Đề cương chi tiết: Thiết kế, chế tạo khuôn mẫu

Học phần này trang bị cho người học những kiến thức cơ bản về khuôn, mẫu và các loại khuôn phun ép nhựa để chế tạo sản phẩm. Cung cấp cho người học kiến thức và kỹ năng trong phân loại khuôn, đồng thời cung cấp cho người học các định hướng chính trong ứng dụng khuôn mẫu trong sản xuất công nghiệp. Trang bị kiến thức thiết kế, đường lối thiết kế và chế tạo hoàn thiện bộ khuôn, thiết kế qui trình công nghệ gia công khuôn.

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí

Trình độ đào tạo: Đại học Chương trình đào tạo: Công nghệ kỹ thuật cơ khí

Đề cương chi tiết học phần

1 Tên học phần: Thiết kế, chế tạo khuôn mẫu Mã học phần: MOLD431224

2 Tên tiếng Anh: Mold Design and Manufacturing

3 Số tín chỉ: 3 tín chỉ (3/0/6) (3 tín chỉ lý thuyết, 0 tín chỉ thực hành/thí nghiệm)

Phân bố thời gian: 9 tuần (5 tiết lý thuyết + 0*2 tiết thực hành + 10 tiết tự học/ tuần)

4 Các giảng viên phụ trách học phần

1/ GV phụ trách chính: ThS Trần Minh Thế Uyên

2/ Danh sách giảng viên cùng GD: ThS Trần Chí Thiên

5 Điều kiện tham gia học tập học phần

Môn học tiên quyết: Không

Môn học trước: Hình họa - Vẽ kỹ thuật; Dung sai kỹ thuật đo; Công nghệ CAD/CAM-CNC nâng cao

6 Mô tả tóm tắt học phần (Course Description)

Học phần này trang bị cho người học những kiến thức cơ bản về khuôn, mẫu và các loại khuôn phun ép nhựa để chế tạo sản phẩm Cung cấp cho người học kiến thức và kỹ năng trong phân loại khuôn, đồng thời cung cấp cho người học các định hướng chính trong ứng dụng khuôn mẫu trong sản xuất công nghiệp Trang bị kiến thức thiết kế, đường lối thiết kế và chế tạo hoàn thiện bộ khuôn; thiết

kế qui trình công nghệ gia công khuôn

7 Mục tiêu học phần (Course Goals)

Mục tiêu

(Goals)

Mô tả

(Goal description)

(Học phần này trang bị cho sinh viên)

Chuẩn đầu ra

CTĐT

G1 Kiến thức chuyên môn trong lĩnh vực công nghệ kỹ thuật khuôn

mẫu như: hệ thống dẫn hướng và định vị, hệ thống kênh dẫn nhựa,

hệ thống làm nguội, hệ thống thoát khí và hệ thống đẩy sản phẩm

trong khuôn phun ép nhựa

1.2, 1.3

G2 Khả năng phân tích, giải thích và lập luận giải quyết các vấn đề về

kỹ thuật khuôn phun ép nhựa

2.1, 2.2

G3 Kỹ năng làm việc nhóm, giao tiếp và khả năng đọc hiểu các tài liệu

kỹ thuật bằng tiếng Anh

3.1,3.2, 3.3

G4 Khả năng thiết kế, tính toán và lập quy trình công nghệ, gia công và

chế tạo các hệ thống trong khuôn phun ép nhựa

4.3, 4.4, 4.5

Trang 2

Chuẩn

đầu ra

HP

Mô tả

(Sau khi học xong môn học này, người học có thể)

CDIO

G1

Trình bày được phân loại các loại khuôn phun ép nhựa 1.2 Giải thích được nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật của các hệ thống trong

khuôn phun ép nhựa

1.3

G2

Trình bày được nguyên lý hoạt động của các hệ thống và bộ phận trong khuôn phun ép nhựa bao gồm hệ thống dẫn hướng và định vị, hệ thống kênh dẫn nhựa, hệ thống làm nguội, hệ thống thoát khí và hệ thống đẩy sản phẩm

2.2.1

Có khả năng tự tìm kiếm tài liệu, tự nghiên cứu và trình bày các nội dung chuyên ngành

2.2.3

G3

Có khả năng làm việc trong các nhóm để thảo luận và giải quyết các vấn

đề liên quan đến khuôn phun ép nhựa

3.1.1, 3.1.2, 3.2.6 Hiểu được các thuật ngữ tiếng Anh dùng cho khuôn phun ép nhựa 3.3.1

G4

Hiểu rõ quy trình để thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa 4.4.1 Chọn được loại khuôn cho sản phẩm cụ thể để thiết kế và chế tạo Tính

toán được số lòng khuôn sẽ thiết kế

4.3.1

Tính toán được các thông số của các hệ thống dẫn hướng và định vị, hệ thống kênh dẫn nhựa, hệ thống làm nguội, hệ thống thoát khí và hệ thống đẩy sản phẩm để thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh

4.4.3

Lập được quy trình công nghệ và gia công, chế tạo bộ khuôn 4.5.2

9 Tài liệu học tập

 Sách, giáo trình chính:

1 TS Phạm Sơn Minh, ThS Trần Minh Thế Uyên – Thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa – Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh – 2014

 Sách (TLTK) tham khảo:

1 Georg Menges, How to make injection molds, Hanser – 3rd

2 Daniel Frenkler and Henryk Zawistowski, Hot Runners in Injection Moulds, Rapra Technology Limited, 2001

3 J Avery, An Overview of Gas-Assist Injection Molding

10 Đánh giá sinh viên:

- Thang điểm: 10

- Kế hoạch kiểm tra như sau:

Hình

thức

KT

Nội dung Thời điểm

Công cụ

KT

Tỉ lệ (%)

Trang 3

Tiểu luận - Báo cáo 50

Nhĩm sinh viên được yêu cầu đọc và tìm hiểu về

một đề tài Trước ngày học ít nhất 3 ngày, sinh viên

mang file word đã làm lên gặp giảng viên để chỉnh

sửa (nếu cĩ) Trong buổi học, nhĩm sinh viên báo

cáo trước lớp nội dung mình tìm hiểu được Danh

sách các đề tài:

PHẦN I: CƠ BẢN VỀ CƠNG NGHỆ ÉP PHUN

1 Vật liệu nhựa:

Trình bày:

a) Phân biệt nhựa và cao su: Nguồn gốc xuất xứ và ứng

dụng?

b) Đặc điểm các loại nhựa nhiệt rắn và nhựa nhiệt dẻo

(chỉ trình bày so sánh giữa 2 loại nhựa này để cĩ thể

thấy rõ sự khác biệt của 2 loại nhựa này)?

c) Các loại chất phụ gia dùng trong cơng nghệ ép phun?

d) Độ nhớt của nhựa là gì? Mối liên quan giữa nhiệt độ,

áp suất và thể tích (PVT) của nhựa?

e) Kích thước phân tử của một số loại nhựa?

2 Các loại lỗi sản phẩm khi ép phun?

a) Sản phẩm bị sai lệch kích thước lắp ghép -

Controling Molded Part Dimensions b) Sản phẩm bị nứt - Cracks and Part Breakage

c) Sản phẩm bị cong vênh – Warp

d) Sản phẩm bị đường hàn – Weldlines

e) Sản phẩm cĩ vết dịng nhựa – Jetting

f) Sản phẩm cĩ vết lõm bề mặt – Sink Marks

g) Sản phẩm cĩ vết xước bề mặt- Splay

h) Sản phẩm bị Bavia – Flash

i) Sản phẩm bị rỗ khí – Voids

j) Sản phẩm bị thiếu nhựa – ShortShot

k) Sản phẩm bị cháy - BurnMark

Trình bày: Nguyên nhân? Sự hình thành lỗi? Biện pháp khắc phục?

3 Các chú ý về hình dáng hình học của sản phẩm

khi thiết kế sản phẩm cho khuơn ép phun

a) Bề dày của sản phẩm

Tuần 1-9

Tiểu luận - Báo cáo

1.1,1.2, 2.1.1, 2.1.2, 3.2.6, 4.4.1, 4.4.1, 4.4.3,

4.4.3

Trang 4

b) Góc bo c) Gân d) Vấu lồi e) Lỗ trên sản phẩm f) Góc thoát khuôn g) Ren trên sản phẩm h) Under-cut

4 Khuơn 2 tấm (2 plate injection mold)

Trình bày:

a) Đặc điểm cấu tạo, nhiệm vụ các chi tiết (bộ phận)

trong khuơn, nguyên lý hoạt động khuơn 2 tấm và ứng dụng cho những sản phẩm như thế nào? Trong trường hợp nào?

b) Dựa vào đặc điểm nào để nhận biết là khuơn 2 tấm?

5 Khuơn 3 tấm (3 plate injection mold)

Trình bày:

trong khuơn – khơng trình bày lại những chi tiết (bộ phận) nhĩm 4 - khuơn 2 tấm đã trình bày, nguyên lý hoạt động khuơn 3 tấm và ứng dụng cho những sản phẩm như thế nào? Trong trường hợp nào?

b) Dựa vào đặc điểm nào để nhận biết là khuơn 3 tấm?

6 Khuơn nhiều tầng (stack mold)

Trình bày:

trong khuơn - khơng trình bày lại những chi tiết (bộ

phận) nhĩm 4, 5 - khuơn 2 tấm, khuơn 3 tấm đã trình

bày, nguyên lý hoạt động khuơn nhiều tầng và ứng

dụng cho những sản phẩm như thế nào? Trong trường

hợp nào?

b) Dựa vào đặc điểm nào để nhận biết là khuơn nhiều

tầng?

7 Khuơn ép phun dùng kênh dẫn nhựa nĩng (hot

runner – runnerless mold)

Trình bày:

Trang 5

trong khuôn- không trình bày lại những chi tiết (bộ

phận) nhóm 4, 5, 6 đã trình bày, nguyên lý hoạt động

khuôn ép phun dùng kênh dẫn nhựa nóng và ứng dụng

cho những sản phẩm như thế nào? Trong trường hợp

nào?

b) Dựa vào đặc điểm nào để nhận biết là khuôn dùng

kênh dẫn nhựa nóng?

8 Quy trình thiết kế - chế tạo khuôn ép phun:

Trình bày

a) Sơ đồ tổng quát quy trình truyền thống và hiện đại?

b) Công việc phải làm trong từng bước?

PHẦN II: THIẾT KẾ KHUÔN

9 Trình bày các tiêu chí làm cơ sở chọn loại

khuôn cho sản phẩm?

Ví dụ: Sản phẩm vỏ chuột máy tính (đặt hàng 7.000 sp/lô)

Trình bày: Chọn loại khuôn nào cho sản phẩm? Tại

sao?

10 Trình bày các cách tính số lòng khuôn khi thiết

kế khuôn ép phun?

(thông số kỹ thuật của máy ép ở phụ lục)

Ví dụ: Sản phẩm vỏ chuột máy tính (đặt hàng 7.000 sp/lô)

Với máy ép hiện có (Hoặc đề nghị máy ép khác.)

sẽ chọn loại khuôn nào và số lòng khuôn là bao nhiêu?

11 Hệ thống dẫn hướng và định vị

Trình bày:

a) Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật đối với hệ thống này trong khuôn?

b) Các chi tiết trong hệ thống? Tính toán thiết kế

và bố trí như thế nào?

12 Hệ thống dẫn nhựa nguội (Cold runner)

Trình bày:

a) Nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật?

Trang 6

b) Các thành phần, đặc điểm các phần, cách tính kích

thước và bố trí bạc cuống phun, kênh dẫn và cổng vào nhựa (dùng thông số ở phụ lục)

c) Ứng dụng tính toán, Thiết kế hệ thống kênh dẫn

nguội cho vỏ chuột máy tính (dùng Creo để thiết kế)

13 Hệ thống dẫn nhựa nóng (Hot runner)

Trình bày: Cách tính toán, Thiết kế hệ thống kênh dẫn

nóng cho vỏ chuột máy tính

14 Hệ thống làm mát (Cooling)

Trình bày:

b) Các thành phần, đặc điểm các phần, cách tính kích thước và bố trí như thế nào?

c) Ứng dụng tính toán, Thiết kế hệ thống làm mát cho vỏ chuột máy tính (dùng Creo để thiết kế)

15 Hệ thống thoát khí (vent in injection mold)

Trình bày:

b) Các thành phần, đặc điểm các phần, cách tính kích thước và bố trí như thế nào?

c) Ứng dụng tính toán, Thiết kế hệ thống thoát khí cho vỏ chuột máy tính (dùng Creo để thiết kế)

16 Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

Trình bày:

a) Có bao nhiêu cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn? Khi

nào thì dùng cách nào?

b) Dùng hệ thống đẩy (ejection in injection mold): Trình

bày nhiệm vụ, yêu cầu kỹ thuật? Các thành phần, đặc

điểm các phần, khi nào thì dùng ty lói, ống lói, tấm lói

(lói bửng) và khí nén?

c) Cách tính kích thước khoảng đẩy, lò xo, bạc và ty hồi,

đường kính ty lói (nếu đẩy bằng ty), ống đẩy, tấm lói,

số lượng ty lói cho 1 lòng khuôn và chú ý khi bố trí

như thế nào?

Trang 7

d) Ứng dụng tính toán, Thiết kế hệ thống lấy sản phẩm

ra khỏi khuôn cho vỏ chuột máy tính (dùng Creo để

thiết kế)

17 Các hệ thống đặc biệt để mở phần under-cut,

ren trong khuôn ép phun

a) Hệ thống cam: cam chốt xiên, cam chân chó?

b) Hệ thống xy lanh thủy lực (ben)?

c) Hệ thống mở ren

18 Ép phun có trợ khí (Gas-assisted Injection

Molding)

Trình bày:

a) Khái niệm? Mục đích? Nguyên lý hoạt động?

b) Yêu cầu công nghệ?

c) Cách tính lượng nhựa và khí đưa vào lòng khuôn?

19 Phân tích mô phỏng quá trình nhựa lỏng điền

đầy khuôn trong khuôn ép phun –CAE:

Trình bày:

a) Thông số đầu vào của quá trình CAE? Biết được gì

sau khi phân tích? Kết quả phân tích và thực tế khi ép

có khác nhau không? Tại sao? Các nguyên nhân dẫn

đến sai số?

b) Ứng dụng tính toán, mô phỏng cho vỏ chuột máy tính

(dùng Creo để thiết kế) Kết luận được gì đối với từng

kết quả (biểu đồ) phân tích?

PHẦN III: CHẾ TẠO KHUÔN

20 Chọn vật liệu làm khuôn

Trình bày:

a) Các loại thép làm khuôn thông dụng, hiện có trên

thị trường Việt Nam?

b) Các tiêu chí để chọn loại thép cho chi tiết khuôn?

21 Yêu cầu đối với các tấm khuôn?

a) Liệt kê các loại lỗ có thể có trên từng tấm khuôn?

Yêu cầu kỹ thuật và dung sai gia công từng loại lỗ?

Nêu phương pháp gia công từng loại lỗ?

Trang 8

b) Khi gia công cắt gọt có phoi, lỗ như thế nào được

xem là lỗ sâu? Các vấn đề có thể gặp phải khi gia công và biện pháp khắc phục?

22 Gia công lòng khuôn có thành mỏng:

a Thành như thế nào thì được xem là thành mỏng trong

gia công cắt gọt kim loại?

b Cho ví dụ sản phẩm như thế nào thì lòng khuôn sẽ

có thành mỏng?

c Các vấn đề có thể gặp phải khi gia công thành mỏng?

d Nêu tên các phương pháp gia công?

e Trình bày phương pháp gia công phay để gia công

thành mỏng? Quy trình công nghệ?

23 Gia công lòng khuôn có mặt nghiêng, 3D:

a Cho ví dụ sản phẩm như thế nào thì lòng khuôn sẽ

có mặt nghiêng, 3D?

b Quy trình công nghệ, chọn dao như thế nào? Các

thông số gia công, chế độ cắt như thế nào để đạt được

bề mặt khuôn tốt nhất? Hình dạng bề mặt như thế nào thì chọn dịch dao đứng hay ngang?

24 Xử lý bề mặt lòng khuôn và lắp ráp

a) Khi nào cần đánh bóng lòng khuôn? Quy trình đánh

bóng, thiết bị đánh bóng và các chú ý khi đánh bóng?

b) Khi nào cần tạo nhám lòng khuôn? Các phương pháp

tạo nhám?

c) Lắp ráp khuôn: Quy trình lắp ráp?

PHẦN IV: THỬ KHUÔN

25 Thử khuôn

a) Các bước chuẩn bị (nhựa, khuôn và máy ép) - nếu

trước đó đang ép nhựa khác thì làm thế nào để làm sạch (lấy hết nhựa cũ) đầu phun máy ép?

b) Gá khuôn lên máy ép

c) Thiết lập thông số ép?

d) Ép thử và kiểm tra sản phẩm?

e) Hiệu chỉnh thông số ép?

f) Sửa khuôn?

Trang 9

- Nội dung bao quát tất cả các chuẩn đầu ra quan trọng

của môn học

- Thời gian vấn đáp: 30 phút/1 nhóm 2 sinh viên

1.3, 4.4.3, 2.1.1, 2.2.1

Thi vấn đáp

11 Nội dung chi tiết học phần:

Tuần Nội dung Chuẩn đầu ra học

phần

0

Giới thiệu tổng quan các loại khuôn mẫu

A/ Các nội dung và PPGD chính trên lớp: (3)

Nội dung GD:

1.1 Chia nhóm thảo luận: các loại khuôn mẫu mà sinh viên biết 1.2 Chia nhóm sinh viên theo danh sách các đề tài

PPGD chính:

+ Thuyết giảng + Thảo luận nhóm

+ Trình chiếu

3.1.1, 3.3.1

B/ Các nội dung cần tự học ở nhà: (6)

1.3 Sinh viên về làm báo cáo chủ đề của nhóm mình 1.4 Sinh viên xem thêm chủ đề sẽ báo cáo trong buổi học

1

A/ Tóm tắt các ND và PPGD chính trên lớp: (5)

Nội dung GD lý thuyết: Báo cáo và thảo luận chủ đề 1,2 và 3

1.1 Vật liệu nhựa 1.2 Các loại lỗi sản phẩm khi ép phun 1.3 Các chú ý về hình dáng hình học của sản phẩm khi thiết kế sản phẩm cho khuôn ép phun

PPGD chính:

+ Thuyết giảng + Trình chiếu

+ Thảo luận nhóm

2.2.3

1.4 Sinh viên về làm báo cáo chủ đề của nhóm mình 1.5 Sinh viên xem thêm chủ đề sẽ báo cáo trong buổi học

2.2.3

Trang 10

2

2.1 Khuôn 2 tấm (2 plate injection mold)

2.2 Khuôn 3 tấm (3 plate injection mold)

2.3 Khuôn nhiều tầng (stack mold)

PPGD chính:

+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu

+ Thảo luận nhóm

1.3

2.4 Sinh viên về làm báo cáo chủ đề của nhóm mình

2.5 Sinh viên xem thêm chủ đề sẽ báo cáo trong buổi học

3

3.1 Khuôn ép phun dùng kênh dẫn nhựa nóng (hot runner – runnerless

mold)

3.2 Quy trình thiết kế - chế tạo khuôn ép phun

3.3 Trình bày các tiêu chí làm cơ sở chọn loại khuôn cho sản phẩm

PPGD chính:

+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu

2.2.3

4

4.1 Trình bày các cách tính số lòng khuôn khi thiết kế khuôn ép phun

4.2 Hệ thống dẫn hướng và định vị

4.3 Hệ thống dẫn nhựa nguội (Cold runner)

PPGD chính:

+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu

+ Thảo luận nhóm

4.4.3

3.2.6

2.2.3

Trang 11

5

5.1 Hệ thống dẫn nhựa nóng (Hot runner)

5.2 Hệ thống làm mát (Cooling)

5.3 Hệ thống thoát khí (vent in injection mold)

PPGD chính:

+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu

4.4.3

2.2.3

6

6.1 Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

6.2 Các hệ thống đặc biệt để mở phần under-cut, ren trong khuôn ép phun

6.3 Ép phun có trợ khí (Gas-assisted Injection Molding)

PPGD chính:

+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu

+ Thảo luận nhóm

3.2.6

6.5 Sinh viên xem thêm chủ đề sẽ báo cáo trong buổi học

7

7.1 Phân tích mô phỏng quá trình nhựa lỏng điền đầy khuôn trong khuôn

ép phun –CAE

7.2 Chọn vật liệu làm khuôn

7.3 Yêu cầu đối với các tấm khuôn

PPGD chính:

+ Thuyết giảng

+ Trình chiếu

2.1.1 2.2.3

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	300,14 KB