đề tài quy trình thiết kế và chế tạo khuôn ép phun

Tính theo lực kẹp khuôn của máy Trong đó : N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn Fp : lực kẹp khuôn tối đa của máy S : diện tích trung bình của sản phẩm kể cả rãnh dòng của sản phẩm the

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

MÔN : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN MẪU

ĐỀ TÀI : QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO

KHUÔN ÉP PHUN

GVHD: Trần Minh Thế Uyên SVTH: Nguyễn Văn Bình MSSV: 07103004

A )QUY TRÌNH THIẾT KẾ [1]

I THIẾT KẾ SẢN PHẨM [2]

a)Gía trị góc vát phụ thuộc vào chiều cao mép vát và tính có rút của nhựa.

b) Thường chọn góc vát từ khoảng 0.25º-3º

c)Với những sản phẩm có chiều cao cần vát

nhỏ hơn 5mm thì ko cần tạo góc vát Bởi vì ma sát giữa khuôn và chi tiết ko lớn nên có thể lấy chi tiết ra dễ dàng

ll.THIẾT KẾ GÓC THOÁT KHUÔN [1]

Đồ thì biểu thị mối quan hệ giữa góc vát và chiều cao vát

3.Độ co rút của sản phẩm

IV THIẾT KẾ LÒNG KHUÔN [1]

1 Số lòng khuôn

2.Các cách bố trí lòng khuôn

3 Mặt phân khuôn

N : số lòng khuôn tối thiểu trong khuôn

L : số sản phẩm trong một lô sản xuất

K : hệ số do phế phẩm

K = 1/(1-k) , với k : tỉ lệ phế phẩm

tc : thời gian của một chu kỳ ép phun.

tm : thời gian hoàn tất lô sản phẩm ( ngày )

1 Số lòng khuôn (tt)

N = 0.8xS/W

Trong đó :

N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

S : năng suất phun của máy (gam/ một lần phun )

W : trọng lượng của sản phẩm (g)

1 Số lòng khuôn (tt)

c Tính theo năng suất làm dẻo của máy

N = P/(XxW)

Trong đó :

N: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

P : năng suất làm dẻo của máy

X : tần số phun ( ước lượng ) trong một phút ( 1/phút)

W : trọng lượng của sản phẩm (g)

1 Số lòng khuôn(tt)

d Tính theo lực kẹp khuôn của máy

Trong đó :

N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

Fp : lực kẹp khuôn tối đa của máy

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

P : áp suất trong khuôn ( Mpa)

2 Các cách bố trí lòng khuôn

2 Các cách bố trí lòng khuôn (tt)

3 Mặt phân khuôn

Các yêu cầu kỹ thuật đối với mặt phân khuôn:

a Đảm bảo lấy chi tiết ra khỏi khuôn một cách dễ

VI THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN NHỰA [1]

Hệ thống dẫn nhựa gồm có :

a Cuống phun

b Kênh dẫn nhựa

c Miệng phun

1 Cuống phun [tt]

Một số yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế bạc cuống phun

- Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn bán kính trên vòi phun từ 2- 5mm

- Góc côn của cuống phun α = 10÷30

- Vật liệu : U8A , U10A

- Độ cứng : 52 HRC ÷ 56 HRC

1 Cuống phun [1]

2 Kênh dẫn nhựa ( runners) [1]

Một số yêu cầu khi thiết kế kênh dẫn :

- Giảm đến mức tối thiểu sự thay đổi nhiệt độ

- Nhựa kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng

- Chiều dài kênh dẫn nên càng ngắn càng tốt để tránh mất áp và mất nhiệt trong quá trình điền đầy

- Mặt cắt kênh dẫn phải đủ lớn để đảm bảo điền đầy cho toàn bộ sản phẩm

2 kênh dẫn nhựa (tt)

Có 2 loại kênh dẫn nhựa :

a.Kênh dẫn nóngb.Kênh dẫn nguội

a Kênh dẫn nguội [2]

Kênh dẫn nhựa tròn.Tỉ lệ thể tích qua mặt cắt

ngang là lớn nhất,ít mất nhiệt,tốc độ nguội

chậm.Nhưng việc gia công rất khó vì phải đảm bảo

sự đồng tâm giữa khuôn trên và khuôn dưới

d cuèng phun tiÕp gi¸p víi kªnh dÉn

KÝch th íc kªnh dÉn trßn (mm)

a Kênh dẫn nguội (tt)[2]

Kênh dẫn nhựa hình thang có góc nhọn (ít dùng) :

lượng vật liệu thừa lớn

a kênh dẫn nguội (tt)[2]

- kênh dẫn nhựa hình chữ nhật , hình bán nguyệt ( rất ít sử dụng) : thường gây ra sự cố

a kênh dẫn nguội (tt)[2]

- mối quan hệ giữa kích thước kênh dẫn với khối

lượng , đường kính kênh dẫn :

b kênh dẫn nóng[1]

- Kênh dẫn nóng thường được sử dụng khi:

Những chi tiết lớn : vỏ tivi , máy tính ,chi tiết

xe hơi

Những chi tiết có thành mỏng Sản phẩm làm từ nhựa phải duy trì nhiệt chảy dẻo : HDPE, LDPE, POM, PPT…

Kênh dẫn nóng (tt)[1]

Kênh dẫn nóng gia nhiệt :

- Kênh dẫn nóng gia nhiệt ngoài

- Kênh dẫn nóng gia nhiệt trong

Kênh dẫn nóng(tt)[1]

Kênh dẫn nóng gia nhiệt ngoài :

Kênh dẫn nóng (tt)[1]

Kênh dẫn nóng gia nhiệt trong:

3 Miệng phun[2]

Là ngõ nối kênh dẫn vào lòng khuôn Miệng phun

có chức năng rất quan trọng là điền đầy nhựa lỏng vào lòng khuôn

Các kiểu miệng phun(tt)[2]

- Miệng phun dạng vành khăn

Các kiểu miệng phun(tt)[2]

- Miệng phun dạng chồng : Dùng đối với sản phẩm dạng khối hay dạng hộp

W

t

L

L 1 2

h

Các kiểu miệng phun(tt)[2]

- Miệng phun dạng tròn hoặc hình thang :

Các kiểu miệng phun (tt)[2]

- Miệng phung dạng khe :

Miệng phun này dùng đẻ điền đầy một lòng khuôn từ một hốc trong sản phẩm , vật liệu từ cuống phun chảy

ra ngoài và tất cả các tiết diện lòng khuôn được diền đầy cùng một lúc

L

Các kiểu miệng phun[2]

- Miệng phun ngầm : mặt cắt ngang là hình chữ

nhật ,hình tròn hoặc ôvan.Tác dụng là tự cắt xương khi rút khuôn và hạn chế khuyết tật trên sản phẩm

L x

L=1.75mm ; α = 30÷45 0

Các kiểu miệng phun[2]

 Miệng phun dạng quạt :

1 Vòng định vị (tt)[1]

- Một số loại vòng định vị:

2 Chốt dẫn hướng[1]

- Dùng để dẫn hướng cho tấm khuôn trước và tấm khuôn sau ép vào tấm đỡ

Chốt dẫn hướng (tt)[1]

3 Bạc dẫn hướng[1]

- Thường được lắp trong khuôn để tạo cho khuôn có

bề mặt không bị xước khi làm việc và cho phép dễ dàng thay thế khi có sự cố

- Giúp tăng độ chính xác cho khuôn và giảm sai số mòn

3 Bạc dẫn hướng (tt)[1]

4 Bộ định vị [1]

- Công dụng : Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố định và phần dịch chuyển trong khuôn

5 Chốt hồi[1]

- Công dụng : đưa tấm đẩy về sau và giữ cố định tấm đẩy trong khi khuôn đóng hoàn toàn

Các loại chốt hồi[1]

- Chốt hồi lò xo:

VIII Thiết kế hệ thống đẩy[1]

- Sau khi sản phẩm được làm nguội, khuôn được mở ra Sản phẩm vẫn bị dính trên cối khuôn do sự hút của chân không, khi đó cần có một hệ thống để đẩy sản phẩm ra

Các loại hệ thống đẩy(tt)[1]

Các loại hệ thống đẩy (tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng ống đẩy :dùng để dẩy sản phẩm

dạng tròn xoay hoặc tấm mỏng

Các loại hệ thống đẩy(tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng tấm tháo:Dùng để tháo những

sản phẩm có hình trụ tròn hay hình hộp chữ nhật có bề dày thành mỏng

Các loại hệ thống đẩy (tt)[1]

- Hệ thống đẩy dùng khí nén: Đối với những sản

phẩm có lòng khuôn sâu như: xô chậu

Yêu cầu khi thiết kế chốt đẩy[1]

- Tấm đẩy khuôn thường được lắp ở nữa khuôn di động

- Các chốt đẩy thường bố trí ở góc cạnh gân của sản phẩm

- Khoảng đẩy phải lớn hơn từ 5 10 mm so với chiều cao của sản phẩm được lấy ra từ khuôn

- Các đỉnh chốt đẩy nên nằm ngang so với mặt phân

khuôn

IX Thiết kế hệ thống làm nguội[1]

- Nhựa lỏng sau khi vào khuôn phải được làm nguội

thật nhanh để đạt được hình dạng mà ta mong

muốn Nếu làm nguội không tốt thì nhựa nóng sẽ gia nhiệt cho khuôn và thế là quá trình định hình kéo dài làm tăng thời gian chu kỳ ép phun Do đó ,hệ thống làm nguội có vai trò hết sức quan trọng vì nó quyết định

toàn bộ chu kỳ ép phun

Các phương pháp làm nguội[1]

- Làm nguội bằng khí :

Các phương pháp làm nguội[1]

- Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp ethylene glycol và nước

Thiết Kế kênh làm nguội (tt)[1]

- Những điều cần lưu ý khi thiết kế kênh làm

nguội:

+ Đảm bảo làm nguội điều trên toàn sản phẩm+ Kênh dẫn nguội nên được đặt gần lòng khuôn+ Đường kính kênh dẫn nguội không nên thay đổi trên toàn bộ chiều dài kênh

+ Nhiệt độ chênh lệch giữa đầu vào và đầu ra nên nằm trong khoảng (2-30)

+ Kênh dẫn nguội phải được khoan có độ nhám

để tạo sự chảy rối trong khuôn

Thiết kế kênh làm nguội(tt)[1]

- Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế:

X Vật liệu làm khuôn[5]

 Trong việc thiết kế và chế tạo khuôn thì lựa chọn vật liệu làm khuôn là một điều cực kỳ quan trọng quyết định tới chất lượng, tuổi thọ và sự phù hợp của

khuôn Với mỗi loại sản phẩm của khuôn có tính

chất vật liệu và đặc điểm khác nhau sẽ tương ứng

có các vật liệu làm khuôn khác nhau

XI Lắp ghép các tấm khuôn với nhau

XII/ Bản vẽ thiết kế[3]

STT TÊN GỌI TÊN GỌI KHÁC SL

2 Runner Plate Tấm giựt đuôi keo 1

7 Ejector Plate Tấm đội trên 1

8 Ejector Retainner Tấm đội dưới 1

11 Guide Bushing Bạc dẫn hướng 12

12 Guide Pin Chốt dẫn hướng 4

HÌNH 7.1

B.THIẾT KẾ QUY TRÌNH CHẾ TẠO

1 Theo phương pháp truyền thống

CAM

Quy trình thiết kế & chế tạo khuôn theo

phương pháp truyền thống trải qua

những bước sau:

Ép thử

Giao hàng

CAMCAD

a.Các bước tiến hành

thiết kế với CAD

Phân tích

kỹ thuật

b.Sản xuất với trợ giúp của máy

tính CAM

Computer-aided manufacturing (CAM) dùng để chỉ

những phần mềm dùng để sinh ra những đoạn mã (code) hợp lệ cho máy CNC và được máy CNC cắt theo một hình dạng đã được thiết kế trước bởi hệ thống

c.Lập kế hoạch sản xuất (4)

CAM

•Ước lượng giá thành sản phẩm.

•Lập kế hoạch quá trình với sự trợ

giúp của máy tính.

•Các hệ thống dữ liệu gia công

(COMSOAL & CALB)

•Lập kế hoạch sản xuất và quản lý

2.Theo phương pháp hiện nay

2.sản xuất với sự giúp đỡ của CAE(4)

CAE là thuật ngữ viết tắt của cụm từ "Computer

Aided Engineering" dịch ra tiếng Việt là "Môn công

nghệ với sự hỗ trợ của máy tính" (4)

CAE là phương pháp thực nghiệm, tính toán, mô

phỏng để tìm giải pháp thiết kế tối ưu nhất, giá rẻ

nhất, thời gian nhanh nhất trên máy tính dựa trên các thuật toán FEM v.v

Quy trình thiết kế với CAE tối ưu đường kính kênh dẫn.

a Mô hình 8 KTH sau cân bằng b Mô hình 16 KTH với kênh dẫn hinh thang

Đường kính kênh dẫn – qui đổi tiết diện tròn sang hình thang

Đảm bảo điều kiện

cân bằng dòng

Hiệu quả áp dụng phương pháp thiết kế CAD/CAE

Đảm bảo chất lượng đồng đều cho tất cả các sản phẩm.

sản phẩm.

Kết luận

Tài liệu tham khảo

3 Thiết kế sản phẩm nhựa và khuôn ứng dụng phần mềm

solidwoks : Nguyễn tấn cương _Trần Diễm

kênh đẫn nhựa cho khuôn ép 16 sản phẩm:

Đoàn Thị Minh Trinh (1), Vũ Hồng Thủy (2), Lê Quang Bình (1)