Thiết kế và chế tạo khuôn phun Ép sản phẩm móc nhựa dán tường

LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo khuôn phun ép sản phẩm móc nhựa dán tường.. Tạo Khuôn Phun Ép Sản Phẩm Móc Nhựa Dán Tường”, với sự hợp tác làm việc rất nhiệt tình, luôn giú

GIỚI THIỆU

Lý do chọn đề tài

Ngành nhựa hiện đang có tốc độ tăng trưởng nhanh chóng, với nhu cầu sử dụng sản phẩm nhựa ngày càng cao từ người tiêu dùng Các sản phẩm và chi tiết nhựa đã trở nên phổ biến trong nhiều lĩnh vực như y tế, giáo dục, điện tử, viễn thông, giao thông vận tải, nông nghiệp và thủy sản Sự phát triển này đã tạo điều kiện thuận lợi cho ngành công nghiệp thiết kế và chế tạo khuôn mẫu phát triển mạnh mẽ.

Ngành sản xuất và gia công vật liệu nhựa trong nước đang phát triển mạnh mẽ, theo xu thế toàn cầu Sự ra đời của nhiều sản phẩm nhựa đa dạng và phong phú đã đánh dấu thành tựu đầu tiên, với chất lượng và độ phức tạp ngày càng được cải thiện Hệ thống máy móc thiết bị cũng được nâng cấp và cải tiến để đáp ứng nhu cầu thị trường.

Trong quá trình học tập và làm việc, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng việc chỉ tiếp cận lý thuyết và mô phỏng về khuôn phun ép nhựa chưa đủ, khiến nhiều sinh viên gặp khó khăn trong việc hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các loại khuôn Do đó, việc ứng dụng mô hình khuôn vào giảng dạy trực tiếp là cần thiết để nâng cao chất lượng giáo dục và khơi gợi đam mê cho sinh viên trong lĩnh vực thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa.

Nhóm nghiên cứu đã quyết định phát triển và triển khai ý tưởng cho đề tài thiết kế và chế tạo bộ khuôn phun ép sản phẩm “móc nhựa dán tường” dựa trên những lý do đã được nêu.

Tính cấp thiết của đề tài

Sản phẩm từ đề tài nghiên cứu sẽ cung cấp tài liệu tham khảo trực quan, hỗ trợ sinh viên trong việc học tập và nghiên cứu Đề tài này sẽ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy tại Khoa Cơ khí chế tạo máy, trường đại học SPKT TP.HCM.

Nhóm chúng em muốn áp dụng kiến thức đã học để thiết kế và chế tạo một bộ khuôn hoàn chỉnh, đồng thời hỗ trợ việc học môn Thiết kế và Chế tạo khuôn mẫu cho các khóa sau tại trường.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

1.3.1 Ý nghĩa khoa học Áp dụng những kiến thức đã học được để đi sâu vào nghiên cứu thêm về các loại khuôn nhằm cũng cố kiến thức chuyên môn cũng như khẳng định tầm quan trọng của công nghệ khuôn mẫu trong đời sống hiện nay

Nhóm chúng tôi mong muốn áp dụng kiến thức đã học và kinh nghiệm từ thực tập để thiết kế và chế tạo một bộ khuôn hoàn chỉnh, nhằm củng cố và hoàn thiện quy trình sản xuất.

2 kiến thức đã học động thời tạo thêm tiền đề cho nhiều ý tưởng sáng tạo nhằm thúc đẩy phát triển ngành công nghệ khuôn mẫu nói chung.

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

- Nghiên cứu về công nghệ phun ép nhựa

- Tìm hiểu về slider của khuôn phun ép các sản phẩm có hình dạng phức tạp

- Thiết kế và gia công mô hình khuôn phun ép nhựa

- Lắp ráp và thử nghiệm cơ cấu của bộ khuôn.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Mô hình khuôn ép nhựa hai tấm có cơ cấu mở slider ép ra sản phẩm móc nhựa dán tường

- Đề tài tập trung tính toán, nghiên cứu, mô phỏng, thiết kế và chế tạo mô hình khuôn dựa trên lý thuyết khuôn phun ép nhựa

- Kích thước của sản phẩm móc nhựa dán tường theo tỉ lệ thực: 72,5 mm × 36 mm × 23 mm

- Kích thước mô hình khuôn: 320 mm × 250 mm × 240 mm

- Mô hình khuôn có vật liệu: Thép S50C

Phương pháp nghiên cứu

Để thực hiện đề tài, nhóm tác giả đã tiến hành các phương pháp sau:

Nghiên cứu lý thuyết về khuôn phun ép nhựa bao gồm việc áp dụng kiến thức cơ bản trong thiết kế và gia công cơ khí Quá trình này giúp tính toán, xây dựng bản vẽ và chế tạo các chi tiết cho mô hình một cách chính xác và hiệu quả.

Phương pháp so sánh là một kỹ thuật quan trọng trong thiết kế, cho phép phân tích và đánh giá các phương án dựa trên mô phỏng tính toán và chi phí Qua đó, phương pháp này giúp xác định phương án tối ưu nhất, đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm trong quá trình triển khai.

Nhóm nghiên cứu áp dụng phương pháp thực nghiệm bằng cách khảo sát và mô phỏng qua phần mềm, đồng thời học hỏi kinh nghiệm từ các chuyên gia trong lĩnh vực để tiến hành gia công hiệu quả.

Kết cấu của đồ án

- Chương 2: Tổng quan về vật liệu nhựa

- Chương 3: Cơ sơ lý thuyết

- Chương 5: Tính toán thiết kế lòng khuôn

- Chương 6: Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh

- Chương 7: Quy trình công nghệ gia công

TỔNG QUAN

Tổng quan về vật liệu nhựa

Nhựa, hay còn gọi là plastic, là hợp chất bao gồm hydro và cacbon liên kết tạo thành các chuỗi hydrocacbon, đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành các phân tử polyme dài gọi là monome Các monome này liên kết với nhau để tạo thành các chuỗi cacbon lớn, hay còn gọi là polyme Nhựa có tính dẻo, không dẫn điện và độ bền cao; hiện nay, người ta thường thêm phụ gia để cải thiện cơ tính và khả năng chống cháy của nhựa Với những đặc điểm nổi bật, nhựa đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong ngành công nghệ ép phun.

Nhựa có nhiều loại khác nhau, thông thường sẽ được phân loại theo 2 cách sau: Phân loại theo tính chất, phân loại theo ứng dụng

- Phân loại theo tính chất:

Nhựa nhiệt dẻo là loại nhựa có khả năng hóa lỏng khi được nung nóng và hóa rắn khi nguội, cho phép tái chế mà không làm thay đổi tính chất cơ học Loại nhựa này được sử dụng rộng rãi trong đời sống, đặc biệt trong sản xuất đồ gia dụng Một số loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến hiện nay bao gồm Polypropylene (PP), Polystyrene (PS), Polyethylene terephthalate (PET), poly butadiene (PB) và polyethylene (PE).

Nhựa nhiệt rắn là hợp chất cao phân tử với nhiệt độ nóng chảy cao, không thể tái định hình hay nóng chảy sau khi xử lý nhiệt như ép hoặc đùn Loại nhựa này không thể tái chế và bao gồm một số loại như nhựa epoxy, phenol formaldehyde (PF) và nhựa melamin.

- Phân loại theo ứng dụng:

Nhựa thông dụng là loại nhựa phổ biến, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các vật dụng hàng ngày nhờ vào giá thành thấp và nguồn nguyên liệu phong phú Tuy nhiên, một số loại nhựa thông dụng không thể tái sử dụng nhiều lần do tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sức khỏe Ngược lại, nhựa kỹ thuật có cơ tính vượt trội, nhẹ và bền cao, thường được ứng dụng trong các lĩnh vực như hàng không và quân sự Một số loại nhựa kỹ thuật hiện nay bao gồm POM (Polyacetal), Teflon, PA (Polyamid) và PC (Polycacbonate).

+ Nhựa chuyên dụng: đây là nhựa được tổng hợp dùng cho các mục đích riêng biệt

Vật liệu nhựa PP

Nhựa PP (Polypropylene) là loại nhựa nhiệt dẻo phổ biến hiện nay, nổi bật với độ bền cơ học cao Loại nhựa này thường có màu trắng, không mùi, không vị và không độc hại, làm cho nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng.

Nhựa PP, với những ưu điểm như dễ tổng hợp, không độc hại và giá thành thấp, đã trở thành vật liệu phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp trên toàn thế giới, được sử dụng cho đa dạng sản phẩm.

- Độ bền uốn cao, khó bị biến dạng khi chịu lực

- Chịu được hóa chất độc hạ, chống ăn mòn, chống ẩm

- Chịu lực và va đập tốt

- Có thể tái sử dụng, giá thành rẻ

- Không thể chịu được nhiệt độ cao

- Không thể chịu được ánh sáng mặt trời lâu dài

- Kháng dung môi và chất thơm kém

- Khó sơn do có tính chất liên kết kém

- Dễ cháy và dễ bị oxy hóa

2.2.3 Đặc điểm của nhựa PP

Bảng 2.1: Bảng thông số nhựa PP

Tỉ trọng 0,780 – 2,77 g/cc Độ cứng, Rockwell R 33 - 112 Độ bền kéo tối đa 5,00 - 128 MPa Độ bền kéo ở điểm uốn 18,0 – 27,0 MPa Độ hấp thụ nước 0,010 – 0,20% Độ giãn dài 250-700%

Mô đun đàn hồi 0,100 – 6,20 GPa Độ bền uốn 25 - 50 MPa

Mô đun uốn 0,134 – 9,32 GPa Điện trở suất 50-1,00e+17 ohm-cm Điện trở bề mặt 80-1,00e+16 ohm Nhiệt độ xử lý 87,8 - 280°C Nhiệt độ nóng chảy 145-302°C

2.2.4 Ứng dụng của nhựa PP

Nhựa PP được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, một số ứng dụng phổ biến của nhựa PP bao gồm:

- Đóng gói: độ bền cao, không độc hại, bề mặt hoàn thiện tốt, chi phí thấp khiến nhựa

PP phổ biến trong ngành bao bì đóng gói

- Ngành Y tế: nhờ đặc tính kháng khuẩn và hóa chất cao có thể ví dụ như: ống tiêm, lọ y tế, lọ đựng thuốc…

- Kỹ thuật điện – điện tử: Dùng làm ổ cắm, lõi cuộn dây, bảng mạch…

- Sản xuất các bộ phận trong ngành ô tô

- Ngoài ra nhựa PP còn được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực đồ gia dụng, nội thất

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tổng quan về khuôn nhựa

Khuôn ép nhựa là phương pháp chế tạo sản phẩm nhựa phổ biến nhất hiện nay, được ứng dụng cho nhiều loại sản phẩm với mẫu mã và kích thước đa dạng.

Khuôn bao gồm nhiều chi tiết được lắp ghép lại với nhau, thường được chia ra làm 2 phần khuôn chính là:

- Core (phần khuôn di động): đây là phần được gá trên tấm di động của máy ép nhựa

- Cavity (phần khuôn cố định): được gá trên tấm cố định của máy ép nhựa

Khoảng trống giữa phần di động và cố định trong quá trình tạo sản phẩm sẽ được lấp đầy bằng nhựa nóng chảy, sau đó được làm nguội để hình thành sản phẩm cuối cùng.

Lòng khuôn quyết định hình dạng bên ngoài của sản phẩm, trong khi phần lõi xác định hình dạng bên trong Một bột khuôn có thể bao gồm một hoặc nhiều lòng khuôn và lõi tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế Khu vực tiếp xúc giữa lòng khuôn và lõi được gọi là mặt phân khuôn.

Hình 3.1: Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng

Kết cấu chung của một bộ khuôn

Ngoài core và cavity, bộ khuôn còn bao gồm nhiều bộ phận khác, tất cả các bộ phận này được lắp ghép với nhau để tạo thành hệ thống cơ bản của bộ khuôn.

Chương 4 Thiết kế sản phẩm và tính toán dòng chảy nhựa

Hệ thống dẫn hướng và định vị bao gồm các thành phần như chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng, vòng định vị, bộ định vị và chốt hồi Các bộ phận này có nhiệm vụ đảm bảo vị trí chính xác của hai phần khuôn khi ghép lại, từ đó tạo ra lòng khuôn chính xác.

Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn bao gồm bạc cuốn phun, kênh dẫn nhựa và miệng phun, có nhiệm vụ cung cấp nhựa từ đầu phun của máy ép vào lòng khuôn.

Hệ thống đẩy sản phẩm bao gồm các thành phần như chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ, tấm đẩy, tấm giữ và khối đỡ Nhiệm vụ chính của hệ thống này là đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi quá trình ép hoàn tất.

Hệ thống lõi mặt bên bao gồm các thành phần như lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng cam chốt xiên và xylanh thủy lực Chức năng chính của hệ thống này là tháo rời những phần khuôn thể tháp (undercut) theo hướng mở của khuôn một cách hiệu quả.

Hệ thống thoát khí bao gồm các rảnh thoát khí, có chức năng loại bỏ khí tồn động trong khuôn, giúp nhựa dễ dàng điền đầy lòng khuôn Điều này không chỉ tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sản xuất mà còn ngăn ngừa tình trạng bọt khí và cháy sản phẩm.

Hệ thống làm nguội bao gồm các thành phần như đường nước, rãnh, ống dẫn nhiệt và đầu nối, có vai trò quan trọng trong việc ổn định nhiệt độ của khuôn và làm nguội sản phẩm nhanh chóng.

Hình 3.2: Kết cấu khuôn 2 tấm

Bảng 3.2: Kết cấu khuôn 2 tấm

Thiết kế sản phẩm

Phần mềm Creo Parametric 8.0, phát triển bởi Parametric Technology Corporation, ra mắt vào năm 2010, là công cụ mạnh mẽ trong thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa Với đầy đủ các mô đun từ thiết kế chi tiết đến lập trình gia công lòng khuôn, Creo giúp đơn giản hóa quy trình thiết kế Giao diện trực quan, thao tác dễ dàng và tốc độ xử lý nhanh, cùng khả năng mô phỏng dòng chảy nhựa, đã khiến Creo trở thành lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực thiết kế khuôn phun ép nhựa hiện nay.

Tổng quan về sản phẩm “móc nhựa dán tường”

- Dài  rộng  cao: 72,5 mm  23 mm  38 mm

- Bề dày lớn nhất của sản phẩm: 5 mm

- Bước 1: Khởi động phần mềm Creo parametric 8.0 => New => Part

=> chọn mmns_part_solid_abs => OK

Hình 4.1: Khởi động phần mềm

- Bước 2: Chọn mặt phẳng TOP => sketch => dùng lệnh Spline vẽ sketch 1 như hình

- Bước 3: dùng lệnh Datum point tạo 5 điểm trên sketch vừa tạo

Hình 4.3: Tạo 5 điểm trên sketch

Bước 4: Chọn sweep blend => nhấp chọn sketch 1 => chọn sections và vẽ 7 sections như bảng bên dưới => nhấn OK sẽ được khối như hình

Hình 4.4: Tạo khối bằng lệnh sweep blend

- Bước 9: Sử dụng lệnh round để bo tròn sản phẩm

+ Nhấp chọn 2 cạnh của đầu lớn sản phẩm => chọn full round => OK

Hình 4.5: Bo tròn sản phẩm bằng lệnh full round

Bảng 4.1: Bảng thông số kích các sections

Sections 1: tại điểm start, vẽ sketch rộng 5mm dài 9mm với góc thoát khuôn 2°

Sections 2: vẽ trên điểm PNT1, sketch rộng 3,5mm dài 8mm với góc thoát khuôn 2°

Sections 3: vẽ trên điểm PNT0, sketch rộng 4,5mm dài 7mm với góc thoát khuôn 2°

Sections 4: vẽ trên điểm PNT2, sketch rộng 3mm dài 6mm với góc thoát khuôn 2°

Sections 5: vẽ trên điểm PNT3, sketch rộng 4mm dài 5,5mm với góc thoát khuôn 2°

Sections 6: vẽ trên điểm PNT4, sketch rộng 3mm dài 5mm với góc thoát khuôn 2°

Sections 7: vẽ trên điểm end, sketch rộng 3mm dài 5mm với góc thoát khuôn 2°

- Bước 5: Chọn extrude => vẽ sketch như hình 4.7 => chọn to reference (mặt bên của khối vừa tạo) => OK

Hình 4.7: Tạo khối dưới bằng lệnh extrude

- Bước 6: Dùng lệnh extrude => chọn remove material tạo gân có độ dày 4mm => chọn lệnh mirror => chọn mặt phẳng TOP => OK

Hình 4.8: Tạo gân dày 4mm

- Bước 7: Chọn mặt đáy => vẽ hình elip kích thước 23×42 mm => dùng lệnh extrude với độ dày 2mm

Hình 4.9: Kích thước phần đế

Hình 4.10: Extrude với độ dày 2mm + Nhấp chọn cạnh trên của phần đế elip và cách cạnh của đầu nhỏ sản phẩm

Hình 4.5: Bo tròn sản phẩm với r6 mm

+ Nhấp chọn các cạnh còn lại của sản phẩm => nhập R=0,5 mm => OK

Hình 4.6: Bo tròn sản phẩm với r0.5 mm

- Sau khi hoàn thành tất cả các bước sẽ được sản phẩm hoàn chỉnh như hình sau:

Hình 4.7: Sản phẩm hoàn chỉnh

Tổng quan về sản phẩm “móc gài”

Vì yếu tố thẩm mĩ cũng như công năng trong quá trình sử dụng đã được tính toán trước mà nhóm chọn kích thước như sau:

Kích thước sản phẩm là 37,5 mm x 35,5 mm x 6,5 mm Để tối ưu hóa khả năng chịu tải, nhóm quyết định chọn độ dày sản phẩm từ 1,5 mm đến 2 mm, nhằm tiết kiệm nguyên vật liệu và đảm bảo đủ độ bền trong quá trình gia công.

- Bước 1: Khởi động phần mềm Creo Parametric → New→ Part → Solid → Bỏ dấu tích mục use default template → chọn mmns_part_solid_abs

Hình 4.9: Chọn định dạng cho chi tiết cần vẽ

Bước 2: Chọn mặt phẳng front để bắt đầu vẽ sketch Sử dụng các lệnh line và arc để tạo biên dạng với kích thước như hình minh họa Nhấn ok để hoàn thành và tạo section 1.

- Bước 3: Nháy chọn lệnh extrude trên thanh công cụ → chọn section 1 vừa mới tạo → nhập vào ô depth 2 mm → nháy ok được khối extrude 1

Để tạo section 2, bạn cần nháy chọn mặt trên của khối extrude vừa tạo, sau đó nháy lệnh sketch trên thanh công cụ Tiếp theo, sử dụng lệnh line và arc để tạo biên dạng theo hình đã chỉ định, và cuối cùng nháy ok để hoàn tất.

- Bước 5: Tiếp tục chọn lệnh extrude trên thanh công cụ → chọn biên dạng section 2 vừa mới tạo → nhập độ dày 5 mm vào ô dept → nháy ok để tạo extrude 2

Bước 6: Chọn mặt trên của khối vừa tạo, sau đó nhấn vào sketch trên thanh công cụ Sử dụng các lệnh line và arc để tạo biên dạng theo hình mẫu Cuối cùng, nhấn ok để hoàn thành việc tạo section 3.

- Bước 7: Chọn biên dạng vừa mới tạo → nháy chọn extrude trên thanh công cụ → nhập độ dày 1,5 mm vào ô dept → nháy ok để tạo extrude 3

- Bước 8: Nháy chọn lệnh round tên thanh công cụ → chọn các góc cần bo như hình → nhập bán kính 1 mm vào ô radius → nháy ok

Hình 4.16: Bo góc cho chi tiết

- Bước 9: Nháy chọn lệnh draft trên thanh công cụ → chọn bề mặt cần tạo góc nghiêng

→ tại ô draft hinges chọn mặt dưới của chi tiết → tại ô pull direction chọn hướng lên như hình bên dưới → nháy ok để tạo góc draft

Hình 4.17: Tạo góc draft cho chi tiết

- Bước 10: Chi tiết hoàn thiện như sau

Hình 4.18: Chi tiết hoàn thiện

Tổng quan về sản phẩm “mấu gài”

Sản phẩm được thiết kế với kích thước tối ưu cho sử dụng thực tế, cụ thể là 30,17 mm x 22,3 mm x 7,6 mm Để đảm bảo khả năng chịu tải, độ dày của sản phẩm được tối giản nhưng vẫn đủ để duy trì cấu trúc và đáp ứng yêu cầu gia công Nhóm thiết kế đã chọn tiết diện gân hình chữ nhật với chiều cao 2,5 mm và chiều rộng 1 mm.

Bước 1: Khởi động phần mềm Creo Parametric 8.0 → New→ Part → nháy bỏ tích use default template → nháy ok

- Chọn định dạng mmns_part_solid_abs → nháy ok

Hình 4.20: Chọn định dạng mmns_part_solid_abs

Bước 2: Chọn mặt top để bắt đầu vẽ sketch, sử dụng các lệnh line và arc để tạo section 1 với biên dạng như hình minh họa bên dưới, sau đó nhấn ok.

- Bước 3: Nháy lệnh extrude trên thanh công cụ → chọn section 1 vừa mới tạo → nhập độ dày cần tạo 2,5 mm → nháy ok để tạo extrude section 1

Nháy chọn bề mặt của khối extrude 1 vừa tạo, sau đó chọn lệnh sketch trên thanh công cụ Tiếp theo, sử dụng lệnh line để tạo biên dạng cho section 2 với kích thước như trong hình.

Hình 4.23: Biên dạng của section 2

- Bước 5: Chọn biên dạng của section 2 vừa mới tạo → nháy chọn lệnh extrude trên thanh công cụ, nhập vào ô dept chiều cao 2,5 mm → nháy ok, được extrude section 2

Bước 6: Chọn mặt trên của khối extrude 2 vừa tạo, sau đó nhấn lệnh sketch trên thanh công cụ Sử dụng lệnh line để tạo biên dạng cho section 3 với kích thước như hình minh họa.

Hình 4.25: Biên dạng của section 3

- Bước 7: Chọn section 3 vừa mới tạo → nháy chọn lệnh extrude trên thanh công cụ → nhập chiều cao 2,5 mm vào ô depth, nháy ok để tạo extrude section 3

- Bước 8: Nháy vào lệnh round trên thanh công cụ → chọn các cạnh trên chi tiết như trong ảnh bên dưới → nhập đường kính là 1 mm vào ô radius → nháy ok

Hình 4.28: Chi tiết sau khi tạo round 1

- Bước 9: Tiếp tục nháy chọn lệnh round trên thanh công cụ → chọn các cạnh cần bo

→ nhập bán kính 0,5 mm vào ô radius → nháy chọn ok

Hình 4.29: Tạo round 2 cho sản phẩm

Hình 4.30: Chi tiết sau khi tạo round 2

- Bước 10: Nháy chọn lệnh draft trên thanh công cụ → chọn bề mặt cần tạo góc nghiêng

→ tại ô draft hinges chọn mặt dưới của chi tiết → tại ô pull direction chọn hướng lên như hình bên dưới → nháy ok để tạo góc draft

Hình 4.37: Tạo góc draft cho chi tiết

- Bước 11: Chi tiết hoàn thiện như sau:

Hình 4.38: Chi tiết hoàn thiện

Hệ thống kênh dẫn nguội là quá trình dẫn nhựa nóng chảy từ vòi phun của máy ép qua cuốn phun, kênh dẫn và cổng vào nhựa, cho đến khi vào lòng khuôn mà không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

Khi khuôn được làm mát, nhựa trong suốt cũng được định hình theo đường dẫn trong lòng khuôn, và quá trình này diễn ra đồng thời với việc lấy sản phẩm ra.

Hệ thống kênh dẫn nhựa được thiết kế cho nhóm bốn lòng khuôn bao gồm cuốn phun, kênh dẫn nhựa chính, kênh dẫn nhựa phụ và cổng vào nhựa.

Hình 4.39: Cấu tạo cuống phun

Dựa vào điều kiện sản phẩm và máy ép chọn:

Bạc cuống phun là linh kiện quan trọng giúp dẫn dòng nhựa nóng chảy từ vòi phun của máy phun ép nhựa vào lòng khuôn Có nhiều loại bạc cuống phun khác nhau, vì vậy việc lựa chọn loại phù hợp với máy ép và sản phẩm là rất cần thiết Đội ngũ thiết kế khuôn cần cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu suất tối ưu cho quá trình sản xuất.

34 chọn bạc cuống phun 2 bu lông theo tiêu chuẩn của Misumi trong tài liệu “Misumi [6] standard components for Plastic Mold 2015” trang 761 mã SBBH

Hình 4.41: Bạc cuốn phun theo tiêu chuẩn Misumi

Hệ thống làm mát đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa, giúp giải nhiệt khuôn và chuyển nhựa từ thể lỏng sang thể rắn, hình thành sản phẩm cuối cùng Thời gian làm mát chiếm khoảng 60% chu kỳ khuôn, do đó, việc tối ưu hóa thời gian làm mát mà vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm là yếu tố then chốt để rút ngắn thời gian sản xuất.

Nhiệt độ chảy của nhựa khi đưa vào khuôn thường dao động từ 150°C đến 300°C Khi nguyên liệu nhựa được nạp vào khuôn ở nhiệt độ cao, một lượng nhiệt lớn từ nhựa sẽ truyền vào khuôn và cần phải được làm mát qua hệ thống giải nhiệt Nếu hệ thống làm mát không hoạt động hiệu quả, nhiệt độ khuôn sẽ tăng cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chu kỳ sản xuất.

• Giữ cho khuôn có nhiệt độ ổn định để nguyên liệu nhựa có thể giải nhiệt đều

• Giải nhiệt nhanh, tránh trường hợp nhiệt giải không kịp, gây nên hiện tượng biến dạng sản phẩm, từ đó sinh ra phế phẩm

• Giảm thời gian chu kỳ, tăng năng suất sản xuất

Parallel Cooling Channels Serial Cooling Channels

Hình 4.42: Một vài kiểu bố trí hệ thống làm mát

Phương pháp làm mát khuôn ép:

Có hai phương pháp tiêu chuẩn cho hệ thống làm mát: làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng dung dịch

Sử dụng phần mềm Moldex 3D Studio 2021 mô phỏng dòng chảy nhựa

Phần mềm Moldex là giải pháp CAE hàng đầu cho mô phỏng dòng chảy nhựa, giúp người dùng giảm thiểu khuyết tật sản phẩm Nó cho phép dự đoán các sai sót và hư hỏng thường gặp trong quá trình phun ép, nâng cao hiệu quả sản xuất.

4.2.1 Các bước mô phỏng quá trình ép nhựa

- Bước 1: Khởi động phần mềm Moldex3d Studio 2023

Hình 4.47: Phần mềm Moldex3d Studio 2023

- Bước 2: Tạo project mới: New → Nhập tên và thư mục làm việc → Nháy ok

Hình 4.48: Nhập tên và thư mục làm việc

- Bước 3: Import file thiết kế của sản phẩm, kênh dẫn nhựa và đường làm mát vào

Sau khi chuyển đổi các file thiết kế sang định dạng file STEP, bạn hãy chọn "Import Geometry", giữ phím Ctrl và chọn các chi tiết cần thiết Cuối cùng, nhấn "Open" để đưa các chi tiết vào môi trường làm việc cho quá trình mô phỏng.

Hình 4.50: Các chi tiết đã import

- Bước 4: Khai báo chức năng, nhiệm vụ của từng chi tiết: Nháy chuột chọn các chi tiết đường làm mát cùng lúc giữ phím shift → Attribute: Cooling Channel → Close

Hình 4.51: Khai báo cooling channel Nháy chuột chọn các lần lược các chi tiết đồng thời giữ phím → Attribute: Part →

Nháy chuột vào các chi tiết kênh dẫn nhựa → Attribute: Cold Runner → Close

Hình 4.53: Khai báo cold runner

- Bước 5: Khai báo cổng vào nhựa: Tại mục Model → Melt Entrance

Hình 4.54: Khai báo cổng vào nhựa

- Bước 6: Nhập kích thước thể tích tổng quát của hai tấm khuôn: 250270100

Hình 4.55: Nhập kích thước tổng quát của bộ khuôn

Hình 4.56: Nhập kích thước chiều cao bộ khuôn

- Bước 7: Chọn hướng vào và ra của chất làm mát: Tại mục Model → Inlet/Outlet → ok

Hình 4.57: Tạo Inlet và Outlet

- Bước 8: Kiểm tra hệ thống làm mát: Tại mục Model → Check Cooling System

Hình 4.58: Kiểm tra hệ thống làm mát

Để thiết lập các thông số lưới và chia lưới cho các chi tiết, bạn cần nhấn giữ phím Shift và chọn các chi tiết mong muốn Sau đó, truy cập vào mục Mesh, chọn Seeding Parameter, nhập kích thước lưới vào ô mesh size và nhấn Apply để hoàn tất quá trình.

Hình 4.59: Chọn khoảng cách các điểm để chia lưới

Nháy vào ô parameter để thiết lập thông số lưới → nháy ok

Hình 4.60: Thiết lập thông số lưới

Hình 4.61: Kết quả chia lưới

Sau khi thiết lập thông số chia lưới, thì tiến hành chia lưới: Nháy chọn generate → Generate → Final Check → OK

- Bước 10: Thêm vật liệu cho sản phẩm từ thư viện của phần mềm: Home → Material

→ Material Wizard → Moldex3D Bank→ PP

Hình 4.63: Chọn vật liệu PP từ thư viện vật liệu

- Bước 11: Nhập các thông số khi ép để tiến hành mô phỏng: Home → Process → Setting method: Machine mode 1 (by profile)

Tại mục cài đặt máy, chọn "new" và sau đó lựa chọn dòng máy Haitian - MA 1200/410- để thiết lập các thông số tự động cho quá trình phun ép.

- Bước 12: Chọn kiểu mô phỏng: Analysis → Full

- Bước 13: Tiến hành mô phỏng quá trình ép nhựa.

Hình 4.69: Tiến hành mô phỏng

Các thông số, vật liệu và thiết kế khác nhau ảnh hưởng đến kết quả mô phỏng, do đó cần điều chỉnh thiết kế bộ khuôn để tối ưu hóa quá trình phun ép nhựa Sản phẩm của nhóm được làm từ vật liệu PP sẽ đạt được kết quả tối ưu trong quá trình Filling & Packing.

- Thời gian điền đầy (Melt Front Time)

Thời gian điền đầy chi tiết là 0.216 giây

Hình 4.70: Thời gian điền đầy

Hình 4.71: Biểu đồ phân bố thời gian điền đầy sản phẩm

Kết quả mô phỏng cho thấy thời gian điền đầy sản phẩm là ngắn và phân bố đồng đều Tuy nhiên, điểm cuối cùng của sản phẩm, được biểu thị bằng màu xanh, sẽ tốn nhiều thời gian điền đầy hơn so với các phần còn lại.

Với thời gian điền đầy chỉ 0,182 giây, kết quả cho thấy nhựa được phân bố đồng đều trên toàn bộ sản phẩm mà không có hiện tượng thiếu nhựa Thời gian điền đầy ngắn cho thấy quy trình sản xuất hiệu quả, giảm thiểu khả năng xuất hiện rỗ khí.

Các bong bóng khí màu xanh là các vị trí có nguy cơ xuất hiện rổ khí

Dựa trên kết quả phân tích, rỗ khí chủ yếu phân bố ở các phần cuối của chi tiết và khe hở trong các hệ thống mở slider Do đó, thiết kế khuôn của nhóm cần được điều chỉnh để tối ưu hóa hiệu suất.

57 tránh được hầu hết các rỗ khí ở trong mô phỏng Khi đó khí sẽ được thoát ra bởi kết cấu mở slider

Hình 4.73: Kết cấu lòng khuôn c Áp suất (Pressure)

Kết quả mô phỏng áp suất trong lòng khuôn như sau:

Biểu đồ áp suất phun theo thời gian Áp suất tối đa là 111 (MPa) tại thời gian t bằng 0.216 giây

Hình 4.74: Biểu đồ áp suất phun

58 Áp suất tối đa của quá trình điền đầy là 111 (Mpa)

Hình 4.75: Áp suất quá trình điền đầy

Hình 4.76: Biểu đồ áp suất cuối quá trình điền đầy

Qua kết quả mô phỏng sẽ thấy:

- Áp suất cuối quá trình điền đầy lớn nhất: 111,424 MPa tại t = 0,216(s)

- Áp suất vòi phun lớn nhất là 111 MPa phù hợp với nhiều loại máy ép phun hiện nay

Biểu đồ nhiệt độ của quá trình điền đầy

Hình 4.77: Nhiệt độ trong quá trình ép phun

Hình 4.78: Biểu đồ phân bố nhiệt trong quá trình ép phun

Kết quả mô phỏng cho thấy nhiệt độ cao nhất đạt 220℃, không vượt quá 280℃, do đó không gây biến đổi cơ tính của vật liệu Nhiệt độ trong lòng khuôn phân bổ đồng đều ở các mức nhiệt, mặc dù vẫn có sự tập trung cao tại mức 220℃ Độ co ngót của sản phẩm sau quá trình Packing cũng cần được xem xét.

Biểu đồ thể hiện độ co ngót của chi tiết theo tỷ lệ phần trăm

Hình 4.79: Độ co ngót của sản phẩm

Hình 4.80: Biểu đồ phần trăm độ co ngót trên toàn bộ thể tích sản phẩm

Mô phỏng cho thấy độ co ngót của sản phẩm dao động từ -0,5% đến 2,2% Do sản phẩm không phải là sản phẩm lắp ghép và không có yêu cầu khắt khe về kích thước, mức độ co ngót này hoàn toàn chấp nhận được.

4.2.3 Phân tích về quá trình làm mát và độ cong vênh của sản phẩm

- Nhiệt độ sau quá trình làm nguội

Biểu đồ thể hiện nhiệt độ của chi tiết sau quá trình làm mát

Hình 4.81: Nhiệt độ sản phẩm sau quá trình làm nguội

Hình 4.82: Biểu đồ nhiệt độ sản phẩm sau quá trình làm nguội

Kết quả mô phỏng cho thấy nhiệt độ sản phẩm sau quá trình làm nguội tập trung từ 60℃ đến 71℃ với tỷ lệ đạt 84,73% Điều này chứng tỏ hệ thống làm mát hoạt động hiệu quả, giúp nhiệt độ được phân bố đồng đều trên sản phẩm, từ đó hỗ trợ quá trình đẩy sản phẩm ra một cách thuận lợi.

- Thời gian làm mát (Cooling time)

Biểu đồ thể hiện thời gian để chi tiết đạt đến nhiệt độ tách khuôn

Hình 4.83: Thời gian làm nguội sản phẩm

Hình 4.84: Biểu đồ thời gian làm nguội

Kết quả mô phỏng cho thấy thời gian làm nguội nhanh chóng, chỉ trong 3,2 giây có thể làm nguội hơn 82% thể tích sản phẩm Thời gian làm nguội có thể được điều chỉnh bằng cách thay đổi dòng nước nguội để đạt hiệu quả tối ưu.

- Hiệu quả làm mát của hệ thống làm mát (Cooling Efficiency)

Phần này cho thấy được hiệu quả làm mát của hệ thống làm mát

Biểu đồ thể hiện độ hiểu quả của các đường làm mát theo tỷ lệ phần trăm

Hình 4.86: Biểu đồ đánh giá sự hiệu quả của hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát ở trên và dưới sản phẩm hoạt động hiệu quả, với sự chênh lệch nhiệt độ không đáng kể, cho thấy cả hai phần đều duy trì hiệu suất tốt.

- Độ cong vênh của sản phẩm (Warpage Total Displacement)

Biểu đồ thể hiện độ cong vênh của chi tiết theo đơn vị mm

Hình 4.88: Biểu đồ về độ cong vênh của sản phẩm

Kết quả mô phỏng cho thấy độ cong vênh của sản phẩm là 0,479 mm, chiếm 2,12% tổng thể, cho thấy mức độ cong vênh này tương đối nhỏ và chủ yếu tập trung ở phần rìa sản phẩm, do đó không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.

Chương 5 Tính toán thiết kế lòng khuôn

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LÒNG KHUÔN

Tính toán góc thoát khuôn của sản phẩm

Để giảm ma sát giữa bề mặt sản phẩm và lòng khuôn sau khi ép, cần thiết kế bề mặt sản phẩm nghiêng một góc từ 0,25° đến 3°, tùy thuộc vào kích thước sản phẩm Đặc biệt, đối với các sản phẩm có chiều sâu lớn, giá trị góc thoát khuôn cần phải lớn hơn Sau khi thiết kế, cần kiểm tra góc thoát khuôn để đảm bảo hiệu quả Lưu ý rằng giá trị góc thoát khuôn tỉ lệ nghịch với lực đẩy sản phẩm, do đó cần thiết kế góc thoát khuôn phù hợp để tránh làm biến dạng sản phẩm khi đẩy ra khỏi khuôn.

Để kiểm tra góc thoát khuôn trong phần mềm Creo Parametric, bạn cần khởi động ứng dụng, mở các chi tiết cần thiết, sau đó chọn mục Analysis và tiếp theo là Draft Tiếp theo, chọn toàn bộ chi tiết và xác định hướng mở khuôn trước khi nhấn OK để hoàn tất quá trình.

Hình 5.1: Góc thoát khuôn theo hướng mở khuôn chính

Hình 5.2: Góc thoát khuôn theo hướng mở slider

Hình 5.3: Góc thoát khuôn theo hướng mở khuôn chính

Những vùng màu trắng trên sản phẩm cho thấy hướng mở của khuôn Do kích thước chi tiết nhỏ, việc gia công các góc thoát khuôn sẽ được thực hiện với độ sâu góc thoát là 0 độ nhằm tiết kiệm thời gian và thuận tiện hơn.

Trong quá trình đổ nhựa vào khuôn, không khí bên trong cần được thoát ra nhanh chóng để đảm bảo chất lượng sản phẩm Hệ thống thoát khí được thiết kế để tạo ra nhiều lối thoát cho không khí bị mắc kẹt, giúp quá trình điền đầy diễn ra suôn sẻ và hiệu quả.

Các phương pháp thoát khí phổ biến hiện nay bao gồm thoát khí qua mặt phân khuôn và bề mặt ty lói (ty đẩy) của sản phẩm Khí trong khuôn cũng có thể thoát ra ngoài qua hệ thống nước làm nguội, các khe hở nhỏ của hệ thống trượt, phần ghép và cục cấy Đối với sản phẩm trong nhóm, mối lắp giữa các ty đẩy với lòng khuôn và mối lắp giữa hệ thống mở undercut có độ hở nhất định nhờ vào dung sai lắp ghép Những dung sai này nằm trong khoảng cho phép, giúp sản phẩm thoát khí qua các vị trí đó.

Sau khi sản phẩm trong khuôn được làm nguội, khuôn sẽ được mở ra Tuy nhiên, sản phẩm vẫn còn dính trên lòng khuôn do tác động của chân không và xu hướng co lại sau khi làm nguội Do đó, cần có hệ thống đẩy để giúp đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn.

Nhóm đã quyết định sử dụng hệ thống đẩy bằng ty lói để đảm bảo lực phân bố đều trên bề mặt sản phẩm Để đạt được điều này, ty đẩy được phân bố đồng đều dọc theo sản phẩm Cụ thể, nhóm thiết kế ty đẩy có kích thước 3mm và chiều dài 125mm theo tiêu chuẩn Misumi.

● Tính toán lực đẩy của chi tiết móc dán tường:

Feject = cos (Ф) às Fnormal = cos (Ф) às E CTE.(Tsolidification –Tejection).Aeff [5]

- Độ biến dạng dẻo của sản phẩm às = CTE.(Tsolidification –Tejection) [5]

Dự kiến số ty đẩy: 5, đường kính ty đẩy: 3 mm

 Ứng suất ty đẩy tác dụng lên sản phẩm: (N/mm 2 ) = 4,89 MPa

Ứng suất bền của vật liệu PP đạt 32 MPa Lực đẩy từ ty đẩy tác động lên sản phẩm nhỏ hơn mức ứng suất bền của vật liệu này, vì vậy lực đẩy không gây hư hại cho sản phẩm.

● Tinh toán lực đẩy của chi tiết mấu gài:

Ứng suất bền của vật liệu polypropylene (PP) đạt 32 MPa Do đó, ứng suất từ ty đẩy tác động lên sản phẩm nhỏ hơn mức ứng suất bền này, nên lực đẩy không gây hư hại cho sản phẩm.

● Tinh toán lực đẩy của chi tiết móc gài:

Ứng suất bền của vật liệu PP là 32 MPa Lực đẩy từ ty đẩy tác động lên sản phẩm nhỏ hơn ứng suất bền này, do đó, sản phẩm sẽ không bị hư hại.

• Tsolidification: nhiệt độ hóa rắn của vật liệu (°C)

• Tejection: nhiệt độ khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn (°C)

• CTE: hệ số giãn nở vì nhiệt của vật liệu nhựa cm/°C ,3.10 -5

• Fnormal: phản lực pháp tuyến (N)

• Aeff: diện tích bề mặt cắt ngang của chi tiết (mm 2 )

• E: Mô đun đàn hồi: 1,5-2 GPa

Thiết kế hệ thống mở slider của khuôn

Ở đây nhóm sử dụng hệ thống mở undercut chốt xiên theo tiêu chuẩn của Misumi [6]

Chọn chốt xiên với góc nghiêng α = 24 o , đường kính d = 12 mm

Tính toán chiều dài chốt xiên theo công thức tài liệu [5]: h

Hình 5.4: Kích thước chốt xiên

Tra theo tiêu chuẩn misumi [6], chọn loại chốt xiên dưới đây:

Hình 5.5: Kích thước chốt xiên theo chuẩn Misumi

Chọn con trượt (Slide core) với góc nghiêng của khối khóa lớn hơn góc nghiêng của chốt xiên để đảm bảo khuôn đóng khít hoàn toàn, từ đó tránh va chạm trong quá trình đóng khuôn.

Góc nghiêng của khối khóa β = 26 o

Thiết kế kênh dẫn nhựa

- Cuống phun có kích thước như sau:

Hình 5.6: Tính toán bạc cuống phun

Chọn kênh dẫn có tiết diện hình tròn:

Đường kính kênh dẫn lý thuyết được tính là D = 7,5 mm, tuy nhiên, do kích thước sản phẩm nhỏ và chiều dài dòng chảy ngắn, cùng với vị trí cổng vào nhựa ở phần dày nhất của sản phẩm để dễ dàng điền đầy, đường kính kênh dẫn nhựa được chọn là 3,5 mm Phần mềm CAE đã được sử dụng để kiểm tra khả năng điền đầy của sản phẩm.

Chương 6 Ứng dụng CAE thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh

ỨNG DỤNG CAE VÀO THIẾT KẾ BỘ KHUÔN

Tách khuôn bằng phần mềm Creo Parametric

Quá trình tách khuôn trên phần mềm: Bước 1: Tạo môi trường tách khuôn: Khởi động phần mềm Creo Parametric → New → Manufacturing → Mold Cavity → Đặt tên file

“THIET_KE_KHUON” → mmns_mfg_mold_abs → OK

Hình 6.1: Tạo file tách khuôn

- Bước 2: Đưa sản phẩm vào môi trường tách khuôn: Reference Model → Assemble Reference Model → lắp các chi tiết theo khoảng cách thích hợp

Hình 6.2: Đưa các chi tiết vào môi trường tách khuôn

Hình 6.3: Hoàn thành việc đưa chi tiết vào môi trường tách khuôn

- Bước 3: Tạo phôi: Workpiece → Create Workpiece → Nhập tên → OK → Create features

→ OK → Sử dụng lệnh extrude để tạo phôi với kích thước như hình 6.5

Hình 6.4: Các bước tạo phôi

Hình 6.5: Phôi sau khi tạo

- Bước 4: Tạo các mặt phân khuôn: click chuột vào Parting Surface và tạo lần lượt các mặt phân khuôn theo thứ tự các hình bên dưới:

Hình 6.6: Tạo phần khối slider

Hình 6.8: Tạo phần insert cho cavity và core

Hình 6.9: Tạo mặt phân khuôn chia 2 nửa cavity và core

- Bước 5: Tách khuôn dựa theo những mặt phân khuôn đã tạo:

+ Refpart Cutout → Chọn 4 chi tiết → OK

+ Mold Volume → Volume Split → Chọn phần khuôn cần tách và chọn mặt phân khuôn → Chọn OK

Hình 6.11: Hoàn thành việc tách khuôn

- Bước 6: Tạo kênh dẫn nhựa:

To create a primary channel, select the Runner command in the Menu Manager Choose the Shape option, then click on Round and enter a diameter of 3.5 After hitting Enter, select the mold face and confirm by clicking OK Set the default and draw the sketch as illustrated below Click OK, and when the Intersected Comps dialog appears, check Automatic Update and confirm by clicking OK twice.

Hình 6.12: Hình dạng kênh dẫn nhựa

- Bước 7: Thiết kế hệ thống làm mát

+ Tạo một mặt phẳng bên cavity cách mặt phân khuôn 15 mm

+ Tạo một mặt phẳng bên cavity cách mặt phân khuôn 17 mm

Hình 6.13: Vị trí đường làm mát

Để thực hiện lệnh Water line, bạn hãy chọn đường kính làm mát là 8 mm và chọn các mặt phẳng vừa tạo Tiếp theo, sử dụng lệnh line trong môi trường Sketch để vẽ 2 đường theo hình minh họa bên dưới, sau đó nhấn OK 2 lần.

Hình 6.14: Hoàn thành hệ thống làm mát

Thiết kế bộ khuôn

Để thiết kế bộ khuôn, có thể thiết kế trực tiếp trong môi trường tách khuôn của phần mềm Creo Parametric

+ Tạo các lỗ bạc, chốt… bằng lệnh Ejector Pin Hole:

Hình 6.15: Lệnh Ejector Pin Hole

Dùng lệnh Ejector Pin Hole → On point → Done → Chọn các điểm đã vẽ sẵn →

OK→ Done → Chọn mặt phẳng bắt đầu → Chọn các tấm sẽ cắt qua → OK → Chọn đường kính lỗ → Chọn đường kính vai lỗ → Nhập chiều sâu vai lỗ → OK

+ Tạo các lỗ ren bằng lệnh Hole

Vào Model → Hole → Chọn vị trí lỗ cần tạo → Chọn kiểu lỗ, đường kính, chiều sâu lỗ → OK

Hình 6.17: Hoàn thành việc tạo lỗ cho cavity và core

+ Chọn các linh kiện khuôn theo tiêu chuẩn Misumi [6]:

● Bạc cuống phun có Dh6 = 12 mm

● Vòng định vị D0, số hiệu LRBS:

● Ty hồi D, loại RP8TL:

Assemble the panels and components to create a complete mold: Begin with the mold base components, select the parts needed for assembly, open the assembly interface, position the components correctly, and finalize the assembly process.

Hình 6.24: Lắp ráp các lịnh kiện khuôn

Để lắp ty lói, đầu tiên truy cập vào Catalog và chọn Ejector pin Tiếp theo, thêm một cái mới và chọn thông số ty lói giống như hình bên dưới, sau đó nhấn OK Lắp ráp ty lói vào các vị trí đã tính toán và chọn OK một lần nữa Sử dụng lệnh Extrude để điều chỉnh chiều dài ty lói sao cho phù hợp với sản phẩm Cuối cùng, dùng lệnh Pattern để sao chép ty lói vào các vị trí thích hợp.

Hình 6.25: Các bước lắp ráp ty lói

Hình 6.26: Bảng thông số ty lói

Hình 6.27: Bộ khuôn hoàn chỉnh

Chương 7 Quy trình công nghệ gia công

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

Chọn vật liệu

Nhằm tiếp cận thực tế và đảm bảo độ bền cho các tấm khuôn, nhóm chúng tôi đã quyết định chọn vật liệu thép S50C cho đồ án này.

Thép S50C là loại thép có hàm lượng cacbon trung bình, nổi bật với khả năng chịu oxy hóa mạnh mẽ và chống rỉ cao Loại thép này cũng có khả năng đánh bóng tốt, độ bền và chịu nhiệt cao, với độ cứng dao động từ 46-52 HRC.

Công thức tính chế độ cắt

Chế độ cắt khi phay:

Tra vận tốc cắt 𝑉 𝑐 để tính tốc độ vòng quay trục chính: 𝑛 = 1000×𝑉 𝑐

- n: số vòng quay trục chính (vòng/phút)

- F: tốc độ cắt, bước tiến (mm/phút)

- z: số lưỡi cắt của dao phay

- 𝑓 𝑧 : lượng ăn dao mỗi lát cắt (mm/răng)

Chế độ cắt khi khoan:

Tra vận tốc cắt 𝑉 𝑐 để tính tốc độ vòng quay trục chính: 𝑛 = 1000×𝑉 𝑐

- n: số vòng quay trục chính (vòng/phút)

- F: tốc độ cắt, bước tiến (mm/phút)

- 𝑆 𝑧 : lượng ăn dao (mm/vòng)

Quy trình công nghệ gia công

Trong gia công tấm khuôn dương, việc kiểm tra độ chính xác của 4 lỗ chốt dẫn hướng là rất quan trọng do yêu cầu cao về dung sai hình học Để đảm bảo độ chính xác tối ưu cho lỗ ty lói, cần sử dụng mũi khoan nhỏ hơn và thực hiện doa lại lỗ Tham khảo thông số cắt từ tài liệu [9] để đạt hiệu quả tốt nhất trong quá trình gia công.

Hình 7.1: Bản vẽ bề mặt gia công tấm CORE Bảng 7.1: Bảng nguyên công gia công tấm CORE

Kích thước: 270mm × 250mm × 40mm Vật liệu: S50C CORE

Trình tự gia công Loại dao

6 Khoan lỗ chốt hồi ỉ12 Drill D12 60 600 2

4 Phay thô biên dạng chi tiết Endmill D4 500 6400 0,5

5 Phay tinh biên dạng chi tiết Ballmill R1 600 9000 0,2

8 Phay kênh dẫn nhựa Ball R1,5 1250 8000 0,2

Nguyên công 4 1 Khoan đường nước Drill D8

4 Doa các lỗ ty ỉ3 Mũi doa ỉ3

Hình 7.2: Lập trình gia công tấm CORE

Trong chi tiết khuôn âm, bốn lỗ đóng chốt dẫn hướng yêu cầu độ chính xác cao về dung sai hình học Do đó, chúng tôi đã chọn phương pháp phay bằng dao phay ngón hợp kim cứng để đảm bảo chất lượng Thông số cắt có thể tham khảo từ tài liệu [9].

Hình 7.3: Bản vẽ các bề mặt gia công tấm CAVITY Bảng 7.2: Bảng nguyên công gia công tấm CAVITY

Kích thước: 270mm × 250mm × 40mm Vật liệu: S50C CAVITY

Trình tự gia công Loại dao

5 Phay mặt 6 Face mill D80 900 1000 0,5 Nguyên công 6: 1 Khoan mồi Spot drill D3 200 2000 1,5

Khoan và taro 4 lỗ M12x1.75 2 Khoan Drill D10.25 110 1000 5,12

1 Phay hốc lớn End mill D6 500 4300 0,5

3 Biên dạng ct Ball mill R1 600 9000 0,2

4 Phay kênh dẫn nhựa Ball mill R1,5 1250 8000 0,2

Hình 7.4: Lập trình gia công tấm CAVITY

Thông số cắt có thể tham khảo tài liệu [9]

Hình 7.5: Bản vẽ các bề mặt gia công slide Bảng 7.3: Bảng nguyên công gia công slide

Trình tự gia công Loại dao F

Phay phẳng một mặt (mặt

Lấy mặt phẳng ở nguyên công

1 gá vào eto, phay phẳng mặt 2

Phay biên dạng bao đạt kích thước 108x50

1 và biên dạng bao làm chuẩn phay đạt kích thước 30

1 Phay thô biên dạng hình 1 End mill D12 350 2100 0,5

2 Phay tinh biên dạng hình 1 End mill D4 500 4300 0,5

3 Khoan mồi 2 lỗ ỉ4.5 Spot drill D3 200 2000 1,5

6 Vác mép các lỗ và biên dạng

7 Phay tạo rãnh như hình 2 End mill D4 500 4300 0,5

Bo góc biên dạng như hình

Nguyên công 1 gia công phôi đạt kích thước 108x50x30

- Bước 1: Lắp cụm cố định

Hình 7.6: Bản vẽ lắp cụm cố định

Hình 7.7: Lắp cụm cố định

- Bước 2: Lắp cụm di chuyển:

Hình 7.8: Bản vẽ lắp cụm di chuyển

Hình 7.9: Lắp cụm di chuyển

Hình 7.10: Bản vẽ lắp cụm slider

Hình 7.11: Lắp 2 miếng insert vào cụm slider

- Bước 4: Lắp các cụm chi tiết lại với nhau để được mô hình hoàn chỉnh

Hình 7.12: Bản vẽ lắp tổng thể bộ khuôn

Hình 7.13: Lắp ráp bộ khuôn hoàn chỉnh

Bảng 7.4: Bảng tính toán chi phí gia công sản phẩm

STT Nội dung công việc Số lượng Đơn giá

II CHI PHÍ NHÂN CÔNG

1 Máy móc, thiết bị gia công, nhân công Toàn bộ 10,000,000 10,000,000

Bảng 7.5: Bảng thông số ép nhựa

Vị trí 5 10 Áp suất (MPa) 0 53 53

Vị trí 20 30 1 30 Áp lực (kN) 140 140 35 35

Tiêu đề	Thiết Kế Và Chế Tạo Khuôn Phun Ép Sản Phẩm Móc Nhựa Dán Tường
Tác giả	Trần Quang Thảo, Nguyễn Minh Kha, Lê Hoàng Tú
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Văn Thức
Trường học	Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Công Nghệ Chế Tạo Máy
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2024
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	126
Dung lượng	9,5 MB