Đang tải... (xem toàn văn)
Hiện nay, chất dẻo có rất nhiều ứng dụng trong kỹ thuật, cũng như trong đời sống hàng ngày của con người. Có rất nhiều phương pháp được sử dụng để gia công chất dẻo thành các sản phẩm mong muốn, trong đó phải kể đến công nghệ ép phun. Công nghệ ép phun với nhiều ưu điểm vượt trội được sử dụng rộng rãi trong việc sản xuất.
Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 3 MỤC LỤC PHẦN 1: LỊCH SỬ RA ĐỜI MÁY ĐÚC PHUN VÀ CÁC LOẠI MÁY ĐÚC PHUN . 5 1.1. Lịch sử ra đời của máy đúc phun 5 1.2. Các loại máy đúc phun 10 1.2.1. Phân loại theo công suất máy 11 1.2.2. Phân loại theo cơ chế truyền động 11 1.2.3. Phân loại theo đặc điểm kết cấu phận bộ phận phun 12 1.2.4. Một số cách phân loại khác 14 PHẦN 2: CÁC LOẠI VAN MỘT CHI ỀU SỬ DỤNG TRONG MÁY ĐÚC PHUN 18 2.1. Chức năng của van một chiều (Non return assemdly or non return valve or Back Flow Valve) 18 2.2. Hoạt động chung của van một chiều 19 2.3. Một số loại van một chiều van một chiều 19 2.3.1. Van 1 chiều kiểu khe hẹp (Plain Screw or "Smear Tip") 19 2.3.2. Van 1 chiều sử dụng vòng chặn (Ring Check Valve) 20 2.3.3. Van 1 chiều sử dụng bi chặn (Ball Check Valve) 21 PHẦN 3: CÁC LOẠI CỤM KẸP KHUÔN 25 TRONG MÁY ĐÚC PHUN 25 3.1. Nhiệm vụ của hệ thống kẹp (Clamping System) 25 3.2. Các bộ phận của hệ thống kẹp 25 3.3. Yêu cầu làm việc của hệ thống kẹp 26 3.4. Cụm kẹm (Clamp Cylinder) 26 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 4 3.4.1. Kẹp bằng thủy lực (hydraulic clamps) 26 3.4.2. Kẹp cơ khí (toggle clamps or mechanical clamps) 27 3.4.3. Kẹp bằng thủy lực thông qua hệ thống cơ học (hydromechanical clamps) . 29 3.4.4. Kẹp bằng thủy lực thống qua hệ thống điện (hydroelectric clamps) 30 3.5. So sánh các cụm kẹp 31 TÀI LIỆU THAM KHẢO 32 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 5 PHẦN 1: LỊCH SỬ RA ĐỜI MÁY ĐÚC PHUN VÀ CÁC LOẠI MÁY ĐÚC PHUN 1.1. Lịch sử ra đời của máy đúc phun Nhựa nhân tạo đầu tiên được phát minh tại Birmingham vương quốc Anh vào năm 1851 bởi Alexander Parkes (1813-1890) [1]. Ông công bố phát minh tại Triển lãm quốc tế 1862 tại London, và gọi các vật liệu này là "Parkesine" có nguồn gốc từ cellulose. Parkesine có thể nung nóng chảy, đúc, và giữ lại hình dạng của nó khi được làm lạnh. Tuy nhiên sản phẩm ban đầu này có chi phí sản xuất lớn, dễ bị nứt, và rất dễ cháy[2]. Hình 1.1: Alexander Parkes (1813-1890)[3] Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 6 Sản phẩm ban đầu của Parker khi đưa vào sản xuất là các loại cúc và vải không thấm nước. Đây là nền tảng đầu tiên của ngành công nghiệp nhựa, nhưng công ty của ông không thành công và phá sản vì chi phí sản xuất đắt đỏ và sản phẩm không có chất lượng cao[4]. Năm 1865, John W. Hyatt (1837-1920) [5] được cấp bằng sáng chế cho quá trình kết hợp Nitrat Cellulose (C 6 H 7 (NO 2 ) 3 O 5 ) [6] và long não (C 10 H 16 O) [7] vào một hợp chất mà ông gọi là "celluloid" có tính chất tốt hơn so với “Parkesine” của Alexander Parkes. "Celluloid" được sử dụng lần đầu tiên như một loại vật liệu thay thế cho ngà voi trong sản xuất bóng Billiard [8]. Hình 1.2: John W. Hyatt (1837-1920) [8] Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 7 Hình 1.3: Quả bóng Billiard đầu tiên được sản xuất từ "celluloid" [9] Năm 1868, để đáp ứng yêu cầu của nhà sản xuất bóng Billiard Phelan and Collander, John Wesley Hyatt phát minh ra một cách để làm cho quả bóng Billiard bằng cách bơm nhựa vào khuôn. Đến năm 1872, John và anh trai của ông Isaiah Hyatt đã được cấp bằng sáng chế máy đúc phun. Máy rất thô sơ, nó chứa một pít tông cơ bản để bơm nhựa vào một khuôn thông qua một xi lanh nước nóng. Ngành công nghiệp sản xuất nhựa phát triển chậm trong nhiều năm tiếp theo, các sản phẩm đơ n giản như ghim áo, cúc áo, và lược chải tóc.[2] Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 8 Hình 1.4: Các sản phẩm của công nghệ đúc phun thời kì đầu[10,11,12] Năm 1907, Leo Hendrick Baekeland (1863-1944) nhà hóa học người Mỹ gốc Bỉ đã thành công trong việc tìm ra Polyoxybenzylmethylenglycolanhydride và đặt tên là “Bakelite” (gần giống tên của ông) vật liệu này có tính chất tốt hơn nhiều "Celluloid" đặc biệt là tính đúc. Năm 1909, chất hoá học nhân tạo này đã chính thức được công bố và ông nhận được bằng sáng chế. Đây được coi là một mốc cực kỳ quan trọng của ngành hoá học, mở đầu cho việc ra đời c ủa hàng loạt các loại nhựa (tên gọi khác là chất dẻo) (plastic) khác như polystyren (năm 1930), nylon (năm 1934).[13] Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 9 Hình 1.5: Leo Hendrick Baekeland (1863-1944) [14] Ngành công nghiệp mở rộng nhanh chóng trong những năm 1940 vì chiến tranh thế giới thứ II đã tạo ra một nhu cầu rất lớn cho các sản phẩm rẻ tiền, sản xuất hàng loạt. Cuộc cách mạng hóa ngành công nghiệp nhựa bắt đầu năm 1946, nhà phát minh Mỹ James Watson Hendry xây dựng máy đúc phun sử dụng trục vít đầu tiên thay thế cho máy sử dụng pít tông của John Wesley Hyatt. Việc sử dụng trục vít cho phép kiểm soát chính xác hơn tốc độ, lưu lượng và trộn được nguyên liệu đầu vào. Máy đúc phun sử dụng trục vít của Hendry là nền tảng của các loại máy đúc phun sau này [2]. Năm 1952 William H. Willert (1920-2000) phát minh ra máy đúc phun một giai đoạn (Single-Stage) là một phát triển quan trọng của máy đúc phun [15]. Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 10 Hình 1.6: William H. Willert (1920-2000) [16] Từ những năm 80 máy đúc phun được phát triển theo hướng tự động hóa và điều khiển với sự hộ chỗ của máy tính. 1.2. Các loại máy đúc phun Có nhiều cách phân loại máy đúc phun 3 cách phân loại chính là [17,18,19] - Phân loại theo công suất máy - Phân loại theo cơ chế kẹp - Phân loại theo đặc điểm kết cấu phần bộ phận phun. Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 11 1.2.1. Phân loại theo công suất máy a) Máy đúc phun loại siêu nhỏ (Subminiature) - Dùng để sản xuất các sản phẩm tinh xảo - Lực ép máy kẹp dưới 160 kN - Lượng phun là lý thuyết dưới 16cm 3 b) Máy đúc phun loại nhỏ (Small-size) - Lực ép máy kẹp 1600 – 2000 kN - Lượng phun lý thuyết là từ 16 – 630 cm 3 c) Máy đúc phun loại vừa (Medium-size) - Lực ép máy kẹp 2500 – 4000 kN - Lượng phun lý thuyết là giữa 800 – 3150 cm 3 d) Máy đúc phun loại lớn (Large-size) - Lực ép máy kẹp 5000 – 12500 kN - Lượng phun lý thuyết là từ 4.000 – 10000 cm 3 e) Máy đúc phun loại siêu lớn (Huge-size) - Lực ép máy kẹp lớn hơn 16000 kN - Lượng phun lý thuyết lớn hơn 16000 cm 3 1.2.2. Phân loại theo cơ chế truyền động a) Cơ chế truyền động bằng thủy lực (Hydraulic) b) Cơ chế truyền động cơ khí (Mechanical) c) Cơ chế truyền động bằng điện (Electric) d) Cơ chế truyền động kết hợp (Hybrid) Cơ chế truyền động thủy lực và cơ khí ra đời trước, cơ chế truyền động bằng điện ra đờ i sau so với hai cơ chế trên thì làm việc yên tĩnh hơn, độ chính xác cao, nhưng giá thành lớn và lực kẹp không lớn bằng 2 cơ chế thủy lực và cơ khí. Máy đúc phun sử Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 12 dụng cơ chế truyền động kết hợp tận dụng được các ưu điểm của các loại cơ chế truyền động trên. Hiện nay máy đúc phun sử dụng cơ chế truyền động thủy lực chiếm phần lớn trên thế giới ngoại trừ Nhật Bản. 1.2.3. Phân loại theo đặc điểm kết cấu phận bộ phận phun a) Máy đ úc phun một giai đoạn (Reciprocating(Single-Stage) Screw IMMs) Hình 1.7: Sơ đồ máy đúc phun một giai đoạn [20,21] b) Máy đúc phun hai giai đoạn (Two-Stage screw IMMs) [...]... việc của máy [22] - Máy đúc phun ngang (Horizontal injection molding machines) : đây là loại máy phổ biến nhất Mặt khuôn vuông góc với phương của trục vít Hình 1.10 : Máy đúc phun ngang [23] GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 14 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo - Máy đúc phun đứng (Vertical injection molding machines) : Phương trục vít thẳng đứng Hình 1.11: Máy đúc phun đứng... Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo - Máy đúc phun góc (Angle injection molding machine) : Phương của trục vít và khuôn nằm cùng trên bề mặt ngang Hình 1.12: Máy đúc phun góc [25] GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 16 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo - Múc đúc phun khuôn xoay (Multi-mode rotary injection molding machine) : khuôn có thể xoay xung quanh trục Hình 1.13: Máy đúc phun. ..Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo Hình 1.8: Máy đúc phun hai giai đoạn loại song song [21] Hinh 1.9: Máy đúc phun hai giai đoạn loại vuông góc [21] GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 13 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo 1.2.4 Một số cách phân loại khác a) Phân loại theo hệ thống thủy lực... hoặc định dòng ổn định Hình 2.10:Một số loại van 1 chiều có kết cấu đặc biệt [35] GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 24 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo PHẦN 3: CÁC LOẠI CỤM KẸP KHUÔN TRONG MÁY ĐÚC PHUN Hình 3.1: Sơ đồ máy đúc phun [36] 3.1 Nhiệm vụ của hệ thống kẹp (Clamping System) - Giữ khuôn : khuôn được gắn chặt vào tấm giữ được tựa trên 4 trục hướng dẫn song song ) - Mở... : Nhóm 3 Trang: 29 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo Hình 3.6:Kẹp bằng thủy lực thông qua hệ thống cơ học có bộ phận khóa [21] 3.4.4 Kẹp bằng thủy lực thống qua hệ thống điện (hydroelectric clamps) Phù hợp với các máy đúc phun có công suất thấp do không tạo được lực kẹp lớn, tuy nhiên rất chính xác GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 30 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo 3.5... theo kẽ hở thoát ra ngoài tạo nên viền chung quanh sản phẩm Lực đóng kín của một máy đúc phun không được lớn hơn 80% công suất và phai luôn luôn lớn hơn áp suất bên trong khuôn do trục vít tạo ra - Không gian kẹp (khoảng kẹp) phải phù hợp với nhiều loại khuôn có kích thước hình dạng khác nhau để tận dụng tối đa khả năng của máy - Tốc độ chạy của cụm kẹp đầu tiên phải nhanh (giảm thời gian hành trình)... molding machine) : khuôn có thể xoay xung quanh trục Hình 1.13: Máy đúc phun khuôn xoay [26] GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 17 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo PHẦN 2: CÁC LOẠI VAN MỘT CHIỀU SỬ DỤNG TRONG MÁY ĐÚC PHUN 2.1 Chức năng của van một chiều (Non return assemdly or non return valve or Back Flow Valve) Hình 2.1: Vị trí van 1 chiều trên trục vít [27] Khi trục vít quay... [38] - Cụm đẩy của máy (Machanis ejectors) GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 25 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo - Cụm kẹm (Clamp cylinder) - Tấm di động (Moveable platen) - Tấm cố định (Stationary platen) - Những thanh nối (Tie bars) 3.3 Yêu cầu làm việc của hệ thống kẹp - Đảm bảo đủ áp lực kẹp để tránh hiện tượng tràn nguyên liệu bởi tác động của áp lực phun Nhưng cũng không... 20 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo - Khi trục vít lùi lại vòng chặn sẽ bít kít lại ngăn cho dòng nhựa lỏng không tràn ngược trở lại Hình 2.6: Nguyên lý hoạt động của van 1 chiều sử dụng vòng chặn [33] Hình 2.7: Hình cắt của van 1 chiều sử dụng vòng chặn [33] 2.3.3 Van 1 chiều sử dụng bi chặn (Ball Check Valve) GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 21 Seminar : Máy gia công vật... phần phần vì bi sẽ xoay khi dòng lỏng chảy qua GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 22 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo Hình 2.9: Nguyên lý hoạt động của van 1 chiều sử dụng bi chặn [20] GVHD: TS.Nguyễn Đặng Bình Thành Nhóm SVTH : Nhóm 3 Trang: 23 Seminar : Máy gia công vật liệu dẻo Ngoài ba loại van trên còn có một số loại van được thiết kế đặc biệt có tác dụng trộn dòng nhựa . (Large-size) - Lực ép máy kẹp 5000 – 12500 kN - Lượng phun lý thuyết là từ 4.000 – 10000 cm 3 e) Máy đúc phun loại siêu lớn (Huge-size) - Lực ép máy kẹp lớn hơn 16000 kN - Lượng phun lý. 2000 kN - Lượng phun lý thuyết là từ 16 – 630 cm 3 c) Máy đúc phun loại vừa (Medium-size) - Lực ép máy kẹp 2500 – 4000 kN - Lượng phun lý thuyết là giữa 800 – 3150 cm 3 d) Máy đúc phun loại. đúc phun loại siêu nhỏ (Subminiature) - Dùng để sản xuất các sản phẩm tinh xảo - Lực ép máy kẹp dưới 160 kN - Lượng phun là lý thuyết dưới 16cm 3 b) Máy đúc phun loại nhỏ (Small-size) - Lực