Đồ án Thiết kế khuôn ép khay đựng thuốc”

Ngày nay sản phẩm nhựa đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vật liệu nhựa ngày càng có những tính chất ưu việt như về chất lượng về độ bền … trong khi đó vật liệu khác như các vật liệu tự nhiên hay vật liệu kim loại tổng hợp càng ngày càng không đáp ứng được nhu cầu sử dụng rất cao của con người do vậy mà ngành công nghiệp nhựa đã phát triển rất nhanh trong thời gian qua kéo theo đó là các lĩnh vực tạo hình sản xuất và chế tạo các sản phẩm từ nhựa phát triển theo đặc biệt trong đó phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa ra đời và cho ra vô số các sản phẩm với đủ kiểu dáng chủng loại phục vụ cho đời sống của con người.

THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGƠ ANH VŨ LỜI NĨI ĐẦU Ngày sản phẩm nhựa chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, vật liệu nhựa ngày có tính chất ưu việt chất lượng độ bền … vật liệu khác vật liệu tự nhiên hay vật liệu kim loại tổng hợp ngày không đáp ứng nhu cầu sử dụng cao người mà ngành công nghiệp nhựa phát triển nhanh thời gian qua kéo theo lĩnh vực tạo hình sản xuất chế tạo sản phẩm từ nhựa phát triển theo đặc biệt phải kể đến ngành cơng nghiệp chế tạo khn ép phun cho sản phẩm nhựa đời cho vô số sản phẩm với đủ kiểu dáng chủng loại phục vụ cho đời sống người Việc chế tạo chi tiết có biên dạng phức tạp kéo theo biên dạng lịng khn lõi khuôn phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn Ngồi việc chế tạo lịng khn, lõi khn cịn phụ thuộc nhiều vào trình độ người thợ, thời gian chế tạo khn dài độ xác lịng khn thường khơng cao Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ gia công phát triển mạnh mẽ kéo theo ứng dụng phần mềm vào tự động hoá sản xuất tự động hoá lắp giáp ứng dụng phần mềm Solidwork, Master Cam, Cimatron, Catia Việc ứng dụng phần mềm vào sản xuất, đặc biệt lĩnh vực gia công khuôn mẫu, lắp giáp khn tự động, giải khó khăn trước đem lại hiệu kinh tế cao Nắm bắt tình hình em hướng dẫn định hướng để nghiên cứu đề tài: “Thiết kế khuôn ép khay đựng thuốc” Đặc biệt việc ứng dụng phần mềm CAD/CAM để thiết kế gia công tự động khn nhựa điển hình với sản phẩm ngẫu nhiên thầy giao cho Sau tuần tìm hiểu thực tế, thu thập tài liệu hướng dẫn tận tình giáo Ngơ Anh Vũ nỗ lực thân, em hoàn thành đồ án thời hạn với đầy đủ nội dung đề tài giao Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:1 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Trong thời gian vừa qua chúng em cố gắng tìm hiểu loại tài liệu khn ép nhựa cố gắng trình bầy vấn đề cách hệ thống nhằm giúp cho người đọc dễ dàng nắm bắt nội dung viết đồ án chúng em Do khả thực tế hạn chế nên đồ án không tránh khỏi sai sót Chúng em mong bảo tận tình thầy bạn bè để chúng em hiểu thêm kiến thức chuyên môn Em xin cảm ơn ạ! Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2017 Sinh viên thực Trần Quốc Đạt Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:2 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Nội dung Phần I: Tổng quan tình hình khn mẫu Việt Nam Phần II: Tổng quan cơng nghệ làm khn Phần III: Q trình làm khuôn gia công chậu hoa Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:3 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Phần I: Tổng quan tình hình khn mẫu Việt Nam Lịch sử phát triển Trước việc chế tạo chày cối khuôn ép sản phẩm nhựa thường chế tạo phương pháp cắt gọt truyền thống gặp nhiều khó khăn lịng khn có hình dạng phức tạp Việc chế tạo lịng khn cịn phụ thuộc nhiều vào trình độ người thợ, thời gian chế tạo khn dài độ xác lịng khn thấp Tại Việt Nam ngành cơng nghiệp khuôn mẫu bắt đầu thực từ năm 1990 hội thảo khuôn ép nhựa diên lần thành phố Hồ Chí Minh nhà máy nhựa Liên Xô để lại kỹ sư lúc thiếu tài liệu tham khảo khuôn ép nhựa với dự án quốc gia VIE85/012 số, bảng biểu, thông tin kỹ thuật hỗ trợ nhiều tài liệu người Nhật người châu Âu Nước ta việc sản xuất sản phẩm từ nhựa phục vụ cho đời sống kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, số lượng sở sản xuất ứng dụng khoa học kĩ thuật phần mềm công nghệ vào sản xuất, đặc biệt lĩnh vực gia cơng khn mẫu, giải khó khăn trước đem lại hiệu kinh tế cao Sản phẩm nhựa xuất hầu hết lĩnh vực khoa học kỹ thuật đời sống hàng ngày Trong ngành công nghiệp nhẹ, từ trước đến sử dụng nhiều chi tiết thiết bị chế tạo từ vật liệu Polyme Trong ngành công nghiệp nặng xa hầu hết chi tiết máy, thiết bị đđược chế tạo từ thép Ngày nay, chi tiết chịu lực bắt đầu đđược chế tạo từ vật liệu nhựa, cá biệt số loại nhựa có tính chịu lực cao, chịu nhiệt, chịu mài mịn chịu mơi trthường mà loại thép bị phá huỷ, thay thép để chế tạo chi tiết máy Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:4 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ làm việc điều kiện nói Trực quan nhất, đời sống hàng ngày, hầu hết vật dụng cần thiết phục vụ cho sống sản phẩm nhựa Tình hình làm khn Nhưng hiên cơng việc làm khn Việt Nam cịn nhiều ngun cơng mà người cơng nhân cịn phải thực thơ sơ ví dụ ngun cơng mài bóng thường người làm khuôn dùng loại bột cứng ( bột kim cương, bột ơxít nhơm…) trà sát vải nguyên công thường nhiều thời gian làm giảm suất làm khuôn làm tăng giá thành khuôn Như ngành công nghiệp khuôn mẫu nước ta thời gian gần phát triển mạnh so với giới non trẻ tiếp cận dần với tốc độ phát triển ngành công nghiệp giói Các phần mềm đưa vào Việt Nam năm gần tạo quan tâm thu hút nhiều công ty,doanh nghiệp lớn nhỏ ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực, đặc biệt công nghệ chế tạo khuôn mẫu Trang bị máy công cụ gia công điều khiển số CNC để chế tạo khuôn mẫu phục vụ cho sở ngày phổ biến doanh nghiệp Đặc biệt doanh nghiệp miền Bắc kể đến cơng ty Viện tiếp cận sớm với máy CNC chế tạo khuôn mẫu như: Viện IMI, Công ty HAMECO, VINASHIOKI,… song sản phẩm họ mức đơn giản, chất lượng thấp, tuổi thọ ngắn Kĩ thuật CAD/CAM có vai trị đặc biệt quan trọng việc thiết kế chế tạo khuôn mẫu phức tạp có độ xác cao Rất nhiều cơng ty Kim khí Thăng Long, nhựa Hà Nội, Hồ Phát, HAMECO… Đã đầu tư vào phần mềm CAD/CAM như: Solidwork , CATIA, Cimatron, Pro/E, MasterCam… Sản xuất Cơng ty có đóng góp lớn hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM Hiện hầu hết trường đại học, cao đẳng đưa vào giảng dạy môn học CAD/CAM-CNC với kiến thức cập nhật thường xuyên trường ĐHBK Hà Nội, trường ĐH GTVT, trường ĐH Công Nghiệp Hà Nội, Trường cao đẳng sư phạm Hưng Yên,… Tuy nhiên sinh viên phải “học chay” mà khơng có điều kiện thực hành cách có hệ thống Ngồi ngun nhân khơng có máy CNC cơng nghiệp có mang tính chất trưng bày để sau lý thuyết người học biết hình thù thực tế máy Chính tình hình phát triển sản xuất khuôn mẫu mà chúng em mạnh dạn tìm hiểu nghiên cứu đề tài thiết kế gia công khuôn ứng dụng Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:5 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ phần mềm CAD/CAM/CAE để phục vụ cho tốc độ phát triển cao ngành công nghiệp khuôn ép phun Việt Nam Phần II: Tổng quan cơng nghệ làm khn Ngun lí hoạt động khuôn ép nhựa Ta biết khuôn dụng cụ dùng để định hình cho chủng loại sản phẩm định (hình dáng vật liệu ), sản phẩm nhựa Nó lắp ráp từ nhiều chi tiết khí khác Khi khuôn lắp với phận cung cấp chuyển động thích hợp (máy ép nhựa…),nó có khả thực đóng mở khn theo chu kỳ xác định, để tạo khoảng không gian hợp lý có tác dụng tạo hình cho sản phẩm tạo khoảng không gian cần thiết để sản phẩm khỏi khn cách dễ dàng (Khơng phải ngừng máy, sản phẩm cách tự động…) sau có hình dạng đạt u cầu Nhờ mà suất ép sản phẩm nhựa cao Tóm lại chu kỳ hoạt động máy ép tạo sản phẩm sau: - Khung kẹp thực đóng chặt khn - Vật liệu dẻo hố dẻo từ trước bơm vào lịng khn - Áp lực tiếp tục trì (áp lực giữ) - Tại thời điểm trục vít tiếp tục chuyển động quay để hoá dẻo vật liệu chuẩn bị cho lần bơm - Khi chất dẻo bắt đầu nguội nhờ hệ thống làm mát khuôn - Mở khn đẩy sản phẩm ngồi Giới thiệu chung khuôn Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:6 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHN GCVLCD GVHD: T.S NGƠ ANH VŨ Khn dụng cụ dùng để định hình cho sản phẩm nhựa Nó thiết kế cho sử dụng cho số lượng lớn chu trình để gia công sản phẩm thoả mãn yêu cầu cho trước Kích thước kết cấu khn phụ thuộc vào kích thước hình dáng sản phẩm Số lượng sản phẩm cần chế tạo từ khuôn (Số lần ép, số sản phẩm lần ép…) yếu tố quan trọng cần xét tới q trình thiết kế khn Bởi dạng sản xuất nhỏ khơng cần đến loại khn có nhiều lịng khn có kết cấu đặc biệt Các yếu tố có ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành khuôn giá thành sản phẩm cần chế tạo khuôn Các phận khn: -Khn: cụm gồm nhiều chi tiết lắp ráp lại với nhau, nhựa bơm vào, làm nguội, sản phẩm đẩy Sản phẩm tạo hình hai phần khn Khoảng trống hai phần điền đầy nhựa mang hình dạng sản phẩm cần chế tạo - Một phần khn lõm vào xác định hình dạng bên ngồi sản phẩm gọi lịng khn, cịn phần lồi xác định hình dạng bên sản phẩm gọi lõi khuôn - Đường phân khuôn (mặt phân khuôn) mặt phẳng phần tiếp xúc lịng khn lõi khn *) Ngồi lõi khn lịng khn cịn có phận sau: - Tấm kẹp phía trước: kẹp phần cố định khuôn vào máy ép phun - Tấm khn phía trước: phần cố định khn tạo thành phần phần sản phẩm - Tấm khn phía sau: phần chuyển động khn, tạo nên phần phần sản phẩm - Tấm kẹp phía sau: kẹp phần chuyển động khuôn vào máy ép phun - Tấm đỡ: giữ cho mảnh ghép khn khơng bị rơi ngồi - Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn đỡ kẹp phía sau đẩy hoạt động - Tấm giữ: Giữ chốt đẩy với tâm đẩy - Vịng định vị: Bảo đảm vị trí thích hợp vịi phun với khn - Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định khuôn Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:7 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ - Bạc dẫn hướng: Để tránh mài mịn dẫn tới làm hỏng nửa khn sau - Bạc mở rộng: Cùng với bạc để tránh mài mòn làm hỏng kẹp phía sau khối ngăn đỡ - Bộ định vị: Đảm bảo cho phù hợp phần chuyển động phần cố định khn - Chốt hồi về: làm cho chốt đẩy quay trở lại khn đóng lại - Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm khuôn mở - Bạc dẫn hướng chốt: để tránh mài mòn hỏng chốt đỡ, đẩy tám giữ chuyển động tương đối chúng - Chốt đỡ: Dẫn hướng chuyển động đỡ cho đỡ tránh khỏi bị cong vênh áp lực cao - Bạc cuống phun: nối vòi phun kênh nhựa với qua kẹp phía trước khn trước Đây chi tiết hay sử dụng khn, ngồi tuỳ theo độ phức tạp khuôn mà sử dụng thêm phận khác như: Van dầu, van khí… bớt số chi tiết để khn hoạt động hiệu (Tham khảo vẽ lắp khuôn) Các loại khuôn phổ biến: -Khuôn hai tấm: Là loại khuôn gồm hai phần khuôn trước (phần khuôn lắp cố định máy ép nhựa) khuôn sau (phần thực chuyển động tịnh tiến thực cơng việc đóng mở khn) Đây loại khn có kết cấu đơn giản (giá thành thấp) sử dụng rộng rãi để chế tạo sản phẩm có kích thước nhỏ, sử dụng miệng phun, hình dạng đơn giản, sản lượng chế tạo ít… - Khn ba tấm: Hệ thống gồm có phận sau: Khuôn trước, khuôn sau hệ thống đỡ Nó có khả tạo hai vùng khơng gian đóng mở khn Một vị trí mở để lấy sản phẩm cịn vị trí mở dùng để lấy kênh nhựa Nhược điểm dạng khn khoảng cách vịi phun máy ép nhựa với lịng khn cần bơm nhựa vào dài, làm giảm áp lực dòng nhựa từ vòi phun vào lịng khn lượng nhựa phế phẩm tiêu tốn hệ thống kênh dẫn nhựa lớn - Khuôn nhiều tầng chế tạo để giữ lực kẹp máy thấp (nghĩa sử dụng cho loại máy có kích thước nhỏ giảm tiền vốn đầu tư vào máy), nhờ sử dụng hệ thống đẩy hai nửa khn Do giữ giá thành sản phẩm hạ sản xuất số lượng sản phẩm lớn Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:8 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ PHẦN 3: Qúa trình gia cơng khn làm chậu hoa phần mềm Inventor Bước 1: Vào Environment – Mold design – Mold Layout Sau đó, thiết lập thông số hướng mở khuôn ( Adjust Orientation), chọn vật liệu ( select material), phân tích lịng khn lõi khuôn ( core and cavity) Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:9 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ • Sau xây dựng xong thơng số, tiến hành phân tích chi tiết trước đem vào để thiết lập khuôn Ta thu bảng thông số: Ta vào gate location – sang suggest cho chạy tìm vị trí rót rối ưu • Ta vào part process settings * Mold temperature : 80oC ( nhiệt độ khuôn ) * Melt temperature : 200oC ( nhiệt độ dòng chảy) ( tùy vào vật liệu mà thơng số khác sử dụng auto lấy theo máy ) * Maximum machine Injection pressure : 180 MPa ( áp lực dòng phun ) Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:10 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Cho chạy ta nhận Thơng số nhiệt khn , nhiệt độ dịng chảy , thời gian phun • Ta vào part shrinkage Ta để chế độ tự động auto Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:11 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Các thông số độ co dãn chi tiết Bước 2: Ta chọn sang môi trường Mold Assembly – Mold Base để làm khn Tiếp sau đó, bắt đầu làm : • chốt đỡ ( Ejector) Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:12 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHN GCVLCD • GVHD: T.S NGƠ ANH VŨ làm đầu phun ( Sprue bushing) Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:13 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHN GCVLCD • bạc cuống phun ( Locating ring), • hệ thống làm mát ( cooling component) Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Trang:14 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHN GCVLCD GVHD: T.S NGƠ ANH VŨ đầu ống làm mát dễ hỏng nên ta sử dụng thêm cooling component để đễ dàng gắn chất làm mát đảm bảo an độ bền cho đầu ống làm mát • khóa ( Lock Set) Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:15 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Ta tiếp tục sử dụng bulong để vị trí để cố định bạc cuống phun khóa với khn Ta khn thiết kế hình vẽ: Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:16 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Bước : Ta tiến hành mơ q trình rót chi tiết • Ta vào gate location – sang suggest cho chạy tìm vị trí rót rối ưu • Ta vào part process settings Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:17 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ * Mold temperature : 98.67oC ( nhiệt độ khuôn ) * Melt temperature : 201.11oC ( nhiệt độ dòng chảy) ( tùy vào vật liệu mà thông số khác sử dụng auto lấy theo máy ) * Maximum machine Injection pressure : 180 MPa ( áp lực dịng phun ) Cho chạy ta nhận Thơng số nhiệt khn , nhiệt độ dịng chảy , thời gian phun • Ta vào part shrinkage Ta để chế độ tự động auto Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:18 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Các thông số độ co dãn chi tiết Ta vào phần Result – Fill hình vẽ: - Đầu tiên, ta quan sát q trình rót, kích đúp chuột vào Fill time: Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:19 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ + Màu xanh dương thể độ điền đầy khn tốt nhất, vùng an tồn Theo mức độ tăng dần, màu đỏ vùng nguy hiểm dễ bị phá hủy + Thời gian để rót đầy chi tiết 25.08s - Tiếp theo khả điền đầy khn, kích đúp chuột Confidence of fill: Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:20 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ + Màu xanh thể chất lượng điền đầy khuôn tốt, cịn màu vàng thể điền đầy khn mức độ trung bình Ở chi tiết xét, khơng có màu đỏ, tức chi tiết đúc điền đầy tốt, không tồn khuyết tật - Tiếp quan sát chất lượng sản phẩm, kích đúp vào Quality prediction Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:21 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD - GVHD: T.S NGƠ ANH VŨ Tiếp đến, kiểm tra rỗ khí xảy q trình rót, kích đúp chuột vào Air Traps Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:22 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD - GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Kiểm tra đường hàn trình rót, kích đúp Weld lines: Sinh viên làm đồ án ĐẠT TRẦN QUỐC ĐẠT Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:23 ... Kích thước kết cấu khn phụ thuộc vào kích thước hình dáng sản phẩm Số lượng sản phẩm cần chế tạo từ khuôn (Số lần ép, số sản phẩm lần ép? ??) yếu tố quan trọng cần xét tới trình thiết kế khn Bởi... công nghiệp khuôn ép phun Việt Nam Phần II: Tổng quan công nghệ làm khuôn Ngun lí hoạt động khn ép nhựa Ta biết khuôn dụng cụ dùng để định hình cho chủng loại sản phẩm định (hình dáng vật liệu... chung khuôn Sinh viên thực hiện: Trần Quốc Đạt Lớp: TĐH TKCK K55 Trang:6 THIẾT KẾ MÔN HỌC: MÁY VÀ KHUÔN GCVLCD GVHD: T.S NGÔ ANH VŨ Khn dụng cụ dùng để định hình cho sản phẩm nhựa Nó thiết kế cho