Đề tài thiết kế thiết kế khuôn cho mẫu chén nhựa đựng gia vị

Đồ án cơng nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn LỜI NĨI ĐẦU Ngày cơng nghệ CAD/CAM/CNC ứng dụng nhiều việc thiết kế, chế tạo, lập quy trình sản xuất sản phẩm phục vụ cho lĩnh vực Đặc biệt lĩnh vực chế tạo khn mẫu xác CAD/CAM/CNC (Computer Aided Design/ Coputer Aided Manufacturing/ Computer Numerical Controlled) thuật ngữ việc thiết kế chế tạo hổ trợ máy tính Cơng nghệ CAD/CAM/CNC sử dụng máy tính để thể số chức định thiết kế chế tạo Công nghệ phát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất, CAD/ CAM/ CNC tạo tảng công nghệ cho việc tích hợp máy tính sản xuất đặc biệt lĩnh vực chế tạo khn mẫu xác Việc thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa ngày ứng dụng rộng rãi sản xuất vật dụng sinh hoạt ngày đề tài thiết kế “THIẾT KẾ KHUÔN CHO MẪU CHÉN NHỰA ĐỰNG GIA VỊ ” mà em làm hi vọng ứng dụng hiệu trọng thực tế Mặc dù cố gắng để hoàn thiện đề tài có thiếu sót mong q thầy góp ý kiến đóng góp để em hồn thiện đề tài Xin chân thành cảm ơn! Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2013 Sinh viên thực hiện: Huỳnh Tấn Quý SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án cơng nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VẬT LIỆU NHỰA VÀ KHUÔN ĐÚC Trang 1.1 Giới thiệu vật liệu nhựa 1.2 Giới thiệu khuôn đúc CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT 2.1 Lựa chọn chi tiết sản phẩm 2.2 Phân tích kỹ thuật điều kiện làm việc chi tiết 2.3 Thiết kế khuôn làm sản phẩm chi tiết 7 CHƯƠNG 3: LẬP QUI TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG 3.1 Phân tích khả cơng nghệ để gia cơng chi tiết 3.2 Lựa chọn máy nêu thông số kỹ thuật máy 3.3 Lựa chọn thứ tự nguyên công 3.4 Lựa chọn dao phù hợp cho bước cơng nghệ ngun cơng 3.5 Tính tốn chọn thông số công nghệ 11 11 14 21 CHƯƠNG 4: CHƯƠNG TRÌNH GIA CƠNG BẰNG PROWILD FIRE2.0 30 CHƯƠNG 5: Q TRÌNH MƠ PHỎNG GIA CƠNG 37 Phụ lục Tài liệu tham khảo 45 SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VẬT LIỆU NHỰA VÀ KHUÔN ĐÚC 1.Giới thiệu vật liệu nhựa: 1.1 Khái niệm: Nhựa hợp chất gồm phần tử hình thành lặp lại hay nhiều loại nguyên tử hay nhóm nguyên tử liên kết với với số lượng lớn để tạo nên loại tính chất mà chúng thay đổi không đáng kể lấy thêm vào vài đơn vị cấu tạo 1.2 Phân loại nhựa: 1.2.1 Phân loại theo tính chịu nhiệt: a Nhựa nhiệt dẻo: Thông thường Polyme mạch thẳng Ở nhiệt độ xác định chúng chảy trở thành dẻo, nhỏ nhiệt độ chúng rắn lại Ví dụ PP, PE, PVC, PS,PC, PET… ứng dụng sản xuất chai, lọ, ống nước… b Nhựa nhiệt rắn: Là Polyme có khối lượng phân tử khơng cao lắm, nhiệt độ cao chúng chảy mềm khơng hịa tan dung mơi Ví dụ PF, MF…được ứng dụng làm tay cầm chảo, tay cầm xoong nồi… 1.2.2 Phân loại theo cấu trúc: a Polyme mạch thẳng: Đại phân tử chuỗi mắt xích nối liền theo đường dích dắc hay xoắn ốc Ví dụ như: PE, PA… b Polyme mạch nhánh: mạch thẳng đại phân tử có thêm nhánh Ví dụ PIB c Polyme khơng gian: monome có ba nhóm hoạt động tạo nên polyme khơng gian ba chiều có tính lý nhiệt đặc biệt Ví dụ Epoxy d Polyme mạng lưới: Các mạch cạnh Polyme nối với lien kết động hóa trị Ví dụ Cao su lưu hóa Giới thiệu khuôn đúc: SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn 2.1 Khn bản: Ban đầu, phần bàn máy khuôn động chuyển động từ trái qua phải, mang theo phần khuôn động (Core Side) Trục dẫn hướng (Guide pin) Bạc dẫn hướng (Guide Bush) dẫn hướng cho nửa khuôn động tĩnh Khi phần khuôn động áp vào phần khuôn tĩnh (Cavity Side) mặt phân khuôn (parting line) máy đúc bơm nhựa vào lịng khn - hình ảnh bạn nhìn thấy phần màu đỏ Tùy thuộc vào độ lớn sản phẩm, khoảng từ 18 đến 60 giây nhựa điền đầy lịng khn Sau hệ thống làm mát hoạt động Lúc trục đẩy máy đúc (Ejector Rod) đẩy đẩy (Ejector Plate) kéo theo đẩy hệ thống đẩy giúp đẩy sản phẩm khỏi lịng khn Trong trình đẩy đẩy nén lị xo khn Khi trục đẩy máy đúc trở vị trí cũ, lực tác động lên đẩy khơng cịn nữa, lúc lực nén lị xo đóng vai trị giúp đẩy trở vị trí ban đầu để bắt đầu lần đúc với trợ giúp Chốt hồi (Return Pin) 2.2 Khn có AnGular Slide SVTH: Huỳnh Tấn Q – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn Ban đầu, phần bàn máy khuôn động chuyển động từ trái qua phải, mang theo phần khuôn động (Core Side) Trục dẫn hướng (Guide pin) Bạc dẫn hướng (Guide Bush) dẫn hướng cho nửa khuôn động tĩnh Bạn thấy Cam (Angular Pin) - hình ảnh bạn nhìn thấy màu xanh – khớp với lõi trượt (Angular Slide) đẩy lõi trượt vào giúp tạo lỗ phần undercut Khi phần khuôn động áp vào phần khuôn tĩnh (Cavity Side) mặt phân khn (parting line) máy đúc bơm nhựa vào lịng khn - hình ảnh bạn nhìn thấy phần màu đỏ Tùy thuộc vào độ lớn sản phẩm, khoảng từ 18 đến 60 giây nhựa điền đầy lịng khn Sau hệ thống làm mát hoạt động Tiếp bàn máy đưa khn động dịch chuyển từ trái sang phải để tách mặt phân khn Lúc có góc nghiêng cộng với tác dụng lị xo (Coil Spring) Cam kéo lõi trượt vị trí ban đầu giúp cho lõi trượt không cản trở việc đẩy sản phẩm khỏi khn, phần cản trở under-cut giải phóng Lúc trục đẩy máy đúc (Ejector Rod) đẩy đẩy (Ejector Plate) kéo theo đẩy hệ thống đẩy giúp đẩy sản phẩm khỏi lịng khn Trong q trình đẩy đẩy nén lị xo khn Khi trục đẩy máy đúc trở vị trí cũ, lực tác động lên đẩy khơng cịn nữa, lúc lực nén lị xo đóng vai trị giúp đẩy trở vị trí ban đầu để bắt đầu lần đúc với trợ giúp Chốt hồi (Return Pin) 2.3 Khuôn đẩy tấm: Cách hoạt động giống khuôn Angular Slide SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn 2.4 Khn có Insert: Hình 4: Khn có Insert Phần Insert sản phẩm nhựa thường có them ren nhơm, ren đồng để chèn vào sản phẩm cần tạo ren phần đặp biệt chi tiết nhỏ cần phải có màu sắc Hoặc vật liệu khác nhựa so với chi tiết lớn 2.5 Khn có Slope Slide: Hình 5: Khn có Slope Slide Đối với sản phẩm mà hướng rút sản phẩm under-cut khơng hướng ngồi mặt phân khn người ta khơng thể sử dụng cấu Angular Slide mà phải sử dụng cấu Slide nghiêng SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án cơng nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn CHƯƠNG II PHÂN TÍCH CHI TIẾT VÀ Q TRÌNH LÀM KHUÔN 2.1 Lựa chọn chi tiết : Chi tiết chọn khn ép mẫu nhựa, mẫu nhựa chén đựng gia vị Hình 2.1: Chén nhựa đựng gia vị Theo thực tế chén đựng gia vị sản xuất từ vật liệu nhựa ABS ( Acrylon Butadiene Styrence Plastics) Đây loại vật liệu nhựa có độ bền trung bình, giá thành khơng cao, thuộc loại nhựa dẻo Cấu tạo gồm đơn phân tử Acrylonnitrile, Butadiene, Styrence Các phân tử ảnh hưởng đến tính chất ABS: Tính cứng, tính bền với nhiệt độ hóa chất Acrylonnitrile, tính dễ gia cơng, tính bền Styrene, độ dẻo độ dai độ va đập Butadiene Hình 2: Cấu trúc vật liệu ABS Theo thơng số kỹ thuật tra bảng vật liệu ABS có độ co rút %– 0.7% Và mật độ 1,06 g/cm2 Do tính chất nên làm khuôn phải kể đến độ co rút vật liệu nhưa, để sản phẩm sau đúc thỏa mãn yêu cầu đề SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn Vật liệu làm khn nhựa thường dung vật liệu thép CT3, C45, C50…đây vật liệu thông dung, giá rẻ có độ cứng khoảng 30HRC nên dễ gia cơng Ngồi tùy vào u cầu sản phẩm khách hàng mà chọn vật liệu khác.như SKD11, SKD6… Theo yêu cầu kỹ thuật đề đúc khay xà phịng vật liệu ABS u cầu độ bóng cao nên em chọn vật liệu SKD11 làm khn đúc - 2.Chọn khn : Khn có AnGular Slide Khn ln tiếp xúc vật liệu nhựa nóng chảy có nhiệt độ từ 150 ÷ 2000C Chịu áp lực trung bình, tải trọng va đập nhỏ, vật liệu nhựa nguội có độ cứng 20HB Do ta chọn vật liệu làm khuôn thép SKD11 Các đặc điểm kỹ thuật khn: Có độ cứng 230 ÷ 300 HB Độ bền thấp độ thấm nhỏ, độ bền 750 ÷ 850MN/m2 Rẻ có tính cơng nghệ tốt Thành phần hóa học thép SKD11 Bảng 1.1: Thành phần hóa học thép SKD11 C 0,4 - 0,5 Si 0,17 - 0,37 Mn 0,5 - 0,8 S P 0,045 0,045 Ni Cr 0,30 0,30 3.Qui trình làm khuôn thực tế Khuôn động áp vào khuôn tĩnh mặt phân khn Bơm nhựa vào lịng khn Mặt phân khuôn tách Do cấu Slide nghiêng tạo góc alfa (khoảng đến 20 độ) so với hướng rút khuôn nên trình đẩy, đẩy dâng lên đoạn L đầu slide nghiêng (cũng phần có under cut) dịch chuyển ngang đoạn x = L *tan (alfa) giúp cởi phần under cut Dưới chân Slide nghiêng có trượt chuyển động ngang giúp cho chuyển động trơn tru Thiết kế làm chén đựng gia vị ProEngineer WireFi: (Mold Design) Bước 1: Tạo Chi Tiết Đưa mẫu vẽ vào vùng làm việc: File chọn New xuất hộp thoại New chọn Manufacturing chọn Mold cavity hộp name đặt tên cho khuôn SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn Thiết lập đơn vị: Setup/ Units chọn mmNs chọn set / Ok/ Close/ Done Xuất hộp đơn MOLD chọn Model chọn Assamble chọn Chi tiết cần khuôn.Sau chọn chi tiết ta có chi tiết vùng làm việc Bước 2: Tạo phơi khn (Khn đúc có kích thước 70x70x40) Chọn Mold > Create > Reference Mold > WorkPiece chọn Manual xuất hộp thoại Component create Đặt tên cho Phôi Chọn Solid > Extrude > Solid > Done > Both Side > Done Chọn mặt phẳng vẽ phác họa Và tạo khối hộp bao chi tiết Bước 3: Tạo mặt phân khuôn Mold > Partsurf > Create Xuất cửa sổ, nhập tên cho mặt phân khuôn Nhấn Ok chọn Add > Flat sau ta chuyển sang chế độ sketch vẽ mặt phân khuôn trùng với khung khn đúc Xem hình Bước 4: Tính tốn kích thước lịng khn theo hệ số co rút Như phân tích trên, vật liệu nhựa có tính co rút nên ta phải tính đến hệ số co rút thiết kế phôi Từ Part > Mold > Shinkage > chọn mẫu vẽ (Tức chi tiết cần đúc), chi tiết thành màu đỏ Chọn By dimension > set/reset Chọn All Dims > Shink Ratio > Before Rels Nhập giá trị co rút vào nhấn Enter > chọn Done Như ta thay đổi độ co rút Bước 5: Tách khuôn Menu Mold > Chọn Mold Comp Từ thực đơn Mold Comp chọn Extract Xuất hộp thoại Creat Mold Component chọn Khuôn Khuôn Bước 6: Mở Khuôn Từ Menu Mold chọn Mold Opening chọn tiếp Define Step =>Define Move Chọn Pick nhấp vào khuôn sau chọn Done Sel Chọn cạnh chiều để tách khn Nhập giá trị cần dịch chuyển 100 Chọn Done move Sau tất bước ta có kết sau: SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - - Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD: Ths.Trần Đình Sơn Hình 2.3: Khn chén nhựa đựng gia vị - Sơ đồ hình vẽ tách khn khn sau: Hình 3.2: Phơi dùng để gia cơng khn chén đựng gia vị Kích thước phôi: L x W x H = 70mm x 70mm x 40mm SVTH: Huỳnh Tấn Quý – Lớp: 11C1CTSGLT Trang - 10 -