Đồ án Thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa (Sản phẩm: bộ cờ tướng) (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa (Sản phẩm: bộ cờ tướng) (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 CHẾ TẠO MÁY THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA (SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƯỚNG) GVHD: ThS. DƯƠNG THỊ VÂN ANH SVTH: LÊ HÙNG CƯỜNG MSSV: 11144013 SVTH: TRƯƠNG QUANG VINH MSSV: 11144120 SVTH: VŨ NGỌC CƯỜNG MSSV: 11144015 SVTH: HUỲNH VĂN HIẾU MSSV: 11144034 S K L 0 0 4 2 4 5 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 1/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƢỚNG) Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. DƢƠNG THỊ VÂN ANH Sinh viên thực hiện: MSSV LÊ HÙNG CƢỜNG 11144013 TRƢƠNG QUANG VINH 11144120 VŨ NGỌC CƢỜNG 11144015 HUỲNH VĂN HIẾU 11144034 Lớp: 111441A Khoá: 2011 - 2016 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2016
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH  BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY oOo ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƢỚNG) Giảng viên hƣớng dẫn: THS DƢƠNG THỊ VÂN ANH Sinh viên thực hiện: MSSV LÊ HÙNG CƢỜNG 11144013 TRƢƠNG QUANG VINH 11144120 VŨ NGỌC CƢỜNG 11144015 HUỲNH VĂN HIẾU 11144034 Lớp: 111441A Khoá: 2011 - 2016 Thành phố Hồ Chí Minh,01/2016
4. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ 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 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hƣớng dẫn: ThS. DƢƠNG THỊ VÂN ANH Sinh viên thực hiện: LÊ HÙNG CƢỜNG MSSV: 11144013 TRƢƠNG QUANG VINH MSSV: 11144120 VŨ NGỌC CƢỜNG MSSV: 11144015 HUỲNH VĂN HIẾU MSSV: 11144034 1. Tên đê ̀ tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƢỚNG). 2. Các số liệu ban đầu: - Thông số kỹ thuật của máy ép nhựa SW-120B. - Thông số các loaị vật liệu nhựa. - Các công thức tính toán và thiết kế khuôn. 3. Nội dung chính của đồ án: - Tìm hiểu vật liệu và công nghệ ép phun. - Lịch sử hình thành phát triển của môn cờ tƣớng. - Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo Parametric 3.0. - Mô phỏng dòng chảy nhựa cho khuôn ép nhựa với phần mền Moldflow Insight 2013. - Thiết kế và gia công khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tƣớng. 4. Các sản phẩm dự kiến: bộ sản phẩm đầy đủ các quân cờ trên bàn cờ tƣớng. 5. Ngày giao đồ án: 6. Ngày nộp đồ án: TRƢỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)  Đƣợc phép bảo vệ (GVHD ký, ghi rõ họ tên) i
5. LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa ( sản phẩm: Bộ cờ tƣớng). - GVHD: Th.s Dƣơng Thị Vân Anh. - Họ tên nhóm sinh viên: Lê Hùng Cƣờng MSSV: 11144013 Trƣơng Quang Vinh MSSV: 11144120 Vũ Ngọc Cƣờng MSSV: 11144015 Huỳnh Văn Hiếu MSSV: 11144034 -Lớp: 111441A - Địa chỉ sinh viên: Quận Thủ Đức, Tp. HCM. - Số điện thoại liên lạc: 01696367080 - Email: lehungcuong.1993@gmail.com - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): - Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính chúng tôi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ sự vi phạm nào, chúng tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. TP.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 1 năm 2016 Ký tên Lê Hùng Cƣờng Trƣơng Quang Vinh Vũ Ngọc Cƣờng Huỳnh Văn Hiếu ii
6. LỜI CẢ M ƠN Qua quá trình thực hiện Đồ án tốt nghiệp , nhóm đã hoc̣ đƣợc rất nhiều kiến thức chuyên môn bổ ích, nhìn nhận ra những thiếu sót và kinh nghiệm thực tế mà chúng em chƣa có , góp phần không nhỏ taọ nên sự tự tin trong công việc trong tƣơng lai. Trƣớc tiên , chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Nhà trƣờng , khoa Cơ khí – Chế taọ máy,bộ môn Công nghệ Tự động đã taọ điều kiện cho nhóm hoàn thành Đồ án tốt nghiệp trong thời gian vừa qua. Xin kính gửi lời cảm ơn đến Cô ThS. Dƣơng Thị Vân Anh – giáo viên trực tiếp hƣớng dẫn Đồ án đã hƣớng dẫn tận tình cũng nhƣ taọ điều kiện tốt nhất để chúng em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Xin kính gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong khoa và bộ môn đã giúp đỡ chún g em trong quá trình hoàn thiện đồ án tốt nghiệp. Cuối cùng, chúng em xin gửi lời tri ân đến quý thầy cô trƣờng ĐH Sƣ phaṃ Kỹ thuật TP.HCM đã tận tình daỵ dỗ, chỉ bảo chúng em, để chúng em có đƣợc ngày hôm nay. Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP.HCM, ngày 10 tháng 01 năm 2016 Nhóm sinh viên thực hiện Lê Hùng Cƣờng Trƣơng Quang Vinh Vũ Ngọc Cƣờng Huỳnh Văn Hiếu iii
7. TÓM TẮT ĐỒ ÁN THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƢỚNG) Trong sƣ ̣ phát triển lớn maṇ h không ngƣ̀ ng của xa ̃ hôị đòi hỏi ngành công nghiệp phải tạo ra đƣợc sản phẩm nhanh, có tính hàng loạt cao. Nên ngành công nghệ khuôn mẫu bắt đầu đƣợc ra đời và ngày càng phát triển. Với mục tiêu vận dụng các môn đã học vào thực tế và tạo loại sản phẩm thiết thực cho cuộc sống, vừa có tính giải trí, vừa rèn luyện mở mang trí não. Nên nhóm quyết định chọn đề tài: “thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa ( sản phẩm: bộ cờ tƣớng)” Những nội dung chính của đồ án tốt nghiệp: - Tìm hiểu vật liệu và công nghệ ép phun. - Lịch sử hình thành phát triển của môn cờ tƣớng. - Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo Parametric 3.0. - Mô phỏng dòng chảy trong khuôn ép nhựa với phần mền Moldflow Insight 6.2. - Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh với phần mềm - Thiết kế và gia công khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tƣớng. - Tiến hành lắp ráp khuôn - Ép thử Kết luận: sau khi thực hiện đềnhóm chúng em đã tích lũy đƣợc một số kinh nghiệm trong thiết kế, trong gia công, cũng nhƣ trong quá trình phun ép nhựa. Điều này sẽ giúp cho nhóm thêm tự tin khi bƣớc vào trong sản xuất thực tế. Tuy nhiên do kinh nghiệm thiết kế và sản xuất còn ít nên khâu thiết kế chua tối ƣu dẫn đến sản phẩm khó ra khỏi lòng khuôn. Giải pháp và hƣớng phát triển: tối ƣu hóa thông số ép nhựa, tinh toán tối ƣu hóa số lòng khuôn cho bộ khuôn, tạo hệ thống lấy sản phẩm tự động mà không làm hƣ bề mặt sản phẩm Nhóm Sinh viên thực hiện Lê Hùng Cƣờng Trƣơng Quang Vinh Vũ Ngọc Cƣờng Huỳnh Văn Hiếu iv
8. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT ii LỜI CẢ M ƠN iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iv MỤC LỤC v DANH MỤC BẢNG BIỂU ix DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH x DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xiv CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1 1.1 Tính cấp thiết của để tài 1 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 1 1.3 Mục tiêu đề tài 1 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 1 1.5 Kết cấu của ĐATN 2 CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA 3 2.1. Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer [2],[3] 3 2.1.1. Khái niệm 3 2.1.2. Phân loại 3 2.1.3. Tính chất cơ bản của Polymer 3 2.1.4. Một số loại Polymer thƣờng gặp và các ứng dụng của chúng 7 2.2. Các phƣơng pháp gia công chất dẻo 10 2.2.1. Công nghệ cán 10 2.2.2. Công nghệ phủ chất dẻo 11 2.2.3. Công nghệ đùn 11 2.2.4. Gia công vật thể rỗng 11 2.2.5. Công nghệ hàn chất dẻo 12 2.2.6. Công nghệ dán chất dẻo 12 2.2.7. Công nghệ ép và ép phun 13 2.2.8. Công nghệ dập chất dẻo 13 2.3. Cơ sở lý thuyết về khuôn ép nhựa [1] 13 v
9. 2.3.1. Máy ép phun 13 2.3.2. Thân máy 14 2.3.3. Hệ thống thuỷ lƣc 14 2.3.4. Hệ thống điện 15 2.3.5. Hệ thống làm nguội 15 2.3.6. Hệ thống phun 15 2.3.7. Hệ thống kẹp 17 2.3.8. Hệ thống điều khiển 19 2.4. Tổng quan về khuôn ép phun sản phẩm nhựa [1] 19 2.4.1. Khái niệm 19 2.4.2. Các loại khuôn ép sản phẩm nhựa 20 2.4.3. Các yếu tố cơ bản của khuôn 23 CHƢƠNG 3: SƠ LƢỢC VỀ MÔN CỜ TƢỚNG 24 3.1. Giới thiệu về cờ tƣớng 24 3.1.1. Lịch Sử cờ tƣớng 24 3.1.2. Tác dụng của cờ tƣớng trong cuộc sống 25 3.2. Các hình thức chơi khác của cờ tƣớng: 26 CHƢƠNG 4: PHẦN MỀM CREO PARAMETRIC 3.0 – QUY TRÌNH THẾ T KẾ SẢ N PHẨM VÀ HỆ THỐNG KÊNH DẪN NHỰA 27 4.1. Phần mềm Creo Parametric 3.0 27 4.2. Sản phẩm “BỘ CỜ TƢỚNG” 30 4.2.1. Thiết kế sản phẩm bằng phần mềm Creo Parametric 3.0 30 4.2.2. Các quân cờ trong bộ cờ tƣớng 32 4.3. Vật liệu, khối lƣợng và thể tích sản phẩm 38 4.3.1. Vật liệu 38 4.3.2. Khối lƣợng và thể tích sản phẩm 38 4.4. Bố trí lòng khuôn và hệ thống kênh dẫn nhựa 39 4.4.1. Số lòng khuôn 39 4.4.2. Hệ thống kênh dẫn 40 CHƢƠNG 5: PHÂN TÍCH CAE CHO SẢN PHẨM 43 5.1. Tổng quan 43 5.2. Phân tích quá trình ép phun với phần mềm MoldFlow Insight 6.2 43 vi
10. 5.2.1 Tìm vị trí cổng phun tốt nhất (Gate Location) 43 5.2.3 Filing and Packing Analysis: 44 1. Quá trình Filling: 44 2. Air traps: 45 3. Pressure: 46 4. Temperature: 46 5. Volumetric shrinkage: 48 5.2.4 Cooling: 50 1. Circuit coolant temperature: 50 2. Circuit flow rate: 50 3. Temperature, part: 51 4. Percenge frozen layer: 52 5. Percenge molten layer: 53 6. Temperature mold: 53 CHƢƠNG 6: THIẾT KẾKHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM BỘ CỜ VUA BẰNG PHẦN MỀM CREO 3.0 55 6.1. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế 55 6.2. Kết cấu chung của khuôn ép nhựa 55 6.3. Sản phẩm thiết kế 55 6.4. Chọn loại khuôn cho thiết kế 55 6.5. Tính toán thiết kế khuôn 55 5.2.1. Cuống phun 55 6.5.1. Chốt dẫn hƣớng 56 6.5.2. Bạc dẫn hƣớng 57 6.5.3. Hệ thống làm nguội 57 6.5.4. Hệ thống đẩy 59 6.5.5. Tách khuôn 59 6.5.6. Tạo bộ khuôn với phần mền Creo Expert Moldbase Extension 9.0 63 CHƢƠNG 7: GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN VÀ LẮP RÁP [5] 74 7.1. Các bƣớc chuẩn bị trƣớc khi gia công: 74 7.2. Gia công các tấm khuôn 76 7.2.1. Gia công tấm kẹp trên: 76 vii
11. 7.2.2. Gia công tấm kẹp dƣới: 78 7.2.3. Gia công tấm đẩy: 80 7.2.4. Gia công tấm giữ: 82 7.2.5. Gia công gối đỡ: 84 7.2.6. Gia công khuôn trên: 85 7.2.7. Gia công khuôn dƣới: 88 7.2.8. Gia công vòng định vị: 90 7.3. Lắp ráp khuôn [7] 91 7.3.1. Chuẩn bị trƣớc khi lắp ráp khuôn 91 7.3.2. Lắp ráp khuôn 92 CHƢƠNG 8: ÉP THỬ 93 8.1. Chuẩn bị trƣớc khi ép 93 8.2. Quy trình ép thử 93 CHƢƠNG 9: KẾT LUẬN 95 9.1. Kết Luận 95 9.2. Hƣớng phát triển đề tài 95 PHỤ LỤC 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 viii
12. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Tỷ trọng một sống nguyên liêụ nhựa thông dụng 5 Bảng 2.2: Độ co rút của một số loại nhựa 6 Bảng 2.3: Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa 6 Bảng 4.1: Khối lượng và thể tích các quân 39 Bảng 6.1: Hệ số co rút của các loại nhựa 61 Bảng 7.1: Trình tự gia công tấm kẹp trên 77 Bảng 7.2: Trình tự gia công tấm kẹp dưới 79 Bảng 7.3: Trình tự gia công tấm đẩy 81 Bảng 7.4: Trình tự gia công tấm giữ 82 Bảng 7.5: Trình tự gia công gối đỡ 84 Bảng 7.6: Trình tự gia công tấm khuôn trên 86 Bảng 7.7: Trình tự gia công tấm khuôn dưới 89 Bảng 7.8: Trình tự gia công vòng định vị 91 ix
13. DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Sơ đồ 8.1: Quy trình ép thử 93 Hình 2.1: Công nghệ chế tạo chất dẻo 10 Hình 2.2: Các loại thiết bị cán chữ I, L, F, Z 10 Hình 2.3: Máy ép phun 14 Hình 2.4: Hệ thống thủy lực 14 Hình 2.5: Hệ thống điện 15 Hình 2.6: Hệ thống làm mát 15 Hình 2.7: Hệ thống phun 16 Hình 2.8: Trục vít 16 Hình 2.9: Van hồi tự mở 17 Hình 2.10: Vị trí vòi phun 17 Hình 2.11: Hệ thống kẹp 18 Hình 2.12: Tấm di động 18 Hình 2.13: Tấm cố định 19 Hình 2.14: Kết cấu khuôn hai tấm 20 Hình 2.15: Khuôn dùng kênh dẫn nóng 21 Hình 2.16: Khuôn ba tấm 22 Hình 2.17: Kết cấu bộ khuôn 23 Hình 3.1: Các quân cờ trong bộ cờ tướng 24 Hình 3.2: Lịch sử cờ tướng 25 Hình 3.3: Giải cờ tướng thiếu nhi 26 Hình 4.1: Creo 3.0 27 Hình 4.2: Giới thiệu creo parametric 3.0 29 Hình 4.3: Modul gia công 29 Hình 4.4: Modul lắp ráp 30 Hình 4.5: Hình modul bản vẽ 30 Hình 4.6: Lêṇ h New để bắt đầu là m viêc̣ 31 Hình 4.7: Chọn modul Part thiết kế sản phẩm 31 Hình 4.8: Chọn hệ đơn vị trong thiết kế 32 Hình 4.9: Biên dạng và kích thước khi dùng lệnh extrude1 32 Hình 4.10: tạo rãnh dùng lệnh Extrude2 33 Hình 4.11: Biên dạng và kích thước quân xe đen xanh 33 x
14. Hình 4.12: Biên dạng và kích thước quân xe đỏ 33 Hình 4.13: Biên dạng và kích thước quân pháo xanh 34 Hình 4.14: Biên dạng và kích thước quân pháo đỏ 34 Hình 4.15: Biên dạng và kích thước quân mã xanh 34 Hình 4.16: Biên dạng và kích thước quân mã đỏ 35 Hình 4.17: Biên dạng và kích thước quân tướng xanh 35 Hình 4.18: Biên dạng và kích thước quân tướng đỏ 35 Hình 4.19: Biên dạng và kích thước quân sĩ xanh 36 Hình 4.20: Biên dạng và kích thước quân sĩ đỏ 36 Hình 4.21: Biên dạng và kích thước quân tịnh xanh 36 Hình 4.22: Biên dạng và kích thước quân tịnh đỏ 37 Hình 4.23: Biên dạng và kích thước quân tốt xanh 37 Hình 4.24: Biên dạng và kích thước quân tốt đỏ 37 Hình 4.25: Hình kiểm tra khối lượng và thể tích sản phẩm 39 Hình 4.26: Khối lượng và thể tích các quân 39 Hình 4.27: Bàn cờ tướng 40 Hình 4.28: Bố trí lòng khuôn và hệ thống kênh dẫn nhựa 42 Hình 5.1: Vị trí cổng phun tốt nhất 43 Hình 5.2: Thời gian điền đầy nhựa 44 Hình 5.3: Lỗi rỗ khí trên sản phẩm 46 Hình 5.4: Kết quả hiển thị trên Mold flow 47 Hình 5.5: Kết quả hiển thị trên Mold flow 48 Hình 5.6: Kết quả hiển thị trên Mold flow 49 Hình 5.7: Kết quả hiển thị trên Mold flow 50 Hình 5.8: Kết quả hiển thị trên Mold flow 51 Hình 5.9: Kết quả hiển thị trên Mold flow 51 Hình 5.10: Kết quả hiển thị trên Mold flow 52 Hình 5.11: Kết quả hiển thị trên Mold flow 52 Hình 5.12: Kết quả hiển thị trên Mold flow 53 Hình 5.13: Kết quả hiển thị trên Mold flow 53 Hình 5.14: Kết quả hiển thị trên Mold flow 54 Hình 6.1: Kích thước cuống phun cho thiết kế 56 Hình 6.2: Bạc cuống phun 56 Hình 6.3: Kích thước chốt dẫn hướng 57 Hình 6. 4: Kích thước bạc dẫn hướng 57 Hình 6.5: Hệ thống làm nguội khuôn trên 58 Hình 6.6: Hệ thống làm nguội khuôn duới 59 Hình 6.7: Chốt hồi Ø12mm 59 Hình 6.8: Ti đẩy Ø4mm 59 xi
15. Hình 6.9: Ti đẩy Ø2mm 59 Hình 6.10: Sản phẩm thiết kế 60 Hình 6.11: Hệ thống kênh dẫn nhựa 60 Hình 6.12: Modul tách khuôn 61 Hình 6.14: Phôi tách khuôn 62 Hình 6.15: Hai nửa khuôn sau khi tách 62 Hình 6.16: Khuôn trên 62 Hình 6.17:Khuôn dưới 63 Hình 6.18: Tạo môi trường làm việc 64 Hình 6.19: Chọn kích thước bộ khuôn theo tiêu chuẩn 64 Hình 6.20: Điều chỉnh bề dày các tấm khuôn 65 Hình 6.21: Hình lắp lòng khuôn vào bộ vỏ khuôn 65 Hình 6.22: Chọn vòng định vị theo tiêu chuẩn 66 Hình 6.23: Kích thước vòng định vị phù hợp 66 Hình 6. 24: Chọn bạc cuống phun theo tiêu chuẩn 66 Hình 6.25: Kích thước bạc cuống phun phù hợp 66 Hình 6.26: Chọn bạc dẫn hướng theo tiêu chuẩn 67 Hình 6.27: Kích thước bạc dẫn hướng phù hợp 67 Hình 6.28: Chọn chốt dẫn hướng theo tiêu chuẩn 68 Hình 6.29: Kích thước chốt dẫn hướng phù hợp 68 Hình 6.30: Chọn chốt hồi theo tiêu chuẩn 68 Hình 6.31: Kích thước chốt hồi phù hợp 69 Hình 6.32: Chọn lò xo theo tiêu chuẩn 69 Hình 6.33: Kích thước lò xo phù hợp 69 Hình 6.34: Chọn vít tấm kẹp trên theo tiêu chuẩn 70 Hình 6.35: Kích thước vít tấm kẹp trên phù hợp 70 Hình 6.36: Chọn vít tấm kẹp dưới theo tiêu chuẩn 71 Hình 6.37: Kích thước vít tấm kẹp dưới phù hợp 71 Hình 6.38: Chọn vít tấm đẩy theo tiêu chuẩn 71 Hình 6.39: Kích thước vít tấm đẩy phù hợp 72 Hình 6. 40: Chọn ty đẩy theo tiêu chuẩn 72 Hình 6.41: Bố trí các ty đẩy lên khuôn 72 Hình 6.42: Đường nước khuôn trên 73 Hình 6.43: Đường nước khuôn dưới 73 Hình 7.1: Phôi thép CT3 ban đầu 74 Hình 7.2: Đồ gá: Êtô 74 Hình 7.3: Các loại dao phay, khoan, doa 75 Hình 7.4: Đầu dò lệch tâm dùng xét chuẩn 75 Hình 7.5: Máy phay CNC MVC-955 75 Hình 7.6: Máy tiện 76 xii
16. Hình 7.7: Tấm kẹp trên 76 Hình 7.8: Tấm kẹp trên sau gia công 78 Hình 7.9: Tấm kẹp dưới 78 Hình 7. 10: Tấm kẹp dưới sau gia công 80 Hình 7. 11: Tấm đẩy 80 Hình 7.12: Tấm đẩy sau gia công 81 Hình 7.13: Tấm giữ 82 Hình 7.14: Tấm giữ sau gia công 83 Hình 7.15: Gối đỡ 84 Hình 7.16: Gối đỡ sau gia công 85 Hình 7.17: Tấm khuôn trên 85 Hình 7.18: Tấm khuôn trên sau gia công 87 Hình 7.19: Tấm khuôn dưới 88 Hình 7.20: Tấm khuôn dưới sau gia công 90 Hình 7.21: Vòng định vị 90 Hình 7.22: Các chi tiết trong bộ khuôn 92 Hình 8.1: Máy ép nhựa SW-120B 93 Hình 8.2: Nhựa dùng để ép phun 93 Hình 8.4: Sản phẩm sau khi ép 94 xiii
17. DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing CAE Computer AidedEngineering CNC Computerized Numerical Control EMX Expert Moldbase Extention xiv
18. ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cấp thiết của để tài Thế giới Trong cuộc sống thƣờng nhật hiện nay có thể nhận thấy các sản phẩm xung quanh mình đƣợc làm từ nhựa rất nhiều. Từ những sản phẩm đơn giản nhƣ cái thau, cái rổ, cái lƣợc đến các sản phẩm tinh xảo nhƣ vỏ điện thoại di động, vỏ xe máy, linh kiện máy tính Với sự phát triển không ngừng của ngành nhựa thì sự ra đời của ngành công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ cho nó là tất yếu. Một khi nền công nghiệp khuôn mẫu phát triển thì sẽ làm đa dạng hóa sản phẩm nhựa trên thị trƣờng, hạ giá thành sản phẩm làm tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp, đồng thời giúp ngƣời tiêu dùng có nhiều phƣơng án lựa chọn khi mua một sản phẩm. Trong nƣớc Hòa nhập cùng xu hƣớng phát triển trên thế giới, ở nƣớc ta ngành sản xuất và gia công vật liệu chất dẻo đang bắt đầu đƣợc chú trọng và phát triển. thành tựu đầu tiên mà đƣợc đánh giá là sự ra đời hàng loạt các sản phẩm đa dạng phong phú, chất lƣợng và độ phức tạp của sản phẩm ngày càng đƣợc nậng cao và hoàn thiện. hệ thống máy móc, thiết bị ngày càng đƣợc cải tiến. hiện nay và trong tƣơng lai, ngành công nghiệp vật liệu chất dẻo có xu hƣớng ngày một phát triển, đây là một chiến lƣợc lâu dài và nhiều triển vọng. Chính vì những lí do trên nên nhóm đã quyết định chọn đề tài: “THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA ( SẢN PHẨM: BỘ CỜ TƢỚNG)” Thông qua đề tài này nhóm sinh viên mong muốn áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế chế tạo, góp một phần nhỏ vào việc phát triển nền công nghiệp khuôn mẫu nhựa. 1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài - Ý nghĩa khoa học: vận dụng các kiến thức về khuôn ép nhựa, đi sâu vào nghiên cứu để thiết kế bộ khuôn một cách hiệu quả. - Ý nghĩa thực tiễn: đề tài góp phần tạo ra sản phẩm có giá thành thấp, kiểu mẫu mới đồng thời giúp ngƣời tiêu dùng có nhiều phƣơng án lựa chọn khi mua một sản phẩm, tăng tính cạnh tranh của doanh nghiệp. 1.3 Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và phân tích dòng chảy trong khuôn ép nhựa. - Thiết kế sản phẩm và bộ khuôn ép nhựa với các phần mềm hỗ trợ. - Chế tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm thiết kế. 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu Để thực hiện đề tài này nhóm sinh viên đã tiến hành bằng các phƣơng pháp: - Khảo sát các mẫu sản phẩm nhựa trên thị trƣờng và nhu cầu sử dụng, hình thành ý tƣởng thiết kế hình dáng sản phẩm cho phù hợp với mục đích sử dụng. GVHD ThS. Dƣơng Thị Vân Anh Trang1
19. ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP - Tham khảo tài liệu về khuôn mẫu . Kiến thức theo thời gian đã đƣợc tích lũy . Tài liệu tham khảo đƣợc thu thập qua sách vở , giáo trình và Internet. - Sử dụng phần mềm Creo 2.0 để thiết kế sản phẩm, từ đó tiến hành các bƣớc tiếp theo nhƣ tách khuôn, phân tích - Lựa chọn vật liệu cho sản phẩm và vật liệu làm khuôn cho phù hợp. - Sử dụng phần mềm Moldflow Insight 2013 để phân tích quá trình ép phun. - Tự nghiên cứu từ nguồn tài liệu tin cậy thu thập đƣợc , chắt loc̣ những thông tin có giá trị, đồng thời suy nghĩ tìm ra cách giải quyết vấn đề. - Lập trình gia công chi tiết ở xƣởng khoa cơ khí. 1.5 Kết cấu của ĐATN - Tìm hiểu vật liệu và công nghệ ép phun. - Tìm hiểu các daṇ g khay bằng nhựa : yêu cầu chung sản phẩm , yêu cầu kết cấu , hình dạng, thẩm mỹ - Tìm hiểu về cờ tƣớng và lịch sử cờ tƣớng - Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo parametric 3.0. - Mô phỏng dòng chảy nhựa cho khuôn ép nhựa với phần mền Moldflow Insight 2013. - Thiết kế khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tƣớng. - Gia công khuôn ép nhựa cho sản phẩm bộ cờ tƣớng. - Lắp ráp và ép thử - Kết luận GVHD ThS. Dƣơng Thị Vân Anh Trang2
20. ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA 2.1. Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer[2],[3] 2.1.1. Khái niệm Chất dẻo hay còn gọi là nhựa (Plastic) hay Polymer, là các hợp chất cao phân tử đƣợc hình thành do sự lặp lại nhiều lần của một hay nhiều loại nguyên tử hay nhóm nguyên tử (Monome, đơn vị cấu tạo của Polymer) liên kết với nhau với số lƣợng khá lớn để tạo nên một loạt các tính chất mà chúng không thay đổi đáng kể khi lấy đi hay thêm vào một vài đơn vị cấu tạo. Nó có thể đƣợc phun vào khuôn, đƣợc nghiền vụn lại và lập lại quá trình đó một số lần. Tuy nhiên vật liệu dẻo sẽbị mất phẩm chất (độ bền, cơ tính, ) khi quá trình đó lặp đi lặp lại nhiều lần. 2.1.2. Phân loại Có nhiều cách phân loại Polymer dƣới đây ta chỉ ra các cách thƣờng dùng. - Theo nguồn gốc: + Polymer tự nhiên: Cao su, xenlulo, protein + Polymer nhân tạo: PE, PP, PS - Theo cấu trúc hình học: + Polymer mạch thẳng. + Polymer mạch nhánh:Polymer mạch nhánh dạng lƣới, Polymer mạch nhánh dạng không gian. - Theo ứng dụng: + Polymer thông dụng: Dùng để sản xuất các chi tiết khối kỹ thuật đòi hỏi tính chất cơ lý hóa cao hơn. Ví dụ nhƣ: PP, PE, PMMA + Polymer kỹ thuật: Dùng để sản xuất các chi tiết kỹ thuật đòi hỏi tính chất cơ lý hóa cao hơn. Ví dụ nhƣ: PA, PC, PF(teflo) - Theo tính chất chịu nhiệt: + Polymer nhiệt dẻo: Polymer mạch thẳng dƣới tác dụng của nhiệt độ nó bị chảy dẻo ra, khi làm nguội nó rắn lại, quá trình này đƣợc lặp đi lặp lại. Loại Polymer này có ƣu điểm tái sinh đƣợc, nên ngƣời ta dùng làm đồ gia dụng. + Polymer nhiệt rắn: Hay còn gọi là Polymer đặc nhiệt là loại Polymer mạng không gian, dƣới tác dụng của nhiệt độ hay chất đóng rắn, nó trở nên cứng, quá trình này không lặp lại. Ƣu điểm của loại này là có cơ tính tốt, nên đƣợc dùng nhiều trong kỹ thuật. 2.1.3. Tính chất cơ bản của Polymer Một số tính chất cơ hoc̣ quan troṇ g c ủa vật liêụ nhựa: độ bền kéo, độ dãn dài, độ cƣ́ ng, độ dai va đập, chống mài mòn, module đàn hồi GVHD ThS. Dƣơng Thị Vân Anh Trang3
21. ĐÔ ÁN TỐT NGHIỆP Độ bền cơ học Độ bền cơ hoc̣ là khả năng chống laị sự phá hoaị dƣới tác dụng của các lực cơ hoc̣ . Độ bền của một sản phẩm làm bằng vật liệu Polymer phụ thuộc nhiều yếu tố nhƣ: - Chế độ trùng hợp, loại xúc tác, phụ gia - Phƣơng pháp gia công. - Kết cấu hình daṇ g sản phẩm Thông số cơ bản phản ánh độ bền Polymer Giới haṇ bền (휎b) là giá trị ứng suất mà mẫu bị phá hoaị trong nh ững điều kiện đã cho. Giới haṇ bền có thể đƣợc xác định theo một số loại biến daṇ g khác nhau nhƣ bi ến daṇ g kéo đứt, biến daṇ g nén , biến dạng uốn, tƣơng ứng là độ bền kéo đứt, độ bền nén, và độ bền uốn . Độ bền kéo đứt là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị kéo dãn bằng một lực xác định ở tốc độ kéo dãn xác định cho đến lúc đứt. Độ bền uốn là khả năng chịu lực của vật liệu khi chịu uốn. Độ bền nén là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị nén. Giới haṇ b ền của Polymer phụ thuộc vào nhiệt độ môi trƣờng thử nghiệm và thời gian tác dụng của lực nên khi so sánh độ bền các Polymer với nhau phải so sánh ở cùng điều kiện thử nghiệm. Độ biến dang̣ tƣơng đối (e) là giá trị biến daṇ g tăng đến cực đaị taị thời điểm đứt. Độ biến daṇ g c ực đaị tƣơng đ ối cũng phụ thuộc loaị bi ến daṇ g, tốc độ biến daṇ g và nhiệt độ. Nói phép suy luận vật liệu đang ở traṇ g thái nào khi đ ứt. Ví dụ: khi vật thể dòn bị đứt, độ biến daṇ g cực đaị tƣơng đối không vƣợt quá vài %, còn traṇ g thái m ềm cao từ hàng trăm phần trăm đến phần ngàn. Trong trƣờng hợp kéo đơn trục, độ biến daṇ g tƣơng đối cực đaị có thể là độ dãn dài khi đứt. Độ dai va đập Hiện traṇ g ch ống lại tải troṇ g đ ộng của chất dẻo thƣờng có thể phân tích b ằng kết quả kiểm tra độ dai va đập. Thực hiện trên thiết bị Charpy – dùng con lắc dao động (búa) để phá vỡ mẫu thử đƣợc kẹp chặt hai đầu, xác định công va đập riêng trên 1 đơn vị diện tích mẫu thử (kJ/m2). Module đàn hồi Đặc trƣng cho độ cứng của vật liệu hoặc đặc trƣng cho tính ch ất của vật liệu, mà dƣới tác dụng của một lực đã cho thì sự biến daṇ g c ủa mẫu thử xảy ra đến mức nào. Vật liệu đàn hồi lý tƣởng, trong quá trình chịu tải, cho đến giới haṇ chảy thì độ dãn dài tỷ lệ thuận với ứng suất. Hệ số tỷ lệ chính là module đàn hồi, ký hiệu là E (N/mm2). Một số tính chất vật lý của nhựa: tỷ trọng, chỉ số nóng chảy, độ nhớt, co rút, tính cách điện, truyền nhiêṭ Tỷ trọng của nhựa GVHD ThS. Dƣơng Thị Vân Anh Trang4
22. S K L 0 0 2 1 5 4