Đồ án Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa cho sản phẩm nhựa thành mỏng có lõi tôn để làm mẫu thí nghiệm kéo-Nén (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa cho sản phẩm nhựa thành mỏng có lõi tôn để làm mẫu thí nghiệm kéo-Nén (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 TỬ THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA CHO SẢN PHẨM NHỰA THÀNH MỎNG CÓ LÕI TÔN ĐỂ LÀM MẪU THÍ NGHIỆM KÉO – NÉN GVHD: Th.S TRẦN MINH THẾ UYÊN SVTH: VŨ THÀNH AN MSSV: 11144002 SVTH: BÙI DUY CÔNG MSSV: 11144012 S K L 0 0 3 9 6 0 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Độc lập – Tự do –Hạnh phúc Bộ Môn Công Nghệ Tự Động NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên: Vũ Thành An MSSV: 11144002 Bùi Duy Công 11144012 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ (CQ) Niên khóa:2011-2015 Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰACHO SẢN PHẨM NHỰA THÀNH MỎNGCÓ LÕI TÔN ĐỂ LÀM MẪU THÍ NGHIỆM KÉO – NÉN” 1. Số liệu cho trƣớc - Bề dày sản phẩm:0.7 mm - Kích thƣớc sản phẩm: dài 80 mm,rộng 10mm - Loại nhựa: Polypropylen (PP) - Nhiệt độ khuôn và nhiệt độ nhựa đƣợc xác định theo từng loại vật liệu nhựa. - Phần mềm Creo Parameter 3.0 - Tài liệu về khuôn ép nhựa 2. Nội dung đồ án - Tìm hiểu thông số và giá cả các loại thép ngoài thị trƣờng. - Nghiên cứu cơ tính, hãng sản xuất và giá cả các loại nhựa bán trên thị trƣờng. - Tìm hiểu qui trình gia công và cách vận hành máy gia công CNC. - Tra cứu và học hỏi kinh nghiệm về các thông số cắt gia công trên máy CNC. - Tìm hiểu vật liệu làm dao và giá cả trên thị trƣờng. - Tìm hiểu kích thƣớc và vật liệu của lõi tôn cho sản phẩm ép. - Tổng quan công nghệ ép phun. - Tìm hiểu các thông số phun ép nhựa. - Thiết kế sản phẩm nhựa thành mỏng, thiết kế khuôn. - Mô phỏng quá trình phun ép nhựa trên Mold Flow - Chỉnh sửa đƣa ra thông số thiết kế bộ khuôn - Quy trình gia công khuôn và đánh bóng bộ khuôn. i
3. - Quy trình ép thử sản phẩm - Quy trình sửa chữa khuôn - Nhận xét và đánh giá 3. Các sản phẩm và kết quả dự kiến của đồ án - Bộ khuôn dùng cho quá trình thí nghiệm. - Chọn ra kích thƣớc và vật liệu của lõi. - Chọn thông số ép điền đầy cho sản phẩm. - Sản phẩm ép thử có lõi tôn. - Nhận xét kết quả của sản phẩm. 4. Ngày giao nhiệm vụ: Tháng 4 Năm 2015 5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : Ngày 14 Tháng 07 Năm 2015 6. Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Trần Minh Thế Uyên Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên hƣớng dẫn Ký tên Ký tên ThS. Trần Minh Thế Uyên ii
4. LỜI CAM KẾT Tên đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰACHO SẢN PHẨM NHỰA THÀNH MỎNGCÓ LÕI TÔN ĐỂ LÀM MẪU THÍ NGHIỆM KÉO – NÉN” Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Trần Minh Thế Uyên Họ tên sinh viên: Vũ Thành An MSSV: 11144002 Bùi Duy Công 11144012 Lớp: 111442B Số điện thoại liên lạc: Vũ Thành An : 01632008555 (vungocthanhan@gmail.com) Bùi Duy Công: 01697010016 (duycong183193@gmail.com) Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (DATN): 14/7/2015 Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp này là công trình do chính nhóm của tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ sự vi phạm nào, nhóm của tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”. Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 14 Tháng 07 Năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện Vũ Thành An Bùi Duy Công iii
5. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Độc lập – Tự do –Hạnh phúc Bộ Môn Công Nghệ Tự Động NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài:“THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰACHO SẢN PHẨM NHỰA THÀNH MỎNGCÓ LÕI TÔN ĐỂ LÀM MẪU THÍ NGHIỆM KÉO – NÉN” Giáo viên hƣớng dẫn:ThS. Trần Minh Thế Uyên Họ và tên sinh viên: Vũ Thành An MSSV: 11144002 Bùi Duy Công 11144012 1. Tinh thần và thái độ làm việc. 2. Nội dung đồ án. 3. Hình thức. 4. Kết luận. Đƣợc bảo vệ:□ Không đƣợc bảo vệ: □ Điểm xếp loại: Bằng số: Bằng chữ: . Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2015 Giáo viên hƣớng dẫn ThS. Trần Minh Thế Uyên iv
6. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO. Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Độc lập – Tự do –Hạnh phúc Bộ Môn Công Nghệ Tự Động NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài:“THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰACHO SẢN PHẨM NHỰA THÀNH MỎNGCÓ LÕI TÔN ĐỂ LÀM MẪU THÍ NGHIỆM KÉO – NÉN” Giáo viên phản biện:ThS. Trần Chí Thiên Họ và tên sinh viên: Vũ Thành An MSSV: 11144002 Bùi Duy Công 11144012 1. Tinh thần và thái độ làm việc. 2. Nội dung đồ án. 3. Hình thức. 4. Kết luận. Đƣợc bảo vệ:□ Không đƣợc bảo vệ: □ Điểm xếp loại: Bằng số: Bằng chữ: . Tp.HCM, Ngày Tháng Năm 2015 Giáo viên phản biện ThS. Trần Chí Thiên v
7. LỜI NÓI ĐẦU Hòa nhập với sự phát triển của nền khoa học kỹ thuật và công nghệ trên thế giới, nền khoa học kỹ thuật và công nghệ nƣớc ta có những bƣớc phát triển khá nổi bật và vững chắc trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó ngành công nghiệp nƣớc ta hiện đang phát triển rất mạnh mẽ, nhờ vào sự ứng dụng những tiến bộ, thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại, đặc biệt là trong các lĩnh vực nhƣ: công nghệ sinh học, công nghệ hóa học, công nghệ tự động, điện tử, tin học, cơ khí chính xác.v.v Trải qua 4 năm học tập tại trƣờng chúng em đã đƣợc đào tạo, học hỏi rất nhiều thứ, không chỉ nắm chắc kiến thức chuyên môn mà còn có kỹ năng thực hành, kỹ năng mềm sẵn sàng đáp ứng mọi nhu cầu về nhân lực cho xã hội. Bên cạnh đó, chúng em cũng luôn nỗ lực học tập, rèn luyện trau dồi kiến thức để trở thành những kỹ sƣ có đạo đức, tác phong nghề nghiệp, có tay nghề cao phục vụ cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc và góp phần xây dựng hình ảnh, thƣơng hiệu của Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM. Tuy nhiên, việc áp dụng những kiến thức học đƣợc ở nhà trƣờng vào công việc thực tế còn nhiều khó khăn và khiếm khuyết nhất định. Vì vậy, quá trình nghiên cứu và thực hiện đồán tốt nghiệp đã giúp chúng em tích lũy đƣợc nhiều kiến thức và những kinh nghiệm quý báu, bổ ích giúp chúng em có thêm tự tin, động lực để đảm nhiệm và chinh phục những khó khăn thách thức sau khi ra trƣờng. vi
8. LỜI CẢM ƠN Trong quá trình học tập tại Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minhvà trong suốt quá trình tìm hiểu, đánh giá đề tài, mô phỏng, kiểm tra và thực hiện đồ án tốt nghiệp, ngoài sự cố gắng, nỗ lực của các thành viên, nhóm chúng em đã nhận đƣợc sự giúp đỡ, động viên vô cùng quý báu từ phía gia đình, quý thầy cô và bạn bè. Nhờ đó nhóm đã thực hiện đƣợc một số kết quả nhất định. Nhóm chúng em xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến tất cả mọi ngƣời, những ngƣời đã qua tâm, động viên, giúp đỡ cho nhóm rất nhiều trong thời gian qua. Đặc biệt, chúng em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến: Thầy ThS. Trần Minh Thế Uyên,ThS Huỳnh Đỗ Song Toàn, TS Phạm Sơn Minh, Th.S Trần Chí Thiên, Th.S Nguyễn Văn Sơn, Th.S Trần Văn Trọn và tất cả các thầy của bộ môn Công Nghệ Tự Độngvà Khoa Cơ Khí Chế Tạo Máyđã tận tình hƣớng dẫn, tạo mọi điều kiện thuận lợi để chúng em hoàn thành đồ án. Sự giúp đỡ và động viên về tinh thần của thầy là động lực rất lớn để chúng em hoàn thành tốt đồ án. Toàn thể quý thầy, cô đã hết mình truyền đạt kiến thức cho chúng em trong quá trình học tập tại trƣờng và các thầy trong bộ môn công nghệ tự động đã góp ý, truyền thụ kiến thức cơ bản cần thiết cho chúng em hoàn thành đồ án. Các bạn lớp 111442 đã giúp đỡ và động viên nhóm trong quá trình thực hiện đồ án. Một lần nữa chúng em xin cảm ơn tất cả và xin chúc các thầy, cô dồi dào sức khỏe, thành công trong sự nghiệp, đạt nhiều thành tích trên con đƣờng giáo dục thế hệ trẻ. Chúc các bạn cùng lớp đạt thành tích cao nhất trong học tập và thành công trong cuộc sống. Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 7Năm 2015 Nhóm sinh viên thực hiện Vũ Thành An Bùi Duy Công vii
9. TÓM TẮT ĐỒ ÁN ĐỀ TÀI: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA CHO SẢN PHẨM NHỰA THÀNH MỎNG CÓ LÕI TÔN ĐỂ LÀM MẪUTHÍ NGHIỆM KÉO – NÉN” Bài báo cáo đồ án bao gồm các phần sau:  Nghiên cứu tổng quan về phần mềm Creo Parametric 3.0 gồm: - Thiết kế sản phẩm hoàn chỉnh. - Tách khuôn sản phẩm. - Tạo bộ khuôn sản phẩm.  Nghiên cứu và mô phỏng thử bằng phần mềm Autodesk Simulation Moldflow 2013  Xây dựng bản vẽ kỹ thuật.  Gia công khuôn.  Ép thử và sửa khuôn ABSTRACT TOPIC: “DESIGN AND MANUFACTURE OF PLASTIC FOR INJECTION MOLD PLASTIC PRODUCTS FOR THE THIN WITH CORE SAMPLE TESTING PULL – COMPRESSION” Project report includes the following sections:  Research overview of Creo Parametric 3.0 software include: - Complete product design. - Separation of mold products. - Create the mold products.  Study and simulation test using Moldflow Autodesk Simulation 2013  Development of technical drawings.  Outsourcing mold.  Injection mold test and repair viii
10. MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỜI CAM KẾT iii NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iv NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP v LỜI NÓI ĐẦU vi LỜI CẢM ƠN vii TÓM TẮT ĐỒ ÁN viii MỤC LỤC ix DANH SÁCH HÌNH VẼ xii DANH MỤC BẢNG BIỂU xii CHƢƠNG 1: TỔ NG QUAN CÔNG NGHÊ ̣ É P PHUN xviii 1.1. Giới thiệu đề tài 1 1.1.1. Đặt vấn đề. 1 1.1.2. Mục tiêu của đề tài 1 1.1.3. Yêu cầu đề tài 2 1.1.4. Giới hạn của đề tài 2 1.1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu 2 1.1.6. Đối tƣợng nghiên cứu 2 1.2. Giới thiệu máy ép phun – Sản phẩm ép phun 3 1.2.1. Giới thiêụ về máy ép phun. 5 1.2.2. Phân loaị máy ép phun 6 1.2.3. Các công nghệ ép phun đặc biệt 9 1.2.4. Giới thiệu một số thiết bị phụ trợ 10 1.3. Cấu tạo máy ép phun trục vít 12 1.3.1. Nhiệm vụ bô ̣phận ép phun 13 1.3.2. Hệ thống kẹp 19 1.4. Các khái niệm cơ bản về khuôn mẫu – Bảo dƣỡng và bảo quản khuôn 25 1.4.1. Giới thiệu 25 1.4.2. Các thuật ngữ chuyên môn cơ bản về khuôn 26 1.4.3. Bảo dƣỡng và bảo quản khuôn 28 1.4.4. Tổng quan về vật liệu nhựa sử dụng trong công nghệ ép phun 30 1.5. Các biến số trong gia công 33 ix
11. 1.5.1. Nhiệt độ 33 1.5.2. Vận tốc 34 1.5.3. Áp suất 37 1.6. Khuyết tật sản phẩm và cách khắc phục 40 1.6.1. Co ngót 40 1.6.2. Cong vênh 41 1.6.3. Tập trung bọt khí 42 1.6.4. Sản phẩm có các vết lõm 43 1.6.5. Hiện tƣợng phun thiếu 44 1.6.6. Hiện tƣợng ba via 45 CHƢƠNG 2: THÔNG SỐ ÉP 46 2.1. Vận tốc phun 46 2.2. Vận tốc quay trục vít 48 2.3. Vận tốc đóng – mở khuôn 48 2.4. Áp suất trên đƣờng ống 48 2.5. Áp suất ép phun 48 2.6. Áp lực phun 49 2.7. Áp suất duy trì 49 2.8. Áp suất kẹp khuôn 50 2.9. Áp suất ngƣợc 50 2.10. Nhiệt độ thành khuôn 51 2.11. Nhiệt độ nhựa nóng chảy 51 2.12. Nhiệt độ nhựa nóng chảy tăng sẽ gây ra 51 2.13. Nhiệt độ nòng xy lanh 52 2.14. Thời gian làm nguội 52 2.15. Lực kẹp khuôn 53 2.16. Thời gian áp suất giữ 53 2.17. Thƣớc nhập liệu 54 2.18. Chuyển đổi 54 CHƢƠNG 3: THIẾ T KẾ SẢN PHẨM VÀ BÔ ̣ KHUÔN 55 3.1. Thiết kế sản phẩm 55 3.1.1. Giớ i thiêụ chi tiết 55 3.1.2. Các bƣớc thiết kế sản phẩm 55 x
12. 3.1.3. Vâṭ liêụ , khối lƣơṇ g và thể tích sản phẩm 57 3.2. Phân tích CAE 64 3.2.1. Môi trƣờng phân tích của phần mềm Autodesk Moldflow Insight 2013. 64 3.2.2. Tìm cổng phun tốt nhất 67 3.2.3. Phân tích các kết quả thu đƣợc 68 3.3. Thiết kế bộ khuôn 80 3.3.1. Tính số lòng khuôn 80 3.3.2. Thiết kế hai lòng khuôn 81 3.3.3. Các bƣớc cơ bản tách khuôn 82 3.3.4. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế. 91 3.3.5. Tính toán 92 CHƢƠNG 4: QUÁ TRÌNH GIA CÔNG BỘ KHUÔN VÀ ÉP THỬ SẢN PHẨM 113 4.1. QUÁ TRÌNH GIA CÔNG 113 4.1.1. Module lập trình gia công trên CreO 3.0 113 4.1.2. Lập trình gia công 129 4.2. QUÁ TRÌNH ÉP THỬ 145 4.2.1. Giới thiệu về máy ép đƣợc sử dụng 145 4.2.2. Thao tác của quá trình ép 147 4.2.3. Ép sản phẩm 147 KẾ T LUÂṆ 154 TÀI LIỆU THAM KHẢO 155 xi
13. DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Máy ép phun và bộ khuôn 4 Hình 1.2: Nguyên lý hoạt động của máy ép phun 4 Hình 1.3: Máy ép ngang 6 Hình 1.4: Máy ép đứng 7 Hình 1.5: Máy ép phun nghiêng 7 Hình 1.6: Máy ép phun nhiều chế độ quay 8 Hình1.7: Ép phun nhiều màu thiết kế kẹp khuôn đứng 10 Hình 1.8: Hệ thống thủy lực 11 Hình1.9: Hệ thống sấy 11 Hình 1.10: Hệ thống thay khuôn 12 Hình 1.11: Cánh tay robot 12 Hình1.12: Máy ép phun 13 Hình 1.13: Băng gia nhiêṭ 14 Hình 1.14: Các chi tiết cho một bộ phận ép 14 Hình 1.15: Cấu taọ của môṭ đầu lò 15 Hình 1.16: Béc phun mở 15 Hình 1.17: Béc phun tự ngắt 15 Hình 1.18: Béc phun tự ngắt kiểu kim 15 Hình 1.19: Ảnh cấu tạo trục vít 16 Hình 1.20: Cấu tạo 1 trục vít chuẩn 16 Hình 1.21: Một số kiểu trục vít 17 Hình 1.22: Mũi vít 18 Hình 1.23: Van 1 chiều 18 Hình 1.24: Hệ thống vòi phun 19 Hình 1.25: Vòi phun 19 Hình 1.26: Hệ thống kẹp 20 Hình 1.27: Hệ thống kẹp bằng trục khuỷu 20 Hình 1.28: Bộ điều chỉnh bề dày 21 Hình 1.29: Cụm đẩy của máy 21 Hình 1.30: Cụm kìm 22 Hình 1.31: Những thanh nối 22 Hình 1.32: Tấm di động 23 xii
14. Hình 1.33: Cấu tạo một bộ khuôn 24 Hình 1.34: Vị trí hệ thống điều khiển 24 Hình 1.35: Màn hình điều khiển 25 Hình 1.36: Các sensor hành trình 25 Hình 1.37: Cấu tạo bộ khuôn 26 Hình 1.38: Hệ thống kênh dẫn 27 Hình 1.39: Rãnh dẫn 28 Hình 1.40: Lòng khuôn giống nhau 28 Hình 1.41: Quá trình phun 35 Hình 1.42: Sản phẩm thành mỏng 36 Hình 1.43: Tốc độ phun theo từng vùng 36 Hình 1.44: Giản đồ khối lƣợng theo áp suất duy trì 38 Hình 1.45: Một số công vênh 42 Hình 1.46: Dòng chảy theo lối mòn 42 Hình 1.47: Dòng chảy không cân bằng 43 Hình 1.48: Cấu tạo vị trí vết lõm 44 Hình 1.49: Hiện tƣợng phun thiếu 44 Hình 2.1: Hiện tƣợng bọt khí 46 Hình 2.2: Bị biến màu 46 Hình 2.3: Quá tình phun 47 Hình 2.4: Tốc độ phun khác nhau 47 Hình 2.5: Giản đồ khối lƣợng theo áp suất duy trì 50 Hình 3.1: Sản phẩm 55 Hình 3.2: Bản vẽ chi tiết 55 Hình 3.3: Sản phẩm thiết kế trên CreO 3.0 56 Hình 3.4: Lắp ráp tấm Insert vào sản phẩm 56 Hình 3.5: Lắp ráp Insert ở mép ngoài 57 Hình 3.6: Lắp ráp Insert ở trong lòng sản phẩm 57 Hình 3.7: Hộp thoại Mass properties 58 Hình 3.8: Sản phẩm bị kẹt lại trong khuôn 59 Hình 3.9: Sản phẩm thoát khuôn dễ dàng 59 Hình 3.10: Góc vát và chiều cao vát 60 Hình 3.11: Kiểm tra góc thoát khuôn 61 xiii
15. Hình 3.12: Surface: chọn mặt cần kiểm tra 61 Hình 3.13: Chọn mặt phẳng làm chuẩn 62 Hình 3.14: Kết quả góc thoát khuôn 62 Hình 3.15: Sản phẩm thiết kế 64 Hình 3.16: Lƣu dƣới dạng đuôi .stl 64 Hình 3.17: Import chi tiết vào Autodesk Moldflow Insight 2013 65 Hình 3.18: Nhập giá trị cần Mesh 65 Hình 3.19: Kết quả sau khi Mesh 66 Hình 3.20: Lựa chọn chu trình để thực hiện mô phỏng 66 Hình 3.21: Chọn nhựa PP 67 Hình 3.22: Vị trí cổng phun tốt nhất cho lòng khuôn 2 tấm 67 Hình 3.23: Kết quả quá trình Filling 68 Hình 3.24: Kết quả quá trình Filling 69 Hình 3.25: Áp suất trong quá trình ép phun. 70 Hình 3.26: Biểu đồ áp suất phun ép 71 Hình 3.27: Biểu đồ thể hiện lực kẹp trong quá trình ép phun 72 Hình 3.28: Mặt cắt thể hiện phần trăm co rút của vật liệu 73 Hình 3.29: Các rỗ khí xuất hiện trên sản phẩm 74 Hình 3.30: Các đƣờng hàn xuất hiện trên sản phẩm sau khi phun ép 75 Hình 3.31: Nhiệt độ sản phẩm tại thời điểm bắt đầu quá trình làm mát 76 Hình 3.32: Nhiệt độ sản phẩm tại thời điểm kết thúc quá trình làm mát 77 Hình 3.33: Nhiệt độ kênh làm nguội 78 Hình 3.34: Lƣu lƣợng nƣớc trong quá trình làm mát 79 Hình 3.35: Nhiệt độ khuôn sau quá trình làm mát 79 Hình 3.36: Cong vênh của sản phẩm 80 Hình 3.37: Lệnh Fill 81 Hình 3.38: Mặt phẳng phân khuôn 81 Hình 3.39: Hộp thoại New 82 Hình 3.40: Hộp thoại New File Options 82 Hình 3.41: Lắp chi tiết vào môi trƣờng tách khuôn 83 Hình 3.42: Đƣa chi tiết vào môi trƣờng tách khuôn 83 Hình 3.43: Hộp thoại Create Reference Model 84 Hình 3.44: Hộp thoại Layout 84 xiv
16. Hình 3.45: Tạo phôi bằng lệnh Extrude 85 Hình 3.46: Hộp thoại Creare Component 85 Hình 3.47: Hộp thoại Create Options 86 Hình 3.48: Kích thƣớc phôi 86 Hình 3.49: Nhập hệ số co rút 87 Hình 3.50: Chọn hƣớng tách khuôn 87 Hình 3.51: Mặt phẳng phân khuôn 88 Hình 3.52: Tách 2 nửa khuôn 88 Hình 3.53: Hộp thoại Split 89 Hình 3.54: Hộp thoại Create Mold Componet 89 Hình 3.55: Lấy 2 nửa khuôn 90 Hình 3.56: Mở 2 nửa khuôn 90 Hình 3.57: Lòng khuôn dƣới đã đƣợc tách 91 Hình 3.58: Kích thƣớc cuống phun 94 Hình 3.59:Các loại tiết diện kênh dẫn 95 Hình 3.60: Công thức tính miệng phun 96 Hình 3.61: Kích thƣớc kênh làm nguội 99 Hình 3.62: Ứng suất nén của một số loại vật liệu 101 Hình 3.63: Kết cấu khuôn 2 tấm. 102 Hình 3.64: Hình dạng và chức năng của còng định vị 102 Hình 3.65: Kích thƣớc cho bạc cuống phun 103 Hình 3.66: Thông số lục giác chìm 103 Hình 3.67: Kích thƣớc tấm kẹp trên 104 Hình 3.68: Kích thƣớc khuôn trên 105 Hình 3.69: Kích thƣớc tấm khuôn dƣới 106 Hình 3.70: Kích thƣớc gối đỡ 106 Hình 3.71:Kích thƣớc tấm giữ 107 Hình 3.72: Kích thƣớc tấm đẩy 108 Hình 3.73:Kích thƣớc tấm kẹp dƣới 108 Hình 3.74: Kích thƣớc bạc dẫn hƣớng bạc 18 109 Hình 3.75: Kích thƣớc trục dẫn hƣớng 109 Hình 3.76: Kích thƣớc ty giựt keo 110 Hình 3.77: Kích thƣớc chốt hồi 111 xv
17. Hình 3.78: Các phôi thép dạng tấm 112 Hình 4.1: Vào môi trƣờng gia công 113 Hình 4.2: Hộp thoại New File Options 114 Hình 4.3: Đƣa chi tiết vào môi trƣờng gia công 114 Hình 4.4: Tạo phôi cho chi tiết 115 Hình 4.5: Tạo chuẩn lập trình 115 Hình 4.6: Thiết lập Operation 116 Hình 4.7: Thiết lập máy gia công 117 Hình 4.8: Thiết lập mặt phẳng lùi dao 118 Hình 4.9: Thiết lập phƣơng pháp gia công 120 Hình 4.10: Bảng thiết lập thông số dao 121 Hình 4.11: Mô phỏng 2D 127 Hình 4.12: Mô phỏng 3D 127 Hình 4.13: Xuất Gcode gia công 128 Hình 4.14: Một đoạn Gcode đƣợc CreO 3.0 xuất ra 128 Hình 4.15: Máy phay 3 trục EMCO Concept MILL 155 129 Hình 4.16: Máy phay 5 trục MIKRON UCP 600 129 Hình 4.17: Êtô và dao phay 130 Hình 4.18: Thiết kế chi tiết trên CreO 3.0 130 Hình 4.19: Tấm kẹp trên thiết kế trên CreO 3.0 131 Hình 4.20: Tấm kẹp trên sau khi gia công 132 Hình 4.21: Tấm khuôn cố định thiết kế trên CreO 3.0 133 Hình 4.22: Tấm khuôn cố định sau khi gia công 135 Hình 4.23: Thiết kế tấm khuôn di động trên phần mềm CreO 3.0 135 Hình 4.24: Tấm khuôn di động sau khi gia công 138 Hình 4.25: Thiết kế gối đỡ trên phần mềm CreO 3.0 138 Hình 4.26: Gối đỡ sau khi gia công 139 Hình 4.27: Thiết kế tấm đẩy trên phần mềm CreO 3.0 140 Hình 4.28: Tấm đẩy sau khi gia công 140 Hình 4.29: Thiết kế tấm giữ trên phần mềm CreO 3.0 141 Hình 4.30: Tấm đẩy sau khi gia công 142 Hình 4.31: Tấm kẹp dƣới thiết kế trên CreO 3.0 143 Hình 4.32: Tấm kẹp dƣới sau khi gia công 144 xvi
18. Hình 4.33: Máy ép nhựa 145 Hình 4.34: Thông số đầu phun của máy ép 147 Hình 4.35: Làm sạch bề mặt khuôn 148 Hình 4.36: Lắp 2 nửa khuôn lại với nhau 148 Hình 4.37: Lắp đòn kẹp và vặn chặt đai ốc 149 Hình 4.38: Đƣa vòi phun vào 149 Hình 4.39: Màn hình điều khiển và bộ điều khiển 150 Hình 4.40: Gắn lõi sát đáy lòng khuôn 150 Hình 4.41: Gắn lõi trên ty đẩy cách đáy 0.2 mm 151 Hình 4.42: Vận hành máy ép sản phẩm 151 Hình 4.43: Ép thử và lấy sản phẩm 152 Hình 4.44: Sản phẩm ép thử 152 Hình 4.45: Sản phẩm hoàn tất 153 xvii
19. DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Thông số thiết kế trục vít chuẩn 17 Bảng 1.2: Thông số thiết kế trục vít gia công PVC cứng 17 Bảng 1.3: Nhiệt độ gia công các loại nhựa thông dụng 34 Bảng 1.4: Áp suất trung bình của nhựa thông dụng 39 Bảng 2.1: Bảng Nhiệt độ và áp lực phun. 49 Bảng 2.2: Bảng lực kẹp khuôn chuẩn của một số loại nhựa. 53 Bảng 3.1: Quan hệ của góc thoát khuôn với chiều cao và chiều dày thành 60 Bảng 3.2: Các chất làm lạnh thƣờng đƣợc sử dụng nhất 97 Bảng 3.3: Giá trị độ dẫn nhiệt của 1 số kim loại làm khuôn thông dụng 98 Bảng 3.4: Hệ số ma sát một số loại nhựa 100 Bảng 3.5: Các thông số khác của vật liệu 100 Bảng 3.6: Bảng thống kê vật liệu 112 Bảng 4.1: Thông số gia công 131 Bảng 4.2: Trình tự gia công tấm kẹp trên 132 Bảng 4.3: Chế độ cắt khi gia công tấm kẹp trên 132 Bảng 4.4: Trình tự gia công tấm khuôn cố định 134 Bảng 4.5: Chế độ cắt khi gia công khuôn cố định 134 Bảng 4.6: Trình tự gia công tấm khuôn di động 136 Bảng 4.7: Chế độ cắt khi gia công khuôn di động 137 Bảng 4.8: Trình tự gia công gối đỡ 139 Bảng 4.9: Chế độ cắt khi gia công gối đỡ 139 Bảng 4.10: Trình tự gia công tấm đẩy 140 Bảng 4.11: Chế độ cắt khi gia công tấm đẩy 140 Bảng 4.12: Trình tự gia công tấm giữ 141 Bảng 4.13: Chế độ cắt khi gia công tấm giữ 141 Bảng 4.14: Trình tự gia công tấm kẹp dƣới 143 Bảng 4.15: Chế độ cắt khi gia công 143 Bảng 4.16: Thông số kỹ thuật của máy 146 xviii
20. CHƢƠNG 1: TỔ NG QUAN CÔNG NGHÊ ̣ É P PHUN 1.1. Giới thiệu đề tài 1.1.1.Đặt vấn đề. Trong cuộc sống hiện nay, sản phẩm nhựa ngày càng đƣợc phổ biến rộng rãi và đang dần chiếm ƣu thế trên thị trƣờng. Với tình hình đó, sự phát triển của sản phẩm nhựa diễn ra với một tốc độ nhanh và không ngừng cải tiến. Do đó chúng ta có thể thấy đƣợc nhựa đã chiếm một phần cực kì quan trọng trong cuộc sốngxã hội hiện nay. Với sự phát triển không ngừng của các ngành nhựa thì ngành công nghệ khuôn mẫu (cụ thể là ngành công nghệ nhựa ép phun) cũng phát triển ngày càng mạnh mẽ và kéo theo đó là sự đa dạng hóa các mẫu mã trên thị trƣờng, chất lƣợng sản phẩm tốt hơn và hạ giá thành sản phẩm nhựa làm tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp; đồng thời giúp cho ngƣời tiêu dùng có nhiều phƣơng án lựa chọn sản phẩm thích hợp nhất cho mình. Ngành Công nghệ kỹ thuật cơ khí của Trƣờng ĐH Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM đang và đã tập trung về việc đào tạo về CAD/CAM/CNC và lĩnh vực khuôn mẫu để đáp ứng nhu cầu xã hội và yêu cầu tuyển dụng của các doanh nghiệp. Vậy nên trong những năm gần đây chất lƣợng đào tạo của ngành đã tiến bộ rõ rệt, một số sinh viên khoa trƣớc đã nghiên cứu tiến hành và chế tạo ra bộ khuôn ép nhựa bằng mica, bộ khuôn hoàn chỉnh bằng thép và đã ép ra những sản phẩm thực tế. Để nâng cao hiệu quả dạy – học và trang bị kiến thức đầy đủ hơn về chuyên ngành khuôn mẫu nên nhóm đã cùng nhau thảo luận và quyết định chọn đề tài đồ án về lĩnh vự khuôn mẫu (thiết kế - chế tạo - ép phun). Đề tài nhóm chọn đợt này là “ thiết kế - chế tạo khuôn cho mẫu thí nghiệm thành mỏng’’, mục đích của đề tài là nghiên cứu cấu tạo bộ khuôn, cơ tính của nhựa và tìm ra những thông số tối ƣu khi phun ép nhựa để cho ra sản phẩm nhựa có tính chất tốt nhất. Bên cạnh những điều nêu trên, với đề tài này nhóm sẽ học hỏi đƣợc nhiều hơn về kiến thức và kinh nghiệm thực tế về thiết kế - chế tạo – gia công bộ khuôn hoàn chỉnh và công đoạn ép phun ra sản phẩm. 1.1.2. Mục tiêu của đề tài Thiết kế và gia công bộ khuôn hoàn chỉnh cho sản phẩm “mẫu thí nghiệm thành mỏng”. Ép thử ra sản phẩm “mẫu thí nghiệm thành mỏng”. Ứng dụng phần mềm MoldFlow 2013 để phân tích dòng chảy nhựa trong khuôn và đồng thời phân tích các lỗi có thể xảy ra khi ép phun. Ứng dụng phần mềm Creo Paramatric 3.0 để thiết kế - lập trình gia công cho bộ khuôn. 1
21. Ép thử và kiểm tra hoạt động của bộ khuôn trên máy ép. 1.1.3. Yêu cầu đề tài Thiết kế hợp lí, tiết kiệm vật liệu nhƣng vẫn đảm bảo chức năng. Các chi tiết của bộ khuôn sau khi gia công xong phải đảm bảo những tính yêu cầu nhƣ: độ chính xác về kích thƣớc, độ bền, độ bóng, tính chịu lực. Lắp ráp hoàn chỉnh bộ khuôn và bộ khuôn hoạt động tốt trong quá trình ép phun. Vị trí tƣơng quan các tấm khuôn và các tiêu chí tiêu chuẩn chính xác. Dung sai kích thƣớc đạt yêu cầu tùy thuộc và kích thƣớc cụ thể (trong bảng dung sai kích thƣớc). Đối với sản phẩm: đảm bảo yêu cầu kĩ thuật. 1.1.4. Giới hạn của đề tài Do còn nhiều hạn chế về thời gian cũng nhƣ kiến thức chuyên môn nên đồ án chỉ tập trung thực hiện các vấn đề sau: - Thiết kế, gia công bộ khuôn 2 tấm cho sản phẩm “mẫu thí nghiệm thành mỏng”. - Dùng phƣơng pháp ép phun trực tiếp để phun ra sản phẩm “mẫu thí nghiệm thành mỏng”. - Vật liệu sử dụng để ép phun là Polypropylen. 1.1.5. Phƣơng pháp nghiên cứu Phƣơng pháp quan sát: Quan sát thực tế từ những mô hình có sẵn, những đoạn video, những bộ khuôn thực tế để đƣa ra bộ khuôn cho đề tài. Đồng thời quan sát quá trình gia công thực tế, lắp ráp bộ khuôn. Phƣơng pháp tham khảo tài liệu: Các tài liệu liên quan đến đồ án, nguồn từ thƣ viện sách, internet, thầy cô và bạn bè. Phƣơng pháp dự đoán: Luôn đƣa ra những giả thiết nhƣ hƣ hại, tổn thất có thể xảy ra trong suốt quá trình thiết kế và gia công, nhằm loại bỏ những yếu tố nguy hiểm có thể xảy ra. Luôn đặt câu hỏi “Vì sao thế?” và “Nhƣ thế nào?” để giải quyết các vấn đề xảy ra trong suốt quá trình thực hiện đồ án. 1.1.6. Đối tƣợng nghiên cứu Thiết kế sản phẩm “mẫu thí nghiệm thành mỏng” và bộ khuôn hoàn chỉnh cho sản phẩm trên phần mền Creo Parametric 3.0 Vật liệu làm khuôn ép phun. Ứng dụng phần mền MoldFlow để phân tích dòng chảy nhựa trong khuôn và các lỗi sản phẩm khi ép. Sử dụng máy phay CNC để gia công bộ khuôn và máy W-120B để ép phun. 2
22. S K L 0 0 2 1 5 4