Chế tạo thân máy phun ép micro

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO THÂN MÁY PHUN ÉP MICRO MÃ SỐ: SV2021 - 156 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: TRẦN MINH QUANG SKC007656 Tp Hồ Chí Minh, tháng 10/2021 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN CHẾ TẠO THÂN MÁY PHUN ÉP MICRO SV2021-156 Thuộc nhóm ngành khoa học: Chế tạo máy SV thực hiện: Trần Minh Quang Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 17143CL2, Đào tạo chất lượng cao Năm thứ: 5/ Số năm đào tạo:8 Ngành học: Công nghệ chế tạo máy Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Minh TP Hồ Chí Minh, Tháng 10 Năm 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Chế tạo thân máy phun ép micro Mã số SV: 17143131 - Chủ nhiệm đề tài: Trần Minh Quang - Lớp: 17143CL2 Khoa: Đào Tạo Chất Lượng Cao - Thành viên đề tài: Stt Họ tên Phạm Đức Quang Huỳnh Thanh Bắc - Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Minh Mục tiêu đề tài: - Nghiên cứu chế tạo thân máy ép cho sản phẩm nhựa Micro - Kết hợp với đề tài chế tạo mudun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép Micro để tạo máy ép hoàn chỉnh - Thiết kế tối ưu thân máy để giảm giá thành - Chế tạo máy ép vận hành phun ép sản phẩm có kích thước nhỏ Tính sáng tạo: Kết nghiên cứu: Đóng góp mặt giáo dục đào tạo, kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: i Công bố khoa học SV từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày 14 th SV chịu tr ch thực hiệ (kí, họ Trần Minh Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học SV thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Thơng qua thực đề tài nhóm nghiên cứu trình phun ép nhựa, lý thuyết chuyển động ép đỡ trượt, sức chịu đựng trượt lực ép máy Mô chuyển động phần mềm Đề tài mang tính thực tiễn khả ứng dụng cao Nhóm tính tốn thiết kế, chế tạo lắp ráp hoàn thành thân máy phun ép micro Nhưng tình hình dịch diễn biến phức tạp nên nhóm chưa hoàn thành phần thử nghiệm Ngày 14 tháng 10 năm 2021 Người hướng dẫn (kí, họ tên) N g u y ễ n V ă n M i n h ii DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 2.1 Tiêu thụ chất dẻo bình quân đầu người năm 2017 .8 Hình 2.2 Sản lượng sản phẩm nhựa Hình 2.3 Nguồn gốc vật liệu nhựa 10 Hình 2.4 Cơ cấu tiêu thụ ngun liệu nhựa tồn cầu 2017 11 Hình 2.5 Bảng phân loại loại nhựa theo công dụng 11 Hình 2.6 Cơng nghệ thổi 17 Hình 2.7 Cơng nghệ ép phun 17 Hình 2.8 Công nghệ ép đùn 18 Hình 2.9 Quy trình sản xuất sản phẩm nhựa 18 Hình 2.10 Một số sản phẩm nhựa phổ biến thị trường 19 Hình 2.11 Máy ép phun trục vít 21 Hình 2.12 Máy ép phun piston 23 Hình 2.13 Máy ép phun nằm ngang 24 Hình 2.14 Máy phun ép dọc 24 Hình 2.15 Cấu tạo máy ép phun 26 Hình 2.16 Cấu tạo hệ thống phun 27 Hình 2.21 Cấu tạo cụm kìm 28 Hình 2.22 Cấu tạo di động 28 Hình 2.23 Cấu tạo nối 29 Hình 2.24 Cấu tạo khuôn phun ép nhựa 30 Hình 2.25 Cấu tạo hệ thống điều khiển 30 Hình 2.26 Màn hình máy tính điều khiển 31 Hình 2.27 Bảng điện 31 Hình 2.28 Cơng tắc hành trình máy phun ép 32 Hình 3.1 Mơ hình máy ép nhựa 34 Hình 3.2.Vít me đai ốc kẹp khuôn đẩy khuôn vào 35 Hình 3.3 Trục vít tiến vào khn để phun nhiên liệu 35 Hình 3.4 Trục vít lùi ra, đồng thời trục vít quay để nạp liệu 36 Hình 3.5 Khn lùi ra, lấy sản phẩm 36 Hình 3.6 Cơ cấu kẹp khn dùng vítme- đai ốc 38 Hình 3.7 Cơ cấu kẹp khuôn dùng cấu tay quay trượt 39 Hình 3.8 Cơ cấu kẹp khn dùng khuôn piston thủy lực 40 Hình 3.9 Cơ cấu kẹp khn dùng pistong đặt thẳng đứng 41 Hình 3.10 Cơ cấu kẹp khuôn dùng pistong đặt nằm ngang 41 Hình 3.14 Động bước 42 Hình 3.15 Cấu tạo động bước nam châm vĩnh cửu 43 Hình 3.16 Ngun lí hoạt động động bước biến từ .44 Hình 3.17 Cấu tạo động bước 46 iii Hình 3.18 Động bước pha lưỡng cực đơn cực 47 Hình 3.19: Phương pháp điều khiển động bước 47 Hình 4.1 Thiết kế mơ hình máy 49 Hình 4.2 Mơ hình thiết kế cụm đóng mở khn 50 Hình 4.3 Tấm giữ khuôn di động 51 Hình 4.4 Tấm giữ khn cố định 52 Hình 4.5 Bộ đẩy sản phẩm 53 Hình 4.6 Sơ đồ truyền động máy 54 Hình 4.7 Động bước 55 Hình 4.8 Thơng số động bước 55 Hình 4.9 Vít me đai ốc bi 56 Hình 4.10 Thơng số kích thước vít me đai ốc bi 57 Hình 4.11 Đai 58 Hình 4.12 Bảng tra thơng số đai 59 Hình 4.13 Thông số đai HTD 60 Hình 4.14 Thơng số Pulley HTD 60 Hình 4.15 Thơng số Pulley HTD 61 Hình 4.16 Trục dẫn hướng 62 Hình 4.17 Bảng đặc tính thép S45C 62 Hình 4.18 Thơng số kích thước ổ bi UCF 64 Hình 4.19 Thơng số kích thước gối đỡ trục SHF 65 Hình 4.20 Thơng số kích thước gối đỡ trục LFM25UU 66 Hình 5.1 Mơ cố định 67 Hình 5.2 Mô di trượt 67 Hình 5.3 Phay, taro cố định máy CNC VMC – 650 68 Hình 5.4 Phay, taro cố định máy CNC VMC – 650 68 Hình 5.5 Lắp cố định, di trượt với trục 69 Hình 5.6 Lắp khung máy 69 Hình 5.7 Lắp cụm đóng mở 70 Hình 5.14 Mạch MACH3 71 Hình 5.15 Mạch điều khiển điện trở 71 Hình 5.16 Lắp ráp bố trí điện tụ điều khiển 72 Hình 5.17 Tụ điều khiển 72 Hình 6.1 Khn máy ép 73 iv MỤC LỤC DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH iii CHƯƠNG TỔNG QUAN .2 1.1 Tính cấp thiết đề tài: 1.2.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu: 1.4 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu: 1.4.1 Đối tượng nghiên cứu: 1.4.2 Phạm vi nghiên cứu: 1.4.2.1 Cơ sở pháp luận: 1.4.2.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể: CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan phun ép micro 2.1.1 Lịch sử kỹ thuật ép micro: 2.1.2 Vật liệu ứng dụng cho ép phun micro: 2.2 Tổng quan ngành công nghiệp nhựa 2.2.2 Trên giới: 2.2.2.1 Lịch sử ngành nhựa giới: 2.2.2.2 Triển vọng tăng trưởng ngành nhựa giới: 2.2.2 Ngành công nghiệp nhựa Việt Nam: 2.2.2.1 Sơ lược ngành nhựa Việt Nam: 2.2.1.2 Lịch sử ngành nhựa Việt Nam: 2.1.1.3 Triển vọng tăng trưởng ngành nhựa Việt Nam: 2.2 Khái quát vật liệu nhựa: 2.2.1 Giới thiệu chất déo nhựa: 2.2.2 So sánh nhựa với vật liệu khác: 10 2.2.3 Phân loại vật liệu nhựa: 10 2.2.4 Đặc điểm nhựa: 12 2.2.4.1 Ưu điểm: 12 2.2.4.2 Nhược điểm: 12 2.2.5 Một số loại nhựa thông dụng nay: 13 2.2.5.1 Polypropylene (PP): 13 2.2.5.2 Polyethylence (PE): 14 2.2.5.3 Acrylonitrile butadienstylene (ABS): 14 2.2.4.4 Polystyrene (PS): 15 2.2.4.5 Polyvinyl chloride (PVC): 15 2.3 Tổng quan công nghệ sản xuất nhựa: 16 2.3.1 Giới thiệu công nghệ sản xuất gia công đồ nhựa nay: 16 2.3.2 Quy trình sản xuất sản phẩm nhựa: 18 2.4 Tổng quan công nghệ ép phun: 19 2.4.1 Khái niệm: 19 2.4.2 Nguyên lý công nghệ ép phun: 20 2.5 Phân loại máy ép phun: 21 2.5.1 Phân loại máy ép phun theo cấu tạo: 21 2.5.1.1 Máy ép phun trục vít: 21 2.5.1.2 Máy ép phun piston: 23 2.5.2 Phân loại theo chế vận hành: 24 2.5.2.1 Máy ép ngang: 24 2.3.4.2 Máy ép dọc: 24 2.5.2.2 Máy ép phun nghiêng: 25 2.5.2.3 Máy ép phun có nhiều chế độ quay: 25 2.6 Cấu tạo máy ép phun quy trình vận hành máy: 26 2.6.1 Hệ thống hỗ trợ ép phun: 26 2.6.3 Hệ thống kẹp: 27 2.6.4 Hệ thống khuôn: 30 2.6.5 Hệ thống điều khiển: 30 2.7 Các thông số quan trọng máy ép nhựa: 32 CHƯƠNG PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 34 3.1 Nguyên lý hoạt động máy ép nhựa: 34 3.2 Đặc điểm trình ép phun: 37 3.3 Chọn phương án kẹp khuôn: 37 3.3.1 Sử dụng cấu truyền động khí: 38 3.3.2 Dùng piston thủy lực để kẹp khuôn: 40 3.3.3 Dùng piston kết hợp với cấu phẳng toàn khớp thấp dẫn động piston thủy lực: 41 3.4 Chọn động cơ: 42 3.4.1 Động bước: 42 3.4.2 Động bước nam châm vĩnh cửu: 43 3.4.3 Động bước biến từ trở: 44 3.4.4 Động bước hỗn hợp: 46 3.4.5 Động bước pha: 46 CHƯƠNG TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN TRÊN MÁY PHUN ÉP 49 4.1 Mô hình hóa thiết kế máy: 49 49 4.2 Cụm đóng mở khuôn: 50 4.2.1 Tấm giữ khuôn di động: 51 4.2.2 Tấm giữ khuôn cố định: 52 4.2.3 Bộ phận lấy sản phẩm: 53 4.2.4 Tính tốn chọn động cơ: 54 4.2.5 Vít me đai ốc: 56 4.2.6 Tính toán chọn đai pully: 58 4.2.7 Trục dẫn hướng: 62 4.2.8 Chọn ổ bi: 64 4.2.9 Chọn gối đỡ trục SHF25: 65 4.2.10 Chọn trượt tròn LFM25UU: 66 CHƯƠNG MÔ PHỎNG, GIA CÔNG CHẾ TẠO VÀ LẮP RÁP CÁC CHI TIẾT.67 5.2 Chế tạo lắp ráp phần khung máy: Gia cơng cố định 2: Hình 5.3 Phay, taro cố định máy CNC VMC – 650 Gia cơng di trượt: Hình 5.4 Phay, taro cố định máy CNC VMC – 650 68 Lắp đứng với di trượt trục Hình 5.5 Lắp cố định, di trượt với trục Hồn tất khung máy Hình 5.6 Lắp khung máy 69 Lắp ráp phần cụm đóng mở Hình 5.7 Lắp cụm đóng mở 70 Lắp hệ thống điều khiển Hình 5.8 Mạch MACH3 Hình 5.9 Mạch điều khiển điện trở 71 Hình 5.10 Lắp ráp bố trí điện tụ điều khiển Hình 5.11 Tụ điều khiển 72 CHƯƠNG THỬ NGHIỆM MÁY 6.1 Quy trình lên khn: - Làm bề mặt chuẩn bị lắp - Áp khuôn vào bệ cố định - Di chuyển bệ di động áp vào khn - Kẹp chặt địn kẹp Hình 6.1 Khn máy ép 73 6.2 Đánh giá máy ép: Thông số Thời gian phun (s) Áp lực phun (MPa) Thời gian giữ (s) Áp suất giữ (MPa) Lực kẹp (tấn) Khoảng đẩy (mm) Thời gian đẩy (s) Thời gian làm nguội (s) Nhiệt độ khuôn (oC) Nhiệt độ gia nhiệt (oC) Chất lượng nhựa sấy Bảng 6.1 Bảng đánh giá máy ép 74 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 Những điều đạt được: - Sau thời gian làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Thiết kế chế tạo mơ hình máy phun ép micro” Nhóm thực đồ án hồn thành với đầy đủ với nội dung: - Nghiên cứu tổng quan công nghệ ép phun, thiết kế phận mơ hình, chọn vật liệu phù hợp - Thiết kế mơ hình, mơ bền, lập qui trình cơng nghệ gia cơng chi tiết phi tiêu chuẩn, lập trình gia cơng phần mềm PTC Creo Parametric 6.0 - Vận hành máy gia công CNC VMC – 650, máy tiện OKK RAMO - Lắp ráp mơ hình hệ thống điều khiển mơ hình 7.2 Những điều chưa đạt được: - Do tình hịnh dịch covid 19 nên tiến hành lên trường thực thử nghiệm máy ép micro nên chưa đưa thông số đánh giá máy thử nghiệm với loại nhựa khác - Chưa thử nghiệm phận cấp nhựa máy 7.3 Kiến nghị: - Ứng dụng làm mơ hình làm máy thực tế - Sử dụng hệ thống thủy lực thay cho hệ thống vít me đai ốc - Kết hợp thêm tay robot lấy sản phẩm 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Giáo trình thực tập cơng nghệ nhựa (TS Phạm Sơn Minh, Ths Trần Minh Thế Uyên) [2] Giáo trình thiết kế khuôn phun ép nhựa (TS Phạm Sơn Minh, Ths Trần Minh Thế Un) [3] Giáo trình tính tốn thiết kế hệ thống dẫn động khí, tập 1-2 (Trịnh Chất, Lê Văn Uyển) [4] Micro Injection Moulding of Polymeric Components (G Trottaa, R Suracea, F Modicaa, R Spinab and I Fassic) [5] https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/17/6/R02 [6] http://www.4m-net.org/files/papers/4M2007/363922/PID363922.pdf [7] https://vnexpress.net/ra-mat-phan-mem-ptc-creo-3-0-tai-viet-nam- 3031295.html [8] https://www.academia.edu/6024127/Research_Paper_Engineering_Pl astic_Injection_Molding_with_Taguchi_Approach_A_Review [9] https://www.ijert.org/research/review-in-controlling-analysis-of- injection-molding-machine-IJERTV3IS060818.pdf 76 PHỤ LỤC Bản vẽ 77 78 79 80 81 TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com ... cứu chế tạo thân máy ép cho sản phẩm nhựa Micro - Kết hợp với đề tài chế tạo mudun hóa lỏng nhựa cho máy phun ép Micro để tạo máy ép hoàn chỉnh - Thiết kế tối ưu thân máy để giảm giá thành - Chế. .. chất lượng máy ép phun, chất lượng khuôn mẫu 2.5 Phân loại máy ép phun: 2.5.1 Phân loại máy ép phun theo cấu tạo: 2.5.1.1 Máy ép phun trục vít: Hình 2.11 Máy ép phun trục vít Cấu tạo: - Trục... động máy ép phun - Xây dựng mơ hình-thực nghiệm: Chế tạo máy ép phun micro, vận hành thử nghiệm, ép thử nghiệm sản phẩm nhựa CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan phun ép micro Quá trình phun ép micro