Đồ án tôt nghiệp: Thiết kế khuôn ép nhựa: Sản phẩm khay nhựa làm đá. Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công hai lòng khuôn. Tìm hiểu công nghệ gia công xung định hình.

MỤC LỤC MỤC LỤC 1 NỘI DUNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP. 5 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: 7 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT ĐỒ ÁN: 8 MỞ ĐẦU. 9 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER. 11 I.1. Giới thiệu về vật liệu chất dẻo Polymer. 11 I.1.1. Phân loại chất dẻo. 11 I.1.2. Cơ sở hoá học của chất dẻo. 12 I.2. Điều kiện kỹ thuật cần có đối với một sản phẩm nhựa. 14 I.3. Đặc điểm công nghệ của nhựa Polypropylen (PP). 17 I.3.1. Tính chất của PP. 17 I.3.2. Ứng dụng của PP. 18 CHƯƠNG II. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN. 20 II.1. Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa. 20 II.2. Giới thiệu chung về khuôn. 21 II.2.1. Các thuật ngữ kỹ thuật cơ bản. 22 II.2.2. Các loại khuôn phổ biến. 23 II.3. Trình tự thiết kế, đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn. 25 II.3.1. Trình tự thiết kế khuôn. 25 II.3.2. Đặc điểm của công nghệ sản xuất khuôn. 26 II.4. Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa. 26 II.5. Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa. 28 II.5.1. Chọn mặt phân khuôn. 29 II.5.2. Xác định hình dạng của lòng khuôn. 29 II.5.3. Hình dạng và kết cấu của hệ thống dẫn nhựa. 30 II.5.4. Thiết kế hệ thống làm mát lòng khuôn: 33 II.5.5. Thiết kế hệ thống đẩy. 33 II.5.6. Chọn kết cấu khuôn. 35 CHƯƠNG III. TỔNG QUAN VỀ GIA CÔNG TIA LỬA ĐIỆN. 43 III.1. Giới thiệu chung về phương pháp gia công tia lửa điện. 43 III.1.1. Bản chất của phương pháp gia công tia lửa điện. 44 III.1.2. Quá trình phóng điện trong khi gia công tia lửa điện: 45 III.1.3. Các phương pháp gia công bằng tia lửa điện. 47 III.2. Khả năng công nghệ của gia công tia lửa điện. 49 III.3. Các thông số điều chỉnh quá trình xung định hình. 50 III.3.1. Dòng phóng tia lửa điện Ie. 50 III.3.2. Độ kéo dài xung t1. 52 III.3.3. Khoảng cách xung to. 53 III.3.4. Điện áp đánh lửa UZ. 54 III.3.5. Khe hở phóng điện. 54 III.3.6. Các hiện tượng xấu khi gia công tia lửa điện. 56 III.4. Chất lượng bề mặt gia công. 58 III.4.1. Các yếu tố đặc trưng cho chất lượng bề mặt gia công. 58 III.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng gia công. 59 III.5. Vật liệu sử dụng làm điện cực. 61 III.5.1. Yêu cầu của vật liệu sử dụng làm điện cực. 61 III.5.2. Các loại vật liệu thường được sử dụng làm điện cực. 61 III.5.3. Kích thước của điện cực. 65 III.6. Chất điện môi trong gia công tia lửa điện. 65 III.6.1. Các loại chất điện môi. 67 III.6.2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng của chất điện môi. 67 III.6.3. Các yếu tố an toàn của chất điện môi. 68 III.6.4. Cách thức vận chuyển chất điện môi. 69 III.6.5. Vài trò của chất điện môi. 70 III.7. Xu hướng phát triển trong lĩnh vực gia công tia lửa điện ở tương lai. 71 CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG BIÊN DẠNG LÒNG KHUÔN. 72 IV.1. Điều kiện kỹ thuật của khuôn. 76 IV.2. Lựa chọn vật liệu thích hợp để chế tạo các chi tiết. 77 IV.3. Lập phương án thiết kế và chế tạo lòng khuôn. 78 IV.4. Lập Qui trình công nghệ gia công chế tạo lòng khuôn. 81 IV.4.1. Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn trước. 81 IV.4.1.1. Trình tự công nghệ gia công tấm áo khuôn trên. 81 IV.4.1.2. Thiết kế các nguyên công. 83 IV.4.1.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công. 83 IV.4.1.2.2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên B. 84 IV.4.1.2.3. Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên D. . 84 IV.4.1.2.4. Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi. 85 IV.4.1.2.5. Nguyên công 5: Gia công các biên dạng có trên mặt phẳng C. 86 IV.4.1.2.6. Nguyên công 6: Gia công một phần của hệ thống kênh dẫn nhựa. 88 IV.4.1.2.7. Nguyên công 7: Mài mặt phẳng đáy C của tấm áo khuôn trên. 91 IV.4.1.2.8. Nguyên công 8: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn. 91 IV.4.1.2.9. Nguyên công 9: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên 92 IV.4.2. Qui trình công nghệ gia công lõi khuôn trước. 93 IV.4.2.1. Lập tiến trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trước. 93 IV.4.2.2. Thiết kế các nguyên công. 94 IV.4.2.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ. 94 IV.4.2.2.2. Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thước140h7. 95 IV.4.2.2.3. Nguyên công 3: Phay chiều dài phôi đạt kích thước 240 h7 95 IV.4.2.2.4. Nguyên công 4: Khoan 2 lỗ 10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B. 96 IV.4.2.2.5. Nguyên công 5: Khoan 2 lỗ 10,5 sâu 120 mm trên bề mặt bên D. 97 IV.4.2.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ có trên bề mặt C. 98 IV.4.2.2.7. Nguyên công 7: Gia công nguội phôi để ghép vào áo khuôn. 99 IV.4.2.2.8. Nguyên công 8: Gia công biên dạng lõi khuôn. 99 IV.4.2.2.9. Nguyên công 9: Gia công xung các rãnh của lòng khuôn. 103 IV.4.2.2.10. Nguyên công 10: Gia công một phần của hệ thống dẫn nhựa. 106 IV.4.2.2.11. Nguyên công 11: Gia công xung thủng lỗ dẫn nhựa. 107 IV.4.2.2.12. Nguyên công 12: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn. 110 IV.4.2.2.13. Nguyên công 13: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên 110 IV.4.3. Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn sau. 110 IV.4.3.1. Lập tiến trình công nghệ gia công tấm khuôn sau. 110 IV.4.3.2. Thiết kế các nguyên công. 113 IV.4.3.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ. 113 IV.4.3.2.2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B. 113 IV.4.3.2.3. Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B. 114 IV.4.3.2.4. Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi. 114 IV.4.3.2.5. Nguyên công 5: Gia công các biên dạng trên mặt C. 115 IV.4.3.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy. 117 IV.4.3.2.7. Nguyên công 7: Mài mặt phẳng C của tấm khuôn trên. 117 IV.4.3.2.8. Nguyên công 8: Gia công nguội toàn bộ tấm khuôn trên. 118 IV.4.4. Qui trình công nghệ gia công lòng khuôn sau. 119 IV.4.4.1. Trình tự công nghệ gia công lòng khuôn sau. 119 IV.4.4.2. Thiết kế các nguyên công. 120 IV.4.4.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công. 120 IV.4.4.2.2. Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thước 140h7. 121 IV.4.4.2.3. Nguyên công 3: Gia công chiều dài phôi đạt kích thước 240h7. 121 IV.4.4.2.4. Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 80 mm trên bề mặt bên B. 122 IV.4.4.2.5. Nguyên công 5: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 65 mm trên bề mặt bên D. 123 IV.4.4.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ trên bề mặt C. 124 IV.4.4.2.7. Nguyên công 7: Gia công nguội tấm phôi để ghép vào vỏ khuôn. 124 IV.4.4.2.8. Nguyên công 8: Gia công biên dạng lòng khuôn sau. 125 IV.4.4.2.9. Nguyên công 9: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy sản phẩm. 126 IV.4.4.2.10. Nguyên công 10: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn sau. 126 IV.5. Tính toán quá trình cắt gọt khi gia công vật liệu. 126 IV.5.1. Chế độ cắt khi khoan lỗ có đường kính d(mm). 127 IV.5.2. Chế độ cắt khi phay rãnh. 130 IV.5.3. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng. 132 IV.5.3.1. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng sử dụng dao phay ngón. 132 IV.5.3.2. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu. 135 IV.5.4. Chế độ cắt khi doa lỗ sau khi khoan. 137 IV.6. Thiết kế đồ gá cho tương ứng với mỗi nguyên công. 139 IV.6.1. Chọn cơ cấu êtô để cố định phôi. 141 IV.6.1.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá. 141 IV.6.1.2. Xác định phương pháp định vị: 142 IV.6.1.3. Xác định phương chiều và điểm đặt lực của lực kẹp chặt. 142 IV.6.1.4. Tính toán lực kẹp W cần thiết. 143 IV.6.1.5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá CT. 145 IV.6.2. Đồ gá là thanh kê và Bulongđai ốc. 146 IV.6.2.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá. 146 IV.6.2.2. Xác định phương pháp định vị: 147 IV.6.2.3. Xác định phương chiều và điểm đặt của lực kẹp chặt. 147 IV.6.2.4. Tính toán lực kẹp W cần thiết. 147 IV.6.2.5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá CT. 150 IV.7. Các lưu ý trong quá trình tính toán ,thiết kế, chế tạo hai cụm lòng khuôn. 151 IV.8. Chương trình sử dụng để điều khiển máy gia công. 152 IV.8.1. Chương trình cho nguyên công 1. 153 IV.8.2. Chương trình cho nguyên công 2. 154 IV.8.3. Chương trình cho nguyên công 3. 154 IV.8.3.1. Chương trình phay hốc chữ nhật (240x140x40mm). 154 IV.8.3.2. Chương trình phay 4 hốc lắp nêm côn. 156 IV.8.3.3. Chương trình khoan 8 lỗ 20 sâu 43,5 mm. 157 IV.8.3.4. Chương trình khoan 8 lỗ 10,5 sâu 55 mm. 158 IV.8.4. Chương trình cho nguyên công 4. 159 IV.8.4.1. Chương trình khoan 4 lỗ 11,5 sâu 45mm 159 IV.8.4.2. Chương trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8. 160 IV.8.4.3. Chương trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8. 161 IV.8.5. Chương trình cho nguyên công 5. 163 IV.8.5.1. Chương trình khoan 18 lỗ 7,8 sâu 45 mm 163 IV.8.5.2. Chương trình doa 18 lỗ 8 sâu 45 mm 165 CHƯƠNG V. LẮP ĐẶT, BẢO DƯỠNG VÀ BẢO QUẢN KHUÔN 167 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 170

Mục lục

Mục lục 1

Nội dung Đề tài tốt nghiệp 5

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn: 7

Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án: 8

Mở đầu 9

Chơng I Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer 11

I.1 Giới thiệu về vật liệu chất dẻo Polymer 11

I.1.1 Phân loại chất dẻo 11

I.1.2 Cơ sở hoá học của chất dẻo 12

I.2 Điều kiện kỹ thuật cần có đối với một sản phẩm nhựa 14

I.3 Đặc điểm công nghệ của nhựa Polypropylen (PP) 17

I.3.1 Tính chất của PP 17

I.3.2 ứng dụng của PP 18

Chơng II Tổng quan về công nghệ làm khuôn 20

II.1 Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa 20

II.2 Giới thiệu chung về khuôn 21

II.2.1 Các thuật ngữ kỹ thuật cơ bản 22

II.2.2 Các loại khuôn phổ biến 23

II.3 Trình tự thiết kế, đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn 25

II.3.1 Trình tự thiết kế khuôn 25

II.3.2 Đặc điểm của công nghệ sản xuất khuôn 26

II.4 Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa 26

II.5 Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa 28

II.5.1 Chọn mặt phân khuôn 29

II.5.2 Xác định hình dạng của lòng khuôn 29

II.5.3 Hình dạng và kết cấu của hệ thống dẫn nhựa 30

II.5.4 Thiết kế hệ thống làm mát lòng khuôn: 33

II.5.5 Thiết kế hệ thống đẩy 33

II.5.6 Chọn kết cấu khuôn 35

Chơng III Tổng quan về gia công tia lửa điện 43

III.1 Giới thiệu chung về phơng pháp gia công tia lửa điện 43

III.1.1 Bản chất của phơng pháp gia công tia lửa điện 44

III.1.2 Quá trình phóng điện trong khi gia công tia lửa điện: 45

III.1.3 Các phơng pháp gia công bằng tia lửa điện 47

III.2 Khả năng công nghệ của gia công tia lửa điện 49

III.3 Các thông số điều chỉnh quá trình xung định hình 50

III.3.1 Dòng phóng tia lửa điện Ie 50

III.3.2 Độ kéo dài xung t1 52

III.3.3 Khoảng cách xung to 53

III.3.4 Điện áp đánh lửa UZ 54

III.3.5 Khe hở phóng điện 54

III.3.6 Các hiện tợng xấu khi gia công tia lửa điện 56

III.4 Chất lợng bề mặt gia công 58

III.4.1 Các yếu tố đặc trng cho chất lợng bề mặt gia công 58

III.4.2 Các yếu tố ảnh hởng tới chất lợng gia công 59

III.5 Vật liệu sử dụng làm điện cực 61

III.5.1 Yêu cầu của vật liệu sử dụng làm điện cực 61

III.5.2 Các loại vật liệu thờng đợc sử dụng làm điện cực 61

III.5.3 Kích thớc của điện cực 65

III.6 Chất điện môi trong gia công tia lửa điện 65

III.6.1 Các loại chất điện môi 67

III.6.2 Tiêu chuẩn đánh giá chất lợng của chất điện môi 67

III.6.3 Các yếu tố an toàn của chất điện môi 68

III.6.4 Cách thức vận chuyển chất điện môi 69

III.6.5 Vài trò của chất điện môi 70

III.7 Xu hớng phát triển trong lĩnh vực gia công tia lửa điện ở tơng lai 71

Chơng IV Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công biên dạng lòng khuôn 72

IV.1 Điều kiện kỹ thuật của khuôn 76

IV.2 Lựa chọn vật liệu thích hợp để chế tạo các chi tiết 77

IV.3 Lập phơng án thiết kế và chế tạo lòng khuôn 78

IV.4 Lập Qui trình công nghệ gia công chế tạo lòng khuôn 81

IV.4.1 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn trớc 81

IV.4.1.1 Trình tự công nghệ gia công tấm áo khuôn trên 81

IV.4.1.2 Thiết kế các nguyên công 83

IV.4.1.2.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công 83

IV.4.1.2.2 Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên B 84

IV.4.1.2.3 Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên D .84

IV.4.1.2.4 Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi 85

IV.4.1.2.5 Nguyên công 5: Gia công các biên dạng có trên mặt phẳng C 86

IV.4.1.2.6 Nguyên công 6: Gia công một phần của hệ thống kênh dẫn nhựa 88

IV.4.1.2.7 Nguyên công 7: Mài mặt phẳng đáy C của tấm áo khuôn trên 91

IV.4.1.2.8 Nguyên công 8: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn 91

IV.4.1.2.9 Nguyên công 9: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên 92

IV.4.2 Qui trình công nghệ gia công lõi khuôn trớc 93

IV.4.2.1 Lập tiến trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trớc 93

IV.4.2.2 Thiết kế các nguyên công 94

IV.4.2.2.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ 94

IV.4.2.2.2 Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thớc140h7 95

IV.4.2.2.3 Nguyên công 3: Phay chiều dài phôi đạt kích thớc 240 h7 95

IV.4.2.2.4 Nguyên công 4: Khoan 2 lỗ f10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B 96

IV.4.2.2.5 Nguyên công 5: Khoan 2 lỗ f10,5 sâu 120 mm trên bề mặt bên D 97

IV.4.2.2.6 Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ có trên bề mặt C 98

IV.4.2.2.7 Nguyên công 7: Gia công nguội phôi để ghép vào áo khuôn 99

IV.4.2.2.8 Nguyên công 8: Gia công biên dạng lõi khuôn 99

IV.4.2.2.9 Nguyên công 9: Gia công xung các rãnh của lòng khuôn 103

IV.4.2.2.10 Nguyên công 10: Gia công một phần của hệ thống dẫn nhựa 106

IV.4.2.2.11 Nguyên công 11: Gia công xung thủng lỗ dẫn nhựa 107

IV.4.2.2.12 Nguyên công 12: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn 110

IV.4.2.2.13 Nguyên công 13: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên 110

IV.4.3 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn sau 110

IV.4.3.1 Lập tiến trình công nghệ gia công tấm khuôn sau 110

IV.4.3.2 Thiết kế các nguyên công 113

IV.4.3.2.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ 113

IV.4.3.2.2 Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B 113

IV.4.3.2.3 Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B 114

IV.4.3.2.4 Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi 114

IV.4.3.2.5 Nguyên công 5: Gia công các biên dạng trên mặt C 115

IV.4.3.2.6 Nguyên công 6: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy 117

IV.4.3.2.7 Nguyên công 7: Mài mặt phẳng C của tấm khuôn trên 117

IV.4.3.2.8 Nguyên công 8: Gia công nguội toàn bộ tấm khuôn trên 118

IV.4.4 Qui trình công nghệ gia công lòng khuôn sau 119

IV.4.4.1 Trình tự công nghệ gia công lòng khuôn sau 119

IV.4.4.2 Thiết kế các nguyên công 120

IV.4.4.2.1 Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công 120

IV.4.4.2.2 Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thớc 140h7 121

IV.4.4.2.3 Nguyên công 3: Gia công chiều dài phôi đạt kích thớc 240h7 121

IV.4.4.2.4 Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 80 mm trên bề mặt bên B 122

IV.4.4.2.5 Nguyên công 5: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 65 mm trên bề mặt bên D 123

IV.4.4.2.6 Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ trên bề mặt C 124

IV.4.4.2.7 Nguyên công 7: Gia công nguội tấm phôi để ghép vào vỏ khuôn 124

IV.4.4.2.8 Nguyên công 8: Gia công biên dạng lòng khuôn sau 125

IV.4.4.2.9 Nguyên công 9: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy sản phẩm 126

IV.4.4.2.10 Nguyên công 10: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn sau 126

IV.5 Tính toán quá trình cắt gọt khi gia công vật liệu 126

IV.5.1 Chế độ cắt khi khoan lỗ có đờng kính d(mm) 127

IV.5.2 Chế độ cắt khi phay rãnh 130

IV.5.3 Chế độ cắt khi phay mặt phẳng 132

IV.5.3.1 Chế độ cắt khi phay mặt phẳng sử dụng dao phay ngón 132

IV.5.3.2 Chế độ cắt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu 135

IV.5.4 Chế độ cắt khi doa lỗ sau khi khoan 137

IV.6 Thiết kế đồ gá cho tơng ứng với mỗi nguyên công 139

IV.6.1 Chọn cơ cấu êtô để cố định phôi 141

IV.6.1.1 Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá 141

IV.6.1.2 Xác định phơng pháp định vị: 142

IV.6.1.3 Xác định phơng chiều và điểm đặt lực của lực kẹp chặt 142

IV.6.1.4 Tính toán lực kẹp W cần thiết 143

IV.6.1.5 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá CT 145

IV.6.2 Đồ gá là thanh kê và Bulong-đai ốc 146

IV.6.2.1 Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá 146

IV.6.2.2 Xác định phơng pháp định vị: 147

IV.6.2.3 Xác định phơng chiều và điểm đặt của lực kẹp chặt 147

IV.6.2.4 Tính toán lực kẹp W cần thiết 147

IV.6.2.5 Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá CT 150

IV.7 Các lu ý trong quá trình tính toán ,thiết kế, chế tạo hai cụm lòng khuôn 151

IV.8 Chơng trình sử dụng để điều khiển máy gia công 152

IV.8.1 Chơng trình cho nguyên công 1 153

IV.8.2 Chơng trình cho nguyên công 2 154

IV.8.3 Chơng trình cho nguyên công 3 154

IV.8.3.1 Chơng trình phay hốc chữ nhật (240x140x40mm) 154

IV.8.3.2 Chơng trình phay 4 hốc lắp nêm côn 156

IV.8.3.3 Chơng trình khoan 8 lỗ f20 sâu 43,5 mm 157

IV.8.3.4 Chơng trình khoan 8 lỗ f10,5 sâu 55 mm 158

IV.8.4 Chơng trình cho nguyên công 4 159

IV.8.4.1 Chơng trình khoan 4 lỗ f11,5 sâu 45mm 159

IV.8.4.2 Chơng trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8 160

IV.8.4.3 Chơng trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8 161

IV.8.5 Chơng trình cho nguyên công 5 163

IV.8.5.1 Chơng trình khoan 18 lỗ f7,8 sâu 45 mm 163

IV.8.5.2 Chơng trình doa 18 lỗ f8 sâu 45 mm 165

Chơng V Lắp đặt, Bảo dỡng và bảo quản khuôn 167

Tài liệu tham khảo: 170

Nội dung Đề tài tốt nghiệp.

Đề: - Thiết kế khuôn ép nhựa: Sản phẩm khay nhựa làm đá

- Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công hai lòng khuôn

- Tìm hiểu công nghệ gia công xung định hình.

Các nhiệm vụ cần giải quyết.

A Thuyết minh và tính toán.

Mở đầu.

Chơng 1 Tổng quan về chất dẻo POlymer.

1.1 Giới thiệu chung về chất dẻo Polymer

1.2 Phân tích các điều kiện kỹ thuật của sản phẩm

1.3 Đặc điểm của chất dẻo Polypropylen (PP).

Chơng 2 Tổng quan về công nghệ làm khuôn

2.1 Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa

2.2 Giới thiệu chung về khuôn

2.2 Trình tự thiết kế, đặc điểm của công nghệ chế tạo khuôn

2.3 Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa phù hợp với sản phẩm

2.4 Thiết kế sơ bộ về kết cấu của khuôn ép nhựa

Chơng 3 Tổng quan về gia công tia lửa điện.

3.1 Giới thiệu chung về phơng pháp gia công tia lửa điện

3.2 Khả năng công nghệ của phơng pháp gia công tia lửa điện

3.4 Các thống số điều khiển quá trình xung định hình

3.5 Chất lợng bề mặt gia công

3.6 Vật liệu sử dụng làm điện cực

3.7 Chất điện môi trong gia công tia lửa điện

3.8 Xu hớng phát triển trong tơng lai của gia công bằng tia lửa điện

Chơng 4 thiết kế và lập qui trình công nghệ gia

công biên dạng lòng khuôn.

4.1 Xác định điều kiện kỹ thuật chung cần thiết cho khuôn

4.2 Lựa chọn vật liệu thích hợp cho các chi tiết có trong khuôn

4.3 Lập phơng án thiết kế và chế tạo lòng khuôn

4.4 Lập qui trình công nghệ gia công chế tạo biên dạng lòng khuôn.4.4.1 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn trớc.

4.4.2 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trớc

4.4.3 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn sau

4.4.4 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm lòng khuôn trớc

4.5 Tính toán quá trình cắt cắt lợng kim loại d

4.6 Thiết kế đồ gá kẹp chặt cho mỗi nguyên công

4.7 Thiết kế lập chơng trình điều khiển máy để thực hiện gia công

Chơng 5 lắp đặt, bảo dỡng và bảo quản khuôn.

B Các bản vẽ cần có.

 Bản vẽ sản phẩm nhựa cần chế tạo với đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật

 Bản vẽ lắp khuôn ép nhựa ở cả hai vị trí đóng và mở

 Bản vẽ tách các chi tiết có trong khuôn với đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật

(các chi tiết chính).

 Bản vẽ quy lồng phôi của hai long khuôn cần chế tạo

 Bản vẽ quy trình công nghệ gia công hai lòng khuôn

 Bản vẽ giới thiệu về công nghệ gia công xung định hình

Ngày giao nhiệm vụ: 08/02/2004.

Ngày hoàn thành: 05/05/2004.

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Gi¸o viªn híng dÉn

Th.S_NguyÔn HiÖp Cêng.

Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Giáo viên duyệt đồ án

PGS.TS_Trần Văn Địch.

Mở đầu.

Trớc đây, các sản phẩm đợc sản xuất nhờ công nghệ đúc áp lực, ép phun, ép

đùn, đột dập… nói chung và các sản phẩm nhựa nói riêng ít phát triển Do kiểudáng mẫu mã đơn điệu, ít xuất hiện trên thị trờng Bởi vì lúc đó lĩnh vực gia côngchế tạo khuôn cha có điều kiện phát triển do gặp phải khó khăn về trình độ khoahọc công nghệ của đội ngũ kỹ thuật

Ngày nay, con ngời không ngừng nghiên cứu khoa học nên đạt đợc cácthành tự nhất định trong các lĩnh vực: Vật liệu, điều khiển điện tử, cơ khí tự độnghoá… Cho nên đã chế tạo thành công đợc nhiều loại vật liệu mới có khả năng tạo

hình nhanh nhờ phơng pháp định hình (nh vật liệu polymer, composit …) mang )

các u điểm vợt trội về mặt vật lý,hoá học và kinh tế nên đợc sử dụng rất nhiều đểphục vụ nhu cầu sinh hoạt của con ngời Đồng thời nền cơ khí đã chế tạo thànhcông đợc nhiều chủng loại máy khả năng gia công chế tạo linh hoạt hơn nh: Máyphay CNC, máy tiện CNC, máy gia công tia lửa điện EDM… Các loại máy này

có các u điểm nổi trội hơn hẳn so với các loại máy gia công truyền thống nh:Phay, tiện, bào… ở các điểm sau:

- Chuyện động tạo hình của dụng cu cắt phong phú hơn

- Độ chính xác gia công và định vị của dụng cụ tốt hơn (cỡ phần nghìn).

- Độ cứng của vật liệu cần gia công chế tạo hầu nh không hạn chế

- Việc thiết lâp chơng trình để máy gia công đợc các bề mặt định hình mộtcách tự động diễn ra nhanh tróng và thuận lợi hơn nhờ sự hỗ trợ của máy tính

điện tử

…………

Cho nên lĩnh vực khuôn mẫu đã có điều kiện phát triển nhanh và mạnh, để

đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng của con ngời trên thị trờng Do con ngời ngàynay càng ngày càng quan tấm tới hình thức và mẫu mã của sản phẩm họ sử dụng

Đứng trớc tình hình đó các đơn vị sản xuất kinh doanh muốn sản phẩm của họlàm ra có thể cạnh tranh tốt trên trên thị trờng thì ngoài việc nâng cao chất lợng

và giảm giá thành cho sản phẩm thì việc tạo mẫu hay thay đổi mẫu mã cũng làcông việc rất cần thiết

Do đó việc nghiên cứu và tìm hiểu về công nghệ chế tạo khuôn mẫu mẫu làmột nhu cầu cấp bách đối với ngời kỹ s công nghệ chế tạo máy sắp ra trờng nh

em, để tạo điều kiện thuận lợi việc xin việc làm Hơn nữa đây là công việc sángtạo không lặp lại, đòi hỏi ngời thiết kế phải có kiến thức cơ bản và trắc chắn vềcông nghệ chế tạo gia công ra sản phẩm cơ khí Vậy vấn đề thiết kế và chế tạo

khuôn mẫu là một đề tài hay rất phù hợp với nội dụng đồ án ttốt nghiệp cho mộtsinh viên năm cuối chuyên ngành công nghệ chế tạo máy nh em

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo, giúp đỡ rất nhiệt tình của

giáo viên hớng dẫn Th.S_Nguyễn Hiệp Cờng và thầy duyệt đồ án

PGS.TS_Trần Văn Địch cùng các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ

chế tạo trờng đại học Bách Khoa – Hà Nội và các kỹ s trong trung tâm khuôn mẫu và máy CNC thuộc viện Máy và Dụng cụ Công Nghiệp, đến nay

em đã hoàn thành xong toàn bộ nội dung của đồ án tốt nghiệp đã đợc giao Tuy nhiên do kinh nghiệm thực tế trong sản xuất còn hạn chế, nên trong quá trình tính toán và thiết kế vẫn cha lờng hết đợc các yếu tố sẽ nẩy sinh trong sản xuất thực tế, cho nên sẽ gặp phải những sai sót nhất định Em rất mong đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng góp ý kiến của các bạn để em đợc hiểu rõ vấn đề này hơn.

Sinh viên thực hiện

Chu Quốc Hiếu

Chơng I Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer.

I.1 Giới thiệu về vật liệu chất dẻo Polymer

Chất dẻo có thể đợc định nghĩa nh sau: Vật liệu dẻo là loại vật liệu có thể

nung nóng cho mềm ra nhiều lần sau khi nguội Nó có thể đợc phun vào khuôn,

đợc nghiền vụn lại và lập lại quá trình đó một số lần Tất nhiên là vật liệu dẻo sẽ

bị mất phẩm chất (độ bền, cơ tính…) khi quá trình đó lặp đi lặp lại nhiều lần Vậychất dẻo là loại vật liệu bao gồm:

- Chất cao phân tử: là các hợp chất hữu cơ mà tính chất cơ lý của nó chỉ thay

đổi chút ít trong khi đại phân tử của nó tiếp tục tăng

- Các chất độn gia cờng (Dạng bột, dạng sợi …) nhằm tăng cờng cơ tính cho )

vật liệu

- Chất phụ gia tăng cờng phù hợp cho mục đích sử dụng (Chất ổn định, chất

- Chất tạo màu sắc cho sản phẩm để đáp ứng nhu cầu ngời sử dụng về mặtcảm quang

I.1.1 Phân loại chất dẻo.

- Vật liệu vô định hình: Vật liệu dẻo vô định hình có thể dễ dàng nhận

thấy bởi các tính chất cứng trong suốt của nó Ngoài ra nó có màu sắc tự nhiên làmàu trắng nh nớc hoặc gần nh màu cát vàng hoặc màu mờ đục Loại vật liệu này

có độ co rút rất nhỏ chỉ bằng 0,5  0,8% Một vật liệu thuộc dạng này có tên

th-ơng mại là: Polycarbonate (PC), Styrene Acrylonitrile (SAN), Polystyrene (PS),

Polymethylmethacrylate … Chúng đợc sử dụng rất thông dụng cho các mặt côngnghiệp và gia dụng đòi hỏi độ trong suốt cao

- Vật liệu tinh thể: Loại vật liệu nhiệt dẻo này thờng cứng và bền dai về

đặc tính nhng thờng không trong suốt do cấu trúc tinh thể đã gây cản trở cho sự điqua của ánh sáng Các vật liệu này thờng đợc sử dụng trong công nghiệp làm đồ

gia dụng Bao gồm: Polypropylene (PP), Low density polyethylene (LDPE), High density polyethylene (HDPE)… Còn đối với một số lĩnh vực công nghiệp

thì các loại vật liệu sau đợc sử dụng thông dụng: Polyester (PBT PETP), Polyacetal (POM), Nylon …

Nhận thấy rằng sự phát triển của tinh thể của cả hai loại vật liệu nêu trên

đều đóng vai trò quan trọng tới sự thay đổi các tính chất của chúng ở Polyme vô

định hình thì tinh thể của chuỗi thiên về bất định còn các tinh thể thì lại có cấutrúc trật tự và đối xứng làm cho lực giữa các mắt xích có khả năng phát triển làm

cho tinh thể lớn lên chiếm hết khoảng trống Mức độ hình thành tinh thể (độ

trong suốt) của vật liệu dẻo phụ thuộc một phần vào tốc độ làm nguội trong quá

trình gia công Tốc độ nguội thấp sẽ tạo ra độ trong suốt cao hơn Do đó cácchuỗi polymer chuyển động có quy luật đòi hỏi quá trình làm nguội diễn ranhanh để ngăn cản chuyển động của chuỗi và ngăn cản sự phát triển của tinh thể.Tính chất của các vật liệu có thể bị thay đổi bởi sự sửa đổi trọng l ợng phân tử và

sự chia nhánh chuỗi Sự thay đổi nh thế sẽ có hiệu quả không chỉ đòi với các tínhchất cơ học mà còn ảnh hởng tới quá trình điền đầy khuôn của vật liệu

- Chất dẻo nhiệt dẻo: Là loại vật liệu dới tác dụng của nhiệt hoặc dung môi

thì nó nóng chảy hoặc hoà tan Khi làm nguội hoặc làm bay hơi dung môi thì nó

trở lại trạng thái rắn (Loại này có khả năng tái sinh đợc).

- Chất dẻo nhiệt rắn: Là loại vật liệu mà nguyên liệu ban đầu sẽ nóng cháy

và hoà tan đợc khi có nhiệt độ hoặc dung môi tác dụng Nhng khi gia công thànhsản phẩm hoặc bán sản phẩm thì nó chuyển sang trạng thái rắn, không nóng chảy

và hoà tan nữa (Loại này không có khả năng tái sinh đợc) Sở dĩ có hiện tợng đó

vì trong quá trình gia công dới tác dụng của nhiệt độ và các nhân tố hoá học đợctrộn trong nguyên liệu ban đầu, chúng gây ra phản ứng hoá học với nhau gọi làphản ứng khâu mạch Năng lợng cần để phá vỡ liên kết hoá học này có khi lớnhơn năng lợng cần thiết để phá huỷ vật liệu

- Cấu trúc của nhiệt dẻo ở dạng sợi: Sợi trơn và sợi phân nhánh

- Cấu trúc của nhiệt rắn ở dạng lới: lới phẳng và lới không gian

I.1.2 Cơ sở hoá học của chất dẻo.

VD: Hình thành chất dẻo Polypropylene (PP).

Ban đầu các đơn vị cơ sở hình thành nên của chất dẻo Polypropylene (PP) làpropylen (CH2= CH - CH3) tồn tại độc lập Dới tác dụng của điều kiện môi trờng

xung quanh (Nhiệt độ, áp suất và các chất hoá học khác) các đơn tinh thể đó liên kết lại với nhau tạo thành một đa tinh thể (Quá trình này gọi là Polymer hoá).

Nếu coi đơn tinh thể là một mắt xích thì đa tinh thể chính là một chuỗi các mắtxích đợc ghép lại với nhau

Hình I-: Sơ đồ hình thành một mạch polymer thẳng loại đơn giản

* Các thông số công nghệ của chất dẻo.

 Phân tử lợng và độ trùng hợp:

Đây là hai đại lợng phụ thuộc và ảnh hởng tới nhau

VD: PE có phân tử lợng trung bình M = 56000 đơn vị còn phân tử khíEtylen = 28 đơn vị Nh vậy mức độ trung hợp sẽ là nTH = 56000/28 = 2000

Nh vậy cùng một loại Polyme (Cao phân tử) thì khi phân tử lợng tăng thì tất

cả các tính chất cơ lý: độ bền hoá học, độ bề khí hậu, độ bền cơ học đều tăngtheo Tuy nhiên khi phân tử lợng tăng lên thì độ nhớt của phân tử khi nóng chảycũng tăng theo sẽ làm cho quá trình gia công khó khăn hơn

- Tỷ trọng  (g/cm 3 ) là đại lợng sử dụng để xác địch xem vật liệu dẻo ở

dạng hạt hay dạng bột Đại lợng này đợc sử dụng trong tính toán công nghệ vàthiết kế khác

- Hệ số lèn chặt  của một chất dẻo đợc sử dụng để tính toán kích thớc cần

thiết cho khoang nạp nhiên liệu Hệ số lèn chặt đợc xác định bởi tỉ số giữa thể

tích (hoặc khối lợng) của vật liệu trớc gia công với thể tích (hoặc khối lợng) của

vật liệu đó sau khi đã thành sản phẩm

4 2 2 2

Trong đó: - V1 là thể tích của vật liệu trớc khi gia công

- V2 là thể tích của chính vật liệu sau khi gia công

Đây là một trong những đặc điểm cần phải biết của vật liệu dẻo khi muốnchế tạo sản phẩm từ chất dẻo Đặc trng này phụ thuộc vào mức độ trùng hợp, hìnhdạng của đại phân tử, tốc độ và nhiệt độ của dòng vật liệu khi nóng chảy Đợc

biểu thị quá hai chỉ số: Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index), giá trị K.

- Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index): Với nhiệt độ to xác định, áp suất xác

định trong khoảng thời gian 10 phút Ngời ta tiến hành ép chất dẻo nóng chảy quamột khe hẹp hình trụ với kích thớc chuẩn và tiến hành đo khối lợng vật liệu chảyqua đó Số chỉ MFI sử dụng để so sánh các nhóm vật liệu cơ sở cùng loại và dùng

để định hớng khi xác định các thông số công nghệ để gia công chất dẻo

- Chỉ số K: Giá trị này đặc trng cho phân tử lợng của Polyvinyclorid

(PVC) Nó thay đổi nh độ nhớt Nghĩa là giá trị K càng lớn thì phân tử lợng củaPCV càng lớn

Đối với chất dẻo nhiệt rắn thì với cùng một nhiệt độ mà ta có thể đo đợc đặctrng chảy thì quá trình tạo lới do phản ứng khâu mạch cũng xảy ra Khi nhiệt độtăng thì độ nhớt của vật liệu giảm đồng thời vật liệu tạo lới tăng Hai quá trìnhnày luôn đi đồng hành với nhau.

- Độ dài đờng chảy: Vật liệu từ một khoang trụ tròn đợc nung nóng và bị

ép vào một kênh bị thu hẹp lại trong cùng một điều kiện nhiệt độ, áp suất… nhnhau Ta tiến hành so sánh chiều dài các thanh đợc ép ra thanh nào có độ dài lớnthì đặc trng chảy của vật liệu đó càng tốt

- Đo thời gian chảy: Cách phổ biến nhất của phơng pháp này là tạo mẫu thử

có dạng hình cái chén Bằng phơng pháp ép ta chế tạo ra một chiếc chén rồi tiếnhành đo thời gian cần thiết để vật liệu đùn đầy khuôn Với các điều kiện nh nhauthời gian điền đầy khuôn của mẫu thử nào nhỏ hơn thì vật liệu đó có đặc trngchảy cao hơn

I.2 Điều kiện kỹ thuật cần có đối với một sản phẩm nhựa

Để sản phẩm nhựa, khay làm đá viên, có khả năng chế tạo đợc bằng phơngpháp đúc trong khuôn kim loại nhờ máy ép nhựa thì kết cầu của sản phẩm phảithoả mãn một số điều kiện nhất định sau

- Tỉ lệ giữa chiều cao và chiều dày của thành sản phẩm phải thích hợp để tạo

điều kiện dòng nhựa nóng chảy bơm vào lòng đầy khuôn dễ dàng

- Thành sản phẩm phải có góc nghiêng nhất định tạo điều kiện để sản phẩmthoát nhanh ra khỏi khuôn khi khuôn đợc mở ra, hạn chế bớt hiện tợng sản phẩm

bị dính vào lòng khuôn

- Chiều dày thành sản phẩm tại các vị trí chuyển tiếp không đợc chênh lệchnhau quá nhiều

…

Bảng I-: Chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo

TT Vật liệu Chiều dày nhỏ nhất

ớc trong kết cấu hoàn toàn phù hợp để chế tạo ra sản phẩm nhờ phơng pháp đúcphun trong khuôn kim loại

Hình I-: Hình dạng sơ bộ của sản phẩm cần chế tạo.

Căn cứ thực tế sản xuất, ta nhận thấy rằng các cạnh của viên đá nếu là gócnhọn (90o) thì việc gia công gặp rất nhiều khó khăn Cho nên để việc quá trình giacông chế tạo sản phẩm đợc thuận lợi thì các cạnh viền của khay đá nên có dạngcung tròn có bán kính thích hợp với kích thớc của dụng cụ cắt

Hình I-: Hình dạng của sản phẩm nhựa cần chế tạo.

Các thông số chính xác về kích thớc tham khảo bản vẽ chi tiết sản phẩmtrang sau (A3)

* Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm nhựa nh sau:

- Sản phẩm sau khi bơm đạt hình dạng tốt nhất mà tốn ít công sửa lại nhất

- Sản phẩm sau khi bơm không tồn tại khuyết tật nhất nh: cong vênh, rỗ khí,vật phun bị ngắn, có tồn tại đờng hàn, hõm co…

- Cơ tính ổn định ở nhiệt độ thấp –100C

- Không gây độc hại cho ngời sử dụng

- Sử dụng loại vật liệu thông dụng nhất

Căn cứ vào các đặc tính đó ta chọn vật liệu để chế tạo khay đá là nhựa PP có

độ co ngót là 1,6 % Căn cứ vào đó để thiết kế hình dạng khuôn để sau khi ép tạo

ra sản phẩm đạt yêu cầu

I.3 Đặc điểm công nghệ của nhựa Polypropylen (PP).

Polypropylen (PP) là loại polymer có dạng tinh thể Trong quá trình chế

tạo các nhà sản xuất đã tạo ra polypropylen có cấu trúc điều chỉnh lập thể, cácmạch đại phân tử của nó có cấu trúc cân đối gọn

PP có nhiệt độ nóng chảy là 160  175oC, bền vững với sự sôi có thể tiếnhành khử trùng ở nhiệt độ 120oC mà sản phẩm không bị biến dạng độ chịu lạnh

có thể xuống tới –65oC

 Tính chất hoá học

PP bền vững đối với các axit loãng, muối, kiềm , khó tan trong các dung

môi ở nhiệt độ thờng… Nhng tới nhiệt độ 90oC thì tính bền vững kém đi

 Tính chất cơ học:

Tính chất cơ học của PP phụ thuộc vào phân tử lợng, chữ lợng các pha có

quy luật, độ phân tán các pha có quy luật của nó

- Phân tử lợng của PP đợc xác định thông qua chỉ số chảy 0,2  5 (g/10’).

- Giới hạn bền kéo của PP phụ thuộc vào tốc độ chất tải Tốc độ kéo thấp thì

giới hạn bền tăng và ngợc lại

- Tính chất cơ học của PP cứng sẽ tăng nếu các sản phẩm của nó đợc kéo

định hớng

và không gây độc hại cho ngời sử dụng Nên rất thích hợp làm các sản phẩm giadụng

Bảng I-: Thông số kỹ thuật của một số chất dẻo thông dụng nh sau:

Nhựa Tên gọi Nhiệt độ khuôn Nhiệt độ tại vòi phun Nhiệt độ phá huỷ Độ co ngót %

PP Polypropylene 10  80 ( o C) 220  235 ( o C) 280 ( o C) 1,0  2,0

I.3.2 ứng dụng của PP.

PP có thể phối hợp với các loại vật liệu để gia công: Cao su tự nhiên hoặc

cao su nhân tạo và các loại vật liệu khác Ngời ta dùng máy chộn có bộ phậnnung nóng để phối hợp chúng rồi tạo hạt

Để ổn định PP ngời ta dùng các amin và muối công nghiệp Để tạo màu cho

sản phẩm ngời ta dùng hạt màu vô cơ hoặc hữu cơ để nhuộm màu cho sản phẩm

PP khi gia công.

- ống PP: Vật liệu dùng để làm ống có chỉ số chảy 0,5  3 g/10 phút, ống

có đờng kính f 25 150 mm Chúng đợc sử dụng để vận chuyển nớc nóng, chấtlỏng hoá chất… trong công nghiệp hoá học

- Màng và tấm: Màng PP có độ trong suốt ngang giấy bóng kính lại có độ

bền cơ học cao hơn đồng thời chịu đợc nớc

- Bọc dây điện: Sử dụng cho kỹ thuật điện, điện tử và những nơi có độ bền

nhiệt cao

- Sản phẩm dập nóng hoặc hút chân không từ các tấm PP có bề dày 0,2 3

mm Các sản phẩm này dùng cho công nghiệm hoá học, dệt, sơn, ô tô …

- Sản phẩm đúc để chế tạo các chi tiết máy và đồ dùng phục vụ đời sống

hàng ngày trong các lĩnh vực ô tô, xe máy, máy giặt, máy lạnh, điện thoại, máythực phẩm, máy tính …

- Tạo sợi do PP nhẹ, bền thích hợp sử dụng để bện cáp, lới đánh cá, túi lới,

thảm, dệt vải bọc trong công nghệ dệt vải…

- Tạo lớp phủ bảo vệ cho các chi tiết chống ăn mòn của môi trờng.

Chơng II Tổng quan về công nghệ làm khuôn.

II.1 Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa

Ta đã biết rằng khuôn là một dụng cụ dùng để định hình cho một chủng

loại sản phẩm nhất định (hình dáng và vật liệu ), ở đây là sản phẩm nhựa Nó

đ-ợc lắp ráp từ nhiều chi tiết cơ khí khác nhau Khi khuôn đđ-ợc lắp với các bộ phận

cung cấp chuyển động thích hợp (máy ép nhựa …) ,nó sẽ có khả năng thực hiện )

đóng mở khuôn theo một chu kỳ xác định, để tạo ra đợc những khoảng khônggian hợp lý có tác dụng tạo hình cho sản phẩm hoặc tạo khoảng không gian cần

thiết để sản phẩm thoát ra khỏi khuôn một cách dễ dàng (Không phải ngừng máy,

mà năng suất ép ra sản phẩm nhựa rất cao

* Quy trình ép ra một sản phẩm nhựa trên máy ép nhựa nh sau:

Hình II-: Trình tự ép sản phẩm trên máy ép nhựa nằm ngang

Ban đầu hệ thống thuỷ lực của máy ép nhựa thực hiện chuyển động đóngkhuôn để tạo ra khoảng không gian đóng kín, lúc này dòng nhựa đã đợc cụm hoá

dẻo (Xylanh hoặc Piston) hoá lỏng bơm vào có nhiệt độ và áp suất cao chảy qua

cuống phun vào khuôn thực hiện công việc điền đầy lòng khuôn Cụm đóng

khuôn của máy ép vẫn phải tác dụng vào khuôn một lực lớn (lực kẹp khuôn) để không có một chút chất dẻo nào đợc chảy ra tại bề mặt phân khuôn (gây tổn thất

nhựa và tạo phế phẩm)

Trên cơ sở phân cách nhiệt độ giữa lòng khuôn và cụm hoá dẻo, cả hai đều

có mức nhiệt độ rất khác nhau Liên kết này chỉ đợc duy trì một lúc cho đến khichất dẻo lỏng không còn khả năng chảy nữa Bởi vì sau khi nhựa đã đợc bơm vào

lòng khuôn thì hệ thống làm mát ( không khí, nớc, dung dịch làm mát …) hoạt )

động thực hiện công việc làm nguội nhựa, làm cho quá trình nhựa từ trạng thái

lỏng chuyển sang trạng thái rắn nhanh hơn (nâng cao năng suất làm việc) Do đó

mà sau khi điền đầy khuôn nhựa bắt đầu đông cứng lại, khi đó thể tích của sản

phẩm sẽ bị co lại (phụ thuộc vào hệ số co ngót của vật liệu) Do đó để tạo ra sản

phẩm có hình dạng đúng theo yêu cầu thì bằng cách ép tiếp và bơm nhựa điền

đầy tiếp thì thể tích thiếu hụt do co ngốt nhựa sẽ đợc bổ xung thêm Cho nên phảiduy trì áp lực lên chất dẻo cho đến lúc nó đông cứng lại

Vì quá trình hoá dẻo nhựa từ trạng thái rắn sang lỏng cần một thời gian nhất

định, trục xoắn vít thực hiện việc ép chất dẻo vào lòng khuôn nhờ thực hiệnchuyển động quay Do đó để tạo ra từng liều lợng nhằm làm chảy nó và xếp đặttrớc khi bơm vào khuôn, trục xoắn tạo ra khoảng không gian trống bằng cách trợtlùi lại trong lòng Xylanh phun bằng chuyển động tịnh tiến dọc trục Khi sảnphẩm đợc làm đông lại cụm hoá dẻo sẽ chuyển động rời khỏi khuôn nhờ đó màchất dẻo ở đầu vòi phun không bị đông đặc lại Cụm đóng khuôn vẫn tiếp tục duytrì lực ép khuôn cho đến khi sản phẩm đông đặc tới mức có thể tống ra ngoài đợcchuyển động mở khuôn kết hợp với hệ thống chốt đẩy Quá trình đợc tiếp tục đểchế tạo sản phẩm tiếp theo

*) Tóm lại chu kỳ hoạt động của máy ép tạo ra một sản phẩm nh sau:

- Khung kẹp thực hiện đóng chặt khuôn

- Vật liệu dẻo đã đợc hoá dẻo từ trớc đợc bơm vào lòng khuôn

- áp lực tiếp tục duy trì (áp lực giữ).

- Tại thời điểm này trục vít tiếp tục chuyển động quay để hoá dẻo vật liệuchuẩn bị cho lần bơm tiếp theo

- Khi đó chất dẻo bắt đầu nguội nhờ hệ thống làm mát của khuôn

- Mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài

II.2 Giới thiệu chung về khuôn

Khuôn là một dụng cụ dùng để định hình cho một sản phẩm nhựa Nó đợc

thiết kế sao cho có thể đợc sử dụng cho một số lợng lớn chu trình để gia công rasản phẩm thoả mãn yêu cầu cho trớc

Kích thớc và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thớc và hình dáng của

sản phẩm Số lợng sản phẩm cần đợc chế tạo ra từ một bộ khuôn (Số lần ép, số

trình thiết kế khuôn Bởi vì đối với dạng sản xuất nhỏ thì không cần đến loạikhuôn có nhiều lòng khuôn hoặc có kết cấu đặc biệt Các yếu tố đó có ảnh hởngtrực tiếp tới giá thành của khuôn cũng nh là giá thành của sản phẩm cần chế tạotrên khuôn đó

II.2.1 Các thuật ngữ kỹ thuật cơ bản.

- Khuôn: là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ráp lại với nhau, ở đó nhựa đợc

bơm vào, đợc làm nguội, rồi sản phẩm đợc đẩy ra Sản phẩm đợc tạo hình giữahai phần của khuôn Khoảng trống giữa hai phần đó đợc điền đầy bởi nhựa và nó

sẽ mang hình dạng của sản phẩm cần chế tạo

- Một phần của khuôn lõm vào sẽ xác định hình dạng bên ngoài của sản

phẩm đợc gọi là lòng khuôn, còn phần lồi ra xác định hình dạng bên trong của sản phẩm gọi là lõi khuôn.

- Đờng phân khuôn (mặt phân khuôn) là mặt phẳng phần tiếp xúc giữa

lòng khuôn và lõi khuôn

*) Ngoài lõi khuôn và lòng khuôn thì còn có các bộ phận cơ bản sau:

- Tấm kẹp phía trớc: kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun

- Tấm khuôn phía trớc: là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong vàphần ngoài của sản phẩm

- Tấm khuôn phía sau: là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong

và phần ngoài của sản phẩm

- Tấm kẹp phía sau: kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy ép phun

- Tấm đỡ: giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài

- Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm

đẩy hoạt động đợc

- Tấm giữ: Giữ chốt đẩy với tâm đẩy

- Vòng định vị: Bảo đảm vị trí thích hợp của vòi phun với khuôn

- Chốt dẫn hớng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn

- Bạc dẫn hớng: Để tránh mài mòn dẫn tới làm hỏng nửa khuôn sau

- Bạc mở rộng: Cùng với bạc để tránh mài mòn làm hỏng tấm kẹp phía saukhối ngăn và tấm đỡ

Mặt phân khuôn

(Hình 1)

Lõi khuôn Lòng khuôn Khoảng trống

- Bộ định vị: Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần chuyển động và phần cố

định của khuôn

- Chốt hồi về: làm cho chốt đẩy có thể quay trở lại khi khuôn đóng lại

- Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khi khuôn mở

- Bạc dẫn hớng chốt: để tránh mài mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tám giữ

do chuyển động tơng đối giữa chúng

- Chốt đỡ: Dẫn hớng chuyển động và đỡ cho tấm đỡ tránh khỏi bị congvênh do áp lực cao

- Bạc cuống phun: nối giữa vòi phun và kênh nhựa với nhau qua tấm kẹpphía trớc và tấm khuôn trớc

Đây chỉ là các chi tiết hay đợc sử dụng trong một bộ khuôn, ngoài ra tuỳtheo độ phức tạp của khuôn mà sử dụng thêm bộ phận khác nh: Van dầu, vankhí… hoặc bớt đi một số chi tiết nào đó để khuôn hoạt động hiệu quả nhất (Tham khảo trong bản vẽ lắp khuôn).

II.2.2 Các loại khuôn phổ biến.

Kết cấu của khuôn thờng gồm hai phần, một phần ở phía vòi phun nó đợcbắt chặt, cố định với máy ép nhựa gọi là tấm khuôn trớc, phần còn lại đợc ở phía

hệ thống đẩy, khi hoạt động nó thực hiện chuyển động đóng mở khuôn gọi là tấmkhuôn sau Tuỳ theo kết cấu của tấm khuôn trớc và sau cũng nh là cách thực hiệnchuyển động đóng mở khuôn khi làm việc mà có các loại khuôn phổ biến sau:

- Khuôn hai tấm: Là loại khuôn chỉ gồm hai phần khuôn trớc (phần khuôn

đợc lắp cố định trên máy ép nhựa) và khuôn sau (phần thực hiện chuyển động tịnh tiến thực hiện công việc đóng mở khuôn) Đây là loại khuôn có kết cấu đơn

giản (giá thành thấp) đợc sử dụng rộng rãi để chế tạo các sản phẩm có kích thớc

nhỏ, sử dụng ít miệng phun, hình dạng đơn giản, sản lợng chế tạo ít…

Hệ thống dẩy

Lòng khuôn

(Hình 2)

phun

Bạc cuống

Lõi Tấm di động Tấm cố định

Hình II-: Kết cấu của khuôn ép nhựa hai tấm

- Khuôn ba tấm: Hệ thống này gồm có các bộ phận sau: Khuôn trớc,

khuôn sau và hệ thống thanh đỡ Nó có khả năng tạo ra hai vùng không gian khi

đóng mở khuôn Một vị trí mở để lấy ra sản phẩm còn một vị trí mở dùng để lấykênh nhựa

Nhợc điểm của dạng khuôn này là khoảng cách giữa vòi phun của máy épnhựa với lòng khuôn cần bơm nhựa vào khá dài, làm giảm áp lực của dòng nhựa

từ vòi phun vào lòng khuôn và lợng nhựa phế phẩm tiêu tốn ở hệ thống kênh dẫnnhựa lớn

- Khuôn nhiều tầng đợc chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp (nghĩa là sử

dụng cho các loại máy có kích thớc nhỏ giảm tiền vốn đầu t vào máy), nhờ sử

dụng đợc hệ thống đẩy ở cả hai nửa khuôn Do đó vẫn giữ đợc giá thành sảnphẩm hạ trong khi có thể sản xuất đợc một số lợng sản phẩm lớn

Lòng khuôn Lòng khuôn

(Hình 4)Hình II-: Kết cấu của khuôn ép nhựa nhiều tầng

Ngoài các vấn đề đã trình bày ở trên thì trong quá trình thiết kế khuôn tacũng cần quan tâm giải quyết tới một số vấn đề sau:

- Hệ thống kênh dẫn nhựa phải giải quyết nh thế nào ?

- Hệ thống làm mát khuôn thiết kế nh thế nào ?

- Cần phải thiết kế chế tạo bộ phận, chi tiết nào? còn chi tiết nào thì muatheo tiêu chuẩn ?

Đây là các yếu tố ảnh hởng trực tiếp tới giá thành chế tạo khuôn, đồng thờichúng cũng ảnh hởng trực tiếp tới năng suất và chất lợng của sản phẩm đợc ép ratrên khuôn ta thiết kế

II.3 Trình tự thiết kế, đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn

II.3.1 Trình tự thiết kế khuôn.

Để hạn chế bớt sự bất cập giữa nhu cầu từ phía khác hàng và điều kiện sảnxuất thực tế tại nhà máy, tăng hiệu quả của công việc thiết kế Ta nên lập ra mộttrình tự các công việc cần phải tiến hành sau khi nhận đợc các số liệu về đơn đặthàng, để có thể thiết kế và chế tạo ra một sản phẩm khuôn đạt yêu cầu

Số liệu về máy phun nhựa.

Loại khuôn cần chế tạo

Thiết kế cơ khí.

Độ co ngót của nhựa.

Vật liệu chế tạo khuôn.

Lòng khuôn và lõi khuôn.

Hệ thống tháo khuôn.

Dẫn huớng và định tâm.

Sự thoát khí

Các chi tiết ghép nối.

Thiết kế từng phần, số l ợng, vật liệu sản phẩm, gia công tinh.

áp lực phun, lực kẹp, dung tích bơn, khích th ớc các tấm

Khuôn bình th ờng, khuôn có cắt sâu.

Thiết kế nguyen lý: độ dày các tấm, phân bố các lỗ

Xác định tính chất của vật liệu, độ dày thành

Loại vật liệu của từng chi tiết, độ cứng, độ nhẵn

Tròn, hình thang, biến thể, nửa tròn, kênh dẫn nhựa nóng hoặc lạnh Trực tiếp hoặc gián tiếp, thiết kế bạc phun, núm phun

Số l ợng lòng khuôn, sự bố trí, vị trí

Liên khối hay lắp ghép, lăp ghép thứ cấp và thiết kế lắp ghép

Màng, vòng, đ ờng phun, l ỡi, bản, chậu, chốt

Hình II-: Trình tự công việc khi thiết kế khuôn ép nhựa

II.3.2 Đặc điểm của công nghệ sản xuất khuôn.

Điểm nổi bật nhất của công nghệ sản xuất khuôn mẫu là thuộc dạng sảnxuất đơn chiếc, loạt nhỏ Bởi vì khuôn dùng để định hình cho một loại sản phẩm

có hình dạng, vật liệu đã đợc xác định từ trớc Cho nên khi mà sản phẩm có sựthay đổi một trong hai yếu tố: hình dạng hoặc vật liệu thì ngay lập tức khuôn cũkhông sử dụng đợc nếu muốn sử dụng tiếp thì cần phải tiến hành gia công sửachữa lại khuôn, chi phí cho công việc nay không nhỏ

Hơn thế trong khuôn lại có các chi tiết, bộ phận đòi hỏi có biên dạng cần

chế tạo rất phức tạp (hình dạng của sản phẩm phức tạp: mặt định hình, lỗ, rãnh

hẹp lại sâu …) , đồng thời lại đòi hỏi rất cao về chất lợng sau gia công giữa các )

các chi tiết với nhau (do phải lắp ráp), giữa các vị trí cần gia công khác nhau trên

cùng một sản phẩm… Cho nên máy móc sử dụng để gia công chế tạo trong lĩnhvực khuôn mẫu không những có độ linh hoạt và vạn năng mà cao đồng thời độchính xác đạt đợc sau khi gia công cũng phải tốt Điều này nếu chỉ sử dụng cácbiện pháp công nghệ truyền thống nh là: Phay, tiện, bào, mài, đúc, hàn, rèn … thì

để gia công chế tạo đợc sản phẩm khuôn đạt yêu là rất khó khăn, thậm chí làkhông thể gia công đợc, nếu gia công đợc thì bài toán kinh tế cũng không chophép

Thế nhng nhờ áp dụng đợc các thành tựu mới từ các ngành khoa học nh:

Điện tử, vật lý, toán học, vật liệu …vào ngành cơ khí Đã tạo ra đợc các phơngpháp gia công mới nh là: Gia công tia lửa điện, gia công tia nớc, gia công bằngLaze…hay là các máy công cụ có khả năng linh hoạt hơn nh: Máy NC (máy điều

khiển số); Máy CNC (máy điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính); Máy gia

công bằng phơng pháp phóng tia lửa điện (máy cắt dây, máy gia công xung …) … )

Nhờ sử dụng các loại máy đó ta có thể gia công đợc bề mặt định hình phức tạp,

có độ chính xác cao hay là các loại vật liệu có độ cứng cao mà các biện pháptruyền thống khó hoặc không thể gia công đợc

II.4 Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa

Ta đã biết rằng sản phẩm nhựa ta cần chế tạo có dạng tấm bề dày nhỏ 1mmtrong khi diện tích bề mặt của sản phẩm cần điên dầy nhựa khá lớn Cho nên đểnhựa dẻo có thể điền đầy đợc toàn bộ lòng khuôn để khi nguội tạo ra đợc sảnphẩm đạt hình dạng và chất lơng theo yêu cầu thì dòng nhựa bơm cần có áp lực

mới đợc bơm đầy kín toàn bộ lòng khuôn)

Do đó trong quá trình bơm nhựa vào khuôn thì tấm khuôn sau luôn chịu một

lực đẩy bằng tích số của áp lực bơm (p) với diện tích bề mặt của sản phẩm (S)

cần ép ra Khiến cho khuôn có xu hớng chuyển động lùi lại sẽ tạo khe hở giữa hailòng khuôn làm cho nhựa bị phòi ra làm cho sản phẩm sau khi nguội có ba via

(gây tốn nhựa và tốn công để cắt ba vía sau này) Tỉ lệ ba ví này tuỳ thuộc vào

khe hở to hay bé Cho nên để tạo ra sản phẩm có hình dạng đẹp đồng thời tiêu tốnlợng nhựa và công lao động ít nhất thì ta phải chọn máy ép nhựa tạo lực hoá

khuôn (F) và áp lực bơm phù hợp

Tức là máy tốt nhất là máy có thể tạo ra lực khoá khuôn vừa đủ để sản phẩm

không có (hoặc có rất ít) ba ví dới áp lực của dòng bơm nhựa hoá dẻo đợc bơm

vào lòng khuôn Tuy nhiên lực khoá khuôn cũng không đợc thừa quá nhiều sẽ

tiêu tốn kinh phí việc mua máy và vận hành máy trong khi lại không sử dụng đợctriệt để khả năng công nghệ của máy.

Vậy ta phải lựa chọn máy tạo ra lực khoá khuôn thoả mãn điều kiện

Trong đó: - F là lực khoá khuôn của máy ép nhựa

- p là áp lực của dòng nhựa hoá lỏng bơm vào lòng khuôn

- S là diện tích của sản phẩm chiếu lên lòng khuôn sau

Căn cứ vào kích thớc của sản phẩm cần chế tạo ta có thể tính toán đợc lựckhoá khuôn cần thiết để cố định vị trí của các tấm khuôn trong quá trình bơmnhựa nh sau:

Căn cứ vào lực khoá khuôn cần phải có và tình trạng máy móc hiện có tạinơi sản xuất, ta sẽ chọn đợc máy phù hợp cho quá trình gia công ở đây em chọn

máy ép 160 tấn (Phù hợp với chỉ tiêu kinh tế nhất) để ép ra sản phẩm nhựa.

Trong quá trình ép sản phẩm để thử khuôn, căn cứ vào tình trạng thực tế củasản phẩm ta có các biện pháp xử lý thích hợp để sản phẩm đạt chất lợng Nếu sảnphẩm có tồn tại ba via thì sử dụng các biện pháp công nghệ để xử lý hệ thốngkênh dẫn nhựa để làm giảm áp lực bơm, còn nếu áp lực của dòng nhựa không đủ

để điền dầy khuôn thì ta chọn máy có lực khoá khuôn lớn hơn để tiến hành giacông nh là: 190 tấn hay là 260 tấn.

Bảng II-: Thông số kỹ thuật của máy TW-160 S II (Máy ép nhựa 160 tấn)

II.5 Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa

Để chế tạo ra đợc sản phẩm khuôn có khả năng làm việc tốt: Năng suất hoạt

động của khuôn cao, tỉ lệ phế phẩm ít, vật liệu sử dụng tiết kiểm… Thì trong quátrình thiết kế và chế tạo khuôn cần giải quyết tốt các vấn đề sau:

- Sử dụng tối đa các chi tiết trong khuôn đã đợc tiêu chuẩn hoá nh: Vành

định vị, bạc phun, chốt đẩy sản phẩm, chốt hồi, chốt dẫn hớng, kết cấu khuôn cósẵn … để rút ngắn thời gian và giảm chi phí cho quá trình chế tạo

II.5.1 Chọn mặt phân khuôn.

Mặt phân khuôn là bề mặt phân cách giữa hai nửa khuôn với nhau Nó đợc

lựa chọn làm sao để:

- Tạo điều kiện cho việc thiết kế và chế tạo hai lòng khuôn đợc thuận lợinhất trong điều kiện cụ thể.

- Hình dạng của sản phẩm sau khi ép ra có hình dạng đẹp nhất, tốn ítnguyên liệu nhất, tốn ít công sửa chữa nhất

- Sản phẩm sau khi làm nguội lấy ra nhanh và dễ nhất

II.5.2 Xác định hình dạng của lòng khuôn.

Hình dạng của lòng khuôn phải phù hợp với biên dạng của sản phẩm cầnchế tạo và bề mặt phân khuôn đã lựa chọn Cho nên căn cứ vào hình dạng và đặctính vật lý của vật liêu sử dụng để làm ra sản phẩm ta sẽ xác định đợc hình dạngcần thiết của mỗi lòng khuôn

bằng cách đem kích thớc của bề mặt chi tiết cần chế tạo nhân với hệ số tỉ lệ k =

1,016 ta sẽ xác định đợc kích thớc và hình dạng của mỗi lòng khuôn tơng ứng.

.07

Hình II-: Hình dạng của lòng khuôn sau.

Hình II-: Hình dạng của lõi khuôn trớc

Sau khi xác định kích thớc của biên dạng mà mỗi lòng khuôn cần phải có

Ta sẽ xác định đợc kích thớc của phôi thép dạng tấm có kích thớc phải >209,3x108,6x30,5 mm để chế tạo ra lòng khuôn Bởi vì trên tấm phôi ngoài biêndạng lòng khuôn còn phải thiết kế 1 số loại cơ cấu đặc biệt Do đó đối với tấm lõikhuôn thì lựạ chọn phôi có kích thớc 250x150x60 mm còn tấm phôi lòng khuôn250x150x50 mm

II.5.3 Hình dạng và kết cấu của hệ thống dẫn nhựa.

Đây là hệ thống vận chuyển trực tiếp nhựa từ vòi phun của trục vít (Piston

bơm nhựa) tới lòng khuôn Do đó chất lợng sản phẩm phụ thuộc rất nhiều vào hệ

thống cấp nhựa này

Kênh nhựa chính

Kênh nhựa

Cuống phun Lòng khuôn

Miệng phun

Hình II-: Sơ đồ hệ thống dẫn nhựa từ máy ép vào lòng khuôn

Hệ thống cấp nhựa cho khuôn gồm có các bộ phận chính nh sau:

- Cuống phun là chỗ nối giữa vòi phun của máy phun và kênh nhựa.

- Kênh nhựa là đoạn nối giữa cuống phun nhựa và miệng phun Kênh nhựa

phải đợc thiết kế sao cho bảo đảm đợc các yếu tố sau:

+ Chiều dài của kênh dẫn nhựa ngắn nhất có thể, để dòng nhựa dẻo có thểnhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà không bị tổn hao áp lực

+ Kích thớc và tiết diện của kênh dẫn nhựa phải đảm bảo chế tạo đợc dễdàng và đủ nhỏ để làm giảm lợng phế liệu và lợng nhựa trong lòng khuôn nhngcũng phải đủ lớn để lợng vật liệu điền đầy lòng khuôn một cách nhanh tróng

- Miệng phun là đoạn nối giữa kênh nhựa với lòng khuôn Theo hình dạng

và vị trí đặt miệng phu mà ngời có các loại miệng phun nh sau: Miệng phuncuống phun, miệng phun cạnh, miệng phun kiểu bằng, miệng phun kiểu đờngngầm, miệng phun kiểu điểm chốt, miệng phun kiểu cánh quạt, miệng phun kiểuvòng tròn, miệng phun kiểu tiền phòng… Tuỳ theo đặc điểm kết cấu của sảnphẩm mà chọn lựa kiểu miệng phun phù hợp để đảm bảo chất lợng của sản phẩm

đồng thời tốn ít công lạo động dành cho việc tách sản phẩm khỏi kênh dẫn nhựanhất

Do khuôn ta thiết kế ra để ép ra sản phẩm dạng tấm mỏng dày 1mm trongkhi dàixrộng là 209,3x108,71 (mm) Cho nên việc bơm nhựa ra sao để nhựa điền

đầy hoàn toàn lòng khuôn là một vấn đề cần phải giải quyết một cách thật hợp lý,nếu không tỉ lệ phế phẩm tạo ra là rất cao Để nhựa đợc bơm đầy lòng khuôn ta

có các cách giải quyết sau:

- Sử dụng dòng nhựa chảy lỏng có áp suất cao

- Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa có kết cấu hợp lý

Trong hai phơng pháp trên thì việc sử dụng phơng pháp thứ hai sẽ đem lạihiệu quả kinh tế cao hơn Bởi vì nếu sử dụng dòng nhựa có áp suất cao đồngnghĩa với việc cần phải có lực khoá khuôn lớn, cần phải sử dụng máy ép cỡ lớn

(Chi phí đầu t lớn) Trong khí đó phơng pháp thứ hai chỉ đơn thuần là xử lý công

nghệ về kết cấu

Từ các phân tích và đánh giá đó, ta chọn kết cấu kênh dẫn nhựa có kết cấu

nh sau:

- Kênh dẫn nhựa có tiết diện dạng hình thang, loại

tiết diện này dễ gia công chế tạo hơn do nằm hoàn toàn ở

một mặt phân khuôn

- Miệng phun nhựa từ kênh dẫn nhựa vào lòng khuôn

có dạng dạng điểm chốt (Tạo điều kiện cho việc giật đứt sản phẩm ra khỏi kênh

dẫn nhựa một cách tự động và dễ dàng) Ngoài ra nhờ việc sử dụng tới nhiều

điểm phun nhựa vào lòng khuôn, ta sẽ không cần tăng chiều dày của thành sảnphẩm, trong khi vật liệu vẫn có thể điền đầy và đồng đều cả lòng khuôn

Dạng cầu

Hình II-: Kết cấu của kênh dẫn nhựa sử dụng nhiều điểm phun

R

Chú ý: Việc đặt miệng phun nhựa vào vị trí thích hợp sẽ làm cho kết cấu

khuôn đơn giản hơn làm giảm chi phí chế tạo khuôn

II.5.4 Thiết kế hệ thống làm mát lòng khuôn:

Ta biết rằng năng suất và chất lợng của sản phẩm nhựa đợc ép ra chịu ảnh

h-ởng rất nhiều vào tốc độ nguội của khuôn (chính là thời gian cần thiết để nhựa

chuyển từ thể lỏng sang thể rắn) Bởi vì đối với chất dẻo nhiệt dẻo tốc độ nguội

quyết định tới tỉ lệ hình thành các pha tinh tể trong cấu trúc của nhựa làm thay

đổi cơ tính của nhựa Do đó để điều khiển nhiệt độ của khuôn và để thời gian làmnguội ngắn thì ta cần sử dụng hệ thống làm mát một cách hợp lý Điểm này rấtquan trọng vì thực tế là thời gian làm nguội chiếm 50-60% toàn bộ thới gian củachu kỳ chế tạo sản phẩm nhựa Vậy qua trình làm lạnh hợp lý mang lại hiệu quảkinh tế rất cao

Để điều khiển đợc nhiệt độ trong khuôn cần lu ý tới các vấn đề sau:

- Những kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt nhng phảichú ý tới độ bền cơ học của khuôn

- Đờng kính của các kênh làm nguội phải lớn hơn 8 mm và giữ nguyên nhvậy để tốc độ chảy của chất lỏng mát không đồng đều

- Nên chia hệ thống làm nguội ra làm nhiều vòng làm nguội để tránh cáckênh làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa đầu ra và

đầu vào làm quá tình làm nguội không hiệu quả

- Đặc biệt chú ý tới các biện pháp làm nguội đáy sản phẩm

- Chú ý tới tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn

Việc làm nguội từng bộ phận của khuôn nh: Tấm khuôn, lõi khuôn, chốtkhuôn, lòng khuôn… nh thế nào phải phụ thuộc kết cấu, kích thớc cụ thể củakhuôn cần chế tạo

II.5.5 Thiết kế hệ thống đẩy.

Chứa năng chính của hệ thống này là đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn mộtcách tự động khi máy ép thực hiện chuyển động mở khuôn Ngoài ra nhờ sử dụng

hệ thống đẩy, ta sẽ hạn chế bớt hiện tợng sản phẩm nhựa bị kẹt, dính trong lòngkhuôn Điều đó rút ngắn thời gian lấy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn làm năng suất

ép ra sản phẩm nhựa tăng, đồng thới nâng cao tuổi thọ làm việc của khuôn nêu hệthống này đợc thiết kế hợp lý

Để hệ thống đẩy làm việc đạt hiệu quả cao, trong quá trình thiết kế cần chú

ý tới các vấn đề sau.

- Khoảng đẩy (Ký hiệu A): Khoảng đẩy đợc lựa chọn để đến cuối hành

trình đẩy thì chiều cao của đỉnh chốt cao hơn bề mặt phân khuôn t = 5  10 mm

Chốt hồi

Chốt đẩy Sản phẩm

d

Hình II-: Quá trình đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn

Chú ý: Không nên chọn khoảng đẩy quá dài, điều đó sẽ làm yếu chốt đẩy

ảnh hởng tới khả năng làm việc chung của toàn bộ hệ thống đẩy

- Chốt hồi (Ký hiệu B): là chốt có tác dụng đa hệ thống chốt đẩy về vị trí

ban đầu trớc khi dòng nhựa lỏng đợc bơm vào lòng khuôn Nếu hệ thống chốt đẩykhông đợc đa về vị trí ban đầu thì hình dạng của sản phẩm sẽ bị ảnh hởng bởi cácchốt đẩy Hệ thống chốt đẩy và chốt hồi đợc lắp đặt nh hình vẽ sau:

Hình II-: Vị trí của chốt đẩy và chốt hồi

Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống đẩy cho khuôn cần chu ý giảiquyết tốt các vấn đề sau:

- Về lý thuyết thì phần đỉnh của chốt đẩy chỉ đợc nằm ngang so với bề mặtlòng khuôn, nhng trong thực tế đỉnh chốt có thể là trên hoặc dới 0,05 tới 0,1 mmtuỳ theo yêu cầu chất lợng của sản phẩm

- Kích thớc của chốt đảy cũng rất quan trọng, Kích thớc của chốt đẩy phụthuộc vào kích thớc của sản phẩm, nhng trong quá trình chế tạo cố gắng tránh sửdụng chốt có đờng kính < 3mm

- Thiết kế hệ thống đẩy phải bảo đảm là không đợc làm yếu khuôn sau

- Khi khuôn sử dụng để sản xuất từ 50.000 sản phẩm trở lên hoặc các sảnphẩm có hành trình đẩy dài hoặc cần sử dụng các chốt đẩy có kích thớc nhỏ thìnên có thêm các chốt dẫn hớng cho hệ thống đẩy.

- Để các chốt đẩy vào đúng vị trí cần phải có kiến thức vững vàng để sử lýcác trục trặc có thể xẩy ra do quá trình nhựa khi nguội bi cọ ngót gây ứng suất lêncác chốt đẩy

- Chiều dày của tấm đẩy phải đủ để khi chịu áp lực đẩy không bị uốn conglàm cho lực đẩy không đồng đều trên toàn bộ bề mặt của sản phẩm Độ dày củatấm đẩy xác định dựa vào diện tích bề mặt sản phẩm dự tính nh sau:

Bề mặt sản phẩm Độ dày tấm đẩy Bề mặt sản phẩm Độ dày tấm đẩy

- Khoảng đẩy là A = 45 mm, do sản phẩm có chiều cao  30 mm

- Chốt đẩy có dạng tròn có đờng kính f 8 mm

- Tấm đẩy dày 15 mm

II.5.6 Chọn kết cấu khuôn.

Do trên thị trờng có rất nhiều đơn vị tham gia công việc thiết kế và chế tạokhuôn mẫu để đáp ứng nhu cầu sử dụn từ thị trờng Điều đó làm cho nhu cầu sửdụng các phôi liệu tiêu chuẩn phục vụ cho nghành chế tạo khuôn mẫu cũng tăngtheo Cho nên trên thế giới đã có các nhà máy cơ khí chuyên chế tạo các chi tiết

đã đợc tiêu chuẩn hoá phục vụ cho ngành cơ khí nh: Khối khuôn cơ sở; vành địnhvị; Bạc cuống phun; Chốt đẩy sản phẩm… Có nh vậy thì thời gian gia công chếtạo khuôn mẫu mới đợc rút ngắn xuống trong khi vẫn bảo đảm yêu cầu kỹ thuậtchung của toàn bộ khuôn

Cho nên khuôn ta thiết kế ta cũng lựa chọn theo khói khuôn cơ sở đã đợctiêu chuẩn hoá từ trớc Căn cứ vào kích thớc của biên dạng lòng khuôn và lõikhuôn cần chế tạo cùng các kết cấu khác cần thiết cho khuôn nh: kết cấu của hệthống hệ thống kênh dẫn nhựa, hệ thống chốt đẩy sản phẩm, hệ thống dẫn dungdịch làm mát… ta chọn khuôn có dạng 3 tấm (Three Plate Type) theo tiêu chuẩn

của hãng LKM (Lung Kee Mould) có mã số là FAI 2735 có kích thớc và kết cấu

nh sau

Top Clamp Plate (TP)

Eject Plate (EP)

Bottom Clamp Plate (BP)

Straight Guide Bush

Shoulder Guide Bush

S1X GPX S3X RPX

Kích thớc của khôi khuôn cơ sở nh sau (đơn vị mm):

Chiều dày của các tấm khuôn chính A và B có thể lựa chọn nh sau:

Căn cứ vào kết cấu của khuôn ba tấm (đã đợc tiêu chuẩn hoá) cùng hình

dạng sơ bộ của các kết cấu khác trong khuôn nh là:

- Kết cấu của tấm áo khuôn trớc và sau

- Biên dạng lõi và lòng khuôn

- Hệ thống dẫn dung dịch làm mát để làm nguội vùng làm việc của khuôn

- Kết cấu của kênh dẫn nhựa vào lòng khuôn

- Hệ thống đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn

…

Cùng một số các chi tiết cơ khí khác ta có đợc hình dạng sơ bộ của khuôn

ép khay khay đá nhựa nh sau:

Hình II-: Kết cấu sơ bộ của khuôn ép nhựa.

Chức năng và hình dạng của mỗi loại chi tiết điển hình đã đợc sử dụng trongkhuôn nh sau:

1.Tấm sau: có tác dụng lắp ghép với hệ thống đẩy (thuỷ lực) của máy ép

nhựa nằm ngang (Qua hệ thống ngàm kẹp) Nhờ đó mà các tấm khuôn sau, trung

gia có thể thực hiện chuyển động đóng mở khuôn để tạo hình cho sản phẩm, đồngthới lấy sản phẩm ra sau khi đã nguội cứng

Hình dạng của chi tiết:

3 Chốt đẩy: có tác dụng đẩy sản phẩm nhựa sau khi đã đợc làm nguội có độcứng vững cần thiết ra khỏi lòng khuôn Tránh tình trạng chi tiết nhựa sau khi ép

bị kẹt lại trong lòng khuôn

Hình dạng của chi tiết:

Hình dạng của chi tiết:

6 Lòng khuôn sau: Là chi tiết rất quan trong nó mang hình dạng của sảnphẩm cần chế tạo, có vài trò cùng với lòng khuôn sau tạo ra khoảng không hợp lý

để tạo hình sản phẩm

Hình dạng của chi tiết:

7 Nêm côn: Có tác dụng dẫn hờng cho hai lòng khuôn trớc và sau vào đúng

vị trí cần thiết để tạo ra khoảng không hợp lý để tạo hình sản phẩm Đồng thờinêm côn là chi tiết có vai trò giữa hai lòng khuôn không bị xê dịch tơng đối vớinhau khi có áp lực bơm của dòng nhựa

Hình dạng của chi tiết:

8 Lòng khuôn trớc: Là chi tiết rất quan trọng có vài trò cùng với lòngkhuôn sau tạo ra khoảng không hợp lý để tạo hình sản phẩm.

Hình dạng của chi tiết:

9 Tấm khuôn trớc: là chi tiết có tác dụng lắp ghép với lòng khuôn trớc đểtạo ra khoảng không gian cần thiết tạo hình sản phẩm trong khi vẫn tiết kiệm đợcvật liệu làm lòng khuôn trớc

Hình dạng của chi tiết:

10 Tấm trung gian: là nơi lắp ghép các chi tiết phụ để tăng hiệu quả hoạt

động của khuôn Cụ thể là nơi lắp ghép chốt giật cuống có tác dụng giữ lại kênhnhựa sau khi đã đông cứng lại

11 Tấm trớc: dùng để kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun

Hình dạng của chi tiết: