thiết kế công nghệ chế tạo lòng khuôn vỏ máy gọt bút chì từ nhựa polypropylen có ứng dụng các phần mềm cadcam như solidworks 2005, mastercam x và công cụ tính toán mô phỏng quá trình đúc phun moldflo

Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang MỤC LỤC MỤC LỤC .1 LỜI NÓI ĐẦU .4 CHƯƠNG CÔNG NGHỆ ĐÚC PHUN SẢN PHẨM NHỰA I Chất dẻo 1.2 Phân loại chất dẻo 1.3 Những tính chất chất dẻo 1.4 Các chất phụ gia sử dụng chất dẻo .8 II Các phương pháp gia công chất dẻo 2.1 Công nghệ cán 2.2 Công nghệ phủ chất dẻo 2.3 Công nghệ đùn 10 2.4 Gia công vật thể rỗng 10 2.5 Công nghệ ép 10 2.6 Công nghệ tạo xốp chất dẻo .11 2.7 Công nghệ hàn chất dẻo 11 2.8 Công nghệ dán chất dẻo 11 Công nghệ đúc phun 11 III Công nghệ đúc phun gia công sản phẩm nhựa .12 3.1 Vật liệu sử dụng để đúc 12 3.2 Máy đúc phun 14 3.2.1 Phân loại máy đúc phun 15 3.2.2 Nhiệm vụ đặc trưng quan trọng cụm kết cấu .16 3.3 Quá trình đúc phun 22 3.3.1 Giai đoạn dẻo hóa chuyển hóa vật liệu sang trạng thái nóng chảy 22 3.3.2 Giai đoạn điền đầy khuôn làm nguội sản phẩm 23 3.3.3 Giai đoạn lấy sản phẩm khỏi khuôn 26 3.4 Khuôn đúc phun 26 3.4.1 Định nghĩa thành phần khuôn 27 3.4.2 Phân loại khuôn 30 3.4.3 Hệ thống cấp nhựa 32 3.4.4 Hệ thống đẩy 35 3.4.5 Điều khiển nhiệt độ khuôn 37 3.4.6 Lõi mặt bên 39 3.4.7 Các chi tiết khuôn 42 3.5 Các khuyết tật sản phẩm đúc phun cách khắc phục 44 3.5.1 Đường hàn đường hợp 44 3.5.2.Cản khí 45 3.5.3.Vết nứt 46 Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 3.5.4 Sự cong vênh 46 3.5.5 Sự tạo đuôi 46 3.5.6 Lõm co rỗ co 47 3.5.7 Sản phẩm thiếu nhựa 47 CHƯƠNG KỸ THUẬT CAD/CAM – CNC & GIỚI THIỆU CÁC PHẦN MỀM MASTERCAM X, SOLIDWORKS 2005, MOLDFLOW PLASTICS INSIGHTS 5.0 49 I Nguyên lý chung kỹ thuật CAD/CAM .49 1.1 Quá trình CAD 49 1.2 Quá trình CAM 50 II Phần mềm Mastercam X 53 2.1 Giới thiệu chung 53 2.2 Giao diện vùng làm việc Mastercam X .54 2.3 Thiết lập thông số gia công máy 57 2.4 Xuất mã NC 62 III Phần mềm SolidWorks 2005 62 3.1 Giới thiệu chung 62 3.2 Giao diện số chức 63 3.2.1 Mở vẽ SolidWorks 64 3.3.3 Chức tiện ích thiết kế 3D 66 IV Phần mềm Moldflow Plastics Insights 70 4.1 Giới thiệu chung 70 4.2 Giao diện chương trình .71 4.3 Các chức 71 4.4 Các loại kết 72 CHƯƠNG THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN SẢN PHẨM NHỰA CÓ ỨNG DỤNG CÁC KỸ THUẬT CAD/CAM 76 I Máy gọt bút chì 76 1.1 Thiết kế sản phẩm máy gọt bút chì có ứng dụng SolidWorks 2005 76 1.2 Cơng dụng nguyên lý hoạt động máy gọt bút chì 79 1.2.1 Cơng dụng 79 1.2.2 Nguyên lý hoạt động 79 1.3 Tính cơng nghệ vỏ máy gọt bút chì .80 II Thiết kế khuôn đúc 81 2.1 Cơ sở liệu cho thiết kế khuôn .81 2.2 Các bước thiết kế khuôn đúc .83 2.2.1 Vẽ to hình sản phẩm, xác định đường phân khn 83 2.2.2 Xác định vị trí đặt miệng phun chốt đẩy 83 2.2.3 Xác định bạc cuống phun 83 2.2.4 Xác định hệ thống lõi mặt bên, miếng ghép lòng lõi khuôn 84 2.2.5 Xác định hệ thống làm nguội, vị trí chốt dẫn hướng vít kẹp 88 2.2.6.Thiết kế chiều dày khuôn 89 Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 2.2.7 Xác định trình đẩy độ dày đẩy 90 2.2.8 Xác định vịng định tâmvà bu lơng vịng nâng 91 2.2.10 Tính lực kẹp khuôn lực đẩy vật đúc 95 2.2.11.Chọn loại máy đúc .96 2.2.12 Lắp đặt khuôn 96 2.2.13 Lưu giữ khuôn 97 2.3 Ứng dụng Moldflow Plastics Insights để mô tính tốn đúc phun 98 2.3.1 Thiết đặt thông số đầu vào 98 2.3.2.Kết thu 101 III Ứng dụng MasterCAM X việc gia công, chế tạo khn .105 CHƯƠNG QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ GIA CƠNG LỊNG KHN – LÕI KHN 114 I Quy trình cơng nghệ gia cơng lịng khn 114 1.1 Dạng sản xuất 114 1.2 Phương pháp chế tạo phôi .114 1.3 Thứ tự nguyên công 115 1.4 Tính chế độ cắt 116 II Quy trình cơng nghệ gia cơng lõi khuôn .136 2.1 Dạng sản xuất 136 2.2 Phương pháp chế tạo phôi .136 2.3 Thứ tự nguyên công 138 2.4 Tính chế độ cắt 139 KẾT LUẬN 161 PHỤ LỤC .162 I Chương trình gia cơng lịng khn 162 1.1 Chương trình gia cơng phay lịng khn 162 1.2 Chương trình gia cơng lỗ miếng ghép lịng khn .163 II Chương trình gia cơng lõi khn 164 2.1 Chương trình phay lõi khn 164 2.2 Chương trình gia cơng lỗ miếng ghép lõi khuôn 165 PHỤ LỤC CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ĐÚC PHUN .164 Tài liệu tham khảo 178 Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Cơng nghệ chế tạo máy Trang Lời nói đầu Ngày nay, sản phẩm nhựa xuất hầu hết lĩnh vực khoa học kỹ thuật đời sống hàng ngày Trong ngành công nghiệp nhẹ, từ trước đến nhiều chi tiết thiết bị chế tạo từ sản phẩm polyme Trong ngành công nghiệp nặng, vật liệu nhựa dần thay thép cho chi tiết chịu lực; cá biệt có số loại nhựa có tính chịu lực cao, chịu nhiệt, chịu mài mịn chịu mơi trường mà loại thép bị phá hủy dùng Và dễ thấy đời sống hàng ngày, hầu hết vật dụng cần thiết phục vụ cho sống sản phẩm nhựa Có nhiều phương pháp chế tạo sản phẩm nhựa đáng ý cơng nghệ đúc phun (Injection Molding) Đây phương pháp tạo hình quan trọng sử dụng ngày rộng rãi nhờ tính điều hịa chất lượng chi phí gia cơng sản phẩm có bề mặt phức tạp Trước việc thiết kế, chế tạo lịng khn lõi khn đúc phun có bề mặt phức tạp gặp nhiều khó khăn dùng phương pháp truyền thống Chúng phụ thuộc nhiều vào trình độ người thiết kế, người thợ; thời gian sản xuất lịng khn dài xác Hiện nhờ phát triển kỹ thuật thiết kế có trợ giúp máy tính (CAD), chế tạo có trợ giúp máy tính (CAM) máy gia cơng CNC, tia lửa điện EDM … việc thiết kế chế tạo lịng khn đơn giản nhiều, rút ngắn thời gian sản xuất, đảm bảo độ xác gia cơng hình dáng, kích thước, độ tương quan Bên cạnh đó, nhiều phần mềm chuyên dụng dùng để tính tốn mơ thơng số đúc phun đời nhằm hỗ trợ sở liệu giúp người dùng kiểm tra trước tính hợp lệ sản phẩm khuôn, đưa chiến lược thiết kế phù hợp dùng để dự đoán giải toán sản xuất trước chúng đưa vào thực tế Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang Ở nước ta việc sản xuất sản phẩm từ nhựa phục vụ cho đời sống kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, số lượng sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công ngày nhiều Xuất phát từ thực tế đó, em chọn đề tài: “Thiết kế cơng nghệ chế tạo lịng khn vỏ máy gọt bút chì từ nhựa PolyPropylen có ứng dụng phần mềm CAD/CAM SolidWorks 2005, Mastercam X công cụ tính tốn mơ q trình đúc phun Moldflow Plastics Insights 5.0” làm đồ án tốt nghiệp Trong trình thực đồ án, em nhận nhiều giúp đỡ, động viên góp ý Trước hết em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy giáo hướng dẫn, PGS TS Trần Xuân Việt bảo tận tình thầy suốt thời gian thực đồ án Em xin cảm ơn gia đình, bạn bè quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện để đồ án hoàn thiện Mặc dù có cố gắng, thời gian khả thân hạn chế, đồ án không tránh khỏi có thiếu sót Một lần em xin cảm ơn mong quan tâm đóng góp ý kiến người quan tâm đến đề tài đồ án Hà Nội, ngày 01 tháng 06 năm 2007 Sinh viên Nguyễn Vũ Quang Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang CHƯƠNG CÔNG NGHỆ ĐÚC PHUN SẢN PHẨM NHỰA Công nghệ đúc phun (hay ép phun) phương pháp chế tạo sản phẩm từ loại vật liệu phi kim loại: chất dẻo Nó đóng vai trị phận cơng nghiệp nhựa toàn giới, chiếm tỷ trọng 32% sản phẩm nhựa sản xuất hàng năm (chỉ đứng sau công nghệ đùn với tỷ trọng 36%) Chương giới thiệu tổng quan chất dẻo, phương pháp gia công chất dẻo tập trung vào công nghệ ép phun I Chất dẻo 1.1 Định nghĩa: Chất dẻo (hay nhựa) loại vật liệu tạo thành từ nhiều phân tử (polyme) Nó tổng hợp thay đổi từ thành phần nhỏ (monome) Ở điều kiện thường chất dẻo vật rắn Dưới biểu đồ phân loại vật liệu đời sống chất dẻo phân chia làm nhựa nhiệt dẻo nhựa nhiệt rắn 1.2 Phân loại chất dẻo Dựa lý tính, hố tính, cấu trúc phân tử, khả gia cơng… Người ta phân loại chất dẻo theo nhiều phương pháp khác Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang Phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học Trong loại nhựa, tuỳ theo trạng thái xếp chuỗi mạch mà ta phân loại nhựa có dạng kết tinh vơ định hình Nhựa kết tinh (PP, PE,…) thường trạng thái đục mờ nhựa vơ định hình (ABS, PC…) có độ suốt cao Phân loại chất dẻo theo công nghệ Chất dẻo chia thành hai loại: nhựa nhiệt dẻo nhựa nhiệt rắn Nhựa nhiệt dẻo có khả lặp lại nhiều lần trình chảy mềm tác dụng nhiệt nên sử dụng lại nhiều lần phẩm chất giảm dần dùng lại Nhựa nhiệt rắn bị tác dụng nhiệt xử lý hóa học trở nên cứng rắn Nhựa nhiệt rắn khơng có khả tái sinh Phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch phân tử Có thể phân biệt loại chất dẻo có hình dạng sợi tuyến tính, hình dạng sợi phân nhánh, cấu trúc lưới khơng gian, cấu trúc hình dây thang, cấu trúc lưới phẳng, cấu trúc hình sao… Phân loại chất dẻo theo công dụng Trong thực tế nhựa thường phân thành loại: Nhựa thông dụng (được sử dụng rộng rãi), nhựa kỹ thuật (dùng chi tiết máy), nhựa kỹ thuật chuyên dùng (sử dụng số lĩnh vực chuyên biệt) nhựa hỗn hợp 1.3 Những tính chất chất dẻo 1.3.1 Tính chất vật lý - Tỷ trọng nhựa: thường dao động từ 0,9 - 2,0 g / cm Các nhựa gia công thành sản phẩm xốp có tỉ trọng thấp( 0,02 – 0,1 g / cm ) có độ truyền nhiệt nhỏ - Chỉ số nóng chảy: số thể tính lưu động vật liệu nhựa gia công Chỉ số chảy lớn thể tính lưu động vật liệu cao dễ gia công ngược lại - Độ hút ẩm (độ hút nước): Mức độ hút nước xác định mức hút nước nhựa Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang - Độ co nhiệt nhựa: Độ co nhiệt nhựa % chênh lệch kích thước sản phẩm sau lấy khỏi khuôn ổn định, định hình theo kích thước khn Đây số quan trọng thiết kế khuôn nhằm tạo sản phẩm có độ xác cao 1.3.2 Tính chất hố học - Tính chịu hố chất: Đa số loại nhựa thường bền chịu tác động mơi trường khí Hơn chúng cịn bền với loại hố chất axít, kiềm, muối loại hố chất khác - Tính chịu thời tiết, khí hậu: tính thay đổi chất lượng độ bền sản phẩm ảnh hưởng ánh sáng, nhiệt độ, khơng khí Q trình giảm độ bền tác động khí hậu gọi lão hố nhựa Người ta thường dùng thêm số chất phụ gia có tác dụng hạn chế q trình lão hố nhựa 1.4 Các chất phụ gia sử dụng chất dẻo - Chất bôi trơn: Chất bôi trơn nhằm giảm ma sát mạch hay đoạn mạch cao phân tử chất dẻo cải thiện tính chất chảy tác dụng nhiệt Chất bôi trơn ngồi nhằm làm tránh bám dính nhựa với bề mặt lịng xy lanh, bề mặt trục vít khn Các loại chất bơi trơn gồm có: Rượu béo, axít béo, … - Chất hố dẻo: có nhựa nhằm cải thiện hoá dẻo, dễ dàng điền đầy khuôn tạo mềm dẻo sản phẩm Ví dụ: Este axit hay rượu, Butanol, Glycol … - Chất ổn định: gồm loại ổn định nhiệt, ổn định tia tử ngoại, chất chống lão hoá… nhằm mục đích tránh phá huỷ đặc biệt nhiệt q trình gia cơng dụng sản phẩm chất dẻo Chất ổn định nhiệt chủ yếu dùng cho nhựa PVC nhằm tránh tạo q trình gia công (muối Cadmium, Calcium…) Chất ổn định ánh sáng để bảo vệ chất dẻo ánh nắng mặt trời (Các bon đen, bột màu ) Chất chống lão hóa nhằm mở rộng khoảng nhiệt độ sử dụng nhựa (phòng lão Fenolic, Amin …) - Chất chống tĩnh điện: Sự tích điện bề mặt vật liệu khơng dẫn điện khử cách sử dụng chất chống tĩnh điện để tạo nên lớp bề mặt háo nước Các loại chất chống tĩnh điện gồm: chất hoạt động bề mặt, muối vô cơ,… Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang - Chất làm chậm cháy: tạo nên kháng cháy cho chất dẻo Các chất chậm cháy thường có chứa nhôm, Antimon, Brom,…Chất chậm cháy thường dạng oxit vô hay phân tử hữu có chứa yếu tố Halogen - Chất tạo xốp: làm cho sản phẩm chất dẻo có lỗ xốp bên Có hai loại chất tạo xốp: Chất tạo xốp vật lý (tạo xốp cách giãn nở khí nén, bốc chất lỏng, hịa tan chất rắn), chất tạo xốp hố học (tạo xốp cách tự phân hủy nhiệt độ cao) - Chất tạo màu: chia làm hai loại: Thuốc nhuộm chất màu Thuốc nhuộm chất hữu tan nhựa, không bền nhiệt Chất màu chất vô không tan nhựa, kháng nhiệt thuốc nhuộm - Chất độn: chất trơ thêm vào chất dẻo để cải thiện độ bền yêu cầu khác sử dụng Chất độn làm cho giá thành sản phẩm giảm Có chất độn vô hữu Chất độn Cacbonat Canxi cao lanh, bột tan,… sử dụng nhiều II Các phương pháp gia công chất dẻo Có nhiều cơng nghệ sử dụng để tạo sản phẩm nhựa Tùy vào vật liệu, hình dạng, yêu cầu chất lượng hay số lượng sản xuất mà ta chọn loại gia công phù hợp 2.1 Công nghệ cán Quá trình cán phương pháp sản xuất công nghiệp gia công chất dẻo mà vật liệu chất dẻo, nhiệt dẻo đuợc chế tạo thành màng Các máy cán thường sử dụng máy cán có trục cán xếp theo dạng chữ I, L, F, Z Các loại vật liệu thường dùng để cán: PVC cứng PVC mềm, copolyme từ PVC, Polistirol dai ABS, chất Polyolefin… 2.2 Công nghệ phủ chất dẻo Cơng nghệ tráng phân lớp hiểu q trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vật liệu cốt dạng mềm dễ uốn (như vải, giấy, sợi tự nhiên, sợi tổng hợp,…) Có nhiều phương pháp phủ phết dao phết, tráng phân lớp trục trụ tròn, tẩm nhúng, … Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 10 2.3 Công nghệ đùn Từ chất dẻo dạng hạt bột, ta thu sản phẩm sản xuất liên tục ví dụ sản xuất ống gọi thiết bị máy đùn Máy đùn thực chất thành viên dây chuyền sản xuất Nó gồm có thiết bị tạo hình, phận chỉnh hình, phận kéo sản phẩm, phận thu sản phẩm cắt sản phẩm thành đoạn định Khối chất dẻo nóng chảy cần có độ cứng định để lúc khởi đầu định hình giữ hình dạng tạo Gia cơng đùn sử dụng để gia công sản lượng lớn chủ yếu chất dẻo PVC cứng, PVC mềm, PE, PP 2.4 Gia công vật thể rỗng Cơng nghệ tạo hình rỗng hiểu người ta tạo hình đoạn ống nhựa nhiệt dẻo đùn khí nén áp lực cao từ phía thành sản phẩm cần chế tạo Khâu thổi sản phẩm tiến hành khuôn rỗng hai nửa cho đoạn ống chất dẻo đùn trạng thái nóng tiếp nhận biên dạng khoang rỗng khoang mẫu, sau làm nguội Vật liệu cho sản phẩm chủ yếu Polyetylen (85%) tạo mặt hàng để đóng gói sản phẩm 2.5 Cơng nghệ ép Q trình ép q trình gia cơng vật liệu dẻo hố sơ nung nóng sơ bộ, tạo viên, định lượng vào khoang khn Sau nhiệt độ đủ xác định sau khn đóng, áp lực vật liệu ép tiến hành tạo lưới thành sản phẩm Nguyên công ép chủ yếu để gia công sản phẩm từ xốp chất dẻo, từ Polyolefin có phân tử lượng lớn PE, PP đến chất dẻo họ xellulo Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy x Mặt khác ϕ = Trang 151 nt 82,62 = = 2,754 → x = 4,38  chọn x=4 nmin 30 Tốc độ quay máy nm = nmin ϕ x = 30 × 1,264 = 75,6 (v/ph) Vận tốc cắt thực tế : Vtt = D × π × nm 160 × π × 75,6 = = 38(m / ph) 1000 1000 Lực cắt tiếp tuyến: yp Pz = C p × t xp × S z × B up × Z D qp × n wp × K p (kG) Với Z – số dao phay = 16; n = nm =75,6 (vg/ph) – tốc độ trục Kp =Kmp= (σ b / 75) np  100  =   75  , 75 = 1,24 : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất lý vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])) Tra hệ số Cp số mũ theo bảng 2.32 [3]: Cp = 82,2; xp = 0,95; yp = 0,8; up = 1,1; wp = 0; qp = 1,1 Pz = 82,2 × 2,5 0,95 × 0,10,8 × 801,1 × 16 × 1,24 = 288(kG) 1601,1 M = Pz D 288.160 = = 23( KG.m) 2.1000 2.1000 Công suất cắt : Nc = PzV 288.38 = = 1,78(kW ) 102.60 102.60 Thoả mãn điều kiện : Nc < η × Nm = 0,8 × = 5,6(kW ) 2.4.3.5 Chế độ cắt bước thứ Lượng chạy dao Sz = 0,1 mm/răng (bảng 2.26 [3]) Lượng chạy dao vòng S = Sz.Z = 0,1.16 = 1,6 (mm/vg) Chiều sâu cắt t = mm Vận tốc cắt: V= CV × D qv T m × t xv × Sz y v × B u v × Z p v × Kv (m/ph) Với B – chiều rộng phay = 80 mm Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 152 Tra hệ số Cv số mũ theo bảng 2.30 [3] Cv = 64,7; qv= 0,25; xv=0,1; yv= 0,4; uv= 0,15; pv= 0.1; m=0,2 T : Tuổi bền dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút Kv : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt Kv = Kmv.Knv.Kuv Kmv = C M ( 75 nv 75 0,9 ) =( ) = 0,77 : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất lý σb 100 vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])) Knv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phơi rèn ( bảng 2.13 [3])) Kuv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]) Kv = Kmv.Knv.Kuv = 0,77 0,8 = 0,6 Từ ta có: V= 64,7 × 160 0, 25 × 0,6 = 42,47(m / ph) 240 0, × 0,1 × 0,10, × 80 0,15 × 16 0,1 Số vịng quay tính tốn: nt = V × 1000 42,47 × 1000 = = 84,5(v / ph) π ×D π × 160 Tính tốn chọn tốc độ máy Giá trị công bội ϕ = 1,26 x Mặt khác ϕ = nt 84,5 = = 2,754 → x = 4,47  chọn x=4 nmin 30 Tốc độ quay máy nm = nmin ϕ x = 30 × 1,264 = 75,6 (v/ph) Vận tốc cắt thực tế : Vtt = D × π × nm 160 × π × 75,6 = = 38(m / ph) 1000 1000 Lực cắt tiếp tuyến: yp Pz = C p × t xp × S z × B up × Z D qp × n wp × K p (kG) Với Z – số dao phay = 16; n = nm =75,6 (vg/ph) – tốc độ trục Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Kp =Kmp= (σ b / 75) np  100  =   75  Trang 153 , 75 = 1,24 : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất lý vật liệu gia cơng (bảng 2.17, 2.18 [3])) Tra hệ số Cp số mũ theo bảng 2.32 [3]: Cp = 82,2; xp = 0,95; yp = 0,8; up = 1,1; wp = 0; qp = 1,1 Pz = 82,2 × 0,95 × 0,10,8 × 801,1 × 16 × 1,24 = 232(kG ) 1601,1 Mô men cắt: M = Pz D 232.160 = = 18,6( KG.m) 2.1000 2.1000 Công suất cắt : Nc = PzV 232.38 = = 1,44(kW ) 102.60 102.60 Thoả mãn điều kiện : Nc < η × Nm = 0,8 × = 5,6(kW ) 2.4.3.6 Chế độ cắt bước thứ Bước tiến dao vòng S = 1,2 mm/vịng để gia cơng đạt độ nhẵn Rz=6,3 (bảng 2.26 [3]) Bước tiến dao Sz=S/Z = 1,2/16 = 0,075 (mm/răng) Chiều sâu cắt t = 0,45 mm Vận tốc cắt: V= CV × D qv T m × t xv × Sz y v × B u v × Z p v × Kv (m/ph) Với B – chiều rộng phay = 80 mm Tra hệ số Cv số mũ theo bảng 2.30 [3] Cv = 64,7; qv= 0,25; xv=0,1; yv= 0,4; uv= 0,2; pv= 0; m=0,2 T : Tuổi bền dụng cụ cắt (theo bảng 2.31 [3]) T = 240 phút Kv : hệ số điều chỉnh vận tốc cắt Kv = Kmv.Knv.Kuv Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Kmv = C M ( Trang 154 75 nv 75 0,9 ) =( ) = 0,77 : hệ số điều chỉnh vận tốc tính đến tính chất lý σb 100 vật liệu gia công (bảng 2.9, 2.10 [3])) Knv = 0,8: hệ số tính đến trạng thái bề mặt phôi rèn ( bảng 2.13 [3])) Kuv = 1: hệ số tính đến vật liệu dụng cụ cắt ( bảng 2-14 [3]) Kv = Kmv.Knv.Kuv = 0,77 0,8 = 0,6 Từ ta có: V= 64,7 × 160 0, 25 × 0,6 = 55,3(m / ph) 240 0, × 0,45 0,1 × 0,075 0, × 80 0,15 × 16 0,1 Số vịng quay tính tốn: nt = V × 1000 55,3 × 1000 = = 110(v / ph) π ×D π × 160 Tính tốn chọn tốc độ máy: Giá trị công bội ϕ = 1,26 x Mặt khác ϕ = nt 110 = = 3,67 → x = 5,62  chọn x=5 nmin 30 Tốc độ quay máy nm = nmin ϕ x = 30 × 1,265 =95,2 (v/ph) Vận tốc cắt thực tế : Vtt = D × π × nm 160 × π × 95,2 = = 47,88(m / ph) 1000 1000 Lực cắt tiếp tuyến: yp Pz = C p × t xp × S z × B up × Z D qp × n wp × K p (kG) Với Z – số dao phay = 16; n = nm =95,2 (vg/ph) – tốc độ trục Kp =Kmp= (σ b / 75) np  100  =   75  , 75 = 1,24 : hệ số điều chỉnh lực cắt tính đến tính chất lý vật liệu gia công (bảng 2.17, 2.18 [3])) Tra hệ số Cp số mũ theo bảng 2.32 [3]: Cp = 82,2; xp = 0,95; yp = 0,8; up = 1,1; wp = 0; qp = 1,1 Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Pz = 82,2 × 0,45 0,95 × 0,075 0,8 × 801,1 × 16 × 1,24 = 44,9( kG) 1601,1 M = Trang 155 Pz D 44,9.160 = = 3,59( KG.m) 2.1000 2.1000 Công suất cắt : Nc = PzV 44,9.47,9 = = 0,35(kW ) 102.60 102.60 Thoả mãn điều kiện : Nc < η × Nm = 0,8 × = 5,6(kW ) Sau phay xong ta xoay 180  , phay tiếp mặt đối diện với chế độ cắt tương tự Bảng thông số chế độ cắt Bước Phay lần Phay lần Máy Dao Phay mặt 6H82 đầu thép gió Phay lân D=160, Z=16 t(mm) 2,5 S(mm/v) 1,6 n(v/p) 75,6 1,6 75,6 0,45 1,2 95,2 2.4.4 Nguyên công 4: Mài mặt phẳng A hai mặt phẳng F G Máy mài bàn chữ nhật phẳng bàn chữ nhật có kích thước 600 x 200, tốc độ đá mài 2900 vg/ph, công suất điện ụ đá 5,5 kW Đá mài loại ΠΠ prơphin thẳng có đường kính D = 200 mm, chiều rộng B = 30mm Chất kết dính Bakêlít, độ hạt 40, vật liệu hạt cơrun điện Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 156 Vận tốc đá mài Vdm = D ×π × n d = 200 × π × 2900 = 30,4(m / s) 1000 × 60 1000 × 60 Bảng thơng số chế độ cắt (tra theo bảng 2.58 [3]) Bước Thô Tinh Máy 3731Б Vđm nđ Sd Sbàn t(mm) (m/s) 30,4 30,4 (v/ph) (mm/HTK) 15 7,5 (m/ph) 15 15 0,04 0,01 2900 Dao Đá mài 2.4.5 Nguyên công 5: Kiểm tra trung gian Kiểm tra kích thước gia cơng đảm bảo khoảng cách hai mặt phẳng bên F G 110 ± 0,05mm kích thước khoảng cách C D 165 ± 0,2mm Kiểm tra độ không song song hai bề mặt A B đảm bảo ≤ 0,02mm / 100mm Kiểm tra độ không song song hai bề mặt F G đảm bảo ≤ 0,02mm / 100mm Kiểm tra độ khơng vng góc F G với A B đảm bảo ≤ 0,01mm / 100mm 2.4.6 Nguyên công 6: Phay CNC lõi khuôn Định vị kẹp chặt: Định vị bàn phôi + chốt, kẹp chặt băng cấu vít – địn kẹp Máy: Sử dụng máy TC1 CNC_Bridge Port Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 157 Dao: dao phay ngón én đường kính D =5 mm để gia cơng thơ, dao phay ngón én D = mm để gia cơng tinh lõi khn Chương trình gia cơng ghi phần phụ lục 2.4.7 Nguyên công 7: Khoan, khoét CNC lỗ lắp chốt đẩy + lỗ lắp lõi ghép Định vị kẹp chặt: Định vị bàn phôi + chốt, kẹp chặt băng cấu vít – đòn kẹp Máy: Sử dụng máy TC1 CNC_Bridge Port Dao: Mũi khoan đường kính Ф4, Ф8,2 mũi khoét Ф8, Ф15 Ta có sơ đồ toạ độ gia công: Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 158 Khoan thủng lỗ Ф4 lỗ Ф8,2 khoét rộng lỗ Ф8 lỗ Ф15 với độ sâu hình vẽ Chương trình NC phay lịng khn ghi phần phụ lục 2.4.8 Nguyên công 8: Dùng phương pháp gia cơng tia lửa điện với điện cực định hình gia công rãnh mặt E D, E C; rãnh vuông mặt khuôn rãnh đỉnh lõi khuôn Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 159 Máy: Sử dụng máy NC-101 (kích thước 600 x 400 x 280) Định vị chi tiết bàn từ máy Chế độ gia công: Độ kéo dài xung: t1 = 200 µs Thời gian ngắt Dịng điện t = 25µs I = 13A Điện áp đánh lửa U = 40(V) Tốc độ gia công 90mm / ph Dung môi cách điện : Dầu hoả CPC Áp suất phun: 0,8 kg / cm Điện cực: Vật liệu làm điện cực âm graphit 2.4.9 Nguyên công 9: Đánh bóng lịng khn trước nhiệt luyện Dùng tay thủ cơng để đánh bóng lõi khn Nâng độ bóng khn từ từ cách dùng đá oxít nhôm để mài cho hết dấu cắt lưỡi dao để lại lõi khn sau dùng giấy nhám từ thơ đến mịn cuối dùng dung dịch dầu dung dịch kim Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 160 cương để tạo độ bóng Khi đánh bóng nên dùng mẫu đánh bóng để so sánh xem xét đánh tới đâu 2.4.10 Nguyên công 10: Kiểm tra trước nhiệt luyện Kiểm tra kích thước gia cơng theo dung sai cho phép Kiểm tra vị trí tương quan (vng góc, song song) Kiểm tra chất lượng bề mặt Chi tiết phải đạt độ nhẵn bóng bề mặt cấp (R a=0,63 μm) 2.4.11 Nguyên công 11: Hóa - nhiệt luyện để tăng độ cứng độ chống mài mịn bề mặt lịng khn Thấm Cacbon – nitơ nhiệt độ 850°C thể khí vòng 11h Sau thấm, chi tiết cần đạt độ cứng bề mặt 60 – 65 HRC Không phép có vết nứt, rỗ chi tiết Bề dày lớp thấm: 2mm 2.4.12 Ngun cơng 12: Đánh bóng lại lõi khuôn 2.4.13 Nguyên công 13: Tổng kiểm tra Kiểm tra tồn kích thước gia cơng với dung sai cho phép Kiểm tra vị trí tương quan: Độ không song song hai bề mặt A E, F G ≤ 0,02mm / 100mm Độ không vng góc mặt A với mặt bên tham gia lắp ghép ≤ 0,01mm / 100mm Kiểm tra chất lượng bề mặt gia công: Bề mặt chi tiết đạt độ nhẵn bóng cấp ( Ra = 0,63µm ) Kiểm tra độ bền, độ cứng sản phẩm: Bề mặt chi tiết đạt độ cứng 60-65 HRC Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 161 Kết luận Sau kết thúc đồ án, em tìm hiểu nắm được: - Ngun lý q trình đúc phun gia cơng vật liệu nhựa - Kết cấu khuôn đúc khuyết tật phát sinh đúc - Nguyên lý kỹ thuật CAD/CAM phần mềm CAD/CAM thông dụng: SolidWorks 2005, Mastercam X ứng dụng vào việc gia cơng lịng khn lõi khn có hình dạng phức tạp - Phần mềm Moldflow Plastics Insights 5.0 ứng dụng mơ phỏng, tính tốn trình đúc phun MPI phần mềm mạnh hỗ trợ phân tích chuyên sâu với nhiều chức mà đồ án khơng trình bày hết Sử dụng phần mềm mô chìa khóa quan trọng để xây dựng giải pháp đúc phun (khuôn đúc, máy đúc, điều kiện đúc) chất lượng Đây hướng phát triển thêm cho đề tài thiết kế chế tạo khuôn đúc Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 162 PHỤ LỤC I Chương trình gia cơng lịng khn 1.1 Chương trình gia cơng phay lịng khn % O0000 (PROGRAM NAME - NC GCLONGKHUON ) (DATE=DD-MM-YY - 30-05-07 TIME=HH:MM - 18:13 ) N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 ( FLAT ENDMILL TOOL - 214 DIA OFF - LEN - DIA - ) N104 T214 M6 N106 G0 G90 G54 X-.2 Y-37.017 A0 S2500 M3 N108 G43 H0 Z8.3 N110 G1 Z.3 F1.8 N112 X.418 Y-36.952 N114 X.566 Y-36.877 N116 X-.324 Y-36.986 N118 X-.413 Y-36.954 N120 X.674 Y-36.801 N122 X.762 Y-36.725 N124 X-.483 Y-36.922 N126 X-.542 Y-36.891 N128 X.845 Y-36.646 N130 X.933 Y-36.563 N132 X-.593 Y-36.859 N134 X-.638 Y-36.828 N136 X1.025 Y-36.475 N138 X1.122 Y-36.382 N140 X-.678 Y-36.798 N142 X-.715 Y-36.767 N144 X1.225 Y-36.283 N146 X1.335 Y-36.178 N148 X-.748 Y-36.737 N150 X-.781 Y-36.707 N152 X1.452 Y-36.067 N154 X1.577 Y-35.947 N156 X-.811 Y-36.678 N158 X-.842 Y-36.649 N160 X1.711 Y-35.819 N162 X1.854 Y-35.682 N164 X-.871 Y-36.62 N182 X-1.012 Y-36.486 N184 X2.77 Y-34.802 … N2390 Z-1.126 N2392 X26.931 Y12.283 Z-4.62 N2394 X26.148 Y12.296 Z-12.541 N2396 X25.698 Y12.304 Z-19.022 N2398 X25.2 Y12.313 Z-29.524 N2400 X24.702 Y12.322 Z-43.036 N2402 X24.599 Y12.323 Z-46.527 N2404 X24.595 Z-46.531 N2424 X23.108 Y12.349 Z-49.479 N2426 X23.033 Y12.351 Z-49.564 N2428 X22.887 Y12.353 Z-49.714 N2430 X22.531 Y12.359 Z-50.04 N2432 X22.52 Y12.36 Z-50.065 N2434 X22.336 Y12.363 Z-50.38 N2436 X22.292 Y12.364 Z-50.788 N2438 X22.193 Y12.365 Z-51.539 N2440 X22.118 Y12.367 Z-52.254 N2442 X22.117 Z-52.282 N2444 Z-52.299 N2446 X21.85 Y12.371 Z-52.896 N2448 X21.373 Y12.38 Z-53.354 N2450 X21.081 Y12.385 Z-53.639 N2452 X20.62 Y12.393 Z-53.931 N2454 X19.81 Y12.407 Z-54.452 N2456 X19.533 Y12.412 Z-54.585 N2458 X18.821 Y12.424 Z-54.909 N2460 X17.998 Y12.439 Z-55.286 N2462 X16.36 Y12.467 Z-55.857 N2464 X15.65 Y12.48 Z-56.092 N2466 X14.739 Y12.495 Z-56.337 N2468 X13.107 Y12.524 Z-56.75 N2470 X12.789 Y12.529 Z-56.823 N2472 X11.462 Y12.553 Z-57.078 N2474 X9.812 Y12.581 Z-57.363 N2476 X9.207 Y12.592 Z-57.454 Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 Đồ án tốt nghiệp Công nghệ chế tạo máy N2478 X8.156 Y12.61 Z-57.585 N2480 X6.495 Y12.639 Z-57.76 N2482 X5.001 Y12.665 Z-57.886 N2484 G0 Z-56.886 N2486 Z2 Trang 163 N2488 M5 N2490 G91 G28 Z0 N2492 G28 X0 Y0 A0 N2494 M30 % 1.2 Chương trình gia cơng lỗ miếng ghép lịng khn ( DRILL TOOL - 15 DIA OFF - LEN - DIA - 5.1 ) N104 T15 M6 N106 G0 G90 G54 X35.58 Y88.19 A0 S3000 M3 N108 G43 H0 Z10 N110 G99 G73 Z-35 R10 Q2 F1.2 N112 X74.42 N114 G80 N116 M5 N118 G91 G28 Z0 N120 G28 X0 Y0 A0 N122 M01 ( DRILL TOOL - 16 DIA OFF - LEN - DIA - ) N124 T16 M6 N126 G0 G90 G54 X55 Y119.87 A0 S3000 M3 N128 G43 H0 Z10 N130 G99 G73 Z-35 R10 Q2 F1 N132 Y51 N134 G80 N136 M5 N138 G91 G28 Z0 N140 G28 X0 Y0 A0 N142 M01 ( 15 DRILL TOOL - 25 DIA OFF - LEN - DIA - 15 ) N144 T25 M6 N146 G0 G90 G54 X35.58 Y88.19 A0 S3000 M3 N148 G43 H0 Z10 N150 G99 G81 Z-7 R10 F3.6 N152 X74.42 N154 X55 Y119.87 N156 G80 N158 M5 N160 G91 G28 Z0 N162 G28 X0 Y0 A0 N164 M01 ( 20 DRILL TOOL - 30 DIA OFF - LEN - DIA - 20 ) N166 T30 M6 N168 G0 G90 G54 X55 Y51 A0 S0 M5 N170 G43 H0 Z10 N172 G99 G81 Z-26 R10 F4.8 N174 G80 N176 M5 N178 G91 G28 Z0 N180 G28 X0 Y0 A0 N182 M30 % Nguyễn Vũ Quang – CĐT KSTN - K47 II Chương trình gia cơng lõi khn 2.1 Chương trình phay lõi khuôn %O0000 (PROGRAM NAME - NC GCLOIKHUON ) (DATE=DD-MM-YY - 30-05-07 TIME=HH:MM - 18:45 ) N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 ( FLAT ENDMILL TOOL - 213 DIA OFF - LEN - DIA - ) N104 T213 M6 N106 G0 G90 G54 X-9.088 Y-27.782 A0 S2500 M3 N108 G43 H0 Z70 M8 N110 Z64.8 N112 G1 Z56.8 F20 N114 X-9.933 Y-26.812 F100 N116 X-10.016 Y-26.703 N118 X-11.046 Y-25.127 N120 X-11.113 Y-25.009 N122 X-11.667 Y-23.844 N124 X-11.716 Y-23.721 N126 X-12.249 Y-22.067 N128 X-12.28 Y-21.943 N130 X-12.52 Y-20.653 N132 X-12.535 Y-20.53 N134 X-12.62 Y-19.115 N136 Y-18.994 N138 X-12.524 Y-17.402 N140 X-12.509 Y-17.279 N142 X-12.3 Y-16.153 N144 X-12.268 Y-16.029 N146 X-11.726 Y-14.346 N148 X-11.677 Y-14.223 N150 X-11.087 Y-12.982 N152 X-11.021 Y-12.864 N154 X-10.068 Y-11.408 N156 X-9.986 Y-11.299 N158 X-9.014 Y-10.183 N160 X-8.917 Y-10.086 N162 X-7.629 Y-8.965 N164 X-7.52 Y-8.882 N166 X-6.259 Y-8.057 N168 X-6.141 Y-7.991 N170 X-4.69 Y-7.3 N172 X-4.567 Y-7.252 N174 X-3.118 Y-6.785 N176 X-2.994 Y-6.753 N178 X-1.627 Y-6.5 N180 X-1.505 Y-6.485 N182 X.08 Y-6.389 N184 X.2 … N7524 X22.018 Y-19.401 Z50.78 N7526 X22.145 Y-19.404 Z50.72 N7528 X22.268 Y-19.406 Z50.652 N7530 X22.385 Y-19.408 Z50.577 N7532 X22.496 Y-19.41 Z50.494 N7534 X22.602 Y-19.412 Z50.405 N7536 X22.701 Y-19.413 Z50.309 N7538 X22.793 Y-19.415 Z50.207 N7540 X22.877 Y-19.416 Z50.1 N7542 X22.954 Y-19.418 Z49.987 N7544 X23.021 Y-19.419 Z49.871 N7546 X23.08 Y-19.42 Z49.751 N7548 X23.131 Y-19.421 Z49.629 N7550 X23.172 Y-19.422 Z49.505 N7552 X23.205 Z49.381 N7554 X23.228 Y-19.423 Z49.256 N7556 X23.244 Z49.132 N7558 X23.251 Z49.008 N7560 Z48.902 N7562 X24.557 Y-19.446 Z2.044 N7564 X25.155 Y-19.456 N7566 Z0 N7568 X55 Y-19.977 N7570 G0 Z1 N7572 Z100 N7574 M5 N7576 G91 G28 Z0 M9 N7578 G28 X0 Y0 A0 N7580 M30 % 2.2 Chương trình gia cơng lỗ miếng ghép lõi khn % O0000 (PROGRAM NAME - CN LO LOIKHUON ) (DATE=DD-MM-YY - 18-05-07 TIME=HH:MM - 02:42 ) N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 ( DRILL TOOL - 18 DIA OFF - LEN - DIA - ) N104 T18 M6 N106 G0 G90 G54 X90.6 Y5.5 A0 S3000 M3 N108 G43 H0 Z10 N110 G99 G81 Z-96 R10 F3 N112 X129.4 N114 G80 N116 M5 N118 G91 G28 Z0 N120 G28 X0 Y0 A0 N122 M01 ( 15 DRILL TOOL - 25 DIA OFF - LEN - DIA - 15 ) N124 T25 M6 N126 G0 G90 G54 X90.6 Y5.5 A0 S3000 M3 N128 G43 H0 Z10 N130 G99 G81 Z-7 R10 F3.6 N132 X129.4 N134 G80 N136 M5 N138 G91 G28 Z0 N140 G28 X0 Y0 A0 N142 M01 ( DRILL TOOL - 14 DIA OFF - LEN - DIA - ) N144 T14 M6 N146 G0 G90 G54 X96 Y34.5 A0 S3000 M3 N148 G43 H0 Z10 N150 G99 G81 Z-95 R10 F1.5 N152 X124 N154 X110 Y21.5 N156 Y-31.5 N158 G80 N160 M5 N162 G91 G28 Z0 N164 G28 X0 Y0 A0 N166 M01 ( DRILL TOOL - 18 DIA OFF - LEN - DIA - ) N168 T18 M6 N170 G0 G90 G54 X110 Y-31.5 A0 S3000 M3 N172 G43 H0 Z10 N174 G99 G81 Z-35 R10 F3 N176 Y21.5 N178 X96 Y34.5 N180 X124 N182 G80 N184 M5 N186 G91 G28 Z0 N188 G28 X0 Y0 A0 N190 M30 % ... phát từ thực tế đó, em chọn đề tài: ? ?Thiết kế công nghệ chế tạo lịng khn vỏ máy gọt bút chì từ nhựa PolyPropylen có ứng dụng phần mềm CAD/CAM SolidWorks 2005, Mastercam X cơng cụ tính tốn mơ trình. .. THIẾT KẾ KHN ÉP PHUN SẢN PHẨM NHỰA CĨ ỨNG DỤNG CÁC KỸ THUẬT CAD/CAM 76 I Máy gọt bút chì 76 1.1 Thiết kế sản phẩm máy gọt bút chì có ứng dụng SolidWorks 2005 76 1.2 Công. .. nghiệp Công nghệ chế tạo máy Trang 12 III Công nghệ đúc phun gia công sản phẩm nhựa 3.1 Vật liệu sử dụng để đúc Vật liệu sử dụng công nghệ đúc phun thường dạng hạt Phương pháp đúc sử dụng để gia công