LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC
CHUYEN NGANH CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG - ROBOT
Đề tài:
TK KHUÔN ÉP CO ỐNG NƯỚC VÀ LAP TRINH DE GIA CONG TREN
MAY CNC
PHUNG CHAN THANH
NGUYEN HONG DAU MSSV: 103106003
Trang 2— TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM Độc lập —- Tự do - Hạnh phúc
KHOA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG-ROBOT
TP Hà Chí Minh, ngay3 thing¢ndm 2004 -
NHIEM VU BO AN TOT NGHIỆP
(Chủ ý: Sinh viên phải dán tờ này vào trang thứ nhất của bản thuyết mình) ~ ¬ 2 ‘ 8 Pine pee Prd P19 103106003 HO VA TEN t6 pel one cuc 9, K22 MSSV : NGÀNH : Mss Ai iy Wi Bee LOR ¬ 1- Đầu đề Đồ án : I —_
Thuy, Dhuctt Ae Maar 04 L0 % eb wi # ? Ads dynial 7 Ab grins 69 GOOD
¬— Tike IMA LÊ khe GHưhhhrgrrrrrrdrdrrrrHft ri
| 2- Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và sô liệu ban đầu) : a n
| sescceee Ae Prine tien Case Maiti LIM LMG Mad ttn Third hapa.) eae
vn ghi vn By Fyn Taal CP BE AEC DORM tence eee etree tennis
5- Họ tên người hướng dẫn : Phần hướng dẫn
1a Llabin 1
2 "`."
ST tena naguageseseueeecessereeseseseesersenaetsosaneesenaees
Ngày Ab tháng ỔY năm 20Đÿ
CHU NHIEM KHOA NGUOI HUONG DAN CHINH
(Ky và ghi rõ họ tên) (Ky và ghi rõ họ tên)
(re AN
Trang 3TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM Độc lập — Tự do - Hạnh phúc OA CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG-ROBOT —————— TP Hé Chi Minh, ngéy"Ahang) nam 200/ PHIEU NHAN XET DO AN TOT NGHIEP (Dành cho Cán bộ hướng dẫn) 1 Họ và Tên SV: Nz c+ i gig ae 244 MSSV: 40216.69.2 Ngành: _ Je RU: pel Lớp ¬ Id KAO SE 3 af _ —— aD?
1 pb tais Tne Ache! Alda Ap AA A 2S Backpack Be
L0 3x ve se se pe Pale ieee steed nnnnssvnnnontonren
2 Téng quat vé ban thuyét minh: -
SỐ trang ABD Sôchương ss 1
SỐ bảng sô liệu SGhinh VE — -
Số tài liệu tham khảo Phần mềm tính toán
Hiện vật (sản phâm) Thuyết Minh băng máy tính
3 Tổng quát về các bản vẽ : Tông sô bản vẽ:
Bản A0: ,Ÿ Ban Als Bản A2 :
Bản A3 : Bản A4: Khổ khác:
Số bản vẽ vẽ tay : Số bản vẽ trên máy tính :
5 Nội dung và những ưu điểm chính: " ~,
" DPA deo HES Án» tằm, bh le ff Sef llc dg AF
7 Đề nghị:
Được bảo vệ
Bổ sung thêm để được bảo vệ
c - Không được bảo vệ
Giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)
Pig
Trang 4
LOI CAM ON
Chúng em xin chân thành cảm ơn đến thầy Phùng Chân Thành, giáo viện trực tiếp hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện luận án tốt
nghiệp Sự tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và động viên của Thầy đã giúp
chúng em rất nhiều để hoàn thành luận án này
Chúng em xin chân thành cảm ơn quý thây cô đã dạy dỗ chúng em trong
suốt thời gian qua
Cuối cùng là lời cảm ơn chân thành đến gia đình, người thân cùng toàn
thể bạn bè, những người luôn động viên tinh thần giúp chúng em hoàn thành
nhiệm vụ được giao
TP.Hồ Chí Minh, Ngày 10 Tháng 07 Năm 2008
Sinh viên thực hiện :
Trang 5
MỤC LỤC
Chuong 1: TONG QUAN
Tìm hiểu về nhựa PVC (nhựa Co-45)
Giới thiệu các loại khuôn ép
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN THIET KE KHN
2.1 CÁC YÊU CÂU ĐẺ THIẾT KẾ KHUÔN 2.2 VAT LIEU LAM KHUON 2.2.1 Đối với hệ thống định vị 2.2.2 Đối với hệ thống đây 2.2.3 Thân khuôn 2.2.4 Các tắm lòng khuôn và các lõi khuôn 2.3 XÁC ĐỊNH SÓ LÒNG KHUÔN 2.3.1 Các yếu tố quyết định số lòng khuôn 2.3.2 Tính tốn số lịng khn 2.3.3 Cách bố trí lòng khuôn
2.4 THIET KE HE THONG DAN NHỰA
2.4.1 Thiét ké cuéng phun
2.4.2 Thiết kế hệ thông kênh dẫn nhựa
2.4.2.1 Các loại kênh dẫn nhựa
2.4.2.2 Tính toán kích thước kênh dẫn nhựa đảm bảo cân bằng dòng 2.4.3 Thiết kế miệng phun
2.4.3.1 Chức năng, ảnh hưởng của miệng phun 2.4.3.2 Yêu cầu đối với phương pháp thiết kế MP 24.3.3 Cơ sở xác lập phương pháp thiết kế MP 3.4.3.4 Nội dung phương pháp thiết kế MP
2.5 THIET KE HE THONG DAY SAN PHAM NHUA
2.5.1 Chức năng của hệ thống đây
Trang 62.5.3.1 Các chốt đây tròn 38 2.5.3.2 Lưỡi đẩy _ 40 2.5.3.3 Các ông day 40 2.5.3.4 Thanh day 40 2.5.3.5 Tam thao _ 41
2.5.3.6 Cac van day 42
2.5.4 Sự đẩy cuống phun - kênh nhựa - miệng phun 43
2.5.4.1 Sự đây cuống phun 43
2.5.4.2 Sự đây kênh nhựa và miệng phun 45
2.6 THIET KE HE THONG GIAI NHIET 46
2.6.1 Tính toán sơ bộ các thông số của hệ thống giải nhệt 46 2.6.1.1 Xác định thời gian làm nguội tối thiểu 46 2.6.1.2 Xác định đường kính kênh làm nguội 47
2.6.1.3 Xác định vận tốc chất lỏng làm nguội 48
2.6.1.4 Xác định hiện tượng nhiệt trong khuôn 48 2.6.2 Xác định không gian bố trí va đạng kênh giải nhiệt 49
2.6.2.1 Vật liệu làm khuôn 50
2.6.2.2 Không gian bô trí kênh giải nhiệt 50
2.6.2.3 Kết cầu khuôn 51
2.6.2.4 Dac diém san pham 51
2.7 THIET KE HE THONG RUT LOI 52
2.7.1 Tác động của chốt xiên 55 2.7.2 Tac déng của thủy lực 55 2.7.3 Tác động nhờ sự ăn khớp của thanh răng - bánhrăng 56
2.7.4 Tác động nhờ đường cam 56
2.8 CAC T.TOAN CAN THIET L.QUAN DEN V HANH KHUON = 57
CHUONG 3: UNG DUNG PRO/ENGINEER 2001 DE TK SAN PHAM CO-45 59
CHUONG 4: UNG DUNG PHAN MEM MOLDFLOW TRONG MO PHONG
QUÁ TRÌNH ÉP PHƯN NHỰA 63
4.1 GIGI THIEU VE PHAN MEM MOLDFLOW 63
4.2 PHAN TÍCH XÁC ĐỊNH VÙNG THÍCH HỢP ĐẶT MIỆNG PHUN
(MP) 64
Trang 7
4.4 XÁC ĐỊNH SỰ PHÂN BỐ HỢP LY CHO HE THONG GIAI NHIET
(HTGN) 82
4.4.1 Bố tri HTGN 82
4.4.2 Phân tích quá trình giải nhiệt 82 CHUGNG 5: GIA CONG TAM KHUON DUGI BANG PHAN
MEM MASTERCAM V9.1 91
5.1 NGUYÊN CÔNG 1: KHOAN, DOA 24 Lỗ (4 LO DAN HUONG, 4 LO DAN HUGNG TAM DAY, 6 LO LO XO, 8 LO LONG KHUON, 2
LO GIAI NHIET) 91
52 NGUYEN CONG 3: GIA CONG MAT TREN CUA TÁM KHUÔN
DUGI 106
5.3 NGUYÊN CÔNG 4: PHAY MẶT NGIÊNG NGỒI 112 54 NGUN CƠNG 5: GIA CONG 8 LO BEN VA PHAY RANH
THEN 114
Trang 8LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH “-—————ễễễễễễễễễễễễ- CHƯƠNG 1 TÔNG QUAN
Trên thế giới, cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã có tác động lớn vào nền
sản xuất công nghiệp Đặc biệt, trong ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu hiện
đại, công nghệ thông tin (CNTT) đã được ứng dụng rộng rãi, để nhanh chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất theo kiểu truyền thông sang sản xuất công nghệ
cao (CNC); nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo khôn mẫu từng bước được tự
động hoá (CAD/CAM - trong đó: CAD là thiết kế với sự trợ giúp của máy tính điện
tử; CAM là sản xuất với sự trợ giúp của máy tính điện tử, còn được gọi là gia công
điều khiến số)
Các nước có nền công nghiệp tiên tiến như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan đã hình thành mô hình liên kết tô hợp, để sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao, cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau:
- Chuyên thiết kế chế tạo khuôn nhựa, khuôn dập nguội, khuôn dập nóng,
khuôn đúc áp lực, khuôn ép chảy, khuôn dập tự động
- Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chỉ tiết tiêu chuẩn, phục vụ chế tạo khuôn mẫu như: các bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trụ dẫn hướng, lò so, cao su ép nhăn, các loại cơ cấu cấp phôi tự động
- Chuyên thực hiện các dịch vụ nhiệt luyện cho các công fy chế tạo khuôn;
- Chuyên cung cấp các loại dụng cụ cắt got dé gia công khuôn mẫu;
- Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng CAD/CAM/CAE
- Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lường, kiểm tra chất lượng khuôn
Những mô hình trên chính là mô hình liên kết mở, giúp các doanh nghiệp có điều kiện đầu tư chuyên sâu vào từng lĩnh vực với việc ứng dụng CNC, theo hướng tự động hoá quá trình sản xuất, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và phát huy tối đa năng lực thiết bị của mình Điển hình là mô hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu (CNSXKM) của Đài Loan Năm 2002, Đài Loan đã xuất khẩu khuôn mẫu đi các nước: Trang Quốc, Mỹ, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam với tổng trị giá
18.311.271.000 đài tệ, tương đương 48.726 tấn khuôn mẫu Khuôn mẫu của Đài Loan được đánh giá đạt tiêu chuẩn quốc tế nhưng giá thành chỉ bằng 50% giá nhập
ngoại, do đã luôn ứng dụng cập nhật những CN mới (CN vật liệu mới, CN tự động
hoá, CNTT) vào quá trình sản xuất
Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, các doanh nghiệp hiện mới chỉ đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liên doanh nước ngoài Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao (tủ lạnh, điều hồ, ơ tô, xe máy ) hầu hết
phải nhập bán thành phẩm hoặc nhập khn từ nước ngồi vào sản xuất
Một trong những nguyên nhân cần được đề cập đến là các doanh nghiệp SXKM trong nước hiện đa phân hoạt động ở tình trạng tự khép kín, chưa có sự phối hợp, liên kết với nhau để đi vào thiết kế và sản xuất chuyên sâu vào một hoặc một số mặt hàng cùng chủng loại; trang thiết bị ở hầu hết các cơ sở thuộc trình độ cơng nghệ
=———— _=—————=e—
SVTH: NGUN HƠNG ĐẦU |
Trang 9LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH ST
thấp; hoặc có nơi đã đầu tư trang thiết bị công nghệ cao, nhưng sự đầu tư lại trùng
lặp do chưa có sự hợp tác giữa các doanh nghiệp trong sản xuất Bên cạnh đó,
nguồn nhân lực thiết kế, chế tạo và chuyên giao công nghệ cũng bị phân tán Cũng
do sản xuất nhỏ lẻ nên ngay cả việc nhập thép hợp kim làm khuôn mẫu cũng phải nhập khẩu với giá thành cao Những điều này giải thích vì sao chí phí SXKM của
các doanh nghiệp Việt Nam luôn lớn, dẫn đến hiệu quả sản xuất bị hạn chế
Quy hoạch phát triển ngành cơ kim khí Hà Nội giai đoạn 2006-2010 đã xác
định: Tập trung phát triển các nhóm sản phẩm: Thiết bị đồng bộ; sản phẩm máy
công nghiệp; sản phẩm thiết bị kỹ thuật điện; công nghiệp ô tô - xe máy; sản phẩm cơ kim khí tiêu dùng Trong số đó, nhóm sản phẩm cơ bản có liên quan đến sử dụng
khuôn mẫu là: sản phẩm máy công nghiệp, sản phẩm ô tô - xe máy và một số ngành
sản xuất khác như: sản xuất sản phẩm từ cao su, plastic phục vụ công nghiệp và gia dụng
Kết quả khảo sát thực tế về nhu cầu khuôn mẫu đến 2010, đơn cử riêng về khuôn dập, của một số Cfy như sau: Cty Cơ khí Thăng Long: K.dập là 1.500 bộ;
Cty Điện cơ Thống Nhat: K dap 1a 75 bộ; Cty chế tạo máy điện VN -HGR: K dập
là 150 bộ; Cty Xích líp Đông Anh: K đập là 500 bộ; Cùng với đó là nhu cầu rất
lớn về các loại khuôn nhựa, khuôn đúc áp lực Như vậy, ngay trên sân nhà, nhu cầu của thị trường về các loại khuôn mẫu là rất cao Vấn đề đặt ra cho các cơ quan quản lý Nhà nước là: cần phải tiến hành công tác quy hoạch để định hướng phát triển CN SXKM; thực hiện công tác tổ chức, điều phối, hợp tác, liên kết sản xuất
giữa các cơ sở ra sao, nhằm đầu tư và phát triển CNSXKM đạt hiệu quả tối đa
Kinh nghiệm của Đài Loan - một quốc gia có ngành CNSXKM phát triển cho
thấy, họ luôn cập nhật và ứng dụng những CN vật liệu mới và CN tự động hoá vào quá trình sản xuất Một điểm quan trọng nữa là: sự liên kết chặt chẽ trong sản xuất giữa các đoanh nghiệp thuộc ngành CNKM Hiệp hội Khuôn mẫu Đài Loan
(TMDIA) đã tập hợp, liên kết hơn 600 Cty; đã hình thành các trung tâm thiết kế, các
tổ hợp chế tạo khuôn mẫu cho từng lĩnh vực công nghiệp, như đã nói ở trên Đây
chính là sự phân công và hợp tác lao động ở mức độ cao; giúp các doanh nghiệp có điều kiện đầu tư chuyên sâu vào từng lĩnh vực với việc ứng dụng CNC, theo hướng tự động hoá quá trình sản xuất Nhờ đó, họ có điều kiện phát huy tối đa năng lực
thiết bị của mình, nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm; tập trung đầu tư đôi
mới thiết bị công nghệ Cũng chính nhờ sự tập hợp, liên kết này mà các doanh nghiệp tránh được tình trạng đầu tư trùng lặp và giảm tối đa chỉ phí khấu hao thiết
bị trong giá thành sản phẩm khuôn mẫu Điều này thé hiện rõ ở chất lượng và giá thành sản phẩm của Đài Loan trên thị trường khuôn mẫu
Tại Hà Nội, Cty Kim khí Thăng Long là đơn vị đi đầu trong việc xây dựng
Trung tâm khuôn đập; đã thiết kế, chế tạo hơn 3.000 bộ khuôn dập định hình, có độ
phức tạp cao của xe máy như: đuôi xe, càng xe, bộ tay lái Cty cũng đã đào tạo
được một đội ngũ cán bộ có bề đày kinh nghiệm; có khả năng thiết kế nhanh những khuôn mẫu đòi hỏi độ phức tạp và chính xác cao Trên thực tế, sản phẩm khuôn mẫu của Kim khí Thăng Long đã được các Cty Honda và IKEBA chấp nhận và coi là
một đối tác lớn
Trang 10
LUAN AN TOT NGHIEP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
ava
_ Vay nén, trong xu thế hội nhập và hợp tác kinh tế quốc tế, muốn tổn tại và phat triển bên vững, ngành CNSXKM của Việt Nam cần phải có các giải pháp đúng, phù hop Néu ctr dé SXKM trong tinh trang hoat dong khép kín, một đơn vị khó có thé đảm bảo có những sản phẩm khuôn mẫu chất lượng cao, giá thành hạ Thời gian tới, cần phải thành lập Hiệp hội của ngành SXKM Đây sẽ là nơi các doanh nghiệp gặp gỡ, trao đổi thông tin trong và ngoài nước, quảng bá hình ảnh của doanh nghiệp
mình cũng như tìm kiếm đổi tác và liên kết làm ăn Hiệp hội còn là nơi có quan hệ
chặt chẽ với Chính phủ, Bộ ngành; với các viện và trường đại học; với các cơ quan quản lý Nhà nước, từ đó cung cập thông tin về chủ trương, chính sách, về cơ chế quản lý, về các công nghệ và thiết bị tiên tiễn, về xây dựng thống nhất bộ tiêu chuẩn
công nghiệp và tiêu chuẩn an tồn cho ngành khn mẫu giúp các doanh nghiệp
nhanh chóng nắm bắt được mọi vấn đẻ liên quan đến sự tồn tại và phát triển của mình Theo kiến nghị của Đề tài “Khảo sát thực trạng công nghệ và sự biến đôi năng lực chế tạo máy trong vùng kinh tế trọng điểm để xây dựng những luận cứ
khoa học và đề xuất giải pháp về liên kết sản xuất các sản phẩm cơ khí chủ lực”,
một mô hình liên kết đã được đưa ra như sau: (Mô hình)
Có được một tổ chức Hiệp hội như vậy, ngành SXKM trong nước mới có thể khắc phục được những yếu kém và tồn tại, vững vàng làm chủ thị trường trong
nước cũng như vươn ra chiếm lĩnh thị trường ngoài nước trong giai đoạn tới
(Tóm lược theo Đề tài khoa học, mã số: 01C-01/03-2006-2)
Công nghiệp khuôn mẫu Việt Nam đang tạo đà để phát triển
Đa số các sản phẩm khuôn mẫu để sản xuất linh kiện và thiết bị như máy giặt,
tủ lạnh, xe máy, ô tô đều đòi hỏi cao về công nghệ và kỹ thuật Hầu như các doanh nghiệp VN đo bị hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo nên không đáp ứng
được Đây chính là bat lợi lớn đôi với ngành công nghiệp VN
Đo đó, theo quy hoạch của ngành nhựa VN từ nay đến năm 2020, ngành cơ khí chế
tạo thiết bị, máy móc, khuôn mẫu dự kiến sẽ đầu tư nhiều nhà máy chế tạo thiết bị
máy móc chuyên ngành theo công nghệ hiện đại nhằm đáp ứng nhu cầu cho các doanh nghiệp Giám đốc Trung tâm Tư vấn ứng dụng kinh tế (Viện Kinh tế
TP.HCM) cho biết, năng lực sản xuất loại khuôn mẫu này chỉ đáp ứng một phần rất nhỏ nhu cầu trong nước, đặc biệt là các công ty nước ngoài
Ngoài ra, chất lượng khuôn mẫu cũng là điều đáng quan tâm Có rất nhiều khuôn mẫu không đạt chuẩn, đặc biệt xay ra 6 các khuôn mẫu dùng ‹ chế tạo các thiết bi co
SVTH: NG UYEN HONG DAU
Trang 11
LUẬN ÂN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
a STON
khí chính xác hoặc thiết bị cơ khí tiêu dùng mang tính thâm mỹ cao Để làm ra một
loại khuôn mẫu cho một sản phẩm có giá trị cao không phải là điều đơn giản Bởi
những phụ tùng, chỉ tiết gắn liền khuôn mẫu cũng cân có độ “rơ” nhất định Vì thế các phân mêm hỗ trợ cho việc thiết kế chỉ tiết mẫu và tự động lồng khuôn trên cơ sở chỉ tiết mẫu giúp cho người dùng có thế mô phỏng quá trình tách khuôn tạo sản
phẩm trên máy vi tính
Tuy nhiên, hiện tại ở VN rất ít DN sử dụng phần mềm này, nếu có chỉ là các DN có vốn đầu tư nước ngoài hoặc liên doanh (Theo Vinanet) Tìm hiểu về nhựa PVC (nhựa Co-4ã): - Bột màu trắng - Độ bến nhiệt thấp - Mềm đẻo khi dùng thêm chất hóa déo - Kháng thời tiết tốt - Ôn định kích thước tốt - Độ bên sử dụng cao - Sự chơng lão hố cao - Dễ tạo màu sắc
- Trọng lượng nặng hơn so với I số chất dẻo khác - Cách điện tân số cao kém , độ bền ỗn định nhiệt kém
- Độc ( khí HCI thoát ra trong quá trình phân huỷ do nhiệt )
- Độ bền va đập kém , độc với chất độn , chất MONOMER (VC)
còn lại trong PVC
e Các thông số vật lý:
Modun dan hồi: 2800 MPa Modun đàn hồi kéo: 40 MPa
Gian dai khoảng 2 % Trọng lượng riêng: y = 1.4 Nhiệt độ khuôn: 20 + 60°C Nhiệt độ ở cuối piston — vis: 170 + 200°C Độ co: 0.5 % Mật độ: 1.38 g/cm Bè dày cho phép: 1 + 9.5, trung bình 2.4 mm <4 KKK KKK Các thông tin chung về nhựa PVC cứng và HDPE Tính chất vật lý | Ty trong Ene “He số giãn nở nhiệt mm/m°C 0,08 02
Trang 12LUAN AN TOT NGHIEP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH a NT -_ Nhiệt độ làm việc tôi đa ˆ ˆ ._ Điện trở suất bề mặt Chisỗôchy - :
_ Nhiệt độ hóa mềm vicat tối thiêu °C 76 - “Tinh chithéahgc = PVE
Chịu được - Các loại dung dịch axit
- Cac cae dung dịch kiệm
Ưu điểm của ống nhựa PVC và HDPE - Bền với hố chất, khơng bị rỉ sét - Chịu áp suất cao - Nhẹ chỉ bằng 1/5 khối lượng ống thép cùng kích cỡ - Vận chuyển đễ dàng - Không độc hại - Hệ số ma sát nhỏ - Tính cách nhiệt tốt - Giá thành hạ se PVC và sự bốc cháy:
- Cũng như tất cả các chất hữu cơ khác, PVC bị phân huỷ bởi ngọn lửa, nhưng đo có mặt của Clo trong phân tử PVC có bản chất là chống cháy nên
nó khó bốc cháy
Quá trình lan truyền của ngọn lửa được chia làm 3 giai đoạn:
- Bốc cháy: Dưới ảnh hưởng của nhiệt, một chất có thé cháy bắt đầu
nhiệt phân Đó là một phản ứng thu nhiệt mà trong quá trình đó nhiệt lượng sinh ra làm phá huỷ các liên kết nguyên tử chắc chắn Nó làm thoát ra các khí dễ cháy mà chúng có thể bốc cháy khi có oxy trong không khí và có thé tạo ngọn lửa bên ngoài hoặc thậm chí tự phát tại những nhiệt độ cao hơn
- Sự lan truyền của ngọn lửa: Các khí sinh ra nhiêt lượng do đó làm tăng nhanh quá trình nhiệt phân và kết quả là làm thoát ra các khí dễ cháy.Sau đó ngọn lửa lan ngày càng nhanh và lan sang các nguyên liệu khác ở vùng lân cận
- Cháy lớn toàn bộ : Nhiệt từ ngọn lửa làm phân huỷ tất cả các nguyên dễ cháy và thoát ra các khi có thê cháy Điều đó tất nhiên làm tăng nhanh sự cháy sáng dẫn đến sự cháy sáng toàn bộ Tại giai này thì không thể dập tắt
được ngọn lửa Hành động chỉ có thể nỗ lực được là kiềm chế các ngọn lửa
làm cho nó không lan rộng sang các phần khác của nhà xưởng
Trang 13
LUẬN ÁN TÔT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
Ee
+ Phòng cháy và chữa cháy chỉ có hiệu quả trong 2 giai đoạn đầu của ngọn lửa PVC có thể được coi là có tính chất thuận lợi trong việc ngăn chặn sự lan nhanh của ngọn lửa
+ PVC là nguyên liệu không dễ cháy Nhiệt độ bốc cháy của nó cao hơn
nhiệt độ bốc cháy của gỗ Phương pháp PVCcứng | PVC đã hoá dẻo Gỗ ASTMD 1929 (độ C) Nhiệt độ bốc 400 330-380 210-270 cháy ( do lửa) Nhiệt độ tự bốc 450 420-480 400 cháy
+ Do nó có hàm lượng cacbon khá thấp nên khi PVC cháy ít nhiệt sinh ra, vì vậy hạn chế sự lan rộng của ngọn lửa Giá trị tỏa nhiệt của PVC là 20 MiI/Kg ;
khoảng một nửa giá trị toả nhiệt của hầu hết các nguyên liệu nhiệt dẻo khác
+ Kèm theo sự phân hủy của PVC là sự sinh ra khí HCI và hình thành các chuỗi liên kết ngang làm thành một lớp cacbon bảo vệ Lớp cacbon này giữ vai trò vừa là lớp cách nhiệt làm hạn chế sự gia nhiệt của nguyên liệu, vừa là lớp cản trở làm giảm sự thoát ra khí dễ cháy và sự thâm nhập của oxy
+ Cuối cùng,từ toàn bộ các phản ứng cơ bản ,HCI hoạt động như một chất chống cháy làm trung hoà các gốc H và OH tự do được giải thoát ra, mà nhiệt lượng từ đó đóng vai trò chính trong sự lan truyền của sự chảy
+ Xem xét các đặc tính của PVC thì PVC cũng thuộc loại đầu bảng trên phương
diện chống cháy căn cứ theo lloạt các thí nghiệm quốc tế : B1 ở Đức, MI ở Pháp , O hoặc 1 ở Anh
+ Phản ứng của PVC có hoá dẻo đối với ngọn lửa thì ít thuận tiện hơn vì các chất hóa dẻo là những chất dễ cháy hơn Tuy nhiên khi thêm váo các chất chống cháy thích hợp thì nó có thể đạt được sự phân loại nói trên
Các chất khí thoát ra khi PVC cháy:
+ Khi PVC cháy cũng như các chất hữu cơ khác (gỗ, giấy, vải, thì sinh ra khí
CO2 và CO).Vì hàm lượng cacbon của PVC khá thấp nên lượng khí cacbon sinh ra ít hơn so với các nguyên liệu hữu cơ khác
+CO được sinh ra khi mà tất cả các chất hữu cơ chưa cháy hoàn toàn Nó xuất hiện với những nồng độ cao trong khi cháy thậm chí ngay cả khi không có sự có mặt của PVC
+ Khí HCI thoát ra khi PVC cháy là một chất kích thích, độc (gây phù nề phổi) + SỰ độc hại của các khí cháy là chủ yếu đo khí CO.Khí này, khi ở nồng độ cao va nó rất độc, lại không thê thây được, không mùi: Nạn nhân bị ngạt mà không
thé biết để tránh đi
SVTH: NGUYÊN HÔNG ĐẦU 6
Trang 14
LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
=“==——==—ễễễễễễ—
+Tráải lại, có thể biết được sự xuất hiên của khí HCI qua mùi của nó tại nồng độ
rất thấp (5ppm) và rất nhanh chóng gây kích thích họng và các màng nhầy tới mức
độ nhanh chóng làm cho người ta không thể chịu nỗi nhưng lại không dé lal hậu
quả vĩnh viễn nào Chỉ khi ở mức độ cao gấp 10-20 lần hơn mức nói trên thì gây
phù nề phổi Do đó có thể coi rằng trong trường hợp cháy, khí HCI sinh ra sé la
một tín hiệu báo động buộc con người phải rời khỏi khu vực lân cận trước khi bị nhiễm khí độc hoặc bị ngạt.Theo các thử nghiêm trong phòng thí nghiệm , đã có
nhiều bình luận liên quan đến sự thoát ra của dioxin khi PVC cháy Nhiều kết luận
ngược lại rút ra thì lại không được thực tế chứng minh qua số liệu thu thập được từ các vụ cháy thực tế Các nghiên cứu bể sâu được thực hiện ở các phòng thí nghiệm ở trường tổng hợp căn cứ theo 1 vụ cháy tại 1 nhà kho ở Thuy Điển chứa 400-500 tấn PVC cho thấy rằng số lượng dioxin thoát ra lại nhỏ hơn Í phần nghìn số lượng
đioxin sinh ra hàng năm từ 1 lò thiêu cháy cỡ trung bình e Ứng dụng của nhựa PVC: - Sản phẩm cứng: ống nước, màng mỏng cứng, tâm cứng - Sản phẩm mềm: ống nước ,tắm - Không độc dùng trong chai lọ chất dẻo, thúng chứa thực phẩm, màng mỏng bao bì thực phẩm - Nhựa PVC có thể cán mỏng 0.01 + 0.05 mm, làm ống nước bằng phương pháp đùn liên tục, sản phẩm dạng tim, cách điện, có thé cán lên vải,
Giới thiệu các loại khuôn ép:
Kết cấu thường gồm 2 phần , một phần là phía phun nó được có định , gọi là tắm khuôn trước „ phần kia là phía đây, nó chuyên động trong khi khuôn mở,
gọi là khuôn sau
- Khuôn 2 tắm: Gồm 2 phần : khuôn trước và khuôn sau
=———=——————=
SVTH: NGUYEN HONG DAU 7
Trang 16LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
= -.- {ỹÏỸ_ÝớG
" Khi khuôn đã được thiết kế và đường phân khuôn đã cô định
thường có 1 số phần của sản phẩm không tháo ra được theo hướng
mở của khuôn.Trong trường hợp đó cần đến các lõi mặt bên Chuyên động của lõi mặt bên phải đáng kể để gỡ sản phẩm ra được nhẹ nhàng Khoảng xê dịch của lõi mặt bên phải lớn hơn
chiều sâu cắt ít nhất 1mm
Hình 1.4: Kết cấu của khuôn 2 tắm của sản phẩm có lõi mặt
bên được đóng mở băng xy lanh thuỷ lực
- Hệ thống chết xiên là 1 trong những hệ thống phổ biến nhất đẻ tác động lên lõi
mặt bên Đó là Ihệ thống thường dùng để kéo lõi mặt bên với 1 khoảng 0-20 mm
phụ thuộc vào độ cao của lõi mặt bên Trong gian đoạn khuôn đóng , chốt xiên đây
lõi mặt bên vào trong
Trang 17
LUẬN ẤN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
SS
- Khuôn cho các phân tử có ren: Ren là 1 dang cat sau nhung phirc tap hon Dé phức tạp này tuỳ thuộc vào: Loại ren ( trong hay ngoài ) ; phương pháp : khuôn của ren được làm trong khuôn hay được làm bởi miếng lắp ghép ; Dạng sản xuất : bằng tay , nửa tự động , hoàn toàn tự động ;
Đối với khuôn dùng cho các phan tử có ren trong , vì ren trong là 1 dang cat sau ma hình dáng của ren ngăn cán chuyển động thăng của vật được phun ra khởi 161
Kết cầu lõi ren cổ định : Kết cấu khuôn này là 1 vật đi đôi của kết cấu lòng khuôn có ren Khi gia công nhựa , lúc mở khuôn, thì vật được phun nằm còn lại
trên lõt và thường được vặn ra bởi người đứng máy
Hình 1.6 : Kết câu khuôn để tạo sản là co nước và có ren
"Sự đấy bung ren trong : phần tử có ren trong có thê được đây
bung ra khỏi lõi khi ding 1 tam đây bung cơ sở , khi đó yêu
cầu 1 trục ren và vật liệu nhựa phải đủ đàn hồi trong khi đây
Trang 18LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH ed hin o A coo] Shatand Bushing Hytraulic Gear
Hình 1.7: Kết cấu khuôn tạo ra sản phẩm có ren trong
" Khuôn không có kênh nhựa : hệ thống này rat giống kết câu
khuôn 2 tắm „ chỉ khác là có những thiết bị làm nóng ở hệ
thông kênh nhựa dé giữ cho vật liệu nhựa ở độ dẻo vừa phải Cần phái có 1 bộ điều khiển riêng biệt để điều khiển nhiệt độ của kênh nhựa cũng như của điểm nhựa nóng Ưu điểm của hệ thống này là không có phế liệu ở hệ thống kênh nhựa và độ đày của khuôn có thể giảm đáng kế so với khuôn 3 tắm
11
Trang 19LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH -mồẳ ẮỒỎỒỎỒỎỒỎ _———-.r.-nẵẳẵẳẳễẳễtintnn Đầu nồi điện
Tầm khuôn bộ chia nhựa
Kep dây điện ` Rãnh chứa dây ` MÔ Tắm kẹp trên Cặp nhiệt điện Ông lót bộ cha nhựa no Miềng đỡ trên Hệ thống van Piston Xylanh Miéng đệm trung tâm Bộ chia nhựa Vỏ vòi phun B6 gia nhiệt Kim phun Bạc cuống phun _= Vòng định vị Khe hở cách ly —~>> Kênh làm nguội Lỗ ren lắp ghép tắm khuôn - ~~ Miéng d6 trén
`”: Buiông lắp ghép
Tydẫn ˆ”” Chốt định vị
Hình 1.8: Kết cấu của một hệ thống kênh dẫn nóng
SƯTH: NGUYÊN HÔNG ĐẦU 2
Trang 20LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH = Khuôn 3 tấm: Top Clamping L Three Plate Design Plate ———> "A" Plate PARTING LINE "X" Plate 7” ” Ejector Retainer Ejector Housing Plate Hình 1.9: Hình mơ tả khn 3 tấm
® Khuôn này bao gồm 3 phân chính : Phân cô định , phần chuyển động và phân thứ 3 có thê tháo kênh nhựa
" Khuôn 3 tấm dùng khi miệng phun lớn trên sản phẩm không
cân dung đến nhưng có thê thay vào đó các miệng phun nhỏ
Khuôn này cũng dùng cho khuôn nhiều long khuôn cần đến các miệng phun ở trung tâm
w Khuôn 3 tấm cũng dùng khi sản phẩm lớn đòi hỏi phải có
miệng phun ở bên
" Nhược điểm của cấu trúc khuôn 3 tắm là hệ thông kênh nhựa đài sẽ có nhiều mảnh phê liệu , nhưng quan trọng hơn là kênh
nhựa dài cần đến áp suất phun cao dé điên đầy lòng khuôn
=_ Phản cô định gồm tắm kẹp trước để nối khuôn vào phân trước
của máy gia công nhựa ,và 1 tắm trung gian để tháo miệng phun của trục kéo cuống phun
"Phần chuyên động có chức năng như phần chuyên động của
khuôn 2 tâm , loại trừ hệ thống trục được gắn để làm phân 3
chuyên động , để tạo ra 1 độ mở giữa đường trung tâm và phần cé dinh dé dé lay đi hệ thống kênh nhựa
NGUYEN DUC THUAN
Trang 21
LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
Ss
Hình trên là khi khuôn mở , các lò xo giữa tắm giữa và tam trung gian dam bao cho tâm chuyển động cùng với tắm chuyển động Trong khi hệ thống kênh dẫn nhựa vẫn được giữ nguyên bởi trục chéo cuông phun Kết quả này làm cho các miệng phun bị đứt và tách hệ thống hệ thống kênh nhựa ra khỏi sản phẩm
Tầm giữa sẽ tiếp tục đi theo tắm chuyên động của khuôn như miêu tả ở trên cho đến
khi nó bị nút chặn giữ lại
Nút chặn kéo tắm trung gian để tháo hệ thống kênh ra khỏi các trục kéo cuống phun
và kéo nó rời ra khỏi bạc cuông phun
Trang 22LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH mould bayonet lock Hình 1.11: Mô tả kết cấu của khuôn 3 tắm Hinh 1.12: Kết cấu cúa 1 khuôn 3 tắm an
SVTH: NGUYEN HONG DAU 15
Trang 23LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH ===—————— ề—————= Nn SN DM FYWN PO _CHƯƠNG2 _ -
TÍNH TỐN THIẾT KÉ KHN
Các yêu cầu để thiết kế khuôn Vật liệu làm khuôn Xác định số lòng khuôn Thiết kế hệ thông dẫn nhựa Hệ thống đây sản phẩm nhựa Thiết kế hệ thống làm nguội Thiết kế hệ thông rút lõi
Các tính toán cần thiết liên quan đến vận hành khuôn
.1 CÁC YÊU CẦU ĐẺ THIẾT KẾ KHUÔN:
Dựa vào yêu cầu: số lượng sản phẩm, loại vật liệu gì, chất lượng như thế
nào, độ chính xác kích thước, chất lượng bề mặt
Số liệu về máy ép phun: áp lực phun, lực kẹp, khoảng mở khuôn nhằm sử dụng các sô liệu đó trong thiết kế
Kết cấu khuôn: 2 tắm, 3 tắm hoặc nhiều tắm
Thiết kế cơ khí: độ dày các tắm, phân bố các lỗ
Xác định độ co rút của vật liệu: do hình dạng và tính chất vật liệu quyết định
Tuổi thọ của khuôn
Lòng khuôn và lõi khuôn làm liền hay rời ra
Số lòng khuôn: tùy thuộc vào năng suất
Bố trí lòng khuôn
Thiết kế hệ thống phun: trực tiếp hay gián tiếp
Hệ thống kênh dẫn nhựa: hình dạng mặt cắt ngang kênh dẫn nhựa, chế độ
gia nhiệt
Hệ thống miệng phun từ kênh dẫn nhựa tới khoang tạo hình bễ trí ở đâu, dùng loại nào, bao nhiêu miệng phun
Điều khiển nhiệt: số lượng đường nước giải nhiệt
Hệ thống tháo khuôn: chốt đây, chốt hồi
TT
Trang 24LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Ths PHUNG CHAN THANH <=———ễễễễễễễễễễ— Bộ phận dẫn hướng Hệ thống thoát khí 2.2 VẬT LIỆU LÀM KHUÔN:
_ Quá trình chọn thép làm khuôn cần phải cân nhắc kỹ vì nó liên quan đến độ
bên của khuôn _, chât lượng bê mặt cũng như liên quan đên công nghệ chê tạo
khuôn như: khả năng gia công cắt gọt, mức độ bóng có thê đạt được
Do vậy việc chọn vật liệu làm khuôn là công việc rât quan trọng và khi chọn sẽ phải lưu ý các yêu 1Ô sau:
Loại nhựa sẽ gia công
Độ bóng bề mặt, độ phức tạp, chức năng của sản phẩm
Số lượng sản phẩm
Công nghệ dùng để gia công sản phẩm nhựa Khả năng chống mài mòn và ăn mòn hoá học
Biến dạng kích thước và hình dạng khi nhiệt luyện
Các tính chất công nghệ như: cắt gọt, đánh bóng
Giá thành vật liệu làm khuôn
Yêu cầu chung của thép làm khuôn phải có: Độ cứng Độ dẻo dai Đồng chất, tỉnh khiết Hàm lượng Crôm Tuỳ theo từng hệ thống, từng chức năng của chỉ tiết mà vật liệu dùng để chế tạo được chọn có những đặc tỉnh thích hợp 2.2.1 Đối với hệ thống định vị:
Với hệ thống này, tính chống mài mòn và độ cứng được đặt lên hàng đầu, do vậy vật liệu được chọn phải có khả năng nhiệt luyện đạt độ cứng cao bên
ngoài chống mòn nhưng đồng thời phải có tính đẻo bên trong nhằm tránh gãy
trong quá trình làm việc Vật liệu làm trục là thép SCM- 415, bạc dẫn hướng là
thép SU12
2.2.2 Đối với hệ thống đây:
Các chốt đây và chốt hồi do phải làm việc ma sát liên tục và chịu lực dọc
trục trong quá trình làm việc cho nên đặc tính ưu tiên của vật liệu là độ cứng chống mài mòn, độ dẻo ở bên trong lõi đề tránh gãy trong qua trinh làm việc Vật liệu của chốt thường là SKD 61
==————_————
SVTH: NGUYÊN HỎNG ĐẦU ụ
Trang 25
LUẬN AN TÓT NGHIỆP
2.2.3 Thân khuôn:
Đây là phần khuôn cơ bản đùng để lắp các phần khác nhau của khuôn, do
vậy, độ cứng cũng được quan tâm nhiều.Có thể mua thân khuôn như 1 bộ tiêu chuẩn đã có sự lựa chọn vật liệu Thường dùng thép cácbon trung bình (AISI 1055, DIN CM55, JIC S558 ) Chỉ tiết khuôn Các miếng ghép và khối lòng khuôn Các tắm khuôn Các tắm kẹp Các miếng ghép và khối lõm Các chốt đây Các tắm đây Ống lót và chốt dẫn Chốt dẫn Tâm giữ Thanh trượt Bạc cuống phun Bảng 2.2.1: Các loại thép thông dụng dùng đê chế tạo khuôn Loại thép P-20 H-13 A-2 D-2 420 Tinh chat thép Là thép chuyên dụng,dùng khuôn rất tôt Có hàm lượng Cacbon cao GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH Loại thép P20, H13, S7,L6, A2, A6, P2, Pó, 420 P20, H13, 57, 420 P20, H13, S7 P20, H13, S7,Ló6, A2, A6, P2, Pó, 420 H13 Nitride P20, H13, 87 O1, A2, P6 H13 Nitride P20, H13, 87 P20 Nitride, 01,02,06,A2,A6,P6 O1,O2,L6,A2,A6,S7,P6 Chỉ tiết khuôn Các tắm khuôn ,tam đây và các lòng khuôn(thường được mạ gia công Nhược điểm:dễ gỉ nếu không bảo quản Ni và CR để chống gỉ) tốt Thép dụng cụ tot Đánh bóng và xử lý nhiệt tốt Các tâm lòng khuôn và lõi Khả năng chống ăn mòn tốt hơn Thép dụng cụ đa dụng có độ cứng cao, độ bèn tốt
Gia công đánh bóng tôt Nhược điểm:giá thành cao Thép dụng cụ có độ bên cao Xử lý nhiệt và đánh bóng tot Rất cứng ,chồng mài mòn tơt,chứa « Tấm lịng khn,lõi và các chỉ tiết có tiết diện mỏng Các chỉ tiết đầy như chot,6ng,thanh day
Khôi miệng phun
nhiều Vanadium,hay dòn,dễ gãy
Trang 26LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP Mã số Thép 1.7735 14CrMo69 1.8519 31CrMov9 1.2162 21MnCr5 1.2764 X19NiCrMo4 1.2341 X6CrMo4 1.2311 40 CrMnMo7 1.2738 40 CrMnNiMo864 1.2312 40CrMnMoS86 1.2711 54 NiCrMoV8 1.2085 X33CrS16 1.2083 X42Cr13 1.2316 X36 CrMol7 1.2361 X91 CrMoV18 1.2343 X38 CrMoV51 1.2309 X155 CrVMo121 1.2842 90MnCrV8 1.2767 X45Ni CrMo4 1.2706 X3N¡CoMoTi1895 Hệ số giãn nở nhiệt độ (10° m/mk) 20Œ 20% 20% 20% 100% 200% 300% 400°C 112 118 12,5 13,0 11,8 12,5 12,9 13,4 12,2 12,9 13,5 13,9 10,4 11,4 122 12,7 120 12,3 12,7 13,2 11,1 12,9 13,4 13,8 11,1 12,9 13,4 13,8 11,1 12,9 13,4 13,9 118 12,7 13,5 140 10,5 11,0 11,0 11,8 10,5 11,0 11,0 11,5 10,5 11,0 11,0 1240 1051 11,0 11,0 1240 100 10,2 10,5 11,1 10,5 11,5 11,9 12,2 104 122 13,0 13,6 123 13,1 13,3 13,8 103 11,0 11,2 11,5
GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
Tinh dan nhiét (w/mk) 20% 350° 700° 37,1 36,4 39,5 33,5 392 35,7 34,5 35,7 34,7 17,1 20,0 17,2 18,4 25,3 16,7 34,2 28.8 14,2 C 36,5 33,7 36,6 32,2 36,5 33,4 33,5 34,0 33,5 20,8 23,0 21,0 22,1 27,2 20,5 33,0 29,8 18,5 Bang 2.2.3 : Dac tính nhiệt độ của 1 số loại thép làm khuôn Cc 34,2 31,7 33,5 32,0 33,5 32,0 32,0 32,0 33,2 24,4 26,2 24,7 24,8 30,5 24,2 31,8 30,5 22,5 a 19
Trang 27LUẬN ÁN TÔT NGHIỆP Mã số Thép 1.7735 14CrMoV69 1.8507 34CrAIMo5 1.8850 34CrAINi75 1.8519 31CrMoV9 1.2161 21MnCr§ 1.2764 X19NiCrMo4 1.2341 X6CrMo4 1.2311 40CrMnMo7 1.2738 40CrMnNiMo864 1.2711 54NiCrMoV8 1.2312 40CrMnMoS68 1.2085 X33CrS16 1.2083 X42Cr13 1.2316 X36CrMo17 1.2361 X91CrMoV8 1.2343 X38CrMoV5I 1.2374 XI155CrVMo121 1.2842 90CrMoV8 1.2767 X45NiCrMo4 1.2704 X3NiCoMoTi1895 1.11730 C45 GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH Sử dụng Thép thấm nitơ dùng làm ống lót máy ép
Thép thấm nitơ dùng làm trục vít máy ép ,đường kính tới 70mm
Thép thắm nitơ dùng làm trục vít máy ép ,đường kính tới 250mm
Thép thấm nitơ dùng làm trục vít máy ép
Thép thấm cacbon dùng làm các tắm thớt khuôn Thép thấm cacbon dùng làm các tắm thớt khuôn
Thép thấm cacbon dùng làm lòng khuôn
Thép hoa cứng dần dùng cho khuôn , chiều đày <400mm Thép hóa cứng dần dùng cho khuôn, chiều dày >400mm Thép hóa cứng dẫn dùng cho khuôn yêu cầu độ bền cao Thép hóa cứng dần dùng cho khuôn đơn giản
Thép chống ăn mòn dùng cho khuôn đơn giản Thép làm khuôn chống ăn mòn
Thép làm khuôn chống ăn mòn Thép làm khuôn chống ăn mòn cao
Thép có thể tôi thấu chịu nhiệt cao
Thép làm khuôn chịu mài mòn cao
Thép hợp kim trung bình với độ bền dạng thấp
Thép có thể tôi thấu độ dai cao
Thép Mactenxit già làm khuôn ít biến dạng
Thép làm khuôn thông thường
Bảng 2.2.4: Những loại thép thường dùng làm khuôn và công dụng 2.2.4 Các tấm lòng khuôn và các lõi khuôn:
Thông thường các tắm lòng khuôn và các lõi khuôn có độ cứng và độ bóng rất cao, độ biến dạng khi nhiệt luyện nhỏ Các phần nảy tiếp xúc với nhựa và
chịu một áp lực rất lớn, do vậy các tắm này phải có độ cứng cao Người ta thường chọn thép có hàm lượng Crôm cao
Các loại vật liệu thông dụng thường dùng :
e 35CrMo2: tốt cho gia công, nhưng không tốt cho đánh bóng
e© 40CrMnMG7: vật liệu này hơi khó gia công nhưng dễ đánh bóng
Trang 28
LUẬN ÁN TÔT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
ST =——=——ễễễễễễễễễ=
Ngoài các lựa chọn trên, tuỳ theo khả năng của phân xưởng cũng như các loại thép hiện có trên thị trường mà ta lựa chọn loại khác có đặc tính tương đương
2.3 XÁC ĐỊNH SÓ LÒNG KHUÔN:
2.3.1 Các yếu tố quyết định số lòng khuôn : e© Kích thước đầu phun của máy ép
e Kích thước, hình dáng sản phẩm e Tốc độ hố dẻo
e« Lục kẹp cần thiết để thắng áp lực của khuôn tạo hình e_ Diện tích lớn nhất của các thớt máy
e _ Yêu cầu của khách hàng về thời gian e Số lượng sản phẩm e Trình độ sản xuất Nếu yêu cầu về độ chính; chất lượng của sản phẩm thì số khoang tạo hình càng ít cảng tơi 2.3.2 Tính tốn số lòng khuôn: Các thông số cơ bản của máy ( tham khảo số liệu của công ty nhựa Bình Minh )
* Áp suất ép phun tối đa: 140 kgf/cm’ * Luc kep khuén tối đa: 400 tấn
Có 3 cách tính số lòng khuôn ( tham khảo tài liệu trung tâm kỹ thuật chất dẻo)
* Cách 1: Tính theo công suất phun của máy
n= the tích ep phun lon nhat cua may(cm”) ° the tich san pham + cuong phun + ranh dan (cm?) * Cách 2: Tính theo tốc độ phun toc do dong nhua (cm’ / phut)
me so lan phun (lan/phut) x (the tich san pham + ranh dan)
¥61.0,4 Mec< Meg < 0,8 Nes (TRUONG DHDL-KTCN|
Trang 29LUẬN AN TOT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH
===——=————————====
f: hệ số an toàn, thường chon f = 1,2-1,5 Chon f= 1,2 P;; 4p suat phun lớn nhất ( KPa ).P; = 13734 (KPa) A: tổng điện tích hình chiếu khuôn và rãnh dẫn ( mỶ ) A = 132219,74 (mm2)x 0,132 (m?) _ 10.1,2.3924 46 =n„ =——— * 0132.137234 Theo thực tÊ và yêu câu của sản xuất, chúng em chọn sô lòng khuôn là 8 2.3.3 Cách bố trí lòng khuôn: Sau khi chọn số lòng khuôn, chúng ta cần bố trí các lòng khuôn sao cho hiệu quả và tối ưu Thông thường có 3 cách bố trí: bố trí vòng tròn, bồ trí theo dãy và bố trí đối xứng Cách bố trí Bồ trí theo vòng tròn Bồ trí theo dãy Ưu điểm
Chiều dài dòng nhựa bằng
nhau, dê tách khuôn, đặc biệt đôi với các sản phâm đòi hỏi thiết bị tháo ren
Bố trí được mhiều khoang
tạo hình hơn là bỗ trí theo dạng vòng tròn
Có thể tăng số lòng khuôn
dễ dàng nên rất thông dụng
Trang 30
LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
nơ
Chiều đài dòng nhựa bằng Thẻ tích kênh dẫn lớn, nhau đôi với tất cả các lòng sản phẩm có nhiêu ba khuôn mà không cân điêu via, do đó nhiêu khi
chỉnh kênh dẫn, miệng phun phải dùng hệ thông
; ; a zx
Có thê tăng sô lòng khuôn kênh dân nóng dé dàng
Bồ trí đôi xứng
Theo kết cầu khuôn thực tế, chúng em chọn cách bồ trí lòng khuôn là bố trí đối xứng, vì bố trí theo cách này thì khuôn sẽ có kết cấu rút lõi rất đơn giản, do đó
giá thành khuôn sẽ giảm
2.4 THIET KE HE THONG DAN NHUA: 2.4.1 Thiết kế cuống phun :
Miệng phun Kênh dân chính
Hình 2.1: Hình dạng kênh dẫn nhựa
Cuống phun là chỗ nói giữa vòi phun của máy phun và kênh nhựa Trong kết cấu khuôn chúng em có dùng bạc cuống phun tiêu chuẩn "23 SVTH: NG JUYỂN HONG DAL U
Trang 31
LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
Hình 2.2: Kết cấu khuôn lắp bạc cuống phun
Bạc cuống phun thường được tôi cứng đề không bị vòi phun của máy làm
hỏng
Kích thước của bạc cuống phun phụ thuộc vào 2 yếu tố :
* Khối lượng và độ dày thành của sản phẩm cũng như loại vật liệu nhựa được sử dụng Khi biết được khối lượng của sản phẩm ( tính băng gam ) đường kính D có thê xác định được
* Kích thước lỗ vòi phun của máy cũng như ảnh hưởng đến kích thước của cuông phun theo hình sau: Rx R=X+(2 to 5) La = = = — oY Bạc cuống phun vời phun BA SB
Hình 2.3: Sơ đồ cúa bạc cuống phun và vòi phun
Độ mở cuỗng phun ( ®A ) phải lớn hơn đường kính miệng lỗ của vòi phun
của máy ép từ 0,5 dén 1 mm
Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn 2-5 mm so với bán kính của voi phun để đảm bảo không có khe hở giữa cuông phun và vòi phun khi chúng tiêp xúc nhau
Góc côn của cuống phun rất quan trọng bởi vì nếu góc côn quá nhỏ có thê gây ra khó khăn khi tháo cuống phun khỏi bạc cuống phun Còn nếu góc côn quá to,
làm cho phản đáy của cuống phun cũng phải rất lớn, mà điều này ảnh hưởng đến
thời gian làm nguội Vì vậy góc côn tối thiểu nên là 1” 2.4.2 Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa :
Kênh nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun Kênh nhựa phải được thiết kế ngắn đẻ có thể nhanh chóng điền đây lòng khuôn mà không bị mất nhiều áp lực Kích thước của kênh nhựa phải đủ nhỏ đê làm giảm phê liệu và lượng nhựa trong lòng khuôn, nhưng phải đủ lớn dé chuyên 1 lượng vật liệu đáng ké dé điền đầy lòng khuôn nhanh và giảm sự mắt áp lực ở kênh nhựa và các miệng phun
Trang 32LUAN AN TOT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH AAS oo ì
Loại kênh dẫn này được dùng nhiều vì tiết diện ngang hình tròn sẽ cho phép 1 lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bị mất nhiều nhiệt Tuy nhiên, loại này có giá thành chế tạo khá cao do kênh dẫn nằm trên 2 nửa khuôn khác nhau
+ Kênh dẫn có mặt cắt ngang hình thang cong: St
+
a
Loai kénh dan này cũng có lợi nhưng sẽ phải sử dụng nhiều vật liệu hơn và tổn thất nhiệt nhiều hơn so với kênh dẫn nhựa có mặt cắt ngang hình tròn Tuy nhiên, kênh dẫn này dễ gia công hơn vì nó chỉ nằm ở 1 bên của mặt phân khuôn, do đó giá thành gia công thâp hơn
Trang 33
LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH a Đ -_-“ =saaw.ằẳšẳw> + Kênh dẫn có mặt cắt ngang hình thang 52-10° IR a W Pd
Loại kênh dẫn này không tốt bằng kênh dẫn hình thang cong vì nó tốn nhiều
vật liệu nhựa hơn
+ Ngoài ra còn nhiều loại kênh dẫn khác có mặt cắt ngang hình chữ nhật, hình bán nguyệt nhưng chúng em không nói đến vì chúng rất ít sử dụng
Qua những loại kênh dẫn trên, chúng em chọn kênh dẫn có mặt cắt ngang hình tròn
2.4.2.2 Tính toán kích thước kênh dẫn nhựa đảm bảo cân bằng
dòng
Có 2 phương pháp tính là phương pháp truyền thông và phương pháp
CAD/CAE/CAM ( phương pháp Dr.C-mold )
Trang 34LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHUNG CHAN THANH Chủ nại lánh ghưy Họ T72 | 1524 | 38 Ya: Vey whựa Duffey Linh vin chen ABS 2.3622 | 2.7686 | 3.9624 Scorn 1.5748 | 2362) | 3.175 Acres 3.175 3.9624 |47498 CeBulese acetate 2.3622 | 27686 | 3.9624 Cehubese acetate butyrate 3341? | DPBS | 3.175 Lonemer LS748 | 23622 | 3.175 Nylon 64 1.7148 | 1.9812 | 2.3622 Pelycar be na te 417 |3%14 | $S1S61 Pelyethykue 1.8748 | 23434! ; 3.175 Pelyprepykese 1.§748 | 3321 | 3.175 Pelyshenyinne oxide 3179 | 3.9024 | $1582 Pelyghes sulfide BRITS =| 3.9024 | 5.1862 se 3.9624 | 47498 | â5372 Polystyrene 2.3022 | LƠeSs | RATS Rigid PVC RATS «| 47498 | 0.35
+ Phuong phap ding dé thi thye nghiém: Xác định đường kính kênh dẫn theo quan hệ:
D=Df,
Trong đó: D: đường kính tham khảo, xác định theo khôi lượng (G), bề dày trung bình (s) của sản phẩm f¡ : hệ sô chiêu dài, xác định theo đòng chảy (L) *+ Phương pháp Stevencc: VG AL 3,7 Xác định đường kính theo quan hỆ: d¿„, = đực =dyo N
Trang 35
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
====.m————
Trong đó: d, : đường kính kênh dẫn cấp độ 1, kênh dẫn trực tiếp vào miệng phun
d, : đường kính cấp độ n
s : bé day trung bình của sản phẩm
Phương pháp Dr.C-mold :
Theo kinh nghiệm hay từ công thức thực nghiệm, ta sẽ xác định được đường kính sơ bộ cho kênh dẫn chính và kênh dẫn nhánh Sau đó dùng phần mém C-mold xác định đường kính kênh dẫn đảm bảo chỉ tiêu: cân bằng dòng và cực tiêu đường kính
Ưu điểm và nhược điểm của 2 phương pháp trên :
e Phương pháp truyền thống :
+ Đơn giản, dễ tính toán
+ Một số công thức thực nghiệm chỉ xem xét đến khối lượng mà không
xem xét tới bê dày sản phẩm
+ Không đảm bảo cân bằng dòng e Phương pháp Dr C-mold :
_ + Ap dung phuong phap số để cân bằng dòng và cực tiêu đường kính kênh dẫn
+ Được phát triển thành phần mém CAE: C-mold, MPI 3.1
- + Phần mềm không nêu thuật toán cân bằng và cực tiểu đường kính kênh dẫn, do đó cần tìm hiểu bản chât thuật toán để áp dụng cho hợp lý
Qua các phương pháp nêu trên, chúng em chọn phương pháp CAD/CAE/CAM (phương pháp Dr C-mold ) đề xác định kích thước kênh dẫn
nhựa đảm bảo cân băng dòng
2.4.3 Thiết kế miệng phun :
2.4.3.1 Chức năng, ảnh hưởng của miệng phun :
Miệng phun (MP) là chỉ tiết nối kênh dẫn với khoang tạo hình (KTH), la 1 thanh phan cua hé thong cap nhựa.Các thông sô MP: loại MP; vị trí, số lượng; kích
thước MP
MP ảnh hưởng trực tiếp tới:
+ Hướng đòng chảy, do đó ảnh bưởng tới định hướng cấu trúc vật liệu trên
sản phẩm, liên đới trực tiệp tới vị trí don nen khi (DNK) trong KTH
_ + Anh hudng téi liu lugng dong chay, tức là thời gian cần thiết cho quá trình
dién day KTH
a
Trang 36LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH “==—————=——
; + Su tốn thất áp suất trên miệng phun, do đó ảnh hưởng tới áp suất ép phun
cần thiết cho giai đoạn điền đây (filling stage) và cả giai đoạn ép sản pham (packing stage)
Như vậy giải pháp thiết kế MP, một mặt không chỉ ảnh hưởng trực tiếp tới
quá trinh ép phun trong KTH, mặt khác liên quan trực tiếp tới kết câu hệ thông kênh
dẫn nhựa và cả hệ thông giải nhiệt cho khuôn, chế độ ép phun, chất lượng, năng
suất, giá thành sản xuât
2.4.3.2 Yêu cầu đối với phương pháp thiết kế MP :
Yêu câu khoa học đối với phương pháp thiết kế MP là nêu được cơ sở xác
định thông số MP, chuẩn đoán được vị trí hình thành đường hàn, vùng DNK trong lòng khuôn, xác định được sô lượng, vi tri và kích thước hợp lý đôi với MP
Mặt khác theo nguyên lý thiết kế, để xác định thông số MP, việc chọn loại
MP và kích thước MP không đòi hỏi áp dụng công nghệ CAD/CAE/CAM, do do, phương pháp xác định thông sô MP-vùng DNK theo công nghệ CAD/CAE/CAM sẽ được giới hạn là xác định vị trí, số lượng MP-vùng DNK, là những nội dung có thê áp dụng công nghệ CAD/CAE/CAM hiệu quả nhất
Phương pháp xác định thông số MP-vùng DNK theo công nghệ
CAD/CAE/CAM được gọi tắt là phương pháp thiệt kê MP
24.3.3 Cơ sở xác lập phương pháp thiết kế MP :
Có 3 cơ sở xác lập phương pháp thiết kế miệng phun :
+ Cơ sở lý thuyết: các chỉ tiêu công nghệ, kinh tế- kỹ thuật đối với công nghệ
ép phun nhựa
+ Công cụ CAD/CAE/CAM: khả năng phân tích và mô phỏng (PT và MP) của các công cụ phân tích CAE, cụ thê là khả năng của phần mêm PT và MP ép phun MoidFlow
+ Thực tiễn: dựa vào kết quả PT và MP của phần mềm MoldFlow
3.4.3.4 Noi dung phương pháp thiết kế MP : `
Nội dung phương pháp thiết kế miệng phun được giới hạn ở 3 phần: + Nguyên tắc và chỉ tiêu xác định vị trí, số lượng MP-ving DNK
+ Phương pháp xác định vị trí, số lượng MP-vùng DNK theo công nghệ
CAD/CAE/CAM
+ Quy trình xác định vị trí, số lượng MP-vùng DNK trên phần mềm MPI „ Trong phần này chúng em chỉ trình bày nguyên tắc và chỉ tiêu xác định vị trí,
số lượng MP-vùng DNK Còn phân phương pháp xác định vị trí, sô lượng MP-vùng
DNK theo công nghệ CAD/CAE/CAM và quy trình xác định vị trí, sô lượng MP- vùng DNK trên phân mêm MPI thì chúng em trình trong chương 5 của luận văn
Nguyên tắc và chỉ tiêu xác định vị trí, số lượng MP-vùng DNK
==———————
SVTH: NGUYÊN HÔNG ĐẦU 29
Trang 37
LUẬN ĂN TƠT NGHIỆP
® Chon loại miệng phun :
Theo phương pháp cắt MP, có thể phân loại MP thành 2 nhóm: MP cắt băng tay và MP cắt tự động
GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
MP cắt bằng tay gồm 8 loại thông dụng: MP trực tiếp, MP cạnh, MP dải, MP
quạt, MP đĩa, MP vành, MP nan hoa, MP màng
MP cắt tự động được thiết kế với mặt cắt rất nhỏ để có thê cắt tự động trong
quá trình mở khuôn MP cắt tự động có 2 loại thông dụng: MP kim, MP cửa ngằm
Tat cả các loại miệng phun ở trên được phân loại theo ứng dụng, ưu điểm và hạn chế và kích thước miệng phun theo bảng sau : (Sprue gate) thường sử dụng cho khuôn một KTH, nơi MP cung cấp nhựa trực tiếp vào KTH nhanh chóng với tổn thất áp suất nhỏ nhất - Sử dụng đốt với sản phẩm dùng nhựa nhạy nhiệt và có độ nhớt cao - Sử đụng cho sản phẩm kích thước sản phẩm cao và kích thước chính xác; Không cần kẽnh dẫn nhựa; Ít tổn thất áp suất; Có thể định hình sản phẩm cỡ lớn hoặc sản phẩm có độ sâu Hạn chế: Sự bất lợi MP trực tiếp là để lại vết sẹo bể mặt sản phẩm sau khi MP được cắt dẫn đến tăng thời gian gia công; Sản phẩm phẳng và cạn T Minh họa Ứng dụng Ưu điểm — Hạn chế Kích thước T 1 | MP true tiép - MP trực tiếp |Ưu điểm : Chất lượng |- Đường kính trên của MP phụ thuộc vào kích thước vòi phun máy ép và phải lớn hơn đường kính cuối của vòi phun máy ép 1mm - Thân MP phải có độ côn mở 2.4 độ về phía sản phẩm, - SỬ dụng đối với SVTH: NGUYENHONGDAU _
NGUYÊN ĐỨC THUẬN Ưu điểm: Chất lượng sản
XS? lớn d& bị cong, méo mó; ứng | do đó chiéu Nhựa định hình suất dư lớn tại vị trí|dài MP ảnh
~- Nhựa định hình: › hưởn tổ
PVC cứng, PE, PP, quanh MP Bọ 1
PC PS PA, POM đường kính của
AS, ABA, PMMA MP tại vị trí
(acrylic) nối với sẵn phẩm
Trang 38LUẬN ÁN TÓT NGHIỆP GVHD: 1h.s PHÙNG CHÂN THÀNH (Edge gate) sản phẩm có diện tích lớn - Nhựa thích hợp: PVC cứng, PE, PP, PC, PS, PA, POM, AS, ABA, MMA (acrylic) phẩm cao va kích thước chính xác, đường nối; Phần MP phát sinh nhiệt độ do ma sát, làm tăng thêm nhiệt độ
nhựa; Ngăn ngừa nhựa chảy ngược không có Hạn chế: Tổn thất áp suất lớn; Nhựa lưu thông kém dễ dẫn đến điển đầy không đủ; Đối với sắn phẩm có diện tích lớn hoặc dạng mặt phẳng, do MP hẹp nên dễ tạo bọt khí và làm cho nhựa lưu thông kém MP từ 6 % tới 75 % bể dày sản phẩm (hoặc dày 0.4 tới 6.4 mm) - Rộng lL.6 tới 12.7 mm - Chiểu đài MP không được lớn hơn 1mm, tối ưu là 0.5 mm 3 MP dải (Tab —t -—Tab Runner - MP dai được dùng cho sản phẩm mỏng và phẳng, để giảm bớt ứng suất trượt trong KTH Ung suất cao sinh ra tại vị trí quanh MP được giữ lại tại dải phụ và sẽ được cắt khỏi sản phẩm - Nhựa thích hợp: PVC cứng, POM,
AS, ABS, PMMA,
PC, acrylic, SAN Ưu điểm: Xung quanh
MP không có hiện tượng
co rút và lõm; loại trừ
được các biến đổi do phun nhựa quá nhiều và
các vết đồng chảy; giảm
nhẹ ứng suất tại vị trí
quanh MP; Việc tăng MP
làm tăng nhiệt nhựa do ma sat Han chế: Tổn thất áp suất lớn; Khó cắt MP - Chiểu rộng đải tối thiểu là 6.4 mm - Bé day dai tối thiểu là 75 % chiều KTH sâu
SVTH: NGUYEN HONG DAU
Trang 39
LUẬN AN TOT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH
4 |MP quạt - MP quạt được |Ưu điểm: MP cho phép |- Bể dày cực
(Fan gate) dùng cho sắn phẩm | điển đẩy nhanh sản phẩm |đại của MP lớn hoặc những tiết | lớn hoặc những tiết diện | không nên lớn diện mỏng của|mỏng của KTH, MP|hơn 75% bể KTH được sử dụng để tạo ra | dày sản phẩm, - Nhựa thích hợp: dòng chảy đông đều vào | thông thường
PP, POM, ABS những phần rộng của sản|MP dày từ phẩm, nơi sự cong vênh | 0.25-1.6 mm và kích thước ổn định là Í _chiêu rộng yếu tố chính MP từ 64 mm Hạn chế: Chi phí cất MP |hoặc 25 % cao chiéu dai KTH
5 |MP_ đĩa (Dik|- MP đĩa thường |Ưu điểm: Từ MP đĩa |-MP có bể dầy
gate) được sử dụng cho | dòng chảy đồng đều tới | 0.25 - 1.27 mm
sản phẩm hình ống | tất cả các bộ phận của hoặc tròn xoay sản phm (cõn bng
âđ - MP đĩa được sử đòng chảy); phòng ngừa
Trang 40LUẬN ẨN TÔT NGHIỆP GVHD: Th.s PHÙNG CHÂN THÀNH Love length + 9080-9110 Inds meee OOO
SVIH: NGUYEN HONG DAU ngang trên toàn bộ
chiều dài hoặc chiều
rộng của KTH
- MP màng được sử
6 |MP vành (Ring |- MP vành được sử |MP vành giống như MP | - MP dày 0.25 -
gate) dụng cho sản phẩm | đĩa Với MP vành, dòng | 1.6 mm
hình ống hoặc tròn |nhựa đi chuyển tự do
xoay xung quanh lõi trước khi
* av & ^
` |~ Nhựa thích hợp: di chuyển đồng đều ố hía dưới, giố
" POM, ABS xuống phía i giống như dòng chảy đùn ống Ưu điểm: Ngăn ngừa hình thành vết dong chảy Hạn chế : Khó cắt MP
7 |MPnanhoa - MP_ nan hoa|UƯu điểm: Dễ lấy MP,|- MP nan hoa
(Spoke pate) thường sử dụng cho | tiết kiệm nhựa day ty 0.8 -4.8
a ` at `
sản phẩm hình ống Hạn chế: Có thể có vết mm va réng từ
- Nhựa thích hợp: | đường han 16-64 mm
POM, ABS
8 | MP mang - MP mang giéng|Uu diém: Phun nhya|- Kich thước
(Film gate) như MP vành nhưng | đồng đều trên sản phẩm; |MP nhỏ, day được sử dụng cho | Bể ngoài sản phẩm tốt xấp xỈ 0.25-