Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM XUÂN TÂM NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ TỪ TRƯỜNG TRONG QUI TRÌNH GIA NHIỆT CHO KHN PHUN ÉP NHỰA VỚI CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA CUỘN DÂY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 5 Tp Hồ Chí Minh, tháng 3/2016 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -o0o - LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM XUÂN TÂM NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ TỪ TRƢỜNG TRONG QUI TRÌNH GIA NHIỆT CHO KHN PHUN ÉP NHỰA VỚI CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA CUỘN DÂY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp Hồ Chí Minh, tháng 3/2016 Luan van BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH -o0o - LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM XUÂN TÂM NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ TỪ TRƢỜNG TRONG QUI TRÌNH GIA NHIỆT CHO KHN PHUN ÉP NHỰA VỚI CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA CUỘN DÂY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hƣớng dẫn khoa học: TS.PHẠM SƠN MINH Tp Hồ Chí Minh, tháng 3/2016 Luan van LÝ LỊCH KHOA HỌC I LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Phạm Xuân Tâm Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 29 – 01 – 1982 Nơi sinh: Tp HCM Quê quán: Thành phố Hồ Chí Minh Dân tộc: Kinh Chỗ riêng địa liên lạc: 91/12/14 Phạm Văn Chiêu,Phƣờng 14 Quận Gị Vấp ,Thành phố Hồ Chí Minh Điện thoại: 0975039900 E-mail: phamxuantam2007@yahoo.com II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2000 đến 5/2004 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại học Bách Khoa, Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật Chế tạo máy Đại học: Hệ đào tạo: Vừa học vừa làm Thời gian đào tạo từ 9/2005 đến 11/2013 Nơi học (trƣờng, thành phố): Trƣờng Đại Học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh Ngành học: Kỹ thuật Chế tạo máy III Q TRÌNH CƠNG TÁC CHUN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Từ 5/2004 Nơi công tác Công ty Giao thông vận tải 622 i Luan van Công việc đảm nhiệm Cán kỹ thuật Từ 9/2007 Từ 10/2010 Công ty Cửa Sổ Nhựa Châu Âu(EuroWindow) Cơng ty TNHH-TM-Sản xuất Nhựa Chí Thành.VN ii Luan van Kỹ sƣ bảo trì Cán kỹ thuật iii Luan van LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng năm 2016 (Ký tên ghi rõ họ tên) Phạm Xuân Tâm iv Luan van LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, tơi nhận đƣợc giúp đỡ, dìu dắt tận tình quý thầy, giáo, nhà khoa học ngồi Khoa Công nghệ Chế tạo máy, Trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Tơi xin trân trọng cảm ơn thầy TS Phạm Sơn Minh – ngƣời thầy nhiệt tình, tận tâm giúp đỡ tơi suốt trình học tập, nghiên cứu khoa học Các thầy đặt viên gạch trình xây dựng đề cƣơng thầy hƣớng dẫn thực cách tỉ mỉ hoàn thành luận văn Thầy gƣơng sáng lao động, nghiên cứu khoa học để phấn đấu vƣơn lên đƣờng học tập, nghiên cứu khoa học ngày trƣởng thành sống, học tập cơng tác Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Đốc Công ty giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi q trình học tập cơng tác Tôi xin gửi lời cảm ơn đến tất thành viên gia đình tơi – ngƣời thân yêu hậu phƣơng, chỗ dựa vững chắc, giúp đỡ lúc khó khăn tạo điều kiện để tơi n tâm học tập cơng tác có đƣợc kết nhƣ ngày hôm Cuối cùng, xin cảm ơn bạn học viên Cao học, chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, khóa 2013B,2014A – Trƣờng ĐH Sƣ phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh ngƣời bạn nhiệt tình giúp đỡ tơi học tập nhƣ sống Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2016 Học viên thực luận văn Phạm Xuân Tâm v Luan van TÓM TẮT Hiện nay, t gia ,gia nhiệt cảm ứng từ Tuy nhiên nghiê hân bố từ trƣờng khn nhiều lịng khn đề tài “Nghiên cứu phân bố từ trường qui trình gia nhiệt cho khn phun ép nhựa với hình dạng khác cuộn dây” cần thiết Mục đích đề tài thiết kế - mơ q trình hoạt động cấp nhiệt cho khuôn âm vật liệu thép cảm ứng từ, với hỗ trợ phần mềm SOLIDWORK COMSOL Multiphysics thực nghiệm Kết đạt đƣợc đề tài thực thành công mô gia nhiệt khuôn ép nhựa sử dụng cảm ứng từ; đánh giá xu hƣớng biến đổi nhiệt độ khuôn; đánh giá ảnh hƣởng hình dạng cuộn dây khn nhiều lịng khn vi Luan van ABSTRACT Nowadays, there are many researches to optimize the mold temperature in the world such as: research of thermal response simulation and mold structure optimization for rapid heating process, control mold temperature by micro membrane in the injection molding process In Vietnam, many scientific projects have been done concerning with mold temperature includes: designing hot channels for plastic injection molding, heating mold by thermo-resistance,induction heating However studies magnetic field distribution on multiple cavity mold does not have much Therefore, the topic "Research magnetic field distribution in the heating process for plastic injection mold with different shapes of the coil" is necessary The purpose of this research is to design - simulating the operation of heat for steel plate material negative mold by magnetic induction, with the support of the COMSOL Multiphysics software SolidWorks, and experimental The result of this research is to achieve the successful implementation of all heating simulation in plastic injection molds using magnetic induction; assess trends and the temperature variation in the mold; evaluate the effects of mold shaped coil on multiple cavities vii Luan van Kết thực nghiệm: A Thực nghiệm cuộn dây xoắn trịn(spiral) Hình 5.15: Kết mô kết thực nghiệm cuộn dây spiral - Kết thực nghiệm vị trí 1: Nhiệt độ sau gia nhiệt 10s 256oC , tốc độ gia nhiệt trung bình 22.4oC Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thể hình 5.16 a b Hình 5.16:Đồ thị nhiệt độ đo thực tế(hình a) mơ (hình b) vị trí - Kết thực nghiệm vị trí 2: Nhiệt độ trung bình sau gia nhiệt 10s 102.7oC , tốc độ gia nhiệt trung bình 7oC 67 Luan van Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thể hình 5.17 Hình 5.17: Đồ thị nhiệt độ vị trí (6 lịng khn) Sự phân bố từ trƣờng lịng khn đƣợc thể hình 5.18 Hình 5.18: Phân bố từ trƣờng lịng khn - Kết thực nghiệm vị trí 3: Nhiệt độ sau gia nhiệt 10s 208oC , tốc độ gia nhiệt trung bình 17.6oC Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thể hình 5.19 68 Luan van Hình 5.19:Đồ thị nhiệt độ đo thực tế vị trí Sau giây kể từ lúc ngừng gia nhiệt: - Nhiệt độ đo đƣợc thể nhƣ sau: 147oC 138oC 142oC 154oC 137oC 132oC 149o Kết luận: - Nhiệt độ mặt phân khuôn cao 256oC - Nhiệt độ lịng khn thấp 102.7oC - Nhiệt độ kênh dẫn nhựa 208oC - Sau s ngừng gia nhiêt ,ta nhận thấy nhiệt độ phân bố lịng khn chênh 12oC - Qua kết kết mô cho thấy từ trƣờng phân bố lịng khn khơng - Từ trƣờng tập trung gần mặt phân khuôn 69 Luan van - Thực nghiệm với cuộn dây có kích thƣớc nhỏ kích thƣớc hình dạng xếp lịng khn từ trƣờng khơng phủ hết lịng khn nên nhiệt độ lịng khuôn không - Thực nghiệm với cuộn dây có kích thƣớc lớn kích thƣớc hình dạng xếp lịng khn nhiệt độ tăng chậm hơn,nhiệt độ lịng khn khơng - Với lịng khn xếp theo hình chữ nhật hình vng gia nhiệt cuộn dây hình dạng xoắn trịn từ trƣờng phân bố khơng B Thực nghiệm cuộn dây xoắn vng Hình 5.20: Kết mơ kết thực nghiệm cuộn dây xoắn vuông góc 70 Luan van - Kết thực nghiệm vị trí 1: Nhiệt độ sau gia nhiệt 10s 237oC , tốc độ gia nhiệt trung bình 20.1oC Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thể hình 5.21 Hình 5.21:Đồ thị nhiệt độ đo thực tế vị trí - Kết thực nghiệm vị trí 2: Nhiệt độ trung bình sau gia nhiệt 10s 106.2oC , tốc độ gia nhiệt trung bình 8oC Do nhiệt độ lịng khn tƣơng đƣơng nên tác giả dùng giá trị trung bình để vẽ đồ thị Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thể hình 5.22 71 Luan van Hình 5.22:Đồ thị nhiệt độ đo thực tế vị trí -Sự phân bố từ trƣờng lịng khn đƣợc thể hình 5.23 Hình 5.23: Phân bố từ trƣờng lịng khn - Kết thực nghiệm vị trí 3: Nhiệt độ sau gia nhiệt 10s 200oC , tốc độ gia nhiệt trung bình 16.4oC Đồ thị biểu diễn nhiệt độ thể hình 5.24 Hình 5.24:Đồ thị nhiệt độ đo thực tế vị trí 72 Luan van Sau giây kể từ lúc ngừng gia nhiệt: -Nhiệt độ đo đƣợc thể nhƣ sau: 132oC 132oC 130oC 135oC 132oC 133oC 131oC Hình 5.25: Phân bố nhiệt độ khuôn sau ngừng gia nhiệt 5s Kết luận: - Nhiệt độ mặt phân khn cao 237oC - Nhiệt độ lịng khuôn thấp 106.2oC - Nhiệt độ kênh dẫn nhựa 200oC - Sau s ngừng gia nhiệt ta thấy nhiệt độ phân bố lịng khn chênh 3oC - Qua kết kết mô cho thấy từ trƣờng lịng khn phân bố tƣơng đối - Từ trƣờng tập trung gần mặt phân khuôn - Thực nghiệm với cuộn dây có kích thƣớc nhỏ kích thƣớc hình dạng xếp lịng khn từ trƣờng khơng phủ hết lịng khn nên nhiệt độ lịng khn khơng - Thực nghiệm với cuộn dây có kích thƣớc lớn kích thƣớc hình dạng xếp lịng khn nhiệt độ tăng chậm hơn,nhiệt độ lịng khn không 73 Luan van - Thực nghiệm với cuộn dây có kích thƣớc kích thƣớc hình dạng xếp lịng khn nhiệt độ vùng phân bố tƣơng đối - Với lịng khn xếp theo hình chữ nhật hình vng gia nhiệt cuộn dây hình dạng xoắn vng xoắn hình chữ nhật từ trƣờng phân bố vùng( mặt phân khn,lịng khn,kênh dẫn nhựa) C Thực nghiệm cuộn dây hình chữ nhật Hình 5.26: Kết mô kết thực nghiệm cuộn dây hình chữ nhật Kết thực nghiệm: - Nhiệt độ mặt phân khuôn cao 117oC - Nhiệt độ lịng khn trung bình 65.7oC - Nhiệt độ kênh dẫn nhựa 87oC Kết luận: Nhiệt độ thấp nên ứng dụng gia nhiệt khuôn D Ứng dụng gia nhiệt vào sản xuất thực tế Ứng dụng công nghệ gia nhiệt cảm ứng khuôn âm hai sản phẩm Khuôn đƣợc chế tạo thép không rỉ, dùng sản xuất chi tiết máy dạng ống nhựa PC 74 Luan van Sản phẩm không gia nhiệt khn âm trƣớc phun ép Sản phẩm có gia nhiệt khuôn âm cảm ứng từ trƣớc phun ép Sản phẩm có gia nhiệt khn trƣớc phun ép bề mặt trơn láng hơn,khơng xuất vết đƣờng hàn 5.3.3 Nhận xét., -Hình dáng cuộn dây gia nhiệt cảm ứng từ có ảnh hƣởng lớn đến hiệu gia nhiệt,đến phân bố từ trƣờng lịng khn phân bố nhiệt độ khn -Kích thƣớc cuộn dây phải phù hợp với kích thƣớc hình dạng xếp lịng khn -Qua thực nghiệm cho thấy khe hở ống dây nên chọn từ 0.8d đến 1.2d ,với d đƣờng kính ống đồng chế tạo cuộn dây.Để nhiệt phân bố bề mặt gia 75 Luan van nhiệt khơng có vị trí bị q nhiệt.Nếu khe hở nhỏ tốc độ gia nhiệt nhanh nhƣng có vị trí bị nhiệt.Còn khe hở lớn gây tổn thất nhiệt nhiệt phân bố khơng - Khn có hình dạng bố trí lịng khn theo hình chữ nhật hình vng nên sử dụng cuộn dây có hình dạng xoắn vng góc để có phân bố từ trƣờng đồng lịng khn.Tƣơng tự,các lịng khn bố trí hình trịn dùng cuộn dây có hình dạng xoắn trịn (spiral) đạt đƣợc phân bố đồng từ trƣờng lịng khn 76 Luan van Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Thông qua nghiên cứu này, thông số đặc điểm hình dạng cuộn dây sử dụng trình gia nhiệt cảm ứng từ đƣợc xem xét phân tích Với phƣơng pháp mô thực nghiệm kiểm chứng, kết sau đƣợc rút ra: - Với thiết kế cuộn dây xoắn trịn(spiral), chênh lệch nhiệt độ mơ thực nghiệm dao động khoảng 5,3 oC đến 12,5 oC Tƣơng tự, với thiết kế cuộn dây xoắn vuông góc, chênh lệch nhiệt độ mơ thực nghiệm dao động khoảng 4,2oC đến 8,6 oC - Các kết cho thấy phƣơng pháp mơ dự đốn xác phân bố nhiệt độ ba vị trí (mặt phân khn,kênh dẫn nhựa,lịng khn) - Cả phƣơng pháp mô phƣơng pháp thực nghiệm cho thấy cuộn dây dạng xoắn vng góc gia nhiệt cho hình dạng bố trí lịng khn vuông chữ nhật tốt nhất.Tƣơng tự ,sử dụng cuộn dây dạng xoắn tròn gia nhiệt cho lòng khn bố trí hình trịn tốt - Bằng phƣơng pháp mơ thực nghiệm ta nhận thấy: Khoảng cách cuộn dây mặt gia nhiệt khoảng 3mm đến 5mm tốc độ gia nhiệt nhanh.Khoảng cách lớn 15mm trình gia nhiệt chậm Tốc độ gia nhiệt cuộn dây dạng xoắn trịn nhanh cuộn xoắn vng góc.Nguyên nhân khe hở hai ống xoắn trịn nhỏ xoắn vng góc.Do xoắn góc vng mà khe hở nhỏ nƣớc giải nhiệt ống khơng thể chảy Kích thƣớc cuộn dây nên chọn khoảng 80% đến 90% kích thƣớc hình dạng bố trí lịng khn 77 Luan van Sau ngừng gia nhiệt giây ,nhiệt độ điểm khuôn khoảng 1300C đến 1420C.Đây khoảng nhiệt độ thỏa u cầu gia nhiệt khn - Có thể ứng dụng sản xuất tổng thời gian rút tay máy mang cuộn dây đóng khn từ giây đến giây - Các loại hình dạng cuộn dây nghiên cứu phân bố từ trƣờng vùng,nên nhiệt độ vùng có chênh lệch với nhau.Nhƣng truyền nhiệt khối rắn ,nên sau thời gian ngừng gia nhiệt nhiệt độ khuôn tƣơng đối 6.2 Hƣớng phát triển đề tài Thơng qua q trình nghiên cứu cuộn dây phƣơng pháp gia nhiệt cảm ứng từ, bên cạnh kết đạt đƣợc, hƣớng phát triển sau đƣợc đề xuất: - Nghiên cứu trình gia nhiệt cảm ứng từ cho bề mặt khuôn với cuộn dây đƣợc gắn lớp màng vật liệu cản từ bên trên.Nhờ lớp màng cản từ, từ trƣờng bị đẩy xuống bề mặt khuôn làm tăng tốc độ gia nhiệt 78 Luan van TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Sơn Minh - Trần Minh Thế Uyên, Bài giảng Thiết Kế Chế Tạo Khuôn Ép Nhựa, Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP.HCM [2]PGS.TS Đặng Thành Trung,COMSOL –Nền tảng ứng dụng mô số,Nhà xuất Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [3] H L Chen, S C Chen, W H Liao, R D Chien, Y T Lin, Effects of insert film on asymmetric mold temperature and associated part warpage during in-mold decoration injection molding of PP parts, International Communications in Heat and Mass Transfer 41 (2013) 34-40 [4] X Xu, C B Park, J W S Lee, X Zhu, Advanced Structural Foam Molding Using a Continuous Polymer/Gas Melt Flow Stream, Journal of Applied Polymer Science 109 (2008) 2855–2861 [5] W Wu, N Yoon Lee, Two-layer microdevice for parallel flow-through PCRs employing plastic syringes for semi-automated sample injection and a single heater for amplification: Toward process simplification and system miniaturization, Sensors and Actuators B: Chemical, 181 (2013) 756-765 [6] G Wang, G Zhao, H Li, Y Guan, Research of thermal response simulation and mold structure optimization for rapid heat cycle molding processes, respectively, with steam heating and electric heating, Materials & Design 31 (1) (2010) 382-395 [7] S C Chen, H M Li, S S Hwang, H H Wang, Passive mold temperature control by a hybrid filming-microcellular injection molding processing, International Communications in Heat and Mass Transfer, 35 (7) (2008) 822-827 [8] A Kumar, P S Ghoshdastidar, M.K Muju, Computer simulation of transport processes during injection mold-filling and optimization of the molding conditions, Journal of Materials Processing Technology, 120 (1–3) (2002) 438-449 [9] Injection molding handbookOsswald, Lih-Sheng Turng and Paul Gramann (Jun 1, 2008) 79 Luan van [10] http://doc.edu.vn/tai-lieu/do-an-cong-nghe-duc-ep-phun-1433/ [11] Nghiêm Hùng- Kim loại học nhiệt luyện,Nhà xuất giáo dục(1993) 80 Luan van S K L 0 Luan van ... hƣớng nghiên cứu giới nêu trên, đề tài nghiên cứu ứng dụng cảm ứng từ vào trình gia nhiệt cho khuôn ép phun nhựa, tên cụ thể đề tài ? ?Nghiên cứu phân bố từ trường qui trình gia nhiệt cho khn phun ép. .. khn đề tài ? ?Nghiên cứu phân bố từ trường qui trình gia nhiệt cho khn phun ép nhựa với hình dạng khác cuộn dây? ?? cần thiết Mục đích đề tài thiết kế - mơ q trình hoạt động cấp nhiệt cho khuôn âm vật... -o0o - LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẠM XUÂN TÂM NGHIÊN CỨU PHÂN BỐ TỪ TRƢỜNG TRONG QUI TRÌNH GIA NHIỆT CHO KHN PHUN ÉP NHỰA VỚI CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA CUỘN DÂY NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp
Ngày đăng: 02/02/2023, 10:12
Xem thêm:
