Thiết kế và chế tạo hệ thống kênh dẫn nhựa - hệ thống làm nguội và hệ thống định vị dẫn hướng

Thiết kế và chế tạo hệ thống kênh dẫn nhựa - hệ thống làm nguội và hệ thống định vị dẫn hướng

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA

I HỆ THỐNG LÀM NGUỘI TRONG KHUÔN ÉP NHỰA

1 Vai trò

• Giảm thời gian làm nguội (chiếm 60% chu kì ép) nhưng phải đảm bảo chất lượng sảnphẩm tăng năng xuất

• Khuôn có nhiệt độ ổn định, làm tuổi thọ khuôn cao lên đồng thời hạn chế phế phẩm

2 Cấu tạo của hệ thống làm nguội

• H: Bộ điều khiển nhiệt độ

3 Phương pháp chế tạo và tính toán hệ thống làm nguội

a Một số chất làm nguội:

• Vd: Chất đóng bang (glycol/nước) nhiệt độ làm việc -20 – 0 oC; nước làm lạnh 0-90

oC…vvv (Bảng 1.8/GT.TKCTKPEN, trang 91)

• Chú ý độ dày của sản phẩm, bố trí kênh dẫn nguội gần thành dày của sản phẩm.

Hình 2: Bố trí kênh dẫn nguội làm đồng đều và không đồng đều

• Giải nhiệt tốt khi kênh dẫn nguội đặt gần mặt phân khuôn

• Đường kính kênh dẫn nguội không đổi

• Một đầu vào một đầu ra, chênh lệch ít (1-5 0 oC)

• Chia kênh dẫn nguội nhiều vòng làm nguội

• Dòng chất làm nguội chảy lien tục.

• Bố trí lênh dẫn nguội đồng đều hai phí core and cavity

• Kênh dẫn nguội phải được khoan có độ nhám để tạo dòng chảy rối trao đổi nhiệt tốt hơn dòng chảy tầng 3-5 lần

Hình 3: Kênh dẫn nguội không nên quá dàiDòng chảy rối Raynold:

Trong đó:

• : tỷ trọng riêng của chất làm nguội kg/m3

• : hệ số nhớt kênh làm nguội (m2/s)

• : đường kính kênh dẫn nguội (m)

• : vận tốc trung bình của dòng chất làm nguội (m/s)

Bảng 1: Trạng thái dòng chảy dựa trên Raynold

Bảng 2: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế

Hình 4: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế

d Làm nguội lõi khuôn

1 Hệ thống làm lạnh có vách ngăn (Baffe system)

Hình 5: Hệ thống làm lạnh có vách ngăn

2 Hệ thống kiểu vòi phun (Fountain system)

Hình 6: Hệ thống kiểu vòi phun

3 Hệ thống làm lạnh dạng lỗ góc(Angle hole design)

Hình 7: Hệ thống làm lạnh dạng lỗ góc

4 Hệ thống làm nguội dạng lỗ từng bước(stepped hole design)

5 Hệ thống làm nguội dạng xoắn ốc(spiral cooling)

Hình 9: Hệ thống làm nguội dạng xoắn ốc

6 Các dạng giải nhiệt khác

Đặc

điểm Làm lạnhlõi nhỏ Năng xuất cao hơn

Phân bố giải nhiệt đều hơn

Khó chế tạo (Phôi

bị kẹt trong qt chế tạo

Tương tự

pp lỗ góc Đường làm nguội

đềuNăng xuất cao hơn

Thanh nhiệt ngoài giải nhiệtcòn là lõi khuônỐng dẫn nhiệt

và thanh nhiệt nước truyền nhiệ giải nhiệt cho khuônCải

tiến Cải tiến so với pp vách

ngăn

Dễ chế tạohơn,nhưngphải có nút bịt

Hiệu quả nhất so vớicác pp

e Làm nguội lòng khuôn

1 Một số hệ thống bố trí kênh nguội làm lạnh trên lòng khuôn

Hình 12: Hệ thống làm lạnh cavity dạng tròn

Hình 13: Một số hệ thống làm lạnh các dạng khác

2 Các bố trí hệ thống làm nguội trên lòng khuôn.

Hình 14: Bố trí kênh dẫn nguội theo từng kênh riêng biệt

Hình 15: Bố trí kênh dẫn nguội dạng vòng một cấp

Hình 15: Bố trí kênh dẫn nguội dạng vòng nhiều cấp

f Các chi tiết sử dụng trong hệ thống làm nguội

1 Các nút chỉnh dòng (pressure plugs)

• Dùng để khóa hay điều khiển dòng chảy của chất làm nguội theo ý của người thiết kế

Hình 16: Một số loại các nút chỉnh dòng

2 Nút và que làm lệch hướng dòng(driverting plug and rod)

Hình 17 : Một số loại nút và que làm lệch hướng dòng

3 Cascade water junction

• Dùng để làm nguội các lõi được cấy vào khuôn hoặc những vùng khó thiết kế

Hình 18 : Một số loại cascade water junction

4 Vách tròn (bubbler tube)

• Là loại ống dùng làm nguội những lõi nhỏ được cấy vào khuôn

Hình 19 : Một số loại vách tròn

5 Vách phẳng hoặc vách xoắn(baffle or sprical baffle)

• Dùng để làm nguội 2 thành phần Vách phẳng sẽ giúp chất làm nguội chạy lên xuống bên trong các lỗ khoan và tạo ra dòng chảy rối bên trong chúng để quá trình làm nguội diễn ra nhanh hơn

Hinh 20 : Một số loại vách phẳng hoặc vách xoắn

6 Ống dẫn nhiệt (thermal pin)

• Dùng để làm nguội lõi cấy hoặc các lõi trược trên mặt bên

Hình 21 : Làm nguội bằng ống dẫn nhiệt

7 Đầu gối chuyển tiếp(elblow)

•

Hinh 22 : Một số loại đầu gối chuyển tiếp

Hình 23: Ống phân phối

g Tính lưu lượng nước làm nguội

• Cần phải biết lưu lượng nước làm nguội vì nó trực tiếp lien quan đến đường kính của kênh nguội sẽ được thiết kế Lưu lượn nước làm nguội được tính:

Q= với

Trong đó:

• : Tổn thất áp dọc đường trong kênh nguôi

• : Hệ số tổn thất

• : Tổng chiều dài kênh dẫn nguội

• : Đường kính kênh nguội

• : Đường kính kênh dẫn nguội

• Nhận xét : tổn thất áp tỷ lệ nghịch với đường kính kênh nguội, đường kính càng lớn thì sự mất áp càng nhỏ

Theo thực nghiệm : có thể dựa vào bảng dưới đây để chọn các giá trị phù hợp

Đường kính kênh dẫn nguội(mm) Lưu lượng nước tối thiểu(lít/phút)

• Là hàm số của nhiệt độ khuôn, nhiệt độ chảy dẻo, tính chất vật liệu đem phun ép, vàchiều dày của sản phẩm.

• Trường hợp tính thời gian làm nguội với sản phẩm dày từ 1- 4mm, nhiệt độ khuôn dưới 600C có thể sử dụng công thức sau:

với : thành dày nhất của sản phẩm

Ví dụ:

, thành sản phẩm dày 2.5mmTrường hợp nhiệt độ khuôn cao hơn 600C thì:

Hình 24: Thời gian làm nguội một số dạng chi tiết

j Kết luận:

đường nước làm nguội…)

• 3.Khóa côn giữa lòng khuôn và lõi khuôn

• 4.Khóa côn giữa nhóm lòng khuôn và lõi khuôn

• Chốt dẫn hướng nằm khuôn trước và bạc dẫn hướng nằm khuôn sau

• Độ dài của chốt dẫn hướng phải dài hơn miếng ghép cao nhất để tranh hỏng hóc khiđóng khuôn đặc biệt khi lắp ráp

1 Các loại chốt dẫn hướng

2 Các loại bạc dẫn hướng

Hình 25 : Bạc dẫn hướng thẳng không vai và có vai

Khi chốt được cài đặc trên tấm hỗ trợ, ổ đỡ có

thể gỡ bỏ từ khuôn mà không gỡ bỏ tấm này Dễ

bảo dưỡng

Chốt được cài đặt trên ổ đỡ nhanh chóng, khi ổ đỡ gỡ bỏ từ khuôn chuẩn Lắp ráp hoàn chỉnh bị loại bỏ

Hình 26: Lắp bạc dẫn hướng và chốt dẫn hướng

• Việc lắp ráp các chốt dẫn hướng trong khuôn rất quan trọng

• Trong một khuôn bình thường có thể 4 chốt dẫn hướng, đơn giản 2,3 chốt

• Những khuôn lớp có tới 6 chốt (khác đường kính) tránh gay ra hỏng hóc cho lòng vàlõi khuôn

Bảng 3: Bảng tra kích thước trục dẫn hướng

b Cơ cấu định vị

• Thông thường các chốt dẫn hướng có thể giữ được một độ thẳng hàng sơ bộ, nhưng với

• Sản phẩm lớn phải có bộ định vị (chịu lực ép bề mặt…)

1 Cơ cấu định vị mặt côn

• Ứng dụng chính cho lòng khuôn rộng và sâu với sản phẩm thành mỏng

• Để tránh bịt trên mặt côn và nâng cao tuổi thọ của khuôn, nên tôi bề mặt ở chổtiếp xúc của mặt côn hay lắp vào nó khối lắp ghép đã tôi bề mặt

Hình 27: Cơ cấu định vị mặt côn

2 Cơ cấu định vị chính xác bằng mặt

Lợi ích:

• Nâng cao tuổi thọ, lợi nhuận cho việc sửa chữa

• Việc dặc các chốt và bạc dẫn hướng trong khuôn cũng rất quan trọng

• Hai Phần khuôn đặt ngược nhau sẽ gây hỏng hóc lòng và lõi khuôn

• Sử dụng chốt đường kính khác nhau(1 chốt có đk khác hoặc 1 lỗ xê dịch so với các lỗ

còn lại) hệ thống thân khuôn tiêu chuẩn

TÀI LIỆU THAM KHẢO

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA( T.S PHẠM

SƠN MINH – THS TRẦN MINH THẾ UYÊN)