Đồ án khuôn ép phun

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO31.1)Định nghĩa chất dẻo31.1.1)Đại cương về chất dẻo31.1.2)Phân loại31.2)Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng:41.2.1) Nhựa nhiệt dẻo:41.2.2) Nhựa nhiệt rắn:51.3)Các phương pháp gia công chất dẻo81.4)Thực trạng ngành công nghiệp nhựa9CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU KHUÔN ÉP PHUN102.1) Khái niệm chung về khuôn102.2) Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa102.2.1) Khuôn hai tấm102.2.2) Khuôn ba tấm112.2.3) Khuôn nhiều tầng122.2.4) Khuôn không rãnh dẫn122.2.5) Khuôn cho sản phẩm có ren132.3) Các bộ phận chính của khuôn142.3.1) Hệ thống cấp nhựa142.3.2) Hệ thống làm mát202.3.3 ) Hệ thống đẩy sản phẩm222.3.4) Hệ thống dẫn hướng252.3.5) Hệ thống lõi mặt bên( hệ thống trượt )262.4) tình hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Việt Nam28CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS VÀO THIẾT KÊ KHUÔN293.1) Giơí thiệu về sản phẩm293.2) Thiết kế khuôn313.2.1) Thiết kế lõi khuôn333.2.2) thiết kế lòng khuôn343.2.3) hệ thống làm mát363.2.4) Hệ thống đẩy sản phẩm37CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN384.1) Quy trình công nghệ gia công tấm gá lõi384.1.1) Phân tích chức năng làm việc và điều kiện làm việc của chi tiết384.1.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết384.1.3) Xác định dạng sản xuất394.1.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi394.1.5 ) Lập sơ bộ nguyên công424.1.6 ) Thiết kế quy trình công nghệ434.1.7) Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng594.1.8) Thiết kế đồ gá phay CNC cho nguyên công10704.2) Thiết kế quy trình công nghệ gia công cam động trước764.2.1) Phân tích chức nằng và điều kiện làm việc của chi tiết764.2.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết764.2.3) Xác định dạng sản xuất774.2.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi774.2.5) Lập sơ bộ nguyên công794.2.6) Thiết kế các nguyên công cụ thể814.2.7) Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng1034.2.8) Tính toán thiết kế đồ gá phay cho nguyên công 28115TÀI LIỆU THAM KHẢO122

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO 3

1.1) Định nghĩa chất dẻo 3

1.1.1) Đại cương về chất dẻo 3

1.1.2) Phân loại 3

1.2) Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng: 4

1.2.1) Nhựa nhiệt dẻo: 4

1.2.2) Nhựa nhiệt rắn: 5

1.3) Các phương pháp gia công chất dẻo 8

1.4) Thực trạng ngành công nghiệp nhựa 9

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU KHUÔN ÉP PHUN 10

2.1) Khái niệm chung về khuôn 10

2.2) Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa 10

2.2.1) Khuôn hai tấm 10

2.2.2) Khuôn ba tấm 11

2.2.3) Khuôn nhiều tầng 12

2.2.4) Khuôn không rãnh dẫn 12

2.2.5) Khuôn cho sản phẩm có ren 13

2.3) Các bộ phận chính của khuôn 14

2.3.1) Hệ thống cấp nhựa 14

2.3.2) Hệ thống làm mát 20

2.3.3 ) Hệ thống đẩy sản phẩm 22

2.3.4) Hệ thống dẫn hướng 25

2.3.5) Hệ thống lõi mặt bên( hệ thống trượt ) 26

2.4) tình hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Việt Nam 28

CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS VÀO THIẾT KÊ KHUÔN 29

3.1) Giơí thiệu về sản phẩm 29

3.2) Thiết kế khuôn 31

3.2.1) Thiết kế lõi khuôn 33

3.2.2) thiết kế lòng khuôn 34

3.2.3) hệ thống làm mát 36

3.2.4) Hệ thống đẩy sản phẩm 37

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN 38

4.1) Quy trình công nghệ gia công tấm gá lõi 38

4.1.1) Phân tích chức năng làm việc và điều kiện làm việc của chi tiết 38

4.1.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết 38

4.1.3) Xác định dạng sản xuất 39

4.1.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi 39

4.1.5 ) Lập sơ bộ nguyên công 42

4.1.6 ) Thiết kế quy trình công nghệ 43

4.1.7) Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng 59

4.1.8) Thiết kế đồ gá phay CNC cho nguyên công10 70

4.2) Thiết kế quy trình công nghệ gia công cam động trước 76

4.2.1) Phân tích chức nằng và điều kiện làm việc của chi tiết 76

4.2.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu chi tiết 76

4.2.3) Xác định dạng sản xuất 77

4.2.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi 77

4.2.5) Lập sơ bộ nguyên công 79

4.2.6) Thiết kế các nguyên công cụ thể 81

4.2.7) Tính toán và tra chế độ cắt cho một nguyên công các nguyên công còn lại tra bảng 103

4.2.8) Tính toán thiết kế đồ gá phay cho nguyên công 28 115

TÀI LIỆU THAM KHẢO 122

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghiệp chất dẻo, trên thị trường hàng tiêu dùng Thế giới nói chung và thị trường trong nước nói riêng đã có nhiều sự thay đổi hàng hóa với chất liệu truyền thống đã được thay thế dần bằng vật liệu nhựa với nhiều tính năng và ưu điểm nổi bật như rẻ tiền, kiểu dáng đẹp, phong phú, đa dạng ở Việt Nam, ngành công nghiệp chất dẻo tuy còn non trẻ nhưng cũng đã khẳng định được chỗ đứng của mình trên thị trường hàng tiêu dùng nội địa cũng như hàng công nghiệp.

Vấn đề cốt lõi của công nghệ gia công chất dẻo đó là khuôn mẫu Sản phẩm muốn bóng đẹp thì yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho khuôn mẫu phải rất khắt khe, độ bóng bề mặt khuôn cao, bề mặt tiếp xúc của khuôn phải kín khít Muốn vậy, khi gia công khuôn mẫu cần phải có một quy trình công nghệ hợp

lý Đặc biệt là phải áp dụng những thành tựu kỹ thuật mà Thế giới đã đạt được trong những phương pháp gia công tiên tiến như công nghệ trên máy CNC.

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của

thầy giáo , em đã tìm hiểu về vấn đề gia công khuôn mẫu Đề tài tốt nghiệp của em được giao là: “Thiết kế khuôn ép phun sản phẩm nhựa “cc dui dốn rainbow” Do thiếu kinh nghiệm thực tế và những hạn chế về kiến thức nên

đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hiểu sâu hơn về lĩnh vực này.

Em xin chân thành cám ơn thầy và các thầy cô trong bộ môn Công

Nghệ Chế Tạo Máy đã nhiệt tình hướng dẫn, chỉ bảo và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ án.

Hà Nội ngày… tháng … năm 2012

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ CHẤT DẺO

1.1) Định nghĩa chất dẻo

1.1.1) Đại cương về chất dẻo

Chất dẻo là gì ? chất dẻo chính là polymer là hợp chất hữu cơ được tạo thành do sự liên kết hóa học bền vững giữa các đơn vị polymer với cấu trúc hoàn phân tử toàn giống nhau

Các đơn vị này nối với nhau thành một chuỗi dài chứa hàng ngàn đơn vị nên phân tử được gọi là cao phân tử

1.1.2) Phân loại

Theo nguồn gốc :

- Polyme tự nhiên : cenllulo ,cao su thiên nhiên ,protein…

- Polyme nhân tạo : PE, PP, PC, PMMA, PS…

Theo ứng dụng

- Polyme thông dụng : dung để sản xuất ra đồ dân dụng thông

thường như PE , PP , PMMA…

- Polyme kỹ thuật : dung sản xuất ra các chi tiết kỹ thuật có lý hóa

tính cao hơn các loại thông dụng như : PA,PC,PF……

Theo tính chịu nhiệt :

- Polyme nhiệt dẻo : mạch thẳng,dưới tác dụng của nhiệt độ nó bị

chảy dẻo ra,khi làm nguội nó rắn lại.Qúa trình này lặp lại

được.Loại Polyme này có ưu điểm là tái sinh được.Vì vậy người ta

sử dụng loại này cho các mục đích gia công

- Polyme nhiệt rắn : mạch không gian,dưới tác dụng của nhiệt độ hay

chất đóng rắn,nó trở nên cứng,quá trình này không lặp lại.Loại này

có cơ tính tốt và được ứng dụng trong kỹ thuật

1.2) Một số loại Polymer thường gặp và các ứng dụng của chúng:

1.2.1) Nhựa nhiệt dẻo: Là loại chất dẻo có khả năng lặp lại nhiều lầnquá trình chảy mềm dưới tác dụng của nhiệt độ và trở lên cứng rắn khiđược làm nguội Trong quá trình tác động nó chỉ thay đổi tính chất vật lýchứ không có phản ứng hóa học xẩy ra

Các loại nhựa nhiệt dẻo:

- Polyvinyl: Thường gọi là Vinyl ứng dụng làm bao bì, Vinyl house,

vỏ bọc dây điện

- Polyetylen: Có ưu điểm chống va đập, chịu được ở nhiệt độ thấp,

tính giữ nhiệt được dùng thay thế cho ống dẫn nước kim loại vàtấm màng lọc

- Polypropylen: Có tỷ trọng cực kỳ nhỏ, khả năng chịu nhiệt cao.

- Polystyrene: Tính chảy loãng tốt thích hợp cho sản xuất tạo hình

theo cách phun, ứng dụng làm vỏ tivi, radio, máy tính… Nhựapolystyrene có nhược điểm là chịu va đập kém

- Nhựa AS: Trong suốt, có tính chất bền trong xăng, ứng dụng làm

acqui, vỏ bật lửa

- Nhựa ABS: Tốt cho làm chi tiết máy, độ cứng bề mặt ngoài cao và

khó bị xước, nhuộm màu tốt có tính ánh quang bề mặt và dễ tạohình bằng phun

- Nhựa Acrylic: Độ trong suốt cao, tính chịu thời tiết cao, nhuộm

màu tốt, tỷ trọng nhỏ, độ bền cơ học cao, khó bị xước bề mặt, ứngdụng thay thế thủy tinh, làm một số chi tiết của ô tô

- Polyamit: Thường gọi là Nylon, là loại nhựa quan trọng đối với

nhựa kĩ thuật được dùng trong công nghiệp(Engineering Plastic)

- Polycacbonat: Trong suốt, bền va đập, bền kéo, tính chịu nhiệt cao,

là đại biểu cho Plastic dùng trong công nghiệp, ứng dụng làmbulong, đai ốc, bánh răng đồng hộ,mũ bảo hiểm, nút bấm tivi

- Polyacetat: Đại diện cho Plastic có ma sát và chịu mài mòn tốt

dùng trong công nghiệp, ứng dụng làm bánh rang máy, trục…

1.2.2) Nhựa nhiệt rắn:

Là loại chất dẻo khi có tác dụng nhiệt hay hóa học sẽ trở nên đóngrắn và không có khả năng chảy dẻo nữa Nhựa nhiệt rắn không có khảnăng tái sinh các sản phẩm đã sử dụng

Các loại nhựa nhiệt rắn:

- Nhựa Phenol, Ure: Không màu, trong suốt có thể nhuộm màu rất

đẹp, dùng làm dụng cụ đồ ăn

- Nhựa Melamine: Vì không màu , độ cứng cao, tính chịu nước cao,

độ bền cao, đẹp nên được dùng làm đồ trang trí, dụng cụ gia đình hoặclàm sơn

- Polyeste: Thường gọi là Plastics bền hóa dùng làm kính Tỷ trọng

khoảng 1.8, độ bền kéo 48 ÷ 245 N/m, rất nhẹ và bền được sử dụngtrong chế tạo vỏ ô tô, thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiêm

- Nhựa Epoxy: Có thể tạo hình ở nhiệt độ thường à áp lực thường,

đặc tính bám dính tốt đối với kim loại và bê tong, tính chịu nhiệt,chịudung môi, chịu nước và cách điện tốt là plastic quan trọng trong côngnghiệp Nhựa Epoxy dùng làm vật liệu tang bền sợi thủy tinh và sợicacbon, làm vật liệu cach điện của mạch tích điện và của máy in

- Nhựa Silicon: Có tính cách điện và chịu nhiệt độ cao, có tính phát

nước, ứng dụng làm con dấu, li khuôn, phát nước, cách điện và chịu dầu

và chịu nhiệt

Sau đây là bảng thống kê một số loại nhựa:

(<C)

Nhiệt độ cuốiPiston (C)

7 PA6,6 PolyAmit (Nylon6,6) 50-80 250-280

Bảng nhiệt độ phá hủy của một sô loại nhựa.

Về độ co ngót của nhựa xem bảng sau

1.3) Các phương pháp gia công chất dẻo

Quy trình công nghệ chế tạo chất dẻo có thể mô tả theo sơ đồ sau :

Trong đó :

(1) : trộn , cán , đùn , cắt hạt , ép nóng nhựa hạt , nhựa tấm , thanh định hình , nhựa bột…

(2) : đùn , đúc phun , đúc thổi , cán tráng , hút dẻo , dập dẻo , đúc rót Sản phẩm sơ cấp

(3) : ghép nối , lắp ráp , phun phủ , gia công cơ khí thành phần(4) : đập vỡ , nghiền , say nhỏ nguyên liệu tái sinh

1.4) Thực trạng ngành công nghiệp nhựa

- Vị trí của ngành trong nền kinh tế : được dùng sản xuất nhiều loại

vật dụng góp phần quan trọng vào phục vụ đời sống cũng như sựphát triển của nhiều ngành khác.Chất dẻo còn được ứng dụng vàthay thế cho các vật liệu truyền thống : gỗ,kim loại….Với sự pháttriển mạnh mẽ trong những năm gần đây ngành công nghiệp nhựa

đã trở thành một trong những ngành công nghiệp mũi mọn trong kếhoạch phát triển kinh tế

- Ngành nhựa ở Việt Nam đã phát triển với tốc độ khá cao với tốc độ

tăng trưởng hằng năm 15-25%.Ngành nhựa Việt Nam phát triển

trên tất cả các lĩnh vực : nhựa gia dụng,vật liệu xây dựng và sảnphẩm nhựa kỹ thuật cao

- Dù sự phát triển mạnh nhưng ngành nhựa Việt Nam vẫn không chủ

động được nguồn nhiên liệu đầu vào vẫn phải nhập khẩu ở cácnước khác

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU KHUÔN ÉP PHUN

2.1) Khái niệm chung về khuôn

Tấm giữa

Tấm cố

định Khuôn 3 tấm

2.2.2) Khuụn ba tấm

Hệ thống khuụn ba tấm khắc phục nhược điểm của hệ thống khuụn hai tấm.Áp dụng cho sản phẩm lớn yờu cầu nhiều miệng phun vào sản phẩm mới đủ để điền đầy hoặc với khuụn cú nhiều lũng khuụn mà cần phun vàotõm sản phẩm.Hệ thống khuụn ba tấm cú nhược điểm là hệ thống kờnh dẫn nhựa dài làm hao tổn ỏp lực phun và tạo nhiều phế liệu ở hệ thống kờnh dẫn nhựa

Long khuôn Long khuôn

2.2.3) Khuôn nhiều tầng

Khuôn nhiều tầng

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp.Hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp ( nghĩa là sử dụng cho loại máy có kích thước nhỏ ) Với loại khuôn này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt phân khuôn

2.2.4) Khuôn không rãnh dẫn

Khi lắp them bộ phận gia nhiệt vào đầu rót và rãnh dẫn để chống làm đông nhựa lại ở bộ phận này luôn luôn đảm bảo trạng thái chất lỏng của vật liệu trước khi vào long khuôn tức là sau khi tạo thành sản phẩm không có phần thừa ra là kênh nhựa như các loại khuôn khác do vậy gọi

- Thời gian điền đầy vào hệ thống rãnh dẫn bằng không chu kỳ tác

động của máy tạo hình để đóng mở khuôn ngắn hơn do vậy thời gian chu kỳ tạo hình khá thấp

- Không cần thao tác lấy rãnh ra dẫn ra khỏi bộ phận cổng phân phối

đây là ưu điểm lớn nhất đối với loại hình phi rãnh dẫn này

Ngoài ra có các nhược điểm sau :

- Phạm vi nhiệt độ thích hợp với tạo hình trở nên hẹp , đối với vật

liệu dễ phát sinh phân giải nhiệt ở nhiệt độ nóng chảy thì loại khuôn này không thích hợp

Nói chung kết cấu khuôn trở nên phức tạp vì có thêm bộ phận khống chế nhiệt độ giá thành khuôn khá cao nên nếu không sản xuất loạt lớn thì tính kinh tế kém

2.2.5) Khuôn cho sản phẩm có ren

Ren là loại cắt nhau nhưng phức tạp độ phức tạp phụ thuộc vào,dạng ren trong hay ren ngoài ,phương pháp làm khuôn ren và dạng sản xuất

a) Thiết kế phần tử

Phần tử có ren trước hết được phân ra ren trong và ren ngoài.Ren trong nhỏ có thể làm trong một phần khuôn,cho phép kèm theo các phần khác nhau,thương là một đai ốc kim loại

Một phương pháp để đạt được điều đó là làm khuôn có lỗ rãnh trơn có sủ dụng một vít tựa như tô ra để nhanh chóng liên kết các phần tử với

nhau,ren trong nhỏ có thể làm bằng một miếng kim loại lắp ghép bên trong khi phân tử có ren hơi dài thì yêu cầu phần tử lắp ghép kim loại bênngoài

b) Khuôn dùng cho các phần tử có ren trong

S¶n phÈm

Lßng khu«

nTÊm ®Èy

Lâi

chèt

®Èy Lâi chÝnh

S¶n phÈm

Ren trong là một dạng cắt sau mà hình dáng của ren ngăn cản chuyển động thẳng của vật,được phun ra khỏi lõi hình

c) Khuôn dùng cho sản phẩm có ren ngoài

Ren ngoài chính là một cắt sau ngoài,nó có mặt ngoài của sản

phẩm và nó cản trở chuyển động thẳng của sản phẩm từ lòng khuôn

ra Tuy nhiên không giống như các cắt sau khác.Kiểu sản phẩm có ren ngoài có thể vặn ra được khỏi lòng khuôn và do đó cho kết cấu đơn giản

Sự cần thiết phải làm thành nhỏ của miệng phun

Ø14

Ø35 Ø40

- Miệng phun nguội nhanh sau khi lòng khuôn được đổ đầy vì vậy

không tạo ra sự hút ngược

- Nó cho phép có thể dễ dàng cắt vỏ hoặc cắt vỏ tự động

- Sau khi cắt vỏ thì chỉ có vết nhỏ trên thành sản phẩm

Một số kiểu miệng phun

- Miệng phun cuống phun

- Miệng phun cạnh

- Miệng phun hình quạt

- Miệng vòng tròn

- Miệng phun kiểu balăng

- Miệng phun kiểu điểm

- Miệng phun kiểu đĩa

c) Cuống phun

Cuống phun là chỗ nối giữa vòi phun của máy phun và kênh nhựa.Hệ thống cuống phun được sử dụng rộng rãi nhất là bạc cuống phun.Bạc cuống phun thường được tôi cứng để không bị vòi phun của máy phun làm hỏng

Kích thước cuống phun phụ thuộc vào 2 yếu tố :

- Khối lượng và độ dày của thành sản phẩm cũng như loại vật liệu

nhựa được sử dụng.Khi biết được khối lượng của sản phẩm

- Kích thươc lỗ vòi phun của máy cũng ảnh hưởng đến kích thước

của cuống phun

Góc côn của cuống phun rất quan trọng bởi vì góc côn quá nhỏ có thể gay

ra khó khăn khi tháo cuống phun khỏi bạc cuống phun,còn nếu góc côn quá lớn sẽ làm cho phần đáy cuống phun rất lớn mà điều này ảnh hưởng đến thời gian làm nguội.Góc côn hợp lý 1-20

và các miệng phun.Có các kiểu kênh nhựa sau :

- Kênh nhựa hình tròn : được dùng phổ biến nhất vì tiết diện ngang

của hình tròn cho phép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt.Tuy nhiên chi phí chế tạo đắt hơn vì kênhnhựa phải nằm hai bên mặt phân khuôn

- Kênh nhựa hình thang : cũng lợi nhưng tốn nhiều vật liệu hơn

VËt liÖu thõa

VËt liÖu thõa

VËt liÖu thõa

VËt liÖu thõa

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 một mặt trượt

- Kênh nhựa hình thang có góc lượn tròn: không tốt bằng kênh dẫn

nhựa hình thang vì nó tốn nhiều vật liệu hơn

- Kênh dẫn nhựa hình chữ nhật: không nên dùng vì có nhiều sự

cố,tổn hao vật liệu nhiều

- Kênh dẫn nhựa hình bán nguyệt và hình cung: loại này tốt nhất

khả năng công nghệ và tiết kiệm vật liệu cao

Các nhân tố xem xét trong việc quyết định kích thước kênh L

- Thành phần và khối lượng của sản phẩm

- Khoảng cách của sản phẩm từ kênh chính

- Xem sét độ nguội của khuôn

200:2 nghĩa là với thành dày 2 (mm) thì độ dài tối đa của dòng chảy là 200(mm)

Xuất phát từ công thức :

Trong đó : L : độ dài dòng chảy

H : bán kính thủy lực

B : chiều rộng (cm) và D chiều dày (cm)

P : lực ép tối đa 1200 bar

VF : chu vi dòng chảy trước 30 (cm/s)

n : độ nhớt có giá trị là 2600 g/s đối với loại vật liệu không định hình

1700 g/s đối với vật liệu tinh thể

Từ những số liệu trên ta có :

L= C.H2

Với C= 320 cho vật liệu không định hình và C=500 cho vật liệu tinh thể

2.3.2) Hệ thống làm mát

Nguyên tắc cơ bản của đổ khuôn bằng ép phun là khuôn phải được nung nóng tới trên 1500C sau đó nguyên liệu nóng được đẩy vào trong

khuôn,tại đó nó sẽ được làm nguội nhanh chóng tới nhiệt độ khuôn và sẽ đông cứng lại để giữ được hình dáng sản phẩm.Vì vậy nhiệt độ khuôn là một nhân tố quan trọng cần được quan tâm đối với toàn bộ chu trình đổ khuôn

Điều khiển nhiệt độ khuôn và để thời gian để làm nguội ngắn cần phải biết đặt hệ thống làm nguội chỗ nào và đặt hệ thống làm nguội nào.Điều này rất quan trọng vì thực tế thời gian làm nguội chiểm khoảng 50% - 60% toàn bộ thời gian của chu kỳ phun khuôn.Do đó làm cho quá trình làm lạnh có hiệu quả rất quan trọng để làm giảm thời gian của cả chu kỳPhải điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng nhựa êm chảy vào khuôn.Để tránh làm nguội quá nhanh,về lý thuyết tốt nhất là giữ nhiệt độ khuôn cao

ở cuối dòng chảy

Để điều khiển nhiệt độ tốt trong khuôn cần lưu ý những điểm sau :

- Những kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng

tốt,nhưng chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn

- Các kênh làm nguội phải đặt gần nhau,cũng phải chú ý đến độ bền

cơ học của khuôn

- Đường kính của kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm và giữ nguyên

như vậy để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường kính của các kênh làm nguội khác nhau

- Nên chia hệ thống làm nguội ra nhiều vòng làm nguội để tránh các

cây làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn,ở ngoài cùng nhiệt độ sẽ là quá cao để làm lạnh có hiệu quả

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

- Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng khá quan trọng

Vị trí của bộ làm nguội

a) Khuôn được làm nguội từ bên trong

Hệ thống này được làm bằng chu trình lưu thông nước bên trong bằng các

lỗ khoan bên trong tấm khuôn.Các lỗ này nối với nhau thành một chu trình.Chu trình này có thể

berilium.Nhược điểm là độ bền thấp

Một phương pháp tốt hơn là đặt các kênh nguội trong lõi,ưu điểm của phương pháp này là nhiệt độ có thể được điều khiển bằng sự tăng giảm dòng chất lỏng làm nguội

2.3.3 ) Hệ thống đẩy sản phẩm

Hệ thống đẩy tuân theo 1 số quy định :

 Khoảng đẩy phải lớn hơn 5 đến 10 mm so với chiều cao của sản phẩm được lấy ra từ khuôn sau

 Khi sản phẩm được lấy ra,hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban đầu đểcác chốt đẩy không làm hỏng lòng khuôn của khuôn trước khi đóng khuôn.Vì thế cần một chốt hồi

 Phần đỉnh của chốt đẩy về lý thuyết chỉ nằm ngang mức so vớilòng khuôn nhưng trong thực tế có thể trên hoặc dưới 0,05-1mm

 Kích thước của chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước sản phẩm,nhưng

để chế tạo khuôn tránh có đường kính nhở hơn 3mmm,trừ khi điều đó cầnthiết cho hình dáng sản phẩm

 Thiết kế hệ thống đẩy phải đảm bảo không làm yếu khuôn

 Khi khuôn dùng để sản xuất từ 50.000 sản phẩm trở lên hoặc cósản phẩm cần có hành trình đẩy rất dài hoặc những chốt đẩy rất nhỏ thì nên có những chốt dẫn hướng trong hệ thống đẩy.Điều này cũng giúp làmchắc tấm đỡ

 Để đặt các chốt đẩy vào đúng vị trí,cần phải lưu ý các đường

gân,văn hoa,đặc biệt là chốt nhựa bao quanh phần thép

 Các hệ thống đẩy thông dụng

a) Kiểu dùng chốt đẩy

Đây là kiểu đẩy thông dụng nhất.Nó rất đơn giản và dễ gia công và lắp đặt vào lòng khuôn

b) Kiểu dùng lưỡi đẩy

Tạo ra được nhiều bề mặt hơn so với chốt đẩy hình tròn đối với các chi tiết có tiết diện mỏng Có điều bất lợi là những lỗ đẩy hình chữ nhật rất khó gia công và cần đặt chúng từ các miếng ghép lên đường phân khuôn

c) Kiểu đẩy dùng ống đẩy

Các ống đẩy rất thuận lợi cho quá trình đẩy quanh chốt lõi.Khi dùng hệ thống đẩy này,các góc thoát có thể giảm xuống tới 0,50 để tránh các viết trim để lại trên bề mặt phía trên

d) Kiểu đẩy khí nén

Đối với các sản phẩm như xô,chậu….có lòng khuôn sâu khi sản phẩm nguội thì độ chân không trong lòng khuôn và lõi khuôn là rất lớn nên sản phẩm khó có thể thoát khuôn.Vì vậy dùng kiểu đẩy khí nén sẽ khắc phục điều này

2.3.4) Hệ thống dẫn hướng

a) Chốt dẫn hướng

Chốt trơn không có vai chốt trơn có vai

Có 2 loại chốt dẫn hướng,một loại thẳng và một loại bậc.Có 2 lý do chính

mà chốt loại bậc được sử dụng nhiều hơn

- Nếu trong quá trình hoạt động của chốt dẫn hướng có thể bị cong

thì có thể thay đổi dễ dàng vì chỉ có một phần chốt lắp vào lỗ

- Lỗ lắp chốt dẫn hướng có thể được làm giống như lỗ lắp bạc dẫn

hướng,vì vậy đường kính lỗ giống nhau giống đường kính chốt dẫn

hướng.Vì vậy đường kính lỗ giống nhau có thể được thông qua cả hai tấmkhuôn khi bị chúng kẹp lại với nhau

Bề mặt của chốt dẫn hướng phải cứng hơn và chống xước,điều này có thể làm được từ loại thép cacbon sau đó được đưa vào để tôi.Qúa trình làm cho bề mặt không bị xước khi chốt dẫn hướng đi ra vào bạc dẫn

b) Bạc dẫn

Bạc dẫn được lắp trong khuôn để tạo cho bề mặt khuôn không bị xước khi làm việc và dễ dàng thay đổi khi có sự cố.Lỗ khoan bên trong được thiết kế ở dạng trượt để chốt dẫn hướng dễ trượt vào

Một số kiểu bạc dẫn :

2.3.5) Hệ thống lõi mặt bên( hệ thống trượt )

Sau khi thiết kế xong mặt phân khuôn cho sản phẩm,nhiều khi có một số phần trên sản phẩm bị vướng không thể tháo ra được theo hướng mở khuôn.Lúc này ta cần có một hệ thống gọi là hệ thống lõi mặt bên để tháocác phần bị vướng

Các kết cấu tháo lõi mặt bên nhờ hướng mở khuôn :

a) Cam chốt xiên

b) Chốt có mặt cam

c) Chốt xiên

d) Chốt dẻo

e) Cam chân chó

f) Tháo lõi mặt bên bằng xilanh pitong

Kiểu có niêm khóa Kiểu khóa

2.4) tình hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Việt Nam

Cùng với sự phát triển của ngành nhựa Việt Nam thì ngành khuân mẫu nhựa cũng phát triển khá nhanh,nhưng vẫn châm hơn so với ngành nhựa

và các nước khác trên thế giới.Hiện này ngành khuôn mẫu không đáp ứngđược nhu cầu trong nước.Sở dĩ ngành chế tạo khuôn mẫu chậm phát triển

là do đội ngũ công nhân và kĩ sư chế tạo ở nước chưa có trường đào tạo chuyên sâu về chế tạo khuôn mẫu dẫn đến việc chưa có kiến thức chuyên sâu

Ngành chế tạo khuôn mẫu là ngành công nghiệp công nghệ cao,bởi nó đòi hỏi độ phức tạp từ khâu thiết kế cho đến chệ tạo.Cũng là ngành sản xuất tạo ra giá trị tăng cao do chi phí không phụ thuộc nhiều vào vật tư

nguyên liệu mà nhiều vào kinh nghiệm,trình độ chi thức,khả năng sáng tạo đồng thời cũng phụ thuộc rất nhiều vào độ khó,độ chính xác,độ phức tạp khi chế tạo khuôn.Số các doanh nghiệp khuôn mẫu tại Việt Nam còn rất ít và năng lực sản xuất còn ở trình độ khá thấp so với các nước ngoài

do khả năng công nghệ chưa cao

CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS VÀO

THIẾT KÊ KHUÔN

3.1) Giơí thiệu về sản phẩm

TỜ NÀY IN A3

Sản phẩm là một bộ phận trong hệ thống đền chiếu sáng đường phố RAINBOW,được gọi là cốc đui.Được dùng để lắp tấm gá đui

Chi tiết được gia công bằng nhựa PC.Bề mặt chi tiết tạo nhám mịn

Là một chi tiết khá phức tạp với các phần cắt ngang bên trong chi tiết là các gờ để lắp tấm gá đui và để điều chỉnh tâm sáng,tháo lắp bong đèn mộtcách dễ dàng.Sản phẩm nhựa này thuộc loại chi tiết có kích thước trung bình,do việc có các gờ bên trong và các lỗ bên trong dẫn đến việc thiết kếlòng khuôn gặp nhiều khó khăn.Phải kết hợp cả các phương pháp phay , tiện CNC , cắt dây , xung định hình Độ bong và tính thẩm mỹ của sản phẩm khá cao nên yêu cầu phải có nguyên công đánh bóng lòng khuôn ,

độ bóng của chi tiết yêu cầu là R =0,16μm a

Ngoài ra kích thước sản phẩm yêu cầu độ ,chính xác tương đối cao để có thể lắp lẫn với các bộ phận khác

3.2) Thiết kế khuôn

Số liệu về khuôn : thiết kế toàn phần , số lượng không nhiều thuộc loại sản xuất nhỏ đơn chiếc , vật liệu đổ khuôn là PC , bề mặt thành sản phẩmyêu cầu bóng đẹp , độ chính xác kích thước khá cao

Chọn máy phun nhựa : YC200F có các thông số

Các số liệu

của đơn dặt

hàng

Thiết kế sản phẩm ngót và bố trí Nhân độ co

các lòng khuôn

Thiết kế hệ thống phun nhựa

Tính bền cho

nhau

Thiết kế cháy khuôn và cối khuôn

Thiết kế hệ thống dẫn hướng, định vị

Thiết kế hệ thống đẩy

Thiết kế hệ

thống làm

mát

Chọn vật liệu

Các bước thiết kế khuôn :

Khuôn cần được đánh bóng đảm bảo tính thẩm mỹ của sản phẩm,trong phạm vi sản xuất của sản phẩm của trung tâm nghiên cứu phát triển sản phẩm mới Do đó chọn vật liệu làm khuôn là thép C45

Khuôn thiết kế là khuôn tròn theo hình dạng của chi tiết , gồm có phần chính sau đây :

Phần 1 : phần cố định gồm tấm kẹp trước nối khuôn vào tấm trước của máy gia công nhựa và lòng khuôn tĩnh

Phần 2 : chuyển động của cam

Phần 3 : phần chuyển động của lòng khuôn tĩnh

- Thiết kế nguyên lý làm việc của khuôn

- Khi đóng khuôn 4 chốt xiên sẽ dẫn hướng 2 cam động đóng vào ,

trước đó trục vít kéo 4 thanh đẩy vào vị trí đóng

- Khi mở khuôn 4 chốt xiên kéo 2 cam động mở ra , hãm cam động

bằng bi cầu do là xo đẩy lên , sau đó trục rút sẽ đẩy 4 thanh đẩy ra ,

4 thanh đẩy cụp vào

- Láy chi tiết bằng cách xoay chi tiết và tháo ra

Do độ phức tạp của lõi khuôn ở chúng ta sử dụng phầm mềm

solidworks đơn giản giống như một công cụ thiết kế Vẽ Part rồi Assembly các chi tiết của khuôn lại

3.2.1) Thiết kế lõi khuôn

Do có các gờ bên trong giống như sản phẩm có ren nên lõi khuôn khá phức tạp , nên chúng ta chia lõi khuôn ra làm 2 phần

Ta tách riêng phần gờ và phần bề mặt trơn của chi tiết.Sau khi gia công lõi khuôn xong sử dụng máy cắt dây cắt riêng phần gờ để làm thanh đẩyPhần gờ được tách như sau :

Phần bề mặt trơn bên trong chi tiết được tách như sau :

Phần 2 cam động trước có core để tạo lỗ luồn dây điện và các gờ bên ngoài

Core tạo lỗ :

Phần 3 cam động sau xử lý phần mũi tên và các gờ bên ngoài của chi tiết

Các cam động được cắt bằng máy cắt dây và được dẫn bằng chốt xiên để

có thể đóng mở khuôn và lấy sản phẩm ra và được định tâm bằng cam tĩnh trên khuôn tĩnh

Sau khi cắt bằng máy cắt dây gia công mặt lắp ghép ta hàn ghép lại để đảm bảo độ kín khít khi đóng khuôn

3.2.3) hệ thống làm mát

Do sự phức tạp của lõi khuôn nên hệ thống làm mát không thể thiết kế trên lõi ta có thể làm mát lòng khuôn tinh :

3.2.4) Hệ thống đẩy sản phẩm

Hệ thống đẩy sản phẩm chính là phần gờ của lõi khuôn được tách ra làm

4 thanh đẩy khoét phần dưới để đảm bảo khi đẩy lên thanh đẩy có thể cụpvào để tháo chi tiết một cách dẽ dàng

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

KHUÔN

4.1) Quy trình công nghệ gia công tấm gá lõi

4.1.1) Phân tích chức năng làm việc và điều kiện làm việc của chi tiết

Trong một bộ khuôn lòng khuôn có chức năng quan trọng nhất , vì nó quyết định hình dáng,thẩm mỹ,chất lượng bề mặt bao của sản phẩm cũng như độ chính xác khi làm việc của khuôn

Với hình dáng của chi tiết tấm gá lõi,mỗi chi tiết cần phải đạt yêu cầu lỹ thuật của lòng khuôn và bề mặt ghép lòng khuôn.Chi tiết làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao và khả năng thay đổi cấu trúc lớp bề mặt,do tiếp xúc trực tiếp với nhựa nóng chảy,nó quyết định rất lớn tới độ ổn định của khuôn khi làm việc tới độ chính xác của sản phẩm

4.1.2) Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết

Chi tiết dạng tròn xoay có bề mặt côn làm định vị giữa cam động và tấm

gá lõi,rãnh dẫn hướng cho cam,các hệ thống lỗ định vị và lỗ lắp ghép,bề

mặt tạo đáy của chi tiết,lỗ lắp tấm gá lõi,yêu cầu độ bong cao gia công bằng phương pháp đặc biệt

Các rãnh trên bề mặt yêu cầu gia công xung

Các yêu cầu kỹ thuật cần đảm bảo :

Mặt đầu A là mặt phân khuôn.Do đó yêu cầu độ nhám bề mặt cao Ra0,04.Mặt lỗ ϕ90+0,035 là mặt lắp ghép chính với tấm gá lõi và tạo mặt sản phẩmyêu cầu độ nhám bề mặt Ra 0,04

Các bề mặt lắp ghép : mặt bên bậc lắp vào hốc lắp ghép của tấm khuôn cốđịnh , cho nên nó phải đạt cấp chính xác k6 và độ nhám bề mặt Ra0,32 phải đảm bảo vuông góc với mặt đầu A.Kích thước cụ thể như trên

Rãnh dẫn hướng cho cam động yêu cầu gia công đạt độ nhám Ra1,25 yêucầu phay trên máy CNC đảm bảo độ vuông góc rãnh dẫn và tâm lỗ

ϕ90+0,035

4.1.3) Xác định dạng sản xuất

Thông thường trong sản xuất các sản phẩm nhựa ,khuôn được chế tạo sảnxuất dưới dạng đơn chiếc,việc chế tạo khuôn được chia làm 2 giai đoạnGiai đoạn 1 : gia công các bề mặt ngoài để tạo hình dáng ,kích thước bao ngoài của khuôn.Giai đoạn này đòi hỏi độ chính xác cao và có thể thực hiện được trên các máy công cụ vạn năng thông dụng được

Giai đoạn 2 : gia công các bề mặt lòng khuôn và hệ lỗ dẫn hướng,mặt phân khuôn.Đây là giai đoạn gia công chính xác,yêu cầu chất lượng bề mặt cao

4.1.4) Xác định phương pháp chế tạo phôi và kích thước phôi

Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu chế tạo chi tiết :

Do khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ khắc nhiệt nên phải đảm bảo

độ cứng,độ dẻo dai tương đối cao,khả năng chống mài mòn tốt,biến dạng

cơ vì nhiệt luyện ít và phù hợp với điều kiện sản xuất của trung tâm

0,500,80

0,045

0,045

0,3

Mn,Si : nâng cao độ bền,độ cứng của chi tiết

Cr : cải thiện tính thấm tôi

Xác định phương pháp chế tạo phôi :

Là chi tiết dạng tròn với kích thước : Ø320x50(mm)

Các chi tiết trên khuôn ép nhựa,yêu cầu kỹ thuật cao như độ cứng,độ bong,độ chịu mài mòn,chịu áp lực cao

Để giảm giá thành gia công cơ,chi tiết đáp ứng được những yêu cầu kỹ thuật đề ra thì ta chọn phôi là phôi thanh

Cắt phôi bằng máy phay cắt đứt , dao phay cưa

Xác định kích thước phôi

Lượng dư gia công cơ được lấy đều trên tất cả các mặt là : 3mm

Độ chính xác kích thước phôi cắt tra bảng [1]: dung sai kích thước phôi