Hướng dẫn thiết kế khuôn nhựa trên phần mềm Catia V5 R21

Hướng dẫn thiết kế khuôn nhựa trên phần mềm Catia V5 R21 Hướng dẫn bao gồm các lưu ý thiết kế trong khuôn nhựa, mặt phân khuôn,thiết kế hệ thống tháo undercut, hệ thống làm mát,... trên phần mềm Caita V5 R21

HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ KHUÔN NHỰA TRÊN PHẦN MỀM CATIA Chu Lai, ngày 24 tháng 11 năm 2016 Slide NỘI DUNG CHÍNH GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM CATIA 1.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm 1.2 Giao diện nhóm lệnh Catia 1.3 Các môi trường làm việc Catia THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.1 Giới thiệu khuôn nhựa 2.2 Nhận liệu thiết kế 2.3 Thiết lập bảng thông tin thiết kế 2.4 Phân tích kết cấu sản phẩm kết cấu khn ốp lồng quạt két nước 2.5 Tính tốn thiết kế khuôn ốp lồng quạt két nước 2.6 Xuất vẽ 2D Slide GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM CATIA 1.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm Catia: Hình 1.1 Icon Catia CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application – Xử lý tưởng tác không gian chiều có hỗ trợ máy tính) CATIA phần mềm thương mại phức hợp CAD/CAM/CAE công ty Dassault Systemes phát triển IBM phân phối toàn giới CATIA viết ngơn ngữ lập trình C++ Hiện CATIA có 170 modul ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau: khí, tô, hàng không, kiến trúc, điện tử, hệ thống đường ống Một số modul CATIA: Mechanical Design tích hợp modul xử lý chi tiết dạng khối, mỏng, khuôn…: Part Design, Drafting, Sheet Metal, Mold Tooling Generative Shape Design tích hợp modul xử lý bề mặt, tạo mặt phức tạp,…: Generative Shape, Free Style, Sketch Tracker… Machining tích hợp modul phương pháp gia cơng: Lathe Machining, Surface Machining, STL Rapid Prototyping, … Analysis & Simulation: tích hợp modul phân tích, mơ Ergonomics Design & Analysis tích hợp modul dùng để phân tích cách sử dụng phương tiện người để từ đưa tư thế, khoảng cách phù hợp để phục vụ cho trình làm việc lâu dài Digital Mockup: dựa kỹ thuật thực ảo phục vụ cho việc sản xuất mơ hình mẫu xe hơi… Slide GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM CATIA 1.2 Giao diện nhóm lệnh Catia: Khi khởi động Catia, tùy vào mục đích sử dụng mà dử dụng modul khác Các modul thường sử dụng để thiết kế khuôn: Part Design, Assembly Design, Drafting, Mold Tooling Design, Generative Shape Design, Core & Cavity Design Hình 1.3 Tool Customize Hình 1.2 Giao diện Part Design Gọi modul hay sử dụng môi trường làm việc: Vào Tool > Customize, xuất hộp thoại Customize, tìm đến vị trí chứa modul click vào biểu tượng , chọn hết modul, click Close Click vào lệnh xuất mơi trường làm việc hình bên Hình 1.4 Giao diện modul Slide GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM CATIA 1.3 Các môi trường làm việc Catia: CATIA có mơi trường làm việc chính: Môi trường Sketch : môi trường này, cho phép vẽ biên dạng, đường…trên mặt phẳng chọn trước Môi trường 3D: cho phép thực lệnh khơng gian chiều Hình 1.5 Mơi trường Sketch Hình 1.6 Mơi trường 3D Slide THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.1 Giới thiệu khuôn nhựa: a Khái niệm: Khuôn dụng cụ (thiết bị) dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình, khn thiết kế chế tạo để sử dụng cho số lượng chu trình đó, lần nhiều lần Kết cấu kích thước khn thiết kế chế tạo phụ thuộc vào hình dáng, kích thước, chất lượng số lượng sản phẩm cần tạo Khuôn sản xuất sản phẩm nhựa cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, chia làm phần khn chính: Phần Cavity (phần khn cái, phần khuôn cố định): gá cố định máy ép nhựa Phần Core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): gá di động máy ép nhựa Ngoài ra, khoảng trống cavity core (phần tạo sản phẩm) điền đầy nhựa nóng chảy Sau nhựa làm nguội, đơng đặc lại lấy khỏi khuôn hệt thống lấy sản phẩm thao tác tay Sản phẩm có hình dạng lịng khn Hình 2.1 Khn âm khuôn dương Slide THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ b Kết cấu khuôn bản: 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Tấm kẹp di động (Base clamping plate) Bạc dẫn hướng (leader bushing) Tấm khuôn dương (tấm cavity) Chốt dẫn hướng (leader pins) Tấm khuôn âm (tấm core) Tấm kẹp cố định (Fixed installation plate) Bạc phun (Spure bushing) Vòng định vị (Locating rings) Sản phẩm (Product) Bộ định vị (Dower pin) Tấm đỡ (core support) Gối đỡ (Risser bar) Tấm giữ ty (Upper ejector plate) Tấm đẩy ty (Lower ejetor plate) Gối đỡ phụ (Support pillar) Bạc dẫn hướng (Ejector leader bushing) Ty hồi (Return pin) Bạc mở rộng Hình 2.2 Mold Slide THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.2 Nhận liệu thiết kế: - Sau nhận liệu sản phẩm từ phận kinh doanh, dạng file 3D step iges phận thiết kế tiến hành kiểm tra liệu: có góc khn, Under có hoạt động hay khơng làm báo cáo phản hồi với khách hàng đề xuất phương án chỉnh sửa - Bộ phận kinh doanh gởi thông tin phản hồi đến khách hàng nhận liệu C C Hình 2.3 Kiểm tra sản phẩm Slide THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.3 Phân tích kết cấu sản phẩm kết cấu khuôn ốp lồng quạt két nước: 2.3.1 Hướng khn: Xác định hướng khn dựa mặt phân khuôn chọn bước trước Đối với chi tiết ốp lồng quạt két nước, ta chọn hướng khn sau: Hình 2.6 Hướng khuôn * Lưu ý: Tùy vào kết cấu sản phẩm mà ta chọn mặt phân khn hướng khuôn khác Slide THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.3.2 Mặt phân khuôn: Đường phân khuôn - Parting line: đường tạo khuôn tách rời Mặt phân khuôn - Parting Surfaces: bề mặt có nhiệm vụ tạo hình sản phẩm, tạo mặt lắp ráp lịng khn Slider Khi chọn Parting line Parting surface cần ý: - Về mặt mỹ quan sản phẩm mặt phân khn nên đặt vị trí khơng bật - Chọn vị trí hình dáng cho gia cơng cuối sản phẩm tạo hình đơn giản Tuỳ theo trường hợp mà thay đổi hình dạng cho phù hợp - Khi có phần cắt ngang sản phẩm, xem xét mối quan hệ kết cấu khuôn đường phân khn cho hợp lí - Nghiên cứu hướng dịng chảy vật liệu, xem xét quan hệ vị trí cổng phun mặt phân khuôn - Xem xét mối liên quan với phương pháp đẩy sản phẩm khỏi khuôn cho dễ dàng (cơ cấu đẩy sản phẩm, slide) - Các kích thước quan trọng sản phẩm không cắt ngang mặt phân khuôn để đảm bảo độ xác cao Đối với sản phẩm ốp lồng quạt két nước, ta chọn mặt phân khuôn mặt đáy sản phẩm; đường phân khuôn đường bao mặt đáy sản phẩm Mặt phân khuôn Hình 2.7 Mặt phân khn Slide 10 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Leader pins (cọc dẫn hướng): - Khi chọn vị trí lắp ghép cọc dẫn hướng hiển thị chế độ Preview khn (như hình bên), lúc bảng Define LeaderPin thể tọa độ vị trí cọc dẫn hướng - Có thể tùy chỉnh điểm vẽ, click vào điểm vẽ để bỏ cọc dẫn hướng, click vào điểm để thêm cọc dẫn hướng… - Thay đổi chiều cọc cách click vào ô Reverse Direction - Thay đổi vị trí theo chiều X, Y, Z cách nhập tọa độ vào ô U, V, W tương ứng với X, Y, Z - Click OK để kết thúc lệnh Slide 38 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Leader Bushing (bạc dẫn hướng): tương tự Leader Pin • Supplier: MISUMI • Reference: GBSE 60-100, số lượng • Chọn mặt phẳng bắt đầu cắt core, cavity • Tâm Leader Bushing trùng với tâm Leader Pin • Có thể điều chỉnh độ cao vị trí gắn Leader Bushing cách thay đổi giá trị có chứa trục gần cuối hộp thoại Define Bushing: X: theo chiều trục X tính từ gốc tọa độ; Y: theo chiều trục Y tính từ gốc tọa độ; Z theo chiều trục Z tính từ gốc tọa độ • Trong đó: 60: đường kính lỗ gắn cọc dẫn hướng ký hiệu D 100: chiều dài bạc dẫn hướng, ký hiệu L - Để lựa chọn xác, cần phải tra Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015, trang 910-924) để lựa chọn loại bạc dẫn hướng * Lưu ý: Khi lựa chọn loại cọc bạc, cần đọc kỹ Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015) trang 877-878 (lựa chọn loại bạc phù hợp với loại cọc) để lựa chọn loại bạc dẫn hướng Slide 39 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Leader Bushing (bạc dẫn hướng): • Đối với Leader Bushing này, chiều dài đủ với yêu cầu, nên phần Parameter ta không chỉnh sửa Slide 40 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Miscellaneous component Return pin (ty hồi): tương tự Leader Pin: • Supplier: MISUMI • Reference: RP8TH35-400, số lượng • Phần Parameter, L: nhập 400 mm • Ở đây, ta có loại Return Pin, loại RP8TH35-300, số lượng (ta làm tương tự loại RP8TH35-400) • Trong đó: RP8TH: loại ty hồi 35: đường kính ty hồi, ký hiệu D 400: chiều dài ty hồi, ký hiệu L * Lưu ý: Tham khảo tiêu chuẩn Mold base, Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015, trang 977-984) để lựa chọn loại ty hồi Slide 41 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Injector component Sprue Bushing (miệng phun keo): tương tự Leader Pin: • Supplier: MISUMI • Reference: SBSM20-16, số lượng - Trong đó: SBSM: loại miệng phun 20: đường kính miệng phun, ký hiệu D 16: bán kính góc bo miệng phun, ký hiệu SR * Lưu ý: Tham khảo tiêu chuẩn Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015, trang 743-789) để lựa chọn loại miệng phun keo - Khi tra Catalog Misumi, ta chọn loại SBSM20-140-SR16P5-A1 Slide 42 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Sprue Bushing (miệng phun keo): L=140 chiều dài miệng phun P=5 đường kính miệng bơm keo A=1 góc nghiêng miệng phun * Lưu ý: • Khi chọn miệng phun, ta cần xác định trước khuôn sử dụng máy ép phun nào, để biết đường kính đầu phun máy (thơng thường chọn P= đường kính đầu phun máy) • Đối với kiểu miệng phun, có kiểu ký hiệu khác nhau, cần tham khảo lựa chọn miệng phun phù hợp Slide 43 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Miscellaneous component Return Spring (lị xo hồi): • Supplier: MISUMI • Reference: SWF70-250, số lượng • Tâm lị xo hồi trùng với tâm ty hồi (return pin) • Trong đó: SWF: loại lị xo hồi 70: đường kính ngồi lị xo, ký hiệu D 250: chiều dài lò xo, ký hiệu L * Lưu ý: chọn lò xo, cần xem xét yếu tố sau: Đường kính lị xo phải lớn đường kính cọc, khơng q lớn ảnh hưởng đến kết cấu khn Phần âm vào core lò xo hồi phải đảm bảo đủ cho lò xo trạng thái nén (khi đẩy ty lói hết hành trình) Tham khảo tiêu chuẩn Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015, trang 12191230) để lựa chọn loại lò xo hồi Slide 44 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Miscellaneous component Ejector pin (ty lói): Chọn loại EPJ12-300, số lượng - Trong đó: • 12: đường kính ty lói • 300: chiều dài ty lói * Lưu ý: Bố trí ty lói cho đẩy sản phẩm mà không bị chênh, vênh, không đồng đều…, phải bố trí mặt khơng làm việc để khơng ảnh hưởng tới kết cấu sản phẩm Tham khảo tiêu chuẩn Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015, trang 51-540, có nhiều loại ty: ty lói thường, ty bậc, ty ống, ty xiên, ty đẩy đuôi keo…) để lựa chọn loại ty lói cho phù hợp với chi tiết - Đối với khn này, cịn dùng loại ty lói khác: • EPJ12-350, số lượng 15 • EPJ12-400, số lượng Slide 45 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Filtered Selection CapScrew (bulong): Cũng tương tự với chi tiết trước Với kết cấu khn này, dùng loại bulong sau: • CB20-50, số lượng 15 • CB20-200, số lượng 11 • CB8-20, số lượng • CB10-75, số lượng • CB12-75, số lượng • CB8-15, số lượng 42 • CB8-25, số lượng 20 • CB10-60, số lượng 10cây • CB12-45, số lượng 12 • CB10-55, số lượng 10 • CB12-55, số lượng 10 • CB6-12, số lượng 15 • CB20-55, số lượng - Trong đó, CB: ký hiệu Bulong lục giác chìm 20: M20 55: chiều dài bulong Slide 46 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa CapScrew (bulong): Khi lựa chọn Bulong, cần tham khảo tiêu chuẩn linh kiện: - Các kích thước tra bảng bên (hoặc file mềm đính kèm bên dưới) - Quan trọng L1, chiều sâu ăn ren, dựa vào L1 kích thước cố định khác để lựa chọn chiều dài bulong - Tham khảo tiêu chuẩn Mold base, tiêu chuẩn linh kiện Catolog Misumi (Standard Components for Plastic Mold phiên 2015, trang 1183-1189) để lựa chọn loại bulong phù hợp TIEU CHUAN LINH KIEN Slide 47 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Filtered Selection LockingScrew CountersunkScrew Các vật tư tiêu chuẩn khác (các công cụ môi trường Mold Tooling Design liệt kê hình bên): • Eye bolt (móc khn): CHI48, số lượng • Quick fitting joint cooling (đầu nối nước làm mát nhanh): 10PACK-ASC12-03, số lượng gói • Dowel pin (chốt định vị): MSTH20-70, số lượng 15 • Ejector leader pin (cọc dẫn hướng phụ): EGH40-250, số lượng • Ejector leader bushing (bạc dẫn hướng phụ): EGBH40-30, số lượng • Screw plugs (cử hành trình): MSWJ8-12, số lượng MSWT4, số lượng 100 • Angular pin (ty xiên): APM20-95-N21, số lượng CapScrew Thanh công cụ Miscellaneous component Springs User component Eye Bolt Thanh công cụ Mold base component Slider Inset Retaniners Slide 48 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần tiêu chuẩn: Bước tiến hành Minh họa Thanh công cụ Miscellaneous component Knock Out Angle Pin Ejector pin Stop pin Ejector * Chú ý: Khi lựa chọn thành phần khn, ta cần tìm hiểu kỹ chi tiết, vị trí lắp ráp, vị trí đẩy ty khn, hành trình lói…để có kết cấu khn hợp lý Core pin Flat ejector Ejector sleeve Thanh công cụ Injector component Support pillar O-ring Plug Spure puller Baffle Spure bushing Slide 49 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.11 Thiết kế hệ thống làm mát: Bước tiến hành Minh họa Thiết kế hệ thống làm mát: Khi thiết kế hệ thống làm mát, ta cần lưu ý vấn đề sau: - Hệ thống nước làm mát phải cân theo tiêu chuẩn thiết kế tránh cong vênh sản phẩm sau rời khỏi khuôn - Đường nước làm mát cách chi tiết khác 6mm để đảm bảo an tồn không bị đâm lẹm với phần khác khoan Vào môi trường Part Design để thiết đường nước làm mát (sử dụng lệnh hướng dẫn phần trước) Được khối khn hồn chỉnh Slide 50 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.5 Xuất vẽ 2D: Xuất vẽ 2D, lập danh mục vật tư: Khối khuôn sau thiết kế hoàn chỉnh, tiến hành xuất vẽ để đặt hàng gia công, lắp ráp - Bản vẽ gia công phải thể đầy đủ kích thước - Bản vẽ lắp ráp phải thể đầy đủ thành phần cần lắp ráp - Danh mục vật tư phải đầy đủ, số lượng - Số lượng vẽ phụ thuộc vào kết cấu khuôn, thường bao gồm vẽ: vẽ lắp (bản vẽ tổng thể), vẽ cavity, vẽ core, kẹp cố định, kẹp di động, đỡ ty, đẩy ty… 2.5.1 Tạo khung vẽ: Bước tiến hành Minh họa Vào môi trường Drawing: Start > Mechanical Design > Drafting, xuất hộp thoại New Drawing Creation, chọn Empty sheet, click OK, xuất môi trường Drawing Slide 51 TRÂN TRỌNG CẢM ƠN Slide 52 ... cọc dẫn hướng 60: đường kính cọc dẫn hướng, ký hiệu D 250: chiều dài cọc dẫn hướng N100: phần âm vào core Slide 37 THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.4.10 Thiết kế thành phần. .. THIỆU VỀ PHẦN MỀM CATIA 1.1 Giới thiệu sơ lược phần mềm 1.2 Giao diện nhóm lệnh Catia 1.3 Các môi trường làm việc Catia THỰC HÀNH THIẾT KẾ KHUÔN TRÊN MỘT CHI TIẾT THỰC TẾ 2.1 Giới thiệu khuôn nhựa. .. với nhau, chia làm phần khn chính: Phần Cavity (phần khn cái, phần khuôn cố định): gá cố định máy ép nhựa Phần Core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): gá di động máy ép nhựa Ngoài ra, khoảng