Tôi xin cam đoan: Nội dụng được trình bày trong đồ án tốt nghiệp là do tôi trình bày dưới sự hướng dẫn của thầy PSG.TS. Đặng Xuân Phương. Những thông tin tham khảo từ nhiều nguồn khác nhau phục vụ cho quá trình làm đồ án được ghi dưới phần tham khảo. Nêu có gian dôi, không trung thực tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp. Sinh viên thực hiện Phùng Tiến Vũ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHN DÙNG KÊNH NHỰA NĨNG ĐÚC PHÔI CHAI PET Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS.Đặng Xuân Phương Sinh viên thực hiện: Phùng Tiến Vũ Lớp: 58KTCK-1 Khóa: 2016 - 2020 NHA TRANG, tháng năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Nội dụng trình bày đồ án tốt nghiệp tơi trình bày hướng dẫn thầy PSG.TS Đặng Xuân Phương Những thông tin tham khảo từ nhiều nguồn khác phục vụ cho trình làm đồ án ghi phần tham khảo Nêu có gian dơi, khơng trung thực tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm trước Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp Sinh viên thực Phùng Tiến Vũ i LỜI CẢM ƠN Thực tế, thành cơng mà khơng có nổ lực, khơng có hỗ trợ, dù trực tiếp hay gián tiếp từ người khác Trong trình học tập trường Đại học Nha Trang đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ thầy, anh khóa bạn khóa Để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp, em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Xuân Phương, người nhiệt tình giúp đỡ góp ý kiến tháng để thực đề tài Chân thành cảm ơn bạn khóa giúp đỡ tơi q trình làm đề tài cảm ơn bạn địng hành cung tơi suốt năm học vừa qua Nha Trang, ngày tháng năm 2020 Sinh viên thực Phùng Tiến Vũ ii MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1.1 QUAN NIỆM VỀ KHUÔN 1.1.1 Các thành phần khuôn 1.1.2 Yêu cầu kỹ thuật Chương HỆ THỐNG KÊNH NHỰA NÓNG 2.1 HỆ THỐNG SỬ DỤNG KÊNH NHỰA NÓNG 2.2.1 Nhiệm vụ 2.2.2 Yêu cầu kỹ thuật 2.2.3 Lợi ích sử dụng 2.2.4 Những giới hạn sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng 2.3 CHỨC NĂNG VÀ CẤU TẠO 2.3.1 Cấu tạo 2.3.2 Chức hệ thống Hot Runner 2.4 ĐẶC ĐIỂM, CÁC TÍNH NĂNG VÀ BỐ TRÍ CÁC THÀNH PHẦN 2.4.1 Bạc cuống phun (sprue bushing) 2.4.2 Kênh dẫn Manifold 2.4.3 Nozzle 10 2.4.4 Miệng phun (Gate) 12 Chương THIẾT KẾ KHUÔN VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA PHẦN MỀM CAD/CAE 15 3.1 GIỚI THIỆU SẢN PHẨM 15 3.2 TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ CÁC BỘ PHẬN CỦA KHUÔN 17 3.2.1 Chọn mặt phân khuôn 17 3.2.2 Chọn khuôn 18 3.2.3 Chọn hệ thống cấp nhựa 20 3.2.3 Xác định vị trí miệng phun 20 3.2.4 Tính số lịng khn 23 3.2.5 Thiết kế hệ thống kênh dẫn nóng 24 3.2.6 Thiết kế miệng phun (Gate) 31 3.2.7 Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm 31 3.2.8 Thiết kế hệ thống dẫn hướng 33 3.2.9 Thiết kế hệ thống khí 35 3.2.10 Thiết kế hệ thống tháo lõi 35 iii 3.2.11 Thiết kế hệ thống làm mát 36 3.2.12 Chọn bulông mối ghép 37 3.3 THIẾT KẾ KHUÔN VỚI SỰ HỔ TRỢ PHẦN MỀM CAD/CAE 38 3.3.1 Lựa chọn phần mềm CAD/CAE hổ trợ cho trình thiết kế khn 38 3.3.2 Tạo lịng khn cho sản phẩm Mold Tools SoidWorks 38 Chương LẬP QUI TRÌNH GIA CƠNG MỘT TẤM KHN CHÍNH BẰNG PHẦN MỀM CAD – CAM 65 4.1 LẬP QUY TRÌNH GIA CƠNG LONG KHUÔN CAVITY 65 4.1.1 Phân tích chi tiết 65 4.1.2 Quy trình gia cơng lịng khn Cavity phơi chai PET 66 4.2 LẬP QUY TRÌNH GIA CƠNG BẰNG SOLIDCAM 73 4.2.1 Quy trình gia cơng thơ mặt 75 4.2.2 Quy trình gia cơng tinh mặt 80 4.2.3 Quy tình gia công mặt 82 4.2.4 Quy trình gia công mặt 86 4.2.5 Quy trình gia cơng mặt 90 Chương KẾT LUẬN, KHUYẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1 Cấu tạo khn hai [1] Hình Khn ba [3] Hình Khn nhiều tầng [1] Hình Các phận khuôn [1] Hình Hệ thống cấp nhựa nóng [4, trang 48] Hình 2 Cấu trúc kênh dẫn nóng Hot Runner (4, trang 50] Hình Bạc cuống phun kênh dẫn nóng [4, trang 52] Hình Các loại bạc cuống phun kênh dẫn nóng [4, trang 53] Hình Cấu tạo kênh dẫn Manifold [4, trang 54] Hình Các loại kênh dẫn Manifold [4, trang 55] Hình Thiết kế Manifold [4, trang 56] 10 Hình Cấu tạo Nozzle [4, trang 60] 10 Hình Phân bố nhiệt độ nhựa Nozzle [4, trang 61] 11 Hình 10 Nozzle gia nhiệt [4, trang 62] 11 Hình 11 Nozzle gia nhiệt [4, trang 63] 11 Hình 12 Nozzle cách ly [4, trang 64] 12 Hình 13 Miệng phun dạng mở [4, trang 68] 12 Hình 14 Kết cấu miệng phun kiểu van [4, trang 69] 13 Hình 15 Miệng phun [4, trang 71] 13 Hình 16 Miệng phun kiểu van core [4, trang 72] 13 Hình 17 Làm mát cách tạo rãnh làm nguội [4, trang 74] 14 Hình 18 Dùng insert để làm mát [4, trang 75] 14 v Hình Bản vẽ 2D sản phẩm 15 Hình Hình 3D sản phẩm 15 Hình 3 17 Hình 18 Hình 18 Hình Khuôn tiêu chuẩn FUTABA 19 Hình Kết cấu khuôn FC 19 Hình Tiến hành chia lưới bề mặt chi tiết 21 Hình Vị trí miệng phun tối ưu 21 Hình 10 22 Hình 11 Mơ thời gian điền đầy 22 Hình 12 Mơ phân bố áp suất phun 23 Hình 13 Cách bố trí chi tiết 24 Hình 14 Kích thước cuống phun [4, trang 16] 25 Hình 15 Cuống phun 25 Hình 16 Vòng định vị 25 Hình 17 Một số vị trí vịi phun Manifold 26 Hình 18 Kênh dẫn Manifold [7, trang 46] 26 Bảng Thông số kênh dẫn [7,trang 46] 26 Hình 19 Kênh dẫn Manifold 3D 27 Hình 20 Chiều dài L vịi phun Nozzle [4, trang 65] 27 Hình 21 Đường kính dịng chảy nhựa J vịi phun [4, trang 66] 27 Hình 22 Đường kính ngồi D vịi phun [4, trang 66] 28 Hình 23 Khoảng cách vòi phun 28 vi Hình 24 Vòi phun Nozzle 2D [7, trang 74] 29 Hình 25 Vịi phun 3D 29 Hình 26 29 Hình 27 30 Hình 28 30 Hình 29 Hình vẽ 3D kênh dẫn nóng SolidWorks 30 Hình 30 Thiết kế miệng phun kiểu điểm [4, trang 29] 31 Hình 31 Cấu tạo hệ thống đẩy [4, trang 76] 32 Hình 32 Hệ thống đẩy hình dáng chốt đẩy thường sử dụng 32 Hình 33 Hình dáng chốt đẩy tròn 33 Hình 34 Hệ thống dẫn hướng định vị [4, trang 117] 33 Hình 35 Chốt dẫn hướng thẳng có vai [4, trang 118] 34 Hình 36 Bạc dẫn hướng có vai [4, trang 119] 34 Hình 37 Khn phơi chai PET 35 Hình 38 Nhiệt độ sản phẩm 37 Hình 39 Nhiệt độ làm mát 37 Hình 40 Đường Parting line 39 Hình 41 39 Hình 42 39 Hình 43 Mặt phân khn 40 Hình 44 Tạo Skectch 40 Hình 45 40 Hình 46 Tách phần ren làm hai 41 Hình 47 Tạo hai đỡ cho ren 41 vii Hình 48 Gốc 100 chi Core 41 Hình 49 42 Hình 50 42 Hình 51 Extruded Cut phần ren 43 Hình 52 43 Hình 53 Extruded Boss phần Cavity 43 Hình 54 Rãnh dẫn làm mát ∅10 44 Hình 55 Rãnh dẫn 44 Hình 56 Move/Copy Cavity 45 Hình 57 Move/Copy ren 45 Hình 58 Move/Copy Core 45 Hình 59 Tấm định vị 46 Hình 60 Lỗ dẫn hướng 46 Hình 61 Chốt dẫn hướng 46 Hình 62 Các lỗ mặt dẫn hướng 47 Hình 63 Hai lỗ mặt dẫn hướng 47 Hình 64 Kích thước hệ thống tháo lõi 48 Hình 65 Boss-Extruded 48 Hình 66 49 Hình 67 49 Hình 68 Hiệu chỉnh gốc tọa độ cho khn 50 Hình 69 Hình 70 51 Hình 71 51 Hình 72 Hình 73 52 viii Hình 74 52 Hình 75 Tạo Sketch qua Vertical runner 53 Hình 76 53 Hình 77 53 Hình 78 Kênh dẫn nhựa 53 Hình 79 Thiết kế áo khuôn 54 Hình 80 Kích thước khn 54 Hình 81 hộp thoại Set Working Assembly 55 Hình 82 Thơng số vị trí đặt chốt đẩy 55 Hình 83 Hệ thống đẩy 55 Hình 84 56 Hình 85 Hình 86 56 Hình 87 57 Hình 88 57 Hình 89 58 Hình 90 58 Hình 91 58 Hình 92 58 Hình 93 59 Hình 94 59 Hình 95 59 Hình 96 Kích thước bạc phun 60 Hình 97 Kích thước cuống phun 60 Hình 98 Kích thước kênh dẫn 61 ix Hình 26 Cửa sổ Tool Hình 27 81 Hình 28 Mã Code phay tinh 4.2.3 Quy tình gia cơng mặt Tương tự gia công phay mặt - Chọn Pocket SolidCAM 2.5D Hộp thoại xuất Tiến hành sau: chọn Tick vào Point to Point Chain Sau + vào Tool chọn Select, chọn thước hình 4.30 chọn dao phay END MILL Hiệu chỉnh kích + Chọn làm hình 4.29 + Vào , chọn Left ô Tool side, ô Depth type chọn Constant Tick vào Rough chọn chiều sâu nhát cắt mm (hình 4.31) Vào Advanced chọn Wall draft angle, chọn gốc nghiêng 10 (hình 4.32) Chọn hình 4.33 + Tiến hành mơ xuất chương trình Code 82 ta có kết qua Hình 29 Hiệu chỉnh đường chạy dao Hình 30 Hiểu chỉnh kích thước dao 83 Hình 31 Hiệu chỉnh Technology Hình 32 Hiệu chỉnh Wall Draft Angle 84 Hình 33 Đường chạy dao Hình 34 Mơ trình cắt Hình 35 Mã code 85 4.2.4 Quy trình gia cơng mặt Chọn Drilling SolidCAM 2.5D Hộp thoại Drilling xuất hiện: - Chọn Geometry, vào New ( Tick vào mặt có cac lỗ cần khoan ) chọn Multi-positions Select centers by Hình 36 Hộp thoại Drill Geometry Selection - Vào Tool chọn Select, vào chọn dao Dill hiệu chỉnh kích thước dao Hình 37 Kích thươc dao khoan 86 - Vào Levels hiệu chinh hình 4.38 Hình 38 Hiệu chỉnhLevels - Vào Technology chọn Advanced bấm vào biểu tượng hình 4.39 Sau lưu lại, mơ xuất mã Code Hình 39 Bảng Technology 87 chọn Hình 40 Đường chạy dao Hình 41 Mơ Hình 42 Chương trình Code - Chọn dao cầu Tool hiệu chỉnh kích thước hình 88 Hình 43 Dao cầu - Trình tự gia cơng gia cơng khoan Hình 44 Mơ 89 Hình 45 Chương trình Code 4.2.5 Quy trình gia cơng mặt Trình tự gia công gia công bề mặt - Chọn Geometry, vào New ( ) chọn Multi-positions Select centers by Tick vào mặt có lỗ cần khoan (hình 4.46) - Chọn dao khoan Tool hiệu chỉnh kích thước cho dao (hình 4.47) - Vào Levels hiệu chỉnh (bảng 4.48) - Chọn Technology chọn Advanced nhấn vào biểu tượng nhấn OK chọn - Lưu chương trình, tiến hành mơ xuất chương trình Code 90 Hình 46 Hiệu chỉnh Drill Hình 47 Hiệu chỉnh dao khoan 91 Hình 48 Hiệu chỉnh Levels Hình 49 Mơ q trình khoan lỗ ∅𝟏𝟎 92 Hình 50 Chương trình Code 93 Chương KẾT LUẬN, KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Trong đồ án trình bày q trình thiết kế khn phơi chai PET lập quy trình qia cơng có hổ trợ phần mềm CAD – CAM Khn có kết cấu vơ phức tạp, với nhiều khn, 16 lịng khuôn Kết sau: - Sử dụng Mold Tools Imold SoldWorks để hổ trợ cho việc thiết kế khuôn - Sử dụng Moldflow 2012 để mô trình điền đầy làm mát - Thiết kế hệ thống khn: Hệ thống kênh dẫn nóng, hệ thống làm mát, hệ thống đẩy… - Lập qui trình gia cơng khn có hổ trợ CAD – CAM KHUYẾN NGHỊ Do thời gian thực đề tài ngắn, khối lượng công việc nhiều, tài liệu ít, phải học thêm số phần mềm để hồn thành khn hồn chỉnh Để hồn chỉnh hơn, ta nên làm số công việc sau: - Thực gia công thử khuôn - Ứng dụng phần mềm để mơ q trình tạo sản phẩm khn Để tìm nhược điểm khn, từ rút kinh nghiệm để tạo kh hồn chỉnh 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thị Hoa (2010), thiết kế khuôn ép nhựa cho chi tiết vỏ mỏ hàn Đồ án tốt nghiệp khoa khí, trường Đại Học Giao Thơng Vận Tải https://www.duyphong.vn/thuc-trang-nganh-cong-nghiep-san-xuatkhuon-mau-va-xu-huong-phat-trien-4 https://4ctech.vn/ket-cau-nguyen-ly-hoat-dong-khuon/ TS Phạm Sơn Minh, TS Trần Minh Thế Uyên (2007), Giáo trình thiết kế chế tạo khuôn phun ép nhựa, Nhà xuất Đại Học Quốc gia Tp HCM Trần Minh Quân (2015), bải giảng thiết kế khuôn xử lý khuyết tật sản phẩm khuôn, Trường Đại học Nha Trang Catolog FUTABA, hệ thống tiêu chuẩn https://fr.scribd.com/document/370976350/Hot-Runner-ControlSystems-1-17-pdf Catolog MISUMI (2015), thành phần tiêu chuẩn khuôn Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập – GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc,PGS.TS.Lê Văn Tiến,PGS.TS.Ninh Đức Tôn,PGS.TS.Trần Xuân Việt – Nhà xuất KH&KT Hà Nội 2007 10 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập – GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc,PGS.TS.Lê Văn Tiến,PGS.TS.Ninh Đức Tôn,PGS.TS.Trần Xuân Việt – Nhà xuất KH&KT Hà Nội 2005 11 Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập – GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc,PGS.TS.Lê Văn Tiến,PGS.TS.Ninh Đức Tôn,PGS.TS.Trần Xuân Việt – Nhà xuất KH&KT Hà Nội 2006 12 Sổ tay gia công – PGS.TS.Trần Văn Địch (chủ biên),ThS.Lưu Văn Nhang,ThS.Nguyễn Thanh Mai – Nhà xuất KH&KT Hà Nội 2002 95