Trong số các phần mềm đó thì Pro/Engineer Wildfire 4.0 nó thể hiện khả năng vượt trội và hiện nay được các công ty thiết kế khuôn mẫu lựa chọn để phục vụ quá trình thiết kế sản phẩm cũng
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ KHUÔN ÉP ĐÙN CHO SẢN PHẨM KHAY ĐỰNG CƠM
5 NGĂN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Cao Văn Thi Lê Minh Trí (MSSV: 1065697) Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 32
Tháng 12/2010
Trang 2BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA CÔNG NGHỆ
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ KHUÔN ÉP ĐÙN CHO SẢN PHẨM KHAY ĐỰNG CƠM
5 NGĂN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS Cao Văn Thi Lê Minh Trí (MSSV: 1065697) Ngành: Cơ Khí Chế Tạo Máy – Khóa: 32
Tháng 12/2010
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆTNAM
KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
Cần Thơ, ngày 26 tháng 08 năm 2010
PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CỦA SINH VIÊN
NĂM HỌC : 2010 – 2011
2 Tên đề tài : Thiết Kế Và Chế Tạo Khuôn Ép Đùn Sản Xuất Khay Đựng Cơm 5
Ngăn
3 Địa điểm thực hiện : Trường Đại Học Cần Thơ
4.Tên và họ của cán bộ hướng dẫn: ThS.CAO VĂN THI
5 Mục tiêu của đề tài : Tính toán và thiết kế
6 Các nội dung chính và giới hạn của đề tài : Thiết Kế Khuôn Khay Đựng Cơm 5
Ngăn, đề tài chỉ nghiên cứu, tính toán, thiết kế và không chế tạo ra Khuôn
7 Các yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài :
8 Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài (dự trù chi tiết đính kèm, chỉ cần cho
LVTN) : 250.000
SINH VIÊN ĐỀ NGHỊ
(ký tên và ghi rõ họ tên)
LÊ MINH TRÍ
Ý KIẾN của CB tại cơ sở(nếu có) Ý KIẾN của CBHD(là CBGD ở Khoa, nếu có)
Ý KIẾN CỦA BỘ MÔN Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG LV&TLTN
Trang 4NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010
GV nhận xét
Trang 5NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010
GV nhận xét
Trang 6TÓM TẮT
Hiện nay, khuôn mẫu được biết đến như một lĩnh vực chuyên biệt, nó là sự phối hợp nhịp nhàng giữa thiết kế mô phỏng trên máy vi tính và gia công cơ khí Qui trình sản xuất khuôn bao gồm nhiều công đoạn và nó nhận được sự hỗ trợ rất lớn từ các phần mềm CAD, CAM, CNC Trong số các phần mềm đó thì Pro/Engineer Wildfire 4.0 nó thể hiện khả năng vượt trội và hiện nay được các công
ty thiết kế khuôn mẫu lựa chọn để phục vụ quá trình thiết kế sản phẩm cũng như thiết kế khuôn Trong khuôn khổ đề tài này chúng tôi trình bày khá đầy đủ các bước cần thiết của người kỹ sư thiết kế cần thực hiện khi thiết kế bộ khuôn ép phun Với
sự phát triển của ngành nhựa và sự đa dạng về chủng loại sản phẩm của nó nên chúng tôi đã tiến hành đi vào nghiên cứu tổng quan tình hình sản xuất các sản phẩm nhựa trong và ngoài nước, các loại vật liệu sử dụng trong ngành nhựa, các kết cấu khuôn khác nhau Nhưng để có bộ khuôn hoàn chỉnh thì người thiết kế phải hiểu từng modul trong Pro/Engineer Wildfire 4.0 Và đặc biệt là việc ứng dụng hiệu quả của các modul này Thông qua việc nghiên cứu modul Part chúng tôi đã thiết kế thành công mô hình 3D của Khay Đựng Cơm 5 Ngăn Với việc ứng dụng modul Mold- Design chúng tôi đã thiết kế toàn bộ các chi tiết của bộ khuôn này và thông qua modul Assembly chúng tôi đã lắp ráp các chi tiết của bộ khuôn để kiểm tra sự tương thích về mặt hình học cũng như các yêu cầu kỹ thuật của bộ khuôn và chúng tôi đã lắp ráp thành công bộ khuôn để mà ép phun sản xuất Khay Đựng Cơm 5 Ngăn hoàn chỉnh Và trong quá trình nghiên cứu chúng tôi tâm đắc nhất là đã tìm hiểu, xây dựng được các modul của Manufacturing để tiến hành mô phỏng gia công các lòng khuôn và xuất thành công file CL(chứa G_code để diều khiển gia công trên máy CNC) Để chuẩn bị cho quá trình gia công sản xuất thực tế các chi tiết khuôn đạt kết quả tốt và rút ngắn thời gian gia công, chúng tôi tiến hành thiết lập qui trình công nghệ để gia công chúng
Kết quả nghiên cứu thành công của đề tài này có thể được sử dụng để làm tài liệu tham khảo về sau cho những ai yêu thích lĩnh vực thiết kế chế tạo khuôn mẫu
Trang 7LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, tôi xin gởi lời cảm ơn đến tất cả quí thầy cô Trường Đại Học
Cần Thơ đã tận tình giảng dạy trong suốt thời gian tôi theo học tại Trường
Đặc biệt là quí thầy cô trong bộ môn Cơ Khí, đã cung cấp cho tôi những kiến thức vô cùng bổ ích trên lớp học cũng như quá trình thực tập tại Xưởng ở Khoa Công Nghệ của Trường và nó mang nhiều kiến thức bổ ích hơn chuyên ngành tôi theo học
Và tôi cũng xin chân thành cảm ơn đến thầy Th.S Cao Văn Thi đã tận
tình hướng dẫn, chỉ dẫn cách sử dụng phần mềm Pro/Engineer trong thiết kế khuôn, cung cấp tài liệu về thiết kế khuôn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong quá trình thực hiện đề tài Tôi cũng chân thành cám ơn đến
giám đốc Công ty Nhựa Hiệp Thành đã tạo điều kiện cho tôi được tiếp xúc
thực tế trong lĩnh vực thiết kế, gia công chế tạo khuôn mẫu, đồng thời cũng cảm ơn các anh đứng máy gia công ở Xưởng đã cung cấp cho tôi một số kiến
thức bổ ích khi thực tập tại Công ty
Có được kết quả như ngày hôm nay, tôi luôn ghi nhớ những động viên của gia đình tôi, ba mẹ và bạn bè đã ủng hộ rất nhiều về mặt vật chất cũng như tinh thần Với vốn kiến thức ấy giúp tôi bước vào cuộc sống vững vàng hơn, hiểu biết hơn trong nghề nghiệp và tự tin trong tương lai
Xin chân thành cảm ơn các bạn cùng lớp đã ủng hộ, động viên, đóng góp
ý kiến bổ ích trong quá trình thực hiện đề tài
Trong quá trình thực hiện đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót, mong quí thầy cô và các bạn bỏ qua cũng như góp ý để giúp tôi hoàn thiện hơn đề tài của mình
Xin chân thành cảm ơn!
Người thực hiện
Lê Minh Trí
Trang 8SVTH:Lê Minh Trí 48
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, các sản phẩm nhựa gia dụng ngày càng được sử dụng phổ biến nó
đa dạng về chủng loại phong phú về mẫu mã, kiểu dáng và cũng là sản phẩm có khả năng thay thế các sản phẩm khác như kim loại, gỗ,v.v Bên cạnh đó, vấn đề cạnh tranh của thị trường trong giai đoạn gần đây có thể nói là khốc liệt, người tiêu dùng ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng tốt, kiểu dáng mẫu mã sản phẩm đẹp, nhưng giá thành thì phải thấp Là một người thiết kế chế tạo, chúng ta phải tìm ra phương pháp tối ưu cho sản phẩm của mình để đáp ứng các yêu cầu đó Tối ưu cả khâu thiết
kế và chế tạo, do đó người kỹ sư phải dựa vào các trang thiết bị hiện có của nhà máy để gia công thích hợp, và phải chọn phần mềm tương thích với các máy móc thiết bị đó
Cùng những yêu cầu nêu trên, lĩnh vực gia công chế tạo khuôn mẫu cũng đã không ngừng phát triển vượt bậc về công nghệ và nó cũng đạt được những thành tựu to lớn, đặc biệt là trong mảng khuôn nhựa Đối với mỗi chủng loại sản phẩm nhựa khác nhau sẽ có các kiểu khuôn khác nhau Tuy nhiên, các tài liệu, bài báo đề cập đến công nghệ chế tạo khuôn mẫu còn rất hạn chế, chính vì thế nó cần được nghiên cứu và đào sâu hơn
Để sản phẩm làm ra đủ sức cạnh tranh trên thị trường và đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng thì đòi hỏi công nghệ gia công chế tạo khuôn mẫu phải thay thế các máy móc tự động và có độ chính xác cao Từ những yêu cầu thực tế đó mà các
hệ thống CAD/CAM-CNC đã ra đời với vai trò hỗ trợ từ khâu thiết kế đến gia công chế tạo
Bên cạnh sự phát triển của khuôn mẫu cũng luôn gắn liền với sự phát triển của các phần mềm CAD/CAM-CNC Hiện nay, tại các công ty thiết kế gia công chế tạo khuôn mẫu đang sử dụng rộng rãi phần mềm Pro/Engineer Wildfire, trong đó có phần mềm Pro/Engineer Wildfire 4.0 Vì đây là phần mềm phiên bản mới cung cấp đầy đủ các công cụ từ việc phác thảo, thiết kế đến việc tạo khuôn và mô phỏng gia công để xuất sang mã lệnh CNC (G-post) cho việc gia công thực trên máy CNC Các tài liệu hướng dẫn sử dụng phần mềm này cũng khá phong phú, nhưng hầu như chỉ dừng lại ở mức độ giới thiệu sơ bộ, chưa đi sâu vào việc ứng dụng thực tế Do
đó, trong khuôn khổ đề tài này, chúng tôi thực hiện theo hướng ứng dụng các modun hỗ trợ của Pro/Engineer Wildfire 4.0 để thiết kế ra bộ khuôn hoàn chỉnh ép
phun khuôn “Khay Đựng Cơm 5 Ngăn”
Trang 9Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục
MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU 1
I Lý do lựa chọn đề tài 1
II Mục đích nghiên cứu đề tài 1
III Địa Điểm, Thời Gian Thực Hiện 2
IV Nhiệm vụ của đề tài 2
V Phương pháp thực hiện đề tài 2
VI Giới hạn và nội dung đề tài 2
VII Kế hoạch thực hiên đề tài 2
Phần I Nghiên Cứu tổng Quan 3
Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 4
1.1 Tổng quan về ngành nhựa và thực trạng ngành khuôn mẫu hiện nay 4
1.2 Tổng quan về công nghệ ép phun 5
1.2.1 Giới thiệu về công nghệ ép phun 5
1.2.2 Khái niệm về công nghệ ép phun 6
1.3 Máy ép phun 7
1.3.1 Cấu tạo của máy ép phun 7
1.3.2 Chức năng một số thành phần chính của máy ép phun 7
1.3.2.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun 7
1.3.2.2 Hệ thống phun 9
1.3.2.3 Hệ thống kẹp 13
1.3.2.4 Hệ thống đẩy của khuôn 16
1.3.2.5 Hệ thống điều khiển trong máy ép phun 17
1.3.3 Công dụng 18
1.4 Cấu tạo của khuôn ép phun 18
1.4.1 Khái niệm về khuôn 18
1.4.2 Khuôn hai tấm 18
1.4.3 Khuôn ba tấm 19
1.4.4 Chức năng và bộ phận của khuôn 20
1.5 Vật Liệu Sử Dụng Cho Ép Phun 23
1.5.1 Phân loại vật liệu nhựa 23
1.5.2 Một số loại nhựa thông dụng 24
1.5.3 Một số tính chất vật lý và cơ học của nhựa 26
1.5.3.1 Tính chất vật lý 26
1.5.3.2 Tính chất cơ học 27
1.5.3.3 Các thông số quan trọng của vật liệu nhựa 27
1.6 Vật Liệu Thép Làm Khuôn 30
1.6.1 Khuôn dập nguội 30
1.6.2 Khuôn dập nóng, khuôn Die Casting 31
1.6.3 Các loại khuôn rèn, khuôn đùn nóng 32
Trang 10Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục
Chương 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM PRO/ENGINEER
WILDFIRE 4.0 33
2.1 Sơ lược về phần mềm 33
2.2 Phần mềm Pro/Engineer Wildfire 4.0 34
2.3 Giao diện người dùng trong Pro/engineer wildfire 4.0 36
2.3.1 Main Toolbar 36
2.3.2 Feature Creation Toolbar 37
2.3.3 Navigation Browser 37
2.3.4 Browser Windows 38
2.3.5 Graphic Windows 38
2.3.6 Message Area 38
2.4 Giới thiệu các lệnh dùng trong Modul Pro/Design 39
2.4.1 Các lệnh trong môi trường sketch phác thảo 39
2.4.2 Các lệnh trong thiết kế mô hình 3D 39
2.5 Giới thiệu Module Pro/moldesign 41
2.5.1 Cơ sở chung và trình tự thiết kế 41
2.5.2 Các bước làm việc trong môi trường khuôn với sản phẩm thực tế 43
2.5.3 Các công cụ trong thanh tool bar 44
Chương 3 PHÂN TÍCH SẢN PHẨM KHAY ĐỰNG CƠM 5 NGĂN 49
3.1 Vật liệu dùng để sản xuất khay đựng cơm 5 ngăn 49
3.2 Bản vẽ 50
3.2.1 Mô hình 3D 50
3.2.2 Bản vẽ 2D 51
3.2.3 Kết quả phân tích dòng chảy nhựa bằng moldflow 52
3.2.4 Qui trình công nghệ sản xuất Khay Đựng Cơm 55
Phần II: Ứng dụng phần mềm Pro/Engineer wildfire 4.0 để thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công khuôn ép đùn khay đựng cơm 5 ngăn 57
Chương 4 Thiết Kế Khuôn Ép Phun Cho Sản Phẩm Khay Đựng Cơm 5 Ngăn 58
4.1 Tạo mô hình 3D Khay Đựng Cơm trên Pro/Engineer Wildfire 4.0 58
4.1.1 Bắt đầu một thiết kế mới 58
4.1.2 Thiết lập đơn vị đo 59
4.1.3 Thiết kế sản phẩm 59
4.2 Phân khuôn cho sản phẩm 62
4.2.1 Thiết lập môi trường phân khuôn 62
4.2.2 Nhập chi tiết mẫu 63
4.2.3 Tạo phôi khuôn 64
4.2.4 Tạo mặt phân khuôn 67
4.2.5 Phân mãnh khuôn đực, khuôn cái 69
4.2.6 Mở khuôn 70
Trang 11Luận Văn Tốt Nghiệp Mục Lục
4.3 Các chi tiết của bộ khuôn 72
Chương 5 Lập quy trình công nghệ gia công lòng khuôn ép phun 80
5.1 Lập qui trình công nghệ 80
5.1.1 Xác định dạng sản xuất 80
5.1.2 Phân tích chi tiết gia công 80
5.1.3 Chọn dạng phôi và phương pháp chế tạo phôi 82
5.2 Lập quy trình gia công lòng khuôn cối 83
5.2.1 Bản vẽ phôi tấm khuôn gia công 83
5.2.2 Bản vẽ tấm khuôn gia công 83
5.2.3 Tính toán chế độ cắt cho các nguyên công 84
5.3 Lập trình gia công trên phần mềm Pro Engineer Wile Fire 4.0 111
KẾT LUẬN 120
1 Kết Luận 120
2 Kiến Nghị 121
TÀI LIỆU THAM KHẢO .122
Trang 12
Luận Văn Tốt Nghiệp
SVTH:Lê Minh Trí 1
PHẦN MỞ ĐẦU
I Lý do lựa chọn đề tài
Cơ khí là một ngành công nghiệp có vai trò đặc biệt quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội, góp phần nâng cao đời sống xã hội Công nghiệp chế tạo
cơ khí là nơi ứng dụng nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật và sản xuất ra nhiều hàng hóa để phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng của xã hội cũng như xuất khẩu
Cơ khí bao gồm nhiều lĩnh vực khác nhau, mỗi lĩnh vực có đặc điểm, hình thức hoạt động riêng Trong đó, lĩnh vực thiết kế chế tạo khuôn mẫu là nơi các nhà kỹ sư thiết kế chế tạo hoàn thành loại khuôn nào đó trên các phần mềm và tiến hành gia công chúng để phục vụ cho việc sản xuất ra sản phẩm nhựa
Khuôn mẫu là lĩnh vực mà ở đó người kỹ sư thiết kế thể hiện được hết
khả năng sáng tạo của mình Nhưng đây là lĩnh vực khó vì nó đòi hỏi người kỹ sư phải có kiến thức về chuyên ngành cơ khí, phải biết các phần mềm chuyên về khuôn mẫu như Pro/E, Cimatron, Mastercam, Solidworks và bên cạnh đó với sự phát triển của công nghệ thông tin thì phần mềm Inventor 2010 cũng hỗ trợ cho thiết kế khuôn,v.v…và hơn cả người kỹ sư phải biết được nhiều kiểu kết cấu khuôn khác nhau Vì ứng với mỗi loại sản phẩm khác nhau sẽ sử dụng kiểu khuôn khác nhau, ví
dụ như khuôn ép đùn, ép thổi, đùn thổi, khuôn quay, v.v…Với mong muốn tìm hiểu sâu về công nghệ chế tạo khuôn mẫu để có thể đáp ứng được yêu cầu tuyển dụng nhân sự của các công ty gia công chế tạo khuôn mẫu, tôi đã tiến hành nghiên cứu đề
tài “Thiết kế và chế tạo khuôn ép đùn Khay Đựng Cơm 5 Ngăn” để làm luận văn
tốt nghiệp
II Mục đích nghiên cứu đề tài:
Mục đích chính của việc nghiên cứu đề tài này là để nắm rõ cấu trúc lệnh, cách sử dụng các lệnh, khả năng thiết kế, mô phỏng lập trình, gia công trên phần mềm Pro/Engineer Wildfire 4.0 Trên cơ sở nghiên cứu đó, ứng dụng phần mềm
này vào việc thiết kế bộ khuôn ép đùn sản xuất Khay Đựng Cơm 5 Ngăn, lập qui
trình công nghệ gia công một số chi tiết của khuôn
III Địa Điểm, Thời Gian Thực Hiện:
Địa điểm: Trường Đại Học Cần Thơ
Thời gian thực hiện: tháng 08/2010 đến tháng 12/2010