Nghiên cứu ứng dụng công nghệ cadcamcae thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa cánh quạt tản nhiệt máy tính

Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, doanh nghiệp chỉ mới đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho

NGUYỄN MẠNH TIẾN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

CAD/CAM/CAE THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA

CÁNH QUẠT TẢN NHIỆT MÁY TÍNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

HÀ NỘI - 2017

NGUYỄN MẠNH TIẾN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ

CAD/CAM/CAE THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA

CÁNH QUẠT TẢN NHIỆT MÁY TÍNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS BÙI NGỌC TUYÊN

HÀ NỘI - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đuợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đã đuợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội , Ngày Tháng Năm 2017

Tác giả luận văn

NGUYỄN MẠNH TIẾN

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn khoa học

PGS.TS BÙI NGỌC TUYÊN đã tận tình hướng dẫn, nghiêm khắc chỉ bảo trong suốt

quá trình làm luận văn, đã định hướng giải quyết các vấn đề khoa học cho luận văn Đổng thời chỉnh sửa cấu trúc luận văn, để luận văn hoàn thành đúng thời hạn

Tác giả xin cảm ơn trường ĐH BÁCH KHOA HÀ NỘI, VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC, VIỆN CƠ KHÍ, đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình làm luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn các đổng nghiệp, đã góp ý kiến xây dựng để luận văn

có chất lượng tốt nhất

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU:

Bảng 1.1: Bảng thống kê các loại nhựa

Bảng 1.2: Bảng thông số độ bền của 1 số loại nhựa

Bảng 1.3: Bảng thông số độ co ngót của 1 số loại nhựa

Bảng 1.4: Quy trình thiết kế một bộ khuôn hoàn chỉnh

Bảng 2.1: Bảng thông số kỹ thuật của máy Scan EinScan Pro

Bảng 3.1: Bảng thông số gia công của nhựa ABS

Bảng 3.2: Bảng thông số lực kẹp khuôn đối với một số vật liệu nhựa Bảng 4.1: Bảng thành phần % thép SKD11

Bảng 4.2: Bảng so sánh thời gian gia công thô

Hình 1.5: Các kiểu cuống phun

Hình 1.6: Miệng phun cuống

Hình 1.7: Miệng phun cạnh

Hình 1.8: Miệng phun kiểu băng

Hình 1.9: Miệng phun kiểu đường ngầm

Hình 1.10: Miệng phun kiểu điểm chốt

Hình 1.11: Miệng phun kiểu đĩa

Hình 2.5: Máy quét ánh sáng trắng EinScan pro

Hình 2.6 : Mặt trước và mặt sau của chi tiết

Hình 2.7 : Quá trình quét mẫu

Hình 2.8 : Kết quả quét mặt trên của mẫu

Hình 2.9 : Kết quả quét mặt dưới của mẫu

Hình 2.10 : Nhập dữ liệu vào phần mềm

Hình 2.11 : Tạo các nhóm đối tượng

Hình 2.12 : Tạo sketch biên dạng cánh

Hình 2.13 : Thiết kế trục trụ của chi tiết

Hình 2.14 : Nhân cánh cho chi tiết

Hình 2.15 : Hoàn thiện chi tiết

Hình 2.16 : Kiểm tra độ chính xác và sai số chi tiết

Hình 2.17 : Hoàn thiện chi tiết

Hình 3.1: Trình tự thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa

Hình 3.2: Sơ đồ bố trí kênh nhựa

Hình 3.3 Sơ đồ các bước chế tạo khuôn mẫu cổ điển

Hình 3.4 Sơ đồ các bước chế tạo khuôn mẫu có sự giúp đỡ của CAE Hình 3.5: Giao diện của phần mềm

Hình 3.6: Chi tiết sau khi được Import vào phần mềm

Hình 3.7: Đối tượng sau khi được chia lưới

Hình 3.8: Sau khi chọn phương án ép phun

Hình 3.9: Biểu đồ phân tích vị trí đặt miệng phun tối ưu

Hình 3.10: Vị trí đặt miệng phun tối ưu

Hình 3.11: Thời gian điền đầy tối ưu

Hình 3.12: Áp suất phun lớn nhất

Hình 3.13: Nhiệt độ trên bề mặt chi tiết

Hình 3.14: Nhiệt độ toàn bộ thể tích

Hình 3.15: Tốc độ biến dạng của chi tiết

Hình 3.16: Áp suất ở đầu miệng phun

Hình 3.17: Thời gian đạt tới nhiệt độ phun

Hình 3.18: Đồ thị % thể tích vật liệu được điền đầy

Hình 3.23: Áp suất ở cuối quá trình điền đầy

Hình 3.24: Biểu đồ thể hiện đường hàn

Hình 3.25: Giao diện tool làm khuôn

Hình 4.6: Chọn phương pháp gia công thô

Hình 4.7: Chọn chế độ gia công thô

Hình 4.8: Chọn dao gia công thô

Hình 4.9: Điều chỉnh kích thước dao

Hình 4.10: Tạo dụng cụ gia công

Hình 4.11: Thông số bề mặt gia công thô

Hình 4.12: Thông số gia công kiểu chạy xoắn ốc Hình 4.13: Đường chạy dao kiểu xoắn ốc

Hình 4.14: Bề mặt gia công thô kiểu xoắn ốc

Hình 4.15: Thông số gia công kiểu chạy song song Hình 4.16: Đường chạy dao kiểu song song

Hình 4.17: Bề mặt gia công thô kiểu song song Hình 4.18: Thông số gia công kiểu chạy theo tia Hình 4.19: Đường chạy dao kiểu tia

Hình 4.20: Bề mặt gia công thô kiểu tia

Hình 4.21: Chọn phương pháp gia công tinh Hình 4.22: Chọn chế độ cắt tinh

Hình 4.23: Chọn dao gia công tinh

Hình 4.24: Điều chỉnh kích thước dao tinh

Hình 4.25: Thông số bề mặt gia công tinh

Hình 4.26: Thông số gia công tinh kiểu chạy xoắn ốc Hình 4.27: Đường chạy dao tinh kiểu xoắn ốc

Hình 4.28: Mô phỏng chạy tinh kiểu xoắn ốc

Hình 4.29: Thông số gia công tinh kiểu chạy song song Hình 4.30: Đường chạy dao tinh kiểu song song

Hình 4.31: Mô phỏng chạy tinh kiểu song song

Hình 4.32: Thông số gia công tinh kiểu chạy theo tia

Hình 4.33: Đường chạy dao tinh kiểu tia

Hình 4.33: Mô phỏng chạy tinh kiểu tia

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN……… 1

LỜI CẢM ƠN……….2

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU:……….3

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ:……… 4

1 Tính cấp thiết của đề tài……… …10

2 Mục tiêu của đề tài 12

3 Phương pháp nghiên cứu 12

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 12

1.1 Nghiên cứu về vật liệu Polyme và các phương pháp gia công [5] 13

1.1.1 Vật liệu Polyme 13

1.2 Tổng quan về khuôn ép phun sản phẩm nhựa [1],[2],[4],[7] 19

1.2.1 Khái niệm chung về khuôn 19

1.2.2 Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa 20

1.2.3 Yêu cầu kỹ thuật của khuôn 25

1.2.4 Các hệ thống cơ bản của khuôn 26

CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG KỸ THUẬT NGƯỢC THIẾT KẾ SẢN PHẨM CÁNH QUẠT……… 41

2.1 Giới thiệu về kỹ thuật ngược 41

2.1.1 Ưu nhược điểm của kỹ thuật ngược 42

2.1.2 Quy trình công nghệ kỹ thuật ngược 43

2.1.3 Quy trình mô hình hóa mẫu sản phẩm đã có sẵn theo công nghệ thiết kế ngược 44

a Giai đoạn số hóa sản phẩm 45

b Giai đoạn xử lý dữ liệu số hóa 45

2.1.4 Phương pháp và thiết bị số hóa trong công nghệ thiết kế ngược 45

2.2 Ứng dụng RE trong thiết kế sản phẩm cánh quạt 48

2.2.1 Số hóa bề mặt mẫu sản phẩm 48

2.2.2 Ứng dụng Geomagic Design X thiết kế ngược sản phẩm 54

a Giới thiệu phần mềm Geomagic Design X 54

b Các bước xây dựng sản phẩm bằng Gieomagic Design X 55

3.1 Quy trình tính toán thiết kế khuôn 61

3.1.1 Tính toán sơ bộ các thông số thiết kế khuôn sản phẩm cánh quạt 61 3.2 Mô phỏng quá trình ép phun bằng CAE 66

3.2.1 Tổng quan về CAE 66

3.2.2 Giới thiệu phần mềm Autodesk MoldFlow Insign 2012 67

3.2.3 Kết quả của việc phân tích mô phỏng dòng chảy 77

3.2.4 Sai số giữa kết quả phân tích CAE với thực tế ép sản phẩm 85

3.3 Thiết kế khuôn cho sản phẩm bằng phần mềm Catia 86

CHƯƠNG 4 THỰC NGHIỆM GIA CÔNG CHẾ TẠO LÒNG KHUÔN…….90

4.1 Điều kiện thực nghiệm 90

4.1.1 Máy gia công 90

4.1.2 Phôi gia công 90

4.1.3 Dụng cụ cắt 91

4.1.4 Phần mềm MasterCam X9 91

4.2 Lập trình CAM 91

4.2.1 Nhập mô hình sản phẩm vào môi trường CAM 91

4.2.2 Lập trình gia công thô 93

b Chọn chế độ gia công 94

4.2.3 Lập trình gia công tinh 101

4.3 Thực nghiệm gia công chế tạo mẫu khuôn 109

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN LUẬN VĂN…… 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… 112

PHỤ LỤC……….114

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trên thế giới, các nước có nền công nghiệp tiên tiến như : Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan…đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp, để sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao, cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau

Những mô hình trên là những mô hình liên kết mở, giúp các doanh nghiệp có điều kiện đầu tư chuyên sâu vào từng lĩnh vực với việc ứng dụng CNC, theo hướng tự động hóa quá trình sản xuất, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và phát huy tối đa năng lực thiết bị của mình Điển hình là mô hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu (CNSXKM) tại Đài Loan Năm 2002, Đài Loan, đã sản xuất khuôn mẫu đi các nước: Trung Quốc, Mỹ, Indonexia, Thái Lan, Ấn Độ, Việt Nam…Tổng giá trị 18.311.271.000 đài tệ, tương đương 48.726 tầng khuôn mẫu

Khuôn mẫu của Đài Loan được đánh giá đạt chất lượng quốc tế nhưng giá thành chỉ bằng 50% giá nhập ngoại, do luôn cập nhật những công nghệ mới ( công nghệ về vật liệu, công nghệ tự động hóa, CNTT) vào quá trình sản xuất

Kinh nghiệm của Đài Loan – một quốc gia có ngành CNSXKM phát triển cho thấy, họ luôn cập nhật và ứng dụng những công nghệ vật liệu mới và công nghệ tự động hoá vào quá trình sản xuất Một điểm quan trọng nữa là: Sự liên kết chặt chẽ trong sản xuất giữa các doanh nghiệp thuộc ngành công nghiệp khuôn mẫu Hiệp hội Khuôn mẫu Đài Loan (TMDIA) đã tập hợp, liên kết hơn 600 công ty, đã hình thành các trung tâm thiết kế, các tổ hợp chế tạo khuôn mẫu cho từng lĩnh vực công nghiệp, như đã nói ở trên Đây chính là sự phân công và hợp tác lao động ở mức độ cao giúp các doanh nghiệp có điều kiện đầu tư chuyên sâu vào từng lĩnh vực với việc ứng dụng CNC, theo hướng tự động hoá quá trình sản xuất Nhờ đó, họ có điều kiện phát huy tối

đa năng lực thiết bị của mình, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm, tập trung đầu tư đổi mới thiết bị công nghệ Cũng chính nhờ sự tập hợp, liên kết này mà các doanh nghiệp tránh được tình trạng đầu tư trùng lặp và giảm tối đa chi phí khấu hao thiết bị trong giá thành sản phẩm khuôn mẫu Điều này thể hiện rõ ở chất lượng và giá thành sản phẩm của Đài Loan trên thị trường khuôn mẫu

Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, doanh nghiệp chỉ mới đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liên doanh nước ngoài

Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao ( máy giặt, tủ lạnh, điều hòa, ôtô,

xe máy…) hầu hết phải nhập bán thành phẩm hoặc phải nhập khuôn từ nước ngoài vào sản xuất

Một trong những nguyên nhân là do doanh nghiệp trong nước đa phần hoạt động trong tình trạng tự khép kín, chưa có sự phối hợp và liên kết với nhau để đi vào thiết kế và sản xuất chuyên sâu, nhập thép làm khuôn mẫu với giá thành cao, làm cho chi phí sản xuất khuôn mẫu của doanh nghiệp Việt Nam luôn cao

Nguyên nhân cơ bản là năng lực thiết kế chế tạo khuôn mẫu tại Việt Nam còn là một vấn đề mới và khó, sau khi thiết kế xong phải chế tạo khuôn và chế thử sản phẩm, chưa sử dụng công nghệ mới trong thiết kế Vì vậy, ứng dụng tích hợp công nghệ CAD/CAM/CAE trong giải quyết toàn diện một vấn đề kỹ thuật cụ thể :

- Ứng dụng CAD trong thiết kế mô hình 3D của sản phẩm và thiết kế khuôn

- Ứng dụng CAE trong tính toán phân tích kỹ thuật, kiểm nghiệm khuôn, lựa chọn thông số công nghệ hợp lý của quá trình ép phun ra sản phẩm

- Ứng dụng CAM trong gia công bề mặt phức tạp ( lòng khuôn hoặc lõi khuôn)

Để thiết kế được khuôn, ngoài phần thiết kế được hình dáng kích thước lòng khuôn, vấn đề mấu chốt công nghệ là phải tính toán đúng dòng chảy của vật liệu lỏng khi đi qua rãnh dẫn và miệng phun Trước đây dựa vào tính toán lý thuyết kết hợp với chế thử điều chỉnh, đây là một quá trình gây không ít tốn kém, một công nghệ mới, sử dụng phần mềm mô phỏng quá trình ép để tối ưu hóa công nghệ đã và đang được thế giới áp dụng mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao Nghiên cứu này có định hướng nghiên cứu lý thuyết và công nghệ ép phun làm cơ sở cho mô phỏng quá trình chảy của vật liệu trong lòng khuôn, từ đó đưa ra các yêu cầu đối với rãnh dẫn và miệng phun nhằm tối ưu hóa quá trình điền đầy lòng khuôn Kết quả nghiên cứu sẽ mở ra một hướng tự thiết kế chế tạo khuôn ép nhựa có chất lượng cao Đây là một hướng thiết kế

mới, thực hiện đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần phát triển năng lực sản xuất của trong nước

2 Mục tiêu của đề tài

Khai thác, sử dụng thành thạo công nghệ thiết kế ngược và ứng dụng CAD/CAM/CAE trong thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm cánh quạt tản nhiệt máy tính Cụ thể như sau:

- Ứng dụng công nghệ đo quét mẫu và thiết kế ngược trong việc thiết kế sản phẩm cánh quạt tản nhiệt máy tính

- Ứng dụng CAE trong tính toán phân tích kỹ thuật, kiểm nghiệm và lựa chọn thông số công nghệ ép phun cho sản phẩm

- Ứng dụng CAM trong việc gia công lòng khuôn

3 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu lý thuyết về vật liệu nhựa và polyme, công nghệ đúc ép phun, các lý thuyết và kỹ thuật thiết kế khuôn làm cơ sở cho quá trình thiết kế khuôn ép nhựa

Nghiên cứu ứng dụng các phần mềm: Gieomagic Design X, Catia cho thiết kế

mô hình 3D và khuôn 3D Ứng dụng phần mềm Moldflow để lựa chọn điểm phun và

mô phỏng quá trình ép phun, lựa chọn thông số công nghệ ép phun hợp lý giúp tối ưu hóa quá trình ép phun, hoàn thiện sản phẩm

4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

- Hoàn thiện được quy trình thiết kế, gia công chế tạo khuôn ép phun áp dụng thành tựu của khoa học và công nghệ thông tin trong ngành cơ khí

Ý nghĩa thực tiễn:

- Áp dụng quy trình thiết kế, chế tạo khuôn ép phun cho một sản phẩm cụ thể là cánh quạt tản nhiệt máy tính

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN KHUÔN ĐÚC ÉP PHUN CHO SẢN PHẨM NHỰA

1.1 Nghiên cứu về vật liệu Polyme và các phương pháp gia công [5]

 Sự hình thành:

Với sự phát triển cua khoa học hiện đại, có nhiều phương pháp để tạo ra Polyme Các phương pháp trên đều tuân theo nguyên tắc cơ bản: sử dụng các phản ứng hóa học

để tổng hợp nhiều monomer thành Polyme

Ví dụ: Các monome Etylen qua phản ứng trùng hợp để tạo thành Polyetylen

+ Polyme tự nhiên: Cao su, xenlulo, protein

+ Polyme nhân tạo: PE, PP, PS

- Theo cấu trúc hình học:

+ Polyme mạch thẳng + Polyme mạch nhánh: Polyme mạch nhánh dạng lưới, polyme mạch nhánh dạng không gian

- Theo ứng dụng:

+ Polyme thông dụng: Dùng để sản xuất các chi tiết khối kỹ thuật đòi hỏi tính chất cơ lý hóa cao hơn Vi dụ như: PP, PE, PMMA

+ Polyme kĩ thuật: Dùng để sản xuất các chi tiết kỹ thuật đòi hỏi tính chất cơ lý hóa cao hơn, ví dụ như: PA, PC, PF(teflo)

- Theo tính chất chịu nhiệt:

+ Polyme nhiệt dẻo: Polyme mạch thẳng dưới tác dụng của nhiệt độ nó

bị chảy dẻo ra, khi làm nguội nó rắn lại, quá trình này được lặp đi lặp lại Loại Polyme này có ưu điểm tái sinh được, nên người ta dùng làm đồ gia dụng

+ Polyme nhiệt rắn: Hay còn gọi là Polyme đặt nhiệt là loại Polyme mạng không gian, dưới tác dụng của nhiệt độ hay chất đóng rắn, nó trở lên cứng, quá trình này không lặp lại Ưu điểm của loại này là có

cơ tính tốt, nên được dùng nhiều trong kỹ thuật

c Các tính chất của Polyme

 Các tính chất cơ bản chung nhất của Polymer

- Trọng lượng nhẹ, độ cứng bề mặt không cao

- Vật liệu cách điện, cách nhiệt và cách âm

- Chảy tốt, có thể dùng nhiều phương pháp gia công

- Kháng nước và hóa chất

- Nhiều ứng dụng tùy thuộc vào công nghệ sản xuất

- Giá thành rẻ

- Có những tính chất đặc biệt tùy thuộc vào cấu trúc hóa học

- Không chịu nhiệt

- Độ kháng dung môi thấp - ứng suất nứt thấp

phương của lực tác dụng, là lực cần thiết để đặt nên một đơn vị diện tích để làm gẫy mẫu thử

 Độ dai

- Độ dai là khả năng của vật liệu chống lại biến dạng và phá hủy dọc theo phương của lực tác dụng

- Độ dai được đo bằng tỷ số giữa lực kéo và tiết diện ngang nhỏ nhất của

mẫu thử lúc chưa kéo: S k = F/S(N / mm 2)

- Độ dai cũng có thể coi tương đương với độ dãn dài mẫu thử khi đứt so với độ dài mẫu thử trước khi tiến hành kéo thử Ta gọi đây là độ dai tương đương

- Tùy loại Polymer mà ta có độ dai tương đương lớn hay nhỏ Với Polymer giòn như PS độ dai tương đương chỉ khoảng vài % Còn với Polymer dai như PA độ dai tương đương có thể đạt tới 50 - 150%

 Độ dai va đập

Độ dai va đập đặc trưng cho khả năng của vật liệu chống lại sự phá hủy do tải trọng động gây nên, đo bằng( KJ/m2)

 Mô đun đàn hồi

Modun đàn hồi đặc trưng cho khả năng biến dạng của vật liệu Khi tăng ứng suất tác dụng đến một giá trị, ta có biến dạng tỷ lệ thuận với ứng suất Giá trị này chính là modun đàn hồi E, đo bằng N/mm2

Modun đàn hồi của Polymer nói chung là nhỏ , ví dụ :

EPE = 130÷1000N/mm2, các chất khác nhau khoảng 1500 ÷ 4000 N/mm2 ( so với thép khoảng 2.104N/mm2)

Tuy nhiên, còn một tính chất mà ta nên chú ý ở nhiều Polymer là ngoài khả năng biến dạng do nhiệt độ cao, do áp lực kéo nén chúng còn khả năng chảy lạnh Đây

là hiện tượng xảy ra khi Polymer chịu một tải trọng không đổi trong một thời gian dài, mẫu thử dần dần bị biến dạng Hiện tượng chảy lạnh sẽ tăng theo thời gian chịu tải trọng

 Độ cứng

Độ cứng của chất dẻo cũng đo được bằng phương pháp thông thường như kim loại Tuy nhiên người ta hay sử dụng phương pháp đo độ cứng Brimell (HB) do nó có thể đo được độ cứng của các vật liệu mềm mà không làm biến dạng hay làm phá hủy mẫu đo

 Ảnh hưởng của nhiệt độ

- Nhiệt độ ảnh hưởng rõ rệt đến tính chất của Polyme Khi thay đổi nhiệt

độ người ta nhận thấy có một loại tính chất cơ bản của vật liệu thay đổi,

ví dụ như: độ bền nhiệt, độ bền lạnh, độ biến dạng, hệ số ma sát, nhiệt dung

 Ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên

- Các yếu tố tự nhiên cũng ảnh hưởng tới tính chất của chất dẻo nhất là sau thời gian dài Người ta còn gọi là sự lão hóa của Polyme đây là hiện tượng giảm cơ tính, hóa tính của Polymer khi tiếp xúc với các tác nhân

tự nhiên như ánh sáng độ ẩm oxy, bức xạ điện từ tùy theo từng loại mà mức độ lão hóa cũng khác nhau Ví dụ PMMA, PVC, PA có độ bền khí hậu tốt hơn PP

d Một số loại Polyme thường gặp và ứng dụng của chúng

Chất dẻo trong kĩ thuật thường được phân loại theo phương pháp công nghệ gồm có nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn

 Nhựa nhiệt dẻo

Là loại chất dẻo có khả năng lặp lại nhiều lần quá trình chảy mềm dưới tác dụng của nhiệt độ và trở lên cứng rắn khi được làm nguội Trong quá trình tác động nó chỉ thay đổi tính chất vật lý chứ 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 và tấm 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 Nhựa polystyrene 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 tạo hình 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, ứng dụng 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 làm bulong, 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 răng máy, trục

 Nhựa nhiệt rắn

Là loại chất dẻo khi có tác dụng nhiệt hay hóa học sẽ trở nên đóng rắn và không

có khả năng chảy dẻo nữa Nhựa nhiệt rắn không có khả năng 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 hoặc làm 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 dụng trong chế tạo vỏ

ô tô, thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiểm

- 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 tông, tính chịu nhiệt,chịu dung môi, chịu nước và cách điện tốt, là plastic quan trọng trong công nghiệp Nhựa Epoxy dùng làm vật liệu tang bền sợi thủy tinh và sợi cacbon, làm vật liệu cách 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 Mỗi loại chất dẻo đều có một phương pháp gia công và một nhiệt độ co riêng,

do vậy trong quá trình chế tạo phải chú ý để tránh tạo ra phế phẩm hoặc sai kích thước gia công

Bảng 1.1.Bảng thống kê các loại nhựa[5]

độ(<°C)

Nhiệt độ cuối Piston (°C)

11 Elastomer Nhựa đàn hồi cao su Nhiệt độ lưu

hóa

75-110

Về độ bền có bảng sau:

Bảng 1 2 Bảng thông số độ bền của 1 số loại nhựa[5]

Về độ co ngót của nhựa ta có bảng sau:

Bảng 1.3 Bảng thông số độ co ngót của nhựa[5]

1.2 Tổng quan về khuôn ép phun sản phẩm nhựa [1],[2],[4],[7]

1.2.1 Khái niệm chung về khuôn

Khuôn là một dụng cụ để định hình cho một sản phẩm nhựa Kích thước và kết cấu khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng của sản phẩm

Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, ở đó nhựa được phun vào, được làm nguội và đẩy ra sản phẩm

Sản phẩm được tạo thành giữa hai phần của lòng khuôn Khoảng trống giữa hai phần khuôn được điền đầy bởi nhựa và nó sẽ mang hình dạng của sản phẩm

Một phần lõm vào xác định hình dạng của sản phẩm gọi là lòng khuôn, còn phần lồi ra xác định hình dạng bên trong của sản phẩm gọi là lõi khuôn

Hình 1.1: Sơ đồ khuôn cơ bản

1.2.2 Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa

- Đối với khuôn hai tấm có nhiều lòng khuôn thì ta cần quan tâm đến việc thiết kế kênh dẫn và miệng phun sao cho nhựa có thể điền đầy các lòng khuôn cùng lúc (vấn đề cân bằng dòng chảy của nhựa) Trước khi bắt đầu thiết kế khuôn loại này ta nên dùng một mẫu để phân tích thử trên phần mềm để tìm vị trí đặt miệng phun thích hợp nhất Khi xét thấy vị trí đặt miệng phun có thể đặt thẳng hàng với các lòng khuôn thì việc sử dụng khuôn hai tấm là thích hợp.Vì vấn đề cân bằng dòng chảy và đòi hỏi các miệng phun phải được bố trí ngang hàng với các lòng khuôn mà việc thiết kế khuôn hai tấm có nhiều lòng khuôn gặp nhiều hạn chế đối

với một số sản phẩm nhựa nhất định Do đó để khắc phục nhược điểm này người ta dùng đến khuôn ba tấm hoặc khuôn hai tấm có rãnh dẫn nóng

 Ưu điểm:

- Kết cấu đơn giản hơn khuôn ba tấm hay khuôn không rãnh dẫn

- Giá thành khuôn có thể giảm

- Hệ thống rót bao gồm cổng phân phối cạnh, cổng phân phối trực tiếp và cổng phân phối ngầm, cổng cạnh và trực tiếp thường sử dụng nhiều hơn

- Với cổng phân phối ngầm, ta có thể tách chi tiết khỏi rãnh dẫn (bao gồm đậu ngót và cổng phân phối), như vậy không cần có bước cắt bỏ nó sau khi đúc

tấm đƣợc đặt trên tấm thứ hai song song với mặt phân khuôn chính Chính nhờ tấm thứ hai này mà kênh dẫn và cuống phun có thể đƣợc tách rời ra khỏi sản phẩm khi khuôn

mở ( tự cắt miệng phun)

Khuôn ba tấm đƣợc dùng khi mà toàn bộ hệ thống kênh dẫn không thể bố trí trên cùng một mặt phẳng nhƣ với khuôn hai tấm Điều này có thể là do:

- Khuôn có nhiều lòng khuôn

- Khuôn có một lòng khuôn nhƣng phức tạp nên cần nhiều vị trí phun nhựa

- Khó khăn trong việc chọn ra một vị trí phun thích hợp khác

- Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn với nhau nên buộc phải thiết kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn

 Ƣu điểm:

- Chi tiết và rãnh dẫn có thể tự động tách ra nên dễ tự động hóa và đƣợc

áp dụng rộng rãi trong dạng sản xuất lớn

- Giá thành thấp hơn so với khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng

- Ít bị hỏng hóc hơn khuôn có kênh dẫn nóng

- Có thể phù hợp với những vật liệu chịu nhiệt kém

 Nhƣợc điểm:

- Kết cấu phức tạp hơn khuôn hai tấm

- Giá thành khuôn cũng cao hơn

- Chu kì ép phun tăng do hành trình của dòng nhựa để đến đƣợc lòng khuôn dài

- Lãng phí nhiều vật liệu

- Cần áp suất phun lớn để điền đầy

- Kiểu họng phun kéo dài (Extention Nozzle)

- Kiểu giếng ( Well Type)

- Kiểu rãnh dẫn cách ly ( Insualated Runner)

- Kiểu rãnh dẫn nóng ( Hot runner)- đƣợc dùng nhiều nhất

 Ƣu điểm:

- Do rãnh dẫn không đƣợc lấy ra mà chỉ có phần chi tiết đƣợc tháo ra nên không cần có bộ phận tháo rãnh dẫn Không phải loại bỏ rãnh dẫn Tiết kiệm vật liệu tạo hình

- Đậu rót hoặc rãnh dẫn luôn đƣợc ung nóng bởi bộ gia nhiệt, do đó nhựa nóng chảy điền đầy tốt

- Thời gian điền đầy vật liệu vào hệ thống rãnh dẫn được rút ngắn (trên thực tế bằng không), chu kì tác động của máy tạo hình để đóng mở khuôn trở nên ngắn, hơn nữa không tốn thời gian để lấy rãnh dẫn ra nên tổng thời gian chu kì tạo hình ngắn

- Không cần taho tác lấy rãnh dẫn ra, bộ phận cổng phân phối được cắt bỏ

tự động, có thể tự động hóa hoàn toàn Điểm này là một ưu điểm lớn nhất đối với loại không rãnh dẫn

- Nó phù hợp cho quá trình tự động hóa và có hiệu quả cao khi sản xuất với sản lượng lớn

 Nhược điểm:

- Nói chung kết cấu khuôn trở nên phức tạp và bởi vì có thêm thiết bị khống chế nhiệt độ và giá thành khuôn cao nên nếu không sản xuất loạt lớn thì tính kinh tế kém

- Phạm vi nhiệt độ thích hợp với tạo hình hẹp, khuôn loại này không thích hợp đối với vật liệu dễ phát sinh phân dải nhiệt ở nhiệt độ nóng chảy Do vậy đối với Clorua Vinyl cứng là không thích hợp, nhưng trường hợp PolyAsetal cần nghiên cứu rãnh dẫn đặc biệt

- Nạp nhiên liệu mất nhiều thời gian

d Phân tích kết cấu sản phẩm và chọn kiểu khuôn

Sản phẩm có hình dạng hình học phức tạp, làm việc trong môi trường nhiệt độ cao nên phải được làm từ vật liệu chịu nhiệt như nhựa ABS Sản lượng của sản phẩm

có kích thước nhỏ do đó chỉ cần một miệng phun là đủ Do khuôn có nhiều lòng kuôn nên ta quyết định sử dụng khuôn ba tấm để ép sản phẩm và ở đây ta cũng dùng hệ thống kênh dẫn nhựa nguội để dẫn nhựa chảy lỏng vào lòng khuôn, chứ không dùng hệ thống kênh nhựa nóng vì hệ thống kênh nhựa nóng phức tạp và giá thành cao hơn

Quy trình thiết kế một bộ khuôn hoàn chỉnh:

Bảng 1.1 Quy trình thiết kế một bộ khuôn hoàn chỉnh

1.2.3 Yêu cầu kỹ thuật của khuôn

- Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm

- Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt của lòng khuôn và lõi để đảm bảo độ bóng của sản phẩm

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn

- Đảm bảo lấy được sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng

- Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả bộ phận của khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực

ép lớn ( vài phần trăm tấn)

- Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn phải có hệ thống làm lạnh ổn định để vật liệu điền đầy vào lòng khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó rút ngắn chu kì

ép và tăng năng suất

- Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp sao cho phù hợp với công nghệ hiện có

1.2.4 Các hệ thống cơ bản của khuôn

Vì nhựa dẫn nhiệt kém nên lớp vỏ ngoài sẽ đóng vai trò là lớp cách nhiệt cho lõi trong của nhựa nóng chảy và giữ nhiệt cho lõi trong Do đó nguyên liệu nhựa vẫn

có thể chảy qua lõi giữa trong quá trình phun Nếu tốc độ phun tăng thì lớp nhựa đông lại sẽ bị mỏng đi do nhiệt ma sát sinh ra cao hơn Tương tự như thế, độ nóng chảy và nhiệt độ của khuôn cao sẽ làm giảm độ dày của lớp nhựa đông lại

Để có được lớp cách nhiệt bằng phẳng, không nên để có góc nhọn làm cản trở dòng chảy Hơn nữa vùng làm nhựa chậm khó qua được ở đoạn cuối của cuống phun

và kênh nhựa tốt nhất là làm giống như dùng cho vật liệu cứng, điều này cho phép nhựa nóng chảy có thể chảy qua

Chú ý: Khi trong khuôn có kênh nhựa dài thì vùng làm chậm nguội là cần thiết

Hình 1.4: Hệ thống cấp nhựa

 Cuống phun

Cuống phun là chi tiết nối giữa vòi phun của máy và kênh nhựa, có ba kiểu cuống phun nhựa đó là kiểu đơn giản dùng trong khuôn trước hình 1.5a cuống phun được sử dụng ở khuôn 2 tấm khi đó phải có nấc nhỏ ở chỗ giao nhau

để khắc phục hiện tượng không khớp nhau giữa hai nửa hình 1.5b Bạc cuống phun, đây là loại cuống phun thông dụng nhất vì nó có các ưu điểm vượt trội hơn hẳn hẳn hai loại cuống phun trên được chỉ ra trên hình 1.5c ở đây bạc cuống phun được tôi cứng tránh bị vòi phun của máy làm hỏng Kích thước của bạc cuống phun phụ thuộc vào vào 4 yếu tố chính là:

- Khối lượng và chiều dầy sản phẩm và loại nhựa được sử dụng

- Kích thước của lỗ vòi phun của máy phun cũng ảnh hưởng tới kích thước của cuống phun

- Độ mở của cuống phun phải lớn hơn đường kính lỗ vòi phun của máy từ 0,5 - 1 mm

- Bán kính trên bạc cuống phun và vòi phun phải tạo nên được sự liên kết phù hợp giữa chúng Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn 2 -

5 mm so với bán kính vòi phun để đảm bảo không có khe hở giữa

cuống phun và vòi phun khi chúng tiếp xúc với nhau Khe hở nhƣ vậy

có thể lớn dần lên gây ra một số vấn đề nhƣ rò rỉ vật liệu

và lƣợng nhựa trong lòng khuôn, nhƣng phải đủ lớn để chuyển một lƣợng vật liệu đáng kể điền đầy lòng khuôn nhanh và giảm sự mất áp lực ở kênh nhựa và các miệng phun Có các kiểu kênh nhựa sau:

- Kênh nhựa hình tròn: Đƣợc dung phổ biến vì tiết diện ngang của hình

tròn cho phép 1 lƣợng vật liệu tối đa chạy qua mà không bị mất nhiều nhiệt Tuy nhiên chi phí chế tạo lai đắt hơn vì kênh nhựa phải nằm ở hai bên của mặt phân khuôn

- Kênh nhựa hình thang: Cũng lợi nhƣng sử dụng nhiều vật liệu hơn So với

kênh nhựa hình tròn thì kênh nhựa hình thang dễ gia công hơn vì nó chỉ

có một bên của mặt phân khuôn Loại này đặc biệt có lợi khi kênh phải đi qua 1 mặt trƣợt

- 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 nhựa hình bán nguyệt và hình cung: Loại này tốt nhất khả năng công

nghệ và tiết kiêm vật liệu cao

Kích thước của kênh dẫn nhựa phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Độ dầy thành sản phẩm

- Khối lượng thành sản phẩm

- Đường tiết diện ngang của sản phẩm

 Các kiểu miệng phun và khuyết tật khi phun nhựa

 Khái niệm

Miệng phun là miệng mở giữa kênh nhựa và lòng khuôn Các miệng phun thường được giữ ở kích thước nhỏ nhất và được mở rộng nếu cần thiết Những miệng phun lớn tốt cho sự chảy êm của dòng nhựa

 Vị trí miệng phun

Xác định vị trí miệng phun rất quan trọng trong quá trình thiết kế khuôn Nếu các điều kiện thiết kế khác hoàn toàn hợp lý thì nếu vị trí miệng phun sai vị trí thì sẽ gây ra khuyết tật sau đây:

+ Vật được phun ngắn: Vật liệu bị đông cứng trước khi điền đầy lòng khuôn

+ Sản phẩm bị cong vênh: Đối với các sản phẩm dài có miệng phun ở trung tâm thì sản phẩm có xu hướng cong ở giữa Khắc phục nhược điêm này bằng cách thiết kế sao cho miệng phun thật rộng sẽ giảm được cong vênh

+ Đường hàn: Khi nhựa phun chảy qua miệng phun và bị đông lại nhiều đến nỗi khi chảy quanh vật cản hình chữ nhật, nó sẽ pha trộn tốt với nhau nên để lại phía sau đường một đường phân biệt gọi là đường hàn Khắc phục bằng cách mở thêm một miệng phun phía kia của sản phẩm

+ Sự tạo đuôi: Khi nhựa phun chạy qua một của hẹp vào trong lòng khuôn có thể bị tạo thành đuôi

+ Hõm co: Do nhựa chảy qua một tiết diện mỏng, nó khó giữ được áp lực khi khuôn cao để điền đầy vào khoảng trống

+ Cản khí: Không khí bị kẹt lại, nhựa đang chảy quanh một chỗ bị chảy ngược lại và khí không được thoát ra ngoài

 Các kiểu miệng phun

+ Miệng phun cuống phun: Miệng phun cuống phun được dùng khi bạc cuống phun có thể dẫn nhựa trực tiếp vào lòng khuôn, kiểu này tốt cho các sản phẩm lớn như xô nhựa, chậu nhựa Nhược điểm của loại miệng phun này là phải thêm chi phí tách miệng phun sau khi phun

Hình 1.6: Miệng phun cuống

+ Miệng phun cạnh: Miệng phun này là kiểu miệng phun rất thông dụng,

có thể sử dụng cho tất cả các loại sản phẩm.Tuy nhiên phải tính tới phí tổn cát bỏ nó Kiểu miệng phun này thường được làm không chính xác Miệng phun này càng ngắn càng tốt, thông thường từ 0,8 đến 1,5

mm

Hình 1.7: Miệng phun cạnh

+ Miệng phun kiểu băng: Loại này không thông dụng chỉ dùng cho các loại vật liệu có tính chảy kém Bộ phận lồi ra sau khi tạo hình sẽ cắt bỏ

đi

Hình 1.8: Miệng phun kiểu băng

+ Miệng phun kiểu đường ngầm: Loại này rất thông dụng, có ưu điểm là

tự cắt đứt khi sản phẩm bị đẩy ra ngoài khỏi lòng khuôn Dấu vết của miệng phun không nhất thiết phải trên đường phân khuôn, nghĩa là có thể đặt miệng phun trên những đường hoa văn, đường gân mà không nhìn thấy được Với miệng phun kiểu này tự động hóa trở nên rất dễ dàng

Hình 1.9: Miệng phun kiểu đường ngầm

+ Miệng phun điểm chốt: Kiểu này thông dụng với cấu trúc khuôn ba tấm có những lòng khuôn lớn mà cần nhiều miệng phun lớn hơn, hoặc cho loại khuôn nhiều lòng khuôn Kích thước của miệng phun điểm chốt rất quan trọng, nếu điểm chốt quá to hoặc phần còn lại còn qua nhỏ thì dấu vết của nó sẽ nhìn thấy rõ Miệng phun điểm chốt dùng khi cho phép có dấu vết của miệng phun trên bề mặt sản phẩm

Hình 1.10: Miệng phun kiểu điểm chốt

+ Miệng phun hình đĩa: Miệng phun này dùng để điền đây một lòng khuôn từ một hốc trong sản phẩm Vật liệu từ cuống phun chảy ra ngoài và tất cả các tiết diện lòng khuôn được điền đầy cùng một lúc

Hình 1.11: Miệng phun kiểu đĩa

Một phương pháp làm nguội tốt hơn là đặt các lỗ làm mát trong lõi Ưu điểm của phương pháp này là nhiệt độ có thể điều khiển được bằng sự tăng giảm nhiêt độ của dòng chất lỏng đang làm mát chảy qua các lỗ

c Hệ thống dẫn hướng

Trong quá trình hoạt động của khuôn luôn có sự chuyển động tịnh tiến của hai nửa khuôn Để đảm bảo chuyển động được chính xác cần có hệ thống dẫn hướng, hệ thống dẫn hướng của khuôn gồm có: chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng

 Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng

Chức năng chính của chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng là đưa khuôn sau vào khuôn trước và làm hai phần thẳng hàng Chốt dẫn hướng nằm ở khuôn trước và bạc dẫn hướng nằm ở khuôn sau để dễ điều khiển lấy sản phẩm ra

Hình 1.13: Hệ thống dẫn hướng trên khuôn

 Chốt dẫn hướng

Chốt dẫn hướng có hai loại: một loại thẳng và một loại bậc, có hai lý do chính

mà loại chốt có bậc được sử dụng nhiều hơn

- Nếu trong quá trình hoạt động chốt dẫn hướng có thể bị cong thì có thể thay đổi dễ dàng vì chỉ có một phần của 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 khoan thông qua cả hai tấm khuôn khi bị kẹp chúng lại với nhau

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

Hình 1.14: Chốt dẫn hướng

 Bạc dẫn hướng

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

d Hệ thống đẩy sản phẩm

 Giới thiệu chung

Hình 1.16: Các phần tử trong hệ thống đẩy

Chức năng của hệ thống đẩy sản phẩm là lấy sản phẩm ra sau khi khuôn mở

Đây là hệ thống thông dụng nhất mà trong đó phải tuân theo một số quy định:

- Khoảng đẩy A: Khoảng đẩy phải lớn hơn từ 5 đến 10mm so với chiều cao của sản phẩm được lấy ra từ khuôn Khoảng đẩy không nên làm quá dài vì chốt đẩy đôi khi rất nhỏ và chúng sẽ làm yếu hệ thống đẩy

- Sau khi sản phẩm được lấy ra, hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban đầu để các chốt đẩy không làm hỏng lòng khuôn tĩnh khi đóng khuôn Vì vậy phải có chốt hồi khuôn trong hệ thống đẩy

- Phần đỉnh của chốt đẩy về lý thuyết chỉ nằm ngang mức so vơi lòng khuôn, nhưng trong thực tế có thể trên dưới 0,05 đên 0,1mm Có thể cho phép một chỗ lồi hay lõm nhỏ trên sản phẩm, điều này phụ thuộc vào nhà thiết kế sản phẩm

- Kích thước của hệ thống chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm, nhưng trong khi thiết kế chế tạo khuôn cần cố gắng tránh đường kính nhỏ hơn 3mm, trừ khi điều đó cần thiết cho sản phẩm

- Khi hành trình đẩy dài thì cần có hệ thống những chốt dẫn hướng tấm đẩy, điều này giúp làm tăng độ cứng vững của chốt đẩy và tấm đỡ

 Các hệ thống đẩy thông dụng

 Kiểu dùng chốt đẩy: Đây là kiểu đẩy thông dụng nhất Nó rất đơn giản để

gia công và lắp đặt vào trong khuôn Các chốt đẩy được gia công rất chính xác và được chọn theo tiêu chuẩn Thông thường, các chốt đẩy chỉ được gia công chính xác ở phần dẫn hướng và được lắp theo hệ thống trục Độ cứng của thân chốt khoảng 60÷65 HRC,

độ cứng của đầu chốt khoảng 30÷35 HRC

Hình 1.17: Một số loại chốt đẩy

 Kiểu dùng lưỡi đẩy: 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 phải đặt chúng từ các miếng ghép lên đường phân khuôn

Hình 1.18: Hệ thống dùng lưỡi đẩy

 Kiểu dùng ống đẩy: Ống đẩy dùng để đẩy những sản phẩm có dạng tròn

xoay hoặc tấm mỏng 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 0,5° để tránh các vết chìm