Đang tải... (xem toàn văn)
- Coâng ngheä eùp phun taïo ra nhöõng saûn phaåm nhöïa ña daïng veà hình daïng vaø kích côõ gaén lieàn vôùi cuoäc soáng cuûa chuùng ta.
PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 1 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN 1. Sản phẩm của công nghệ ép phun - Công nghệ ép phun tạo ra những sản phẩm nhựa đa dạng về hình dạng và kích cỡ gắn liền với cuộc sống của chúng ta. - Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phức tạp, trong mọi lónh vực của đời sống : tiêu dùng, công nghệ thực phẩm, y tế, công nghệ cao… - Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc phong phú, không cần phải sơn. - Độ nhẵn bóng bề mặt cao nên không cần gia công lại. - Những sản phẩm của công nghệ ép phun có độ dẻo, dai, nhẹ, hình dáng đa dạng, bắt mắt, thân thiện với con người. - Có thể tái chế giúp tiết kiệm vật liệu. Hình 1.1 sản phẩm nhựa gia dụng Hình 1.2 Sản phẩm nhựa kỹ thuật SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 2 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 2. Phân loại máy ép phun 2.1. Phân loại máy theo vật liệu được sử dung - Máy ép phun nhựa nhiệt dẻo. - Máy ép phun nhựa nhiệt rắn. 2.2. Phân loại máy theo hệ thống kẹp - Máy dùng hệ thống kẹp thủy lực. - Máy dùng hệ thống kẹp đòn khuỷu. 2.3. Phân loại máy theo lực kẹp Có các loại máy 50, 80,100, 150. 180,…(tấn). 2.4. Phân loại máy theo hướng trục vít - Máy ép phun đứng. - Máy ép phun nằm ngang. 2.5. Phân loại máy theo công nghệ ép phun - Máy ép phun lệch tâm. - Máy ép phun nhiều màu. - Máy ép phun nhiều nguyên liệu. - Máy ép phun thổi khí. - Máy ép phun nhựa nhiệt rắn. - Máy ép phun cao su. 3. Vật liệu trong công nghệ ép phun Vật liệu thường được dùng trong trong công nghệ ép phun là nhựa. Nó là những vật liệu nhân tạo nhận được trên cơ sở các polymer hữu cơ. Khi nung nóng chúng sẽ chảy dẻo và dưới tác dụng của lực chúng được tạo hình dáng và giữ nguyên hình dáng đó. Vật liệu nhựa được dùng để ép phun rất đa dạng với hơn 20000 loại nhựa nhiệt dẻo và 5000 loại nhựa nhiệt rắn. Thành phần của nhựa : • Chất liên kết: loại nhựa tổng hợp • Chất độn: ở dạng bột, sợi tấm, vô cơ, hữu cơ • Ngoài ra có thể cho thêm các chất phụ gia. SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 3 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Một số loại nhựa thường sử dụng trong khuôn mẫu: - PVC (polyvinyclorua) - PP (polipropylen) - PS (polistylen) - PA (poliamide) nylon - PC (polyarbonate) - PET (polyethylen- terethalate) - ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrence) - PE (polyethylen) - Nhựa PVC (Polyvinyl Chloride) 4. Những khuyết tật trên sản phẩm khi ép phun Lỗi Nguyên nhân Cách khắc phục 1.Lỗ khí - Hệ thống thoát khí trên khuôn chưa tốt. - Dòng chảy phân bố không đều. - Thiết kế đảm bảo cân bằng dòng chảy. - Vùng điền đầy sau cùng phải đïc thoát khí tốt bằng các ty thoát khí. - Giảm vận tốc phun để nhựa điền đầy từ từ và khí dễ dàng thoát ra ngoài. 2. Các đốm cháy - Các bọt khí tích tụ trong lòng khuôn dùi áp suất và nhiệt độ cao sẽ bò cháy tạo ra lỗi. -Nhựa cũng bò cháy do áp suất và nhiệt độ ép quá cao. - Thiết kế hệ thống dẫn nhựa hợp lý để tránh quá nhiệt. - Thiết kế sản phẩm để tránh bẫy khí. - Giảm vận tốc quay của trục vít và áp suất phun ép. - Giảm nhiệt độ trong khoang gia nhiệt và trên vòi phun. 3. Vết rạn nứt - Ứng suất dư cao. - Sản phẩm có nhiều đường hàn. - Hướng co rút khác nhau dẫn đến nứt. - Tăng bề dày chi tiết hợp lý. - Thiết kế kênh dẫn giảm co rút. SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 4 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 4. Tróc bề mặt - Trộn vật liệu chưa đều và dính ẩm vật liệu. - Nhiệt nóng chảy của nhựa thấp. - Ở miệng phun và kênh dẫn có cạnh sắc. - Loại bỏ hơi ẩm và điều chỉnh tỷ lệ vật liệu ép hợp lý. - Đánh bóng miệng phun và kênh dẫn. - Tăng nhiệt độ dòng nhựa để tạo liên kết. 4. Đổi màu sản phẩm - Khoang cấp liệu quá dài khiến nhựa điền đầy lòng khuôn ở nhiệt độ cao. - Vật liệu nghiền khác màu với vật liệu tái chế. - Trục vít tạo ma sát lớn. - Giữ vật liệu sạch trước khi ép. - Giảm ma sát của hệ thống dẫn để tránh quá nhiệt. - Tránh sự tích tụ khí làm cháy sản phẩm. - Chọn trục vít hợp lý. - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun. 6. Bavia - Các tấm khuôn không khít nhau. - Lực kẹp khuôn không đủ để chống lại áp suất lòng khuôn. - Sự đông đặc cục bộ quá mức làm tăng áp trong lòng khuôn. - Nhiệt chảy dẻo quá cao và áp suất ép quá cao cũng làm cho bavia. - Hệ thống thoát khí quá sâu. - Đảm bảo sự khép kín giữa hai nửa khuôn hợp lý. - Tăng khả năng chòu lực của các tấm khuôn bằng các tấm đỡ phụ. - Tăng lực kẹp của máy . - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun để tránh áp suất phun quá cao - Giảm áp suất phun và bảo áp thay vào đó tăng thời gian ép cũng như hạ từ từ vận tốc phun đề tránh áp suất ngược. 7. Sản phẩm bò cong vênh - Sự làm nguội giữa các vùng không đồng đều làm sản phẩm co rút theo nhiều hướng khác nhau. Đây là nguyên nhân chính làm chi tiết bò cong vênh. - Chi tiết bò cong vênh do làm nguội hai mặt - Thiết kế hệ thống làm nguội cho đồng đều. - Giảm bề dày thành chi tiết nếu có thể, hoặc thêm vào các vấu lồi, gân tăng cứng. - Đặt miệng phun để dòng chảy chảy theo một hùng. SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 5 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN không giống nhau. 8. Sản phẩm không được điền đầy - Dòng nhựa bò hạn chế do kênh dẫn bò đông đặc. - Lòng khuôn quá phức tạp khiến dòng chảy bò nghẽn. - Thoát khuôn không tốt. - Nhiệt chảy dẻo hay nhiệt độ khuôn quá thấp. - Công suất máy ép (cm 3 /s) hoặc tốc độ ram quá thấp. - Khuôn bò rò rỉ áp và thể tích vật liệu cũng gây nên thiếu vật liệu. - Có thể tăng bề dày sản phẩm để mở rộng dòng chảy. - Đặt miệng phun tại nơi có bề dày lớn. - Tăng kích thùc miệng phun, kích thùc kênh dẫn hay số miệng phun để giảm kháng dòng. - Đặt lỗ thoát khí tại nơi khó điền đầy hoặc tăng số lïng lỗ thoát khí. - Tăng áp suất phun ( khoảng 70 – 80 % áp suất cực đại của máy). - Tăng vận tốc phun để nhựa điền đầy vào lòng khuôn nhanh hơn. - Tăng thể tích phun. 9. Sản phẩm bò dính vết bẩn và có sọc - Vật liệu bò biến chất do quá nhiệt. - Vật liệu không sạch. - Không dùng lại vật liệu bò nhiễm bẩn. - Tránh để vật liệu dính tạp chất trùc khi ép. - Tránh để dầu bôi trơn của máy lẫn vào nhựa chảy dẻo. - Làm nhẵn bóng bề mặt kênh dẫn. - Chọn công suất ép thích hợp (70 -80 % công suất máy). - Vệ sinh máy và khuôn trùc khi ép. - Giảm nhiệt độ khoang cấp liệu và vòi phun để tránh gây quá nhiệt cho nhựa. 10. Đøng hàn - Vò trí miệng phun đặt lệch. - Bề dày sản phẩm - Đặt vò trí miệng phun sao cho cân bằng dòng chảy. - Giảm sự chênh lệch bề dày SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 6 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN không hợp lý. chi tiết đến mức có thể. - Tăng nhiệt độ khuôn và nhiệt độ chảy dẻo.Đøng hàn sẽ ít nếu nhiệt độ chảy dẻo lớn hơn nhiệt độ phun 20 o C SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 7 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Chương 2: KẾT CẤU KHUÔN ÉP NHỰA 1. Các thành phần trong khuôn ép nhựa 1 10 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 Hình1.3 Kết cấu khuôn 1. Tấm kẹp trước 10. Tấm giữ 2. Tấm khuôn âm 11. Tấm đẩy 3. Bạc cuống phun 12. Tấm kẹp sau 4. Vòng đònh vò 13. Chốt đẩy 5. Vít lục giác 14. Lò xo 6. Đường nước 15. Chốt hồi 7. Tấm khuôn dương 16. Bạc dẫn hướng 8. Tấm lót 17. Lòng khuôn 9. Gối đỡ 18. Chốt dẫn hướng Chức năng của các bộ phận khuôn 1. Tấm kẹp trước : kẹp phần cố đònh của khuôn với tấm cố đònh của máy ép nhựa. 2. Tấm khuôn âm : chứa lòng khuôn hoặc phần insert đònh hình sản phẩm, được lắp vào tấm kẹp trước. 3. Bạc cuống phun : đưa nhựa vào lòng khuôn, thông thường nó nằm trên tấm kẹp trước. 4. Vòng đònh vò : đảm bảo cho bạc cuống phun và đầu phun trùng tâm nhau. SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 8 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 5. Vít lục giác : cố đònh các chi tiết với nhau. 6. Đường nước : dẫn nước hoặc dung môi để làm nguội khuôn trong quá trình làm mát 7. Tấm khuôn dương : chứa lòng khuôn hoặc phần insert đònh hình sản phẩm, được lắp chặt vào gối đỡ hay tấm lót. 8. Tấm lót : giữ cho tấm khuôn không bò uốn. 9. Gối đỡ : tạo khoảng không gian cho lói sản phẩm 10. Tấm giữ : giữ tấm đẩy và ty lói 11. Tấm đẩy : kết hợp với tấm giữ và chốt đẩy để đẩy chi tiết ra khỏi khuôn. 12. Tấm kẹp sau : kẹp phần di động của khuôn với tấm di động của máy ép nhựa. 13. Chốt đẩy : đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn. 14. Lò xo : để đảm bảo các tấm giữ và tấm đẩy hồi về vò trí cũ sau khi lói 15. Chốt hồi : cùng với lò xo đưa các tấm giữ và tấm đẩy hồi về vò trí cũ sau khi lói. 16. Bạc dẫn hướng : dẫn hướng cho trục dẫn hướng hạn chế mòn tấm khuôn. 17. Lòng khuôn : tạo nên hình dáng của chi tiết. 18. Chốt dẫn hướng : dẫn hướng cho tấm khuôn âm và khuôn dương. 2. Một số loại khuôn - Khuôn hai tấm - Khuôn ba tấm - Khuôn nhiều tầng - Khuôn có lõi mặt bên - Khuôn cho sản phẩm có ren - Khuôn nhiều màu 2.1. Khuôn hai tấm 2.1.1. Khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội Khuôn hai tấm là loại khuôn phổ biến nhất.So với khuôn ba tấm thì khuôn hai tấm đơn giản hơn, rẻ hơn và có chu kỳ ép phun ngắn hơn. Đối với khuôn hai tấm có một lòng khuôn thì không cần đến kênh dẫn nhựa mà nhựa sẽ điền đầy trực tiếp vào lòng khuôn thông qua bạc cuống phun. SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 9 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Đối với khuôn hai tấm có nhiều lòng khuôn thì ta cần quan tâm đến việc thiết kế kênh dẫn và miệng phun sao cho nhựa có thể điền đầy các lòng khuôn cùng lúc. Hình 1.4 Khuôn hai tấm kênh dẫn nguội. Kết cấu khuôn 2 tấm sử dụng kênh dẫn nguội: Hình 1.5 kết cấu khuôn 2 sử dụng kênh dẫn nguội 2.1.2. Khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng. Hình 1.6 Khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng. SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 10 [...]... nhả 2.6 Khuôn nhiều màu Khuôn nhiều màu là khuôn ép với các dạng sản phẩm gồm nhiều gia đoạn, mổi gia đoạn sử dụng một khuôn riêng và quá trình này thương xảy ra liên rục cho đến khi ép xong hoàn chỉnh một sản phẩm Hình 1.12 Sản phẩm của khuôn nhiều màu SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 13 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Chương 3: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 1 Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế 1 Các... loại khuôn cho thiết kế SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 14 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Sản phẩm gối đỡ này không yêu cầu về mặt thẩm mỹ và độ chính cao nên ta chọn kết cấu và loại khuôn đơn giản cho phù hợp với sản phẩm Khuôn ép cho sản phẩm là khuôn hai tấm sử dụng kênh dẫn nguội 5 Tính số lòng khuôn Có nhiều cách tính số lòng khuôn, ở đây ta áp dụng tính số lòng khuôn dựa vào lực kẹp của máy ép: ... vẽ chi tiết ta tiến hành thiết kế sản phẩm trên phần mềm pro engineer qua các bước sau: - Chọn môi trường thiết kế - Thiết kế sản phẩm SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 22 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 1.2 Sản phẩm thiết kế 2 Tách khuôn Các bước tiến hành tách khuôn: - Lắp chi tiết - Nhập hệ số co rút của vật liệu nhựa - Tạo phôi - Kiểm tra góc thoát khuôn - Tạo mặt phân khuôn - Tạo mold volume -... 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Chọn đường kính kênh dẫn 6mm Thể tích runner: 6 cc Trong các loại kênh dẫn kênh dâûn tròn đạt hiệu quả cao nhất trong quá trình dẫn nhựa và việc gia công tương đối đơn giản nên ta chọn kênh dẫn tròn 6.3 Miệng phun Khuôn thiết kế sản phẩm nằm toàn bộ về phía phần khuôn dưới (cavity) nên ta chọn miêng phun kiểu cạnh chỉ phun vào lòng khuôn phía bên khuôn dưới Bố trí lòng khuôn, ... Nguyễn Xuân Tây 20 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN d =3 n.M u 0,1.[ σ ] =9.3mm Chọn đường kính chốt hồi d=12 thỏa điều kiện bền Ty lói: chọn ty lói đường kính 8 mm lói vào 2 vò trí trên sản phẩm và 3 ty lói vào kênh dẫn SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 21 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Chương 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO\ENGINEER WILDFIRE 4.0 VÀ EMX TRONG THIẾT KẾ KHUÔN 1 Thiết kế sản phẩm 1.1 Bản vẽ chi... nhiều lòng khuôn - Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vò trí phun nhựa Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn với nhau nên buộc phải thiết kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn - Điểm đặc trưng của khuôn ba tấm là tự cắt đuôi keo Các bộ phận chính trong khuôn 3 tấm: Hình 1.7 Các bộ phận trong khuôn 3 tấm SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 11 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Phần... mặt phân khuôn ta tiến hành split phôi thành lòng khuôn và các chi tiết như cam, insert cấy vào cam và kết quả ta được trạng thái mở khuôn: SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 24 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN KHUÔN TRÊN CAM INSERT KHUÔN DƯỚI 3 Ứng dụng EMX5.0 xây dựng bộ khuôn hoàn chỉnh 3.1 Giới thiệu về EMX EMX là từ viết tắt của “Expert Moldbase Extension” module hổ trợ cho việc thiết kế khuôn mẫu... không cần thiết kế mà nó đã có sẵn các kết cấu khác nhau, và ta chỉ việc gọi vỏ khuôn phù hộp với mục đích của người thiết kế, mặt khác người thiết kế có thể hiệu chỉnh lại các kết cấu đó Ž Được thực hiện qua các dòng lệnh: EMX / moldbase / assembly definition (hoặc nút lệnh tắt ) Sau khi mở lệnh xuất hiển cửa sổ làm việc sau: SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 28 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN 3.2.3... Các chi tiết thay thế cho khuôn khi cần thiết 13 Các thông số của máy ép phun: kích cỡ, kích thước đầu phun, công suất làm dẻo 14 Tính tự động hóa của máy 15 Thời gian hoàn tất 16 Giá thành khuôn 2 Kết cấu chung của khuôn ép nhựa - Hệ thống cấp nhựa - Hệï thống dẫn hướng - Hệ thống đẩy - Hệ thống lõi mặt bên - Hệ thống làm nguội và thoát khí 3 Sản phẩm thiết kế Sản phẩm thiết kế trong đồ án là gối đỡ... trong khuôn tác động lên cam Theo kết quả phân tích bằng phần mềm Modex 3D bên phần CAE thì áp suất dòng nhựa trong khuôn là 60Mpa= 600Bar= 611.83 kgf/cm2 (theo kết quả chuyển đổi bằng phần mềm) Vậy lực kẹp của xilanh thỏa điều kiện của áp suất phun trong khuôn SVTH: Ngô Tấn Phú, Nguyễn Xuân Tây 19 PHẦN 1: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN Bản vẽ cấu tạo xilanh: Hành trình của xilanh: Theo kích thước thiết kế ta
