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 Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN CÔNG CHI Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2022 92Monday, June 10, 20245:5

Trang 1

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

92Monday, June 10, 20245:58:42 PM5:58:42 PM92Monday, June 10, 20245:58:42 PM5:58:42 PM92Monday, June 10, 20245:58:42 PM5:58:42 PM

Nghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien Thoai

Nghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien Thoai

Nghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiNghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien Thoai

92Nghien Cuu Thiet Ke Gia Cong Khuon Chi Tiet Vo Dien ThoaiMonday, June 10, 2024

Trang 2

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

Giảng viên hướng dẫn: TS.TRẦN CÔNG CHI

Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2022

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS.Trần Công Chi – Giảng viên khoa Cơ điện – Công trình trường Đại học Lâm nghiệp, đảm bảo tính trung thực và tuân thủ các quy định về trích dẫn, chú thích tài liệu tham khảo

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này!

Hà Nội, ngày 28 tháng 9 năm 2022

Sinh viên thực hiện

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Qua 4 năm học tại trường Đại học Lâm nghiệp, em luôn cảm thấy mình may mắn khi được học tập, kết bạn cùng những người bạn tốt Được học nhiều điều, tiếp thu nhiều kiến thức về ngành cơ khí từ các thầy, cô giáo đang làm việc tại khoa Cơ điện – Công trình Các thầy cô luôn là tấm gương để mỗi sinh viên cố gắng học tập, hoàn thành tốt các nhiệm vụ trên trường

Trong suốt quá trình học tập ở nhà trường, em được học tập và trải nghiệm nhiều điều bổ ích Quãng thời gian sinh viên là một phần ký ức đẹp, không chỉ riêng em mà còn là của tập thể lớp K63-KTCK Sự đồng hành của các thành viên trong lớp, cũng như sự tận tâm, nhiệt tình của thầy cố vấn Nguyễn Đăng Ninh, Nguyễn Hoàng Tân, các thầy cô giáo trong khoa và nhà trường đã giúp quãng thời gian này càng trở nên ý nghĩa

Đặc biệt, bài khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành nhờ những kiến thức mà em đã học được trong suốt thời gian học tại trường cùng với sự đồng hành, những lời góp ý và nhận xét của thầy Trần Công Chi, cảm ơn thầy đã giúp em hoàn thành bài khóa luận tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn !

Sinh viên thực hiện

Trang 5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hiện trạng năng lực sản xuất – vận hành của các công nghệ thành phần trong ngành sản xuất khuôn mẫu 4 Bảng 2.1 Nhiệt độ gia công các loại nhựa: 9 Bảng 2.2 Độ co của một số loại nhựa 9 123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 6

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ

Hình 1.1 Phân bố doanh nghiệp khuôn mẫu ở các địa phương 5

Hình 2.1: Phân loại chất dẻo 7

Hình 2.2 Các loại thiết bị cán I,L,F,Z 10

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 của máy ép phun dùng xoắn vít 16

Hình 2.11 Máy ép phun dựng Piston-Vít 2 giàn 16

Hình 2.12 Kẹp chặt khuôn 17

Hình 2.13 Thời gian dừng 17

Hình 2.14 Mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài 18

Hình 2.15 Khuôn cái (Cavity) 20

Hình 2.16 Khuôn đực (Core) 20

Hình 2.17 Các bộ phận chính của khuôn 21

Hình 2.18 Kết cấu cơ bản của một bộ khuôn 22

Hình 2.19 Kết cấu của khuôn 2 tấm 25

Hình 2.20 Kết cấu khuôn 3 tấm 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 bằng thời gian chảy tới các lòng khuôn của các kênh nhựa 30

Hình 2.26 Hệ thống đẩy 31

Hình 2.27 Hệ thống làm nguội khuôn 32 123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

Hình 3.1 Vào môi trường Part Design 42

Hình 3.2 (a) Kết quả thiết kế chi tiết vỏ điện thoại 42

Hình 3.2(b) Kết quả 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 và nhập độ co ngót 44

Hình 3.5 Xác định các 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 các bề mặt Core/Cavity 46

Hình 3.9 Làm kín các lỗ trống để phân chia Core/Cavity 46

Hình 3.10 (a) Làm kín các lỗ trống để phân chia Core/Cavity 46

Hình 3.10 (b) Làm kín các lỗ trống để phân chia Core/Cavity 47

Hình 3.11 Làm kín các lỗ trống để phân chia Core/Cavity 47

Hình 3.12 Tạo mặt phân khuôn 47

Hình 3.13 Làm kín mặt phân khuôn 48

Hình 3.14 Tạo mặt phân khuôn cho sản phẩm 48

Hình 3.15 Tạo mặt phân khuôn cho sản phẩm 49

Hình 3.16 Tạo khuôn trên (cavity) 49

Hình 3.17 Tạo khuôn dưới (Core) 50

Hình 3.18 Khuôn trên (Cavity) 50

Hình 3-19 Khuôn dưới (Core) 51

Hình 3.20 Vào môi trường thiết kế khuôn 51

Hình 3.21 Nhập file vào môi trường thiết kế khuôn 52

Hình 3.22 Tạo khuôn theo tiêu chuẩn Dme N2025 52

Trang 8

Hình 3.23 Căn chỉnh phôi vào giữa khuôn 53

Hình 3.24 (a), (b) Tách khuôn trên 53

Hình 3.42 Tạo rãnh làm mát cho khuôn trên 63

Hình 3.43 Tạo van cho các rãnh làm mát 64

Hình 3.44 (a).Tạo rãnh làm mát cho khuôn dưới 64

Hình 3.44 (b) Tạo rãnh làm mát cho khuôn dưới 65

Hình 3.45 Tạo móc treo cho khuôn 65

Hình 3.46 Tạo móc treo cho khuôn 66

Hình 3-47 (a) Hoàn thành khuôn ép nhựa vỏ điện thoại 66

Hình 3.47(b) Hoàn thành khuôn ép nhựa vỏ điện thoại 67

Hình 3.48 Mở file khuôn dưới (Core) 67

Trang 9

Hình 3.49 Vào modul gia công 68

Hình 3.55 Khai báo các phần tử cho gia công thô 70

Hình 3.56 Chọn chương trình chạy dao 71

Hình 3.57 Chọn dao phay thô 71

Hình 3.58 Mô phỏng quá trình gia công thô 72

Hình 3.59 Tính toán thời gian gia công 72

Hình 3.60 Khai báo vùng gia công cho gia công 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 công tinh 74

Hình 3-63 Mô phỏng quá trình gia công tinh 75

Hình 3.64 Tính toán thời gian gia công 75

Hình 3.65 Các bước vào cửa sổ tùy chọn xuất file gia công 76

Hình 3.66 Chọn tiêu chuẩn gia công, loại file muốn xuất 76

Hình 3.67 Xuất file gia côn 77

Hình 3.68 Xác định thời gian gia công khuôn dưới 78

Trang 10

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I 3

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Thực trạng khuôn mẫu trên thế giới 3

1.2 Tình trạng khuôn mẫu tại Việt Nam 4

1.3 Mục tiêu, đối tượng , phạm vi và phương pháp nghiên cứu 5

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1: 6

CHƯƠNG 2 7

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ÉP PHUN, XÂY DỰNG MÔ HÌNH SẢN PHẨM, ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỂ THIẾT KẾ KHUÔN 7

2.1 Tìm hiểu vật liệu polymer 7

2.1.1 Khái niệm chất dẻo 7

2.1.2 Phân loại và tính chất 7

2.2 Công nghệ gia công chất dẻo 8

2.2.1 Sử dụng chất dẻo trong khoa học kỹ thuật 8

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 các loại máy phun nhựa 15

2.3.4 Chu kỳ phun nhựa của máy ép phun nhựa dùng vít chuyển động qua lại 16

2.3.5 Các thông số của 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 bộ phận chính của khuôn và chức năng của chúng 20

2.4.3 Yêu cầu kĩ thuật đối với khuôn ép sản phẩm nhựa 23

2.4.4 Cơ sở dữ liệu cần thiết trước khi thiết kế khuôn 24

2.4.5 Các kiểu khuôn phổ biến 24

Trang 11

2.4.6 Các hệ thống cơ bản của khuôn 27

2.4.7 Các chi tiết cơ bản của khuôn 33

2.4.8 Phương pháp thiết kế khuôn 35

2.4.9 Sử dụng và bảo quản khuôn 36

2.5 Tìm hiểu phần mềm thiết kế khuôn 38

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2: 41

CHƯƠNG 3 42

THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHI TIẾT VỎ ĐIỆN THOẠI 42

3.1 Sử dụng phần mềm Catia để xây dựng mô hình sản phẩm 42

3.2 Ứng dụng phần mềm CATIA để thiết kế khuôn 43

3.2.1.Tạo mặt phân khuôn 43

3.2.2 Thiết kế kết cấu khuôn cho sản phẩm 51

3.2.3 Lắp ráp chi tiết vào khuôn 55

3.3 Lập quy trình gia công 2 nửa khuôn 67

3.3.1 Gia công khuôn dưới (Core) 67

3.3.2 Gia công khuôn trên (Cavity) 78

Trang 12

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước Trong đó ngành cơ khí chế tạo máy là một trong những nghành mũi nhọn của nước ta Tạo ra nhiều máy móc, sản phẩm đáp ứng cho nhu cầu xã hội ngày càng cao Vì vậy đòi hỏi kỹ sư cơ khí và cán bộ cơ khí phải có kiến thức sâu rộng, đồng thời phải biết vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết vấn đề cụ thể trong sản xuất, sửa chữa sau này khi ra trường

Sau khi học xong 4 năm học, sinh viên đã được tiếp thu nhiều kiến thức về chuyên ngành Đồng thời qua 3 đợt thực tập, sinh viên có được những kiến thức thực tế về ngành nghề, giúp sinh viên định hình được công việc của bản thân trong tương lai Qua đó hoàn thành được bài khóa luận tốt nghiệp này trên cơ sở những bài học đã được học trên lớp, trên internet và trong suốt quá trình tìm hiểu, thực tập

Hiện nay, Việt Nam đang phát triển mạnh các ngành nghề cơ khí Ký kết nhiều hiệp định để mở rộng phát triển kinh tế như: Thương mại tự do Việt – Liên minh Châu Âu (EVFTA), Hiệp định Đối tác kinh tế Toàn diện khu vực (RCEP)… Đây là con đường để nhiều ngành kinh tế tại Việt Nam, trong đó có cơ khí được quan tâm và phát triển Bên cạnh đó cũng có nhiều đối tác đầu tư vào thị trường Việt Nam, làm phong phú, đa dạng các ngành nghề, thay đổi cách sản xuất ngày càng năng suất và chất lượng hơn

Trên cơ sở đó, bài khóa luận tốt nghiệp này sẽ trình bày về đề tài: “Nghiên cứu thiết kế khuôn gia công chi tiết vỏ điện thoại”, đây là một công việc của ngành khuôn mẫu đang được phát triển mạnh tại Việt Nam

Trang 13

PHẦN MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề

Trong một xã hội công nghiệp hóa, hiện đại hóa, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, chất dẻo còn được ứng dụng và trở thành vật liệu thay thế cho những vật liệu truyền thống tưởng chừng như không thể thay thế được là gỗ, kim loại, silicat… Ngành công nghiệp nhựa ngày càng có vai trò quan trọng trong đời sống cũng như sản xuất của các nước, trong đó có Việt Nam

Hiện nay nhờ sự phát triển của các kỹ thuật thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD), chế tạo có sự trợ giúp của máy tính (CAM) và các máy gia công CNC, tia lửa điện EDM … thì việc thiết kế và chế tạo lòng khuôn đơn giản hơn nhiều, rút ngắn được thời gian sản xuất, đảm bảo độ chính xác gia công về hình dáng, kích thước, độ chính xác tương quan

Kỳ vọng lớn nhất của ngành nhựa Việt hiện nay đó chính là những hiệp định thương mại: Thương mại tự do Việt – Liên minh Châu Âu (EVFTA), Hiệp định Đối tác kinh tế Toàn diện khu vực (RCEP)… Khi các hiệp định này có hiệu lực, cũng đồng nghĩa cơ hội xuất khẩu cho các doanh nghiệp Việt sẽ rộng mở hơn, bức tranh ngành nhựa Việt ra thế giới sẽ lớn hơn

Xuất phát từ thực tế đó, em đó chọn đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế gia công chi tiết vỏ điện thoại” làm khóa luận tốt nghiệp

2 Mục tiêu

Thiết kế hoàn chỉnh một bộ ép phun cho chi tiết vỏ điện thoại Bên cạnh đó là lập quy trình gia công khuôn trên và khuôn dưới cho sản phẩm

3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu tài liệu và ứng dụng phầm mềm thiết kế cơ

khí để mô hình hóa sản phẩm để thiết kế một bộ khuôn vỏ điện thoại

Trang 14

Các quốc gia có nền công nghệ tiên tiến như Nhật Bản, Mỹ và Đức đi trước trong việc thiết kế và chế tạo khuôn đúc phức hợp và có độ chính xác cao và tự hào với số lượng lớn nhân viên nghiên cứu và phát triển có tay nghề cao Các nhà sản xuất khuôn mẫu Nhật Bản tập trung vào đánh bóng và mài, trong khi người Đức thích nâng cao hiệu quả và độ chính xác để tiết kiệm thời gian gia công Trên thị trường, ngành công nghiệp khuôn mẫu Nhật Bản đang sụt giảm rõ rệt về sản lượng hoặc nhu cầu trong nước Về chi phí vận hành, đối mặt với mức lương và phúc lợi cao, các ngành công nghiệp hạ nguồn và nhà sản xuất khuôn mẫu dần chuyển đổi địa điểm sản xuất sang các khu công nghiệp mới nổi lân cận và các nước kém tiên tiến hơn để giảm chi phí nhân công và tăng sức cạnh tranh về giá

Ở những đất nước phát triển tiên đã ứng dụng các tiến bộ của công nghệ từ lâu không chỉ cho ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu mà cho tất cả các lĩnh vực khác Họ đã hình thành các tổ hợp sản xuất chất lượng cao như thiết kế chế tạo khuôn dập nóng, dập nguội, khuôn đúc áp lực, khuôn dập tư động, Chuyên cung cấp các dịch vụ nhiệt luyện cho các công ty chế tạo khuôn khác, thiết kế các chi tiết tiêu chuẩn để phục vụ quá trình chế tạo khuôn mẫu như các khối khuôn, lò so, trụ dẫn, cao su ép nhãn, bộ đế khuôn, tất cả đều đạt tiêu chuẩn và độ chính xác cao Ngoài ra, họ còn cung cấp các phần mềm sử dụng trong sản xuất khuôn mẫu như CAE, CAD, CAM, Những mô hình hiện đại, tiên tiến trên giúp các quá trình sản xuất tự động hóa, ứng dụng CNC để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm để xuất khẩu đi khắp thế giới

Trang 15

1.2 Tình trạng khuôn mẫu tại Việt Nam

Việt Nam hiện có 383 công ty hoạt động sản xuất khuôn mẫu, hầu hết là các công ty nhỏ và vừa với 90% công ty có ít hơn 50 lao động Các công ty khuôn mẫu Việt Nam chủ yếu tập trung tại Hà nội, TP Hồ Chí Minh (bao gồm cả Đồng Nai, Bình Dương) Đây cũng là hai trung tâm kinh tế lớn, tập trung nhiều doanh nghiệp là khách hàng của ngành khuôn mẫu như nhựa, bao bì, cơ khí Riêng TP HCM đã tập trung trên 40% số doanh nghiệp khuôn mẫu cả nước Cần lưu ý rằng có đến 83% doanh nghiệp nhựa tập trung ở khu vực TP HCM Chính vì vậy, việc tập trung đông doanh nghiệp khuôn mẫu ở khu vực TP HCM và các tỉnh lân cận là điều dễ hiểu Nếu tính cả Đồng Nai, Bình Dương thì khu vực TP HCM chiếm đến hơn 73% số lượng doanh nghiệp khuôn mẫu của cả nước

Bên cạnh đó, tại Việt Nam hiện có 355 doanh nghiệp FDI đang đầu tư sản xuất khuôn mẫu để phục vụ các tập đoàn quốc tế tại Việt Nam như Samsung, Huyndai, Toyota, Canon, v.v Trong số các doanh nghiệp Việt Nam, có tới hơn 50% doanh nghiệp tập trung đáp ứng nhu cầu thị trường trong nước với yêu cầu công nghệ và sản phẩm đầu ra thấp Trong khi đó, các doanh nghiệp còn lại liên tục nâng cấp, đầu tư công nghệ tiên tiến và máy gia công thế hệ mới, các phần mềm thiết kế, mô phỏng nhằm rút ngắn thời gian và nâng cao chất lượng sản phẩm, với mục tiêu tham gia vào chuỗi giá trị của các ngành khác nhau, như thiết bị điện tử, ô tô và trở thành đối tác của các tập đoàn quốc tế

Bảng 1.1 Hiện trạng năng lực sản xuất – vận hành của các công nghệ thành phần trong ngành sản xuất khuôn mẫu

Trang 16

Nhu cầu về khuôn mẫu cho sản xuất nhựa, cơ khí, chi tiết máy, linh kiện… để nâng cao chất lượng sản phẩm là rất lớn, giúp doanh nghiệp nội địa tăng năng lực tham gia chuỗi cung ứng toàn cầu Do đó, công nghiệp khuôn mẫu đang là ngành thu hút sự quan tâm của nhiều doanh nghiệp trong và ngoài nước

Hình 1.1 Phân bố doanh nghiệp khuôn mẫu ở các địa phương

1.3 Mục tiêu, đối tượng , phạm vi và phương pháp nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu

Qua bài khóa luận tốt nghiệp, sinh viên được nâng cao sự hiểu biết về ngành học Hoàn thành bài khóa luận dựa trên những kiến thức đã được học trên giảng đường Kết quả của bài khóa luận:

- Thiết kế hoàn chỉnh một bộ khuôn ép phun cho chi tiết vỏ điện thoại - Lập quy trình gia công 2 nửa khuôn của chi tiết

Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Nghiên cứu lý thuyết công nghệ ép phun

- Nghiên cứu modun Mechanican Design của phần mềm Catia V5R20 để thiết kế ra khuôn vỏ điện thoại

Phạm vi nghiên cứu: Trong khuôn khổ của một khóa luận tốt nghiệp kéo dài trong khoảng ba tháng ( từ ngày 27/6 – 29/9/2022 ), việc nghiên cứu chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu chỉ ở mức độ khái quát

Trang 17

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu dựa trên phương phân tích và tổng hợp lý thuyết và mô hình hóa sản phẩm để thiết kế một bộ khuôn vỏ điện thoại

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1:

Trong chương I, em đã trình bày thực trạng về ngành công nghiệp khuôn mẫu trên thế giới và Việt Nam Những thuận lợi và khó khăn để phát triển ngành công nghiệp này Đồng thời em đã đưa ra các mục tiêu, đối tượng, phạm

vi nghiên cứu cũng như phương pháp nghiên cứu cho bài khóa luận tốt nghiệp

Trang 18

CHƯƠNG 2

TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ ÉP PHUN, XÂY DỰNG MÔ 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

Chất dẻo (Plastics) là loại vật liệu được tạo thành bởi nhiều phần tử (các cao phân tử Polyme) Nó có thể được tổng hợp hoặc thay đổi từ thành phần nhỏ (gọi là Monome) Chất dẻo là vật rắn (có thể là trạng thái lỏng trong quá trình gia công) Định nghĩa chất dẻo (nhựa) có thể phân loại bằng sự phân loại theo biểu đồ dưới đây:

Hình 2.1: Phân loại chất dẻo 2.1.2 Phân loại và tính chất

2.1.2.1.Phân loại

Dựa trên tính chất vật lí, tính chất hoá học, cấu trúc phân tử, khả năng gia công và các yếu tố tác động lên vật liệu mà người ta phân loại chất dẻo theo nhiều phương pháp khác nhau như: phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học

Vật liệu các loại

Vật liệu gốm sứ

Vật liệu kim loại

Vật liệu cao phân

tử

Vật liệu thấp phân

tử

Sợi Cao su Chất dẻo Chất kết dính

Nhựa nhiệt dẻo Tái sinh được

Nhựa nhiệt rắn Không tái sinh

Trang 19

nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn), phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch đại phân tử, phân loại chất dẻo theo công dụng (nhựa thông dụng, nhựa kĩ thuật, nhựa kĩ thuật chuyên dùng)

a Phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học

Trong các vật liệu Polyme,tuỳ theo trạng thái sắp sếp chuỗi mạch của nó

mà ta có thể phân ra loại nhựa có dạng kết tinh hay không kết tinh (vô định hình)

b Phân loại chất dẻo theo công nghệ

Chất dẻo được chia thành 2 loại: Chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn c Phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch phân tử

Theo cách này có thể phân biệt các loại Polyme có hình dạng sợi tuyến tính, hình dạng sợi phân nhánh, cấu trúc lưới không gian, cấu trúc hình dây thang,cấu trúc lưới phẳng, cấu trúc hình sao, cấu trúc răng lược

d Phân loại chất dẻo theo công dụng:

Trong thực tế sản xuất và sử dụng nhựa thường được phân thành 3 loại: Nhựa thông dụng,nhựa kĩ thuật và nhựa hỗn hợp

2.1.2.2.Tính chất hoá học

a Tính chịu hoá chất

Khác với kim loại, đa số các loại nhiệt thường bền khi chịu tác động của môi trường khí quyển Hơn nữa chúng còn bền với các loại hoá chất như axit, kiềm, muối và nhiều hoá chất khác

b Tính chịu thời tiết khí hậu

Tính chịu thời tiết khí hậu là tính thay đổi về chất lượng độ bền của sản phẩm dưới ảnh hưởng của ánh sáng (tia cực tím), nhiệt độ không khí (oxy, Ozon) quá trình giảm độ bền dưới tác động của khí hậu gọi là sự lão hoá của nhựa

Để giảm lão hoá người ta thường dùng thêm một số chất phụ gia Các chất phụ gia này có tác dụng hạn chế sự lão hoá của nhựa

2.2 Công nghệ gia công chất dẻo

2.2.1 Sử dụng chất dẻo trong khoa học kỹ thuật

Sau đây là một số bảng thống kê số liệu các loại nhựa

Trang 20

Bảng 2.1 Nhiệt độ gia công các loại nhựa:

(<C)

Nhiệt độ cuối Piston

(C)

3 ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene

11 Elastomer Nhựa đàn hồi cao su Nhiệt độ lưu hóa 75-110 12 LDPE LowDensity

PolyEtylen

13 HDPE HighDensiy PolyEtylen

Về độ co ngót của nhựa ta xem bảng sau:

Bảng 2.2 Độ co của một số loại nhựa

Trang 21

2.2.2 Các phương pháp gia công chất dẻo

2.2.2.1 Công nghệ cán

Quá trình cán là một trong những phương pháp sản xuất của công nghiệp gia công chất dẻo mà trong đó vật liệu chất dẻo nhiệt dẻo được chế tạo thành tấm hoặc màng

Các máy cán thường sử dụng đoá là các máy có 4 hoặc 5 trục cán xếp

theo các dạng chữ I, L, F, Z

Hình 2.2 Các loại thiết bị cán I,L,F,Z

Phương pháp cán được sử dụng rộng rãi và có ý nghĩa nhất là để gia công PVC cứng và PVC mềm và các copolyme từ PVC

2.2.2.2 Công nghệ phủ chất dẻo

Công nghệ tráng phân lớp được hiểu là quá trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vật liệu cốt dạng tấm mềm dễ uốn (như vải, giấy, sợi tự nhiên, sợi tổng hợp…)

Để tráng phủ lớp vật liệu cốt thì có nhiều phương pháp:

- Phương pháp phét bằng dao phết: Nhờ dao phết chất dẻo (bột

nhão)được phết lên vật liệu làm cốt đang dịch chuyển phía dưới dao phết

- Phương pháp tráng phân lớp bằng trục trụ tròn: Sử dụng hệ

thống nhiều trục trụ tròn làm cho bột chất dẻo dãn ra một độ dài nhất định sau đó mang lớp chất dẻo này phủ lên vật liệu cốt

- Phương pháp tẩm nhúng: Vật liệu cốt được di chìm qua lớp bột

PVC có độ nhớt nhỏ, lượng dư được các thanh gạt gạt xuống

Trang 22

- Tráng phủ bằng máy đùn: Cho chất dẻo nóng chảy từ máy đùn qua

đầu đùn có khe rộng và phủ lên các vật liệu cốt Sau đó chất dẻo cùng vật liệu cốt đi qua khe của các trục cán đang quay, chất dẻo được ép lên vật liệu cốt

- Tráng phủ bằng máy cán: Vật liệu cốt cùng với chất dẻo được dẫn

vào một khe hở thứ hai hoặc thứ ba của máy cán, khi đó các trục cán sẽ ép chất dẻo lên vật liệu cốt

- Tráng phủ bằng phương pháp tiếp xúc: Sử dụng để tráng phân lớp

cho chất dẻo PVC hoặc Polyurethan

2.2.2.3 Công nghệ đùn

Máy đùn thực chất là một thành viên trong dây truyền sản xuất, nó gồm có thiết bị tạo hình, bộ phận chỉnh hình, bộ phận kéo sản phẩm, bộ phận thu sản phẩm hoặc cắt sản phẩm thành từng đoạn nhất định

Công nghệ ép phun khác công nghệ thường ở chỗ vật liệu ép không đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổ vào khoang nung riêng, sau khi đến một

Trang 23

nhiệt độ nhất định dưới tác dụng của Piston vất liệu được phun vào khoang khuôn kín

Ta có sơ đồ quá trình ép phun như sau:

Hình 2.4: Sơ đồ ép phun trục

1.Nửa khuôn di động 4.Nửa khuôn cố định 7.Xilanh 2.Sản phẩm 5.Vòi phun8.Trục vít

3.Khoang khuôn 6.Phần tử nung9.Phễu định lượng

Quá trình ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã được nung nóng sơ bộ được tạo viên, được định lượng vào khoang khuôn Sau đó ở nhiệt độ xác định sau khi khuôn đóng, dưới áp lực vật liệu ép được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm

Hình 2.5 Dây truyền công nghệ ép phun

Trang 24

2.3 Máy ép phun nhựa

2.3.1 Công nghệ ép phun

Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy, trong quá trình này không có bất cứ một phản ứng hóa học nào Bằng cách quan sát thông thường nhất chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản phẩm nhựa xung quanh chúng ta Từ các sản phẩm đơn giản là dụng cụ học tập như: thước , bút…đồ chơi cho đến các sản phẩm phức tạp như: bàn ghế, máy tính…đều được làm bằng nhựa Các sản phẩm này đều có màu sắc và hình dáng đa dạng chúng đã làm cho cuộc sống của chúng ta thêm đẹp và tiện nghi hơn Điều này đồng nghĩa với việc sản phẩm nhựa mà phần lớn tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta Với các tính chất như: độ dẻo dai, có thể tái chế, không có phản ứng hóa học nào với không khí ở điều kiện bình thường….vật liệu nhựa đã đang thay thế dần các loại vật liệu khác như: sắt, nhôm, gang… Đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên Hiện nay có rất nhiều

loại máy ép phun hiện đại phục vụ cho công nghệ ép phun Ví dụ:

Trang 25

Hình 2.7 Máy ép phun WL1680 2.3.2 Cấu tạo máy ép phun:

Các phần nguyên lý của máy phun nhựa:

Hình 2.8 Cấu tạo méy ép phun

Trang 26

- Các phụ tùng khác: Công tắc giới hạn (N.C/N.O); Báo sự cố; Chỉ thị nhiệt độ dầu thuỷ lực; RPM gauge (máy đo) đồng hồ đo vòng quay; Van kiểm tra nước

Hình 2.9 Máy ép phun nhựa thực tế 2.3.3 Phân loại các loại máy phun nhựa

- Máy phun nhựa nhiệt dẻo - Máy phun nhựa đặt nhiệt Các loại máy phun nhựa:

- Máy phun nhựa thẳng đứng - Máy phun nhựa nằm ngang Các kiểu máy phun nhựa:

- Đường phun: Phun chiều trục (đường từng đoạn); Phun theo đường - Hệ thống kẹp: Chuyển động thuỷ lực; Chuyển động cơ - thuỷ lực

Trang 27

Hình 2.10 Sơ đồ đầu phun của máy ép phun dùng xoắn vít

Hình 2.11 Máy ép phun dựng Piston-Vít 2 giàn

2.3.4 Chu kỳ phun nhựa của máy ép phun nhựa dùng vít chuyển động qua lại

Quá trình chế tạo 1 sản phẩm - một chu kỳ cho ở hình sau: Pha 1: Kẹp chặt khuôn và phun vào

Trang 28

Hình 2.12 Kẹp chặt khuôn

Chất dẻo lỏng đươc ép vào khuôn kín Cụm đóng khuôn cần phải tác dụng vào khuôn một lực lớn (lực kẹp khuôn) để không có 1 tí chất dẻo lỏng nào chảy ra từ các khe của khuôn Chất chảy lỏng đi từ cụm hoá dẻo vào 1 máy xoắn vít với 1 trục xoắn có thể xê dịch hướng trục mà nó hoạt động như 1 cái Piston, được ép vào lòng khuôn Cụm hoá dẻo phải liên kết chặt chẽ vơi khuôn, nhờ đó chất dẻo lỏng không bị mất mát

Pha 2: Thời gian dừng với áp lực đuổi theo

Hình 2.13 Thời gian dừng

Trên cơ sở sự phân cách về nhiệt giữa khuôn và cụm dẻo hoá, cả 2 đều có mức nhiệt rất khác nhau, liên kết này chỉ được duy trì 1 lúc cho đến khi chất dẻo lỏng không còn khả năng chảy nữa Sau khi điền đầy khuôn chất dẻo bắt đầu đông cứng lại và khi đó thể tích của nó sẽ co lại đôi chút Bằng cách ép tiếp và điền đầy tiếp, thể tích được bổ xung cho đủ, do đó phải duy trì áp lực lên chất dẻo lỏng cho đến lúc nó đông cứng song

Pha 3: Mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài

Trang 29

Hình 2.14 Mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài

Vì quá trình hoá dẻo cần một thời gian nhất định, trục xoắn bát đầu ép vật liệu qua sự quay của nó, để tạo ra từng liều lượng nhằm làm chảy nó ra và xếp đặt nó trước khi phun Trục xoắn tạo ra không gian trống bằng cách nó trượt lùi lại dọc trục trong xylanh phun, chống lại áp lực đó Khi vật được phun đông đặc lại, cụm hoá dẻo rời khỏi khuôn, nhờ đó chất dẻo lỏng ở vòi phun không bị đông đặc lại Cụm đóng khuôn sẽ tiếp tục đóng cho đến khi sản phẩm đông đặc đến mức có thể được tống ra ngoài

2.3.5 Các thông số của máy phun nhựa

Lực kẹp (tấn): Được tính bởi số tấn của lực khoá khuôn

Lực kẹp khuôn Fc được tính bằng công thức: Fc = 1,15.Pi.A với Pi(Kg/cm2) là áp lực phun; A(cm2) là diên tích bề mặt

Dung tích phun: Được quy định cho dung tích mỗi lần bắn

Tỷ lệ hoá dẻo: Thể tích của vật liệu được hoá dẻo trong thời gian cho trước Mức độ phun: Đó là tốc độ lớn nhất Max mà toàn bộ chất dẻo dự kiến có thể được phun qua ống mỏ vịt ở áp suất cho trước

Áp lực phun: Đối với máy Piston thì đây là áp lực ở Piston phun Đối với

vít chuyển động qua lại áp lực này là ở vật liệu phía trước của vít

Khoảng mở của máy: Khoảng mở cho phép của máy khi mở khuôn

2.4 Phương pháp thiết kế khuôn sản phẩm chất dẻo

Trang 30

khác khuôn ép nhựa gồm nhiều chi tiết lắp ráp với nhau, sau khi nhựa được phun vào khuôn và làm nguội, sẽ đẩy ra sản phẩm

Khuôn ép nhựa là thành phần vô cùng quan trọng trong dây chuyền sản xuất nhựa Nó đóng vai trò là khuôn mẫu để tạo ra những sản phẩm nhựa có thiết kế đúng theo yêu cầu

Kích thước và cấu tạo của khuôn ép nhựa phụ thuộc vào kích thước và đặc điểm của sản phẩm Tùy theo số lượng sản phẩm cần sản xuất mà ta lựa chọn loại khuôn phù hợp và hiệu quả nhất

Tác dụng của khuôn ép nhựa

Khuôn ép nhựa được sử dụng trong sản xuất bộ phận kết cấu của nhiều sản phẩm như thiết bị gia dụng, điện, điện tử, ô tô, xe máy…

Khuôn ép nhựa là công cụ để sản xuất các sản phẩm nhựa nhiệt dẻo, hoàn thiện sản phẩm nhựa kể cả khi chúng có cấu trúc phức tạp

Khuôn ép nhựa là dụng cụ sản xuất vô cùng phổ biến nhất dùng để chế tạo các bộ phận bằng nhựa, nó là yếu tố quyết định tính hiệu quả của quy trình sản xuất để tạo ra sản phẩm với khối lượng lớn

Bằng cách sử dụng các loại khuôn ép nhựa khác nhau về kích thước và độ phức tạp có thể tạo ra các sản phẩm khác nhau

Nhựa dẻo thô sau khi được nấu chảy trong máy ép phun sẽ được bơm vào khuôn ép nhựa, sản phẩm tạo thành được đẩy ra sau khi nguội đi và hóa cứng

Vai trò quan trọng của khuôn ép nhựa

Khuôn ép nhựa cho phép sản xuất vật liệu phun thật, có thể kiểm tra cấu trúc dụng cụ có được từ quy trình khuôn mẫu, từ đó xác nhận độ tin cậy cấu trúc dụng cụ, tối ưu hóa vị trí cổng phun

Công nghệ xử lý khuôn ép nhựa góp phần đáng kể để giảm thiểu chi phí sản xuất khuôn, nhưng vẫn đáp ứng tốt yêu cầu của khách hàng về số lượng các bộ phận được sản xuất

Sau khi các bộ phận yêu cầu được thực hiện, vẫn có thể tiếp tục thực hiện thay đổi thông số kỹ thuật khuôn ép nhựa với chi phí thấp hơn cho thử nghiệm vòng tiếp theo

Trang 31

Khuôn ép nhựa cho ra đời sản phẩm có thể đáp ứng yêu cầu dung sai chặt chẽ, các tính chất cơ học vượt trội và phần chất lượng bề mặt đánh bóng cao

2.4.2 Các bộ phận chính của khuôn và chức năng của chúng

Kết cấu khuôn nhựa gồm hai phần chính là phần Cavity (hay gọi là khuôn cái) và phần Core (còn gọi là khuôn đực), ngoài ra còn có các bộ phận khác để lắp ghép thành một mộ khuôn hoàn chỉnh

- Phần cavity (phần khuôn cái, phần khuôn cố định): đứng yên trong cả quá trình ép khuôn, được gá trên tấm cố định của máy ép nhựa

Hình 2.15 Khuôn cái (Cavity)

Phần core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): là phần di chuyển khi đóng mở khuôn nhựa trông quá trình ép, được gá trên tấm di động của máy ép nhựa

Trang 32

lõm vào sẽ xác định hình dạng ngoài của sản phẩm được gọi là lòng khuôn, phần xác định hình dạng bên trong của sản phẩm được gọi là lõi

7 Tấm đỡ 8 Khối đỡ 9 Tấm kẹp phía sau

13 Bạc dẫn hướng chốt 14 Chốt hồi về 15 Bạc mở rộng 16 Chốt đỡ 17 Tấm khuôn sau 18 Bạc dẫn hướng 19.Chốt dẫn hướng

Kết cấu cơ bản của một bộ khuôn phun nhựa:

Trang 33

Hình 2.18 Kết cấu cơ bản của một bộ khuôn

1 Tấm kẹp phía trước: kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun 2 Tấm khuôn phía trước: là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phần ngoài của sản phẩm

3 Vòng định vị: đảm bảo vị trí thích hợp của vòi phun với khuôn

4 Bạc cuống phun: nối vòi phun và kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phía trước và khuôn trước

5 Sản phẩm

6 Bộ định vị: đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần chuyển động của khuôn

7 Tấm đỡ: giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài

8 Khối đỡ: dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩy hoạt động được

9 Tấm kẹp phía sau: kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy ép phun 10 Chốt đẩy: dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi khuôn mở 11 Tấm giữ: giữ chốt đẩy vào tấm đẩy

Trang 34

12 Tấm đẩy: đẩy chốt đẩy đồng thời với quá trình đẩy

13 Bạc dẫn hướng chốt: để tránh hao mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tấm giữ do chuyển động mạnh giữa chúng

14 Chốt hồi về: làm cho chốt đẩy có thể quay trở lại khi khuôn đóng lại 15 Bạc mở rộng: dùng làm bạc kẹp để tránh mài mòn, hỏng tấm kẹp phía sau khối ngăn và tấm đỡ

16 Chốt đỡ: dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đỡ 5 tránh cho tấm đỡ khỏi bị cong do áp lực đẩy cao

17 Tấm khuôn sau: là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong và phần ngoài của sản phẩm

18 Bạc dẫn hướng: để tránh mài mòn nhiều hoặc làm hỏng tấm khuôn sau vì bạc dẫn hướng có thể thay được

19 Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn để liên kết chính xác hai phần của khuôn

2.4.3 Yêu cầu kĩ thuật đối với khuôn ép sản phẩm nhựa

- Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm - Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt của lòng khuôn và lõi để đảm bảo độ bóng của sản phẩm

- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn - Đảm bảo lấy được sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng - Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công - Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận của khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực ép lớn (vài trăm tấn)

- Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn phải có một nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó rút ngắn chu kỳ ép và tăng năng suất

- Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp sao cho phù hợp với khả năng công nghệ hiện có

Trang 35

2.4.4 Cơ sở dữ liệu cần thiết trước khi thiết kế khuôn

Bản vẽ chi tiết với đầy đủ kích thước và các yêu cầu kỹ thuật như: - Vật liệu chế tạo chi tiết (loại nhựa)

- Vật liệu của lòng khuôn (do khách hàng yêu cầu)

- Độ chính xác của chi tiết bao gồm độ chính xác về kích thước, độ chính xác về hình dáng hình học và vị trí tương quan giữa các bề mặt

- Số lượng chi tiết yêu cầu

- Các bề mặt làm việc và không làm việc của các chi tiết Các thông số kỹ thuật của máy ép như:

- Lực ép lớn nhất của máy ép có thể ép được

- Khối lượng vật liệu lớn nhất mà máy có thể gia công được - Kích thước bàn máy để lắp khuôn

- Áp lực phun lớn nhất của máy

- Khoảng mở tối đa và tối thiểu của máy - Kích thước lỗ định vị khuôn trên bàn máy

Số lượng lòng khuôn của bộ khuôn cần thiết kế: Theo yêu cầu của khách hàng hoặc theo yêu cầu của sản lượng cũng như giá thành khuôn, giá thành sản phẩm

2.4.5 Các kiểu khuôn phổ biến

2.4.5.1 Khuôn hai tấm:

Phương pháp dùng hai tấm rất thông dụng trong hệ thống khuôn, vì nó đơn giản Tuy nhiên, đối với sản phẩm loại lớn không bố trí được miệng khuôn ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng khuôn, cần nhiều miệng phun ở tâm thì kết cấu khuôn có thể thay bằng hệ thống khuôn ba tấm

Trang 36

Hình 2.19 Kết cấu của khuôn 2 tấm

1 Tấm kẹp trước 2 Tấm cố định 3 Bạc cuốn phun 4 Vòng định vị 5 Vít lục giác 6 Đường nước 7 Tấm di động 8 Tấm lót 9 Gối đỡ

10 Tấm kẹp pin 11 Tấm đẩy pin 12 Tấm kẹp sau 13 Pin đẩy 14 Loxo 15 Chốt hồi về 16 Bạc dẩn hướng 17 Lòng khuôn 18 Pin dẫn hướng…

2.4.5.2 Khuôn ba tấm:

Khuôn 3 tấm cũng được sử dụng khi cần thiết khi bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn Đối với những chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài Hai hoặc nhiều cổng nhựa có hướng vào trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh được hiện tượng phân luồng dòng chảy Khuôn 3 tấm rất phù hợp với nhiều trường hợp

Khuôn ba tấm gồm: Khuôn sau, khuôn trước, hệ thống thanh đỡ

Nó sẽ tạo ra hai khoảng sáng khi nó mở ra, một khoảng sáng để lấy sản phẩm ra và khoảng sáng kia để lấy kênh nhựa ra

Nhược điểm của hệ thống khuôn 3 tấm là khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài, nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và tạo ra nhiều phế liệu của hệ thống kênh nhựa

Trang 37

Đối với những khuôn phức tạp, độ cứng vững của các phần khuôn là rất quan trọng và khi lắp rắp phải cẩn thận và bảo đảm từng bước lắp ráp diễn ra suôn sẻ Ứng suất được gây ra bởi lực kẹp khuôn có thể đủ lớn và có thể là nguyên nhân gây ra các biến dạng Chúng cần được kiểm tra sử dụng phân tích sức bền vật liệu để duy trì bảo đảm những biến dạng của khuôn không vượt quá lượng biến dạng cho phép của khuôn Trong trường hợp đặc biệt, khi lực kẹp vượt quá mức cho phép thì có thể làm biến dạng những chi tiết của khuôn, biến dạng đó đủ để co giãn đàn hồi trở lại, lúc đó sự đẩy ra lớn hơn độ co của nhựa và kết quả là bị kẹt Đối với họ khuôn bố trí nhiều lòng khuôn, các lòng khuôn được bố trí ở nhiều nơi khác nhau, cố gắng đảm bảo vị trí các khoảng cách giữa các lòng khuôn bằng nhau càng tốt để tạo lực lực ép đều trên khuôn Sự cân bằng tốt nhất khi tổng momen của lực ở các sản phẩm về trục của khuôn bằng không

Hình 2.20 Kết cấu khuôn 3 tấm

2.4.5.3 Khuôn nhiều tầng:

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp, hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp (nghĩa là sử dụng cho loại máy có kích thước nhỏ) Với loại hệ thống khuôn này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt của khuôn

Trang 38

Hình 2-21 Kết cấu của khuôn nhiều tầng

2.4.6 Các hệ thống cơ bản của khuôn

Trang 39

Hình 2.23 Bạc cuống phun

Bán kính trên bạc cuống phụ và vòi phun phải tạo nên được sự liên kết phù hợp giữa chúng Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn 25 mm so với bán kính của vòi phun để đảm bảo không có khe hở giữa cuống phun và vòi phun khi chúng tiếp xúc với nhau

Góc côn của cuống phun là yếu tố rất quan trọng, góc côn này ảnh hưởng đến việc thầo cuống phun ra khỏi bạc cuống phun và thời gian làm nguội Do vậy góc côn này không được quá nhỏ hay quá to, tối thiểu nên là 10

Kênh nhựa:

Kênh nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun Kênh nhựa phải được thiết kế ngắn nhất có thể để có thể nhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà không bị mất nhiều áp lực

Kích thước của kênh nhựa phải đảm bảo đủ nhỏ để làm giảm phế liệu và lượng nhựa trong lòng khuôn, nhưng phải đủ lớn để chuyển một lượng vật liệu đáng kể để điền đầy lòng khuôn nhanh và giảm sự mất áp lực ở kênh nhựa và các miệng phun

Kênh nhựa có các loại tiết diện ngang như hình tròn, hình thang, kênh hình chữ nhật, kênh hình bán nguyệt và hình cong Nhưng trong các loại kênh nhựa trên thì kênh nhựa có tiết diện hình tròn hoặc hình thang là tốt nhất

Kênh nhựa hình tròn cho phép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt, tuy nhiên việc chế tạo khuôn loại này đắt hơn vì kênh nhựa phải nằm ở hai bên của mặt khuôn

Trang 40

Khi dùng kênh nhựa hình thang thì phải sử dụng một lượng vật liệu nhiều hơn so với hình tròn, nhưng kênh hình thang dễ gia công hơn vì nó chỉ nằm ở một bên của mặt phân khuôn

Để xác định diện tích tiết diện kênh nhựa ta phải dựa vào thời gian điền đầy:

t = mQms v.

Q = t =  s =

Cách tính dòng chảy: Mỗi loại chất dẻo sẽ chảy trong một khoảng cách chi tiết có liên quan đến độ dày của thành kênh mà nó chảy qua Quan hệ này được thể hiện trong tỷ lệ 200:2 nghĩa là với thành dày 2mm thì độ dài tối đa của dòng chảy là 200mm

Trong đó: B là chiều rộng (cm) và D là chiều dày (cm); P là lực ép tối đa (ví dụ 1200 bar); VF là chu vi của dòng chảy trước (30cm/s); NS là độ nhớt có giá trị 2600g/s đối với loại vật liệu không định hình và 1700g/s đối với loại vật liệu tinh thể

Từ những số liệu trên ta có: L = C.H2 với C = 320 cho vật liệu không định hình và C = 500 cho vật liệu tinh thể

Tốc độ phun phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Áp lực phun, độ bóng bề mặt kênh nhựa, nhiệt độ khuôn Như vậy việc tính toán chính xác diện tích tiết diện kênh nhựa là rất khó khăn và phức tạp Mặt khác việc tính toán phải dược trên các giả thuyết Do đó kết quả tính được chỉ là gần đúng

Đối với loại khuôn nhiều lòng khuôn, việc đảm bảo cho các lòng khuôn được điền đầy là rất quan trọng Để đảm bảo điều này ta có các giải pháp:

- Loại khuôn nhiều lòng khuôn có một đoạn ngắn ở cuối đường kênh nhựa ở lòng khuôn cuối cùng (kênh cân bằng nhân tạo)

- Nhưng biện pháp tốt nhất là cho độ dài của các kênh nhựa của tất cẩ các sản phẩm như nhau (kênh nhựa được cân bằng từng phần)

Để đơn giản ta cân bằng các kênh nhựa bằng mô hình hoá đơn giản: