơ đồ phân loại kênh dẫn nóng

− Nhiệm vụ của kênh dẫn nóng là đưa nhựa nóng vào trong khoang tạo hình khi

dòng nhựa nóng đi ra từ máy ép và luôn giữ nhựa nóng chảy trong hệ thống

kênh dẫn Nếu một hệ thống kênh dẫn nóng không được thiết kế đúng thì việc

chọn hay chế tạo ra nó có thể gây ra sự hư hỏng ở sản phẩm như rạn nứt,các

vết nứt ở các thành phần khuôn, sự nhỏ giọt, kéo sợi

− Đặc điểm của kênh dẫn nóng:

• Làm cho đơn giản hóa thiết kế những loại khuôn Việc sử dụng khuôn

với hệ thống kênh dẫn nguội với mặt phân khuôn phụ (khuôn ba tấm)

có những hạn chế chính Những khuôn loại đó thì rất khó khăn choviệc tự động hóa bởi vì chúng có cuống phun Một tấm di động lớncủa khuôn có thể làm mòn nhanh chóng hệ thống dẫn hướng Bên

Trang 31

cạnh đó thời gian mở và đóng khuôn loại này thì luôn lâu hơn so vớinhững khuôn có một mặt phân khuôn Tỉ lệ của cuốn phun trên toàn

bộ khối lượng phun trong khuôn ba tấm thì cũng lớn hơn

• Loại trừ sự mất mát nhiệt gây ra trong hệ thống kênh dẫn nguội, cho

phép đường nhựa chảy dài hơn trong lòng khuôn

• Dòng chảy nhựa vào lòng khuôn được điều khiển nhiệt độ chính xác

trong hệ thống kênh dẫn nóng

• Áp suất rơi trong hệ thống kênh dẫn nóng nhỏ hơn có nghĩa là áp suất

điền đầy trong lòng khuôn sẽ cao hơn

• Trong những khuôn cho sản phẩm lớn, thì với hệ thống kênh dẫn nóng

ta có nhiều khả năng lựa chọn vị trí phun tối ưu, đảm bảo điền đầycùng lúc và mất mát nhiệt độ, áp suất trong lòng khuôn nhỏ hơn

Trong kỹ thuật khuôn thì cho thấy sự co rút khác nhau ít hơn và ứngsuất trong cũng thấp hơn

• Việc giảm áp suất phun trong quá trình điền đầy sẽ cho phép lực kẹp

của máy ép nhỏ lại

• Khả năng điều chỉnh thời gian giữ bằng cách điều chỉnh thời gian mà

miệng phun mở hoặc bằng cơ cấu đóng nó Sự mất mát áp suất giữ íthơn hệ thống kênh dẫn nguội, ở vị trí miệng phun có một tiết diệnngang lớn hơn vì nó không bị thu hẹp lại do sự hình thành lớp nhựacách ly

• Với khả năng phát triển hơn nữa của khuôn nhiều tầng và của thiết kế

khuôn với miệng phun qua một lõi dài

2.1.7 Cơ sở lựa chọn kích thước cuống phun.

− Cuống phun nối trực tiếp với vòi phun của máy ép để đưa nhựa vào kênh dẫn

qua miệng phun và vào các lòng khuôn

Cuống phun

[Type a quote from the document or the summary of an interesting point You can position the text box

anywhere in the document Use the Drawing Tools tab to change the formatting of the pull quote text box.]

Trang 32

Hình 2.37 Vị trí cuống phun.

− Việc lựa chọn kích thước cuống phun và vị trí cuống phun rất quan trọng vì nóđảm bảo khả năng điền đầy vật liệu của sản phẩm, ảnh hưởng rất lớn đến chấtlượng sản phẩm Lựa chọn kích thước và vị trí cuống phun dựa vào các yếu tốsau:

• Loại kênh dẫn được lựa chọn cho khuôn đúc ép phun

• Kết cấu của khuôn đúc ép phun

Hình 2.39 Kích thước cuống phun cho thiết kế.

− Trên thực tế người ta ít khi gia công lỗ cuống phun liền trên khuôn từ trước(trừ những khuôn đơn giản, rẻ) mà dùng bạc cuống phun để tiện cho việc gia

df ≥ Smax + 1.0 (mm)

ds ≥ df + 1.5 (mm)

α ≥ 1÷4˚

r2 = 1 ÷ 2 (mm)

Trang 33

THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG LẮP RÁP KHUÔN NHỜ EMX TÍCH HỢP TRONG PRO/Ecông thay thế Hiện tại trên thị trường có ba loại bạc cuống phun phổ biến có

vá dường kính ngoài 12, 16, 20 tùy theo khối lượng của sản phẩm, kích thướckênh dẫn và đường kính của vòi phun trên máy phun mà ta dùng loại bạccuống phun nào cho phù hợp

Hình 2.40 Bạc cuống phun trên khuôn

− Trên kênh dẫn và bạc cuống phun đều thiết kế có đuôi nguộichậm để phần vật liệu không bị đông đặc sớm gây nghẽn dòng chẩy nhựa.Đuôi nguội chậm sẽ giúp vật liệu điền đầy vào lòng khuôn một cách nhanh vàđều hơn

Hình 2.41 Kích thước thiết kế của đuôi nguội chậm.

Dòng chảy vật liệu

Đuôi nguội chậm

Trang 34

− Trên khuôn cuống phun sẽ được đẩy rời khỏi khuôn cùng lúc với sản phẩm

Do đó cần có bộ phận kéo cuống phun ở lai trên tấm di động khi khuôn mở để

mà cuống phun có thể rời khỏi bạc cuống phun Thêm vào đó, người thiết kế

có thể lợi dụng phần nhựa để giữ cuống phun làm đuôi nguội chậm, nhờ đó màquá trình điền đầy các lòng khuôn tốt hơn

Hình 2.42 a) Dạng cuống phun được kéo nhờ côn ngược (tốt nhất)

b) Dạng cuống phun hình chữ Z (thông dụng)

c) Dạng cuống phun được kéo nhờ rãnh vòng(ít dùng)

d) Dạng cuống phun được kéo nhờ chốt dẩy đầu bi (ít dùng).

2.1.8 Cơ sở thiết kế hệ thống làm nguội khuôn.

2.1.8.1 Yêu cầu của hệ thống làm nguội.

− Nhựa lỏng sau khi vào khuôn phải được làm nguội thật nhanh để đạt đượchình dạng như ta mong muốn Nếu làm nguội khuôn không tốt nhựa nóng sẽgia nhiệt thêm cho khuôn làm kéo dài chu kì phun ép Do đó hệ thống làmnguội có vai trò hết sức quan trọng vì nó quyết định chu kì phun ép

− Trong thực tế người ta thương sử dụng không khí, nước, dầu hoặc các môichất khác để loại bỏ sức nóng của sản phẩm trong quá trình đúc trước khi sảnphẩm bị đẩy ra khỏi khuôn Các sản phẩm có thể được loại bỏ khỏi khuôn ởnhiệt độ lên đến 50(0C) trở lên Các làm mát giai đoạn có thể lên đến 80% củachu kỳ ép phun

Trang 35

Hình 2.43 Sơ đồ bố trí hệ thống làm mát của máy ép phun.

• A: Bể chứa (Collection manifold)

• B: Khuôn đúc ép phun (Mold)

• C: Bộ chia nước (Supply manifold)

• D: Máy bơm (Pump)

• E: Kênh làm mát (Cooling channel)

• F: Ống nối chử U (Hoses)

• G: Vách ngăn làm nguội (Baffles)

• H: Bộ điều khiển nhiệt (Temperature controller)

− Cơ sở lựa chọn hệ thống làm nguội:

• Vật liệu chế tạo khuôn

• Vật liệu đúc ép

• Kết cấu khuôn

• Loại môi chất làm mát

• Thể tích nước cung cấp của máy đúc ép phun

Bộ thu hồi nướcKhuôn trên

Khuôn dưới

Bộ cấp nước

Trang 36

Hình 2.44 Hệ thống làm nguội trên khuôn

Trang 37

− Để đạt được thời gian đúc ngắn nhất và đạt được chất lượng trên toàn bộ sảnphẩm, người thiết kế khuôn phải thiết kế hệ thống làm nguội đồng bộ và đầy

đủ ở lòng khuôn và lõi khuôn Đối với một vài loại nhựa thì chỉ cần thay đổinhiệt độ đến 5÷10 (0C) ở trong lòng khuôn cũng gây ra sự thay đổi ảnh hưởnglớn tới chất lượng sản phẩm Tuy nhiên không dễ dàng để khuôn hoạt động ởnhiệt độ bình thường Việc tính toán lưu lượng làm lạnh, kích cỡ và lựa chọnchất làm mát, để hệ thống làm mát ở trong lòng khuôn và lõi phụ thuộc vàonhà thiết kế khuôn Các bước chính để thiết kế là:

• Tính toán khối lượng đưa vào bao gồm cả kênh nhựa và cổng nhựa

• Tính toán lượng nhiệt tỏa ra dể làm mát vật liệu từ lúc đưa vật liệu nóng chảyvào lòng khuôn cho tới khi sản phẩm được đẩy ra ngoài

• Tính toán vận tốc tổng hợp của dòng chảy và chất làm nguội để triệt tiêulượng nhiệt này trong giới hạn thời gian làm lạnh

• Lựa chọn đường kính, kiểu di của dòng chất làm lạnh trong khuôn và tronglõi

• Kiểm tra để đảm bảo rằng dùng các đường làm mát giữa các thành khuôn sẽkhông làm khuôn yếu

• Để điều kiện nhiệt độ khuôn và để thời gian làm nguội ngắn thì cầnphải đặt hệ thống làm nguội đúng vị trí Điều này rất quan trọng vìthực tế thời gian làm nguội chiếm 50 ÷ 60(%) toàn bộ thời gian củachu kỳ phun khuôn Do đó quá trình làm nguội có hiệu quả rất quantrọng để giảm thời gian của cả chu kỳ, đồng thời làm giảm giá thànhsản phẩm

• Phải điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng nhựa êm chảy vào lòngkhuôn Để tránh làm nguội quá nhanh, phải giữ cho nhiệt độ khuôncao ở cuối dòng chảy Để điều khiển tốt nhiệt độ trong lòng khuôn cầnphải chú ý những điểm sau:

+ Những kênh nhựa làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôncàng tốt, chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn

+ Các kênh nguội phải đặt gần nhau, cũng phải chú ý tới độ bền

cơ học của khuôn

+ Đường kính kênh làm nguội phải lớn hơn 8(mm) và giữnguyên như vậy để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm

Trang 38

nguội khác nhau do đường kính thay đổi khác nhau của kênhlàm nguội.

+ Chia hệ thống làm nguội ra nhiều vòng làm nguội để tránh cáckênh làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn, ởngoài cùng nhiệt độ sẽ quá cao để làm lạnh có hiệu quả

+ Đặc biệt chú ý đến làm nguội những phần dày của sản phẩm

và những nơi tập trung nhiều nhựa

+ Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng rất quan trọng, nóảnh hưởng tới việc làm mát

2.1.8.2 Các phương pháp làm nguội.

a) Làm nguội bằng khí.

− Khuôn được làm nguội bằng khí nhờ vào sự bức xạ nhiệt của thép làm khuôn

ra môi trường xung quanh Thường được sử dụng cho các bộ khuôn đơn giản

Hình 2.45 Khuôn được làm nguội bằng khí.

b) Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp ethylenglycol và nước.

− Đây là phương pháp được dùng rộng rãi hiện nay

Nhiệt tỏa ra không khí

Miệng phunKênh dẫnCuống phun

Đường thoát khíChi tiết đúc

Môi chất làm nguộiMiệng phun

Kênh dẫnCuống phunMôi chất làm nguội

Trang 39

Hình 2.46 Khuôn làm nguội hỗn hợp ethylenglycol hoặc nước.

− Theo phương pháp này, khuôn được làm nguội nhờ vào các kênh dẫn chứachất làm nguội được bố trí trong các tấm khuôn Phương pháp này hiệu quảkhi làm nguội nhưng bắt buộc máy phải có thêm hệ thống bơm môi chất làmnguội cho khuôn

− Yêu cầu đối với chất lỏng làm nguội:

• Loại chất lỏng làm nguội phải được lựa chọn phù hợp với yêu cầu giảinhiệt cho từng khuôn sản phẩm

• Nhiệt độ dầu vào của chất lỏng tùy thuộc vào yêu cầu về tốc độ làmnguội của sản phẩm

• Tốc độ dòng chảy phải đủ lớn để đạt tới trạng thái chảy rối giúp cho

sự hấp thu nhiệt của chất lỏng được tốt hơn

2.1.8.3 Những điều cần lưu ý khi thiết kế hệ thống làm nguội.

− Đảm bảo làm nguội đồng đều cho toàn bộ sản phẩm Do đó cần chú ý đến việclàm nguội những phần dày nhất của sản phẩm

Hình 2.47 So sánh giữa hai cách bố trí làm nguội khác nhau.

− Kênh dẫn nguội nên được đặt gần mặt phân khuôn khi có thể để làm nguội tốthơn Đường kính kênh làm nguội thường lớn hơn 8(mm), không đổi trên toàn

bộ chiều dài kênh để tránh cản dòng vì sự tắc nghẽn sẽ làm trao đổi nhiệtkhông tốt

Trang 40

− Nhiệt chênh lệch giữa đầu vào và ra nẳm trong khoảng 2÷3 (0C) Thôngthường nhiệt độ đầu vào nên thấp hơn nhiệt độ khuôn mà ta mong muốn là10÷20 (0C) Nhiệt chênh lệch giữa chất lỏng làm nguội và thành kênh dẫn nênnằm trong khoảng 2÷5 (0C) là tốt nhất

− Nên chia kênh dẫn làm nguội thành nhiều vòng làm nguội Không nên thiết kếchiều dài kênh làm nguội quá dài vì dễ làm mất áp lực và tăng nhiệt trên nókhiến > 30C

Re =

Trong đó:

• : là tỷ trọng riêng của chất làm nguội(kg/m3)

• : vận tốc trung bình của chất làm nguội (m/s)

• đường kính kênh làm nguội (m)

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	19,47 MB