Đồ án Nghiên cứu kết cấu lòng khuôn cho phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu kết cấu lòng khuôn cho phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN KHÍ NGHIÊN CỨU KẾT CẤU LÒNG KHUÔN CHO PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG GVHD : Th.S TRẦN MINH THẾ UYÊN SVTH : NGUYỄN ÐĂNG PHÚC LỢI MSSV : 3144071 SVTH: HUỲNH PHƯỚC AN MSSV : 13144001 SVTH: NGUYỄN HỒNG PHÚC MSSV: 13144093 S K L 0 0 4 9 0 9 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2017
2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KẾT CẤU LÒNG KHUÔN CHO PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG GVHD : Th.S TRẦN MINH THẾ UYÊN SVTH : NGUYỄN ĐĂNG PHÚC LỢI MSSV : 13144071 SVTH: HUỲNH PHƯỚC AN MSSV : 13144001 SVTH: NGUYỄN HỒNG PHÚC MSSV: 13144093 YEARS : 2013-2017 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2017
3. TRƯỜNG ĐH. SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT TP. HCM NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn: Công nghệ chế tạo máy Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 07 năm 2017 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin GVHD và đề tài Họ tên GVHD: Trần Minh Thế Uyên MS CBGV: 3980 Đơn vị: Trung tâm công nghệ cao Học hàm, học vị: Giảng viên, thạc sỹ Tên đề tài: NGHIÊN CỨU KẾT CẤU LÒNG KHUÔN CHO PHƯƠNG PHÁP GIA NHIỆT BẰNG KHÍ NÓNG Thông tin sinh viên thực hiện Họ tên SV: Nguyễn Đăng Phúc Lợi MSSV: 13144071 Nguyễn Hồng Phúc MSSV: 13144093 Huỳnh Phước An MSSV: 13144001 Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Niên khóa: 2013-2017 1. Số liệu ban đầu: Các bộ khuôn của các nhóm trước: Khuôn tấm cover 1 Khuôn tấm cover 2 Khuôn chiều dài dòng chảy Khuôn micro rib Khuôn tấm cover 3 Khuôn mẫu thử kéo Hệ thống gia nhiệt bằng khí nóng Camera chụp phân bố nhiệt độ i
4. 2. Nhiệm vụ đề tài: 2.1. Thiết kế và gia công khối insert. 2.2 Dùng phần mềm Ansys mô phỏng quá trình gia nhiệt 2.3 Thí nghiệm trên thực tế 2.4. So sánh sự chênh lệch giữa mô phỏng và thực tế 2.5.Rút ra kết luận và hướng phát triển 3. Dự kiến kết quả đạt được: 3.1. Bản vẽ thiết kế khối insert. 3.2. Kết quả mô phỏng Ansys. 3.3. Kết quả thí nghiệm gia nhiệt. 4. Ngày nhận đồ án: 6/03/2017 5. Ngày nộp: 15/7/2017 6. Ngôn ngữ: Báo cáo: Tiếng anh Tiếng việt Thuyết trình: Tiếng anh Tiếng việt Trưởng khoa Trưởng bộ phận Giáo viên hướng dẫn ii
5. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên hướng dẫn) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đăng Phúc Lợi MSSV: 13144071 Hội đồng: 10 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Phước An MSSV: 13144001 Hội đồng: 10 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồng Phúc MSSV: 13144093 Hội đồng: 10 Tên đề tài: Nghiên cứu kết cấu lòng khuôn phun cho phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Họ và tên GV hướng dẫn: Trần Minh Thế Uyên Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy) 2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN(không đánh máy) 2.1.Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2.2 Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 2.3.Kết quả đạt được: iii
6. 2.4. Những tồn tại (nếu có): 3. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 hoc̣ xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 4. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên hướng dẫn ((Ký, ghi rõ họ tên) iv
7. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY Độc lập - Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Công nghệ chế tạo máy PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành cho giảng viên phản biện) Họ và tên sinh viên: Nguyễn Đăng Phúc Lợi MSSV: 13144071 Hội đồng 10 Họ và tên sinh viên: Huỳnh Phước An MSSV: 13144001 Hội đồng 10 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Hồng Phúc MSSV: 13144093 Hội đồng 10 Tên đề tài: Nghiên cứu kết cấu lòng khuôn cho phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí Họ và tên GV phản biện: (Mã GV) Dương Thị Vân Anh Ý KIẾN NHẬN XÉT 1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN: 2. Nội dung đồ án: (Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên cứu có thể tiếp tục phát triển) 3. Kết quả đạt được: 4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN: 5. Câu hỏi: v
8. 6. Đánh giá: Điểm Điểm đạt TT Mục đánh giá tối đa được 1. Hình thức và kết cấu ĐATN 30 Đú ng format vớ i đầy đủ cả hình thứ c và nôị dung của cá c muc̣ 10 Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài 10 Tính cấp thiết của đề tài 10 2. Nội dung ĐATN 50 Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ thuật, khoa 5 hoc̣ xã hôị Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá 10 Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc quy trình 15 đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc thực tế. Khả năng cải tiến và phát triển 15 Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên ngành 5 3. Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài 10 4. Sản phẩm cụ thể của ĐATN 10 Tổng điểm 100 7. Kết luận:  Được phép bảo vệ  Không được phép bảo vệ TP.HCM, ngày tháng năm 20 Giảng viên phản biện ((Ký, ghi rõ họ tên) vi
9. LỜI CẢM ƠN Nhóm thực hiện đồ án xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đối với các thầy cô của trường Đại học sư phạm kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đặc biệt là các thầy cô khoa cơ khí chế tạo máy của trường đã tạo điều kiện cho chúng em về cơ sở vật chất cũng như trang thiết bị máy móc trong suốt thời gian chúng em làm đồ án. Đề tài của nhóm là nghiên cứu và giải quyết vấn đề mới trong lĩnh vực gia nhiệt cho lòng khuôn phun ép nhựa, tạo hình các sản phẩm nhựa sử dụng trong thực tế. Do tính mới của đề tài nên nhóm em gặp nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện, tuy nhiên với sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy hướng dẫn Th.S Trần Minh Thế Uyên, TS. Phạm Sơn Minh, Th.S Dương Thị Vân Anh và các thầy cô Khoa Cơ khí Chế tạo máy cùng với sự hỗ trợ của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp. Cho đến thời điểm này đồ án của nhóm đã đạt được những kết quả như mong muốn. Đến đây, cho phép nhóm chúng em được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến: Ban Giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM. Các thầy: Th.S Trần Minh Thế Uyên, T.S Phạm Sơn Minh, Th.S Dương Thị Vân Anh - Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM. Các bạn sinh viên Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy - Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. HCM. Một lần nữa, nhóm em xin được chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, sự hỗ trợ động viên quý báu của tất cả mọi người. Xin trân trọng cảm ơn! Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Nhóm sinh viên thực hiện vii
10. LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học kỹ thuật, các sản phẩm được thiết kế và phát triển theo xu hướng nhẹ hơn, nhỏ hơn, mỏng hơn. Do đó, quá trình phun ép các sản phẩm dạng này đang đối mặt với các thử thách lớn. Nếu trong suốt quá trình phun ép, nhiệt độ khuôn có thể duy trì ở giá trị cao hơn nhiệt độ chuyển pha của vật liệu nhựa thì khả năng điền đầy khuôn với những chi tiết có kích thước micro sẽ tăng lên. Trong qui trình phun ép nhựa, nhiệt độ khuôn càng cao sẽ có tác dụng tốt với chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, nhiệt độ khuôn càng cao sẽ dẫn đến thời gian giải nhiệt cho khuôn càng dài. Do đó, quá trình gia nhiệt cho bề mặt khuôn được đề xuất nhằm nâng cao nhiệt độ bề mặt khuôn trong quá trình nhựa điền đầy khuôn và giúp thời gian giải nhiệt cho khuôn không kéo dài quá lâu. Trong nghiên cứu này, phương pháp gia nhiệt cho khuôn từ bên ngoài với dòng khí nóng sẽ được thực hiện trên khuôn thực tế. Với phương pháp mô phỏng bằng phần mềm ANSYS, quá trình gia nhiệt bằng khí nóng có thể được dự đoán khá chính xác với sai lệch nhiệt độ nhỏ hơn 10ºC . Bên cạnh đó, nhiệt độ lòng khuôn tăng ngoài việc giúp cho nhựa dễ điền đầy còn giúp tăng độ bền kéo của sản phẩm nhựa thành mỏng đặc biệt là các sản phẩm có kết cấu dạng lưới. Xuất phát từ những lý do trên, chúng em đã đi sâu nghiên cứu, tìm hiểu và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu kết cấu lòng khuôn phun ép nhựa cho phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng” làm đồ án tốt nghiệp. viii
11. MỤC LỤC Cover PAGE NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN i NHẬN XÉT CỦA GVHD iii NHẬN XÉT CỦA GVPB v LỜI CẢM ƠN vii LỜI NÓI ĐẦU viii MỤC LỤC ix DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xvi DANH SÁCH HÌNH xvii DANH SÁCH BẢNG xxiv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 1. Tổng quan chung. 1 1.1. Đặt vấn đề. 1 1.2. Mục đích của đề tài. 2 1.3. Nhiệm vụ và giới hạn của đề tài. 2 1.3.1. Nhiệm vụ của đề tài. 2 1.3.2. Giới hạn của đề tài. 2 1.4. Phương pháp nghiên cứu. 2 1.4.1. Nghiên cứu lý thuyết. 3 1.4.2. Nghiên cứu thực nghiệm. 3 1.5. Giới thiệu sơ lược về phương pháp gia nhiệt cho khuôn bằng khí nóng. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5 2.1. Giới thiệu về công nghệ ép phun. 5 2.1.1. Nhu cầu thực tế. 5 2.1.2. Khái niệm về công nghệ ép phun. 5 ix
12. 2.1.3. Đặc điểm của công nghệ ép phun. 5 2.1.4. Cấu tạo của máy ép phun. 6 2.1.4.1. Hệ thống kẹp. 7 2.1.4.2. Hệ thống khuôn. 8 2.1.4.3. Hệ thống phun. 9 2.1.4.4. Hệ thống hỗ trợ ép phun. 10 2.2. Quá trình truyền nhiệt. 11 2.2.1. Dẫn nhiệt. 11 2.2.2. Bứa xạ nhiệt. 11 2.2.3. Đối lưu nhiệt. 11 2.2.3.1. Định nghĩa và phân loại 11 2.2.3.2. Các công thức tính nhiệt cơ bản. 12 2.2.3.3. Hệ số tỏa nhiệt α. 13 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ MÔ PHỎNG 14 3.1. Lưu đồ thực hiện công việc. 14 3.2. Sản phẩm mẫu thử và kết cấu các bộ khuôn. 15 3.2.1. Gia nhiệt khuôn mẫu thử kéo. 15 3.2.1.1. Thiết kế mẫu thử dựa trên tiêu chuẩn ISO 527 – 1993 15 3.2.1.2. Các thành phần chính của bộ khuôn. 16 3.2.1.2.1. Tấm kẹp trên, tấm khuôn cố định và bạc dẫn hướng. 16 3.2.1.2.2. Tấm kẹp dưới. 17 3.2.1.2.3. Tấm khuôn di đông và chốt dẫn hướng. 17 3.2.1.2.4. Khối insert . 18 3.2.1.2.5. Tấm nhôm tạo hình lưới. 19 3.2.1.2.6. Bộ khuôn hoàn chỉnh. 20 3.2.2. Gia nhiệt khuôn huôn tấm cover 3. 20 3.2.2.1. Bản thiết kế chi tiết. 20 3.2.2.2. Các thành phần chính của bộ khuôn. 22 3.2.2.2.1. Vòng định vị, bạc dẫn hướng và tấm kẹp trên. 22 3.2.2.2.2. Gate và tấm khuôn dưới. 23 x
13. 3.2.2.2.3. Hệ thống đẩy. 23 3.2.2.2.4. Bộ khuôn sau khi lắp. 24 3.2.3. Gia nhiệt khuôn micro rib. 25 3.2.3.1. Bản thiết kế chi tiết. 25 3.2.3.2. Các thành phần cơ bản của bộ khuôn. 26 3.2.3.2.1. Tấm kẹp trên. 26 3.2.3.2.2. Tấm kẹp dưới. 26 3.2.3.2.3. Cụm insert. 27 3.2.3.2.4. Tấm khuôn di động. 27 3.2.3.2.5. Khuôn cố định. 28 3.2.3.2.6. Bộ khuôn hoàn chỉnh. 28 3.2.4. Khuôn nghiên cứu chiều dài dòng chảy. 29 3.2.4.1. Các thành phần cơ bản của bộ khuôn. 29 3.2.4.1.1. Tấm kẹp trên. 29 3.2.4.2.2. Tấm kẹp dưới. 29 3.2.4.2.3. Khuôn cái. 30 3.2.4.2.4. Khuôn đực. 30 3.2.4.2.5. Gối đỡ. 31 3.2.4.2.6. Tấm giữ và ty đẩy. 31 3.2.4.2.7. Tấm đẩy. 32 3.2.4.2.8. Bộ khuôn hoàn chỉnh. 32 3.2.5. Gia nhiệt khuôn tấm cover 1 và 2. 33 3.2.5.1. Các thành phần cơ bản của bộ khuôn. 33 3.2.5.1.1. Tấm kẹp trên. 33 3.2.5.1.2. Tấm kẹp dưới. 34 3.2.5.1.3. Tấm khuôn cố định. 34 3.2.5.1.4. Tấm khuôn di động 1. 35 3.2.5.1.5. Tấm khuôn di động 2. 35 3.2.5.1.6. Gối đỡ. 36 3.3. Giới thiệu phương pháp gia nhiệt cho khuôn phun ép bằng khí. 36 xi
14. 3.3.1. Khái quát về phương pháp gia nhiệt cho khuôn ép. 36 3.3.2. Đặc điểm của phương pháp gia nhiệt bằng khí. 36 3.3.3. Giới thiệu hệ thống gia nhiệt bằng khí. 37 3.3.3.1. Kết cấu phần cơ khí. 37 3.3.3.2. Kết cấu phần điện điều khiển. 40 3.3.4. Nguyên lý gia nhiệt cho lòng khuôn. 44 3.4. Mô phỏng nhiệt sử dụng phần mềm ANSYS. 44 3.4.1. Giới thiệu chung. 44 3.4.2. Giới thiệu module CFX trong phần mềm ANSYS 45 3.4.3. Ứng dụng ANSYS – CFX v14.5 trong mô phỏng quá trình gia nhiệt cho bề mặt lòng khuôn. 46 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 50 4.1. Thí nghiệm gia nhiệt và đo nhiệt độ bề mặt lòng khuôn. 50 4.2. Phân tích kết quả. 51 4.2.1. Gia nhiệt khuôn mẫu thử kéo. 51 4.2.1.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm tạo lưới (điểm A Hình 4.1). 51 4.2.1.2. Hình ảnh đo nhiệt độ bằng ANSYS. 52 4.2.2. Gia nhiệt khuôn tấm cover 3. 57 4.2.2.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 57 4.2.2.2. Hình ảnh đo nhiệt độ bằng Ansys. 58 4.2.3. Gia nhiệt khuôn micro rib. 63 4.2.3.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 63 4.2.3.2. Hình ảnh đo nhiệt độ bằng Ansys. 64 4.2.4. Gia nhiệt khuôn tấm cover 1. 69 4.2.4.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 69 4.2.4.2. Hình ảnh mô phỏng đo nhiệt độ bằng Ansys. 70 xii
15. 4.2.5. Gia nhiệt khuôn tấm cover 2. 75 4.2.5.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 75 4.2.5.2. Hình ảnh đo nhiệt bằng Ansys. 76 4.2.6. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.4mm. 81 4.2.6.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 81 4.2.6.2. Hình ảnh đo nhiệt bằng Ansys. 82 4.2.7. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.6mm. 87 4.2.7.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 87 4.2.7.2. Hình ảnh đo nhiệt bằng Ansys. 88 4.2.8. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.8mm. 93 4.2.8.1. Đo nhiệt độ bằng mô phỏng phần mềm ANSYS tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 93 4.2.8.2. Hình ảnh đo nhiệt bằng Ansys. 94 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC TẾ 99 5.1. Gia nhiệt khuôn mẫu thử kéo. 99 5.1.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm tạo lưới (điểm A hình 4.1). 99 5.1.2. Hình ảnh đo nhiệt độ thực tế. 100 5.2. Gia nhiệt khuôn tấm cover 3. 105 5.2.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 105 5.2.2. Hình ảnh đo nhiệt độ thực tế. 106 5.3. Gia nhiệt khuôn micro rib. 111 5.3.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 111 5.3.2. Hình ảnh đo nhiệt độ thực tế. 112 5.4. Gia nhiệt khuôn tấm cover 1. 117 5.4.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 117 5.4.2. Hình ảnh đo nhiệt độ thực tế. 118 xiii
16. 5.5. Gia nhiệt khuôn tấm cover 2. 123 5.5.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 123 5.5.2. Hình ảnh đo nhiệt thực tế. 124 5.6. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.4mm. 129 5.6.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 129 5.6.2. Hình ảnh đo nhiệt thực tế. 130 5.7. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.6mm 135 5.7.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 135 5.7.2. Hình ảnh đo nhiệt bằng Ansys 136 5.8. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.8mm. 141 5.8.1. Đo nhiệt độ thực tế tại vị trí trung tâm của bề mặt tấm nhôm. 141 5.8.2. Hình ảnh đo nhiệt bằng Ansys 142 CHƯƠNG 6: SO SÁNH KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM THỰC TẾ VÀ KẾ QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN ANSYS 147 6.1. Gia nhiệt khuôn mẫu thử kéo. 147 6.1.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại điểm A ( Hình 4.1). 147 6.1.2. Đồ thị các đường tiệm cận. 151 6.2. Gia nhiệt khuôn tấm cover 3. 154 6.2.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 154 6.2.2. Đồ thị các đường tiệm cận. 158 6.3. Gia nhiệt khuôn micro rib. 161 6.3.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 161 6.3.2. Đồ thị các đường tiệm cận. 165 6.4. gia nhiệt khuôn tấm cover 1. 168 6.4.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 168 6.4.2. Đồ thị các đường tiệm cận. 172 xiv
17. 6.5. Gia nhiệt khuôn tấm cover 2. 175 6.5.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 175 6.6. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.4mm. 182 6.6.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 182 6.6.2. Đồ thị các đường tiệm cận. 186 6.7. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.6mm. 189 6.7.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 189 6.8. Gia nhiệt khuôn mẫu thử chiều dài dòng chảy 5.8mm. 196 6.8.1. Đồ thị so sánh nhiệt độ thực tế và mô phỏng đo được tại vị trí trung tâm bề mặt tấm nhôm. 196 6.8.2. Đồ thị các đường tiệm cận. 200 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 204 7.1. Kết quả đạt được sau khi hoàn thành đồ án 204 7.2. Hướng phát triển trong tương lai. 204 7.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. 205 TÀI LIỆU THAM KHẢO 206 PHỤ LỤC 208 xv
18. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Q: Nhiệt lượng λ: Hệ số dẫn nhiệt F: Diện tích bề mặt vuông góc với phương dẫn nhiệt τ: Thời gian tT: Nhiệt độ của vật thể tL: Nhiệt độ của lưu chất (chất lỏng hoặc khí) α: Hệ số cấp nhiệt (hệ số tỷ lệ) dF: Diện tích dτ: Thời gian E0: Cường độ bức xạ T: Nhiệt độ tuyệt đối của vật thể C0: Hệ số bức xạ của vật đen tuyệt đối. KR: Gọi là hệ số truyền nhiệt trong tường ống. b: Giới hạn bền e: Độ biến dạng tương đối E: Modun đàn hồi PP: Polypropylene ABS: Acrylonitrin Butadien Styren PTFE: Polytetraflouroethylene PE: Polyethylene PVC: Polyvinylclorua Ex: thực nghiệm Si: mô phỏng xvi
19. DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1. Phương pháp gia nhiệt bằng khí nóng 4 Hình 2.1. Cấu tạo máy ép phun 7 Hình 2.2. Hệ thống kẹp 7 Hình 2.3. Thành phần cơ bản của bộ khuôn 8 Hình 2.4. Hệ thống phun 10 Hình 2.5. Hệ thống hỗ trợ ép phun 10 Hình 2.6. Hệ thống điều khiển 11 Hình 2.7. Đối lưu nhiệt tự nhiên 12 Hình 2.8. Đối lưu nhiệt cưỡng bức 12 Hình 3.1. Lưu đồ thực hiện công việc 14 Hình 3.2. Kết cấu mẫu thử kéo 15 Hình 3.3. Kết cấu 3D dạng khung dây của sản phẩm 15 Hình 3.4. Tấm kẹp trên, tấm khuôn cố định và bạc dẫn hướng sau khi gia công và lắp ghép. 16 Hình 3.5. Tấm kẹp dưới. 17 Hình 3.6. Khuôn di động và chốt dẫn hướng sau khi gia công và lắp ghép 17 Hình 3.7. Bản thiết kế khối insert 18 Hình 3.8. Khối insert sau gia công 18 Hình 3.9. Bản thiết kế tấm nhôm tạo hình lưới 19 Hình 3.10. Tấm nhôm sau khi gia công 19 Hình 3.11. Bộ khuôn hoàn chỉnh 20 Hình 3.12. Bản thiết kế chi tiết tấm cover 3 20 Hình 3.13. Chi tiết cover 3 ở dạng 3D 21 Hình 3.14. Bản vẽ chi tiết insert 21 Hình 3.15. Khối insert dạng 3D 22 Hình 3.16. Vòng định vị và bạc cuống phun lắp vào tấm kẹp trên 22 xvii
20. Hình 3.17. Gate và tấm khuôn dưới sau khi lắp 23 Hình 3.18. Hệ thống đẩy 23 Hình 3.19. Phần cố định và di động 24 Hình 3.20. Bộ khuôn hoàn chỉnh 24 Hình 3.21. Bản vẽ chi tiết micro crib 25 Hình 3.22. Biên dạng 3D của sản phẩm 25 Hình 3.23. Tấm kẹp trên 26 Hình 3.24. Tấm kẹp dưới 26 Hình 3.25. Cụm insert 27 Hình 3.26. Lòng trên tấm khuôn di động 27 Hình 3.27. Tấm khuôn cố định 28 Hình 3.28. Bộ khuôn hoàn chỉnh 28 Hình 3.29. Tấm kẹp trên 29 Hình 3.30. Tấm kẹp dưới 29 Hình 3.31. Khuôn cái 30 Hình 3.32. Khuôn đực 30 Hình 3.33. Gối đỡ 31 Hình 3.34. Tấm giữ và ty đẩy 31 Hình 3.35. Tấm đẩy 32 Hình 3.36. Bộ khuôn hoàn chỉnh 32 Hình 3.37. Khối insert 33 Hình 3.38. Tấm kẹp trên 33 Hình 3.39. Tấm kẹp dưới 34 Hình 3.40. Tấm khuôn cố định 34 Hình 3.41. Tấm khuôn di động 1 35 Hình 3.42. Tấm khuôn di động 2 35 Hình 3.43. Gối đỡ 36 Hình 3.44. Mô hình khung đỡ 37 Hình 3.45. Mô hình giá đỡ 38 xviii
21. Hình 3.46. Mô hình xy lanh khí nén 38 Hình 3.47. Mô hình khối cách nhiệt 38 Hình 3.48. Mô hình tấm dưới 39 Hình 3.49. Mô hình tấm trên 39 Hình 3.50. Khối gia nhiệt 1 vòi phun sau khi chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh 39 Hình 3.51. CB 41 Hình 3.52. Công tắc tơ 41 Hình 3.53. Điện trở đốt nóng (heater) 41 Hình 3.54. Cảm biến nhiệt PT 100 42 Hình 3.55. Rơ le nhiệt 42 Hình 3.56. Adaptor 24 V/DC 42 Hình 3.57. Rơ le trung gian 43 Hình 3.58. Rơ le thời gian 43 Hình 3.59. Hệ thống gia nhiệt hoàn chỉnh 43 Hình 3.60. Quá trình gia nhiệt cho lòng khuôn 44 Hình 3.61. Tiến trình giải bái toán ANSYS – CFX 45 Hình 3.62. Giao diện của CFX 45 Hình 3.63. Giao diện DesignModeler với các đối tượng khảo sát 46 Hình 3.64. Giao diện Meshing với các đối tượng đã được chia lưới 47 Hình 3.65. Giao diện CFX – Pre với các đối tượng đã được thiết lập các thông số liên quan 48 Hình 3.66.Giao diện CFX–Solver Manager với kết quả phân tích đã thực hiện. 48 Hình 3.67. Kết quả mô phỏng sự biến thiên nhiệt độ trên bề mặt tấm insert tạo kết cấu lưới khi tiến hành gia nhiệt sử dụng module CFX. 49 Hình 4.1. Sơ đồ quá trình gia nhiệt và đo nhiệt tại điểm A 50 Hình 5.1. Tấm lòng khuôn mẫu thử kéo 100 Hình 5.2. Tấm lòng khuôn cover 3 105 Hình 5.3. Tấm lòng khuôn micro rib 111 Hình 5.4. Tấm lòng khuôn cover 1 117 xix
22. S K L 0 0 2 1 5 4