(Đồ án hcmute) thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa sản phẩm khuôn rau câu 200mm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA SẢN PHẨM KHUÔN RAU CÂU 200MM GVHD: ThS PHAN THANH VŨ SVTH: NGUYỄN VĂN DŨNG NGUYỄN THANH PHONG PHẠM CHÍ TRUNG S KL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2016 an MSSV: 12144016 MSSV: 12144080 MSSV: 12144126 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM KHUÔN RAU CÂU 200MM GVHD: SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: Khóa: Th.S PHAN THANH VŨ NGUYỄN VĂN DŨNG 12144016 NGUYỄN THANH PHONG 12144080 PHẠM CHÍ TRUNG 12144126 2012 – 2016 T.p Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM KHUÔN RAU CÂU 200MM GVHD: SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: Khóa: Th.S PHAN THANH VŨ NGUYỄN VĂN DŨNG 12144016 NGUYỄN THANH PHONG 12144080 PHẠM CHÍ TRUNG 12144126 2012-2016 T.p Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 an KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Ngành: Giáo viên hướng dẫn: Ngày nhận đề tài: MSSV: Lớp: ĐT: Ngày nộp đề tài: Tên đề tài: Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Sản phẩm: TRƯỞNG BỘ MƠN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MÔN CN CHẾ TẠO MÁY i an Độc lập – Tự – Hạnh phúc CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên hướng dẫn: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực Ưu điểm Khuyết điểm Đề nghị cho bảo vệ hay không Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ :……………………………….) T.p Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm… Giáo viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) ii an KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CN CHẾ TẠO MÁY CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên Sinh viên: MSSV: Ngành: Tên đề tài: Họ tên Giáo viên hướng dẫn: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài khối lượng thực Ưu điểm Khuyết điểm Câu hỏi phản biện (nếu có) Đề nghị cho bảo vệ hay không: Đánh giá loại: Điểm: (Bằng chữ :……………………………….) T.p Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm… Giáo viên phản biện (Ký ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN Đồ án tốt nghiệp tổng kết trình học tập trường chuẩn bị bước vào thực tế sống sản xuất Trong suốt q trình thực hồn thành đồ án tốt nghiệp, nhóm đồ án cố gắng nỗ lực nhiều bên cạnh nhóm may mắn nhận quan tâm, giúp đỡ vơ to lớn từ phía nhà trường, thầy cố vấn với động viên giúp đỡ gia đình bạn bè Chính tình cảm tạo cho nhóm chúng em có tự tin hăng hái công việc, học hỏi nhiều hồn thành tốt đồ án Nhóm đồ án chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:  Ban chủ nhiệm Bộ môn công nghệ tự động, Trung tâm cơng nghệ cao Khoa khí chế tạo máy – Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em thực đề tài  Thầy Phan Thanh Vũ – giáo viên hướng dẫn thực đồ án tốt nghiệp tận tình giảng dạy, tạo điều kiện động viên nhóm chúng em suốt thời gian thực đồ án  Cô Dương Thị Vân Anh, Thầy Trần Minh Thế Uyên, Thầy Nguyễn Văn Sơn cung cấp tài liệu, hướng dẫn giúp đỡ nhóm hồn thành tốt đề tài tốt nghiệp  Q thầy xưởng khoa Cơ khí tạo điều kiện giúp đỡ nhóm chúng em q trình thực đồ án  Cuối xin cảm ơn bạn bè giúp nhóm đồ án chúng tơi nhiều NHĨM ĐỒ ÁN ĐỒNG CẢM ƠN iv an MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii BẢNG NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ VÀ HÌNH ẢNH ix CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN Tính cấp thiết đề tài Yêu cầu đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Giới hạn đề tài Phương pháp nghiên cứu 1.6.1 Phương pháp luận: tìm hiểu lý thuyết sau thiết kế, chế tạo sản phẩm 1.6.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể Kế t cấ u của Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan khuôn công nghệ ép phun Khái niệm khuôn Giới thiệu công nghệ ép phun Khả công nghệ Yêu cầu kỹ thuật khuôn Chu kỳ ép phun 2.2 Vật liệu nhựa dùng công nghệ ép phun v an 2.2.1 Polypropylen ( PP ) 2.2.2 Nhựa PE (polyethylene) 2.2.3 Nhựa ABS (Poly acrylonitrile butadiene styrene) 2.2.4 Nhựa PVC 2.2.5 Nhựa PS (plystyrene) 2.3 Quy trình thiết kế khn ép nhựa 11 2.4 Các thành phần khuôn 12 CHƯƠNG QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN 14 3.1 Thiết kế sản phẩm khuôn rau câu 14 3.1.1 Cơ sở thiết kế 14 3.1.2 Yêu cầu kỹ thuật thẩm mỹ sản phẩm 14 3.1.3 Thiết kế sản phẩm 14 3.2 rau câu Ứng dụng phần mềm Moldflow Insight 2016 phân tích sản phẩm khn 28 Tổng quan 28 Ứng dụng phần mềm Moldflow phân tích sản phẩm khn rau câu 29 Bảng tổng hợp phân tích 43 Thiết kế khuôn cho sản phẩm khuôn rau câu 44 3.3.1 Xác định kiểu khuôn 44 3.3.2 Tính tốn, xác định hệ số co rút 45 3.3.3 Tính tốn số lịng khn 45 3.3.4 Hệ thống kênh dẫn nhựa 46 3.3.5 Hệ thống dẫn hướng định vị 48 3.3.5.1 Vòng định vị 49 3.3.5.2 Chốt dẫn hướng 50 3.3.5.3 Bạc dẫn hướng 52 3.3.6 Hệ thống đẩy 53 3.3.7 Gối đỡ 56 3.3.8 Hệ thống làm nguội 57 3.3.9 Tách khuôn 57 vi an 3.3.10 Các khuôn khuôn 62 3.3.10.1 Tấm khuôn (cavity) 62 3.3.10.2 Tấm khuôn đực (core) 62 3.3.10.3 Tấm kẹp 63 3.3.10.4 Tấm kẹp 63 CHƯƠNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 65 4.1 Gia công khuôn 65 4.1.1 Lập trình gia cơng 65 4.1.2 Gia công khuôn 65 4.2 Đánh bóng, lắp ráp khn ép thử 85 Đánh bóng khn 85 Máy mài tay 85 Các kiểu đầu đá mài 85 Các loại dũa 86 Giấy nhám 86 Ni đánh bóng hạt mài 87 4.3 Lắp ghép khuôn 87 4.4 Ép thử sản phẩm 88 4.5 Các lỗi phát sinh trình ép 88 4.6.1 Bavia 88 4.6.2 Sản phẩm bị thủng 89 4.6.3 Sản phẩm không điền đầy 90 4.6.4 Sản phẩm có đường hàn nối 91 4.6 Sửa khuôn 92 4.7 Thông số cài đặt ép thực tế 94 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 5.1 Kết luận 95 5.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 vii an +Phay tinh: Endmill Ø 10, t=0.5 mm, S=2500(v/phút), F= 250 (mm/phút)  Nguyên công 3: H±ᵟ +Phay thô: dao phay mặt đầu S=2000 (v/phút), F=200 (mm/phút) +Phay bán tinh: Endmill Ø 10, t=1 mm, S= 2000 (v/phút), F=200 (mm/phút) +Phay tinh: Endmill Ø 10, t=0.5 mm, S= 2500(v/phút), F=250 (mm/phút) +Mài đạt kích thước 90±0.05 (mm) Do bề mặt làm việc nên cần cho độ xác cao Bước 2: Khoan lỗ +Định tâm: drill Ø 2, S= 2500 (v/phút), F=200 (mm/phút) +Khoan lỗ suốt: drill Ø 16, S= 600 (v/phút), F= 100 (mm/phút) Bước 3: Làm nguội +Làm bavia cạnh, lỗ khoan +Đánh bóng bề mặt làm việc chủ yếu  Phiếu công nghệ Kích thước phơi (mm) 300x58x90 MAC-V3 Vật liệu Thép CT3 Gá kẹp Ê tơ Chuẩn Quy trình gia cơng S (v/p) 2500 F (mm/p) 200 16 600 100 TT Bước công nghệ Loại dao Ø Định tâm Drill Khoan lỗ suốt Ø16 Drill t Ghi 84 an Bảng 4.7 Quy trình cơng nghệ gối đỡ Nạp chương trình đứng máy gia cơng Sử dụng phần mềm Catia chuyển đổi chương trình gia cơng từ máy tính sang máy CNC Sau đứng máy gia cơng Đánh bóng, lắp ráp khn ép thử Đánh bóng khn Đánh bóng khn cơng việc sau trước lắp ráp khn.Việc đánh bóng khn quan trọng ảnh hưởng tới khn tính thẩm mỹ sản phẩm 4.2 Máy mài tay Dùng để mài thô mặt lịng khn Hình 4.14 Máy mài tay Các kiểu đầu đá mài 85 an Hình 4.15 Các kiểu đầu đá mài Các loại dũa Dùng để dũa góc cạnh, ba via mà máy mài tay không vào Hình 4.16 Các loại dũa Giấy nhám 86 an Hình 4.17 Giấy nhám chổi quét Chỉ số giấy nhám số hạt đơn vị diện tích Số nhỏ giấy nhám có hạt lớn Tiến hành đánh bóng từ giấy thơ (số nhỏ) đến giấy đánh tinh ( số lớn) Tăng dần số giấy nhám lên: Từ 400 > 600 > 800 > 1000 >1500 Ni đánh bóng hạt mài Cuối cùng, dùng nỉ đánh bóng (loại gắn lên máy mài tay), kết hợp với hạt mài dạng lỏng, đánh bóng lịng khn: Hình 4.18 Hợp chất chứa hạt mài 4.3 Lắp ghép khn Cuối cùng, lắp ghép lịng khn chi tiết khn để khn hồn chỉnh Khi lắp ghép khuôn ta lắp từ mặt phân khuôn hai phía 87 an Hình 4.19 Bộ khn lắp ghép hoàn chỉnh 4.4 Ép thử sản phẩm Sau lắp ráp hồn chỉnh khn, đem ép thử sản phẩm với thông số ép phun mô phần mềm Molflow Thông số Giá trị Áp suất phun (kg/cm2) 56 Thời gian phun (s) Thời gian làm nguội (s) Nhiệt độ (oC) 195 Bảng 4.8 Bảng thông số ép 4.5 Các lỗi phát sinh trình ép 4.6.1 Bavia Bavia hình thành mặt phân khuôn khuôn, bao xung quanh vành đáy sản phẩm 88 an Hình 4.20 Sản phẩm bị bavia  Nguyên nhân: nguyên nhân chủ yếu gây bavia  Việc chế tạo khn khơng xác Cụ thể q trình gia cơng hai lịng khn, mặt phân khn gia cơng bị nghiêng, dẫn đến việc hai lịng khn khơng kín Khi đóng khn để ép, hai lịng khn khơng kín, tạo khe hở gây bavia  Áp suất phun ép cao  Cách khắc phục:  Sửa lại mặt phân khn hai lịng khn khít với Có thể hàn đắp mặt bị lõm mài lại bề mặt lồi  Giảm áp suất phun ép, tốc độ phun áp suất giữ nhỏ lại 4.6.2 Sản phẩm bị thủng Tại vị trí chốt đẩy, bề mặt sản phẩm bị thủng, để lại dấu vết, lỗ bề mặt 89 an Hình 4.21 Sản phẩm bị thủng  Nguyên nhân:  Lực đẩy hệ thống đẩy sản phẩm lớn  Bề mặt sản phẩm chưa đông đặc kịp  Bề dày sản phẩm nhỏ (1.5mm)  Chốt đẩy nhỏ  Cách khắc phục:  Giảm lực đẩy hệ thống đẩy  Tăng thời gian làm nguội, để bề mặt sản phẩm đông đặc nhiều hơn, tăng độ cứng cho bề mặt  Bố trí thêm chốt đẩy cho hệ thống đẩy (Khơng thể tăng kích thước chốt đẩy có ảnh hưởng đến họa tiết) 4.6.3 Sản phẩm không điền đầy Nhựa không điền đầy sản phẩm hồn tồn 90 an Hình 4.22 Sản phẩm khơng điền đầy  Nguyên nhân:  Nhiệt độ chảy, nhiệt độ khuôn tốc độ phun thấp  Nhựa chưa dẻo hóa hồn tồn  Thiếu ngun liệu (cài đặt hành trình trục vít khơng đủ)  Áp suất phun thấp  Cách khắc phục:  Tăng nhiệt độ chảy, nhiệt độ khuôn tốc độ phun  Sấy nhựa thời gian  Cài đặt hành trình trục vít phù hợp  Tăng áp suất phun 4.6.4 Sản phẩm có đường hàn nối Xuất đường màu sản phẩm 91 an Hình 4.23 Sản phẩm có đường hàn nối  Nguyên nhân:  Bề dày sản phẩm nhỏ  Nhiệt độ chảy, nhiệt độ khuôn tốc độ phun thấp  Áp suất phun thấp  Nhựa chưa dẻo hóa hồn tồn  Cách khắc phục:  Tăng nhiệt độ phun ép, tốc độ phun  Tăng áp suất phun  Sấy nhựa kỹ 4.6 Sửa khuôn Sau ép thử phát khuyết tật xuất trình ép phun, có xuất khuyết tật gia cơng bố trí chốt đẩy gây nên Do nhóm tiến hành sửa lại khuôn Việc sửa khuôn bao gồm:  Hai mặt phân khn bị sai lệch, nhóm tiến hành mài lại mặt phân khuôn  Sản phẩm bị thủng, nhóm xem xét tiến hành bố trí thêm chốt đẩy Ø8 92 an Hình 4.24 Tấm giữ sau sửa Hình 4.25 Tấm khn di động sau sửa Sau sửa khuôn, tiến hành ép lại lần hai Lần ép thứ 2, sản phẩm đạt u cầu kích thước hình dáng Tổng thời gian ép hoàn thành sản phẩm 42s 93 an Hình 4.26 Sản phẩm ép đạt 4.7 Thông số cài đặt ép thực tế Thông số Giá trị Áp suất phun (kg/cm2) 40 Thời gian phun (s) Thời gian làm nguội (s) 10 Nhiệt độ (oC) 195 Khoảng lấy nhựa (mm) 100 Tốc độ phun (%) 30 Bảng 4.9 Thông số cài đặt thực tế 94 an CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Sau gần hai tháng thực đồ án tốt nghiệp, với thuận lợi khó khăn trải qua, nhóm hồn thành tốt đề tài tốt nghiệp “Thiết kế - Chế tạo khuôn rau câu” Đồng thời, nhóm chúng tơi đạt yêu cầu mục tiêu đề ra, bao gồm:  Thành tựu mặt lý thuyết:  Tìm hiểu tổng quan vật liệu ép phun  Tìm hiểu tổng quan cơng nghệ ép phun  Phân tích dịng chảy nhựa khn phần mềm MoldFlow 2016  Tính tốn, thiết kế sản phẩm khuôn ép sản phẩm “Khuôn rau câu” phần mềm Creo Parametric 3.0  Gia công khuôn máy phay CNC  Ép thử sản phẩm – thành lập thơng số cho q trình ép thử sản phẩm máy W-120B  Đồng thời thành viên nhóm đạt kỹ tinh thần, thái độ phương thức làm việc nhóm, nghiêm túc phát huy sáng tạo cơng việc Tất điều hàng trang bổ ích để nhóm đồ án chúng em chuẩn bị bước vào sống thực tế  Thành tựu “Bộ khuôn - Sản phẩm”:  Các khn đạt kích thước theo u cầu bảng vẽ, dung sai yêu cầu  Bộ khuôn hoạt động tốt q trình ép phun ép phun thành cơng cho sản phẩm thực tế  Sản phẩm “Khuôn rau câu” đạt kích thước theo thiết kế  Tính thẩm mỹ sản phẩm đẹp, bắt mắt người nhìn 5.2 Kiến nghị hướng phát triển đề tài Để tiếp tục phát triển đồ án tốt nghiệp nhằm nâng cao tính hồn thiện đồ án, để tạo sản phẩm “Khn rau câu” tốt hơn, hồn thiện đánh giá so sánh 95 an phương pháp gia cơng khn đồ án tốt nghiệp nên phát triển theo hướng sau:  Thiết kế khuôn nhiều tầng để nâng cao hiệu sản xuất  Nghiên cứu vật liệu để ép sản phẩm thông số máy ép phun để sản phẩm đạt độ cứng tốt , thẩm mĩ cao, đa dạng màu sắc  Nghiên cứu thiết kế chế tạo mẫu móc dán tường có tính ưu việt ghép lại thành dãy liền tách rời 96 an TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] T.S Phạm Sơn Minh – Th.S Trần Minh Thế Un (2014), “Giáo trình Mơ quy trình phun ép nhựa”, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM, trang 150 – 176 [2] T.S Phạm Sơn Minh – Th.S Trần Minh Thế Uyên (2014), “Giáo trình Thiết kế chế tạo khuôn phun ép nhựa”, Nhà xuất ĐHQG TP.HCM [3] http://luanvan.net.vn [4] http://www.plastic04.com/ [5] http://www.slideshare.net/ [6] http://www.thietkekhuon.com/ 97 an an ... THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM KHUÔN RAU CÂU 200MM GVHD: SVTH: MSSV: SVTH: MSSV: SVTH:... tháng năm 2016 an TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA SẢN PHẨM KHUÔN RAU. .. Sử dụng vật liệu tái chế  Yêu cầu tính thẩm mỹ:  Các bề mặt khn rau câu trơn láng  Sản phẩm có màu sắc nhìn 3.1.3 Thiết kế sản phẩm Quy trình thiết kế sản phẩm khuôn rau câu phần mềm Creo Parametric