Báo cáo Thiết kế van một chiều trong túi đựng càphê (Phần 1)

Nội dung text: Báo cáo Thiết kế van một chiều trong túi đựng càphê (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ VAN MỘT CHIỀU TRONG TÚI ĐỰNG CÀPHÊ S K C 0 0 0 2 8 1 MÃ SỐ: T2011 - 60 S K C 0 0 3 6 4 0 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2011
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG THIẾT KẾ VAN MỘT CHIỀU TRONG TÚI ĐỰNG CÀPHÊ Mã số:T2011-60 Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN VĂN SƠN TP. HCM, 2011
3. MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Trang bìa i PHẦN MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG I. Đặt vấn đề 2 II. Mục tiêu của đề tài 2 III. Giới hạn của đề tài 2 IV. Phương pháp nghiên cứu 2 V. Đối tượng nghiên cứu 3 VI. Dàn ý nghiên cứu 3 1. Tổng quan về ép phun 3 2. Thiết kế sản phẩm 3 3. Thiết kế bộ khuôn 3 4. Phân tích dòng chảy trong khuôn – CAE 3 5. Gia công khuôn 3 6. Đánh bóng khuôn và lắp ráp 3 7. Ep 3 PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ ÉP PHUN I. Tổng quan về ép phun 4 1. Khả năng công nghệ 4 2. Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa 4 3. Quy trình thiết kế khuôn ép nhựa 4 4. Các thành phần cơ bản trong một bộ khuôn ép phun hai tấm 5 4.1 Các thành phần cơ bản 5 4.2 Chức năng của các thành phần cơ bản 5 II. Vật liệu nhựa dùng trong ép phun 6 1. Khái niệm và sự hình thành 6 2. Phân loại 7 3. Các tính chất của Polyme 7 4. Một số loại Polyme thường gặp và ứng dụng của chúng 9 4.1 Nhựa nhiệt dẻo 9 4.2 Nhựa nhiệt rắn 9 5. Đặc tính của một số loại nhựa thông dụng 10 5.1 Polyetylene – PE 10 5.2 Polypropylene – PP 10 5.3 Polystyrene – PS 11 5.4 Polyvinyl chlorire – PVC 11 5.5 Polymethylmethacrylate(PMMA) 12 Trang ii
4. 5.6 Polyoxymethylene(POM) 12 IV Các kiến thức cơ bản về máy ép phun 13 1. Hệ thống hỗ trợ ép phun 14 2. Hệ thống phun 16 3. Hệ thống kẹp 17 4. Hệ thống điều khiển 21 PHẦN II: THIẾT KẾ SẢN PHẨM 1. Thiết kế phần thân cho sản phẩm 22 2. Thiết kế phần nắp cho sản phẩm 24 3. Một số đề nghị về bề dày sản phẩm khi thiết kế 26 PHẦN III: THIẾT KẾ BỘ KHUÔN I. Loại máy ép sản phẩm 27 II. Tách khuôn 29 1. Bố trí sản phẩm trong khuôn và tạo kênh dẫn 29 2. Tạo phôi 32 3. Xác định và tạo mặt phân khuôn 32 4. Tách 2 tấm khuôn chính, tấm đẩy và 32 lõi insert 33 III. Bộ khuôn hoàn chỉnh 35 1. Tấm khuôn cái 35 2. Tấm khuôn đực 36 3. Tấm đẩy 36 4. Tấm hỗ trợ 37 5. Tấm giữ 1 37 6. Tấm trung gian 1 38 7. Tấm giữ 2 39 8. Tấm trung gian 2 39 9. Hai gối đỡ 40 10. Bốn ty dẫn hướng 40 11. Sáu vít định vị 41 PHẦN IV: PHÂN TÍCH DÕNG CHẢY TRONG KHUÔN – CAE 43 12. Chia lưới 43 13. Kết quả phân tích 44 3.1 Thời gian điền đầy – Fill Time 45 3.2 Lỗ khí- Air Trap 45 3.3 Đường hàn – Weld Lines 46 3.4 Phân bố lực kẹp 46 3.5 Phân bố áp suất 47 Trang iii
5. PHẦN V: GIA CÔNG I. Gia công tấm lòng khuôn di động 49 1. Qui trình công nghệ 49 2. Lập phiếu công nghệ 49 3. Gia công thô 32 hốc tạo hình cho sản phẩm 50 4. Gia công bán tinh cho 32 hốc tạo hình sản phẩm 51 4.1 Gia công bán tinh cho 16 hốc nhỏ 51 1.2 Gia công bán tinh cho 16 hốc lớn 54 5. Gia công tinh 32 hốc tạo hình sản phẩm 54 5.1 Gia công tinh cho 16 hốc nhỏ 54 2.2 Gia công tinh cho 16 lỗ lớn 55 6. Gia công tinh lại mặt trên của hốc lớn 56 7. Gia công tinh lại mặt dưới của phàn hốc lớn 57 8. Gia công rãnh chữ thập 58 9. Gia công kênh dãn nhựa 60 10. Gia công 4 lỗ bậc để lắp bạc 63 11. Gia công mặt sau tấm lòng khuôn di động 64 II. Gia công tấm khuôn cố định 64 1. Quy trình công nghệ 64 2. Lập phiếu công nghệ 65 3. Gia công trên phần mặt có lòng khuôn 65 3.1 Khoan 33 lỗ bắt vít lục giác 65 3.2 Gia công 16 hốc nhỏ φ 12.53 66 3.3 Gia công 16 hốc lớn φ16.59 67 3.4 Khoan 6 lỗ M12X1.5 69 3.5 Tảo lỗ M12x1.5 70 3.9 Gia công 4 lỗ φ20.99 70 3.7 Khoan 4 lỗ φ10 cho chốt đẩy tấm đẩy sản phẩm 71 3.8 Gia công hốc φ25 72 4. Gia công trên mặt không có lòng khuôn 73 III. Gia công tấm đẩy sản phẩm 75 1. Quy trình công nghệ 75 2. Lập phiếu công nghệ 75 PHẦN VI: ĐÁNH BÓNG KHUÔN VÀ LẮP GHÉP KHUÔN 79 I. Đánh bóng khuôn 79 II. Lắp ghép khuôn 80 Kết luận và kiến nghị 81 Tài liệu tham khảo 82 Các bản vẽ Trang iv
6. PHẦN MỞ ĐẦU GIỚI THIỆU CHUNG I. Đặt vấn đề : Trong đời sống hiện nay, chúng ta dễ dàng nhận thấy xung quanh ta có rất nhiều các vật dụng được làm từ nhựa. Từ những sản phẩm như vỏ bút, thau nhựa, muỗng nhựa đến các sản phẩm tinh xảo như vỏ điện thoại di động, các linh kiện trong máy vi tính, xe hơi Tất cả chúng đều là sản phẩm làm ra từ nhựa. Tóm lại, hiện nay nhựa chiếm một phần quan trọng trong cuộc sống của chúng ta. Với sự phát triển không ngừng của ngành nhựa thì nền công nghiệp khuôn mẫu cũng ra đời và phát triển không ngừng. Khi 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. Và ngành Công Nghệ Tự Động của trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật tp Hồ Chí Minh rất chú trọng trong việc đào tạo về CAD/CAM/CNC và lĩnh vực khuôn mẫu. Tuy nhiên do cơ sở vật chất còn thiếu nên ở các khóa trước có nhiều đề tài nghiên cứu và gia công thành công bộ khuôn ép phun, nhưng chỉ là gia công trên Mica, hoặc chỉ gia công 2 lòng khuôn nên không cho ra sản phẩm. Do đó các bộ khuôn này chỉ mang tính tham khảo và dùng trong quá trình dạy học. Để nâng cao hiệu quả dạy học thì trường đã trang bị máy ép nhựa phục vụ cho công tác dạy học của bộ môn Công nghệ Tự Động. Do đó đồ án tốt nghiệp của chúng tôi về khuôn mẫu là thiết kế và chế tạo một bộ khuôn thật và hoàn chỉnh cho một sản phẩm dùng trong công nghiệp đóng gói sản phẩm bột. II. 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. Các chi tiết của bộ khuôn sau khi gia công xong phải đảm bảo những tính chất như : Độ chính xác, độ bền, độ bóng Do đây là sản phẩm thật nên các chi tiết được làm từ théo nên phải lựa chọn một quy trình công nghệ, cũng như chế độ cắt hợp lý nhất. Vì vậy, phải có một quy trình khép kín từ khâu chuẩn bị đến lúc hoàn thành. Các chi tiết của khuôn phải đảm bảo được gia công trong phạm vi dung sai cho phép. Sau khi lắp ghép toàn bộ, bộ khuôn không bị sai lệch về hình dáng và kích thước. III. Giới hạn của đề tài: Do thời gian nghiên cứu, cũng như kiến thức chuyên môn còn hạn chế nên chỉ gia công bộ khuôn đơn giản. Mặt khác, do phải gia công trên thép và yêu cầu cho ra sản phẩm nên gặp khó khăn rất nhiều trong việc gia công, cũng như việc tìm hiểu và mua các phụ kiện khuôn mẫu. IV. Phương pháp nghiên cứu: - Để thực hiện đề tài này nhóm thực hiện đã tiến hành bằng các phương pháp: + Phương pháp quan sát: Phương pháp thực tế các mô hình có sẵn. Những đoạn video, những bộ khuôn thực, để đưa ra được bộ khuôn cho mình. + Phương pháp tham khảo tài liệu: Các tài liệu liên quan đến đồ án, tìm kiếm tài liệu (thư viện trường, internet, bạn bè, ) Trang 1
7. + Phương pháp dự đoán: Luôn đưa ra những giả thiết như hư hỏng, tổn thất có thể xảy ra trong suốt quá trình thiết kế và gia công, để loại bỏ những yếu tố nguy hiểm có thể gặp phải. V. Đối tượng nghiên cứu: - Thiết kế sản phẩm Van khí và bộ khuôn trên phần mềm ProEngineer 5.0. - Gia công trên máy phay CNC VMC-650 - Ep trên máy ép nhựa. VI. Dàn ý nghiên cứu: 1/ Tổng quan về ép phun: Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn. Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được lấy ra khỏi lòng khuôn. 2/ Thiết kế sản phẩm : Từ ý tưởng là một sản phẩm thực tế dùng trong công nghiệp đóng gói sản phẩm bột Thiết kế sản phẩm 3D trên phần mềm ProEngineer 5.0. 3/ Thiết kế bộ khuôn: Bộ khuôn 2 tấm, với 32 lòng khuôn được bố trí theo hình chưa nhật. - Tách khuôn - Tạo bộ khuôn hoàn chỉnh - 4/ Phân tích dòng chảy trong khuôn- CAE Mô phỏng dòng chảy của nhựa trong sản phẩm bằng phần mêm MoldFlow 6.1 5/ Gia công khuôn: Gia công các tấm khuôn trên máy phay CNC VMC-650 6/ Đánh bóng khuôn và lắp ráp: Sau khi gia công tất cả các tấm khuôn. Đánh bóng 02 lòng khuôn và đem lắp ghép các tấm khuôn và các phụ kiện thành bộ khuôn hoàn chỉnh. 6/ Ép : Sau khi đã có bộ khuôn hoàn chỉnh, đem đi ép trên máy ép nhựa, với vật liệu nhựa là PP. Trang 2
8. PHẦN I TỔNG QUAN VỀ ÉP PHUN I/ Tổng quan về ép phun : I.1/ Khả năng công nghệ: - 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 vậnchuyển 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. - Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phức tạp. - Trên cùng một sản phẩm, hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài có thể khác nhau. - Khả năng tự động hóa cao. - Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc phong phú và độ nhẵn bóng bề mặt rất cao nên không cần gia công lại. I.2./ Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa: Nhận đơn hàng Layout, báo giá Thiết kế khuôn Gia công Giao hàng Hoàn chỉnh khuôn Ép thử sản phẩm Lắp ráp nguội I.3./ Quy trình thiết kế khuôn ép nhựa: Nhận bản vẽ Thuyết minh Layout sản phẩm Xử lý sản phẩm sản phẩm phương án Thiết kế bản Gia công bản vẽ Xử lý khuôn Tách khuôn chi tiết vẽ lắp Thiết kế bản vẽ Duyệt và kiểm Phát hành bản vẽ Xuất file gia điện cực tra bản vẽ công I.4./ Các thành phần cơ bản trong một bộ khuôn ép phun hai tấm. I.4.1 Các thành phần cơ bản. Dưới đây là một bộ khuôn được thiết kế cho sản phẩm là vỏ dao cắt giấy: Trang 3