TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM DANH SÁCH NHÓM 7 1. Nguyễn Quang Vinh 2. Trần Văn Hưng 3. Nguyễn Huy Xuân 4. Hoàng Sĩ Thưởng 5. Nguyễn Công Hiếu 6. Nguyễn Văn Trường BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 1 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) Vinh, Tháng 10 năm 2010 Trần Thanh Hòa BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 2 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM LỜI NÓI ĐẦU Hiện tại ở Việt Nam, nghành nhựa đang phát triển rất mạnh và theo đó là sự ứng dụng rộng rãi công nghệ ép phun để tạo ra những sản phẩm có kiểu dáng phong phú và chất lượng cao để đáp ứng nhu cầu ngày càng khó tính của người tiêu dùng. Một trong những khâu quan trọng nhất trong công nghệ ép phun là thiết kế sản phẩm và khuôn. Sản phẩm tạo ra phải có kiếu mẫu đẹp, đạt chất lượng cao, giá thành rẻ và đáp ứng được những yêu cầu của người tiêu dùng. Thông qua bài tập lớn môn học “ Thiết kế gia công khuôn mẫu”, nhóm đã ứng dụng phần mềm “ Auocad Mechanical Desktop 3D,phần mềm proengineer,phan mem moldex 3D” để thiết kế khuôn chậu dùng trong gia đình. Nhóm mong rằng sẽ đưa đến cho người đọc những cái nhìn cơ bản, sơ khai nhất về quá trình làm ra một sản phẩm nhựa cụ thể. Trong thời gian làm bài tập này với sự cố gắng của các thành viên trong nhóm đã tìm hiểu tài liệu và xây dựng bài tậpp lớn này. Cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Trần Thanh Hòa, bài tập lớn đã hoàn thành đúng thời gian quy định. Do kiến thức, kinh nghiệm, thời gian còn hạn chế, nên chắc chắn bài tập vẫn còn nhiều thiếu sót. Rất mong các thày cô giáo, cùng các bạn đóng góp ý kiến để bài tập lớn này được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! Vinh, tháng 10 năm 2010 ( Thay mặt nhóm) Trần Văn Hưng BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 3 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM THUYẾT MINH Phần I: Giới thiệu công nghệ ép phun. 1. Mô tả công nghệ Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đày lòng khuôn. Khi nhựa được đông cứng trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy. Trong quá trình này không có bất cứ phản ứng hóa học nào sảy ra. 2. Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế mà công nghệ ép phun mang lại. Xung quanh chúng ta từ các vận dụng trong gia đình, đến các chi tiết trong các chi tiết máy đều có sản phẩm hay chi tiết được làm bằng vật liệu nhựa. Hầu hết các sản phẩm này đều có hình dáng và màu sác rất phong phú, chúng đã góp phần cho cuộc sống của chúng ta trở nên đẹp và tiện nghi hơn. Đều này chứng tỏ việc sản phẩm nhựa mà phần lớn được tạo bằng công nghệ ép phun đã chở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống. sản phẩm nhựa đã và đang thay thế cho các vật liệu kim loại đang một bi cạn kiệt. Tóm lại Nhu cầu về sản phẩm nhựa của con người là mãi mãi cho đến khi người ta tìm ra một vất liệu mới có đặc tính tương tự và tôt hơn có thể thay thế cho nhựa. 3. Khả năng công nghệ - Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phức tạp: Công nghệ ép phun có thể tạo ra sản phẩm có hình dạng không giới hạn,có thể phức tạp hoặc lớn và được điền đầy bằng một lần phun. - Trên cùng một sản phẩm hình dáng giữa bề mặt trong và mặt ngoài có thể khác nhau. Sản phẩm thiết kế có nhiều lỗ, gân và mặt cắt giao nhau trên thành. - Khả năng tự động hóa trong quá trình sản xuất và có tính lặp lại cao. - Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc phong phú, độ bóng cao - Phù hợp cho sản xuất hàng khối và đơn chiếc. BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 4 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Phần II. Thiết kế sản phẩm và sản lượng. 1.Điều kiện làm việc. Với đề tài này nhóm chọn phương án thiết kế và chế tạo sản phẩm chậu nhựa dùng trong gia đình, nó phục vụ cho sinh hoạt, nên chi tiết hoàn thành phải đạt được các yêu cầu sau: + Phải đảm bảo chất lượng, chịu được nhiệt độ và đọ ẩm với khí hậu nhiệt đới ở Việt Nam. + Vị trí cầm nắm để di chuyển phải an toàn, và không làm ảnh hưởng tới người sử dụng. + Vật liệu chế tạo phải an toài cho người sử dụng, không tự phân hủy, không bị ăn mòn hóa học trong môi trương nước vàc các hợp chất tẩy rữa ( bột giặt, nước rữa chén, chất tẩy vải….). 2. Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết. a) Bề dày của sản phẩm. Khi chọn bề dày chính, 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, 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. Tránh các vùng dày chi tiết. Vì 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 BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 5 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM 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. b) 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 vào 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 lỗ khí trong sản phẩm. c) Thiết kế các góc. 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, không những giảm các vết rạn gây hư hại cho sản phẩm trong quá trình sử dụng mà còn dễ dàng gia công 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. Chi tiết có hình dạng tròn nên có các góc lượn, tại vị trí cầm nắm hoạc góc bo giữa đáy và thành bên. d) Thiết kế gân 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 nhiều gân nhỏ hơn là sử dụng một gân lớn.Khoảng cách tối thiểu giửa các gân bằng hai lần bề dày thành sản phẩm. BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 6 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Dưới đáy của chi tiết được thiết kế có các vành gân, có tác dụng làm tăng độ bền của đáy sản phẩm.Tuy nhiên, việc thiết kế đúng là rất quan trọng bởi vì đôi khi nó sẽ gây ra các vết lõm. 3) Vật liệu chế tạo chi tiết. Vật liệu chi tiết: Sản phẩm được chế tạo bằng vật liệu Nhựa Polyvinyl chlorire(PVC) PVC trộn với bội màu và các phụ gia (chất ổn định nhiệt- quang, chất bôi trơn, chất hoá dẻo. chất trợ gia công…). Áp dụng của các loại PVC Loại PVC E S M Giá trị K(DIN 52 726 : 0.25g PVC hoà tan trong 50 ml cyclohexanone ) PVC cứng - 55 - 60 56 - 60 PVC hoá dẻo - 65 - 70 55 - 60 Tính co rút của PVC trong ép phun phụ thuộc cấu hình khuôn và điều kiện phun. Giá trị thông thường 2 – 4% theo hướng phun và 1 – 2 % theo phương ngang, có thể lớn hơn tuỳ trường hợp. PVC cũng thường ép khớp nối ống và các chi tiết kỹ thuật, PVC dẻo thường ép thảm, mũ trùm bảo vệ, nút bấm, khung bảo vệ và gắn kính xe, đồ chơi dẻo, xe đạp, thanh hãm vôlăng xe hơi, phích cắm điện, đế giày, ủng,…. 4) Cấu tạo chi tiết. Chi tiết được cấu tạo gồm các phần sau: - Dáy: Có dường kính Ø140 - Miệng: Có dường kính Ø 294, và góc bo Ø300, dùng để di chuyển dễ dàng và tạo độ bền cho miệng chi tiết. - Thân có mặt nghiêng. Là phần tạo ra trể tích chính của chi tiết - Gân vòng tròn ở đáy. Tạo cho đáy có độ cứng vững tốt. BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 7 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 8 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Hình ảnh cái chậu 5) Sản lượng chi tiết hàng năm. Sản phẩm là vật dụng phục vụ cho mỗi gia đình, nên sản lượng hàng năm được sản xuất là khá lớn. Với lượng hàng ngàn chiếc hàng năm. Dạng sản xuất hàng loạt lớn. Phần III: Thiết kế khuôn 1. Một số vấn đề khi thiết kế khuôn. Một thiết kế khuôn được bắt đầu khi nhà thiết kế ngận được bản vẽ hoạc mẫu sản phẩm chế tạo. Các thông tin cỏ bản lúc này sẽ là: Máy gia công khuôn, có bao nhiêu lòng khuôn trong một khuôn, loại nhựa dùng cho chế tạo sản phẩm, và các yêu cầu kỹ thuật khách hàng cung cấp, từ đó nhà thiết kế dựa vào đó để thiết kế khuôn. 2. Tạo mặt phân khuôn BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 9 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Việc đầu tiên ta phải làm trước khi tách khuôn là xác định độ co rút của sản phẩm. Việc xác định độ co rút có ảnh hưởng lớn đến kích thước và độ chính xác của sản phẩm sau này. Vì khi nhựa được điền đầy khuôn,khi nguội đi thì sẽ co lại 1 lượng nhất định (gọi là độ co rút),và mỗi loại nhựa có độ co rút khác nhau. Tiếp theo ta sẽ tạo mặt phân khuôn để tách sản phẩm ra thành 2 phần nữa khuôn cố định và nữa khuôn di động a) Thiết kế nữa khuôn cố định Nữa khuôn cố định được thiết kế như bản bẽ gồm: - Biên dạng ngoài của sản phẩm - Hệ thống làm nguội. - Lỗ lắp ghép chốt đẩy. - Lỗ lắp bạc đầu rót. BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 10 [...]... Phần III: Thiết kế khuôn 1.Một số vấn đề khi thiết kế khuôn 2 Tạo mặt phân khuôn a) Thiết kế nữa khuôn cố định b) Nữa khuôn di động 3 Hệ thống kẹp chặt và định vị BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 33 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM 4 Xác định số lòng khuôn 5 .Thiết kế cuống phun 6 Thiết kế miệng phun 7 Thiết kế kênh dẫn nhựa 8 Hệ thống điều khiển nhiệt độ 9 Bạc cuống phun Phần IV: Chọn máy 1... KHOA: CƠ KHÍ CTM Vị trí đặt miệng phun tốt nhất là tại đáy của chậu. từ ngoài vào Sau đây là các hình ảnh mô tả hệ thống phun như sau BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 20 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 KHOA: CƠ KHÍ CTM Trang: 21 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM 7 Thiết kế kênh dẫn nhựa và mô hình tách khuôn Tạo mặt phân khuôn Dung phần mềm proengineer ta phân khuôn Hướng tách khuôn. .. lòng trong của xi lanh Vật liệu sẽ được làm nóng và hóa lỏng tại cuối của vít bằng hệ thống nung nóng Vật liệu hóa lỏng sẽ chảy vào khuôn qua vòi phun BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 30 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 KHOA: CƠ KHÍ CTM Trang: 31 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM KẾT LUẬN Trong quá trình thiết kế và chế tạo khuôn mẫu người thiết kế khuôn phải nắm rõ kiểu dáng... phun bên ngoài 6 Thiết kế miệng phun - Do chúng ta áp dụng kiểu bơm keo gián tiếp, khuôn gồm một sản phẩm nên cũng sẽ có một miệng phun - Một số yêu cầu khi thiết kế miệng phun: + Tránh thiết kế cổng gây ra dòng chảy dài hội tụ tạo thành bẫy khí, tại các vị trí đó có thể thiết kế các van thoát khí + Nếu có thể thì thiết kế vị trí của cổng ở vùng sản phẩm dáy nhất + Lựa chọn vị trí cổng để sán phẩm đạt độ... hướng tách khuôn của chi tiết BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 22 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 KHOA: CƠ KHÍ CTM Trang: 23 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Ta phân tích được mô hình khuôn cái như sau BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 24 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Mô hình khuôn đực như sau BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 25 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM... Là hệ thống tạo ra lực ép nữa khuôn cố định và khuôn di động Bao gồm xi lanh khí nén, trục đẩy, hệ thống cấp khí khi cần kẹp chặt và xã khí cần tách 2 nữa khuôn BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 11 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM XI LANH BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 12 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM PIS TONG MẶT BÍCH XI LANH - Cơ cấu định vị: 2 nữa khuôn được định vị bằng 3 chốt,... Piston vít 2 giàn 2 Chọn máy TÀI LIỆU THAM KHẢO - Công nghệ ép phun (Trung tâm kỹ thuật chất dẻo TPHCM) - Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa (Viện máy và dụng cụ công nghiệp) - Giáo trình Vật liệu phi kim loại PHẦN MỀM HỖ TRỢ - Auocad Mechanical Desktop 3D, 2D - Catia P3 - MasterCam 9.1 - AutoCad 2007 - Microsoft Word BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 34 ... ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM Hệ thống rót nhựa được đổ trực tiếp qua bạc cuống phun lắp trong tấm khuôn đực BTL: CHẾ TẠO KHUÔN MẪU NHÓM:7 Trang: 27 TRƯỜNG: ĐHSPKT VINH KHOA: CƠ KHÍ CTM 8 Hệ thống điều khiển nhiệt độ Để điều khiển nhiệt độ khuôn và để thời gian làm nguội ngắn,cần phải biết đặt hệ thống làm nguội chỗ nào và dùng hệ thống làm nguội nào.Điều này rất quan trọng vì thực tế là thời gian làm nguội... % toàn bộ thời gian của chu kỳ khuôn. Do đó làm cho quá trình làm lạnh rất quan trọng để làm giảm thời gian của cả chu kỳ Phải điều khiển nhiệt độ khuôn để có dòng nhựa êm chảy vào trong khuôn. Để tránh làm nguội quá nhanh,về lý thuyết tốt nhất là giữ nhiệt độ khuôn cao ở cuối dòng chảy Để điều khiển tốt nhiệt độ trong khuôn cần lưu ý những điểm sau: - Kênh làm nguội phải đặt gần bề mặt khuôn càng tốt,nhưng... KHOA: CƠ KHÍ CTM + Với những khuôn có nhiều cốc khuôn, yêu cầu miệng phun của mỗi cốc phải có cùng kích thước (đường kính và bề dày).Điều này đảm bảo có sự cân bằng dòng chảy đến mỗi cốc khuôn + Dòng chảy phun thẳng trực tiếp vào thành cốc khuôn để tránh sự ửng đỏ và phun tia - Nếu có thể nên đặt cổng tại những chỗ khuất của sản phẩm Sau đây em ứng dụng phần mêm moldlow vào để tìm nơi đặt miệng phun Kết . rẻ và đáp ứng được những yêu cầu của người tiêu dùng. Thông qua bài tập lớn môn học “ Thiết kế gia công khuôn mẫu”, nhóm đã ứng dụng phần mềm “ Auocad Mechanical Desktop 3D ,phần mềm proengineer,phan. moldex 3D để thiết kế khuôn chậu dùng trong gia đình. Nhóm mong rằng sẽ đưa đến cho người đọc những cái nhìn cơ bản, sơ khai nhất về quá trình làm ra một sản phẩm nhựa cụ thể. Trong thời gian. khuôn trong một khuôn, loại nhựa dùng cho chế tạo sản phẩm, và các yêu cầu kỹ thuật khách hàng cung cấp, từ đó nhà thiết kế dựa vào đó để thiết kế khuôn. 2. Tạo mặt phân khuôn BTL: CHẾ TẠO KHUÔN