Nghiên cứu thiết kế gia công khuôn chi tiết vỏ điện thoại

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ GIA CÔNG KHUÔN CHI TIẾT VỎ ĐIỆN THOẠI Sinh viên thực hiện: ĐẶNG ĐÌNH SƠN Mã sinh viên: 1855020550 Lớp: K63-KTCK Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN CÔNG CHI Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2022 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ GIA CÔNG KHUÔN CHI TIẾT VỎ ĐIỆN THOẠI Sinh viên thực hiện: ĐẶNG ĐÌNH SƠN Mã sinh viên: 1855020550 Lớp: K63-KTCK Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN CÔNG CHI Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2022 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan: Khố luận tốt nghiệp kết nghiên cứu riêng tôi, thực hướng dẫn khoa học TS.Trần Công Chi – Giảng viên khoa Cơ điện – Cơng trình trường Đại học Lâm nghiệp, đảm bảo tính trung thực tuân thủ quy định trích dẫn, thích tài liệu tham khảo Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm lời cam đoan này! Hà Nội, ngày 28 tháng năm 2022 Sinh viên thực Đặng Đình Sơn i LỜI CẢM ƠN Qua năm học trường Đại học Lâm nghiệp, em cảm thấy may mắn học tập, kết bạn người bạn tốt Được học nhiều điều, tiếp thu nhiều kiến thức ngành khí từ thầy, cô giáo làm việc khoa Cơ điện – Cơng trình Các thầy ln gương để sinh viên cố gắng học tập, hoàn thành tốt nhiệm vụ trường Trong suốt trình học tập nhà trường, em học tập trải nghiệm nhiều điều bổ ích Quãng thời gian sinh viên phần ký ức đẹp, không riêng em mà tập thể lớp K63-KTCK Sự đồng hành thành viên lớp, tận tâm, nhiệt tình thầy cố vấn Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Hồng Tân, thầy giáo khoa nhà trường giúp quãng thời gian trở nên ý nghĩa Đặc biệt, khóa luận tốt nghiệp hoàn thành nhờ kiến thức mà em học suốt thời gian học trường với đồng hành, lời góp ý nhận xét thầy Trần Công Chi, cảm ơn thầy giúp em hồn thành khóa luận tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên thực Đặng Đình Sơn ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hiện trạng lực sản xuất – vận hành công nghệ thành phần ngành sản xuất khuôn mẫu Bảng 2.1 Nhiệt độ gia công loại nhựa: Bảng 2.2 Độ co số loại nhựa iii DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ Hình 1.1 Phân bố doanh nghiệp khn mẫu địa phương Hình 2.1: Phân loại chất dẻo Hình 2.2 Các loại thiết bị cán I,L,F,Z 10 Hình 2.3: Cơng nghệ đùn chất dẻo 11 Hình 2.4: Sơ đồ ép phun trục 12 Hình 2.5 Dây truyền cơng nghệ ép phun 12 Hình 2.6 Máy ép phun TM- 250G 13 Hình 2.7 Máy ép phun WL1680 14 Hình 2.8 Cấu tạo méy ép phun 14 Hình 2.9 Máy ép phun nhựa thực tế 15 Hình 2.10 Sơ đồ đầu phun máy ép phun dùng xoắn vít 16 Hình 2.11 Máy ép phun dựng Piston-Vít giàn 16 Hình 2.12 Kẹp chặt khn 17 Hình 2.13 Thời gian dừng 17 Hình 2.14 Mở khn đẩy sản phẩm ngồi 18 Hình 2.15 Khuôn (Cavity) 20 Hình 2.16 Khn đực (Core) 20 Hình 2.17 Các phận khn 21 Hình 2.18 Kết cấu khuôn 22 Hình 2.19 Kết cấu khn 25 Hình 2.20 Kết cấu khn 26 Hình 2.22 Cuống phun 27 Hình 2.23 Bạc cuống phun 28 Hình 2.24 Các dạng mặt cắt kênh nhựa: Tròn, chữ nhật, đa giác, Elip 30 Hình 2.25 Bố trí cân thời gian chảy tới lịng khn kênh nhựa 30 Hình 2.26 Hệ thống đẩy 31 Hình 2.27 Hệ thống làm nguội khuôn 32 iv Hình 2.28 Bạc dẫn hướng chốt dẫn hướng 33 Hình 2.29 Vòng định vị 34 Hình 2.30 Phần mềm NX Unigraphics 39 Hình 2.31 Phần mềm Solidworks 39 Hình 2.32 Phần mềm Catia 40 Hình 3.1 Vào môi trường Part Design 42 Hình 3.2 (a) Kết thiết kế chi tiết vỏ điện thoại 42 Hình 3.2(b) Kết thiết kế chi tiết vỏ điện thoại 43 Hình 3.3 Vào môi trường thiết kế mặt phân khuôn 43 Hình 3.4 Nhập file chi tiết nhập độ co ngót 44 Hình 3.5 Xác định lỗ trống 44 Hình 3.6 Xác định đường phân khuôn cho chi tiết 45 Hình 3.7 Xác định hướng rút khuôn 45 Hình 3.8 Xác định bề mặt Core/Cavity 46 Hình 3.9 Làm kín lỗ trống để phân chia Core/Cavity 46 Hình 3.10 (a) Làm kín lỗ trống để phân chia Core/Cavity 46 Hình 3.10 (b) Làm kín lỗ trống để phân chia Core/Cavity 47 Hình 3.11 Làm kín lỗ trống để phân chia Core/Cavity 47 Hình 3.12 Tạo mặt phân khn 47 Hình 3.13 Làm kín mặt phân khn 48 Hình 3.14 Tạo mặt phân khn cho sản phẩm 48 Hình 3.15 Tạo mặt phân khuôn cho sản phẩm 49 Hình 3.16 Tạo khn (cavity) 49 Hình 3.17 Tạo khn (Core) 50 Hình 3.18 Khn (Cavity) 50 Hình 3-19 Khn (Core) 51 Hình 3.20 Vào mơi trường thiết kế khuôn 51 Hình 3.21 Nhập file vào mơi trường thiết kế khn 52 Hình 3.22 Tạo khuôn theo tiêu chuẩn Dme N2025 52 v Hình 3.23 Căn chỉnh phơi vào khn 53 Hình 3.24 (a), (b) Tách khuôn 53 Hình 3.25 Khn 54 Hình 3.26 Tách khn 54 Hình 3.27 Khn 55 Hình 3.28 Lắp chốt dẫn hướng 55 Hình 3.29 (a) Lắp bạc dẫn hướng 56 Hình 3.29 (b) Lắp bạc dẫn hướng 56 Hình 3.30 Lắp cuống phun 57 Hình 3.31 Lắp bạc cuống phun 57 Hình 3.31 Bắp vít cố định bạc cuống phun 58 Hình 3.32 Lắp vít cố định khn 58 Hình 3.33 Lắp vít cố định khuôn 59 Hình 3.34 Đặt đệm 59 Hình 3.35 Lắp vít cố định đệm 60 Hình 3.36 Cố định đẩy 60 Hình 3.37 Đặt chốt hồi 61 Hình 3.38 Đặt lị xo hồi 61 Hình 3.40 Khoan mặt đáy 62 Hình 3.41 Tạo đường dẫn rãnh làm mát 63 Hình 3.42 Tạo rãnh làm mát cho khuôn 63 Hình 3.43 Tạo van cho rãnh làm mát 64 Hình 3.44 (a).Tạo rãnh làm mát cho khn 64 Hình 3.44 (b) Tạo rãnh làm mát cho khuôn 65 Hình 3.45 Tạo móc treo cho khuôn 65 Hình 3.46 Tạo móc treo cho khn 66 Hình 3-47 (a) Hồn thành khuôn ép nhựa vỏ điện thoại 66 Hình 3.47(b) Hồn thành khn ép nhựa vỏ điện thoại 67 Hình 3.48 Mở file khuôn (Core) 67 vi Hình 3.49 Vào modul gia cơng 68 Hình 3.50 Chọn kích thước phơi 68 Hình 3-51 Chọn máy 69 Hình 3.52 Chọn hệ trục tọa độ 69 Hình 3.53 Chọn chi tiết, phôi 69 Hình 3.54 Chọn mặt phẳng an toàn 70 Hình 3.55 Khai báo phần tử cho gia cơng thơ 70 Hình 3.56 Chọn chương trình chạy dao 71 Hình 3.57 Chọn dao phay thơ 71 Hình 3.58 Mơ q trình gia cơng thơ 72 Hình 3.59 Tính tốn thời gian gia công 72 Hình 3.60 Khai báo vùng gia cơng cho gia cơng tinh 73 Hình 3.61 (a) Chọn chương trình chạy dao 73 Hình 3.61 (b) Chọn chương trình chạy dao 74 Hình 3.62 Chọn dao cho gia cơng tinh 74 Hình 3-63 Mơ q trình gia cơng tinh 75 Hình 3.64 Tính tốn thời gian gia công 75 Hình 3.65 Các bước vào cửa sổ tùy chọn xuất file gia cơng 76 Hình 3.66 Chọn tiêu chuẩn gia công, loại file muốn xuất 76 Hình 3.67 Xuất file gia 77 Hình 3.68 Xác định thời gian gia cơng khn 78 vii MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Thực trạng khuôn mẫu giới 1.2 Tình trạng khn mẫu Việt Nam 1.3 Mục tiêu, đối tượng , phạm vi phương pháp nghiên cứu KẾT LUẬN CHƯƠNG 1: CHƯƠNG TÌM HIỂU CƠNG NGHỆ ÉP PHUN, XÂY DỰNG MƠ HÌNH SẢN PHẨM, ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ THIẾT KẾ KHUÔN 2.1 Tìm hiểu vật liệu polymer 2.1.1 Khái niệm chất dẻo 2.1.2 Phân loại tính chất 2.2 Công nghệ gia công chất dẻo 2.2.1 Sử dụng chất dẻo khoa học kỹ thuật 2.2.2 Các phương pháp gia công chất dẻo 10 2.3 Máy ép phun nhựa 13 2.3.1 Công nghệ ép phun 13 2.3.2 Cấu tạo máy ép phun: 14 2.3.3 Phân loại loại máy phun nhựa 15 2.3.4 Chu kỳ phun nhựa máy ép phun nhựa dùng vít chuyển động qua lại 16 2.3.5 Các thông số máy phun nhựa 18 2.4 Phương pháp thiết kế khuôn sản phẩm chất dẻo 18 2.4.1 Định nghĩa: 18 2.4.2 Các phận khn chức chúng 20 2.4.3 Yêu cầu kĩ thuật khuôn ép sản phẩm nhựa 23 2.4.4 Cơ sở liệu cần thiết trước thiết kế khuôn 24 2.4.5 Các kiểu khuôn phổ biến 24 viii Hình 3.47(b) Hồn thành khuôn ép nhựa vỏ điện thoại 3.3 Lập quy trình gia cơng nửa khn 3.3.1 Gia cơng khn (Core) Đầu tiên, ta mở file khuôn core cửa sổ Catia khác: Hình 3.48 Mở file khn (Core) Để gia công thiết kế, ta vào modul Machining/Advanced Machining 67 Hình 3.49 Vào modul gia công Sau vào môi trường gia công, ta cần tạo phôi cho chi tiết cách sử dụng lệnh Creates rough stock , chọn kích thước phù hợp cho phơi Hình 3.50 Chọn kích thước phơi Tiếp theo, ta cần chọn máy, bấm đúp vào Part Operation.1 để khai báo máy, trục, phôi, chi tiết, cụ thể: Chọn máy: Ta chọn máy trục 68 Hình 3-51 Chọn máy Chọn hệ tọa độ xOyz: Hình 3.52 Chọn hệ trục tọa độ Xác định phơi, chi tiết: Hình 3.53 Chọn chi tiết, phơi Chọn mặt phẳng an tồn: Ta offset bề mặt an toàn lên 30mm kể từ đỉnh phơi: 69 Hình 3.54 Chọn mặt phẳng an tồn Gia công thô: Ta chọn lệnh gia công thô Roughing , sau khai báo thành phần phơi, chi tiết để máy tính tốn gia cơng Hình 3.55 Khai báo phần tử cho gia công thô Chọn chương trình chạy dao thẻ StrategyShorthelp , sau chọn chương trình cho phù hợp Với phay thơ, ta chọn chiều sâu cắt tối đa 2mm 70 Hình 3.56 Chọn chương trình chạy dao Chọn dao phay: mở thẻ , ta chọn loại dao phay phù hợp cho trình gia cơng thơ Hình 3.57 Chọn dao phay thơ Mô phay thô: ta chọn lệnh Tool Path Replay để xem trước q trình gia cơng Sau bấm OK để lưu chương trình gia cơng 71 Hình 3.58 Mơ q trình gia cơng thơ Tính tốn thời gian gia cơng: Phần mềm tính tốn, kết quả: Hình 3.59 Tính tốn thời gian gia cơng 72 Gia cơng tinh: Để gia công tinh, ta sử dụng lệnh Sweeping , sau khai báo vùng gia cơng: Hình 3.60 Khai báo vùng gia công cho gia công tinh Chọn chương trình chạy dao thẻ StrategyShorthelp chọn chương trình cho phù hợp Chiều sâu cắt ngun cơng phay tinh chọn 0,01 mm Hình 3.61 (a) Chọn chương trình chạy dao 73 , sau Hình 3.61 (b) Chọn chương trình chạy dao Chọn dao phay: mở thẻ , ta chọn loại dao phay phù hợp cho trình gia cơng tinh Hình 3.62 Chọn dao cho gia công tinh Mô phay tinh: ta chọn lệnh Tool Path Replay để xem trước q trình gia cơng Sau bấm OK để lưu chương trình gia cơng 74 Hình 3-63 Mơ q trình gia cơng tinh Tính tốn tổng thời gian gia cơng thơ tinh: Phần mềm tính tốn, kết quả: Hình 3.64 Tính tốn thời gian gia cơng XUẤT FILE GIA CƠNG Sau hồn thành việc lập trình CAM, ta xuất file NC Code để đưa vào máy phay CNC Cụ thể: Ta vào cửa sổ thiết lập code gia công cách xổ thư mục Processlist/PartOperation.1 , sau bấm chuột phải vào Manufacturing 75 Program.1 theo đường dẫn Manufacturing Program.1 Object/Generate NC Code Interactively Hình 3.65 Các bước vào cửa sổ tùy chọn xuất file gia công Trong cửa sổ Generate NC Code Interactively có nhiều tùy chọn xuất file gia công theo tiêu chuẩn, loại máy CNC khác Ta chọn sau: Hình 3.66 Chọn tiêu chuẩn gia công, loại file muốn xuất Chuyển sang tab NC Code, ta chọn kiểu máy Fanuc30, sau bấm lệnh Execute để xuất file gia cơng 76 Hình 3.67 Xuất file gia Kết quả, ta có file gia công NC Code cho khuôn (Core): % O0001 N1 G00 G40 G49 G80 G90 N2 T1 M6 N3 G40 G01 G94 X3893.443 Y129.54 Z762 F5097.6 S70 M3 M8 N4 G00 Z203.2 N5 G94 G01 Z-50.8 F300 N6 Y0 N7 X6248.4 F1000 N8 Y-5080 N9 X0 N10 Y0 N11 X3893.443 N12 Y-24.13 N13 Y-48.26 N14 X6198.344 N15 X6205.039 Y-43.361 77 N67047 Z-21.983 N67048 G00 Z762 N67049 M5 N67050 M30 N67051 M2 N67052 G5 P0 N67053 G91 G28 Z0 N67054 G28 X0 Y0 N67055 M30 % 3.3.2 Gia công khuôn (Cavity) Làm tương tự khuôn (Cavity), ta có: Xác định thời gian gia cơng khn trên: Hình 3.68 Xác định thời gian gia cơng khn Ta có file gia cơng NC Code cho khn (Cavity): N1 G00 G40 G49 G80 G90 N2 T1 M6 N3 G40 G01 G94 X5771.355 Y-4496.176 Z762 F6372.5 S70 M3 M8 78 N4 G00 Z256.54 N5 G94 G01 Z2.54 F300 N6 X5771.184 Y-4498.055 Z2.035 N7 X5768.963 Y-4522.384 Z-4.512 N8 X5764.812 Y-4521.773 Z-5.636 N9 X5749.044 Y-4527.54 Z-10.135 N10 X5741.086 Y-4539.46 Z-13.975 N40178 X5412.74 Y-497.041 N40179 Y-50.8 N40180 Z136.283 N40181 G00 Z762 N40182 M5 N40183 M30 N40184 M2 N40185 G5 P0 N40186 G91 G28 Z0 M9 N40187 G28 X0 Y0 N40188 M30 % KẾT LUẬN CHƯƠNG 3: Chương trình bày bước thiết kế chi tiết sản phẩm, tạo khuôn thiết kế thành phần để tạo thành khối khn hồn chỉnh Bên cạnh đó, chương trình bày việc gia cơng nửa khn core cavity, xuất code gia công cho nửa khn 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ngày đất nước ta đường cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Trong ngành khí chế tạo máy nghành mũi nhọn nước ta Tạo nhiều máy móc, sản phẩm đáp ứng cho nhu cầu xã hội ngày cao Vì địi hỏi kỹ sư khí cán khí phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng kiến thức học để giải vấn đề cụ thể sản xuất, sửa chữa sau trường Bài khóa luận tốt nghiệp hoàn thành dựa kiến thức mà em lĩnh hội từ thầy cô Khoa Cùng đồng hành thầy Trần Công Chi suốt q trình làm khóa luận, khóa luận em làm rõ luận điểm: - Tổng quan khuôn mẫu, thực trạng ngành khuôn mẫu Việt Nam giới - Tìm hiểu vật liệu, tính chất, phương pháp gia cơng chất dẻo - Tìm hiểu máy ép phun nhựa, đường lối thiết kế sản phẩm từ vật liệu chất dẻo - Tìm hiểu phần mềm gia công khuôn mẫu phổ biến - Thiết kế sản phẩm, thiết kế khuôn mẫu phần mềm Catia V5R20 - Lập trình gia cơng khn khn dưới, xuất lệnh gia công NC Code Sau năm học tập trường Đại học Lâm nghiệp, em học nhiều kiến thức bổ ích nhờ có đồng hành tập thể lớp K63-KTCK thầy cô giáo nhà trường đặc biệt thầy cô khoa Cơ điện-Cơng trình Em ln biết ơn trân trọng mà thân tiếp thu từ thầy bạn bè suốt q trình học tập nhà trường Em tiếp tục cố gắng để phát triển thân Kiến nghị: Do điều kiện thời gian phạm vi nghiên cứu khóa luận hạn chế, khóa luận nghiên cứu mơ hình, tạo khn gia công nửa khuôn cho chi tiết vỏ điện thoại di động, cần tiếp tục nghiên cứu công đoạn để tạo khn hồn chỉnh đưa vào sản xuất đại trà 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]Hướng dẫn sử dụng phần mềm Catia V5R20 Trung tâm đào tạo ứng dụng công nghệ Vtech-2009 [2]Thiết kế khn cho sản phẩm nhựa TS.Vũ Hồi Ân Trung tâm đào tạo thực hành CAD/CAM Viện Máy công cụ IMI [3]Giáo trình Thiết Kế Chế Tạo Khn Phun Ép Nhựa TS Phạm Minh Sơn , ThS Trần Minh Thế Uyên NSB ĐHQG TPHCM [4]Sổ tay dung sai lắp ghép Ninh Đức Tốn NXBGD-2005 81