Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh Khoa Cơ Khí Chế tạo máy Bộ mơn Cơng nghệ tự động Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI GVHD: Trần Minh Thế Uyên SVTH: Hồ Minh Việt MSSV: 06112100 Lê Văn Công MSSV: 06112059 09/2010 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI MỤC LỤC I Dòng chảy nhựa kênh dẫn: II Hệ thống kênh dẫn nguội: Cuống phun: Kênh nhựa: 10 Miệng phun: 19 a b Miệng phun điểm chốt (điểm): 21 c Miệng phun cạnh: 25 d Miệng phun kiểu gối: 27 e Miệng phun kiểu then: 28 f Miệng phun kiểu đường ngầm: 29 g Miệng phun kiểu băng (màng): 34 h Miệng phun kiểu quạt: 37 i Miệng phun kiểu điã: 39 j Miệng phun kiểu vòng: 41 k Miệng phun trực tiếp: 19 Miệng phun kiểu nan hoa: 42 Đuôi nguội chậm: 43 III Kết luận: 44 IV Tài liệu tham khảo: 45 Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI I Dòng chảy nhựa kênh dẫn: Ngun liệu nhựa chảy vào lịng khn qua hệ thống cấp nhựa q trình có hoạt động sau: Trước tiên nguyên liệu nhựa bơm vào cuống phun hệ thống kênh nhựa dẫn đến lòng khn Khi nhựa nóng chảy chạm vào khn lạnh nhanh chóng bị đơng lại, tạo thành lớp vỏ phần cịn nhựa nóng chảy Lúc đầu lớp nhựa đơng lại mỏng nhiệt nhanh, sau nhiều nhiệt bị qua lớp nhựa mỏng tạo nên lớp nhựa đông dày Sau thời gian, lớp nhựa đơng đạt độ dày định nhiệt độ nhựa nhiệt sinh từ dòng chảy cân với lượng nhiệt Ở thời điểm này, đạt trạng thái cân Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Vì nhựa dẫn nhiệt nên lớp vỏ ngồi đóng vai trị lớp cách nhiệt cho lõi nhựa nóng chảy giữ nhiệt cho lõi Do nguyên liệu nhựa chạy qua lõi q trình phun Nếu tốc độ phun tăng lớp nhựa đơng lại bị mỏng nhiệt ma sát sinh cao Tương tự thế, độ nóng chảy nhiệt độ khuôn cao làm giảm độ dày lớp nhựa đơng lại Để có lớp nhựa cách nhiệt phẳng khơng nên để có góc nhọn làm cản trở dòng chảy II Hệ thống kênh dẫn nguội: Hệ thống kênh dẫn nguội dẫn nhựa nóng chảy từ vòi phun máy ép phun qua Hệ thồng kênh dẫn nguội cuống phun, kênh dẫn, miệng phun vào lịng khn mà khơng có tác Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI động nhiệt dịng nhựa đường Khác với hệ thống kênh dẫn nóng có phận gia nhiệt cho dòng nhựa Hệ thống kênh dẫn nóng Hệ thống dẫn nhựa nguội bao gồm phận sau đây: cuống phun, kênh dẫn, miệng phun, đuôi nguội chậm Cấu tạo hệ thống kênh dẫn nguội Kich thước hệ thống dẫn nhựa đóng vai trị quan trọng khuôn Nguyên tắc chung thiết kế hệ thống kênh dẫn cho tổng khoảng cách từ vòi phun máy đến lòng khn ngắn có thể.Tuy nhiên có yếu tố ảnh hưởng làm ta phải cân nhắc đến việc thiết kế kênh nhựa, chẳng hạn số lòng khuôn, độ phức tạp sản phẩm,…Việc thiết kế hệ thống dẫn nhựa hợp lý góp phần rút ngắn chu kỳ ép phun, sản phẩm sau ép tránh khuyết tật dễ dàng cho việc thiết kế hệ thống khác khuôn hệ thống làm mát Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Cuống phun: Dưới hình ảnh bạc cuống phun có bulong bulong để gắn vào khuôn Sử dụng cho máy đến 350 Sử dụng cho máy 200 Cuống phun loại máy ép sử dụng Cuống phun có lị xo giảm xóc Cuống phun chỗ nối vòi phun máy kênh nhựa, có nhiệm vụ đưa dịng nhựa từ vịi phun máy đến kênh dẫn trực tiếp đến lòng khn (đối với khn khơng có kênh dẫn) Hệ thống cuống phun sử dụng thơng thường có bạc cuống phun Người ta thường dung bạc cuống phun để dễ thay gia công Để tăng tuổi thọ khn, người ta gắn lị xo cuống phun để giảm va chạm có hại cho khn vịi phun Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Trên thực tế người dùng vịng định vị gắn đầu bạc cuống phun để bảo đảm đồng tâm vòi phun cuống phun Vòng định vị thường tơi cứng để khơng bị vịi phun máy làm hỏng Vòng định vị tiếp xúc với vòi phun máy Vịng định vị khn Lắp ghép bạc cuống phun vịng định vị Kích thước cuống phun phụ thuộc vào yếu tố sau:  Khối lượng, độ dày thành sản phẩm, loại vật liệu nhựa sử dụng  Độ dài cuống phun phải phù hợp với bề dày khuôn (http://mould-technology.blogspot.com/search/label/Sprue  Cuống phun thiết kế cho có độ dài hợp lý đảm bảo dịng nhựa bị áp lực đường Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI  Kích thước lỗ vịi phun máy ảnh hưởng đến kích thước cuống phun Theo xác định hình độ mở cuống phun (ký hiệu B) phải lớn đường kính miệng lỗ vịi phun máy ép phun nhựa (xem catalog máy) từ đến mm Ví dụ: đường kính miệng lỗ vịi phun máy ép phun nhựa 10mm đường kính B phải 11-12mm Tiếp xúc vòi phun bạc cuống phun Cách tính kích thước khác: (Mơn thiết kế khuôn-Trang 25) Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Kích thước hợp lí cuống phun Đường kính vịi phun lớn cuống phun Bán kính tiếp xúc vịi phun chõ lõm cuống phun khơng hợp lí Hợp lí Điều bảo đảm khơng có khe hở cuống phun vòi phun tiếp xúc Khe hở bị mịn lớn dần gây số vấn đề rị rỉ vật liệu  Góc cuống phun cần phải đủ lớn để khn lớn làm tăng thời gian làm nguội, tốn vật liệu, tốn thời gian cắt cuống phun khỏi sản phẩm Nếu góc q nhỏ gây khó khăn tháo cuống phun mở khn Vì góc tối thiểu nên 10 (Thiết kế khn cho sản phẩm nhựa-Vũ Hồi Ân -1994- Trang 29) Trên khuôn, cuống phun lấy lúc với lấy sản phẩm Do đó, cần có phận kéo cuống phun mở khuôn Người ta lợi dụng phần nhựa để giữ cuống phun làm đuôi nguội chậm Tính tốn nguội chậm (http://www.ferris.edu/htmls/academics/course.offerings/hillm/MYWEB7/Runners /cold_slug_well.htm) Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Kênh nhựa: Kênh nhựa đọan nối cuống phun miệng phun Chúng làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lịng khn Vì thiết kế chúng cần phải tuân thủ số nguyên tắc kỹ thuật để đảm bảo chất lượng cho hầu hết sản phẩm Sau số nguyên tắc mà ta cần phải tuân thủ:  Giảm đến mức tối thiểu thay đổi tiết diện kênh dẫn  Nhựa kênh dẫn phải khn dễ dàng  Toàn chiều dài kênh dẫn nên ngắn tốt, để nhanh chóng điền đầy lịng khuôn mà tránh không áp lực nhiệt q trình điền đầy Hồ Minh Việt-Lê Văn Cơng-06112CLC 10 Báo cáo: Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI 31 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Kích thước thiết kế: (Mơn thiết kế khn-Trang 51,52) Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 32 Báo cáo: Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI 33 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Miệng phun đường hầm dạng cong làm theo cách: - Miệng phun đường hầm chia thành nửa giống gia công tia lửa điện phay chép hình - Cách thứ tạo profin secmang thứ g Miệng phun kiểu băng (màng): Có kích thước mỏng so với loại khac, loại không thông dụng lắm, sử dụng cho chi tiết có cạnh thẳng, dùng để khắc phục tượng tạo đuôi Dấu vết miệng phun lớn chi phí cắt bỏ miệng phun tính Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 34 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI vào sản phẩm Phù hợp cho sản phẩm lớn phẳng (đặc biệt sản phẩm làm nhựa Acrylic) giúp giảm độ cong vênh cho sản phẩm nhờ phân bố đồng Miệng phun kiểu băng Miệng phun kiểu băng có chứa kênh dẫn miệng phun dọc theo chiều dài kênh dẫn nối với lịng khn Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 35 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Kích thước thiết kế: (Mơn thiết kế khn-Trang 48) Kích thước miệng phun kiểu mỏng sấp xỉ 0.2-0.6mm, đường kính kênh dẫn song song thường 0.6-1mm (http://mouldtechnology.blogspot.com/search/label/film%20gate) Miệng phun kích thước nhỏ, dày 0.25-0.5mm chieuf dài miệng phun ngắn, tốt từ 0.5-1mm.(http://www.dsm.com/en_US/html/dep/gatetype.htm) Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 36 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI h Miệng phun kiểu quạt: Miệng phun kiểu quạt thực chất miệng phun cạnh có bề rộng bị biến đổi miệng phun kiểu tạo dòng chảy êm cho phép điền đầy lịng khn cách nhanh chóng nên phù hợp với sản phẩm lớn dày Thêm vào miệng phun kiểu quạt tạo dòng chảy lan toả nên giúp tránh đường hàn nơi có bề dày mỏng sản phẩm Tuy nhiên phai chi phí cao cắt miệng phun Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 37 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Miệng phun kiểu quạt vết cắt để lại sản phẩm Miệng phun kiểu quạt nên làm côn bề rộng lẫn bề dày để có mặt cắt ngang khơng đổi, điều giúp:  Vận tốc chảy số  Toàn bề rộng dùng cho lưu lượng  Áp suất qua toàn bề rộng Hồ Minh Việt-Lê Văn Cơng-06112CLC 38 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Kích thước cho thiết kế: Hay: Bề dày quạt tương đối mỏng có mối quan hệ với bề dày sản phẩm Thông thường bề dày tối đa cổng hình quạt khơng vượt q 80% bề dày sản phẩm Nếu sản phẩm mỏng chẳng hạn 0.8mm bề dày cảu cổng phun chọn 0.7mm Bề rộng cổng quạt thường từ 6mm đến 25% chiều rộng khuôn Đối với sản phẩm lớn bề rộng thường chiều rộng tâm khuôn (http://mould-technology.blogspot.com/search/label/fan%20gate) (http://www.dsm.com/en_US/html/dep/gatetype.htm) i Miệng phun kiểu điã: Thường dùng cho chi tiết dạng trụ rỗng mà có yêu cầu cao độ đồng tâm khơng có đường hàn miệng phun kiểu thực chất miệng phun màng bao vòng quanh thành sản phẩm nhựa qua cuống phun, nhờ màng phun vòng quanh thành sản phẩm mà lịng khn điền đầy cách đồng Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 39 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Miệng phun kiểu điã Kích thước thiết kế: (Mơn Thiết kế khuôn-Trang 46) Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 40 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI t=0.1 – 0.17mm T=5 – 10mm (cịn tùy thuộc vào kích thước sản phẩm) Giá trị D-d = – 5mm bên (http://mould-technology.blogspot.com/search/label/Diaphragm%20Gate) j Miệng phun kiểu vòng: Miệng phun kiểu vịng thích hợp cho sản phẩm có dạng trụ dài có tiết diện mỏng, giúp hạn chế vết hàn, kẹt khí q trình điền đầy giảm ứng suất tập trung quanh miệng phun Có hai loại miệng phun kiểu vịng: vịng ngồi vịng Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 41 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Miệng phun kiểu vịng ngồi vịng Kích thước thiết kế: (Môn Thiết kế khuôn-Trang 47) Hay: Miệng phun kiểu vịng ngồi có bề rộng 0.25-1.5mm (http://www.dsm.com/en_US/html/dep/gatetype.htm) k Miệng phun kiểu nan hoa: Cịn gọi có nhiều miệng phun, thường dùng cho sản phẩm có hình ống, Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 42 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI dễ cắt bỏ tiết kiệm vật liệu Nhược điểm sản phẩm bị đường hàn khơng trịn hồn tồn Kích cỡ đường kính thơng thường cổng 0.8-5mm (http://www.dsm.com/en_US/html/dep/gatetype.htm) Đuôi nguội chậm: Để phần vật liệu chỗ rẽ nhánh khơng bị đơng đặc sớm gây nghẽn dịng ta nên thiết kế thêm đuôi nguội chậm Đuôi nguội chậm giúp trình điền đầy diễn nhanh tốt Nó thường nằm nhánh giao kênh dẫn Đi nguội chậm Kích thước khun dùng cho đuôi nguội chậm (Product and Mold Design) Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 43 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI Tính tốn kích thước nguội chậm sau: (http://www.ferris.edu/htmls/academics/course.offerings/hillm/MYWEB7/R unners/cold_slug_well.htm ) III Kết luận: So sánh loại khuôn với kênh dẫn khác nhau: Các loại khuôn Ưu điểm Khn có kênh dẫn So với khn nguội khn đơn giản hơn, rẻ hơn, chu kì ép ngắn Khn có kênh dẫn nóng Khn -Tiết kiệm vật liệu -Khơng có vết miệng phun sản phẩm -Giảm thời gian chu kì -Điều khiển điền đầy dòng chảy nhựa -Giá thành thấp khn có kênh dẫn nóng -Ít hỏng hóc khn có kênh dẫn nóng Hồ Minh Việt-Lê Văn Cơng-06112CLC Nhược điểm Do vấn đề cân dịng địi hỏi miệng phun bố trí thẳng hàng với lịng khn nên loại khn nhiều lịng khn gặp nhiều hạn chế sản phẩm nhựa định -Giá thành cao khn có kênh dẫn nguội -Khó đổi màu vật liệu -Hệ thống điều khiển nhiệt độ dễ bị hỏng -Khơng thích hợp với vật liệu chịu nhiệt -Chu kì ép tăng hành trình dịng nhựa dài -Lãng phí vật liệu -Cần áp suất cao để điền đầy 44 Báo cáo: HỆ THỐNG KÊNH DẪN NGUỘI -Có thể phù hợp với vật liệu chịu nhiệt Để sản xuất chi tiết lớn bảng mặt đồng hồ ô tô, vỏ máy tính, tivi… khơng chế tạo khơng có nhiều đường dẫn chất dẻo, người ta phải chế tạo nhiều khuôn lớn, với chiều dài vòi phun lên đến 800mm chiều dài kênh chia nhựa lớn 1800mm Hệ thống kênh nóng có hàng loạt ưu điểm so với hệ thống kênh dẫn nguội, chúng khơng có ưu điểm mặt kinh tế mà cịn có ý nghĩa mặt cơng nghệ IV Tài liệu tham khảo: http://www.altasystems.co.uk/products/cad/inventor_tooling http://202.121.124.150/ec/C304/ckzl/%E9%A1%B6%E5%87%BA%E6%9 C%BA%E6%9E%84/3.6%20%E4%B8%BB%E6%B5%81%E9%81%93% E6%8B%89%E6%96%99%E6%9D%86.htm http://www.globalspec.com/reference/50137/203279/Chapter-17-Runnerand-Gate-Design http://www.ferris.edu/htmls/academics/course.offerings/hillm/MYWEB7/R unners/cold_slug_well.htm http://implant-mechanix.com/?cat=32 http://www.pcs-company.com/cumsa.htm http://www.pcs-company.com/animations.htm www.smartmold.com.cn www.moldplastic.com 10.http://mould-technology.blogspot.com h/label/insert 11.www.3dtech.com.vn 12.http://www.globalspec.com/reference/50137/203279/chapter-17-runnerand-gate-design 13.http://mould-technology.blogspot.com 14.http://mould-technology.blogspot.com 15.Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa – PTS Vũ Hoài Ân – Hà Nội 1994 16.Thiết kế khuôn bản, nâng cao – Th.S Lê Trung Thực – Tp.HCM 2009 17.Mold Design Fundalmentals – CoreTech System 18.Injection Molding - Professor Tim Gutowski Hồ Minh Việt-Lê Văn Công-06112CLC 45 ... phun kiểu đư? ?ng ngầm d? ?ng th? ?ng Mi? ?ng phun ng? ??m d? ?ng cong Mi? ?ng phun kiểu đư? ?ng ngầm thư? ?ng d? ?ng cho khn có nhiều l? ?ng khn Khi thiết kế sản phẩm nhỏ cần cắt kênh dẫn mặt bên ta thư? ?ng nghĩ đến lại... KÊNH DẪN NGUỘI vào sản phẩm Phù hợp cho sản phẩm lớn ph? ?ng (đặc biệt sản phẩm làm nhựa Acrylic) giúp giảm độ cong vênh cho sản phẩm nhờ phân bố đ? ?ng Mi? ?ng phun kiểu b? ?ng Mi? ?ng phun kiểu b? ?ng có... bề dày sản phẩm Nếu sản phẩm m? ?ng ch? ?ng hạn 0.8mm bề dày cảu c? ?ng phun chọn 0.7mm Bề r? ?ng c? ?ng quạt thư? ?ng từ 6mm đến 25% chiều r? ?ng khuôn Đối với sản phẩm lớn bề r? ?ng thư? ?ng chiều r? ?ng tâm khuôn