Quy trinh thiet_ke_va_che_tao_khuon_8202

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCMKHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

MÔN : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN MẪU

ĐỀ TÀI : QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN

GVHD: Trần Minh Thế Uyên SVTH: Nguyễn Văn Bình MSSV: 07103004

NỘI DUNGNỘI DUNG

QUY TRÌNH THIẾT KẾ KHUÔN1

2

4 TÀI LIỆU THAM KHẢO

5

3

QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHUÔN

A )QUY TRÌNH THIẾT KẾ [1]

I. THIẾT KẾ SẢN PHẨM [2]

a)Gía trị góc vát phụ thuộc vào chiều cao mép vát và tính có rút của nhựa.

b) Thường chọn góc vát từ khoảng 0.25º-3º.

c)Với những sản phẩm có chiều cao cần vát nhỏ hơn 5mm thì ko cần tạo góc vát . Bởi vì ma sát giữa khuôn và chi tiết ko lớn nên có thể lấy chi tiết ra dễ dàng.

ll.THIẾT KẾ GÓC THOÁT KHUÔN [1]

Đồ thì biểu thị mối quan hệ giữa góc vát và chiều cao vát

3.Độ co rút của sản phẩm

IV. THIẾT KẾ LÒNG KHUÔN [1]

1. Số lòng khuôn

2.Các cách bố trí lòng khuôn

3. Mặt phân khuôn

1. Số lòng khuôn

a. Tính dựa vào số sản phẩm trong đơn đặt hàng :

N = LxKxtc/(24x3600xtm)

trong đó :N : số lòng khuôn tối thiểu trong khuôn

L : số sản phẩm trong một lô sản xuất

K : hệ số do phế phẩm K = 1/(1-k) , với k : tỉ lệ phế phẩm .

tc : thời gian của một chu kỳ ép phun.

tm : thời gian hoàn tất lô sản phẩm ( ngày )

1. Số lòng khuôn (tt)

b. Tính dựa vào chu kỳ ép phun

N = 0.8xS/WTrong đó :

N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

S : năng suất phun của máy (gam/ một lần phun )

W : trọng lượng của sản phẩm (g)

1. Số lòng khuôn (tt)

c. Tính theo năng suất làm dẻo của máy

N = P/(XxW) Trong đó :

N: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

P : năng suất làm dẻo của máy

X : tần số phun ( ước lượng ) trong một phút ( 1/phút)

W : trọng lượng của sản phẩm (g)

1. Số lòng khuôn(tt)

d. Tính theo lực kẹp khuôn của máy

N = (SxP)/Fp

Trong đó :N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

Fp : lực kẹp khuôn tối đa của máy

S : diện tích trung bình của sản phẩm kể cả rãnh dòng của sản phẩm theo hướng đóng khuôn (mm2)

P : áp suất trong khuôn ( Mpa)

2. Các cách bố trí lòng khuôn

2. Các cách bố trí lòng khuôn (tt)

3. Mặt phân khuôn

Các yêu cầu kỹ thuât đối với mặt phân khuôn:

a. Đảm bảo lấy chi tiết ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.

b. Chọn mặt có diện tích lớn nhất có thể , dễ làm khuôn và dễ lấy sản phẩm .

c. Chiều sâu mặt phân khuôn nhỏ nhất có thể được, dễ điền đầy.

d. Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất để đảm bảo độ chính xác khi lăp.

VI. THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN NHỰA [1]

Hệ thống dẫn nhựa gồm có :

a. Cuống phun

b. Kênh dẫn nhựa

c. Miệng phun

1. Cuống phun (tt) [1]

Có 3 loại bạc cuống phun phổ biến với các đường kính ngoài : 12 mm; 16 mm; 20 mm

Chọn loại bạc cuống phun dựa vào: + Khối lượng sản phẩm

+ Kích thước kênh dẫn

+ Đường kính vòi phun

1. Cuống phun [tt]

Một số yêu cầu kỹ thuât khi thiết kế bạc cuống phun.

- Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn bán kính trên vòi phun từ 2- 5mm.

- Góc côn của cuống phun α = 10÷30

- Vât liệu : U8A , U10A

- Độ cứng : 52 HRC ÷ 56 HRC

1. Cuống phun [1]

2. Kênh dẫn nhựa ( runners) [1]

Một số yêu cầu khi thiết kế kênh dẫn :

- Giảm đến mức tối thiểu sự thay đổi nhiệt độ

- Nhựa kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng

- Chiều dài kênh dẫn nên càng ngăn càng tốt để tránh mất áp và mất nhiệt trong quá trình điền đầy

- Mặt căt kênh dẫn phải đủ lớn để đảm bảo điền đầy cho toàn bộ sản phẩm

2. kênh dẫn nhựa (tt)

Có 2 loại kênh dẫn nhựa :

a.Kênh dẫn nóng

b.Kênh dẫn nguội

a. Kênh dẫn nguội [2]

Kênh dẫn nhựa tròn.Tỉ lệ thể tích qua mặt căt ngang là lớn nhất,ít mất nhiệt,tốc độ nguội châm.Nhưng việc gia công rất khó vì phải đảm bảo sự đồng tâm giữa khuôn trên và khuôn dưới.

dcuèng phun tiÕp gi p ví i kªnh dÉn

4 6 7 8 9 10d 124 6 7 8 9 10 12

KÝch th í c kªnh dÉn trßn (mm)

a. Kênh dẫn nguội(tt) [2]

kênh dẫn nhựa hình thang góc lượn (sử dụng khá nhiều) : giá thành rẽ , dễ gia công ,dễ mất nhiệt hơn kênh dẫn hình tròn, lượng vât liệu thừa lớn.

4 6 7 8 9 10 122 3 3,5R 4 4,5 5 6

dcuèng phun tiÕp gi p ví i kªnh dÉn

H 4 6 7 8 9 10 12

KÝch th í c kªnh dÉn h×nh thang gãc l î n (mm)10°

H

R

a. Kênh dẫn nguội (tt)[2]

Kênh dẫn nhựa hình thang có góc nhọn (ít dùng) : lượng vât liệu thừa lớn .

4 6 7 8 9 10 12W

dcuèng phun tiÕp gi p ví i kªnh dÉn

H 3 4 5 5,5 6 7 84 6 7 8 9 10 12

KÝch th í c kªnh dÉn h×nh thang gãc nhän (mm)

(5~10)°

H

W

a. kênh dẫn nguội (tt)[2]

- kênh dẫn nhựa hình chữ nhât , hình bán nguyệt ( rất ít sử dụng) : thường gây ra sự cố

a. kênh dẫn nguội (tt)[2]

- mối quan hệ giữa kích thước kênh dẫn với khối lượng , đường kính kênh dẫn :

KÝch th í c kªnh dÉn chän theo khèi l î ng s¶n phÈm

4 86 1210

<100 g 100-350 g >350 gKhèi l î ng s¶n phÈm

§ êng kÝnh kªnh dÉn d (mm)

ChiÒu dµi kªnh dÉn chän theo ® êng kÝnh kªnh dÉn

6 7,57 8§ êng kÝnh kªnh dÉn d (mm) 9 10

ChiÒu dµi kªnh dÉn L (mm) 10 20050 500 800 1200

b. kênh dẫn nóng[1]

- Kênh dẫn nóng thường được sử dụng khi:

. Những chi tiết lớn : vỏ tivi , máy tính ,chi tiết xe hơi

. Những chi tiết có thành mỏng

. Sản phẩm làm từ nhựa phải duy trì nhiệt chảy dẻo : HDPE, LDPE, POM, PPT…

Kênh dẫn nóng (tt)[1]

Kênh dẫn nóng gia nhiệt :

- Kênh dẫn nóng gia nhiệt ngoài

- Kênh dẫn nóng gia nhiệt trong

Kênh dẫn nóng(tt)[1]

Kênh dẫn nóng gia nhiệt ngoài :

Kênh dẫn nóng (tt)[1]

Kênh dẫn nóng gia nhiệt trong:

3. Miệng phun[2]

Là ngõ nối kênh dẫn vào lòng khuôn . Miệng phun có chức năng rất quan trọng là điền đầy nhựa lỏng vào lòng khuôn

Các kiểu miệng phun(tt)[2]

- Miệng phun dạng vành khăn

L h

Các kiểu miệng phun(tt)[2]

- Miệng phun dạng chồng : Dùng đối với sản phẩm dạng khối hay dạng hộp.

W

t

LL1

2

h

Các kiểu miệng phun(tt)[2]

- Miệng phun dạng tròn hoặc hình thang :

Các kiểu miệng phun (tt)[2]

- Miệng phung dạng khe : Miệng phun này dùng đẻ điền đầy một lòng khuôn từ một hốc trong sản phẩm , vât liệu từ cuống phun chảy ra ngoài và tất cả các tiết diện lòng khuôn được diền đầy cùng một lúc.

h L

Các kiểu miệng phun[2]

- Miệng phun ngầm : mặt căt ngang là hình chữ nhât ,hình tròn hoặc ôvan.Tác dụng là tự căt xương khi rút khuôn và hạn chế khuyết tât trên sản phẩm.

L

x

L=1.75mm ; α = 30÷450

Các kiểu miệng phun[2]

Miệng phun dạng quạt :

W D

h

h

L

1

2

VII.Thiết kế hệ thống dẫn hướng , định vị

Gồm 5 bộ phân chính :

1. Vòng định vị

2. Chốt dẫn hướng

3. Bạc dẫn hướng

4. Bộ định vị

5. hệ thống chốt hồi

1. Vòng định vị[1]

- Chức năng :là đặt khuôn đúng vào tâm máy gia công nhựa.- Kích thước của vòng phải nhỏ hơn lỗ mở của máy gia công nhựa là 0.1 mm với dung sai nhỏ nhất 0.05mm

1. Vòng định vị (tt)[1]

- Một số loại vòng định vị:

2. Chốt dẫn hướng[1]

- Dùng để dẫn hướng cho tấm khuôn trước và tấm khuôn sau ép vào tấm đỡ

Chốt dẫn hướng (tt)[1]

3. Bạc dẫn hướng[1]

- Thường được lăp trong khuôn để tạo cho khuôn có bề mặt không bị xước khi làm việc và cho phép dễ dàng thay thế khi có sự cố.

- Giúp tăng độ chính xác cho khuôn và giảm sai số mòn

H

ØD Ød

Ød1

Ød

Ød1

H+0,2~0,5

ØD

+0,5

~1

0,5~1

Ød+

3~5

0,5~1

3. Bạc dẫn hướng (tt)[1]

- Vị trí đặt chốt dẫn hướng :

Để tránh hư hỏng khi 2 lòng khuôn đặt nhầm chiều nhau người ta thiết kế :

+ Đặt lệch vị trí của 1 trong các chốt đi một chút

+ Làm đường kính của các chốt khác nhau

3. Bạc dẫn hướng (tt)[1]

Các loại bạc dẫn hướng :Loại trơn Loại có vai

Vai không tự bôi trơn Vai tự bôi trơn

4 . Bộ định vị [1]

- Công dụng : Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần dịch chuyển trong khuôn

5. Chốt hồi[1]

- Công dụng : đưa tấm đẩy về sau và giữ cố định tấm đẩy trong khi khuôn đóng hoàn toàn

Các loại chốt hồi[1]

- Chốt hồi lò xo:

VIII. Thiết kế hệ thống đẩy[1]

- Sau khi sản phẩm được làm nguội, khuôn được mở ra. Sản phẩm vẫn bị dính trên cối khuôn do sự hút của chân không, khi đó cần có một hệ thống để đẩy sản phẩm ra

Các loại hệ thống đẩy[1]

- Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy(thông dụng nhất )

Các loại chốt đẩy

Khoảng đẩy >5÷10 mm so với chiều cao sản phẩm

Các loại hệ thống đẩy(tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy :Dùng để đẩy sản phẩm có thành mỏng và hình dáng phức tạp

Các loại hệ thống đẩy (tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng ống đẩy :dùng để dẩy sản phẩm dạng tròn xoay hoặc tấm mỏng

Các loại hệ thống đẩy(tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng tấm tháo:Dùng để tháo những sản phẩm có hình trụ tròn hay hình hộp chữ nhât có bề dày thành mỏng

Các loại hệ thống đẩy (tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng khí nén: Đối với những sản phẩm có lòng khuôn sâu như: xô châu.....

Yêu cầu khi thiết kế chốt đẩy[1]

- Tấm đẩy khuôn thường được lăp ở nữa khuôn di động

- Các chốt đẩy thường bố trí ở góc cạnh gân của sản phẩm

- Khoảng đẩy phải lớn hơn từ 5 10 mm so với chiều cao của sản phẩm được lấy ra từ khuôn

- Các đỉnh chốt đẩy nên nằm ngang so với mặt phân khuôn.

IX. Thiết kế hệ thống làm nguội[1]

- Nhựa lỏng sau khi vào khuôn phải được làm nguội thât nhanh để đạt được hình dạng mà ta mong muốn .Nếu làm nguội không tốt thì nhựa nóng sẽ gia nhiệt cho khuôn và thế là quá trình định hình kéo dài làm tăng thời gian chu kỳ ép phun .Do đó ,hệ thống làm nguội có vai trò hết sức quan trọng vì nó quyết định toàn bộ chu kỳ ép phun

Các phương pháp làm nguội[1]

- Làm nguội bằng khí :

Các phương pháp làm nguội[1]

- Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp ethylene glycol và nước .

Thiết Kế kênh làm nguội (tt)[1]

- Những điều cần lưu ý khi thiết kế kênh làm nguội:

+ Đảm bảo làm nguội điều trên toàn sản phẩm+ Kênh dẫn nguội nên được đặt gần lòng khuôn+ Đường kính kênh dẫn nguội không nên thay đổi trên toàn bộ chiều dài kênh+ Nhiệt độ chênh lệch giữa đầu vào và đầu ra nên nằm trong khoảng (2-30)

+ Kênh dẫn nguội phải được khoan có độ nhám để tạo sự chảy rối trong khuôn

Thiết kế kênh làm nguội(tt)[1]

- Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế:

X. Vât liệu làm khuôn[5]

Trong việc thiết kế và chế tạo khuôn thì lựa chọn vât liệu làm khuôn là một điều cực kỳ quan trọng quyết định tới chất lượng, tuổi thọ và sự phù hợp của khuôn. Với mỗi loại sản phẩm của khuôn có tính chất vât liệu và đặc điểm khác nhau sẽ tương ứng có các vât liệu làm khuôn khác nhau

XI. Lăp ghép các tấm khuôn với nhau

XII/ Bản vẽ thiết kế[3]

STT TEÂN GOÏI TEÂN GOÏI KHAÙC SL1 Top Plate Taám traàn 12 Runner Plate Taám giöït ñuoâi keo 13 Cavity Plate Taám caùi 14 Core Plate Taám ñöïc 15 Support Plate Taám ñôõ 16 Spacer Goái ñôõ 27 Ejector Plate Taám ñoäi treân 18 Ejector Retainner Taám ñoäi döôùi 19 Bottom Plate Taám ñaùy 110 Guide Pillar Choát bung 411 Guide Bushing Baïc daãn höôùng 1212 Guide Pin Choát daãn höôùng 413 Return Pin Choát luøi 4

HÌNH 7.1

B.THIẾT KẾ QUY TRÌNH CHẾ TẠO

1. Theo phương pháp truyền thốngCAMQuy trình thiết kế & chế tạo khuôn theo

phương pháp truyền thống trải qua những bước sau:

Ép thửGiao hàng

CAMCAD

a.Các bước tiến hành thiết kế với CAD

Tự động phát thảo bản vẽ

Xây dựng mô hình hình học

Đánh giá thiết kế

Phân tích kỹ thuât

b.Sản xuất với trợ giúp của máy tính CAM

Computer-aided manufacturing (CAM) dùng để chỉ những phần mềm dùng để sinh ra những đoạn mã (code) hợp lệ cho máy CNC và được máy CNC cắt theo một hình dạng đã được thiết kế trước bởi hệ thống computer-aided design (CAD).(2)

Ứng dụng của CAM được chia làm 2 loại chính:

+ Điều khiển sản xuất+ Lập kế hoạch sản xuất

c.Lâp kế hoạch sản xuất (4)c.Lâp kế hoạch sản xuất (4)

CAM

•Ước lượng giá thành sản phẩm.•Lập kế hoạch quá trình với sự trợ giúp của máy tính.•Các hệ thống dữ liệu gia công máy tính hóa.

•Lập trình với sự trợ giúp của máy tính.

•Xây dựng các định mức lao động.

•Cân bằng dây chuyền lắp ráp với sự trợ giúp bằng máy tính. (COMSOAL & CALB)

•Lập kế hoạch sản xuất và quản lý tồn kho.

2.Theo phương pháp hiện nay

GIAO HÀNGCAD

CAE

CAM

ÉP THỬCAE

2.sản xuất với sự giúp đỡ của CAE(4)CAE là thuât ngữ viết tăt của cụm từ "Computer Aided Engineering" dịch ra tiếng Việt là "Môn công nghệ với sự hỗ trợ của máy tính". (4)

CAE là phương pháp thực nghiệm, tính toán, mô phỏng để tìm giải pháp thiết kế tối ưu nhất, giá rẻ nhất, thời gian nhanh nhất trên máy tính dựa trên các thuât toán FEM v.v...

Quy trình thiết kế với CAE tối ưu đường kính kênh dẫn.

a. Mô hình 8 KTH sau cân bằng b. Mô hình 16 KTH với kênh dẫn hinh thang

Đường kính kênh dẫn – qui đổi tiết diện tròn sang hình thang

Đảm bảo điều kiện cân bằng dòng

Hiệu quả áp dụng phương pháp thiết kế CAD/CAE

Đảm bảo chất lượng đồng đều cho tất cả

các sản phẩm.

Cho phép giảm đáng kể thể tích vât liệu nhựa tiêu hao trên

HTKD

Thời gian chu kỳ và áp lực ép phun giảm, do

đó giảm tiêu hao nguyên nhiên liệu, tăngnăng suất, hạ giá thành

sản phẩm.

Kết luân

Tài liệu tham khảo

1. Giáo trình khuôn mẫu : Th.s Hoàng tiến Dũng

2. Thiết kế khuôn cho vật liệu polime : Nguyễn Thắng Thức3. Thiết kế sản phẩm nhựa và khuôn ứng dụng phần mềm

solidwoks : Nguyễn tấn cương _Trần Diễm4. Áp dụng phương pháp thiết kế CAM/CAE trên đường kính

kênh đẫn nhựa cho khuôn ép 16 sản phẩm:Đoàn Thị Minh Trinh (1), Vũ Hồng Thủy (2), Lê Quang Bình (1)