(Đồ án tốt nghiệp) chế tạo khuôn ép nhựa sản phẩm đòn treo trên xe ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ GVHD: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG Tp... H và tên Sin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM ĐÒN TREO

TRÊN XE Ô TÔ

GVHD: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG SVTH: BÙI HOÀNG NGUYÊN – 12144072

VÕ HOÀNG NHẬT – 12144160 LÂM TRUNG NGUYÊN – 12144073

SKL004519

Tp Hồ Chí Minh, năm 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

GVHD: PGS.TS ĐỖ THÀNH TRUNG

Tp Hồ Chí Minh, năm 2014

NHIỆM V ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đ Ả

h m vi gi

ti u h

ổng qu n

guy n l

u t o 2.1.3.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun

2.2.3.2 Khuôn 3 t m (3 plates mold)

2.2.3.3 Khuôn nhi u tầng (stack mold)

3.5 K t qu

3.5.1V n tốc dòng ch y

3.5.2L c k p

3.5.3Làm ngu i

3.5.4 Nhiệt 3.5.5 Thời gian làm ngu 3.5.6Dòng ch y rối

5 7Đ cong vênh

3.5.8Co rút

3.6 K t lu n

4.1 Thi t k òn treo tr n:

4.2 Thi t k khuôn mẫu ịnh ki u khuôn:

ịnh số lòng khuôn:

4.2.4Bố trí lòng khuôn:

4.2.5 Thi t k 4.2.6 Thi t k 4.2.7 T o mặt phân khuôn, kênh dẫn và lòng khuôn:

4.2.8 Thi t k 9 òng ịnh vị b c phun keo

4.2.10 Thi t k 4.2.11 Thi t k 4.2.12 Thi t k 5.1 T m k p trên

5.2 T m ẩy ty

iii

nh y nh

Hình 3.2: K t qu Hinh 3.3: Ảnh h ởng c

v

nh 6 5 ng th ng số thời gi n p phun 89

nh n phẩm òn treo tr n ng ng nghệ p phun 90

vii

ng n ph n hung khu n 16

B ng 2.2: Tỷ tr ng m t số nguyên liệu nh a thông d ng 29

B ng 2.3:B ng tra hệ số co rút (tham kh o) c a m t số lo i nh a 30

ng t qu ph n t h 35

ng t qu ph n t h th ng số p phun tr n phần m m 42

ng h ng số k thu t m y p Error! Bookmark not defined. ng h ng số nh s ng th nghiệm 87

viii

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ Ĩ IỆT NAM

L p: 12144CLC

Gi ng vi n h

H và tên Sinh viên: Bùi

2.

3.

x

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ Ĩ IỆT NAM Đ c l p –

T do – Hạnh Phúc

*******

NH N XÉT CỦA GIÁO VIÊN PH N BIỆN

H và tên Sinh viên: Bùi

Lâm Trung Nguyên

MSSV: 12144072 MSSV: 12144160 MSSV: 12144073

trong quá trình gia nhiệt b ng khí nóng.

Cuối cùng, xin kính chúc quý thầy

thành công trong cu

Nhóm sinh viên th c hiện

2

Nhìn chung, n n kinh t

ngành công nghiệp ô tô nh m

nliệu m i nh

ô tô

5

ợc k p chặt ), hình

d ng c a khuôn s

t o ra hình d ng

c a s n phẩm u khi ợ ịnh hình và làm ngu i trong khuôn, hành trình mở khuôn

- Đặ i m c a công nghệ ép phun là quá trình s n xu t diễn ra theo chu kỳ

7

- Thời gian chu kỳ ph thu c vào tr ng l ợng c a s n phẩm, nhiệt c n c làm ngu i

khuôn và hiệu qu

hệ thống làm ngu i khuôn

- Ch

t l ợng v

n ng

su t

c a s

n phẩ

m ph

thu

c vào

ch t

l ợng máy

ép phun,cht

khuôn mẫu

2.1.3 ạ

y p phun gồm những

ph nhung nh

s u:

+) Thân máy: Liên k t các hệ thống trên máy l i v i nhau

+) Hệ th ng th y l c: Cung c p l ng v mở khuôn, t o ra và duy trì l

c k p, làm cho tr c vít quay và chuy n ng t i lui, t o l c cho chốt ẩy

và s tr ợt c a lõi mặt bên Hệ thống này bao gồm m, motor, hệthống ống, thùng ch a dầu…

8

ch y Vì khi nh a ở cuống phễu bị nóng ch y thì phần nh

khoang ch a liệu Nhiệt tr

- Phễu c p liệu ( hopper ): Ch

- Khoang ch a liệu ( barrel ): Ch

Khitrcvítlùivthìv

- Vòi phun ( nozzle ):

nh 2.7 ị tr vòi phun trong hệ thống phun

ch y c a v t liệu Trong quá trình phun nh a l ng vào khuôn, vòi phun ph i thẳng

Có nhi u lo i vòi phun khác nhau ,tùy vào t ng tr

dùng lo i vòi phun nào cho thích hợp h ng th ờng ng số

nh :

ờng hợp ng d ng c th mà ta ời t

qu n t m n m t số thông

h y

11

nh 2.9 r ng th i ng khu n

12

- T m i ng ( moverable platen ): Là m t t m thép l

trên khuôn Ngoài ra , trên t m i

nh 2.11 ng hi n thị th ng số p

-B ng i u khi n : Gồm các công tắc và nút nh

n ng v n hành máy M

t khi n gồm có : nút nh

n i u khi n m th y l c, nút nh n tắt nguồn iện hay d c p và các công

tắ i u khi n b ng tay

n iungkhẩn

nh 2.12 i u khi

n tr n my

n…

14

ợc gálên t

ore

khu

a m

ép nh a

nh

hốnịhv

khun

Các b khuôn:

ph

n này

15

- Hệ thống dẫn h

hồi…

- Hệ thống dẫn nh

ngu i, kênh dẫn n m ngang mặt phân khuôn, cổng vào nh

và khi mở khuôn thì có m t kho ng mở

Có thhoặc không tách rời khi s n phẩm và kênh dẫn nh

+ Khuôn 2 t m ti t kiệm v t liệu h n, o k nh ẫn nh

+ Ph i tốn nhi u nhiên liệu h n so v i kênh dẫn nóng vì phần x ng keo kh ng

2.2.3.2 Khuôn 3 t m (3 plates mold)

Khái niệm: Khuôn 3 t m là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn ngu i, kênh dẫn

Khuôn 3 t m ở gi i o n th nh t c a quy

trình mở khuôn (gi t u i keo

Khuôn 3 t m ở gi i o n th hai c a quy trình mở khuôn (mở t m gi t u i keo

+ Lãng phí nhi u v t liệu do có thêm t m stripper plate ch

Ứng d ng:

+ Khuôn có nhi u lòng khuôn

+ Khuôn có m t lòng khu n nh ng ph c t p nên cần h n m t vị trí phun nh

19

+ Vì ph i cân b ng dòng nh a giữa các kênh dẫn khác v i nhau nên bu c ph i thi t k kênh dẫn không n m trên mặt phân khuôn.

2.2.3.3 Khuôn nhi u t ng (stack mold)

Khái niệm: Khuôn nhi u tầng là khuôn ép phun do 2 hay nhi u b

nh u,t ng n ng su t t ng số l ợng s n phẩm trong 1 chu kỳ ép)

Khuôn nhi u tầng có th

nay, khuôn nhi u tầng dùng kênh dẫn n ng ợc s d ng r ng r i h

dẫn trên khuôn nhi u tầng qu

ngu i

nh Hình th c t b khuôn nhi u tầng v i hệ thống m nh a + hệ thống gia nhiệt

m:

+ Áp su t o i n ầy khuôn do kênh dẫn dài.

Ứng d ng:

+ Khuôn có nhi u lòng khuôn

+ Khuôn có m t lòng khu n nh ng ph c t p nên cần h n m t vị trí phun nh a

+ h kh n trong việc ch n ra m t vị trí phun thích hợp khác

dẫn không n m trên mặt phân khuôn

Hệ thống treo (hình 1.19) bao gồm thanh ổn

nối v i thân xe thông qua bánh và th

h t m hi u,

thiện tính êm dịu chuy n

2.3.3 Các ki u hệ th e ặ m

2.3.3.1 Hệ thông treo ph thu c

Hệ thống treo ph thu c hình 2.21 gồm các bánh xe, tr c nối trên m t dầm cầu li n, các chi ti

t hệ thống treo s nối dầm cầu v i thân xe

Hình 2.21

u hệ thống treo ph

thu c

So v i hệ thống treo c l p hình 2.22 thì cácchi ti t t v n gi n h n, b n cao và phù hợp v i các

lo i ô tô t i o kh i l ợng phần ợc treo l n nên kém

êm dịu và ổn ịnh, xe dễ bị rung ng,… ph n n hồi

có th là lò xo, nhíp

h 2.22

u hệthốn

g treo

c l p

23

Hệ thống treo ph thu ặ i m sau :

xuống c a các bánh xe

M t trong những bthống treo th

b ng cách h n chlắc ngang c a xe, nó chịu các l

thanh nối( thanh gi ng giữ những c m tr n ng vị tr v i u khi n s di chuy n ổn

ịnh c a xe.Các chi ti t

òn treo tr

n tr

y h nhu

ợc ch

t o b

ng thép v

a cồng

k nh v a nặng nv

t nh l m việckhông tốtn

òn treo tr n l m

ng v t liệu composite

2.4.1.2 Phân loại

-

-nh t, liên hệ v i c u tr

+ M

- PE (polyethylene): btính giữ nhiệt Đ ợc dùng b c dây

- PP (polypropylene): d o, m m, có tính ch t

có th kéo sợi Dùng làm các lo i xô, thùng, các lo i bao bì, b t he m

- PET (poly ethylene terephthalate –suốt,

26

chịu mài mòn tốt Đ ợ ng thổi chai nh ng n c gi i kh t h i n c

cao su Nh a nhiệt rắn t o m ng không gian ba chi u thành cao phân t , có kích

th c vô cùng l n so v i nguyên t , có tính ch t r t cao so v i nh a nhiệt d o,

nh t là kh n ng hịu nhiệt, ngoài ra nh a nhiệt rắn không tan, không ch y và

liệu ở d ng ch t l ng r t nh t Đ s d ng, ph i t o liên k t ngang giữa

ng ho t

nh h t c

a v t liệu, mà

x y r n

m c nào

V t liệu

n hồi l t ởng, trong quá trình chịu t i,

ho n gi i

h n ch y

th dãn dài tỷ lệ thu n v i

ng su t

Hệ số tỷ

lệ h nh l

mo un n

t, corú

t, tính

nhiệt…

d Tỷ tr ng c a nh a

l

ng c a nh a càng cao và càng dễ gia công

Đ n vị tính: g/10phút (ở

i u kiện

áp su t vànhiệt

nh tịnh theo tiêu chuẩn

o h số nóng ch

y là ASTM D1238

Ch số ch

y cao:

- Tr ng l ợng phânt t

th p, dễ ch y

29

- Dùng nhiệt , áp su t gia công th p.

- Ch số ch y th p

- V t liệu khó ch y, s n phẩm dễ bị khuy t t t

d ng, thi t bị viễn thông, vô tuy n truy n h nh,…

30

omposite l n

hi ti t h nhthời gi m thời gi n v

31

III: PHÂN TÍCH CAE TRÊN PH N MỀM MOLDFLOW [5]

CAE là thu t ngữ vi t tắt c a c m t “ ph ng

ph p th c nghiệm, tính toán, mô ph ng thời gian,

gi m thi u lỗi khi ng d ng th c t

tìm gi i pháp thi t k tối u, ti t kiệm

y, nh m s d ng phần m m Moldflow Đ phân tích, Moldflow s cho k t qu v i m phun tốt

nh t, thời gian i n ầy, kênh làm ngu i, l c k p, áp su t…

3.1 Gi i thiệu ph n m m Moldflow:

ng d ng làm khuôn, là phần m m phân tích k thu t có hỗ trợ máy tính

Bão áp (Packing)

Làm ngu i (Cooling) và cong vênh

Co rút (Shrinkage) c a s n phẩm nh a khi tách khuôn trong quá trình ép phun

n tính ch t c a s n phẩm N u n

ng i n ầy th p N u tính

33

ch y lo ng qu

nhiệt v t liệu và làm m ttham kh o ở nhà s n xu t nh

khuôn

giao nhau và phần i n ầy sau cùng

3.2.3 Các khuy t t t do t phun gây ra:

S th t thoát áp su t trong khuôn

Áp su t khuôn bị th t thoát là do dòng ch y bị gi i h n, rãnh dẫn cong và do ma sát Nguyên nhân th 35ail à do v t liệu bị ngu i làm gi m kh n ng h y H u qu là s

Vị tr ặt miệng phun:

dòng ch y và gây v t lõm hay lỗ trống trên s n phẩm

khuôn bị

ẩy ra hoàn toàn

s n phẩm s dễ có những v t h y en

miệng phun sau quá trình ép phun còn tồn

phun t cắt cho thi t k khuôn ba t m c a mình

Không ph i thêm nguyên công cắt

o Tính thẩm m c a s n phẩm (s n phẩm s có v t miệng phun r t nh )

o Giữ thời gian chu kỳ cần thi t hầu nh kh ng ổi qua t t c các lần phun

kênh dẫn cho k t qu tốt nh t, gi m thi u các lỗi th ờng gặp trên s n phẩm nh h n ch

rỗ kh , ờng h n, ong v nh…

37

Hình 3 : Đi m ặt miệng phun

3.4.3 Thờ

n phẩm

3.4.4 Đ ờng hàn:

Đ ờng hàn x y ra khi có hai dòng ch y gặp nhau Việc xu thiện

th y ờng hàn trên s n phẩm nh ng kh ng nhi u Đ khắc ph c, có m t số biện pháp

sau:

Hình 3.4: Áp su t i n ầy

3.5 K t qu phân tích:

rong qu tr nh i n ầy, lỗ khí xu t hiện nhi u Đ n quá trình bão áp, lỗ khí s gi m

xuống Lỗ khí xu t hiện ít Lỗ khí gây nhi u tác h i x u n s n phẩm Do v y cần bố trí các

rãnh thoát khí n m trên mặt phân khuôn

• ng tố phun

Trong quá trình bão áp, l c k p l n

cho việc l a ch n máy ép phun hợp l v

kh ng v ợt quá 80% c

3.5.3 Làm ngu i

u h i qu(Cooling) M

Nhiệt sau khi làm ngu i quy t sau

khi làm ngu i mà vẫn l n h n nhiệt ợ , ồng

ngh v i qu tr nh p phun

ịnhh

n gi i o n l y s n phẩm ra N u nhiệt ng ặc thì việc t o hình s n phẩm l h ho n t t Dẫn

n yêu cầu ặt ra là ph i

th y ổi l i hệ thống làm ngu i

3.5.5 Thời gian làm ngu i

khuôn và th l qu tr nh ịnh hình s k o i l m t ng thời gian chu kỳ ép phun Thời gian

Qua phân tích CAE (phần m m Mold Flow) cho th y việc ch n hai vị tr vào

giữ h i ờng cong c a s n phẩm l ph ng ph p tối u nh t

òn treo tr n

4.2.2

ị

co rút:

Việ ầu tiên ph i l m tr khi t h khu n l x ịnh co rút c a s n phẩm Việ x ịnh

co rút có nh h ởng l n n kích th v chính xác c a s n phẩm sau này Vì sau khi nh

ợ i n ầy khuôn, lúc ngu i i s bị co l i m t l ợng nh t ịnh (g i l co rút) Mỗi lo i nh

kh nh u o r t kh nh u th ng th ờng dao ng trong kho ng 1% – 3.5% (tham kh o b

ng thông số co rút các lo i nh a thông d ng)

yt

ầu phun c a máy ép

44

+ L c k p cần thi t thắng áp l c phun c a nh a vào lòng khuôn

Pi: áp su t phun l n nh t (MPA)

A: tổng diện tích hình chi u khuôn và rãnh dẫn

+ Kho ng cách dòng ch y c a nh a t tâm cuống phun n mỗi s n phẩm ph i b ng nhau.

+ Gi m t lệ khối l ợng nh a trong rãnh dẫn mà không mâu thuẫn v i các yêu cầu trên D

a vào các yêu cầu trên ta thi t k rãnh dẫn nh h nh

46

Box section

Haft round

4.2.6 Thi t k miệng phun:

+ Tránh thi t k cổng gây ra dòng ch y dài h i t t o thành bẫy khí, t i các vị tr th thi t

+ Miệng phun ph i

y u nh t

+ H n ch các dòng ch y gi o nh u,

cốc khuôn

m c a s n phẩm

4.2.7 Tạo mặt phân khuôn, kênh dẫn và lòng khuôn:

h ờng thì cuống phun ợc t o hình t bên trong c a m t chi ti t g i là b m keo

Thi t kờng kính

lỗ c

ầu lò (nozzle) nh

h nờng kính trong c ab

n t

ầu lò vàob

n phẩmnén không thích hợpgây racác khuy

t t t trên b

mặt

kính c

a cuống phun ở

vị trí giao v

i hệ thống rãnh dẫn chính tối thi

u ph i

dàysn

ng ph

un nh

Khi lắp khu n l n m y p phun, ầu lò (nozzle) máy ép và b keo ợ ồng t m, ng ời thi t k th ờng gắn thêm m t vòng ịnh vị phía trên cùng c a khuôn Vòng ịnh vị này s giúp cho dễ ng ịnh tâm lên t m cố ịnh c a máy ép

50

Hình 4.6: òng ịnh vị

4.2.10 Thi t k h th ng gi t đuôi keo ế ế ệ ố ậ

M t yêu cầu nữa khi thi t k khuôn là khi mở khuôn, ph i l m s o ho ờng keo tách rời

v i s n phẩm và phần keo th a ở chỗ rãnh dẫn và cổng phun ph i tách ra kh i khu n có th l

y ra d dàng

51

nh 4.7 hốt gi t u i keo

4.2.11 Thi t k

52

+ Nên chia hệ thống làm ngu i ra làm nhi u vòng làm ngu i

quá dài dần n s chênh lệch nhiệt l n giữ ầu v o v

tránh các kênh làm ngu i

ầu ra

làm ngu i những phần dày c a s n phẩm

+ Chú ý tính dẫn nhiệt c a v

t liệu khuôn

Hình 4.9: Thi t k chokênh dẫn ngu i

54

5.1 T m k p trên

- Trình T Gia Công

123456789101112

- Phi u Công nghệ:

Máy Phay CNC

Phôi : V t liệu : CT3 Gá k p: Etô

55

5

- Trình T

- Phi u Công nghệ: Máy Phay CNC

Phôi : V t liệu : C45 Gá k p: Etô

Chi ti t

Ch Đ Cắt G t

1) Khoan8F: 150 mm/ph

t : 2.5 mm

S : 900 vòng/ph

63

72

74

5.13.15 ị

83

nh 5 khu n ho n h nh

84

tr n

ng

v t liệu

omposite

ốt sợi

th y tinh

t

ngmy

phineell

6.

ine

gs

k

thu

t nh

ng

ng

ng

th

ng

thu

t my p phun

85

86

6.3 V ệ e ( PA6 + 30%GF )

t liệu

t ngnh

hiệt i n

87

p su t phun, tốphun v

thời gi n p phun

nh 6

ng th

ng sốnhiệt

tr n

m y

88

nh 6 ng th ng s p l v tố phun m y p

nh 6 5 ng th ng số thời gi np phun

89

n phẩm s u khi p h nh ng nh h nh

nh n phẩm òn treo tr n ng ng nghệ p phun

90

nh th nh tr n m y p phun

ng v t liệu hin ell

omposite sợ th y tinh-B

nh,

6.5)

- hối l ợng hi ti t ợgi m ng k so v i v t liệu truy n thống

TÀI LIỆU THAM KH O

[2] Thi t k khuôn cho s n ph m nh

[3] Tài liệu tham kh o Creo 3.0 Trung tâm ch t l

k khuôn mẫu, tài liệu, diễn n công nghệ thiet-ke-kenh-dan-nhua.html#ixzz4GhsHUeTF

http://www.creaprolife.com/tinh-toan-93