1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn

73 5 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm Autodesk Inventor Để Thiết Kế Khuôn Gia Công Khay Nhựa Đựng Thức Ăn
Tác giả Lê Văn Hiếu
Người hướng dẫn TS. Trần Công Chi
Trường học Trường Đại Học Lâm Nghiệp
Chuyên ngành Kỹ Thuật Cơ Khí
Thể loại Khóa Luận Tốt Nghiệp
Năm xuất bản 2021
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 73
Dung lượng 3,28 MB

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU (9)
    • 1.1 Tổng quan về ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế khuôn (9)
      • 1.1.1 Tình hình ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế khuôn (9)
      • 1.1.2 Đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn mẫu theo công nghệ CAD/CAM (11)
    • 1.2. Tình hình ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor trong thiết kế khuôn (14)
      • 1.2.1. Tổng quan về phần mềm Autodesk Inventor (14)
      • 1.2.2. Tình hình ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor trong thiết kế khuôn (15)
    • 1.3. Mục tiêu, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu (21)
      • 1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu (21)
      • 1.3.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu (21)
      • 1.3.3. Phương pháp nghiên cứu (22)
  • CHƯƠNG 2. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR THIẾT KẾ KHUÔN GIA CÔNG KHAY NHỰA ĐỰNG THỨC ĂN (23)
    • 2.1. Công nghệ và thiết bị đúc phun chất dẻo (23)
      • 2.1.1. Tổng quan về chất dẻo và các phương pháp gia công (23)
      • 2.1.2. Máy và thiết bị đúc phun chất dẻo (29)
    • 2.2. Bản vẽ mô tả hệ thống phun (31)
      • 2.2.1. Hệ thống hỗ trợ đúc phun (31)
      • 2.2.2. Phân loại máy đúc phun (31)
    • 2.3. Máy đúc phun kiểu đứng và kiểu nằm (32)
      • 2.3.1. Một số ưu nhược điểm của phương pháp đúc phun (32)
    • 2.4. Đặc điểm cấu tạo chung của khuôn đúc phun chất dẻo (33)
      • 2.4.1. Các chi tiết cơ bản của khuôn (33)
      • 2.5.1. Đặc điểm và điều kiện làm (40)
      • 2.5.2. Thiết kế chi tiết khay đựng thức ăn bằng Autodesk Inventor (41)
    • 2.6. Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế khuôn khay nhựa đựng thức ăn (42)
      • 2.6.1. Chọn hướng thoát khuôn (46)
      • 2.6.2. Chọn vật liệu cho sản phẩm (47)
      • 2.6.3. Chọn vị trí cổng phun tối ưu (47)
      • 2.6.4. Đánh giá chất lượng sản phẩm thời gian điền đầy, đường hàn (50)
      • 2.6.5. Xác định hình dạng miếng ghép lòng lõi khuôn (53)
      • 2.6.7. Tính toán số lòng lõi (53)
      • 2.6.8. Thiết kế Mold Base (56)
      • 2.6.9. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa (57)
      • 2.6.10. Chọn vòng định vị (59)
      • 2.6.11. Thiết kế hệ thống định vị khuôn (60)
      • 2.6.12. Thiết kế hệ thống làm mát (60)
      • 2.6.13. Thiết kế khóa khuôn (61)
  • CHƯƠNG 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN GIA CÔNG (62)
    • 3.1. Lựa chọn dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi (62)
    • 3.2. Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn (62)
      • 3.2.1 Chọn phôi gia công (62)
      • 3.2.2. Thông số kỹ thuật của máy phay CNC sử dụng để gia công lòng khuôn . 55 3.2.3. Lập quy trình công nghệ gia công lòng khuôn (63)
    • 3.3. Quy trình công nghệ gia công lõi khuôn (67)

Nội dung

Trong triển khai chế tạo ra sản phẩm từ bản vẽ thiết kế, ngày nay có các phần mềm ứng dụng đó là các phần mềm chế tạo có sự tham gia của máy tính điện tử.. Xu thế phát triển chung của cá

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Tổng quan về ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế khuôn

1.1.1 Tình hình ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế khuôn

Thiết kế và chế tạo khuôn có sự tham gia của máy vi tính (CAD/CAM) thuờng đuợc trình bày gắn liền với nhau Thật vậy, hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung: đó là các nguồn đồ thị hiển thị và dữ liệu quản lý

Thực tế, CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ cho phép biến một ý tuởng trừu tượng thành một vật thể thật Hai quá trình này thể hiện rõ trong công việc nghiên cứu và triển khai chế tạo

Xuất phát từ nhu cầu cho truớc việc nghiên cứu đảm nhận thiết kế một mô hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biểu diễn chi tiết Từ bản vẽ chi tiết, việc triển khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chi tiết cùng các vấn đề liên quan đến dụng cụ và phương pháp thực hiện Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong ngành chế tạo máy đuợc thực hiện liên tiếp nhau và được phân biệt bởi kết quả của nó

- Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ

- Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí

Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế:

- Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử (Computer Aided Drawing - CAD)

- Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử (Computer

Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này

Trong triển khai chế tạo ra sản phẩm từ bản vẽ thiết kế, ngày nay có các phần mềm ứng dụng đó là các phần mềm chế tạo có sự tham gia của máy tính điện tử (Computer Aided Manufacturing - CAM)

Khi sự tích hợp trên máy tính điện tử cho các hoạt động thiết kế và chế tạo được thực hiện, tức là khi việc thực hiện có thể trực tiếp dựa vào các dữ liệu số được tạo ra bởi việc thiết kế, tập hợp các hoạt động đặc trưng của CAD/CAM được mô tả duới khái niệm chế tạo, được tích hợp bởi máy tính điện tử

Do vậy CIM biểu diễn các hoạt động tương ứng với thiết kế, vẽ, chế tạo và kiểm tra chất lượng của một sản phẩm cơ khí

Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên tiến là liên kết các thành phần của qui trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều khiển bởi máy tính điện tử (Computer Integrated

Các thành phần của hệ thống CIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD

Kết quả của quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu dể thực hiện phân tích kỹ thuật, lập qui trình chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số như các loại máy công cụ, nguời máy, tay máy công nghiệp và các thiết bị phụ trợ khác

Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành bất kỳ một sản phẩm cơ khí nào

Công việc này bao gồm:

- Chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản phẩm, các cụm máy.v.v )

- Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập qui trình công nghệ)

- Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ v.v

- Kế hoạch hoá quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu

Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất luợng

CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng dể thực hiện một số chức năng nhất định

CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động: Thiết kế và Chế tạo

Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp nguời kỹ sư thiết kế, mô phỏng, phân tích và tối ưu hoá các giải pháp thiết kế

Tự động hoá chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hoá, điều khiển và kiểm tra các nguyên công gia công

1.1.2 Đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn mẫu theo công nghệ CAD/CAM

Theo lịch sử hình thành và phát triển ta có thể phân biệt công nghệ thiết kế và gia công chế tạo khuôn mẫu như sau:

- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

- Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu Do vậy quy trình thiết kế và gia công bao gồm có 4 giai đọan phân biệt (Hình 1.1):

1 Tạo mẫu sản phẩm, 2 Lập bản vẽ kỹ thuật, 3 Tạo mẫu chép hình, 4 Gia công chép hình

Hình 1.1 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

Qui trình này có những hạn chế:

- Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình,

- Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ liệu,

- Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và qui trình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm - lập bản vẽ chi tiết- tạo mẫu chép hình - phay chép hình

Tình hình ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor trong thiết kế khuôn

1.2.1 Tổng quan về phần mềm Autodesk Inventor

Autodesk Inventor là một trong những bộ phần mềm chuyên dụng của hãng

Autodesk Autodesk Inventor trang bị những công cụ mạnh, quản lý các đối tượng thông minh, trợ giúp quá trình thiết kế, làm tăng năng suất và chất lượng thiết kế, tối ưu hóa quá trình thiết kế bằng việc tạo mối liên kết giữa mô hình 3D và bản vẽ 2D

Autodesk Inventor có 4 chức năng thiết kế:

- Mô hình hóa chi tiết (môi trường “*.ipt”)

- Lắp ráp các chi tiết (môi trường “*.iam”)

- Tạo bản vẽ kỹ thuật 2D từ 3D solid (môi trường “*.dwg” hoặc

- Trình diễn lắp ráp (môi trường “*.ipn”)

Autodesk Inventor là phần mềm hổ trợ đắc lực quá trình thiết kế, gồm các tính năng

- Tạo biên dạng phác thảo 2D rất nhanh chóng và dễ dàng Ta có thể hiệu chỉnh về kích thước và hình dạng ở mọi thời điểm Bất kỳ sự thay đổi nào của biên dạng đều có thể làm thay đổi mô hình thiết kế

- Những chi tiết, kết cấu phức tạp được tạo và lắp ráp dễ dàng

- Hỗ trợ tính toán, thiết kế và mô hình hóa các chi tiết máy (bộ truyền bánh răng, trục vít, xích, đai…)

- Gán vật liệu, màu sắc cho chi tiết

- Trang bị thư viện cho các chi tiết tiêu chuẩn (ổ lăn, bulông, then)

- Mô phỏng động học - Mô phỏng trình tự lắp ráp

1.2.2 Tình hình ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor trong thiết kế khuôn

A, Sơ lược các thao tác với Autodesk Inventor

Autodesk Inventor là hệ thống mô hình hóa solid Để tạo mô hình solid ta phân tích chúng thành các đặc tính có hình dạng đơn giản, xây dựng từng bước các đặc tính đơn giản và kết hợp chúng lại với nhau Chương trình được thực hiện trong môi trường theo nhiều hệ thống đo lường kích thước khác nhau, ở đây ta chỉ làm việc theo hệ mét (“mm”)

B Mô hình hóa chi tiết

Biên dạng chi tiết được định nghĩa từ 2D Sketch Panel sau khi khởi động phần mềm, trên giao diện chính từ New chọn biểu tượng Standard (mm)ipt

Hình 1.4a Giao diện biên dạng theo 2D Sketch Panel

Trong môi trường Sketch 2D, ta có thể vẽ biên dạng chi tiết từ các công cụ hổ trợ: lệnh đoạn thẳng (Line), lệnh vẽ đa giác đều (Polygon), bo tròn góc lượn (Fillet), dời hình (Move), Ràng buộc hình dạng và kích thước phác thảo bằng lệnh Dimension

Hình 1.4b Công cụ hỗ trợ trong môi trường Sketch 2D

C Tạo khối 3D solid Để tạo khối 3D solid, từ biên dạng phác thảo hoàn chỉnh nhấn chuột phải chọn Finish sketch để chuyển sang môi trường Part Modeling Hoàn thành vật thể 3D với các lệnh: quét biên dạng theo hướng vuông góc (Extrude), quét chung quanh trục (Revolve), tạo ren (Thread), tạo lỗ (Hole), …

Hình 1.5 Tạo khối 3D solid D Tính toán, thiết kế chi tiết Để thiết kế các chi tiết chuẩn theo yêu cầu chọn New – standard(mm)iam

Hình 1.6 Giao diện thiết kế

Trong giao diện chính chọn Design Accelerator xuất hiện giao diện gồm: thiết kế trục (Shaft), bộ truyền bánh răng (Spur Gear), bộ truyền đai (V- Belts), bộ truyền xích… Ở môi trường này ta vừa thiết kế, tính toán vừa có thể kiểm tra sức bền từng chi tiết

Hình 1.7 Thiết kế, tính toán chi tiết E Lắp ráp các chi tiết

Trong môi trường Standard (mm) iam chọn biểu tượng Assemble ta được giao diện lắp ráp Gọi các file lưu chi tiết 3D bằng lệnh Place, nếu lấy các chi tiết chuẩn có sẵn trong thư viện của chương trình chọn lệnh Place from content center

Hình 1.8 Lắp ráp các chi tiết Để gán buộc giữa các chi tiết gọi lệnh Constraint, sau khi nhấp lệnh hộp thoại Place Constraint hiện ra Hộp thoại gồm 3 trang:

- Trang Assembly: buộc lắp ráp các chi tiết với nhau Các lệnh sử dụng như Mate, Insert, Angle, …

- Trang Motion: buộc hai chi tiết chuyển động quay

- Trang Transition: buộc hai chi tiết chuyển động tịnh tiến

F Mô phỏng trình tự lắp ráp

Ta chọn biểu tượng xác định môi trường cần thiết (*.ipn), như hình

Hình 1.9 Giao diện mô phỏng bước 1

Ta được giao diện làm việc chính

Hình 1.10 Giao diện làm việc chính mô phỏng

Trên thanh công cụ Presentation Panel, nhấp chuột vào biểu tượng Create View để mở file lắp ráp Các biểu tượng còn lại cho phép:

- Tweak Component: để thực hiện thao tác tháo các chi tiết

- Preise View Rotation: xác định góc nhìn đúng

- Animate: để ghi hình việc lắp ghép theo trình tự tháo các chi tiết trước đó

Tạo mô hình 3D, ta có thể tạo một file bản vẽ drawing 2D Từ New chọn biểu tượng có đuôi “.dwg” hoặc “.idw” thường người ta sử dụng môi trường ISO.dwg

Hình 1.11 Giao diện bước 1 tạo bản vẽ 2D

Chọn ISO.dwg xuất hiện giao diện

Hình 1.12 Giao diện môi trường tạo bản vẽ 2D 1

Nếu chọn tab Place Views là giao diện tạo hình chiếu với các lệnh:

- Base View: dựng hình chiếu cơ bản

- Projected View: xây dựng các hình chiếu từ hình chiếu cơ bản

- Section View: dựng hình cắt…

Hình 1.12 Giao diện môi trường tạo bản vẽ 2D 2

Nếu chọn tab Annotate là giao diện để đo kích thước và độ nhám với các lệnh:

- Dimension: lệnh đo kích thước cơ bản

- Baseline: lệnh ghi chuổi kích thước song song - Ordinate: ghi kích thước tọa độ

- Surface: độ nhám bề mặt chi tiết…

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

1.3.1 Mục tiêu nghiên cứu Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế được khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn

1.3.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Các loại khay đựng thức ăn

- Nguyên lý hoạt động của khuôn đúc nhựa

- Trình tự thiết kế lắp đặt khuôn

 Phạm vi nghiên cứu Chỉ đưa ra sơ đồ các bước thiết kế bằng phần mềm mà không đi sâu vào tính toán thiết kế quy trình công nghệ chi tiết gia công khuôn

A Cơ sở phương pháp luận

- Dựa vào nhu cầu sử dụng khay đựng thức ăn trong cuộc sống

- Dựa vào nhu cầu sử dụng của khuôn thay cho phương pháp thủ công

- Dựa vào khả năng công nghệ có thể gia công khuôn

B Các phương pháp nghiên cứu cụ thể Để thực hiện đề tài này sử dụng một số phương pháp:

Phương pháp nghiên cứu tài liệu: tham khảo các nguồn tài liệu văn bản: sách, giáo trình, tài liệu tham khảo, các bài viết từ trên internet, các công trình nghiên cứu… nhằm xác định được phương án điều khiển, gia công tối ưu cho khuôn

Phương pháp thực nghiệm: tiến hành thực nghiệm quá trình quá trình cắt gọt thực tế, lấy đó làm cơ sở chính trong việc tính toán, thiết kế và chế tạo các chi tiết trong khuôn

Phương pháp phân tích: sau khi đã tham khảo, nghiên cứu tài liệu và có được số liệu cần thiết thì việc phân tích các số liệu cũng như các tài liệu có liên quan là điều cần thiết

Phương pháp mô hình hóa: là mục tiêu chính của đề tài, tạo cho chúng em có cơ hội để ôn lại kiến thức đã học và học hỏi nhiều kinh nghiệm trong thực tiễn Việc chế tạo mô hình giúp kiểm nghiệm được lý thuyết và sửa chữa những chỗ sai mà phương pháp lý thuyết không thấy được.

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR THIẾT KẾ KHUÔN GIA CÔNG KHAY NHỰA ĐỰNG THỨC ĂN

Công nghệ và thiết bị đúc phun chất dẻo

2.1.1 Tổng quan về chất dẻo và các phương pháp gia công

A Tổng quan về chất dẻo

Chất dẻo là một loại vất liệu dựa trên cơ sở vật liệu polymer và các chất phụ gia khác

Trong đó polymer chiếm tỷ lệ lớn, nó là loại vật liệu có phân tử lượng cao Là loại chất hữu cơ được cấu thành từ các đại phân tử, các loại phân tử này được cấu thành từ các đơn phân cùng loại monomer hoặc từ 1 vài đơn phân các loại và các mói liên kết này là mối liên kết điện hóa

Các chất phụ gia: Chất gia cường chất ổn định chất bôi trơn hóa dẻo chống tĩnh điện chất tạo màu Chất phụ gia chiếm tỷ lệ từ 20-30% với vật liệu nhiệt dẻo và 5-6% với vật liệu nhiệt rắn

Chất dẻo (plastic) hay còn gọi là nhựa

- Phân loại theo hiệu ứng của polyme với nhiệt độ

+Nhựa nhiệt dẻo: Là loại nhựa khi nung nóng đến nhiệt độ chảy mềm ra và khi hạ nhiệt độ thì nó đóng rắn lại Thường tổng hợp bằng phương pháp trùng hợp

Các mạch đại phân tử của nhựa nhiệt dẻo liên kết bằng các mối liên kết yếu (liên kết hidro, vanderwall) Tính chất cơ học không cao so với nhựa nhiệt rắn

+Nhựa nhiệt rắn: Là hợp chất cao phân tử có khả năng chuyển sang trạng thái không gian 3 chiều khi có sự tác động của nhiệt độ hoặc phản ứng hóa học Sau đó không nóng chảy hay hòa tan được nữa, không có khả năng tái sinh

+Vật liệu đàn hồi: Là loại nhựa có tính đàn hồi như cao su

- Phân loại theo ứng dụng

+Nhựa thông dụng: Là loại nhựa được sử dụng số lượng lớn, giá rẻ dùng nhiều trong các sản phẩm vật dụng thường ngày: PE,PS,PVC

+Nhựa kĩ thuật: Là loại nhự có tính chất cơ lý trội hơn so với các loại nhựa thông dụng, thường dùng trong các mặt hàng công nghiệp: PC PA

+Nhựa chuyên dụng: Là loại nhựa tổng hợp chỉ sử dụng trong các trường hợp đặc biệt

- Phân tích theo thành phần hóa học mạch chính

+Polymer mạch cacbon: Polymer có mạch chính là các phân tử liên kết với nhau:PE,PP, PS,PVC

+Polymer dị mạch: Polymer có mạch chính là các phân tử cacbon còn các phân tử khác như: O,N,S

+Polymer vô cơ như: sợi thủy tinh poly photphat

- Ngoài ra có thể chia thành 2 nhóm:

+Nhựa gia dụng dùng để chế tạo các chi tiết các sản phẩm có độ chính xác và cơ tính yêu cầu không cao như: Vỏ bọc dây điện, ống nước, dép

+Nhựa kĩ thuật dùng để chế tạo các chi tiết máy, chi tiết lắp ráp hay các sản phẩm có độ chính xác cao và yêu cầu cao về cơ tính

- Đặc tính chung của Polymer

Polymer có các đặc tính sau:

Tỉ trọng nhỏ: ρ =0,8-2,3 g/cm 3 Mềm dẻo modul đàn hồi E nhỏ Khả năng thấu quang tốt

Dễ bị thẩm thấu bởi chất khí

Khả năng dẫn nhiệt kém

Khả năng tái sử dụng cao

Nhiệt độ gia công thấp :250-4000 o C

Dễ dàng gia công bằng các phương pháp tự động hóa đem lại năng suất và chất lượng cao: Đùn đúc áp lực đúc thổi, dập nóng

- Tính chất cơ học và hóa học của chất dẻo:

Tính chất cơ học của chất dẻo là yếu tố quan trọng cho việc lựa chọn loại vật liệu cho phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm Sẵn có và càng nảy sinh nhiều loại chất dẻo mới tạo ra nhiều sự lựa chọn

- Độ bền đứt Độ bền đứt đặc trưng cho khả năng chống loại chống lại lực kéo của vật liệu Ta có thể đo được đặc trưng đó trên máy kéo đứt Độ bền kéo là tỷ số của lực kéo và tiết diện ngang nhỏ nhất của mẫu thử khi chưa kéo, đo bằng đơn vị N/mm 2

Các giá trị bền đứt của vật liệu chất dẻo chiếm một khoảng khá rộng

- Độ dãn dài đo đứt Đó là tỷ lệ độ giãn dài đo được tại thời điểm đứt trong quá trình kiểm tra với độ dài đo được trước khi kéo Giá trị độ giãn dài khi đứt đối với chất dẻo giòn chỉ vào khoảng 1% trong khi độ dãn dài của chất dẻo gia là 50-150%

Là tỷ lệ giữa lực nén cần thiết để làm vỡ mẫu thử đặt dưới trong quá trình nén Giá trị độ bền nén thướng lớn hơn giá trị độ bền đứt Nhiều chất dẻo có độ bền nén gấp đôi độ bền đứt

- Độ bền uốn Độ bền uốn là đặc trưng cho khả năng chống lại lực kéo và nén tổng hợp Giá trị của nó thường nằm trong khoảng của độ bền nén và độ bền kéo

Khả năng chống lại tải trọng va đập của chất dẻo có thể phân tích bằng kết quả do thu nhận được bằng thí nghiệm kiểm tra độ bền dai va đập Thí nghiệm này có thể thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau Một trong những phương pháp được sử dụng phổ biến nhất là phương thức thực nghiêm trên thiết bi Charpy.Người ta dùng con lắc dao động để phá vỡ mẫu thử Đại lượng đo bằng KJ/m 2

Modul đàn hồi là đại lượng đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc đặc trưng cho tính chất của vật liệu mà dưới tác dụng của một lực đã cho thì biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức độ nào Các tính chất cơ học của chất dẻo phụ thuộc vào thời gian và nhiệt độ Với vật liệu đàn hồi một cách hoàn hảo trong quá trình chịu tải cho đến giới hạn chảy thì độ giãn dài tỷ lệ thuận với ứng suất

Hệ số tỷ lệ chính là modul đàn hồi, kí hiệu là E, đơn vị là N/mm 2

Bản vẽ mô tả hệ thống phun

Các thông số hệ thống STT Tên chi tiết

6 Khoảng trống di chuyển của trục trôn ốc

8 Bộ phận tiếp nối trục trôn ốc

9 Xy lanh thủy lực với pitton

10 Động cơ khởi động trục trôn ốc

11 Xy lanh thủy lực khởi động di chuyển tới lui đơn vị phun

2.2.1 Hệ thống hỗ trợ đúc phun

Là hệ thống giúp vận hành máy đúc phun Hệ thống này bao gồm : +Thân máy: Làm giá đỡ liên kết các chi tiết với nhau

+Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực đóng mở khuôn, duy trì lực kẹp

+Hệ thống điện: Cung cấp nguồn nguồn điện cho hệ thống

+Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch làm nguội để làm mát khuôn hay nguội chi tiết

2.2.2 Phân loại máy đúc phun

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại máy đúc phun được sản xuất, người ta phân chia theo các cách sau:

+Phân loại theo lực kẹp khuôn, có các loại:50, 100,200

+Phân loại theo trọng lượng sản phẩm một lần phun tối đa: 2,3,8,10

+Phân loại theo vật liệu gia công: Máy đúc phun nhựa nhiệt dẻo, máy đúc phun nhựa nhiệt rắn

+Phân loại theo hệ thống kẹp: Hệ thống kẹp thủy lực, hệ thống kẹp cơ khí, hệ thống kẹp cơ khí thủy lực

+Phân loại theo hệ thống phun: Pittong phun, có bộ phận dẻo hóa sơ bộ, trục vít phun

+Phân loại theo cách bố trí máy: Máy đúc phun kiểu đứng và kiểu nằm a, Kiểu đứng b, Kiểu nằm

Máy đúc phun kiểu đứng và kiểu nằm

2.3.1 Một số ưu nhược điểm của phương pháp đúc phun

A Ưu điểm của phương pháp đúc phun

Máy đúc phun có thể tạo ra những sản phẩm có thể tích lớn với tốc độ cao.Công lao động đòi hỏi thấp và được tự động hóa hoàn toàn.Sản phẩm đúc phun có tính cơ học dẻo và các bề mặt mang tính thẩm mỹ cao.Sản phẩm có bề mặt và màu sắc khác nhau đều có thể sử dụng phương pháp này.Các sản phẩm giống nhau có thể được đúc bởi các nguyên liệu khác nhau trên cùng một thiết bị.Phương pháp này có sai số rất nhỏ.Những sản phẩm có thể đúc từ hỗn hợp nhựa , thủy tinh, xi măng , bột tan và cacbon, kim loại , phi kim có thể được thêm vào

Các quy trình cho phép sản xuất ra sản phẩm có chi tiết nhỏ, mà hầu hết không thể chế tạo bằng phương pháp khác Lượng chế phẩm nhỏ tại các đường rãnh, cổng phun và sản phẩm bị loại bỏ có thể sử dụng lại Công nghệ mang tính tiết kiệm chi phí nguyên liệu, bởi vì nó có thể đưa các nguyên liệu nhựa rẻ tiền hơn như nguyên liệu tái chế, các phế phẩm có thể sử dụng lại ngay lập tức bằng máy nghiền và máy đúc lại Vì năng lượng tiêu tốn thấp nên quá trình này là quá trình kinh tế nhất để chế tạo ra nhiều sản phẩm

B Nhược điểm của phương pháp đúc phun

Tuy nhiên, lợi nhuận của công nghiệp nhựa không cao Máy đúc, thiết bị phụ trợ có giá thanh rất cao Việc điều khiển máy không phải lúc nào cũng hoạt động tốt trong suốt quá trình Chất lượng nhựa thay đổi theo từng loại nguyên liệu Thêm vào đó, độ nhớt, nhiệt độ, áp suất trong suốt quá trình đúc thay đổi liên tục và khó kiểm soát Chất lượng hàng hóa thường khó xác định một cách chính xác và đặc tính lâu dài của nguyên liệu thì khó xác định, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và tay nghề của công nhân.

Đặc điểm cấu tạo chung của khuôn đúc phun chất dẻo

2.4.1 Các chi tiết cơ bản của khuôn

Hình 2.4 Các chi tiết khuôn cơ bản

1 Tấm kẹp trên 8 Tấm giữ 2 Tấm lòng khuôn 9 Tấm giữ 3 Tấn lõi khuôn 10 Chốt đẩy

5 Tấm đỡ 12 Chốt dẫn hướng

6 Tấm kẹp dưới 13 Vòng định vị

A Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng

Chức năng chính của chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng là đưa khuôn sau vào khuôn trước và làm hai phần thẳng hàng Chốt dẫn hướng nằm ở khuôn trước và bạc dẫn hướng nằm ở khuôn sau để dễ điều khiển và đẩy sản phẩm ra

Hình 2 5 Các vấn đề chốt hướng dẫn

Hình vẽ trên đưa ra kiểu chốt dẫn hướng thông thường Loại này có nhược điểm là khi chốt dẫn hướng mòn hoặc cong (hình 2.2 b) thì việc thay chốt dẫn hướng dễ làm hỏng lỗ lắp ghép

Hình 2.6 Chốt dẫn hướng dễ lắp Độ dài chốt dẫn hướng cũng rất quan trọng Nguyên tắc đúng là chốt dẫn hướng phải dài hơn miếng ghép cao nhất để tránh hỏng hóc khi đóng khuôn, đặc biệt là khi lắp ráp

Lưu ý: Nếu không có gì cản trở chuyển động của sản phẩm thì tốt nhất đặt chốt dẫn hướng ở khuôn sau

Cũng vì lý do trên mà nhiều trường hợp phải dùng đến chốt dẫn hướng dài Với loại chốt dẫn hướng dài như hình 2.7-b thì sự lắp ghép tại phần của nó sẽ cố độ chính xác đáng kể Phần đầu của chốt dẫn hướng có thể làm nhỏ hơn 0,1mm mà cũng có thể dùng như một bộ phận định hướng

Hình 2.7 Các hướng khắc phục

Hình 2.8: Kích thước tiêu chuẩn của chốt dẫn hướng

Kiểu bạc dẫn hướng nhỏ nhất là khoan lỗ chính xác vào tấm khuôn

Tuy nhiên sẽ khó sửa chữa khi chi tiết bị mòn Từ nhược điểm trên có thể đưa ra phương pháp tốt hơn mà trong đó dùng bạc dẫn hướng dưới dạng một miếng ghép Có thể làm bằng đồng hoặc đồng thau hoặc đối với một quá trình sản xuất hàng loạt thì dùng thép đã tôi

Hình 2.9 Khoan rộng bạc dẫn hướng dài để giảm nhu cầu đối với lỗ chính xác dài

* Tổ hợp chốt – bạc dẫn hướng trong khuôn

Hình 2.10 Tổ hợp chốt – bạc dẫn hướng thông thường Ưu điểm là có sự liên kết giữa tấm khuôn và tấm đỡ của chúng Hệ thống này kết hợp với hệ thống chốt – bạc dẫn hướng tiêu chuẩn (hình 2.8) sẽ tạo nên một mối liên kết chặt chẽ giữa các tấm khuôn Hình 2.9 là sự phối hợp giữa chốt bạc dẫn hướng khác Kiểu này có ưu điểm là việc ráp các tấm khuôn lại được tiến hành đồng thời với việc định vị chốt bạc dẫn hướng Điều này tạo ra một khoảng trống cần thiết cho lớp làm nguội tốt hơn

Hình 2.11 Tổ hợp chốt – bạc dẫn hướng có thể có được như một chi tiết tiêu chuẩn

Hình 2.12 Lắp ráp và định vị tấm khuôn

* Vị trí của chốt – bạc dẫn hướng trên các tấm khuôn

Việc đặt các chốt dẫn hướng trong khuôn cũng rất quan trọng Nói chung một khuôn bình thường có bốn chốt dẫn hướng Tuy nhiên với loại khuôn đơn giản thì 2 hay 3 chốt dẫn hướng cũng đủ Nhiều khi hai phần khuôn đặt ngược chiều nhau có thể gây ra những hỏng hóc nặng cho lòng và lõi nếu lắp nhầm chiều Để tránh điều này, thường các lỗ dẫn hướng có đường kính khác nhau trong khuôn như hình 2.10

Hình 2.13 Kích thước đường kính lỗ dẫn

Với khuôn có 3 chốt dẫn hướng thì một chốt phải có đường kính khác, hoặc có thể lựa chọn vị trí đặt của một trong các chốt dẫn hướng đó xê dịch một chút Cũng vì lý do đó, khuôn có 4 chốt dẫn hướng phải có một lỗ xê dịch đi hoặc là có đường kính khác nhau Đây là hệ thống của hầu hết các tiêu chuẩn khuôn a b

Hình 2.14 Lỗ dẫn hướng xê dịch B Các bộ định vị

Thông thường các chốt dẫn hướng có thể giữ được một độ thẳng hàng sơ bộ, nhưng với khuôn chính xác thì dung sai của các chốt dẫn hướng và các bạc dẫn hướng là quá lớn vì thế cần có bộ định vị

Hình 2.14 Đưa ra bộ định vị mà tạo ra được độ thẳng hàng tốt giữa hai phần khuôn Hình 2.15 đưa ra bộ định vị ít chính xác hơn bộ trước, nhưng có ưu điểm là nhờ có lò xo nên vị trí tương đối cố định trước khi hai phần khuôn tiếp xúc nhau

Hình 2.16 Bộ định vị có lò xo Đối với loại sản phẩm lớn nhất định phải dùng bộ định vị Trong trường hợp này khuôn phải chịu lực ép mặt bên, đặc biệt khi khuôn chưa được điền đầy và các chốt dẫn hướng không thể chịu được các lực ép mặt bên này

Hình 2.17 Bộ định vị điều chỉnh được

Chức năng của vòng định vị là là đặt khuôn đúng vào tâm của máy gia công nhựa Nói chung, vòng định vị chỉ đặt khuôn trước nhưng một số trường hợp nó cũng là phần bổ sung ở khuôn sau Kích thước của vòng phải nhỏ hơn lỗ mở của máy gia công nhựa là 0,1mm với dung sai nhỏ nhất là 0,05mm

Hình 2.18 Lắp vòng định vị

2.5 Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế chi tiết khay nhựa đựng thức ăn

2.5.1 Đặc điểm và điều kiện làm

Khay nhựa đựng thức ăn là một sản phẩm gắn liền với công việc của con nguời Nó có tác dụng đựng thức ăn Với yêu cầu đó đòi hỏi thiết kế của khay đựng thức ăn phải phù hợp để có thể phát huy hết tác dụng cũng như nâng cao tính thẩm mỹ

Khay đựng thức ăn này cần đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Chịu được va đập và chống sự mài mòn

+ Có tính thẩm mỹ cao

Chọn vật liệu cho sản phẩm nhựa cần đẩm bảo đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đặt ra, phù hợp với điều kiện làm việc của chi tiết, đảm bảo tính thẩm mỹ và tính kinh tế

Vật liệu cho sản phẩm chi tiết ấn nắp máy in phải đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật đã đặt ra Vì vậy ta có thể chọn vật liệu ABS làm vật liệu để gia công sản phẩm này

Ứng dụng phần mềm Autodesk Inventor để thiết kế khuôn khay nhựa đựng thức ăn

Kích hoạt modun thiết kế khuôn trên phần mềm: File → new → Mold Design (mm) iam → ok → Chọn tên để lưu

Hình 2.19 Giao diện kích hoạt Modun bước 1

Kích chọn Plastic part để đưa sản phẩm khay đựng thức ăn vừa thiết kế ở bước trên vào môi trường khuôn

Hình 2.20 Đưa sản phẩm khay đựng thức ăn vào thiết kế

Hình 2.21 Vẽ Sketch biên dạng kích thước Khay

Hình 2.22 Dựng 3D chiều cao khay

Hình 2.23 Vẽ biên dạng lòng khay

Hình 2.26 Làm dày thành ngoài khay

Kích chọn Adjust để tạo hướng thoát khuôn:

Hình 2.30 Chọn lỗ thoát khí

2.6.2 Chọn vật liệu cho sản phẩm

Vào mục select Material trong iu98phần Commonly used materials ta chọn vật liệu ABS (như hình dưới):

2.6.3 Chọn vị trí cổng phun tối ưu

Kích chọn Core/Cavity → Gate Location Tại đây trước hết ta để phần mềm tự tính toán và tìm điểm phun tốt nhất bằng cách khi hộp thoại hiện ra chọn mục Suggest

Hình 2.32 Chọn vị trí cổng phun tối ưu

Chú ý: Do sản phẩm khay đựng thức ăn có thể tích nhỏ nên ta chỉ chọn một điểm phun duy nhất cho sản phẩm

Trong mục Number of Gate location ta nhập giá trị là 1

Hình 2.33: Quá trình tìm điểm phun tối ưu

Hình 2.34 Kết quả tìm được vị trí điểm phun tối ưu nhất

Hình 2.35 Kết quả tìm điểm phun

Với vị trí điểm phun trên ta có thể thấy rằng chất lượng điền đầy của sản phẩm được tối đa nhất Ta thấy miệng phun như vậy đảm bảo thẩm mỹ của sản phẩm.Mặt khác cũng thuận tiện khi bố trí hệ thống kênh dẫn nhựa.Do đó ta chọn miệng phun giống vị trí phần mềm phân tích:

2.6.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm thời gian điền đầy, đường hàn

Hình 2.37: Bảng thông số điền đầy

Hình 2.38: Thời gian điền đầy

Hình 2.39: Chất lượng bề mặt

Hình 2.40: Dự Đoán chất lượng sản phẩm

Qua các kết quả tính toán trên ta kết luận rằng việc đặt miệng phun tại vị trí này đem lại chất lượng điền đầy nhựa tốt, khả năng xảy ra các khuyết tật như rỗ khí, đường hàn của sản phẩm là không nhiều, và ít ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm cũng như tính thẩm mỹ

Vì vậy việc chọn miệng phun theo vị trí trên là hoàn toàn hợp lý

2.6.5 Xác định hình dạng miếng ghép lòng lõi khuôn

Kích chọn Define workpiece Setting: hộp thoại hiện ra ta nhập các thông số cho miếng ghép lòng lõi như sau:

Chọn phôi hình hộp chữ nhật: chiều dài X = 630 (mm), chiều rộng Y 310 (mm) chiều cao phôi Z = 150 (mm)

Ta nhập các kích thước về khoảng cách của phôi tới sản phẩm như hình dưới

Hình 2.42: Chọn hình dạng miếng ghép lòng khuôn

2.6.7 Tính toán số lòng lõi

Có nhiều cách để xác định số lòng lõi trên khuôn tuy nhiên do các thông tin mà khách hàng cung cấp như điều kiện vật chất, số lượng sản phẩm cụ thể mà ta áp dụng Với đơn đặt hàng này phía khách hàng cung cấp các thông số về máy đúc phun như sau:

Thông số kỹ thuật của máy

Nhóm hiệu (Brand) Sumitomo Đời máy (Model) DISK-A-

MII (C160) Đường kính trục xoắn (mm) (Dia) 25

Lực kẹp khuôn (tấn) (Clamp) 75

Khối lượng nhựa một lần phun (gam) (Shot weight) 53 Áp suất bơm lớn nhất (MPa) Max.Mold

Công suất động cơ bơm (KW) Pump Motor

Nhiệt lượng (Kw) Heater capacity 7,5

Trọng lượng máy (t) Machine weight 3,2

Vậy ta có thể tính thêm số lòng khuôn bằng công thức: n = S×P

F p Trong đó: n: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

Fp: lực kẹp khuôn tối đa của máy (N)

S: diện tích bề mặt trung bình của sản phẩm kể cả rãnh dòng theo hướng đóng khuôn (mm 2 )

P: áp suất trong khuôn (MPa)

Ngoài ra với yêu cầu của khách hàng cần thiết kế khuôn để sản xuất cho 10.000 sản phẩm vì vậy ta có thể áp dụng công thức sau để xác định số lượng lòng trên khuôn: n = L×K×t c

24×3600×t m Trong đó: n: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn L: số sản phẩm trong một lô sản xuất

K: hệ số do phế phẩm, K = 1/ (1 – k) Với k là tỉ lệ phế phẩm t c : thời gian của một chu kỳ đúc phun (s) tm: thời gian hoàn tất lô sản phẩm (ngày)

Từ 2 cách tính trên kết hợp với giá thành và chất lượng sản phẩm mà khách hàng cung cấp ta sẽ chọn kết cấu khuôn có thể gia công cùng lúc 2 sản phẩm

Hình 2.43 Tạo mặt phân khuôn

Kích chọn mục Mold base hộp thoại hiện ra ta chọn kểu khuôn FUTABA loại SA

Tại mục Size chọn kích thước khuôn là 500 x600 (mm)

Ta có thể thay đổi kích thước cũng như bỏ những tấm khuôn không cần thiết trong mục Customize

Hình 2.45 Thay đổi kích thước tấm khuôn

- Kích thước các tấm khuôn:

Tên Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Vật liệu

Kích thước cơ bản của các tấm khuôn cơ sở

2.6.9 Thiết kế hệ thống dẫn nhựa

Kích chọn Sprue Bushing: hộp thoại hiện ra ta nhập các thông số cho bạc cuống phun Để giảm khối lượng thiết kế ta chọn bạc cuống phun theo tiêu chuẩn Misumi Kích thước của bạc cuống phun được chọn như sau:

Hình 2.46 Chọn kích thước của bạc cuốn

B Thiết kế kênh dẫn nhựa

Kích thước của kênh dẫn:

Có thể tính kích thước kênh dẫn theo công thức:

D: đường kính kênh dẫn (mm)

W: khối lượng sản phẩm (mm)

L: chiều dài kênh dẫn (mm)

Dtk: đường kính kênh dẫn tham khảo fL: hệ số chiều dài

Như vậy, theo các công thức trên, ta tính được kích thước của kênh dẫn như sau: Đường kính D1 = 4mm

Góc côn φ1 = 100 + Đuôi nguội chậm trên cuống phun:

Phần đuôi nguội chậm trên cuống phun không chỉ giúp quá trình điền đầy nhựa tốt hơn mà nó còn có tác dụng kết hợp với phần côn ngược hình chữ Z của chốt dật cuống phun để dật phần nhựa trên kênh dẫn và cuống phun ở lại trên khuôn đực khi hai nửa khuôn mở ra và sau đó đẩy phần nhựa này ra ngoài cùng với quá trình đẩy sản phẩm

Phần trên đã tính toán điểm đặt miệng phun hợp lý Sao cho đơn giản cho thiết kế và chế tạo đồng thời giảm chi phí giá thành bộ khuôn

Vật liệu của chi tiết là ABS, chọn miệng phun có dạng sau:

Kích chọn Gate: hộp thoại hiện ra ta nhập các thông số cho miệng phun:

Hình 2.47 Nhập thông số miệng phun

Kích chọn mục Locating Ring hộp thoại hiện ra ta chọn theo tiêu chuẩn Misumi Kích thước của vòng định vị như sau:

Hình 2.48 Chọn kích thước vòng định vị

2.6.11 Thiết kế hệ thống định vị khuôn

Bộ định vị có tác dụng đảm bảo lòng và lõi khuôn được ăn khớp với nhau và không bị xê dịch dưới tác dụng của lực kẹp khuôn và áp lực phun trong quá trình đúc

Hệ thống định vị bao gồm 4 cặp khối côn và được bố trí trên tấm khuôn đực và tấm khuôn cái

2.6.12 Thiết kế hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát phải cách các bề mặt tạo hình từ 5÷15mm, cách các bề mặt khác ít nhất 5mm Các đường vào – ra của hệ thống làm mát phải được bố trí hai bên sườn khuôn Đường nước làm mát có kích thước Φ8 Tại vị trí tiếp xúc giữa lòng và lõi khuôn với các tấm khuôn cơ sở ta sử dụng vòng O bằng cao su để ngăn sự dò rỉ nước làm mát ra ngoài

Hình 2.49: Kênh làm mát trên tấm lòng khuôn

Hình 2.50: Kênh làm mát trên tấm lõi khuôn

Khóa khuôn có tác dụng bắt chặt hai nửa khuôn lại với nhau, đảm bảo hai nửa khuôn không bị tách rời trong quá trình vận chuyển, lắp đặt hay lưu giữ khuôn Chi tiết này không yêu cầu cao về độ chính xác

Khuôn hoàn chỉnh sau khi thiết kế

Hình 2.51: Hình ảnh khuôn hoàn chỉnh

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÔN GIA CÔNG

Lựa chọn dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi

Sản xuất khuôn mẫu là loại hình sản xuất đơn chiếc, sản phẩm khuôn mẫu có yêu cầu cao hoặc rất cao về độ chính xác đòi hỏi nhà sản xuất phải có những máy móc thiết bị chính xác mới có thể đáp ứng yêu cầu đó Tuy nhiên, những máy móc này rất đắt tiền, do đó khi lập quy trình công nghệ chế tạo khuôn thường sử dụng phương pháp tập trung nguyên công, tận dụng tối đa công suất của các máy móc, thiết bị đặc biệt là với những máy CNC chúng hầu như được chạy 3 ca liên tục mỗi ngày

Tận dụng những máy công cụ vạn năng để gia công thô, gia công những bề mặt không yêu cầu độ chính xác và độ nhẵn bóng bề mặt cao Tận dụng trang thiết bị hiện có để sản xuất Những bề mặt đòi hỏi chính xác cao và độ nhẵn bóng cao, chẳng hạn như lòng khuôn, lõi khuôn, các bề mặt lắp ghép… thì dùng máy CNC để đạt được các yêu cầu kỹ thuật đặt ra

Khi sử dụng các máy CNC cần phân loại bề mặt gia công để chọn được dao và chế độ công nghệ hợp lý

Sau khi chế tạo khuôn cần đánh bóng lòng, lõi, lắp ráp và có bước thử khuôn để đảm bảo bộ khuôn thiết kế đạt yêu cầu.

Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn

Trong đồ án này, em xin trình bày quy trình công nghệ gia công lòng khuôn Sau khi thiết kế trên phần mềm Inventer 2011, file thiết kế lòng khuôn được chuyển sang phần mềm Mastercam X5 dưới dạng file STP (Step File)

3.2.1 Chọn phôi gia công Để đảm bảo độ cứng và tuổi bền của lòng khuôn, ta chọn phôi rèn, vật liệu C55 (S55C)

Với kích thước để chế tạo lòng khuôn chi tiết máy in là 450x300x68

Hình 3.1: Lập quy trình công nghệ

3.2.2 Thông số kỹ thuật của máy phay CNC sử dụng để gia công lòng khuôn

 Máy phay CNC – Model XK 714

Hình 3.2 Máy phay CNC-Model XK 714

Các thông số kỹ thuật của máy:

Phạm vi dịch chuyển trục chính mm 126 – 600

Rãnh chữ T số lượng/dài/rộng 3/80 (125/18)

Kích thước àn máy mm 800x420

Trọng lượng tối đa của vật gia công Kg 400

Chuỗi côn trục chính mm BT40

Tốc độ trục chính mm 50 – 6000

Công suất động cơ kW 5,5

Bước dịch chuyển của máy mm 0,001 Áp suất khí nén MPa 0,6

Bộ điều khiển Fanuc, Siemen, GSK

Thông số kỹ thuật của máy phay CNC – Model XK 714

3.2.3 Lập quy trình công nghệ gia công lòng khuôn

- Sử dụng máy mài vạn năng gia công mài 6 mặt bên đạt kích thước 450x300x68

- Sử dụng máy phay gia công lòng khuôn như sau:

T T Trình tự gia công Máy & Dao Chế độ cắt Định vị 1 Nguyên công 1:

- Máy phay CNC – XK 714 - Dao số 1

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 2mm s = 1,6mm/v n = 400v/ph Vc = 96m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

- Máy phay CNC – XK 714 - Dao số 2

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 2mm s = 0,9mm/v n = 550v/ph Vc = 140m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

- Máy phay CNC – XK 714 - Dao số 2

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 0,2 mm s = 1,6mm/v n = 475v/ph Vc = 22,6m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

5 Bước 4: Phay tinh - Máy phay

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 0,1mm s = 0,8mm/v n = 550v/ph

Vc 135,6m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

Vát mép và đánh bóng lòng khuôn

Sử dụng máy đánh bóng mini cầm tay, có gắn bánh mài bằng nỉ

Stt Loại dao và các kích thước Vật liệu phần cắt Ký hiệu

3 Dao phay ngón 3 Thép gió Dao số 3

Quy trình công nghệ gia công lõi khuôn

Sử dụng máy mài vạn năng gia công mài 6 mặt bên đạt kích thước 450x300x68

- Sử dụng máy phay gia công lõi khuôn như sau:

T T Trình tự gia công Máy & Dao Chế độ cắt Định vị 1 Nguyên công 1:

- Máy phay CNC – XK 714 - Dao số 1

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 2mm s = 1,6mm/v n = 400v/ph Vc = 96m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

- Máy phay CNC – XK 714 - Dao số 2

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 2mm s = 0,9mm/v n = 550v/ph Vc = 140m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

- Máy phay CNC – XK 714 - Dao số 2

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 0,2 mm s = 1,6mm/v n = 475v/ph Vc = 22,6m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

5 Bước 4: Phay tinh - Máy phay

(xem bảng phụ lục dao đi kèm) t = 0,1mm s = 0,8mm/v n = 550v/ph

Vc 135,6m/ph Định vị mặt dưới 3 bậc tự do

Dùng 2 phiến tỳ phẳng để định vị

Vát mép và đánh bóng lõi khuôn

Sử dụng máy đánh bóng mini cầm tay, có gắn bánh mài bằng nỉ

Stt Loại dao và các kích thước Vật liệu phần cắt Ký hiệu

1.Kết luận Đúc phun là một phương pháp đang được sử dụng rộng rãi hiện nay để sản xuất ra các sản phẩm nhựa đa dạng phục vụ cho sinh hoạt, học tập và sản xuất của con người Hầu hết các vật dụng thường ngày đều được làm từ nhựa và đã mang lại ưu điểm rõ rệt, chẳng hạn như: cửa nhựa, chai nhựa, đĩa nhựa, vỏ đồ điện, đồ chơi của trẻ em hoặc vỏ bọc, tay cầm của các thiết bị máy móc

Công nghệ vật liệu chất dẻo đang phát triển mạnh mẽ kéo theo sự ra đời của nhiều phương pháp sản xuất sản phẩm từ chất dẻo: ép đùn, thổi, đúc phun…

Mỗi phương pháp cho ra các dạng sản phẩm khác nhau: dạng ống, dạng hộp rỗng, dạng tấm…tùy thuộc vào bộ khuôn thiết kế Do đó việc nghiên cứu, tìm hiểu về vật liệu chất dẻo, thiết kế khuôn sản xuất sản phẩm chất dẻo mang tính thực tiễn và khả năng ứng dụng cao

1 Vật liệu và công nghệ gia công chất dẻo

2 Lý thuyết thiết kế khuôn

3 Thiết kế khuôn cho sản phẩm chi tiết khay đựng thức ăn

4 Gia công chi tiết lòng khuôn

Qua đề tài tốt nghiệp được giao, bản thân em có cơ hội dược nghiêm cứu, học hỏi, đã hiểu được rất nhiều điều về công nghệ đúc phun, về đặc tính, khả năng ứng dụng của vật liệu nhựa, nguyên tắc thiết kế sản phẩm nhựa, nguyên tắc thiết kế khuôn đúc phun và đã thiết kế hoàn chỉnh một bộ khuôn sản xuất sản phẩm nhựa theo chi tiết mẫu Sau một khoảng thời gian dài đầy cố gắng, nỗ lực đến nay em đã hoàn thiện đề tài của mình

Mặc dù bản thân em đã cố gắng rất nhiều, tích cực học hỏi và cập nhật những công nghệ mới để áp dụng vào đề tài của mình nhưng do khối lượng công việc khá lớn, trình độ của bản thân còn hạn chế và em chưa có kinh nghiệm thực tế trong việc thiết kế cũng như trong sản xuất, do đó em mong muốn nhà trường đưa bộ môn thiết kế khuôn mẫu vào giảng dạy, để những sinh viên như bọn em tích lũy được tốt hơn kinh nghiệm thực tế và sẽ giúp ích được nhiều hơn cho bọn em sau này ra trường đi làm

Cuối cùng do kinh nghiệm thiết kế khuôn của em còn hạn chế, kính mong các thầy, cô giáo và mong các bạn đóng góp ý kiến giúp em hoàn thiện hơn nữa nội dung đề tài của mình.

Ngày đăng: 27/06/2024, 10:17

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1]. Thiết kế khuôn, Tập 1,2. Viện máy và dụng cụ công nghiệp trung tâm đào tạo và thực hành CAD/CAM - IMI Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thiết kế khuôn
[3]. PGS. TS. An Hiệp, PGS. TS. Trần Vĩnh Hưng, KS. Nguyễn Văn Thiệp – Thiết kế chi tiết máy trên máy tính. Nxb Giao thông vận tải. Hà Nội 2005 [4]. Autodesk inventor 2012 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thiết kế chi tiết máy trên máy tính". Nxb Giao thông vận tải. Hà Nội 2005 [4]
Nhà XB: Nxb Giao thông vận tải. Hà Nội 2005 [4]. "Autodesk inventor 2012
[6]. Nguyễn Trọng Hiệp – Chi tiết máy, Tập 1,2. Nxb Giáo dục. Hà Nội 1994 [7]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí, Tập 1,2.Nxb Giáo dục. Hà Nội 2001 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Chi tiết máy", Tập 1,2. Nxb Giáo dục. Hà Nội 1994 [7]. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển – "Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí
Nhà XB: Nxb Giáo dục. Hà Nội 1994 [7]. Trịnh Chất
[8]. PGS. TS. Trần Vĩnh Hưng, KS. Trần ngọc Hiền–Mastercam: Phần mềm thiết kế công nghệ CAD/CAM điều khiển các máy CNC. Trung tâm công nghệ CAD/CAM Trường dại học giao thông vận tải Sách, tạp chí
Tiêu đề: Mastercam
[9]. Ninh Đức Tốn – Dung sai và lắp ghép. Nxb Giáo dục. Hà Nội 2004 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Dung sai và lắp ghép
Nhà XB: Nxb Giáo dục. Hà Nội 2004
[5]. GS.TS Trần văn Địch, PGS. TS Nguyễn trọng Bình, PGS. TS Nguyễn thế Đạt, PGS. TS Nguyễn viết Tiếp, PGS.TS Trần xuan Việt. Công Nghệ chế tạo máy Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.2 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 1.2 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM (Trang 13)
Hình 1.3 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghê tích hợp. - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 1.3 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghê tích hợp (Trang 14)
Hình 1.4b. Công cụ hỗ trợ trong môi trường Sketch 2D - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 1.4b. Công cụ hỗ trợ trong môi trường Sketch 2D (Trang 16)
Hình 1.9. Giao diện mô phỏng bước 1 - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 1.9. Giao diện mô phỏng bước 1 (Trang 19)
Hình 1.12 Giao diện môi trường tạo bản vẽ 2D 1 - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 1.12 Giao diện môi trường tạo bản vẽ 2D 1 (Trang 20)
Hình 1.12 Giao diện môi trường tạo bản vẽ 2D 2 - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 1.12 Giao diện môi trường tạo bản vẽ 2D 2 (Trang 21)
Hình 2.1. Máy đúc phun (tham khảo) - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.1. Máy đúc phun (tham khảo) (Trang 29)
Hình 2.2. Bản vẽ mô tả hệ thống phun - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.2. Bản vẽ mô tả hệ thống phun (Trang 30)
Hình 2.4. Các chi tiết khuôn cơ bản - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.4. Các chi tiết khuôn cơ bản (Trang 33)
Hình 2. 5 Các vấn đề chốt hướng dẫn - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2. 5 Các vấn đề chốt hướng dẫn (Trang 34)
Hình 2.19 Giao diện kích hoạt Modun bước 1 - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.19 Giao diện kích hoạt Modun bước 1 (Trang 42)
Hình 2.22. Dựng 3D chiều cao khay - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.22. Dựng 3D chiều cao khay (Trang 44)
Hình 2.23. Vẽ biên dạng lòng khay - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.23. Vẽ biên dạng lòng khay (Trang 44)
Hình 2.25. Bo góc khay - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.25. Bo góc khay (Trang 45)
Hình 2.30. Chọn lỗ thoát khí - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.30. Chọn lỗ thoát khí (Trang 47)
Hình 2.32. Chọn vị trí cổng phun tối ưu - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.32. Chọn vị trí cổng phun tối ưu (Trang 48)
Hình 2.35. Kết quả tìm điểm phun - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.35. Kết quả tìm điểm phun (Trang 49)
Hình 2.37: Bảng thông số điền đầy - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.37 Bảng thông số điền đầy (Trang 50)
Hình 2.38: Thời gian điền đầy - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.38 Thời gian điền đầy (Trang 51)
Hình 2.39: Chất lượng bề mặt - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.39 Chất lượng bề mặt (Trang 51)
Hình 2.41: Đường hàn - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.41 Đường hàn (Trang 52)
Hình 2.43. Tạo mặt phân khuôn - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.43. Tạo mặt phân khuôn (Trang 55)
Hình 2.45 Thay đổi kích thước tấm khuôn - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.45 Thay đổi kích thước tấm khuôn (Trang 56)
Hình 2.47 Nhập thông số miệng phun - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.47 Nhập thông số miệng phun (Trang 59)
Hình 2.48 Chọn kích thước vòng định vị - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.48 Chọn kích thước vòng định vị (Trang 59)
Hình 2.49: Kênh làm mát trên tấm lòng khuôn - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.49 Kênh làm mát trên tấm lòng khuôn (Trang 60)
Hình 2.51: Hình ảnh khuôn hoàn chỉnh - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 2.51 Hình ảnh khuôn hoàn chỉnh (Trang 61)
Hình 3.1: Lập quy trình công nghệ - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 3.1 Lập quy trình công nghệ (Trang 63)
Hình 3.2. Máy phay CNC-Model XK 714 - nghiên cứu ứng dụng phần mềm autodesk inventor để thiết kế khuôn gia công khay nhựa đựng thức ăn
Hình 3.2. Máy phay CNC-Model XK 714 (Trang 63)

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w