THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH KHUÔN ÉP NHỰA spk
NỘI DUNG ĐỒ ÁN
Thiết kế khuôn ép nhựa, quy trình sản xuất, bản vẽ nguyên lý, thiết kế, các chi tiết trong khuôn, kết cấu, động học máy ép nhựa, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA, THIẾT KẾ CHẾ TẠO MÔ HÌNH KHUÔN ÉP NHỰA
KHOA CƠ KHÍ MÁY – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: MSSV:
MSSV:
Ngành: Công Nghệ Tự Động Niên khóa:2008-2012
Tên đồ án : THIẾT KẾ- CHẾ TẠO MÔ HÌNH KHUÔN ÉP NHỰA
- Số liệu cho trước :
- Phần mềm Pro/Engineer2001.
- Tài liệu về khuôn mẫu, máy ép phun và công nghệ chế tạo khuôn.
-
Các loại máy móc công cụ (máy vạn năng, máy CNC…)
- Nội dung tính toán :
- Giới thiệu công nghệ ép phun.
- Tìm hiểu về máy ép pun và các thông số gia công.
- Tìm hiểu quy trình thiết kế khuôn ép phun.
- Tìm hiểu các lỗi thường gặp trên khuôn, chỉ ra nguyên nhân và hướng khắc phục.
- Sử dụng phần mềm Pro/E2001 để thiết kế sản phẩm và thiết kế khuôn.
-
Chế tạo mô hình khuôn ép phun cho sản phẩm thiết kế
- Các bản vẽ :
- Các bản vẽ chi tiết dùng đểgia công các thành phần trong khuôn.
- Ngày giao nhiệm vụ : 18/05/2012
- Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 16/07/2012
- Giáo viên hướng dẫn : Ths. Phạm Sơn Minh
CHƯƠNG I. DẪN NHẬP
- Đặt vấn đề.
Trong cuộc sống thường nhật hiện nay, chúng ta dễ dàng nhận thấy các vật dụng xung quanh mình được làm từ nhựa. Từ những sản phẩm đơn giản như vỏ bút, thau nhựa, rỗ nhựa … đến các sản phẩm tinh xảo như vỏ điện thoại di động, các linh kiện trong máy vi tính, xe hơi… cũng được làm từ vật liệu nhựa. Nói tóm lại nhựa chiếm một phần quan trọng trong cuộc sống của chúg ta.
Nền công nghiệp nhựa hiện nay ở nước ta đang phát triển rất nhanh mà đặc biệt là ở TP.Hồ Chí Minh. Nó chiếm một tỷ trọng lớn trong việc phát triển công nghiệp và là một trong những ngành có tốc độ phát triển mạnh nhất hiện nay ở Tp.Hồ Chí Minh.
Với sự phát triển không ngừng của ngành nhựa thì sự ra đời của nền công nghiệp khuôn mẫu để hổ trợ cho nó là một sự tất yếu. Khi chúng ta có một nền công nghiệp khuôn mẫu phát triển vững mạnh thì sẽ làm đa dạng hóa các mẫu mã trên thị trường, hạ giá thành các sản phẩm nhựa làm tăng tính cạnh tranh cho doanh nghiệp, đồng thời giúp cho người tiêu dùng có nhiều phương án trong việc lựa chọn sản phẩm.
Chính vì những lý do trên mà nhóm thực hiện quyết định chọn đề tài: “Thiết kế-chế tạo mô hình khuôn ép nhựa (Sử dụng làm phương tiện giảng dạy trong trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh)”. Thông qua đề tài này, nhóm thực hiện mong muốn ứng dụng những kiến thức đã học vào thực tế chế tạo, góp một phần nhỏ vào việc tạo ra phương tiện dạy học trong nhà trường, phát triển nền công nghiệp khuôn mẫu-nhựa nói riêng và nền công nghiệp nói chung của đất nước.
- Mục tiêu của đề tài.
- Thiết kế khuôn ép nhựa cho một sản phẩm.
- Chế tạo mô hình khuôn ép nhựa cho sản phẩm thiết kế.
- Phạm vi nghiên cứu.
Để làm hoàn chỉnh một bộ khuôn và cho ra sản phẩm thì cần nhiều hệ thống thiết bị khác như hệ thống đẩy thủy lực, mạch điều khiển….Tuy nhiên ở đề tài này chúng em chỉ thực hiện thiết kế, chế tạo kết cấu bộ khuôn chứ không làm phần hệ thống điều khiển cho khuôn.
- Thể thức nghiên cứu.
- Thời gian nghiên cứu.
Quá trình nghiên cứu đề tài được xem là một qui trình công nghệ hẳn hoi vì đòi hỏi phải tiến hành theo các khâu kế tiếp nhau bao gồm việc chọn đề tài, biên soạn đề cương, thu thập tài liệu, xử lý tài liệu, viết công trình nghiên cứu.
Luận văn tốt nghiệp được tiến hành thực hiện trong khoảng thời gian là 6 tuần :
- Tuần1: Chọn đề tài, chính xác hóa đề tài, soạn đề cương, thu thập dữ kiện và tài liệu liên hệ.
- Tuần 2: Biên soạn nội dung phần lý thuyết.
- Tuần 3: Thiết kế sản phẩm.
- Tuần 4: Thiết kế khuôn.
- Tuần 5: Chế tạo mô hình khuôn.
- Tuần 6: Hoàn thiện mô hình và hoàn chỉnh phần lý thuyết để in nộp luận văn.
- Phương pháp nghiên cứu.
Để thực hiện đề tài này nhóm thực hiện đã tiến hành bằng các phương pháp:
- Tham khảo tài liệu nhằm bổ sung kiến thức, cơ sở lý luận và phương pháp luận...
- Tiến hành gia công chi tiết ở công ty TNHH Cơ Khí-TM Nhật Long.
- Tiếp thu các ý kiến đóng góp từ các thầy cô và bạn bè.
- Phương tiện nghiên cứu và thực hiện.
Bao gồm các tài liệu, máy tính, vật liệu (nhựa và kim loại), máy CNC.
CHƯƠNG II. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
- Giới thiệu công nghệ ép phun.
Là công nghệ tạo sản phẩm từ nhựa định hình. Công nghệ ép phun đòi hỏi ba yếu tố:
- Máy ép phun.
- Vật liệu nhựa.
- Khuôn.
Nguyên liệu nhựa ở dạng hạt hay bột … được xử lý độ ẩm sau đó được vận chuyển vào trong máy ép, được gia nhiệt làm nóng chảy và trộn điều, đẩy vào trong khuôn dưới tác dụng nhiệt và áp lực từ trục vít. Chất dẻo trong khuôn được làm nguôi đóng rắn lại tạo hình dáng lòng khuôn. Một nữa khuôn phía di động sẽ mở ra sau đó sản phẩm được đẩy ra ngoài, khuôn đóng lại và bắt đầu một chu kỳ tiếp theo.
- Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế mà công nghệ ép phun mang lại.
Trong cuộc sống hàng ngày chúng ta dễ dàng bắt gặp rất nhiều sản phẩm được làm từ nhựa. Từ những sản phẩm đơn giản là các loại vật dụng học tập, đồ vật gia dụng như thước, viết, compa, rỗ, ra, đồ chơi trẻ em… cho đến các sản phẩm phức tạp như vỏ ti vi, vỏ máy vi tính hay các linh kiện trong ô tô, xe máy…đều được làm bằng nhựa. Các sản phẩm này có màu sắc và hình dáng rất phong phú, chúng làm cho cuộc sống của chúng ta trở nên đẹp và tiện nghi hơn . Điều này mang ý nghĩa là các sản phẩm nhựa mà phần lớn làm từ công nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Với các tính chất như : độ dẻo dai, nhẹ, có thể tái chế, không có những phản ứng hóa học với không khí trong điều kiện bình thường. Vật liệu nhựa đã thay thế vật liệu khác như: sắt, nhôm, gang, đồng thau… đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên. Do đó ta có thể nói rằng nhu cầu sử dụng vật liệu nhựa trong tương lai sẽ còn rất lớn. Điều này dẫn đến một hệ quả là giá thành khuôn sẽ không được cho là quá đắt bởi lợi nhuận mà nó mang lại là rất lớn, vì một khuôn ép phun ta có thể tạo ra hàng chục, thậm chí hàng trăm ngàn sản phẩm nhờ máy ép nhựa.
Tóm lại, nhu cầu về sản phẩm nhựa của con người là rất lớn cho tới khi chúng ta có thể tìm ra một loại vật liệu mới có những đặt tính tương tự và tốt hơn thay thế nó. Tuy nhiên song song với nhu cầu ấy là chúng ta phải làm thế nào phải sử dụng nhựa một cách hợp lý nhất để tránh những hệ lụy không tốt cho môi trường.
- Khả năng công nghệ.
- Tạo ra những sản phẩm có hình dạng phức tạp tùy ý.
- Trên một sản phẩm, hình dáng của mặt trong và mặt ngoài có thể khác nhau (đây là một thế mạnh so với các công nghệ sản xuất nhựa khác).
- Khả năng tự động hóa và chi tiết có tính lặp lại cao.
- Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc rất phong phú và độ nhẵn bóng bề mặt rất cao nên không cần gia công lại.
- Phù hợp cho sản xuất hàng khối và đơn chiếc trong các trường hợp đặc biệt.
- Quy trình sản xuất khuôn mẫu ép nhựa.
Quy trình thiết kế khuôn mẫu ép nhựa
- Các thành phần cơ bản trong một bộ khuôn ép phun.
- Các thành phần cơ bản.
Dưới đây là một bộ khuôn được thiết kế cho sản phẩm là vỏ dao cắt giấy:
Chức năng của các thành phần cơ bản.
- Vít lục giác: liên kết các tấm khuôn.
- Vòng định vị: định tâm giữa bạc cuốn phun và vòi phun.
- Bạc cuốn phun: dẫn nhựa từ máy ép phun vào các kênh dẫn nhựa.
- Khuôn cái: tạo hình cho sản phẩm.
- Bạc dẫn hướng: để tránh mài mòn nhiều làmhỏng tấm khuôn sau (có thể thay thế được).
- Tấm kẹp trước: giữ chặt phần cố định của khuôn vào máy ép nhựa.
- Vỏ khuôn cái : thường được làm bằng vật liệu rẽ tiền hơn so với khuôn cái nên giúp giảm giá thành khuôn nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả kinh tế của khuôn.
- Chốt hồi: hồi hệ thống đẩy về vị trí ban đầu khi khuôn đóng.
- Khuôn đực: tạo hình cho sản phẩm.
- Chốt định vị: chui vào bạc định vị khi khuôn đóng, giúp khuôn đực và khuôn cái liên kết một cách chính xác.
- Vỏ khuôn đực: chức năng giống vỏ khuôn cái.
- Tấm đỡ: tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun.
- Gối đỡ: Tạo khoảng trống để tấm đẩy hoạt động.
- Tấm giư : giữ các chốt đẩy vào tấm đẩy.
- Tấm đẩy: đẩy các chốt để lói sản phẩm rời khỏi khuôn.
- Tấm kẹp sau: giữ chặt phần di động của khuôn trên máy ép nhựa.
- Gối đỡ phụ tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun.
- Một số loại nhựa dùng trong công nghệ ép phun.
- Phân loại:
-
Theo tính chất cơ lý.
- Nhựa nhiệt dẻo: nhựa sau khi định hình sản phẩm có thể tái sử dụng khi nung chảy ở nhiệt độ cao.
Ví dụ: PP, PE, PVC…
- Nhựa nhiệt rắn: nhựa bị biến cứng sau khi sản xuất, không thể tái sử dụng.
Ví dụ: Nhựa Phenolic.
- Nhựa đàn hồi.
Ví dụ: PTR, cao su, silicon.
-
Theo công dụng.
- Nhựa thông dụng: PP, PE, PVC… chịu lực.
- Nhựa kỹ thuật: PA, PC, POM… chịu lực, chống ma sát.
- Nhựa chuyên dụng: PTFE, PPS, PPO…
-
Các thông số cần quan tâm về vật liệu nhựa:
- Tên: để nhận dạng → tính chất.
- Nhiệt độ nóng chảy trong khuôn.
- Hệ số co rút: %,‰ là hệ số co của vật liệu khi chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn → phải nhân thêm hệ số co rút.
- Tỉ trọng → khối lượng sản phẩm→ giá thành sản phẩm, cỡ máy ép, kích thước gate, runner.
- Vài loại nhựa thông dụng:
- ABS: vỏ điện thoại di động, vỏ camera… hê số co rút 4‰ ÷ 6‰ (dùng làm vỏ linh kiện điện tử cao cấp).
- PP (Polypropylene) 15‰ ÷ 25‰: dùng làm vật dụng gia đình.
- PS (Polystyrene) 4‰ ÷ 6‰: sản phẩm trong tủ lạnh: trong suốt, giòn (Acrylic, AS).
- PET (Polyethylene Terephthalane): 15‰ ÷ 20‰: chai đựng thực phẩm trong suốt.
- PVC: chịu lực.
- HPVC: 4‰ ÷ 6‰ cứng → dùng làm ống nước.
- SPVC: dẻo, trong: 15‰ ÷ 50‰.
- PMMA: đen , trong: 4‰ ÷ 6‰ dùng làm cổng sensor.
CHƯƠNG III. MÁY ÉP PHUN VÀ CÁC THÔNG SỐ GIA CÔNG
-
Các kiến thức cơ bản về máy ép phun:
- Cấu tạo chung:
Máy ép phun gồm các hệ thống cơ bản được minh họa như trong hình sau:
Hình 3.1: Máy ép phun.
- Hệ thống hỗ trợ ép phun: (injection press support system).
Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun. Hệ thống này gồm 4 hệ thống con:
- Thân máy (Frame).
- Hệ thống thủy lực (Hydrualic system).
- Hệ thống điện (Electrical system).
- Hệ thống làm nguội (Cooling system).
Hình 3.2: Hệ thống hỗ trợ ép phun.
Các hệ thống con trong hệ thống hỗ trợ ép phun :
- Thân máy: liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau.
- Hệ thống thủy lực: cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm, van , motor, hệ thống ống, thùng chứa dầu…
Hình 3.3: Hệ thống thủy lực.
- Hệ thống điện : cấp nguồn cho motor điện ( electric motor ) và hệ thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa vật liệu nhờ các băng nhiệt ( heat band ) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc. Hệ thống này gồm tủ điện (electric power cabinet) và hệ thống dây dẫn.
Hình 3.4: Hệ thống điện.
- Hệ thống làm nguội: cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol … v…v… để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu ( feed throat ) bị nóng chảy. Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên chạy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90 – 1200F. Bộ điều khiển nước (Water temperature controller) cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn.
- Hệ thống phun.
Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các quá trình cấp nhựa, nén, khư khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng và định hình sản phẩm. Hệ thống gồm các bộ phận:
Hình 3.6: Hệ thống phun.
- Phễu cấp liệu ( Hopper )
- Khoang chứa liệu ( Barrel ).
- Các băng gia nhiệt ( Heater Band)
- Trục vít ( Screw ).
- Bộ hồi tự hở (Non-return Asembly).
- Vòi phun ( Nozzle ).
Các bộ phận trong hệ thống phun:
- Phễu cấp liệu: chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn.
- Khoang chứa liệu: chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên trong nó. Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 – 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa.
- Các băng gia nhiệt: giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo. Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể có nhiều băng gia nhiệt (≥3 băng) được cài đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun.
Hình 3.7: Băng nhiệt.
- Trục vít : có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa dẻo vào lòng khuôn.
Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng được minh họa trong hình 3.8:
Hình 3.8: Cấu tạo trục vít.
-Vùng cấp liệu (Feed section ) : là vùng gần phễu cấp nhiệt nhất, chiếm khoảng 50% chiều dài hoạt động của vít (có tài liệu cho là 60% ) và có chức năng làm cho vật liệu đặc lại thành khối và chuyển vật liệu qua vùng nén. Chiều sâu của các cánh vít ở vùng này là lớn nhất và hầu như không đổi.
-Vùng nén hay vùng chuyển tiếp (Transition or compression section) : chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít (có tài liệu cho là 20%). Ơ vùng này, đường kính ngoài của trục vít không đổi nhưng chiều sâu các cánh vít thay đổi nhỏ dần từ vùng cấp liệu đến cuối vùng định lượng. Chính nhờ cấu tạo đặc biệt này mà các cánh vít làm cho nhựa bị nén chặt vào thành trong của khoang chứa liệu điều này tạo ra nhiệt ma sát. Nhiệt ma sát này cung cấp khoảng 70 – 80% lượng nhiệt cần thiết để làm chảy dẻo vật liệu.
-Vùng định lượng (Metering section) : chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít (có tài liệu cho là 20%), có chức năng cung cấp nhiệt độ để vật liệu chảy dẻo một cách đồng nhất và làm bắn vật liệu vào khuôn qua cuống phun. Chiều sâu cánh vít ở vùng này là bé nhất và hầu như không đổi.
Để đánh giá đước khả năng làm chảy dẻo vật liệu của trục vít là cao hay thấp người ta dựa vào hat thông số chính đó là : L/D và Df/Dm . Tỉ lệ L/D nhỏ nhất là 20:1 , tỉ lệ Df/Dm thường là 3:1 ; 2,5:1 và 2:1.
- Bộ hồi tự hở hay van hồi tự hở (Non-return assembly or non-return valve): bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít và seat. Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn.
Hình 3.9: Non-return assembly.
Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về phía trước đầu trục vít. Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về phía sau.
Hình 3.10: Các loại bộ hồi tự hở.
- Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoang trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc bằng nhiệt độ chảy dẻo của vật liệu (đây là lời khuyên của các nhà cung cấp vật liệu). Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp.
Hình 3.11:Vị trí vòi phun trong hệ thống phun.
Có nhiều loài vòi phun khác nhau, tùy thuộc vào từng trường hợp ứng dụng cụ thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thích hợp. Thông thường người ta quan tâm đến một số thông số như :
-Đường kính của đầu vòi phun phải nhỏ hơn đường kính lỗ của bạc cuống phun một chút (khoảng 0,125 – 0,75mm) để cuống phun dễ thoát ra ngoài và tránh cản dòng.
-Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun (tạo dòng ổn định trước khi vào bạc cuống phun).
-Độ côn tùy thuộc vào vật liệu ép phun.
Hình 3.12: Vòi phun.
- Hệ thống khuôn. (Xem chương IV)
- Hệ thống kẹp.
Hệ thống kẹp có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữa khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun. Hệ thống này gồm các bộ phận :
- Cụm đây của máy (Machine ejector).
- Cụm kìm (Clamp cylinder).
- Tấm di động (Moveable platen).
- Tấm cố định (Stationary platen).
- Những thanh nối (Tie bars).
Hình 3.13: Hệ thống kẹp.
Các bộ phận trong hệ thống kẹp:
- Cụm đẩy (Machine ejector): gồm xylanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy. Chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn.
Hình 3.14: Cụm đẩy.
- Cụm kìm (Clamp cylinders): thường có hai loại chính, đó là loại dùng cơ cấu khuỷu và loại dùng xylanh thủy lực. Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực để giữ khuôn(kìm khuôn) đóng trong suốt quá trình phun.
Hình 3.15: Cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu.
Hình 3.16: Cụm kìm dùng xylanh thủy lực.
- Ưu nhựơc điểm của cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu và xylanh thủy lực:
|
Loại kìm |
Ưu điểm |
Nhược điểm |
|
Kìm dùng thủy lực |
|
|
|
Kìm dùng cơ cấu khuỷu |
|
|
- Tấm di động( Moveable platen): là một tấm thép lớn với bề mặt có nhiều lỗ thông với tấm di động của khuôn. Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực vào tấm đẩy trên khuôn. Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lỗ ren để kẹp tấm di động của khuôn. Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối trong quá trình ép phun.
Hình 3.17: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun.
- Tấm cố định (Stationary platen): cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn. Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun).
Hình 3.18: Tấm cố định và vị trí của nó trên máy ép phun.
- Các thanh nối (Tie bars) : có khả năng co giãn để chống lại áp suất phun khi kìm áp lực. Ngoài ra chúng còn có tác dụng dẫn hướng cho tấm di động.
Hình 3.19: Vị trí thanh nối trên máy.
- Hệ thống điều khiển.
Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy theo dõi và điều chỉnh các thông số gia công như : nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận tốc và vị trí của trục vít, vị trí các bộ phận trong hệ thống thủy lực. Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lựơng sau cùng của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình. Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng nút điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính (Computer screen).
Hình 3.20: Hệ thống điều khiển.
- Màn hình máy tính : cho phép nhập các thông số gia công, trình bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các thông điệp.
Hình 3.21: Một trang hiển thị các thông số ép phun trên máy.
- Bảng điều khiển: gồm các công tắc và nút nhấn dùng để vận hành máy. Một bảng điều khiển gồm có : nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay.
Bên trong hệ thống điều khiển là các bộ vi xử ly, các rơle, công tăc hành trình, các bộ phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian,…v…v…
Hình 3.23: Các bộ phận bên trong hệ thống điều khiển trên khuôn và trên máy.
Hình 3.24: Các công tắc hành trình trên máy ép phun.
- Chu kỳ ép phun:
Chu kỳ ép phun gồm 4 giai đoạn :
- Giai đoạn kẹp ( Clamping phase) : khuôn được đóng lại.
- Giai đoạn phun ( Injection phase ) : nhựa điền đầy vào khuôn.
- Giai đoạn làm nguội (Cooling phase ) : nhựa được làm đặc lại trong khuôn.
- Giai đoạn đẩy ( Ejector phase ) : đẩy sản phẩm nhựa ra khỏi khuôn.
Hình 3.25: Chu kỳ ép phun.
- Giai đoạn kẹp: lúc đầu cụm kìm đóng khuôn lại rất nhanh nhưng sau đó chậm dần cho đến khi khuôn đóng hoàn toàn (không xảy ra tiếng động lớn ) . Một khi khuôn đã đóng lại cũng là lúc áp lực kìm rất lớn được tạo ra để chống lại áp lực cao từ dòng nhựa bắn vào khuôn. Điều này rất quan trọng vì nếu lực kìm không chống lại nổi lực phun thì khuôn sẽ bị hư hại và sản phẩm nếu có phun được thì cũng gặp nhiều khuyết tật.
- Giai đoạn đẩy: đây là giai đoạn cuối cùng của một chu kỳ ép phun. Trong giai đoạn này cụm kìm làm chức năng mở khuôn ra một cách nhanh chóng và an toàn. Lúc đầu, cụm kìm mở khuôn một cách chậm chạp và sau đó nhanh dần cho đến cuối hành trình thì nó chuyển động chậm lại để tránh va đập mạnh. Khi khuôn mở ra thì tấm đẩy của khuôn bị cần đẩy của máy đẩy về phía trước để lôi sản phẩm ra khỏi khuôn. Một khi sản phẩm rời khỏi khuôn thì cần đẩy sẽ hồi về để sẵn sàng cho một chu kỳ ép phun kế tiếp. Hình 3.29: Giai đoạn đẩy.
-
Thời gian chu kỳ ép phun và cách rút ngắn thời gian chu kỳ:
- Thời gian chu kỳ ép phun.
Thời gian chu kỳ ép phun là khoảng thời gian cần thiết để nhựa điền đầy lòng khuôn và bề dày sản phẩm đông đặc 90%. Như vậy thời gian chu kỳ sẽ là tổng các khoảng thời gian của từng giai đoạn ép phun. Các khoảng thời gian này là :
- Thời gian phun.
- Thời gian giữ : gồm thời gian định hình và thời gian làm nguội.
- Thời gian mở khuôn.
- Thời gian đóng khuôn : không đáng kể có thể bỏ qua.
Hình 3.30: Thời gian chu kỳ.
- Cách rút ngắn thời gian chu kỳ.
Thông thường thời gian chu kỳ tăng là do:
- Nhiệt độ của khuôn và nhiệt chảy dẻo của nhiệt cao.
- Hệ thống làm nguội thiết kế không tốt.
- Tốn nhiều thời gian trong giai đoạn phun và giữ.
Như vậy để giảm thời gian chu kỳ ta sẽ giải quyết các vấn đề sau:
- Giảm thời gian phun.
- Giảm thời gian giữ.
-
Giảm thời gian làm lạnh đến mức tối thiểu.
- Giảm thời gian phun : việc này liên quan đến vấn đề mất áp, số lòng khuôn và bề dày sản phẩm.
-Mất áp : xảy ra trên hệ thống kênh dẫn miệng phun. Mất áp ít thì các lòng khuôn sẽ điền đầy nhanh hơn nên thời gian điền đầy giảm và ngược lại. Kênh dẫn lớn sẽ làm giảm sự mất áp nhưng làm tăng thời gian làm lạnh đối với kênh dẫn nguội và ảnh hưởng đến nhiệt chảy dẻo của nhựa trong kênh dẫn nóng. Miệng phun lớn cũng làm giảm sự mất áp nhưng để lại vết trên sản phẩm.
Như vậy để giảm thời gian phun ta cần phải thiết kế hệ thống phun nhựa có kích thước hợp lý.
-Số lòng khuôn : số lòng khuôn nhiều thì thời gian phun sẽ tăng nhưng trong thiết kế một số lòng khuôn phải đảm bảo theo yêu cầu của khách hàng nên ta không thể làm giảm số lòng khuôn. Tuy nhiên ta có thể cải thiện thời gian phun bằng cách giảm thiểu chiều dài hệ thống kênh dẫn.
-Bề dày sản phẩm : nhựa sẽ chạy dễ hơn nhưng trong những vùng có bề dày dày hơn vì thế ta cần phải thiết kế bề dày sản phẩm một cách hợp hoặc có thể bố trí thêm miệng phun khi bề dày của sản phẩm quá mỏng để làm giảm thời gian phun. Mỗi loại vật liệu có chiều dài chảy của riêng nó nên ta cần xem datasheet của chúng để điều chỉnh áp suất phun hợp lý, đặc biệt là tỉ lệ L/t >200 (L : chiều dài dòng chảy; t : bề dày).
Hình 3.31: Nhựa dễ chảy qua vùng có bề dày lớn.
- Thời gian giữ : đường kính miệng phun tăng thì thời gian giữ sẽ tăng vì thế ta có thể giảm đường kính miệng phun để giảm thời gian giữ nhưng cần đảm bảo rằng các lòng khuôn phải được điền đầy. Nếu không thể giảm được đường kính miệng phun thì ta có thể tối thiểu hóa thời gian giữ trên máy ép phun.
- Giảm thời gian làm lạnh : có hai yếu tố ảnh hưởng đến thời gian làm lạnh đó là nhiệt độ lòng khuôn và nhiệt độ chảy dẻo của nhựa. Nếu một trong hai yếu tố này tăng thì thời gian làm lạnh sẽ tăng và thời gian chu kỳ cũng sẽ tăng. Vì vậy muốn giảm thời gian làm lạnh thì ta phải điều chỉnh nhiệt độ của khuôn và nhiệt chảy dẻo của nhựa một cách hợp lý ( xem datasheet của các loại nhựa).
Hình 3.32: Nhiệt độ khuôn tăng làm thời gian chu kỳ tăng.
- Các thông số gia công.
Xem phụ lục các thông số gia công cho một số loại nhựa.
- Đo và điều khiển nhiệt độ trong quá trình ép phun.
Nhiệt độ của của khuôn (gia nhiệt cho khuôn hoặc làm nguội khuôn) đóng một vai trò quan trọng trong quá trình ép phun. Nhiệt độ khuôn có ảnh hưởng đến :
- Chu kỳ ép phun.
- Hình dáng và chất lượng sản phẩm.
- Tính thẩm mỹ của sản phẩm
- Độ co rút, độ bền và các khuyết tật trên sản phẩm.
Do đó, nhiệt độ của khuôn cần phải được đo đạc và điều chỉnh hợp lý. Hiện nay có nhiều loại sensor và các đồng hồ đo nhiệt cao hiển thị số được bán trên thị trường. Các loại đồng hồ này chủ yếu dùng để đo nhiệt độ ở mặt ngoài của khoang chứa liệu, vòi phun và các bề mặt của khuôn.
MỤC LỤC
Đề mục Trang
TRANG BÌA--------------------------------------------------------------------------------- i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP-------------------------------------------------------- ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN-------------------------------------------- iii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN---------------------------------------------- iv
LỜI NÓI ĐẦU------------------------------------------------------------------------------ v
LỜI CẢM ƠN------------------------------------------------------------------------------ vi
MỤC LỤC--------------------------------------------------------------------------------- vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ------------------------------------------------------------ xii
CHƯƠNG 1. DẪN NHẬP
- Đặt vấn đề------------------------------------------------------------------------------ 1
- Giới hạn đề tài-------------------------------------------------------------------------- 1
- Phạm vi nghiên cứu-------------------------------------------------------------------- 1
- Thể thức nghiên cứu------------------------------------------------------------------- 2
1.4.1. Thời gian nghiên cứu--------------------------------------------------------------- 2
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu----------------------------------------------------------- 2
1.4.3. Phương tiện nghiên cứu và thực hiện---------------------------------------------- 2
CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ÉP PHUN
2.1. Giới thiệu công nghệ ép phun---------------------------------------------------------- 3
2.2. Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế mà công nghệ ép phun mang lại----------------- 3
2.3. Khả năng công nghệ------------------------------------------------------------------- 4
2.4. Quy trình sản xuất khuôn mẫu ép nhựa------------------------------------------------ 5
2.5. Quy trình thiết kế khuôn mẫu ép nhựa------------------------------------------------- 5
2.6. Các thành phần cơ bản trong một bộ khuôn ép phun---------------------------------- 5
2.6.1. Các thành phần cơ bản------------------------------------------------------------- 5
2.6.2. Chức năng của các thành phần cơ bản--------------------------------------------- 6
2.7. Một số loại nhựa dùng trong công nghệ ép phun-------------------------------------- 7
2.7.1. Phân loại --------------------------------------------------------------------------- 7
2.7.2. Các thông số cần quan tâm về vật liệu nhựa--------------------------------------- 8
2.7.3. Vài loại nhựa thông dụng---------------------------------------------------------- 8
CHƯƠNG 3. MÁY ÉP PHUN VÀ CÁC THÔNG SỐ GIA CÔNG
3.1. Các kiến thức cơ bản về máy ép phun------------------------------------------------- 9
3.1.1. Cấu tạo chung--------------------------------------------------------------------- 9
3.1.1.1. Hệ thống hổ trợ ép phun---------------------------------------------------- 9
3.1.1.2. Hệ thống phun------------------------------------------------------------- 11
3.1.1.3. Hệ thống khuôn------------------------------------------------------------ 15
3.1.1.4. Hệ thống kẹp--------------------------------------------------------------- 15
3.1.1.5. Hệ thống điều khiển-------------------------------------------------------- 20
3.1.2. Chu kỳ ép phun------------------------------------------------------------------ 22
3.1.2.1. Giai đoạn kẹp--------------------------------------------------------------- 23
3.1.2.2. Giai đoạn phun-------------------------------------------------------------- 24
3.1.2.3. Giai đoạn làm nguội--------------------------------------------------------- 24
3.1.2.4. Giai đoạn đẩy--------------------------------------------------------------- 25
3.1.3. Thời gian chu kỳ ép phun và cách rút ngắn thời gian chu ky-------------------- 25
3.1.3.1. Thời gian chu kỳ ép phun--------------------------------------------------- 25
3.1.3.2. Cách rút ngắn thời gian chu kỳ--------------------------------------------- 26
3.2. Các thông số gia công---------------------------------------------------------------- 28
3.3. Đo và điều khiển nhiệt độ trong quá trình ép phun----------------------------------- 28
3.4. Khắc phục các lỗi thường gặp trong quá trình ép phun------------------------------ 30
3.5. Một số loại máy ép phun-------------------------------------------------------------- 31
CHƯƠNG 4. QUY TRÌNH THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN
4.1. Vấn đề thiết kế hình học cho sản phẩm nhựa ------------------------------------------ 32
4.1.1. Bề dày---------------------------------------------------------------------------- 32
4.1.2. Góc bo---------------------------------------------------------------------------- 34
4.1.3. Gân-------------------------------------------------------------------------------- 35
4.1.4. Vấu lồi---------------------------------------------------------------------------- 38
4.1.5. Lỗ trên sản phẩm------------------------------------------------------------------ 40
4.6. Góc vát thoát khuôn---------------------------------------------------------------- 42
4.2. Thiết kế khuôn ép phun----------------------------------------------------------------- 43
4.2.1. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế--------------------------------------------- 43
4.2.2. Chọn loại khuôn cho thiết kế----------------------------------------------------- 45
4.2.2.1. Khuôn hai tấm-------------------------------------------------------------- 45
4.2.2.1.1. Khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội------------------------------------- 45
4.2.2.1.2. Khuôn hai tấm có kênh dẫn nóng-------------------------------------- 46
4.2.2.2. Khuôn ba tấm--------------------------------------------------------------- 47
4.2.3. Tính giá thành khuôn------------------------------------------------------------- 50
4.2.4. Thiết kế lòng khuôn--------------------------------------------------------------- 50
4.2.4.1. Số lòng khuôn--------------------------------------------------------------- 50
4.2.4.2. Cách bố trí lòng khuôn------------------------------------------------------ 52
4.2.5. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa------------------------------------------------------- 53
4.2.5.1. Cuốn phun (Sprue)--------------------------------------------------------- 54
4.2.5.2. Kênh dẫn nhựa (Runners)-------------------------------------------------- 57
4.2.5.3. Miệng phun cho kênh dẫn nguội------------------------------------------- 69
4.2.6. Hệ thống dẫn hướng-------------------------------------------------------------- 86
4.2.6.1. Chốt dẫn hướng------------------------------------------------------------ 86
4.2.6.2. Bạc dẫn hướng------------------------------------------------------------- 87
4.2.7. Hệ thống lõi mặt bên-------------------------------------------------------------- 88
4.2.7.1. Các kết cấu tháo lõi mặt bên nhờ hướng mỡ khuôn----------------------- 88
4.2.7.2. Tháo lõi mặt bên bằng xylanh-pitông--------------------------------------- 94
4.2.8. Hệ thống làm nguội khuôn-------------------------------------------------------- 95
4.2.8.1. Các phương pháp làm nguội------------------------------------------------ 95
4.2.8.2. Thiết kế hệ thống kênh làm nguội------------------------------------------ 97
4.2.8.3. Thời gian làm nguội------------------------------------------------------- 110
4.2.9. Hệ thống gia nhiệt--------------------------------------------------------------- 111
4.2.9.1. Các phương pháp gia nhiệt------------------------------------------------ 111
4.2.9.2. Các chi tiết dùng trong hệ thống------------------------------------------ 112
4.2.10. Hệ thống thoát khí------------------------------------------------------------- 114
4.2.10.1.Thiết kế rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn----------------------------- 116
4.2.10.2. Mặt ngoài trên ti lói------------------------------------------------------ 117
4.2.11. Hệ thống đẩy------------------------------------------------------------------- 117
4.2.11.1. Các loại hệ thống đẩy thường dùng-------------------------------------- 117
4.2.11.2. Điều khiển tấm đẩy------------------------------------------------------- 121
4.2.11.3. Các hệ thống đẩy đặc biệt------------------------------------------------ 126
4.2.11.4.Một số điều cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy-------------------------- 128
4.2.12. Hệ thống hồi------------------------------------------------------------------- 129
4.2.12.1. Hệ thống dùng chốt hồi-------------------------------------------------- 129
4.2.12.2. Hệ thống hồi dùng chốt khủy-------------------------------------------- 131
4.2.13. Đánh bóng khuôn-------------------------------------------------------------- 133
CHƯƠNG 5. KHUÔN ÉP PHUN CHO CÁC SẢN PHẨM CÓ REN
5.1. Những điều cần lưu ý khi thiết kế sản phẩm có ren------------------------------- 136
5.2. Khuôn sản phẩm có ren trong----------------------------------------------------- 138
5.2.1. Tháo ren cưỡng bức--------------------------------------------------------- 138
5.2.2. Tháo ren bằng chốt gập----------------------------------------------------- 139
5.2.3. Tháo ren bằng thanh răng-bánh răng---------------------------------------- 140
5.2.4. Tháo ren bằng tay----------------------------------------------------------- 142
5.3. Khuôn cho sản phẩm có ren ngoài------------------------------------------------ 142
5.3.1. Chế tạo khuôn hai nữa nếu đường ren trên sản phẩm
đối xứng qua mặt phân khuôn---------------------------------------------- 142
5.3.2. Tháo ren cưỡng bức-------------------------------------------------------- 142
5.3.3.Tháo ren bằng chốt nhả----------------------------------------------------- 143
5.3.4.Tháo ren bằng bộ truyền bánh răng----------------------------------------- 144
CHƯƠNG 6. XỬ LÝ KHUYẾT TẬT TRÊN SẢN PHẨM
6.1. Lỗ khí------------------------------------------------------------------------------ 145
6.2. Sản phẩm bị giòn------------------------------------------------------------------ 146
6.3. Các đốm cháy---------------------------------------------------------------------- 147
6.4. Vết rạng nứt----------------------------------------------------------------------- 149
6.5. Chốc bề mặt----------------------------------------------------------------------- 149
6.6. Sản phẩm bị hụt------------------------------------------------------------------- 150
6.7. Sản phẩm bị đổi màu -------------------------------------------------------------- 151
6.8. Mắt cá----------------------------------------------------------------------------- 153
6.9. Bavia------------------------------------------------------------------------------- 154
6.10. Vết dòng chảy-------------------------------------------------------------------- 155
6.11. Sản phẩm không đựơc điền đầy hoàn toàn--------------------------------------- 156
6.12. Vết lõm và lỗ trống (bọng)------------------------------------------------------- 158
6.13. Sản phẩm bị cong vênh----------------------------------------------------------- 160
6.14. Những vết bẩn và sọc đen-------------------------------------------------------- 161
6.15. Sự tạo đuôi----------------------------------------------------------------------- 162
6.16. Đường hàn hay đường nối------------------------------------------------------- 163
CHƯƠNG 7. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO/ENGINEER2001 TRONG THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ THIẾT KẾ KHUÔN
7.1. Thiết kế sản phẩm----------------------------------------------------------------- 165
7.2. Tách khuôn cho sản phẩm--------------------------------------------------------- 167
7.3. Tạo vỏ khuôn cho sản phẩm------------------------------------------------------- 169
7.3.1. Vỏ khuôn đực--------------------------------------------------------------- 169
7.3.2. Vỏ khuôn cái---------------------------------------------------------------- 170
7.3.3. Tấm kẹp trước--------------------------------------------------------------- 170
7.3.4. Tấm kẹp sau----------------------------------------------------------------- 170
7.3.5. Gối đỡ----------------------------------------------------------------------- 171
7.3.6. Tấm đẩy---------------------------------------------------------------------- 171
7.3.6. Tấm giữ---------------------------------------------------------------------- 171
7.4. Các phụ kiện kèm theo------------------------------------------------------------ 172
7.4.1. Vòng định vị----------------------------------------------------------------- 172
7.4.2. Bạc cuốn phun--------------------------------------------------------------- 172
7.4.3. Bạc dẫn hướng-------------------------------------------------------------- 172
7.4.4. Chốt dẫn hướng------------------------------------------------------------- 173
7.4.5. Chốt hồi và lò xo------------------------------------------------------------ 173
7.4.6. Chốt đẩy sản phẩm---------------------------------------------------------- 173
7.4.6. Các loại vít lục giác---------------------------------------------------------- 174
7.5. Lắp thành khuôn hoàn chỉnh------------------------------------------------------ 174
CHƯƠNG 8. GIA CÔNG MÔ HÌNH KHUÔN
------------------------------------------------------------------------------------ 177
CHƯƠNG 9. KẾT LUẬN
9.1. Kết luận---------------------------------------------------------------------------- 178
9.2. Hướng phát triển đề tài------------------------------------------------------------ 178
Phụ lục A : Kích thước tiêu chuẩn GUIDE PIN
Phụ lục B : Kích thước tiêu chuẩn SPRUE BUSHING
Phụ lục C : Kích thước tiêu chuẩn LOCATING RING
.............................................
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Các linh kiện trong xe gắn máy--------------------------------------------------
Hình 2.2 Khay đựng thức ăn---------------------------------------------------------------
Hình 2.3 Ghế nhựa ------------------------------------------------------------------------
Hình 2.4 Khay cắm bút--------------------------------------------------------------------
Hình 2.5 Dao cắt giấy ---------------------------------------------------------------------
Hình 3.1 Máy ép phun---------------------------------------------------------------------
Hình 3.2 Hệ thống hổ trợ ép phun--------------------------------------------------------
Hình 3.3 Hệ thống thủy lực---------------------------------------------------------------
Hình 3.4 Hệ thống điện--------------------------------------------------------------------
Hình 3.5 Hệ thống làm nguội -------------------------------------------------------------
Hình 3.6 Hệ thống phun-------------------------------------------------------------------
Hình 3.7 Băng nhiệt------------------------------------------------------------------------
Hình 3.8 Cấu tạo trục vít-------------------------------------------------------------------
Hình 3.9 Non-return assembly-------------------------------------------------------------
Hình 3.10 Các loại bộ hồi tự hở-------------------------------------------------------------
Hình 3.11 Vị trí vòi phun trong hệ thống phun---------------------------------------------
Hình 3.12 Vòi phun-------------------------------------------------------------------------
Hình 3.13 Hệ thống kẹp---------------------------------------------------------------------
Hình 3.14 Cụm đẩy--------------------------------------------------------------------------
Hình 3.15 Cụm kìm dùng cơ cấu khủy------------------------------------------------------
Hình 3.16 Cụm kìm dùng xy lanh thủy lực-------------------------------------------------
Hình 3.17 Tấm di động và vị trí của nó trên tấm ép phun-----------------------------------
Hình 3.18 Tấm cố định và vị trí của nó trên tấm ép phun----------------------------------
Hình 3.19 Vị trí thanh nối trên máy--------------------------------------------------------
Hình 3.20 Hệ thống điều khiển------------------------------------------------------------
Hình 3.21 Một trang hiển thị các thông số ép phun trên máy------------------------------
Hình 3.22 Bảng điều khiển điển hình trên máy ép phun-----------------------------------
Hình 3.23 Các bộ phận bên trong hệ thống điều khiển trên khuôn và trên máy-----------
Hình 3.24 Các công tắc hành trình trên máy ép phun--------------------------------------
Hình 3.25 Chu kỳ ép phun -----------------------------------------------------------------
Hình 3.26 Diễn biến giai đoạn kẹp---------------------------------------------------------
Hình 3.27 a) Quá trình phun nhanh-------------------------------------------------------
b) Quá trình định hình và quá trình giữ----------------------------------------
Hình 3.28 Giai đoạn làm nguội khuôn -----------------------------------------------------
Hình 3.29 Giai đoạn đầy-------------------------------------------------------------------
Hình 3.30 Thời gian chu kỳ----------------------------------------------------------------
Hình 3.31 Nhựa dễ chảy qua vùng có bề dày lớn-----------------------------------------
Hình 3.32 Nhiệt độ khuôn tăng làm thời gian chu kỳ tăng--------------------------------
Hình 3.33 Đồng hồ và một số loại cảm biến đo nhiệt độ cao------------------------------
Hình 4.1 Các cách thiết kế phần chuyển tiếp---------------------------------------------
Hình 4.2 Vết lõm-------------------------------------------------------------------------
Hình 4.3 Lỗ trống------------------------------------------------------------------------
Hình 4.4 Sự ưu tiên dòng chảy khi bề dày khác nhau qua đường hàn và lỗ khí---------
Hình4.5 Cong vênh----------------------------------------------------------------------
Hình 4.6 Góc bo--------------------------------------------------------------------------
Hình 4.7 Kích thước thiết kế góc bo-----------------------------------------------------
Hình 4.8 Đường cong thể hiện quan hệ giữa tỉ số R/T và ứng suất tâp trung-----------
Hình 4.9 a) Vết nứt; b) Vết khía hình; c) Nếp gấp bề mặt-------------------------------
Hình 4.10 Tác dụng của gân---------------------------------------------------------------
Hình 4.11 Thông số hình học của gân-----------------------------------------------------
Hình 4.12 Các kiểu đặt gân----------------------------------------------------------------
Hình 4.13 Các kiểu nếp gấp---------------------------------------------------------------
Hình 4.14 Các kiểu gân chéo giao nhau---------------------------------------------------
Hình 4.15 Các thông số để thiết kế gân tăng cứng----------------------------------------
Hình 4.16 Vấu lồi--------------------------------------------------------------------------
Hình 4.17 Các thông số thiết kế vấu lồi---------------------------------------------------
Hình 4.18 Vết lõm ở mặt đối diện---------------------------------------------------------
Hình 4.19 Thiết kế vấu kết hợp với gân tăng cứng---------------------------------------
Hình 4.20 Các thông số thiết kế gân tăng cứng-------------------------------------------
Hình 4.21 Các thông số thiết kế lỗ không thông------------------------------------------
Hình 4.22 Các phương án thiết kế lỗ thông suốt------------------------------------------
Hình 4.23 Các kiểu bề mặt lỗ--------------------------------------------------------------
Hình 4.24 Góc vát và chiều cao vát-------------------------------------------------------
Hình 4.25 a) Sản phẩm bị kẹt lại trong khuôn---------------------------------------------
b) Sản phẩm thoất khuôn dễ dàng---------------------------------------------
Hình 4.26 Kết cấu khuôn điển hình-------------------------------------------------------
Hình 4.27 Khuôn hai tấm có kênh dẫn nguội---------------------------------------------
Hình 4.28 Kết cấu khuôn hai tấm---------------------------------------------------------
Hình 4.29 Khuôn hai tấm có khuôn dẫn nóng--------------------------------------------
Hình 4.30 Khuôn ba tấm------------------------------------------------------------------
Hình 4.31 Trình tự mở các tấm khuôn trong khuôn ba tấm-------------------------------
Hình 4.32 Cách bố trí lòng khuôn thường gặp--------------------------------------------
Hình 4.33 Các kiểu bố trí lòng khuôn dạng hình chữ nhật--------------------------------
Hình 4.34 Các kiểu bố trí lòng khuôn dạng tròn và thẳng--------------------------------
Hình 4.35 Hệ thống dẫn nhựa-------------------------------------------------------------
Hình 4.36 Vị trí cuốn phun ---------------------------------------------------------------
Hình 4.37 Kích thước cuốn pun cho thiết kế----------------------------------------------
Hình 4.38 Một số loại bạc cuốn phun-----------------------------------------------------
Hình 4.39 Một số loại vòng định vị-------------------------------------------------------
Hình 4.40 Bạc cuốn phun trên khuôn-----------------------------------------------------
Hình 4.41 a) Dạng cuốn phun được kéonhờ côn ngược----------------------------------
b) Dạng cuốn phun chữ “Z”----------------------------------------------------
c) Dạng cuốn phun được kéo nhờ rãnh vòng----------------------------------
d) Dạng cuốn phun được kéo nhờ chốt đẩy đầu bi----------------------------
Hình 4.42 Tiết diện ngang của một số loại kênh dẫn--------------------------------------
Hình 4.43 Khó gia công kênh dẫn có tiết diện ngang hình tròn--------------------------
Hình 4.44 Kích thước cho thiết kế kênh dẫn----------------------------------------------
Hình 4.45 Quan hệ giữa khối lượng, bề dày danh nghĩa của thành sản phẩm với đường kính kênh
Hình 4.46 Quan hệ giữa hệ số chiều dài và chiều dài kênh dẫn---------------------------
Hình 4.47 Kích thước thiết kế đuôi nguội chậm------------------------------------------
Hình 4.48 Một số hệ thống kênh dẫn nóng-----------------------------------------------
Hình 4.49 Kênh cách ly-------------------------------------------------------------------
Hình 4.50 Cấu tạo kênh dẫn gia nhiệt ngoài-----------------------------------------------
Hình 4.51 Cấu tạo kênh dẫn gia nhiệt trong----------------------------------------------
Hình 4.52 Hệ thống kênh dẫn có gia nhiêt điển hình-------------------------------------
Hình 4.53 Miệng phun trên khuôn--------------------------------------------------------
Hình 4.54 Miệng phun trực tiếp và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm-------------------
Hình 4.55 Kích thước cho thiết kế miệng phun trực tiếp---------------------------------
Hình 4.56 Miệng phun kiểu băng và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm------------------
Hình 4.57 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu băng -------------------------------
Hình 4.58 Miệng phun kiểu cạnh và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm
Hình 4.59 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu cạnh--------------------------------
Hình 4.60 Miệng phun kiểu gối-----------------------------------------------------------
Hình 4.61 Miệng phun kiểu quạt và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm------------------
Hình 4.62 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu quạt--------------------------------
Hình 4.63 Sản phẩm với miệng phun kiểu đĩa---------------------------------------------
Hình 4.64 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu đĩa----------------------------------
Hình 4.65 a) Miệng phun kiểu vòng ngoài------------------------------------------------
b) Miệng phun kiểu vòng trong------------------------------------------------
Hình 4.66 a) Kích thước thiết kế cho miệng phun kiểu vòng ngoài-----------------------
b) Kích thước thiết kế cho miệng phun kiểu vòng trong-----------------------
Hình 4.67 Miệng phun kiểu nan hoa------------------------------------------------------
Hình 4.68 Miệng phun kiểu màng và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm-----------------
Hình 4.69 Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu màn---------------------------------
Hình 4.70 Miệng phun điểm và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm
Hình 4.71 Kích thước cho thiết kế miệng phun điểm-------------------------------------
Hình 4.72 Các kiểu lỗ chốt kéo kênh dẫn-------------------------------------------------
Hình 4.73 Miệng phun ngầm và vết cắt mà nó để lại trên sản phẩm----------------------
Hình 4.74 Loại miệng phun ngầm dạng thẳng--------------------------------------------
Hình 4.75 Quá trình cắt miệng phun ngầm dạng thẳng----------------------------------
Hình 4.76 Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm tiêu chuẩn-------------------------
Hình 4.77 Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm hiệu chỉnh-------------------------
Hình 4.78 Quá trình cắt miệng phun ngầm dạng cong-----------------------------------
Hình 4.79 Kích thước cho thiết kế kênh dẫn và miệng phunkiểu ngầm------------------
Hình 4.80 Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm dạng cong-------------------------
Hình 4.81 Miệng phun kiểu không có van------------------------------------------------
Hình 4.82 Miệng phun kiểu có van--------------------------------------------------------
Hình 4.83 Hệ thống dẫn hướng trên khuôn-----------------------------------------------
Hình 4.84 Tháo lõi mặt bên bằng cam chốt xiên------------------------------------------
Hình 4.85 Tháo lõi mặt bên bằng cam chốt xiên kết hợp lò xo---------------------------
Hình 4.86 Khuôn dùng chốt xiên kép-----------------------------------------------------
Hình 4.87 Khuôn được làm nguội bằng khí-----------------------------------------------
Hình 4.88 Khuôn được làm nguội bằng nước---------------------------------------------
Hình 4.89 Khuôn được làm nguội bằng hổn hợp Ethylen Glycol và nước---------------
Hình 4.90 Hệ thống làm nguội hoàn chỉnh------------------------------------------------
Hình 4.91 Hệ thống làm nguội trên khuôn------------------------------------------------
Hình 4.92 Bố trí kênh dẫn nguội làm đều sản phẩm--------------------------------------
Hình 4.93 Kênh dẫn nguội không nên quá dài--------------------------------------------
Hình 4.94 Dòng chảy rối trao đổi nhiệt tốt hơn-------------------------------------------
Hình 4.95 Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế---------------------------------------
Hình 4.96 Làm nguội lòng khuôn---------------------------------------------------------
Hình 4.97 Làm nguội lòng lõi-------------------------------------------------------------
Hình 4.98 a) Làm nguội lõi khuôn và lòng khuôn bằng kênh làm nguội xoắn ốc kết hợp với vách làm nguội dạng tròn
b) Làm nguội lõi khuôn và lòng khuôn bằng kênh làm nguội xoắn ốc---------
Hình 4.99 Làm nguội bằng khí------------------------------------------------------------
Hình 4.100 Làm nguội bằng ống dẫn nhiệt-------------------------------------------------
Hình 4.101 Kiểu bố trí kênh nguội theo từng kênh riêng biệt -----------------------------
Hình 4.102 Kiểu bố trí kênh nguội dạng vòng một cấp------------------------------------
Hình 4.103 Kiểu bố trí kênh nguội dạng vòng nhiều cấp-----------------------------------
Hình 4.104 Các nút chỉnh dòng được lắp trên khuôn--------------------------------------
Hình 4.105 Một số loại nút chỉnh dòng-----------------------------------------------------
Hình 4.106 Nút que làm chệt hướng trên khuôn-------------------------------------------
Hình 4.107 Một loại nút que làm chệt hướng dòng----------------------------------------
Hình 4.108 Làm nguội bằng Cascade water junction--------------------------------------
Hình 4.109 Một số loại Cascade water junction--------------------------------------------
Hình 4.110 Làm nguội bằng vách tròn------------------------------------------------------
Hình 4.111 Một số loại vách tròn-----------------------------------------------------------
Hình 4.112 Làm nguội bằng vách thẳng vàvách xoắn--------------------------------------
Hình 4.113 Làm nguội bằng ống dẫn nhiệt------------------------------------------------
Hình 4.114 Các đoạn gấp khúc của kênh làm nguội dùng đầu nối chuyển tiếp -----------
Hình 4.115 Một số loại đầu nối chuyển tiếp------------------------------------------------
Hình 4.116 Đầu nối trên khuôn-------------------------------------------------------------
Hình 4.117 Một số loại đầu nối-------------------------------------------------------------
Hình 4.118 Ống phân phối được lắp trên khuôn-------------------------------------------
Hình 4.119 Một loại ống phân phối có đồng hồ đo áp--------------------------------------
Hình 4.120 Thời gian làm nguội chiếm phần lớn thời gian chu kỳ.
Hình 4.121 Khuôn được gia nhiệt bằng nước nóng----------------------------------------
Hình 4.122 Khuôn được gia nhiệt bằng dầu------------------------------------------------
Hình 4.123 Khuôn được gia nhiệt bằng hơi nước------------------------------------------
Hình 4.124 Các băng gia nhiệt trên máy ép phun và trên khuôn---------------------------
Hình 4.125 Các băng gia nhiệt--------------------------------------------------------------
Hình 4.126 Cartridge heater----------------------------------------------------------------
Hình 4.127 Cặp nhiệt điện------------------------------------------------------------------
Hình 4.128 Lớp cách nhiệt trên khuôn-----------------------------------------------------
Hình 4.129 Sản phẩm bị phế phẩm do thoát khí không tốt---------------------------------
Hình 4.130 Lòng khuôn được điền đầy hoàn toàn------------------------------------------
Hình 4.131 Kích thước cho rãnh thiết kế---------------------------------------------------
Hình 4.132 Bố trí rãnh thiết kế ở những chỗ dẽ gây phế phẩm----------------------------
Hình 4.133 Kích thước mặt ngoài khuyên dùng trên ty lói--------------------------------
Hình 4.134 Các phần tử trong hệ thống đẩy------------------------------------------------
Hình 4.135 Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy ---------------------------------------------------
Hình 4.136 Hệ thống đẩy dùng ống đẩy----------------------------------------------------
Hình 4.137 Ống đẩy------------------------------------------------------------------------
Hình 4.138 Hệ thống đẩy dùng tấm tháo---------------------------------------------------
Hình 4.139 Hệ thống đẩy dùng khí nén kết hợp tấm tháo---------------------------------
Hình 4.140 Cấu tạo van khí-----------------------------------------------------------------
Hình 4.141 Thổi khí trên hai tấm khuôn để đẩy sản phẩm----------------------------------
Hình 4.142 Hai kiểu van khí thường dùng cho hệ thống thổi khí trong hai nữa khuôn----
Hình 4.143 Hệ thống đẩy có gia tốc thêm cho một chốt đẩy-------------------------------
Hình 4.144 Bộ gia tốc cho chốt đẩy--------------------------------------------------------
Hình 4.145 Hệ thống có gia tốc thêm cho tấm đẩy trên -----------------------------------
Hình 4.146 Bộ gia tốc thêm cho tấm đẩy trên----------------------------------------------
Hình 4.147 Tấm đẩy có đòn bẩy------------------------------------------------------------
Hình 4.148 Bộ đòn bẩy---------------------------------------------------------------------
Hình 4.149 Các giai doạn đẩy trong hệ thống đẩy hai tầng dùng lò xo--------------------
Hình 4.150 Quá trình đẩy của chốt hai tầng kiểu 1-----------------------------------------
Hình 4.151 Chốt hai tầng kiểu 1------------------------------------------------------------
Hình 4.152 Quá trình đẩy của chốt hai tầng kiểu 2-----------------------------------------
Hình 4.153 Chốt hai tầng kiểu 2------------------------------------------------------------
Hình 4.154 Cơ cấu đẩy kênh dẫn trong khuôn ba tấm--------------------------------------
Hình 4.155 Nguyên lý hoạt động của cơ cấu------------------------------------------------
Hình 4.156 Chốt hồi trên khuôn-------------------------------------------------------------
Hình 4.157 Hình dạng ngoài của chốt hồi tiêu chuẩn---------------------------------------
Hình 4.158 Chốt hồi tiêu chuẩn trên khuôn-------------------------------------------------
Hình 4.159 Cấu tạo chốt khuỷu kiểu chữ X-------------------------------------------------
Hình 4.160 Cấu tạo chốt khuỷu kiểu chữ Y-------------------------------------------------
Hình 4.161 Cấu tạo chốt khuỷu kiểu chữ Z ------------------------------------------------
Hình 5.1 Một số profile ren thường được dùng để thiết kế cho sản phẩm nhựa---------
Hình 5.2 Làm tròn đoạn hết ren----------------------------------------------------------
Hình 5.3 Ren côn-------------------------------------------------------------------------
Hình 5.4 Giải pháp không dùng ren côn--------------------------------------------------
Hình 5.5 Thiết kế ren ngoài cho chi tiết nhựa--------------------------------------------
Hình 5.6 Ren phi tiêu chuẩn--------------------------------------------------------------
Hình 5.7 Tháo ren bằng lực cưỡng bức---------------------------------------------------
Hình 5.8 Cấu tạo của chốt gập và vị trí của nó trên khuôn-------------------------------
Hình 5.9 Lắp chốt gập trên khuôn--------------------------------------------------------
Hình 5.10 Nguyên lý hoạt động của chốt gập trên khuôn---------------------------------
Hình 5.11 Tháo ren bằng thanh răng - bánh răng được truyền lực bằng cơ---------------
Hình 5.12 Tháo ren bằng thanh răng - bánh răng được truyền bằng thủy lực khí nén----
Hình 5.13 Nguyên lý họat động của hệ thống tháo ren bằng thanh răng - bánh răng được truyền bằng thủy lực khí nén ------------------------------------------------------------------------
Hình 5.14 Tháo ren bằng tay---------------------------------------------------------------
Hình 5.15 Một sản phẩm có ren ngoài-----------------------------------------------------
Hình 5.16 Khuôn hai nửa cho sản phẩm có đường ren đối xứng qua mặt phân khuôn----
Hình 5.17 Tháo ren ngoài bằng phương pháp cưỡng bức---------------------------------
Hình 5.18 Tháo ren bằng chốt nhả---------------------------------------------------------
Hình 5.19 Tháo ren bằng tay---------------------------------------------------------------
Hình 6.1 Các lỗ khí trên bề mặt sản phẩm------------------------------------------------
Hình 6.2 Nguyên nhân gây ra lỗ khí------------------------------------------------------
Hình 6.3 Sản phẩm bị gãy----------------------------------------------------------------
Hình 6.4 Các đốm cháy trên sản phẩm---------------------------------------------------
Hình 6.5 Hiện tượng kẹt khí--------------------------------------------------------------
Hình 6.6 Vết rạn nứt trên sản phẩm------------------------------------------------------
Hình 6.7 Các mảng chốc trên bề mặt sản phẩm------------------------------------------
Hình 6.8 Sản phẩm bị hụt-----------------------------------------------------------------
Hình 6.9 Sản phẩm bị đổi màu------------------------------------------------------------
Hình 6.10 Các mắt cá trên bề mặt sản phẩm----------------------------------------------
Hình 6.11 Sản phẩm bị bavia---------------------------------------------------------------
Hình 6.12 Các vết dòng chảy trên sản phẩm-----------------------------------------------
Hình 6.13 a) Dòng chảy không gây gợn sóng ---------------------------------------------
b) Dòng chảy gây gợn sóng-----------------------------------------------------
Hình 6.14 Các sản phẩm không điền đầy hoàn toàn--------------------------------------
Hình 6.15 Dòng nhựa bị hạn chế-----------------------------------------------------------
Hình 6.16 Dòng nhựa bị nghẽn------------------------------------------------------------
Hình 6.17 Ap ngược do khí không thoát ra ngoài được-----------------------------------
Hình 6.18 Vết lõm và lỗ trống trên sản phẩm---------------------------------------------
Hình 6.19 Khoảng đệm--------------------------------------------------------------------
Hình 6.20 Sản phẩm bị cong vênh---------------------------------------------------------
Hình 6.21 Thời gian nhựa trên dưới nguội khác nhau gây cong vênh---------------------
Hình 6.22 Các vết bẩn và sọc đen trên sản phẩm-----------------------------------------
Hình 6.23 Sự tạo đuôi----------------------------------------------------------------------
Hình 6.24 Dùng miệng phun kiểu gối khắc phục sự tạo đuôi------------------------------
Hình 6.25 Miệng phun kiểu băng và quạt giúp nhựa lan tỏa tốt---------------------------
Hình 6.26 Biểu đồ hiệu chỉnh tốc độ ram-------------------------------------------------
Hình 6.27 a) Đường nối -------------------------------------------------------------------
b) Đường hàn-------------------------------------------------------------------
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] PTS Vũ Hoài Ân, 1994. Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa, Viện Máy Và Dụng Cụ Công Nghiệp Trung Tâm Đào Tạo Và Thực Hành CAD/CAM.
[2] Huỳnh Sáu, 1997. Sổ tay kỹ thuật công nghệ ép phun, Trung tâm kỹ thuật chất dẻo, Sở Công Nghiệp – TP. HCM.
[3] Kỹ thuật viên ngành nhựa-Nhà quản lý, Hiệp hội nhựa TP. Hồ Chí Minh-Tạp Chí Nhựa Việt Nam.
[4] Mold – Making Handbook.
[5] Design formulas for plastics engineers.
[6] Plastic Injection Molding and Mold Design.
[7] FUTABA, Catalog Standard Plastic Mold Base.
[8] Một số tài liệu do KS Đoàn Huy Phúc soạn.
Các trang Web tham khảo:
www.Nhom3C.com
www.Thuviencongdong.net
www.4Share.com
www.DMEuniversity.net
www.dme.net
www.dsmep.com
www.ewikon.com
www.RTPCOMPANY.com
www.Psc-company.com
www.honeywell-plastics.com
