Đang tải... (xem toàn văn)
Kỹ thuật ép phun được mô tả như là một quá trình chuyển đổi nhiệt của vật liệu nhựa: 1- chảy;2-bơm vào trong khuôn,3-làm nguội;4-sau khi sản phẩm cứng,khuôn mở ra và lói sản phẩm để lấy sản phẩm.khuôn sẽ đóng lại và bắt đầu một chu trình mới.
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 1 __________________________________________________________________________ CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG Phần đầu tiên của chương giới thiệu này cung cấp một cách tổng thể kiến thức về các đặc tính quy trình ép phun.nó giúp ta hiểu được làm thế nào để tạo ra một sản phẩm có chất lượng cũng như tăng năng suất trong quá trình sản xuất. 1.1. MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Kỹ thuật ép phun được mô tả như là một quá trình chuyển đổi nhiệt của vật liệu nhựa: 1- chảy;2-bơm vào trong khuôn,3-làm nguội;4-sau khi sản phẩm cứng,khuôn mở ra và lói sản phẩm để lấy sản phẩm.khuôn sẽ đóng lại và bắt đầu một chu trình mới. Sự lặp đi lặp lại của một chuổi các sản phẩm gọi là chu trình làm khuôn.mỗi khuôn và mỗi loại vật liệu gia công trong đó sẽ có một thời gian cho chu trình tối ưu. điều này bắt buộc người điều khiển máy phải điều chỉnh thời gian của một chu kỳ máy tối ưu để đạt được sản phẩm có chất lượng cao. 1.2. CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CÓ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP Khuôn được xem là trái tim của quy trình công nghệ, được làm từ thép cứng và thường được chứa một hoặc nhiều cốc khuôn,có hình dạng của sản phẩm.khuôn có hình dạng không giới hạn,có thể phức tạp hoặc lớn và được điền đầy bằng một lần phun.sản phẩm đi từ công nghệ ép phun có thể thiết kế có nhiều lỗ,gân và mặt cắt giao nhau trên thành. 1.3. CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO Vật liệu nhựa có thể làm được các sản phẩm có hình dạng và bề mặt giống như cốc khuôn. điều này nghĩa là làm ra các sản phẩm có hình dạng không tương xứng với khuôn thì không phù hợp.sản phẩm có hình dạng giống với khuôn có nghĩa là vật liệu điền tốt trong khuôn. 1.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN Quy trình ép phun có thể sản xuất với một số lượng sản phẩm lớn là đo vật liệu nhựa có thể chảy và đông cứng lại trong một thời gian ngắn.với sản phẩm thành mỏng thời gian ép có thể nhỏ hơn 10 giây. Đa số sản phẩm thường từ 20 đến 30 giây.Một điểm thuận lợi khác là quy trình ép phun có thể sản xuất được nhiều sản phẩm chỉ trong một chu kỳ ép. Điều này đạt được khi dùng khuôn có nhiều cốc khuôn.Cứ mỗi lần nhựa bơm vào khuôn thì sản phẩm được hình thành trong một cốc khuôn. 1.5. KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG Khuôn chuẩn gồm hai nửa,chúng được đóng lại để ép sản phẩm và mở ra để lấy sản phẩm.Khuôn được ép với nhau ở một áp suất lớn để giử cho chất lỏng khi ép vào khuôn không bị chảy ra.Khuôn duy chuyển và giử áp suất bằng một hệ thống kẹp gọi là kẹp khuôn.Có hai cơ chế dùng để đóng và kẹp khuôn là hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực và hệ thống ngàm kẹp trục khuỷu. ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 2 __________________________________________________________________________ 1.6. HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC Hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực sử dụng xi lanh thuỷ lực để duy chuyển một trong hai thới khuôn gắn trên thới khuôn di động.Sản phẩm được thiết kế sao cho dính vào phần nửa khuôn di chuyển.Hệ thống lói được gắn trên phần di động dùng để lói sản phẩm.hệ thống lói được điều khiển bằng ống thuỷ lực.Nó sẽ duy chuyển tới trước khi mở khuôn ra. 1.7. HỆ THỐNG NGÀM KẸP KHUỶU Cơ chế làm việc của ngàm kẹp khuỷu là dùng một hệ thống thanh khuỷu là dùng một hệ thống thanh khuỷu.Chúng co lại khi mở khuôn và thẳng ra khi đóng khuôn.Hệ thống ngàm khuỷu cũng dùng thuỷ lực để duy chuyển các bộ phận.Ghi nhớ rằng,làm thế nào mà các thanh khuỷu chính có thề khoá ở vị trí thẳng khi khuôn đóng.Nhờ một thiết kế cơ học đặc biệt mà các thanh khuỷu này tập trung đủ lực để kẹp khuôn. CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 3 __________________________________________________________________________ Thiết kế sản phẩm nhựa là công đoạn rất quan trong trong ép phun. Đặc tính của sản phẩm sẽ ảnh hưởng đến thời gian gia công và các khuyết tật của sản phẩm,ví vậy, ảnh hưởng chất lượng sản phẩm. 2.1. THIẾT KẾ BỀ DÀY THÀNH CHÍNH 2.1.1. Bề dày chính càng mỏng càng tốt nhưng phải đủ dày Khi chọn bè dày chinh,mục tiêu của nhà thiết kế là cần phải tối thiểu bề dày đồng thời thoả mãn các yêu cầu về chức năng sản phẩm.Khi tăng bề dày thành,sẽ làm tăng co rút sản phẩm.Co rút nhiều nghĩa là nguy cơ cong vênh lớn.Mặt khác,sản phẩm thành mỏng sẽ làm tăng sản xuất,do ít sử dụng nguyên liệu và thời gian chu kỳ ép.Theo tính toán người ta nhận thấy rằng nguyên liệu sử dụng và thời gian làm nguội chiếm 70% giá thành sản phẩm.Bề dày tối thiểu của sản phẩm được giới hạn bởi quá trình chảy của vật liệu và áp suất điền khuôn, áp suất điền khuôn không được vượt quá 500bar.Khi thiết kế,có thể sử dủng giản đồ sau để xác định bề dầy thành phẩm cho tối ưu. 2.1.2. Bề dày thành đồng nhất: Bề dày là yếu tố chính quyết định đến co rút, bề dày không đồng đều sẽ làm co rút không đều dẫn đến cong vênh . Mục tiêu chính của các nhà thiết kế sản phẩm nhựa ép phun là cần giữ bề dày thành chính đồng nhất trên sản phẩm. Ngoài ra, người ta còn phải sử dụng hệ thống dẫn dòng và hạn chế dòng nhằm mục đích cân bằng dòng trong quá trình điền khuôn. Vì vậy làm cho sản phẩm được nén ép đều và hạn chế cong vênh. 2.1.3. Tránh các vùng dày: Các phần dày thường gây hậu quả là bọt khí, vết lõm, cong vênh, chu kỳ ép kéo dài. Người thiết kế cần hạn chế các vùng dày hoặc tạo các phần rỗng tại các vị trí này. Các phần dày có thể tránh bằng cách thay đổi thiết kế hoặc tạo lỗ, khoét lõm. tạo gân thay vì làm thành dạng nguyên khối. 2.1.4. Các lỗi khi sản phẩm có bề dày không đồng nhất : Sản phẩm có bề dày không đồng nhất trong quá trình ép gây ra các khuyết tật như : tạo bọt khí, cong, vênh, bề mặt không bằng phẳng và tạo ứng suất nội. Với cách thiết kế này, khi ép nhựa vaò khuôn, nhựa sẽ chảy theo đường có lực cản ít nhất. Vì vậy, phần sản phẩm dày sẽ điền khuôn trước rồi sau đó phần sản phẩm mỏng mới điền khuôn nên tạo bẩy khí trong sản phẩm. Các thiết kế có bề dày không đồng nhất sẽ ảnh hưởng đến cong vênh được mô tả trong hình sau : ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 4 __________________________________________________________________________ Sản phẩm thiết kế có bề dày không đồng nhất Sản phẩn sẽ bò cong vênh như hình này vì vùng dày co rút nhiều hơn HÌNH 2.1 Hướng khắc phục cong vênh bằng cách thiết kế bề dày đồng nhất HÌNH 2.2 Sau đây là một hình ành phân tích dòng chảy bằng chương trình Molflow của các sản phẩm có bề dày thành khơng đồng nhất. Các hình ảnh phân tích cho ta thấy sự điền khn khơng đồng nhất và các khuyết tật của sản phẩm trong q trình điền khn. ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 5 __________________________________________________________________________ HÌNH 2.3 Hình ảnh trên mô tả ảnh hưởng của bề dành sản phẩm không đồng nhất đến khả năng điền khuôn của sản phẩm. Sản phẩm trên có vùng dày bên ngoài và mỏng bên trong, cổng phun được đặt tại vùng này. Khi nhựa bơm vào khuôn thì sẽ điền đầy vùng dày trước và tạo dòng chảy không đồng nhất khi điền phần trong. Trên hình cho thấy sản phẩm bị bẩy khí tại vùng mỏng, vùng này không được điền đầy. Ảnh hưởng của dòng chảy không đồng nhất thường gây ra hiện tượng phun thiếu trong sản phẩm có bề dày không đồng đều. Hình sau đây mô tả ảnh hưởng của dòng chảy đến hiện tượng phun thiếu. HÌNH 2.4 ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 6 __________________________________________________________________________ Sau đây là một số cách thiết kế làm cho bề dày sản phẩm đồng nhất : NÊN KHÔNG NÊN HÌNH 2.5 2.2. THIẾT KẾ GĨC THỐT KHN Góc thốt khn được thiết kế sao cho sản phẩm được lói ra khỏi khn một cách dễ dàng. Khi thiết kế góc thốt khn phải làm sao giảm lực lói sản phẩm. Thường góc thốt cho gân khoảng ½ độ, với sản phẩm có hình dáng phức tạp thì có thể tăng góc thốt khn, thường góc thốt từ ½ đến 2 độ. ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 7 __________________________________________________________________________ Sau đây là một số ví dụ về góc thốt khn cho sản phẩm và gân: Hình mô tả góc thoát khuôn cho sản phẩm Hình mô tả góc thoát khuôn cho gân HÌNH 2.6 2.3. THIẾT KẾ GÂN Gân có tác dụng làm tăng tốc độ bền của sản phẩm và giúp cho q trình điền khn dễ dàng hơn.Tuy nhiên,việc thiết kế đúng là rất quan trọng bởi vì đơi khi nó sẽ gây ra các vết lõm.Gân được sử dụng khi sản phẩm cần độ cứng và bền. Độ dày cơ bản của gân khoảng 50-75% độ dày thành chính và phụ thuộc co rút của vật liệu. Độ dày gân bằng khoảng 50% độ dày thành chính đối với vật liệu co rút cao và 75% cho vật liệu có độ co rút thấp.vật liệu có độ co rút cao(thường lớn hơn 1.5% như PE,PP) những vật liệu có độ co rut thấp (thường nhỏ hơn 1.0% nhu ABS,PC). Để đảm bảo sản phẩm có độ chịu lực,người ta thiết kế gân nhỏ hơn là sử dụng một gân lớn.Khoảng cách tối thiểu giửa các gân bằng hai lần bề dày thành sản phẩm. ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 8 __________________________________________________________________________ HÌNH 2.7 2.4. THIẾT KẾ NÚM LỒI Núm lồi thuờng là các chi tiết tròn cứng,nhô cao khỏi thành chính.Các núm lồi thưòng được đặt giữa các gân,như các thành chuyển tiếp hay các vách tam giác.Các núm lồi này thưòng có thể đứng một mình hay kết nối với các thành phần bên gân.Núm lồi không nhất thiết phải đính trên thành sản phẩm vì các vùng giao tiếp với thành sẽ tạo ra vùng dày gây ra các vết lõm tạo lỗ hoặc tạo ra cấu trúc yếu do hiện tương giao dòng. Các vách tam giác có cấu trúc mỏng thường được gia cố cho các núm lồi.Các vách này được thiết kế theo nguyen lý về độ dầy và bán kính giống như thiết kế gân.Chúng không được cao quá 4 lần so với thành chính: 1 - 2° 2 - 4° HÌNH 2.8 Với việc thiết kế trên phần thành đối diện với lỗ không được nhỏ hơn 0.7w nhằm mục đích giảm các vết lõm. Để sản phẩm không bị các vết lõm ở chân núm,chúng ta cần tạo một vòng lõm ngay chân núm để tránh sự tập trung của vật liệu. ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 9 __________________________________________________________________________ Tạo cấu trúc cạnh vạt Cấu trúc rãnh để giảm vết lõm phía đối diện HÌNH 2.9 Khi thiết kế lỗ bắt vis thơng thì chiều cao có thể cao gấp hai lần chiều cao của lỗ bít.chiều cao này có thể gấp năm lần chiều dày thành sản phẩm. HÌNH 2.10 Với các chi tiết nhựa dùng trong các chi tiết lắp ghép thì cần thiết núm bắt vis.Thơng thường có hai loại núm bắt vis là núm lỗ bít và núm lỗ thơng. Phương pháp giảm chiều cao của núm lỗ thơng khơng cho dễ gia cơng bằng cách tăng chiều dài của phần lỗ thơng lắp ghép với chúng. ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 10 __________________________________________________________________________ HÌNH 2.11 2.5. THIẾT KẾ BÁN KÍNH CONG CHO SẢN PHẨM Với các cấu trúc cho dù đó là kim loại hay là nhựa,thì tốt nhất các góc của sản phẩm nên được bo tròn.Khi bo tròn các góc cạnh của sản phẩm thì sẽ giảm đi sự tập trung ứng suất,khơng những giảm các vết rạn gây hư hại cho sản phẩm trong q trình sử dụng mà còn dễ dàng gia cơng với nhiều loại nhựa khác nhau. Bán kính cong càng lớn thì càng tốt,nhưng tối thiểu bán kính cong phải bằng 25% bề dầy thành sản phẩm. Ứng suất tập trung lực tác dụng Tạo bán kính cong tại góc HÌNH 2.12 ________________________________________________________________________ SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm [...]... 170*C Bảng 3.2.8: Các lỗi trong ép phun Mơ tả Ngun Nhân Cách khắc phục Thành phần độ ẩm q cao, hơi nước được hình thành trong suốt q trình chạy làm cho bề mặt sản phẩm hỏng 1.Phải sấy vật liệu trước khi ép, độ ẩm của vật liệu < 0.1 % 1.1 các đường sọc do ẩm: Thường có hình chữ nhật ,sọc màu bạc trên bề mặt, xuất hiện theo hướng dòng chảy Vật liệu được phun ra khỏi xilanh hình thành các vùng bị dộp trên... dạng kết nối design Đơn giản chi sẻ các định nghĩa thiết kế qua bộ máy bên ngồi và các nhóm làm việc bằng các thiết kế SolidWorks 3D qua lại và các tài liệu Adobe® PDF Các cơng cụ thiết kế máy (Machine) – Làm việc với một tập hợp đầy đủ các thiết kế kết nối, mối hàn, phân tích và các cơng cụ tài liệu Lấy các lớp tốt nhất, kết hợp đầy đủ với khả năng kim loại cho phép bạn di chuyển nhanh chóng từ thiết... sản xuất các bề mặt hảo hạng Khả năng tìm kiếm tồn cầu – Tìm kiếm nhanh chóng tất cả các file SolidWorks, cho dù nó có lưu nội bộ tại máy hay được chia sẻ trên mạng Truy cập trực tuyến để lấy các thành phần – Tiết kiệm thời gian với cơng cụ 3D ContentCentral®, một khu tài ngun web cung cấp các file CAD có các thành phần được cung cấp Các mơ hình từng phần Tạo các thiết kế dễ dàng với các đặc điểm extrudes... cao hình 2D thành 3D), revolves (tròn xoay), advanced shelling, tạo các vùng mẫu - patterns, và giữ các đặc điểm từng phần Tăng tốc mơ hình các phần sử dụng đặc điểm theo cấp độ điều khiển trên nhiều phần Tạo thiết kế tức thì (real-time) thay đổi thơng qua các đặc điểm biên tập động và phác .Các mơ hình kết hợp Thao khảo trực tiếp tất cả các phần và duy trì liên kết quan hệ khi tạo ra một phần mới Lợi... điều khiển các điểm dễ dàng và tạo kiểu dáng, các bề mặt liên tục Tạo các bề mặt phức tạp với cơng cụ lofts và sweep có hướng dẫn bằng các đường cong curvers, điều khiển dễ dàng với các điểm tuyến tính và đặc điểm tơ sáng tạo Các cơng cụ khác như Trim, extend, fillet, và knit làm việc với cả bề mặt Chức năng CAD: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần... CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn) - Phân tích q trình rót kim loại lỏng vào khn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho q trình đó Bên cạnh những modul phân tích này thì Cosmos còn cho phép thực hiện nhiều bài tốn khác nữa, nhưng do điều kiện thời gian khơng cho phép nên mình cũng chưa học được Nói chung là chương trình tính tốn nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thơng... giữa các vùng 2 .Các vùng mờ thường xuất hiện trên các sản phẩm láng có kết cấu phức tạp( sự gia tăng bề dày đột ngột,gân ) Trong cùng một thời gian thì q trình điền khn khơng đều 1.Tránh các vùng dày và sự thay đổi bất ngờ về bề dày; nếu có thể nên dùng bề dày thành đồng nhất 2.Tối ưu hình dáng sản phẩm và điền khn VD: thay đổi tốc độ phun ở các vùng khác nhau Đánh bóng sản phẩm cuối cùng 3 Đưa các. .. nhiều khung nhìn hồn chỉnh đầy đủ các chiều quan sát Tạo ra các cụm vật liệu cho tồn bộ dự án với một cú click đơn Tự động thêm các quả bóng vào tất cả các thành phần trong một bản vẽ để gióng hàng chúng dễ dàng Dễ dàng thay đổi kích thước, kiểm tra lỗi chính tả văn bản, chú thích Tạo các sản phẩm và các bảng thơng số dễ dàng như các bảng người sử dụng tạo ra So sánh các bản vẽ dễ hơn với việc làm nổi... được dùng: vỏ acquy, cửa thơng gió xe hơi, vơlăng xe hơi , bộ lọc khí, thanh chắn bùn Cái hãm phanh 3.2.2 Polystyrene (PS) Đa số các sản phẩm làm từ họ nhựa styrene gia cơng ép phun Nhựa styrene có độ co rút nhỏ, độ chính xác kích thước cao Nhựa styrene có biến tính cao su có ưu điểm tạo sản phẩm lớn do dòng chảy tốt Các loại nhựa styrene có tính chất dẫn điện rất tốt, khả năng đúc các chi tiết chính... master batch tạo màu 3 Weld line Các vết hình chữ V, các đường màu khác nhau, đặc biệt khi dùng màu vơ cơ thì wild line xuất hiện là các đường màu xám Xuất hiện trong nhiều hệ như: ABS hoặc ASA Các dòng chạy nguội lạnh gặp nhau Có thể thiết kế để đưa các đường wild line vào các vị trí khơng thấy được và khơng chịu va đập( cải thiện dòng chảy, hạn chế Ảnh hưởng của màu, các dòng chảy ), kiểm tra thiết
