Đề tài : Các chú ý về hình dáng hình học khi thiết kế sản phẩm cho khuôn ép phun ppsx

Hình 1.1: Các cách thiết kế phần chuyển tiếpCác khuyết tật thường gặp khi thiết kế bề dày không phù hợp:Hình 1.4 – Sự ưu tiên dòng chảy khi bề dày khác nhau gây đường hàn và lỗ khí... -

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

@&?

ĐỀ TÀI:

CÁC CHÚ Ý VỀ HÌNH DÁNG HÌNH HỌC

KHI THIẾT KẾ SẢN PHẨM CHO

KHUÔN ÉP PHUN.

GVHD: TRẦN MINH THẾ UYÊN.

SVTH: Võ Hữu Minh Đức 07112024

Từ Lê Trung 07112094 Nguyễn Công Hoàng 07112033 Nguyễn Tuấn Tùng 07112099

VI Góc thoát khuôn:

VII Ren trên sản phẩm:

VIII Under-cut:

I Bề dày của sản phẩm: (File PDF, chương 2- Thiết kế hình học cho

sản phẩm nhựa, trang 4, 5)

1 Hiệu quả thiết kế:

- Rút ngắn thời gian chu kì ép phun và chế tạo khuôn

- Giảm giá thành sản phẩm và khuôn

- Tiết kiệm vật liệu mà vẫn mang lại hiệu quả sử dụng cho sản phẩm

- Tránh được các khuyết tật như: cong vênh, lỗ khí, vết lõm, đường hàn

2 Một số điều cần chú ý:

Tùy thuộc vào từng loại sản phẩm mà bề dày sẽ khác nhau, thường từ (0.5÷ 4)

mm Tuy nhiên, trong một số trường hợp đặc biệt sản phẩm cần đạt được các tínhchất như cách điện, chịu nhiệt… thì độ dày có thể dày hơn Thực tế cho thấy bềdày của sản phẩm được làm càng mỏng khi có thể và càng đồng đều càng tốt.Bằng cách này, việc điền đầy lòng khuôn và sự co rút của nhựa lỏng sẽ đạt đượctốt nhất Ứng suất trong cũng được giảm đi đáng kể

Một khi nhận thấy sản phẩm không đủ bền thì ta có thể:

• Tăng bề dày

• Dùng vật liệu khác có tính bền cao hơn

• Tạo các gân tăng cứng hoặc các góc lượn để tăng bền

Việc đảm bảo sản phẩm có bề dày đồng đều là rất quan trọng vì thời gianđông cứng của sản phẩm là khác nhau ở những phần có bề dày khác nhau Khikhông thể đảm bảo được điều này thì các hỏng hóc trên bề mặt rất có khả năngxảy ra Tuy nhiên, ta có thể hạn chế các hỏng hóc bằng cách thiết kế các đoạnchuyển tiếp:

Hình 1.1: Các cách thiết kế phần chuyển tiếpCác khuyết tật thường gặp khi thiết kế bề dày không phù hợp:

Hình 1.4 – Sự ưu tiên dòng chảy khi bề dày khác nhau gây đường hàn và lỗ khí

 Để khắc phục hiện tượng cong vênh thi cần phải thiết kế bề dày đồngnhất, sau đây là một số cách thiết kế làm cho bề dày đồng nhất:

II Góc bo: (File PDF, chương 2- Thiết kế hình học cho sản phẩm nhựa,

trang 6,7)

1 Hiệu quả thiết kế:

- Sản phẩm được làm nguội đồng đều

- Giảm khả năng sản phẩm bị cong vênh

- Giảm sự cản dòng

- Giảm sự tập trung ứng suất

- Nhựa lỏng dễ điền đầy lòng khuôn

Hình 1.5 – Góc bo

2 Một số điều cần chú ý:

Bán kính bo nên nằm trong phạm vi từ 25% đến 60% bề dày sản phẩm, nhưngtốt nhất là 50% Bán kính ngoài nên bằng bán kính trong cộng thêm bề dàysản phẩm : R= r+T

Hình 1.6 – Kích thước thiết kế góc bo

Một khi điều này không được thỏa mãn thì sản phẩm dễ bị cong vênh bởi sự

Để giữ cho bề dày sản phẩm đồng nhất thì phải thiết kế bán kính cong ở cả 2 bêngóc.

Các khuyết tật thường gặp phải:

a) b) c)Hình 1.7 – a) Vết nứt ; b) Vết khía hình V; c) Nếp gấp bề mặt

III Gân: (File PDF, chương 2- Thiết kế hình học cho sản phẩm nhựa, trang

Hình 1.8 – Tác dụng của gân.

2 Một số điều cần chú ý:

- Bề dày của gân không nên vượt quá ½ bề dày đặt gân nhưng ở những chỗ vật liệu ít co rút và không ảnh hưởng đến tính thẩm mĩ thì có thể dày hơn một chút Tuy nhiên, ta nên cân nhắc khi thiết kế vì điều này

dễ đưa đến các vết lõm trên bề mặt đối diện đặt gân

- Bề dày gân còn tác động đến sự ưu tiên dòng chảy trong quá trình ép phun – nguyên nhân đưa đến các khuyết tật đường hàn và rỗ khí

 Khoảng cách giữa các gân :S ≥ 2T.

- Các gân nên thiết kế song song, khoảng cách giữa các gân nên ít nhất là bằng 2lần bề dày→ giúp giảm bớt hệ thống làm nguội và các rãnh thoát khí trongkhuôn

- Các gân nên đặt dọc theo một hướng để đạt độ cứng vững tốt Ta có thể đặtngang nhưng việc này không mang lại hiệu quả cao bằng đặt dọc

- Gân tăng cứng : dùng để tăng cứng cho các góc, mặt bên, vấu lồi của sảnphẩm.

Hình 1.12 – Các thông số để thiết kế gân tăng cứng

IV Vấu lồi : (File PDF, chương 2- Thiết kế hình học cho sản phẩm nhựa,

trang 10, 11, 12)

- Các vấu lồi thường dùng để bắt vít hay các chốt để lắp ráp các chi tiếtlại với nhau

Hình 1.13 – Vấu lồi

- Bề dày của vấu nên nhỏ hơn 75% bề dày đặt vấu, lưu ý khi bề dày vấu

vượt 50% thì dễ đưa đến các vết lõm trên bề mặt vì ứng suất tập trungtăng

Hình 1.14 – Các thông số thiết kế vấu lồi.

- Bán kính ngoài chuyển tiếp nên bằng 25% bề dày đặt vấu hay ít nhất

cũng bằng 0.4mm để giảm ứng suất Một khi ta tăng chiều sâu vấu nênlàm bán kính chuyển tiếp để giảm bớt sự chuyển động hỗn loạn của vậtliệu trong quá trình ép phun và giữ ứng suất ở mức nhỏ nhất.Tuy nhiênđiều này đưa đến một hệ quả là bề mặt đối diện dễ bị khuyết tật

Hình 1.15 – Vết lõm ở mặt đối diện

- Các góc côn ngoài ở mặt bên nên nhỏ nhất là 0.50 và góc côn trong nhỏnhất nên là 0.250 để đảm bảo sự thoát khuôn.

- Để bền hơn, các vấu lồi đặt cách xa thành sản phẩm nên thiết kế thêm

các gân tăng cứng Các vấu này nên đặt cách thành ít nhất là 3mm để tiết kiệm vật liệu và giảm thời gian chu kỳ Khoảng cách giữa hai gân nên bằng ít nhất hai lần bề dày thành sản phẩm vì nếu đặt gần quá sẽ khó nguội

Hình 1.16 – Thiết kế vấu kết hợp với gân tăng cứng

Hình 1.17 – Các thông số thiết kế gân tăng cứng.

- Để sản phẩm không bị các vết lõm ở chân núm chúng ta cần phải tạo mộtvòng lõm ngay chân núm để tránh sự tập trung vật liệu.

V Lỗ trên sản phẩm : (File PDF, chương 2- Thiết kế hình học cho sản

phẩm nhựa, trang 12, 13)

1 Lỗ không thông :

- Chiều sâu của lỗ thường không vượt quá 3 lần đường kính lỗ Đối với các

lỗ có đường kính nhỏ hơn 5mm (xấp xỉ 3/16 inch) thì tỉ lệ này là 2 Bề dàycủa phần vật liệu dưới cùng nên lớn hơn 20% đường kính lỗ để loại trừkhuyết tật cho mặt đối diện

- Một thiết kế tốt là bề dày của thành lỗ luôn đồng đều và không có các gócsắc cạnh nơi mà tập trung của ứng suất

Hình 1.18 – Các thông số thiết kế lỗ không thông.

2 Lỗ thông suốt :

Khoảng cách giữa hai lỗ hoặc giữa các lỗ với mép ngoài của sản phẩmnên bằng hai lần bề dày hoặc hai lần kích thước lớn nhất được đo theochu vi của lỗ Kích thước thiết kế được chỉ ở hình 1.19:

Hình 1.19 – Các thông số thiết kế lỗ thông suốt

- Nên thiết kế để hướng của dòng chảy dọc xuống theo lỗ để tránh đườnghàn Nếu đường hàn ở mức không chấp nhận được thì ta không nên thiết kế

Hình 1.20 – Các kiểu bề mặt lỗ.

VI Góc vát thoát khuôn : ( góc thoát khuôn) (File PDF, chương 2- Thiết

kế hình học cho sản phẩm nhựa, trang 14, 15)

- Đối với sản phẩm có gân, vấu lồi, rãnh sâu hay có bề mặt vát ta nên thiết

kế góc vát theo hướng mở của khuôn để chắc rằng sản phẩm sẽ thoát khỏi lòng khuôn một cách dễ dàng

- Ta cũng có thể dựa vào đồ thị sau để thiết kế góc vát cho thích hợp:

ta có thể không cần tạo góc thoát khuôn vì ma sát giữa mặt sản phẩm vàthành khuôn không lớn, do việc xử lý bề mặt trong quá trình làm nguội nênsản phẩm được đẩy ra một cách dễ dàng.

trong khuôn hoặc nếu đẩy ra ngoài đi chăng nữa thì bề mặt sản phẩm cũng

sẽ bị lỗi bởi lực chốt đẩy quá lớn làm thụn bề mặt Hình 1.21

VII Thiết kế sản phẩm có ren : (File PDF, chương 4- Khuôn ép

phun cho sản phẩm có ren, trang 106,107, 108)

- Bán kính đỉnh ren và chân ren nên lớn nhất đến mức có thể để tránh sự tập trung ứng suất

Hình 1.22 – Một số profile ren thường dùng để thiết kế cho sản phẩm nhựa.

- Đoạn cuối ren nên làm tròn để tránh tuôn ren và hư ren

Hình 1.23 – Làm tròn đoạn hết ren

- Khi thiết kế ren côn nên thiết kế theo hình sau :

để tránh ren kim loại làm hỏng ren nhựa

Hình 1.25 – Thiết kế ren ngoài cho chi tiết nhựa

- Ren cho sản phẩm nhựa đôi khi không cần theo tiêu chuẩn để dễ chế tạokhuôn

Hình 1.26 – Ren phi tiêu chuẩn

VI Undercut : (Undercut)

- Undercut là phần trên sản phẩm gây ra khó khăn khi tách khuôn ví dụ như lỗngang trên sản phẩm, hay nói cách khác đó là những lỗ song song với mặtphân khuôn… Để tạo đựơc các lỗ này chúng ta phải đặt lõi và khi tách khuônlấy sản phẩm ta phải rút lõi trước rồi mới tách khuôn lấy sản phẩm

- Trong quá trình thiết kế khuôn, ta nên tránh thiết kế undercut để khuôn bớt phức tạp và tiết kiệm được chi phí chế tạo.

 Các lưu ý khi thiết kế:

- Có một số phương pháp thiết kế có thể biến đổi một undercut trên chi tiết thành một kiểu dáng khác mà ta có thể chế tạo nó khi sử dụng khuôn kéo thẳng

- Lấy một ví dụ, coi như thiết kế một chi tiết yêu cầu một lỗ xuyên suốt Tronghình minh họa, hình 2 cho chúng ta thấy chi tiết có thể được thiết kế lại để đạtđược chức năng giống như cũ bằng cách biến đổi lỗ thành ba đường bao đốidiện nhau, mỗi đường bao được tạo hình trên mặt đối diện của khuôn bằngcông dụng của telescoping shutoff ( Telescoping shutoff: là vùng kim loạitrượt lên nhau ở trong khuôn, thông thường sẽ tạo lỗ trên sản phẩm, và phảitạo góc thoát khuôn 3o trên các bề mặt liên quan của sản phẩm)

Hình 2

- Một ví dụ khác, cần undercut để tạo cơ cấu then cài thông dụng Hình 3 chỉcách thiết kế then cài có thể bỏ undercut bằng cách sử dụng telescopingshutoff

Hình 3

 Đối với hình phía bên trái: không có góc côn những bề mặt song songvới khuôn sẽ trượt lên nhau

 Đối với hình bên phải: có góc côn thì những bề mặt bị bít trong khuôn

sẽ được cải thiện

- Dĩ nhiên, cách đơn giản hơn nhiều đó là gia công sản phẩm sau khi ép Ví dụ

Hình 4

- Sau đây là một vài ví dụ về undercut:

1 Khuôn Angular Slide nhựa điển hình với một under-cut:

- Khi phần khuôn động áp vào phần khuôn tĩnh bạn sẽ thấy là khi đó Cam(Angular Pin: màu xanh) sẽ khớp với lõi trượt (Angular Slide) và đẩy lõitrượt vào giúp tạo các lỗ và phần undercut

- Sau khi ép xong, bàn máy sẽ đưa khuôn động dịch chuyển từ trái sang phải đểtách mặt phân khuôn Lúc này do có góc nghiêng cộng với tác dụng của lò xo(Coil Spring) thì Cam sẽ kéo lõi trượt về vị trí ban đầu giúp cho lõi trượtkhông cản trở việc đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, phần cản trở của under-cut sẽđược giải phóng

2 Loại khuôn đẩy bằng tấm có 2 Undercut :

- Cũng tương tự như hình trên nhưng khuôn này co đến 2 under cut và đặc biệthơn là hệ thống khuôn này dùng 1 tấm đẩy để đẩy sản phẩm thay vì dùng 1 hệthống pin để đẩy sản phầm

3 Khuôn có Slope Slide:

TÀI LIỆU THAM KHẢO