Thiết kế khuôn đúc chi tiết trục máy lọc nước

Sản phẩm: Được tạo hình bằng khoảng trống giữa 2 phần khuôn khuôn âm và khuôn dương, nhựa sẽ được điền đầy s u đó được làm nguội và đông cứng lại rồi lấy ra khỏi lòng khuôn bằng hệ thốn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

MSSV: 57132410

Kh nh H -Th ng 6/2019

TRƯỜNG ĐẠ Ọ N TR NG

Kho viện: Kho Cơ khí

P U T EO DÕ T N ĐỘ VÀ Đ N G

ĐỒ N/ Ó LUẬN/ UYÊN ĐỀ T T NG P (Dùng cho B D và nộp cùng báo cáo Đ / L/ ĐTN của sinh viên)

Tên đề tài: Thiết kế khuôn đúc chi tiết trục máy lọc nước

Giảng viên hướng dẫn: Ts Nguy n V n Tư ng

Sinh viên được hướng dẫn: Ph n Đ nh Sự MSSV: 57CTM

+ Đối với ĐA KLTN:

Kết luận sinh viên: Được bảo vệ: Không được bảo vệ:

Khánh Hòa, ngày…… th ng…… n m………

án bộ hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

TRƯỜNG ĐẠ Ọ N TR NG

Kho viện: Kho Cơ khí

P U ẤM Đ ỂM ĐỒ N/ Ó LUẬN/ UYÊN ĐỀ T T NG P

(Dành cho cán bộ chấm phản biện)

1 ọ tên người chấm: ………

2 Sinh viên/ nhóm sinh viên thực hiện Đ / L/ ĐTN (sĩ số trong nhóm:……… )

( )……… MSSV:

( )……… MSSV:

(3)……… MSSV:

(4)……… MSSV:

(5)……… MSSV: Lớp: ……… Ngành:

3 Tên đề tài:

4 Nhận xét - H nh thức:

- Nội dung:

……… ……… ………

……… ………

………

……… ……

… Điểm hình thức: …… Điểm nội dung: /10 Điểm tổng kết: ………

+ Đối với ĐA KLTN: Kết luận cho sinh viên: Đƣợc bảo vệ: Không đƣợc bảo vệ: Khánh Hòa, ngày…… th ng…… n m………

án bộ chấm phản biện

(Ký và ghi rõ họ tên)

vệ tốt nghiệp

Sinh viên thực hiện

Phan Đình Sự

LỜI CẢM N

Qu hơn 3 th ng t m hiểu và làm việc, đề tài tốt nghiệp củ em đ được hoàn thành Có được điều này là nh sự gi p đ củ thầy gi o hướng dẫn c ng quý thầy, cô trong ộ môn Chế tạo m y và c c bạn c ng kho

Em xin ch n thành c m ơn TS Nguy n V n Tư ng đ nhiệt t nh hướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý b u gi p em hoàn thành đề tài tốt nghiệp này

Em xin ch n thành c m ơn kỹ sư Hà Qu ng Dũng, kỹ sư thiết kế công ty nhự

T n ph đ hướng dẫn tận t nh chu đ o cho em trong suốt th i gi n làm đề tài

Đề tài tốt nghiệp này được hoàn thành là nh sự truyền đạt kiến thức củ quý thầy, cô trong trư ng đ tận t nh gi p đ cho em trong suốt khó học Em xin ch n thành c m ơn và ghi nh n công ơn to lớn củ quý thầy, cô

Xin ch n thành c m ơn c c bạn c ng khó đ gi p đ trong th i gi n làm đề tài cũng như trong n m học vừ qu

Kh nh H , ngày 5 th ng 6 n m 9

Sinh viên thực hiện

Phan Đình Sự

TÓM TẮT O LUẬN

Trong phần thuyết m nh t đ tr nh bày được c c nội dung như s u:

Chương : Tổng qu n

- Giới thiệu tổng qu n về nhự và công nghệ phun ép nhự

- Giới thiệu về sản phẩm t cần thiết kế

Chương : Tính to n thiết kế c c bộ phận củ khuôn

- Chọn kiểu khuôn theo tiêu chuẩn, chọn m y phun ép

Chương 3: Sử dụng phần mềm Creo p r metric 5 để tách các phần tử khuôn và

sử dụng EMX 1 để tạo bộ khuôn hoàn chỉnh

Chương 4: Đề xuất kiến nghị

MỤ LỤ

MỤC LỤC 8

MỤC LỤC BẢNG 12

MỤC LỤC HÌNH 13

DANH MỤC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 17

Chương TỔNG QUAN 17

1.1 KHUÔN ÉP NHỰA 18

1.1.1 Khái niệm chung về khuôn 18

1.1.2 Các thành phần cơ bản, kết cấu chung của khuôn nhựa 18

1.1.3 Phân loại khuôn ép sản phẩm nhựa 25

1.1.3.1 Khuôn 2 tấm 25

1.1.3.2 Khuôn 3 tấm 26

1.1.3.3 Khuôn hai tầng 27

1.1.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ khuôn 27

1.1.5 Công nghệ ép phun và đặc điểm công nghệ 28

SƠ LƯỢC VỀ VẬT LIỆU NHỰA 29

1.2.1 Phân loại 29

1.2.2 Các tính chất chung của vật liệu nhựa 29

1.2.3 Một số vật liệu nhựa thông dụng 29

1.2.3.1 PE 29

1.2.3.2 PP 30

1.2.3.3 PVC 31

1.2.3.4 PET 31

1.2.3.5 PS 32

1.2.4 Một số phương ph p gi công vật liệu nhựa 32

4 Phương ph p ép phun 32

4 Phương ph p ép đ n 33

4 3 Phương ph p c n tấm 33

3 SƠ LƯỢC VỀ MÁY ÉP NHỰA 34

1.3.1 Cấu tạo chung 34

1.3.1.2 Hệ thống phun 35

1.3.1.3 Hệ thống kẹp 35

1.3.1.4 Hệ thống điều khiển 35

Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy ép nhựa 35

1.3.3 Nguyên lý làm việc 35

1.3.4 Chu kỳ phun ép của máy ép nhựa 36

1.4 TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM 37

Chương 2 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN KHUÔN 39

2.1 CHỌN KIỂU KHUÔN 39

2.2 LỰA CHỌN KẾT CẤU KHUÔN 39

2.3 CHỌN MÁY ÉP PHUN 40

4 HƯỚNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO SẢN PHẨM 40

2.5.1 Hệ thống kênh dẫn nóng 41

2.5.2 Hệ thống kênh dẫn nguội 41

2.6 CHỌN MẶT PHÂN KHUÔN 41

2.7 NGUYÊN LÝ THÁO KHUÔN 42

2.8 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ MIỆNG PHUN 43

2.9 TÍNH SỐ LÒNG KHUÔN TRONG MỘT KHUÔN 44

XÁC ĐỊNH CÁC KẾT CẤU KHUÔN 45

2.10.1 Chọn sơ bộ kích thước tấm khuôn dương 45

2.10.2 Chọn sơ bộ kích thước tấm khuôn âm 46

2.11.2 Thiết kế cuống phun 47

2.12 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÁO UNDERCUT 50

2.12.1 Tổng quát 50

2.12.2 Thiết kế 51

2.12.2.1 Chốt xiên 53

2.12.2.2 Con trượt 53

2.12.2.3 Hình dạng ray dẫn 57

2.12.2.4 Khối nêm 58

2.12.3 Tính toán 59

2.12.3.1 Lực kéo 59

2.12.3.2 Khoảng c ch trượt 60

2.12.3.3 Góc nghiêng của chốt xiên 60

2.12.3.4 Tính toán chiều dài của chốt xiên 60

2.13 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐẨY SẢN PHẨM 63

2.13.1 Thiết kế hệ thống đẩy 63

2.13.1.2 Tổng quan 63

2.13.1.2 Tính toán cho hệ thống đẩy 65

2.13.2 Hệ thống dẫn hướng 68

2.14 THIẾT KẾ HỆ THỐNG THOÁT KHÍ 69

2.15 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI 70

5 Định vị trí bộ phận làm nguội 70

5 Tính to n lượng nước cần cung cấp cho quá trình làm mát 70

2.16 DỰNG MÔ HÌNH BỘ KHUÔN 71

Chương 3 THIẾT KẾ KHUÔN BẰNG PHẦN MỀM CREO PARAMETRIC 5.0 72

3.1 MỞ ĐẦU 72

3.2 THIẾT KÊ KHUÔN CHO CHI TIẾT TRỤC MÁY LỌC NƯỚC BẰNG PHẦN

MỀM CREO PARAMETRIC 72

3 Đư chi tiết vào môi trư ng tách khuôn 72

3.2.2 Tạo phôi cho chi tiết 72

3.2.3 Tạo mặt phân khuôn 73

3.2.3.1 Vẽ tách các lõi tháo lói cho HT1 73

3.2.3.2 Vẽ tách các lõi tháo lói cho HT2 74

3.2.3.3 Tạo mặt phân khuôn Fill 76

3.2.4 Tiến hành tách khuôn 77

3.2.5 Tạo các phần tử của hệ thống tháo undercut 77

3.2.5.1 Hệ thống undercut cho HT1 77

3.2.5.2 Thiết kế hệ thống undercut cho hành trình tháo lõi HT2 81

3.2.6 Tạo chốt đẩy 85

3 3 THIẾT KẾ KHU N TR N PHẦN MỀM EMX 86

3 3 Lự chọn kiểu khuôn và c c kích thước cơ bản củ khuôn 86

3.3.2 Vẽ thêm các thành phần cho tấm khuôn 91

3.3.2.1 Chỉnh sửa tấm kẹp trên 91

4.3.2.2 Chỉnh sửa tấm khuôn âm, tạo các khoảng chứa các hệ thống tháo lói mặt bên trên các lõi khuôn 92

3.3.2.3 Chỉnh sữa tấm khuôn dương, tạo các khoảng trống trên lõi khuôn dương 93

3.3.2.4 Chỉnh sữa tấm giữ 93

3.3.3 Bộ khuôn hoàn chỉnh 94

Chương 4 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 95

4.1 KẾT LUẬN 95

4.2 KHUYẾN NGHỊ 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

MỤ LỤ BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của P20 46

Bảng Cơ tính của P20 46

Bảng 2.3 Thông số chốt dẫn hướng 69

Bảng 2.4 Thống số bạc dẫn hướng 69

MỤ LỤ ÌN

Hình 1.1 Kết cấu chung của một bộ khuôn [3] 19

Hình 1.2 Hệ thống chốt dẫn hướng [3] 19

Hình 1.3 Chốt dẫn hướng thẳng có vai [11] 20

Hình 1.4 Chốt dẫn hướng bậc có vai [11] 20

Hình 1.5 Bạc dẫn hướng [11] 20

Hình 1.6 Hệ thống cấp nhựa [ 10] 21

Hình 1.7 Hệ thống đẩy sản phẩm [10] 21

Hình 1.8 Hệ thống đẩy và các chốt đẩy thư ng dùng [3] 22

Hình 1.9 Hệ thống đẩy d ng lư i đẩy [3] 22

Hình 1.10 Hệ thống đẩy dùng ống đẩy [3] 23

Hình 1.12 Hệ thống đẩy dùng khí nén [3] 24

Hình 1.13 Hình dạng sản phẩm có undercut [10] 24

Hình 1.14 Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội [1] 25

Hình 1.15 Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng [1] 26

Hình 1.16 Khuôn 3 tấm [1] 26

Hình 1.17 Khuôn 2 tầng [1] 27

Hình 1.18 Cấu tạo chung của máy ép nhựa [2] 34

H nh 9 Sơ đồ làm việc của máy phun ép nhựa [4] 36

Hình 1.20 Chu kỳ phun ép [2] 36

Hình 1.21 Hình vẽ 3D của chi tiết 37

Hình 1.22 Hình vẽ 2D của chi tiết 38

Hình 2.1 Kết cấu khuôn kiểu SC [7] 39

Hình 2.2 Sơ đồ tháo khuôn 2 tấm [11] 43

Hình 2.3 Ảnh minh họa vị trí đặt miệng phun 44

Hình 2.4 Bề dày sản phẩm tại nơi đặt miệng phun 47

Hình 2.6 Lắp ghép giữa bạc cuống phun và v ng định vị [3] 48

H nh 7 Kích thước cuống phun cho thiết kế [ 3] 48

Hình 2.8 Bạc cuống phun theo tiêu chuẩn MISUMI [8] 49

H nh 9 Kích thước v ng định vị theo tiêu chuẩn MISUMI 50

Hình 2.10 Tháo undercut mặt ngoài sử dụng lõi trượt [3] 50

Hình 2.11 Hình ảnh sản phẩm 51

Hình 2.12 Khoảng cách cần tháo lói ngắn 52

Hình 2.13 Khoảng cách cần tháo lói dài 52

H nh 4 Sơ đồ hệ thống tháo undercut 52

Hình 2.15 Hình dạng của chốt xiên [3] 53

Hình 2.16 Hình dạng kiểu con trượt lắp ghép [3] 53

H nh 7 Con trượt lắp ghép 54

H nh 8 Kích thước con trượt [8] 54

H nh 9 Kích thước con trượt 2 của HT1 55

H nh Con trượt lắp ghép HT2 56

H nh Kích thước con trượt lắp ghép [8] 56

H nh Kích thước con trượt lắp ghép 4 của HT2 57

Hình 2.23 Hình dạng và kích thước ray dẫn 58

Hình 2.24 Hình dạng khối nêm [8] 58

H nh 5 Kích thước khối nêm theo tiêu chuẩn MISUMI [8] 59

Hình 2.26 Hình dạng của chốt xiên [8] 61

Hình 2.27 Tính chiều dài của chốt xiên 61

Hình 2.28 Chiều dài làm việc chốt xiên HT2 62

Hình 2.29 Hình dạng của chốt xiên theo tiêu chuẩn MISUMI [8] 62

Hình 2.30 Cấu tạo chung của hệ thống đẩy [3] 63

Hình 2.31 Hệ thống đẩy thư ng dùng [3] 64

Hình 2.32 Chốt hồi khi mở khuôn (tr i) và khi đóng khuôn (phải) [3] 65

H nh 34 X c định vị trí đặt chốt đẩy trên sản phẩm 66

H nh 35 Kích thước chốt đẩy dạng bậc [8, trang 135] 67

Hình 2.36 Hệ thống dẫn hướng trên khuôn [10] 68

H nh 38 Kích thước bạc dẫn hướng [8, trang 913] 69

Hình 2.39 Bộ khuôn 2 tấm cho sản phẩm 71

H nh 3 Kích thước của phôi 73

Hình 3.2 Phôi 73

Hình 3.3 Thiết diện revolve của lõi HT1 73

Hình 3.4 Lõi tháo lói HT1 74

Hình 3.5 Vẽ thiết diện lõi tháo HT2 74

Hình 3.6 Tiết diện nơi sẽ tiết xúp với lõi tháo HT1 75

Hình 3.7 Lõi tháo HT2 75

Hình 3.8 Phần hóc của HT2 75

Hình 3.9 Tiết diện lói tháo hóc của HT2 76

Hình 3.10 Lõi tháo HT2 76

Hình 3.11 Dùng lệnh fill 76

Hình 3.12 Chọn mặt phân khuôn 77

Hình 3.13 Vẽ tiết diện 78

H nh 3 4 Đ n vật thể 78

Hình 3.15 Mặt trước và s u con trượt 79

H nh 3 6 Kích thước con trượt lắp ghép 79

H nh 3 7 Đ n vật thể 80

H nh 3 8 Con trượt lắp ghép 80

Hình 3.19 Ray dẫn cho HT1 80

Hình 3.20 Khối nêm của HT1 81

Hình 3.21 Chốt xiên cho HT1 81

Hình 3.22 Tiết diện con trượt lắp ghép HT2 82

H nh 3 3 Con trượt 82

Hình 3.24 Con trượt lắp ghép 3 của HT2 83

H nh 3 5 Con trượt lắp ghép 3 của HT2 83

Hình 3.26 Thiết diện con trượt lắp ghép 4 của HT2 83

H nh 3 7 Đ n vật thể 84

Hình 3.28 Con trượt lắp ghép 4 của HT2 84

Hình 3.29 Ray dẫn cho HT2 85

Hình 3.30 Khối nêm của HT2 85

Hình 3.31 Chốt xiên cho HT2 85

Hình 3.32 Tấm đẩy và chốt đẩy 86

Hình 3.33 Giao diện vào EMX 86

Hình 3.34 Lựa chọn kiểu khuôn 87

Hình 3.35 Bộ khuôn tiêu chuẩn EMX 87

H nh 3 36 Th y đổi c c kích thước các tấm khuôn 88

H nh 3 37 H nh d ng khuôn s u khi th y đổi kích thước 89

Hình 3.38 Chỉnh sữa chốt dẫn hướng 89

Hình 3.39 Chỉnh sữa bạc dẫn hướng 89

Hình 3.40 Chỉnh sữa bạc cuống phun 90

Hình 3.41 Chỉnh sữ v ng định vị bạc cuống phun 90

Hình 3.42 Chỉnh sữa chốt hồi 91

Hình 3.43 Chỉnh sửa lò xo hồi 91

Hình 3.44 Tấm kẹp trước sau khi chỉnh sữa 92

Hình 3.45 Lõi khuôn âm 92

H nh 3 46 Lõi khuôn dương 93

Hình 3.47 Tấm giữ 94

Hình 3.48 Bộ khuôn hoàn chỉnh 94

hương 1 TỔNG QU N

1.1 U N ÉP N Ự

1.1.1 hái niệm chung về khuôn

Khuôn là dụng cụ hay thiết bị d ng để tạo hình sản phẩm theo phương ph p định h nh, khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng dành cho một số lượng chu trình nào đó, có thể là một hay nhiều lần

Kết cấu và kích thước củ khuôn được thiết kế và chế tạo phụ thuộc vào hình

d ng, kích thước, chất lượng và số lượng của sản phẩm cần tạo ra Còn nhiều yếu tố cần qu n t m đến như c c thông số công nghệ của sản phẩm (nhiệt độ khuôn, áp suất

gi công,…), tính chất vật liệu khuôn (độ co rút vật liệu, độ cứng, ), các yếu tố về giá thành của bộ khuôn

Sản phẩm: Được tạo hình bằng khoảng trống giữa 2 phần khuôn (khuôn âm và

khuôn dương), nhựa sẽ được điền đầy s u đó được làm nguội và đông cứng lại rồi lấy

ra khỏi lòng khuôn bằng hệ thống đẩy sản phẩm hoặc thao tác bằng tay Sản phẩm thu được sẽ có hình dạng của lòng khuôn

Khuôn âm (khuôn cố định, khuôn cái): Thông thư ng là phần lõm của khuôn

hình tạo ra hình dạng ngoài của sản phẩm, được gắn cố định trên máy ép nhựa

huôn dương (khuôn di động, khuôn đực): Nó là phần lồi của khuôn và tạo

ra hình dáng bên trong của sản phẩm, được gắn trên tấm di động của máy ép nhựa

Mặt phân khuôn: Là nơi tiếp xúc củ khuôn di động và khuôn cố định Mặt

phân khuôn có thể là mặt phẳng, mặt bậc thang, hay là mặt nghiêng… Tuỳ theo hình dạng của sản phẩm và sự bố trí lựa chọn củ ngư i thiết kế khuôn

1.1.2 ác thành phần cơ bản, kết cấu chung của khuôn nhựa

Ngoài khuôn dương và khuôn m r th bộ khuôn còn có nhiều bộ phận khác Các bộ phận này lắp ghép với nhau tạo thành những hệ thống cơ bản của bộ khuôn Trên hình 1.1 trình bày kết cấu chung của một bộ khuôn

Hình 1.1 Kết cấu chung của một bộ khuôn [3]

1- Tấm kẹp sau, 2- Bạc dẫn hướng, 3- Tấm khuôn dương, 4- Chốt dẫn hướng, 5- Tấm khuôn âm, 6- Tấm kẹp trước, 7- Bạc cuống phun, 8- V ng định vị, 9- Sản phẩm, 10- Bộ định vị, 11- Tấm đ , 12- Khối đ , 13- Tấm giữ, 14- Tấm đẩy, 15- Chốt đ , 16- Bạc dẫn hướng, 17- Chốt hồi về, 18- Bạc mở rộng

- Hệ thống dẫn hướng và định vị: Gồm tất cả các chốt dẫn hướng, bạc dẫn

hướng, v ng định vị, chốt hồi,… có nhiệm vụ giữ đ ng vị trí làm việc của hai phần khuôn khi ghép với nh u để tạo lòng khuôn chính xác

Hình 1.2 Hệ thống chốt dẫn hướng [3]

- Hệ thống dẫn nhựa: Gồm các bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và miệng

phun Hệ thống cấp nhựa có chức n ng phân phối nhựa chảy d o từ v i phun đến lòng khuôn Thông thƣ ng, đối với khuôn có 1 lòng khuôn thì nhựa chảy trực tiếp từ cuống phun tới lòng khuôn Với khuôn có nhiều lòng khuôn thì nhự đƣợc cấp từ vòi phun qua cuống phun và hệ thống dẫn nhựa, rồi bơm tới lòng khuôn qua cổng vào nhựa

Hình 1.6 Hệ thống cấp nhựa [ 10]

- Hệ thống đẩy sản phẩm: Gồm các chốt đẩy, chốt hồi, chốt đ , tấm đẩy, tấm

giữ… có nhiệm vụ đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn ép sau khi ép xong

Hình 1.7 Hệ thống đẩy sản phẩm [10]

Sau khi kết th c qu tr nh điền đầy và làm nguội thì máy ép sẽ mở khuôn và trục đẩy của máy ép sẽ đẩy 2 tấm đẩy và thông qua các chi tiết đẩy (chốt đẩy, lƣ i đẩy, ống đẩy, tấm th o…) đẩy sản phẩm r ngoài Trong qu tr nh đẩy thì tấm đẩy làm lò

xo nén lại, khi trục máy ép trở về vị trí b n đầu, thì lực nén của lò xo giúp tấm đẩy trở

về vị trí b n đầu

Các hệ thống đẩy thƣ ng dùng:

+ Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy: Đây là hệ thống được dùng phổ biến nhất Vật

liệu chế tạo là T8A hoặc T A, được tôi cứng hơn 5 HRC Chốt đẩy tiêu chuẩn với

đư ng kính, chiều dài, hình dạng khác nhau

Hình 1.8 Hệ thống đẩy và các chốt đẩy thường dùng [3]

1 Tấm di động, 2 Tấm đẩy, 3 Chốt đẩy, 4 Chốt hồi, 5 Tấm khuôn di động, 6 Tấm giữ

+ Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy: Lư i đẩy thư ng d ng để đẩy những chi tiết

có thành mỏng và hình dáng phức tạp, sử dụng lư i đẩy sẽ có lực đẩy lớn hơn do cấu tạo lư i đẩy lớn hơn và diện tích tiếp xúc củ lư i đẩy lên sản phẩm lớn hơn chốt đẩy

Hình 1.9 Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy [3]

+ Hệ thống đẩy dùng ống đẩy: Thông thư ng sử dụng ống đẩy để đẩy chi tiết

dạng tròn xoay Gồm có chốt được gắn cố định có nhiệm vụ dẫn hướng ống đẩy chuyển động tịnh tiến, ngoài ra có thể làm lõi, tạo hình cho sản phẩm dạng ống

Hình 1.10 Hệ thống đẩy dùng ống đẩy [3]

+ Hệ thống đẩy sử dụng tấm tháo: D ng để đẩy những chi tiết dạng tròn hay

dạng hộp có bề dày thành mỏng

Ưu điểm: Không để lại vết trên sản phẩm khi đẩy

Nhược điểm: Gia công tấm đẩy khó kh n hơn là khi gi công c c loại chốt đẩy thông thư ng…

Hình 1.11 Hệ thống đẩy dùng tấm tháo [3]

+ Hệ thống đẩy dùng khí nén: Thư ng sử dụng để đẩy các lòng khuôn sâu

như: Th ng sơn nước 5gallon… v độ chân không trong lòng khuôn rất lớn, do đó cần lực đẩy lớn và phân bố đều để đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn

Hình 1.12 Hệ thống đẩy dùng khí nén [3]

- Hệ thống lõi mặt bên: Gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam chốt

xiên,… làm nhiệm vụ tháo những phần không thể th o (undercut) r được ngay theo hướng mở khuôn

Hình 1.13 Hình dạng sản phẩm có undercut [10]

- Hệ thống thoát khí: Trong qu tr nh điền đầy, khí trong lòng khuôn phải

được thoát ra ngoài một cách nhanh chóng và d dàng Nếu khuôn không thoát khí tốt thì sẽ gây ra một số khuyết tật trên sản phẩm như: Đư ng hàn, vết cháy, chi tiết không được điền đầy Để tr nh được hiện tượng này, phải đặt rãnh sâu gọi là rãnh thoát khí

ở mặt phân khuôn, khí trong khuôn sẽ thoát ra, rãnh thoát khí thông thư ng sâu từ 0,01

mm đến 0,03 mm và bề rộng khoảng 5 mm đến 10 mm tùy vào hình dáng và kích thước chi tiết Trong c c trư ng hợp kh c, ngư i ta lợi dụng khe hở các hệ thống trượt, phần ghép làm hệ thống thoát khí

- Hệ thống làm mát: Gồm c c đư ng nước, các rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối,…

có nhiệm vụ ổn định nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm một cách nhanh chóng

1.1.3 Phân loại khuôn ép sản phẩm nhựa

Có các loại khuôn ép phun sau: Khuôn hai tấm, khuôn ba tấm, khuôn có kênh dẫn nóng, khuôn nhiều tầng và khuôn cho sản phẩm nhiều màu Ngoài ra còn có thể phân loại như s u:

- Theo lực đóng khuôn chi r loại: ,…5 ,… ,…8 tấn

- Theo lượng nguyên liệu cho một lần phun tối đ : , , 3, 5, 8,…56, oz (ounce-1 ounce = 28,349 gram)

- Theo loại pitong hay trục vít

- Phân loại theo phương đặt đầu phun nhựa nằm ngang hoặc thẳng đứng

1.1.3.1 Khuôn 2 tấm

Hình 1.14 Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội [1]

- Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội: Là loại khuôn phổ biến nhất Bộ phận chủ yếu là khuôn cố định và khuôn di động

Ƣu điểm: Kết cấu đơn giản, giá thành r , có chu kỳ ép phun ngắn

Nhƣợc điểm: Chỉ áp dụng cho các sản phẩm nhỏ, để lại vết của miệng phun trên sản phẩm, không tự cắt cuống phun sau khi ép

Nhược điểm: Chu kỳ ép phun t ng do hành tr nh nhựa vào lòng khuôn dài, tốn nhiều vật liệu, cần áp suất phun lớn để điền đầy nhựa

1.1.3.3 Khuôn hai tầng

Hình 1.17 Khuôn 2 tầng [1]

Khuôn 2 tầng sử dụng tấm khuôn giữa làm lòng khuôn, hệ thống đẩy sản phẩm đặt ở mỗi mặt của khuôn Sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng là chủ yếu

Ưu điểm: Tạo ra nhiều sản phẩm

Nhược điểm: Kết cấu phức tạp, giá thành khuôn cao

1.1.4 Yêu cầu kỹ thuật đối với bộ khuôn

- Độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm

- Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt củ l ng khuôn và lõi để đảm bảo

độ bóng của sản phẩm

- Đảm bảo chính xác về vị trí tương qu n giữa hai nửa khuôn

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

- Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mài mòn cao và d gia công

- Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả bộ phận của khuôn không bị biến dạng hay lệch khỏi vị trí khi chịu lực ép lớn (vài phần tr m 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 l ng khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó r t ngắn chu k ép và t ng n ng suất

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

1.1.5 ông nghệ ép phun và đặc điểm công nghệ

Công nghệ ép phun: Là công nghệ truyền thống của ngành sản xuất nhựa,

được áp dụng phổ biến ở các quốc gia có ngành công nghiệp nhựa phát triển như: Mỹ, Đức, Nhật Quá trình của công nghệ là phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn Một khi nhự được làm nguội và đông cứng lại trong l ng khuôn th khuôn được mở

ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nh hệ thống đẩy Trong quá trình này không

có bất kỳ một phản ứng hoá học nào Sản phẩm của nó thay thế cho các chất liệu khác như gỗ, sắt, nhôm trong công nghiệp hàng tiêu dùng và bao bì

Đặc điểm: Ép phun (đ c dưới áp suất h y đ c tiêm) là phương ph p gi công

chủ yếu trong công nghệ gi công polymer Thông thư ng, các loại nhựa d o được gia công bằng phương ph p này Sản phầm gi công có kích thước khá chính xác theo 3 chiều v được tạo hình theo khuôn kín

Quá trình gia công gồm 2 quá trình:

- Nhựa hoá trong xylanh nguyên liệu

- Tạo hình trong khuôn

Quá trình tạo hình chi tiết khi làm khít 2 nửa khuôn lại với nhau Tuỳ theo nguyên liệu đ c, chế độ nhiệt độ củ khuôn đ c kh c nh u (nhựa nhiệt d o khác nhựa nhiệt rắn) Vật liệu chảy vào khuôn thông qua cuống phun và kênh dẫn nhựa, cửa tiết diện nhỏ Khi vùng tạo hình củ khuôn được điền đầy vật liệu thì khuôn mới chịu tác dụng của lực ép Th i gian tạo r được 1 sản phẩm rất nhanh nên công nghệ ép phun cho n ng suất cao Gia công bằng phương ph p ép phun tiết kiệm được nhiều nguyên liệu và ít tốn th i gian cho hậu xử lý Tuy nhiên, quá trình ép phun không ổn định về nhiệt độ và áp suất, đ y là nhược điểm củ phương ph p ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm

1.2 S LƯỢ VỀ VẬT L U N Ự

1.2.1 Phân loại

Trong thực tế sản xuất và sử dụng nhự , ngư i ta phân nhựa thành 3 loại sau:

- Nhựa thông dụng: Là nhựa sử dụng với một lượng lớn, bao gồm những chủng loại nhựa sau: PE, PP, PS, ABS, PVC, PMMA

- Nhựa kỹ thuật: Là chủng loại nhựa có chất lượng vượt trội hơn nhiều so với nhựa thông dụng, như là: PO, PC, PPO biến tính, polymer bão hoà, nhựa Fluoride, PI, nhựa Sulfonamid, PPS

- Nhựa chuyên dùng: Fluoingted Ethlen Propylene, Silicone, PE trọng lượng phân tử cực kỳ c o… Cũng thuộc loại nhựa thông dụng và nhựa kỹ thuật Mỗi loại nhựa chỉ sử dụng trong một số lĩnh vực riêng biệt

1.2.2 ác tính chất chung của vật liệu nhựa

Trọng lượng nhẹ và cứng Vật liệu cách nhiệt, điện và âm tốt Chảy tốt, có thể dùng nhiều phương ph p gi công kh c nh u Kh ng nước và hoá chất, không bị n mòn, tính ổn định hoá học cao Nhiều ứng dụng tuỳ thuộc vào công nghệ sản xuất Có những tính chất đặc biệt, tuỳ thuộc vào cấu trúc hoá học Không chịu nhiệt Độ cứng

bề mặt kém Độ kháng dung môi thấp, ứng suất nứt thấp Tính chất tĩnh điện thấp

Nhược điểm chủ yếu của vật liệu nhựa là tính ổn định không c o, modun đàn hồi thấp, độ d i v đập thấp hơn kim loại và hợp kim, d bị lão hoá

1.2.3 Một số vật liệu nhựa thông dụng

- Chịu được nhiệt độ cao, < 3200C trong th i gian ngắn

- Bị c ng phồng hoặc hư hỏng khi tiếp xúc với tinh dầu thơm hoặc các chất tẩy như ncol, axeton, axetylen

- Có thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qu , do đó, PE có thể hấp thu giữ mùi trong b o b , và cũng chính m i này có thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm

Công dụng:

- Làm túi xách các loại, thùng chứa các chất, dung môi các loại

- Sản xuất nắp chai

- Những sản phẩm cần có độ bền kéo cơ học như b nhựa, vật liệu c ch điện

và nhiệt, bồn tắm, ống dẫn nước, chi tiết xe hơi

- Trong suốt, độ bóng bề mặt cao cho khả n ng in ấn cao, nét in rõ

- C ch điện tần số cao tốt, tính chất gia công ép phun tốt, không m i, không độc hại và có giá thành r

Công dụng:

- Dùng làm nắp chai, thân và nắp bút, hộp trang sức, két bia, hộp đựng thực phẩm

- Chai lọ trong y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp thùng chứa dung môi - Dùng làm vật c ch điện tần số cao, vật kẹp c ch điện

1.2.3.3 PVC

PVC viết tắt của Polyvinylchloride cũng là một loại nhựa d o polymer, được

điều chế bằng phản ứng trùng hợp vinylclorua

Đặc tính:

- Bột màu trắng, độ bền nhiệt thấp, mềm d o khi dùng thêm chất hoá d o

- Kháng th i tiết tốt, độ bền sử dụng cao, sự chống lão hoá cao, d tạo màu sắc, trọng lượng nặng hơn so với một số chất d o khác

- Độ bền nhiệt kém, chịu v đập kém, c ch điện tần số c o không được tốt

Công dụng:

- Sản xuất các sản phẩm cứng như: ống nước, màng mỏng cứng, tấm cứng

- Sử dụng làm nhãn, màng co cho các loại chai nhựa

1.2.3.4 PET

Polyethylene terephthalate được viết tắt là PET cũng là nhựa nhiệt d o,

thuộc loại nhự polyester và được dùng sản xuất vật dụng đựng đồ uống, thức n và các chất lỏng, được điều chế bằng qu tr nh đ tr ng hợp ngưng c c monomer (C16H8O4)n

Đặc tính:

- Có độ bền cơ học cao, có khả n ng chịu đựng lực xé và lực va chạm, chịu được sự mài m n c o, độ cứng vững cao

- Trơ với môi trư ng thực phẩm

C

Công dụng:

- Được d ng làm ch i, b nh đựng nước tinh khiết, nước giải khát có gas

- Sản xuất nhự định hình, sử dụng cho các sản phẩm chịu v đập và quang học tốt như c c chi tiết trong ôtô, điện và điện tử

1.2.3.5 PS

Polystyren được viết tắt là PS, được tạo thành từ phản ứng trùng hợp Styren Có

Đặc tính:

- Cứng và giòn, rất nhẹ, trong suốt, không có mùi

- Không màu và d tạo màu, hình thức đẹp, d gia công bằng phương phức ép phun

Công dụng:

- Sản xuất hộp xốp nhự đựng thực phẩm, vỏ nhự CD, DVD, đồ chơi tr em, máy vi tính, máy sấy tóc

- Nh đặc tính cứng và giòn, nên dùng sản xuất các loại chén, bát, khay nhựa

1.2.4 Một số phương pháp gia công vật liệu nhựa

1.2.4.1 Phương pháp ép phun

Ép phun là phương ph p gi công sản phẩm bằng cách phun vật liệu nhựa nóng chảy điền đầy l ng khuôn dưới một áp lực lớn được tạo ra do máy ép phun Một khi nhự được làm nguội và đông cứng lại trong l ng khuôn th khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nh hệ thống đẩy Trong quá trình này, không xảy ra bất

+ Khả n ng tự động hoá và chi tiết có tính lặp lại cao

+ Phù hợp với sản xuất hàng loạt và hàng khối

- Nhược điểm:

+ Tạo những chi tiết phức tạp thì việc tạo khuôn gặp nhiều khó kh n

+ Không chế tạo được những chi tiết dài và liên tục

+ Giá thành của thiết kế và tạo khuôn rất cao

1.2.4.2 Phương pháp ép đùn

Trong phương ph p ép đ n, vật liệu d o ho được ép qua một miệng phun để đi vào lỗ khuôn, tạo thành mặt cắt hình dạng mong muốn Mặt cắt ép đ n này được làm nguội bằng c ch cho đi qu c c hệ thống làm nguội như: Khí, bồn nước giữ nhiệt… Phương ph p này thư ng d ng để bọc d y điện, cáp, tạo màng mỏng, tạo ống có chiều dài lớn…Phương ph p này thư ng dùng cho nhựa nhiệt d o, đôi khi cũng d ng cho nhựa nhiệt rắn

Ưu, nhược điểm: Có thể chế tạo được những chi tiết rỗng có chiều dài rất lớn

mà c c phương ph p kh c không làm được Sản phẩm d bị khuyết tật như rạn nứt bề mặt, bọt khí, chiều dày chi tiết không đều…

- Ưu điểm: Phương ph p này tạo ra tấm nhựa có bề mặt đẹp, đồng đều và chiều

dày có thể th y đổi được

- Nhược điểm:

+ Nhiều khuyết tật xảy ra cho sản phẩm như: lỗ thủng, vết rỗ, bề mặt sản phẩm xấu… + Chi phí đầu tư b n đầu rất cao, nên cần phải chọn loại thiết bị phù hợp mới có thể sản xuất nhựa có hiệu quả kinh tế

1.3 S LƯỢ VỀ M Y ÉP N Ự

1.3.1 ấu tạo chung

Máy ép phun gồm có những hệ thống cơ bản như h nh 1.18

Hình 1.18 Cấu tạo chung của máy ép nhựa [2]

1.3.1.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun

Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun

- Thân máy: Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau

- Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực

kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên Hệ thống này bao gồm bơm , v n, động cơ, hệ thống ống, thùng chứa nhiên liệu

- Hệ thống điện: Cấp nguồn cho động cơ điện và hệ thống điều khiển nhiệt cho

khoang chứa vật liệu nhở c c b ng nhiệt và đảm bảo sự n toàn điện cho ngư i vận hành máy bằng các công tắc Hệ thống này gồm tủ điện và hệ thống dây dẫn

- Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycon để làm

nguội khuôn, dầu thủy lực và ng n không cho nhựa thô ở cuống ph u bị nóng chảy Vì khi nhựa ở cuống ph u bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khó chạy vào khoan

nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn

1.2.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy ép nhựa

Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy ép nhự đƣợc thể hiện trên hình 1.19

ra ngoài

ình 1.19 Sơ đồ làm việc của máy phun ép nhựa [4]

1.3.4 hu kỳ phun ép của máy ép nhựa

Hình 1.20 Chu kỳ phun ép [2]

Gi i đoạn kẹp: L c đầu, cụm k m đóng khuôn lại rất nhanh nhƣng s u đó chậm dần, cho đến khi khuôn đƣợc đóng lại hoàn toàn Lực kẹp của khuôn rất lớn để chống lại áp lực cao từ dòng nhựa bắn vào khuôn

Gi i đoạn phun ép nhự : Đầu tiên, nhựa nóng chảy được phun vào khuôn rất nhanh do trục vít đẩy về phí trước Khi c c l ng khuôn được điền đầy, qu tr nh định

h nh được di n ra trong lòng khuôn, nhựa nóng sẽ nguội dần và xảy ra hiện tượng co rút Một lượng nhựa nữa sẽ được phun vào để bù phần nhựa bị co r t đó

Gi i đoạn làm nguội: Khuôn sẽ được làm nguội nh các kênh dẫn nguội lưu thông nước hoặc dầu, để hạ nhiệt độ của khuôn, từ đó, vật liệu trong khuôn sẽ được đông cứng để có thể đẩy ra khỏi lòng khuôn Trong th i gian này, trục vít quay và lùi dần về vị trí b n đầu, chuẩn bị cho lần phun tiếp theo

Gi i đoạn lấy sản phẩm: Cụm kìm có chức n ng mở khuôn chậm l c đầu và sau

đó nh nh dần Khi mở khuôn ra, thì tấm đẩy củ khuôn đẩy về phí trước để lói sản phẩm ra khỏi khuôn S u đó cần đẩy lùi về chuẩn bị cho lần phun kế tiếp, sản phẩm rơi xuống bệ chứa

1.4 TỔNG QU N VỀ SẢN P ẨM

Mẫu sản phẩm là trục của máy lọc nước được dùng trong các máy lọc nước y

tế Theo đơn đặt hàng của khách hàng thì sản lượng sản phẩm là 1.000.000 chi tiết n m Trên hình 2.1 và hình 2.2 là mô hình 3D và bản vẽ 2D của chi tiết trục máy lọc nước

Hình 1.21 Hình vẽ 3D của chi tiết

Hình 1.22 Hình vẽ 2D của chi tiết

Chi tiết có c c đặc điểm sau:

- Phần bên trong rỗng, thông suốt và có độ dày phân bố không đồng đều

- Một bên phần đầu có các g lắp ghép, phần đầu còn lại có hốc

- Phần ở giữa có các gân trợ lực đối xứng nhau

- Sản phẩm có kết cấu phức tạp, kích thước nhỏ, khối lượng bé, có bề dày không đồng đều

- Đối với sản phẩm này, theo kinh nghiệm ta chọn vị trí bơm keo vào chính giữa, phía trên của các gân trợ lực Đây là vị trí thuận lợi và tối ưu nhất cho việc thiết

kế khuôn

hương 2 T N TO N T T BỘ P ẬN U N

2.1 ỌN ỂU U N

Áp dụng tiêu chuẩn khuôn FUTABA của Nhật Bản để chọn kết cấu khuôn cho sản phẩm Theo các tính chất và đặc điểm hình dạng của chi tiết đ được trình bày ở chương , và dựa theo yêu cầu đơn đặt hàng của khách hàng ta nên chọn khuôn 2 tấm

Hình 2.1 Kết cấu khuôn kiểu SC [7]

Về phần vật liệu làm khuôn, ta lấy là thép C45 Riêng tấm dương và tấm âm: Hai tấm này cần đạt độ bóng bề mặt (theo yêu cầu của khách hàng) vì vậy ta chọn vật liệu là thép P Đ y là thép có độ cứng cao và cho khả n ng đ nh bóng tuyệt v i sau khi gia công