Thiết kế khuôn mẫu

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHỆ THỦ ĐỨC KHOA CƠ KHÍ TÀI LIỆU GIẢNG DẠY THIẾT KẾ KHUÔN MẪU (BẬC CAO ĐẲNG) (LƯU HÀNH NỘI BỘ) TP.HCM - 03/2013 MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan công nghệ ép phun 1.1 Công nghệ ép phun 1.2 Máy ép phun Câu hỏi ôn tập Chương 2: Cơ khuôn nhựa 13 2.1 Sơ lược lịch sử nhựa 13 2.2 Phân loại khuôn nhựa, máy nguyên tắc hoạt động 14 2.3 Khuôn thành phần khuôn 18 Câu hỏi ôn tập Chương 3: Ứng dụng ViSi thiết kế khuôn 43 3.1 Phân tích sản phẩm 43 3.2 Tách khuôn thiết kế Insert 54 3.3 Thiết kế kênh nhựa 57 3.4 Thiết kế kết cấu 67 Chèn chi tiết khuôn 79 Thiết kế kênh làm mát 93 3.7 Trình bày vẽ khuôn 102                    Câu hỏi ôn tập Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ÉP PHUN Mục tiêu: - Khái qt cơng nghệ chu trình ép phun - Cấu tạo máy ép phun 1.1 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN: 1.1.1 Khái niệm công nghệ ép phun: Một cách đơn giản nhất, công nghệ ép phun trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lịng khn Khi nhựa làm nguội đơng cứng lại lịng khn khn mở sản phẩm đẩy khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy Trong trình khơng có phản ứng hịa học 1.1.2 Chu trình ép phun : Chu trình ép phun gồm bốn giai đoạn  Giai đoạn kẹp (Claming phase): Khn đóng lại  Giai đoạn phun (Injection phase): Nhựa điền đầy vào khuôn  Giai đoạn làm nguội (Cooling phase): Nhựa đông đặc lại khuôn  Giai đoạn đẩy (Ejector phase) : Đẩy sản phẩm khỏi lịng khn Hình 1.1 Chu kỳ ép phun 1.1.2.1 Giai đoạn kẹp : Lúc đầu phần di động khuôn di chuyển nhanh đến phần cố định sau chậm dần khn đóng hồn tồn ( không xảy tiếng động lớn ) Khi khuôn đóng lúc áp lực kìm lớn tạo để chống lại áp cao từ dòng nhựa bắn vào lịng khn Điều quan trọng áp lực kìm khơng chống lại áp lực phun khn bị hư hại sản phẩm có ép chắn gặp khuyết tật Hình 1.2 Diễn biến giai đoạn kẹp 1.1.2.2 Giai đoạn phun : Hình 1.3 a)Quá trình phun nhanh b)Quá trình định hình Đầu tiên nhựa nóng chảy phun vào lịng khn nhanh trục vít tiến phía trước Khi lịng khn gần điền đầy khoảng 95% lịng khn q trình định hình sản phẩm diễn lịng khn có nhiệt độ thấp Nhựa nóng nguội dần xảy tượng co rút Do đó, lượng nhựa khoảng 5% phun vào để bù trừ vào co rút miệng phun bị đông cứng lại Q trình ngăn khơng cho dịng chảy ngược.của nhựa qua miệng phun 1.1.2.3 Giai đoạn làm nguội : Hình 1.4 Giai đoạn làm nguội khn Giai đoạn bắt đầu sau trình định hình kết thúc Khn đóng nhựa nóng lịng khn làm nguội đủ độ đông cứng, để đẩy rời khỏi khn Trong suốt giai đoạn trục vít quay lùi lại để chuẩn bị cho lần phun Thời gian tiêu tốn giai đoạn phụ thuộc vào lượng nhựa mà ta ép 1.1.2.4 Giai đoạn đẩy : Đây giai đoạn cuối trình ép phun Lúc phần di động khuôn mở ra, đồng thời đẩy khuôn bị cần đẩy máy đẩy phía trước để sản phẩm bị rớt ngồi khỏi khn Khi sản phẩm rời khỏi khn cần đẩy hồi để sẵn sàng cho chu kỳ Hình 1.5 Giai đoạn đẩy sản phẩm khỏi khuôn 1.2 MÁY ÉP PHUN: 1.2.1 Cấu tạo chung : Máy ép phun gồm phận sau Hình 1.6 Cấu tạo máy ép phun 1.2.2 Hệ thống hỗ trợ ép phun (Injection press support system): Đây hệ thống giúp vận hành máy,hệ thống gồm bốn hệ thống  Thân máy (frame)  Hệ thống điện (Electrical system)  Hệ thống thủy lực ( Hydraulic system)  Hệ thống làm nguội (cooling system) Hình 1.7 Hệ thống hỗ trợ ép phun 1.2.2.1.Thân máy : Liên kết hệ thống máy với 1.2.2.2.Hệ thống thủy lực: Đây hệ thống cung cấp lực đẩy đóng mở khn, tạo trì lực kẹp, làm cho trục vít quay chuyển động tới lui, tạo lực đẩy cho chốt trượt bên Hình 1.8 Hệ thống thủy lực 1.2.2.3.Hệ thống điện: Cung cấp nguồn cho môtơ điện (Electric system) hệ thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa vật liệu nhờ băng nhiệt (Heater band) đảm bảo an toàn cho vận hành máy công tắc Hệ thống gồm tủ điện (electrical power cabinet) hệ thống dây dẫn Hình 1.9 Hệ thống điện 1.2.2.4 Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch để làm nguội khuôn ngăn khơng cho nhựa thơ cuống phểu (feed throat) nóng chảy Vì nhựa cuống phểu nóng chảy phần nhựa thơ phía khó chảy vào khoang chứa liệu Bộ điều khiển nước (Water temperature controller) cung cấp lượng nhiệt, áp suất, dịng chảy thích hợp để làm nguội nhựa khn Hình 1.10 Hệ thống làm nguội 1.2.3 Hệ thống phun : Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua hệ thống cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy dẻo nhựa, phun nhựa lỏng định hình sản phẩm Hệ thống gồm phận  Phểu cấp liệu (Hopper)  Khoang chứa liệu (Barrel)  Các băng gia nhiệt (Heater band)  Trục vít (Screw)  Bộ tự hồi (Non – return – assembly)  Vịi phun (Nozzle) Hình 1.11 Hệ thống phun Các hệ thống phun: 1.2.3.1 Phiểu cấp liệu (Hopper): Chứa vật liệu dạng viên để cấp cho khoang trộn 1.2.3.2 Khoang chứa liệu (Baress): Chứa nhựa để vít trộn chuyển động qua lại bên Khoang trộn gia nhiệt nhờ băng cấp nhiệt Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20% đến 30% nhiệt độ cần thiết để làm chảy lỏng vật liệu nhựa 1.2.3.3 Băng gia nhiệt.(Heater band): Giúp trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên khoang trạng thái dẻo 1.2.3.4 Trục vít(Screw): Nằm lịng, khoang chứa liệu phận hóa dẻo đẩy ngun liệu lịng vào khn Trục vít có cấu tạo gồm vùng: Hình 1.12 Cấu tạo trục vít  Vùng nhập liệu(feed zone): Ở gần phểu nhập liệu dùng để chuyển nguyên liệu phía trước, nguyên liệu mềm bắt đầu chảy (50%L)  Vùng nén ép (transition zone): Ở trục vít, dùng để nén ngun liệu dịng (25%L)  Vùng định lượng ( Metering zone): Trộn vào tạo đồng trước phun vào khuôn (25% L) 1.2.3.5 Bộ hồi tự mở hay van tự mở (Non – return – assemdly or non – return – valve): Bộ phận gồm có vịng chắn hình nêm đầu trục vít có chức tạo dịng nhựa bắn vào khn Khi trục vít nùi vịng chắn hình nêm di chuyển hướng vịi phun cho phép nhựa chảy phía đầu trục vít Cịn trục vít di chuyển phía trước vịng chắn hình nêm xẽ di chuyển phía phễu đóng kín với seat khơng cho nhựa chảy phía sau Hình 1.13 Bộ hồi tự mở 1.2.3.6.Vịi phun: Có chức nối khoang trộn với cuống phun phải có hình dạng bịt kín khoang trộn khn Trong q trình phun nhựa lỏng vào khn vịi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun đầu vòi phun nên lắp kín với phần lõm bạc cuống phun thơng qua vịng định vị để đảm bảo nhựa khơng bị phun ngồi tránh áp Hình 1.14 Vị trí vịi phun hệ thống phun 1.2.4 Hệ thống kẹp: Hệ thống kẹp có chức đóng mở khn tạo lực kẹp giữ khn q trình làm nguội đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn kết thúc chu kỳ ép phun Hệ thống bao gồm phận : + Cụm đẩy máy (Machanis ejectors) + Cụm kìm (Clamp cylinder) + Tấm di động (Moveable platen) + Tấm cố định (Stationary platen) + Những nối (Tie bars) Hình 1.15 Hệ thống kẹp Bây phân chia B.O.M Để bắt đầu trình VISI ta sử dụng bảng Assembly Manager Điều menu Annotation Assembly Manager Nếu bạn chọn vào bulong hệ thống đưa đặc tính   108   Cơng việc tương tự cho nhóm họ cịn lại hình 3.7.2 Họ tương ứng Lúc ta có nhóm họ cần thiết, ta cần thêm vào chi tiết ứng với i nhóm họ tương ứng Cách thực đơn giản Ví dụ nhóm Mould Base sau: Bây có 20 đối tượng nhóm Mould Base, thể hình   109   3.7.2.1 Sắp xếp Ta xếp nhóm họ cịn lại như nhóm Mould Base sau: Một bạn hợp lại nhóm họ danh sách chi tiết dễ dàng quản lý Bảng Assembly manager tương tự hình dưới: 3.7.2.2 Thiết lập cấu hình bảng kê chi tiết Sau hoàn tất phần xếp đến phần cho thể chúng cấu hình, công việc cho phép ta cho danh sánh chi tiết cần xuất bảng kê Công việc thực sau:   110   Khi thực bước ta có nhóm cần thể bảng kê Thiết lập bảng kê chi tiết Từ toolbar Assembly Manager chuyển sang chế độ tạo bảng (Table) để bắt đầu trình tạo B.O.M   111   Ở nhóm cuối, hàng 62 - 64 chi tiết không yêu cầu xuất bảng Để bỏ hàng từ 62 - 64 danh sách, ta làm sau Chúng ta bắt đầu đánh số chi tiết danh sách cần chọn lần Xem cách làm bên   112   Danh sách thể hiện, hàng - 12 Mould Base Gán số vị trí xếp lại thứ tự nhóm họ Mould Base Sau bạn thực xong, ta có bảng Lập lại công việc cho tất thành phần Mould Base:   113   Chọn Position cột đầu đánh dấu để thay đổi thứ tự số thứ tự Tiếp theo nhóm họ Insert Sử dụng phương pháp Tiếp theo nhóm họ Lifters, vui lịng theo bước sau:   114   Tiếp theo nhóm họ Sliders, vui lịng theo bước sau: Tiếp theo nhóm họ Injection / Ejection vui lịng theo bước sau: Nhóm họ Cooling sau:   115   Cuối cùng, đưa số vào nhóm Screws để hồn tất việc đánh số Xem trang sau Chọn icon set - reset - table Chọn nút phải chuột RMB nơi bản, chọn Assign Nhóm Screws hồn tất từ số 48 -61   116   Với nhóm số hồn tất bản, ta có tất vị trí thứ tự chi tiết Bạn xem tất chi tiết hiển thị số thứ tự danh sách Tạo bảng kê B.O.M vào vẽ 2D Chuyển sang chế độ Plot View, chọn trang Page từ danh sách Bây mở lại bảng Assembly Manager, hiển thị dưới:   117     Thực ghi theo trình tự   118   Đặt vị trí bảng vào vẽ Trong ví dụ bảng kê đặt góc bên trái ngồi khung vẽ bạn đặt vị trí mong muốn bạn   119   Đánh số thứ tự tham khảo vẽ Ta đánh số tham khảo cho vài chi tiết để hiểu nguyên lý Kiểu đánh số thực tay   120   Sau thực việc đánh số tham khảo, ta có số số tham khảo trình bày hình Và điều nên nhớ tất số tham khảo trùng bảng kê CÂU HỎI ÔN TẬP Trình bày trình tự bước thiết kế khn? Muốn trình bày vẽ khn phải thực qua bước ? Bài tập Yêu cầu: Thiết kế khuôn cho chi tiết sau: Mở file có tên “Nap siemens.wkf”   121   TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Tài liệu chuyển giao Công ty VICAM, Thiết kế khuôn nhựa, Công ty VICAM, 2012, 180 trang [2] Đồ án tốt nghiệp: Tìm hiểu khn ép phun - ứng dụng công nghệ CAD/CAM thiết kế khuôn ép, ĐH SPKT, 2007, 278 trang.  [3] Nguyễn Hồng Thái, Bài giảng thiết kế kỹ thuật, Đại học bách khoa TP HCM, 105 trang [4] Peter John, The Mould Design Guide, United Kingdom, 576 pages [5] CoreTech System, Mold Design fundamentals, 43 pages   ... ỨNG DỤNG VISI TRONG THIẾT KẾ KHN Mục tiêu: - Kiểm tra phân tích sản phẩm - Tách khuôn thiết kế insert - Thiết kế kênh nhựa - Thiết kế kế cấu khuôn - Chèn chi tiết khuôn - Thiết kế kênh làm mát -... thiết kế khuôn 43 3.1 Phân tích sản phẩm 43 3.2 Tách khuôn thiết kế Insert 54 3.3 Thiết kế kênh nhựa 57 3.4 Thiết kế kết cấu 67 Chèn chi tiết khuôn ... ghép insert khí        a) Thiết kế rãnh khí  b) Ty khí c) Rãnh khí Hình 2.31 Thiết kế khí CÂU HỎI ƠN TẬP Trình bày kiểu khn nhựa? Phân biệt khuôn khuôn tấm? Các thành phần khuôn nhựa?   42     Chương