THIẾT kế sản PHẨM NHỰA và KHUÔN ỨNG DỤNG PHẦN mềm SOLIDWOKS

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA : CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA VÀ KHUÔN ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS Giảng viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Tuấn Hùng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Chương Trần Diễm Lớp : ĐHCK3ALT Khóa : 2007-2020 TP.HỒ CHÍ MINH,Tháng năm 2020 LỜI MỞ ĐẦU Trong năm gần đây,chúng ta chứng kiến phát triển mạnh mẽ phần mềm khí việc ứng dụng thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa.Một số phần mềm tiếng pro/engineer wifi 4.0, Catia VR15.7, Unigrafic NX6,Inventer 8,Solidworks 2020…Trong phần mềm tiếng kể chúng em chọn phần mềm Solidworks 2020 ( phần mềm tiếng hãng Dassault systemn) để thiết kế khn cho sản phẩm nhựa Phần mềm có ưu điểm giao diện đẹp, thân thiện, khả thiết kế nhanh phần mềm khác nhiều nhờ vào xắp xếp bố trí toolbar cách có hệ thống hợp lý.Thiết kế khí, tạo khn, thiết kế kim loại tấm… nói chung, chức Solidworks tỏ có khơng thua Catia, unigraphics chí cịn hay tốt hơn, lẽ chuyên lĩnh vực đó, với người anh em Catia mình, Solidworks trở thành phần mềm tiếng giới hãng Dassault systemn.Đề tài chúng em đề tài có tính ứng dụng thực tiển cao chúng em chọn nguyên cứu để sâu vào lĩnh vực này.Mục tiêu đề tài phục vụ cho tham khảo cho bạn sinh viên sau mà úng dụng thực tế để gia cơng số sản phẩm ngành khuôn mẫu.Do phát triển ngành khn mẫu nước ta cịn chưa cao cộng với thực tiễn chúng em chưa va chạm nhiều chúng em hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Qua thời gian tìm hiểu với hướng dẫn bảo tận tình Thầy Nguyễn Tuấn Hùng, chúng em hồn thành đồ án tốt nghiệp giao.Với kiến thức trang bị trình tìm hiểu tài liệu có liên quan thực tế Tuy nhiên khơng tránh khỏi sai sót ngồi ý muốn thiếu kinh nghiệm thực tế thiết kế Do vậy, chúng em mong đựơc bảo thầy cô giáo Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy trường ĐHCN TP.HCM đóng góp ý kiến bạn bè để hoàn thiện vốn kiến thức Cuối , chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tuấn Hùng tận tình hướng dẫn chúng em trình thiết kế hoàn thiện đồ án tốt nghiệp NHẬN XÉT (Của giảng viên hướng dẫn) NHẬN XÉT (Của giảng viên phản biện) MỤC LỤC Trang Chưong GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG .1 1.1 MƠ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1.2 CƠNG NGHỆ ÉP PHUN CĨ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP 1.3 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO 1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN 1.5 KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG 1.6 HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC 1.7 HỆ THỐNG NGÀM KẸP KHUỶU Chương THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA 2.1 THIẾT KẾ BỀ DÀY THÀNH CHÍNH 2.1.1 Bề dày mỏng tốt phải đủ dày 2.1.2 Bề dày thành đồng 2.1.3 Tránh vùng dày 2.1.4 Các lỗi sản phẩm có bề dày khơng đồng 2.2 THIẾT KẾ GÓC THỐT KHN 2.3 THIẾT KẾ GÂN 2.4 THIẾT KẾ NÚM LỒI 2.5 THIẾT KẾ BÁN KÍNH CƠNG CHO SẢN PHẨM 10 Chương VẬT LIỆU NHỰA ÉP PHUN 12 3.1 GIỚI THIỆU 12 3.1.1 Polymer 12 3.1.2 Mắc xích sở 12 3.1.3 Độ trùng hợp 12 3.1.4 Tên gọi 12 3.1.5 Phân loại 13 3.2 ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI NHỰA THÔNG DỤNG 13 3.2.1 Polyetylen(PE) 13 3.2.2 Polypropylen(PP) 15 3.2.3 Polystyrene (PS) 15 3.2.4 Polyvinyl chorire(PVC) 16 3.2.5 Polymethylmethacrylate(PMMA) 16 3.2.6 Styrene-acrylonit-copol(SAN) 16 3.2.7 Polyoxymethylene(POM) 16 3.2.8 Polyamide(PA) 17 Chương GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS 27 Chưong CÁC KIỂU KHUÔN NHỰA CƠ BẢN 31 5.1 CÁC KIỂU KHUÔN CƠ BẢN 31 5.2 CÁC CHI TIẾT KHUÔN CƠ BẢN 34 Chương THIẾT KẾ SẢN PHẨM: NẮP ỐNG CỨNG 38 Chương THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NẮP ỐNG CỨNG 41 7.1 XÁC ĐỊNH KIỂU KHUÔN 41 7.2 TẠO MẶT PHÂN KHUÔN,TÁCH THÀNH PHẦN ÂM - D ƯƠNG 43 7.3 XÁC ĐỊNH SỐ LỊNG KHN 45 7.4 BỐ TRÍ LỊNG KHUÔN 48 7.5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN NHỰA 49 7.5.1 Thiết kế cuống phun 49 7.5.2 Thiết kế hệ thống rãnh dẫn 49 7.5.3 Thiết kế miệng phun 50 7.5.4 Vòng định vị bạc keo 51 7.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẬT ĐUÔI KEO 52 7.6.1 Quy trình mở khn sau 55 7.6.2 Những điều cần lưu ý 57 7.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÓI 58 7.8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI 61 Chương PHỤ LỤC 64 8.1 PHỤ LỤC 65 8.2 PHỤ LUC 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 1.Công nghệ ép phun (Trung tâm kỹ thuật chất dẻo TPHCM) 2.Misumi: Standard Component For Plastic Mold 3.Plastic Injection Mould Design and Making (Carlos A Reyes) 4.Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa (PTS Vũ Hoài Ân) PHẦN MỀM HỖ TRỢ 70 1.SolidWorks 2007 2.MasterCam 9.1 3.AutoCad 2007 Đồ Án Tốt Nghiệp Trang CHƯƠNG GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG Phần chương giới thiệu cung cấp cách tổng thể kiến thức đặc tính quy trình ép phun.nó giúp ta hiểu làm để tạo sản phẩm có chất lượng tăng suất trình sản xuất 1.1 MƠ TẢ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Kỹ thuật ép phun mô tả trình chuyển đổi nhiệt vật liệu nhựa: 1chảy;2-bơm vào khuôn,3-làm nguội;4-sau sản phẩm cứng,khuôn mở lói sản phẩm để lấy sản phẩm.khn đóng lại bắt đầu chu trình Sự lặp lặp lại chuổi sản phẩm gọi chu trình làm khn.mỗi khn loại vật liệu gia cơng có thời gian cho chu trình tối ưu điều bắt buộc người điều khiển máy phải điều chỉnh thời gian chu kỳ máy tối ưu để đạt sản phẩm có chất lượng cao 1.2 CƠNG NGHỆ ÉP PHUN CĨ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP Khuôn xem trái tim quy trình cơng nghệ, làm từ thép cứng thường chứa nhiều cốc khn,có hình dạng sản phẩm.khn có hình dạng khơng giới hạn,có thể phức tạp lớn điền đầy lần phun.sản phẩm từ công nghệ ép phun thiết kế có nhiều lỗ,gân mặt cắt giao thành 1.3 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO Vật liệu nhựa làm sản phẩm có hình dạng bề mặt giống cốc khn điều nghĩa làm sản phẩm có hình dạng khơng tương xứng với khn khơng phù hợp.sản phẩm có hình dạng giống với khn có nghĩa vật liệu điền tốt khn 1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN Quy trình ép phun sản xuất với số lượng sản phẩm lớn đo vật liệu nhựa chảy đông cứng lại thời gian ngắn.với sản phẩm thành mỏng thời gian ép nhỏ 10 giây Đa số sản phẩm thường từ 20 đến 30 giây.Một điểm thuận lợi khác quy trình ép phun sản xuất nhiều sản phẩm chu kỳ ép Điều đạt dùng khn có nhiều cốc khn.Cứ lần nhựa bơm vào khn sản phẩm hình thành cốc khn 1.5 KẸP KHN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG Khn chuẩn gồm hai nửa,chúng đóng lại để ép sản phẩm mở để lấy sản phẩm.Khuôn ép với áp suất lớn để giử cho chất lỏng ép vào khuôn không bị chảy ra.Khuôn chuyển giử áp suất hệ thống kẹp gọi kẹp SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang khn.Có hai chế dùng để đóng kẹp khn hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực hệ thống ngàm kẹp trục khuỷu 1.6 HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC Hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực sử dụng xi lanh thuỷ lực để chuyển hai thới khuôn gắn thới khn di động.Sản phẩm thiết kế cho dính vào phần nửa khn di chuyển.Hệ thống lói gắn phần di động dùng để lói sản phẩm.hệ thống lói điều khiển ống thuỷ lực.Nó chuyển tới trước mở khuôn 1.7 HỆ THỐNG NGÀM KẸP KHUỶU Cơ chế làm việc ngàm kẹp khuỷu dùng hệ thống khuỷu dùng hệ thống khuỷu.Chúng co lại mở khuôn thẳng đóng khn.Hệ thống ngàm khuỷu dùng thuỷ lực để chuyển phận.Ghi nhớ rằng,làm mà khuỷu có thề khố vị trí thẳng khn đóng.Nhờ thiết kế học đặc biệt mà khuỷu tập trung đủ lực để kẹp khuôn SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 56 Lúc phần keo thừa (10) thoát khỏi ty giật keo,chỉ cịn phần cuống cịn mằm bạc bơm keo.Do phần lấy dễ dàng tay,bằng Robot cho rớt tự động (Ở kiểu khuôn thiết kế lấy đuôi keo thừa Robot) Do hành trình mở khn tiếp tục,cho nên khuôn vẫm tiếp tục mở đến phần long đền (3) đầu chốt bung chạm vào mặt cái,khi chốt bung giữ nhiệm vụ tách âm khỏi dương,để sản phẩm lấy sau (Hình 7.17) 10 HÌNH 7.17 7.6.2 Những điều cần lưu ý Thiết kế cử hành trình pat chặn dài tổng chiều cao(tính phần cuống) phần keo thừa khoảng an tồn để phần keo thừa lấy dễ dàng Thiết kế cử hành trình chốt bung dài cử hành trình pat chặn đoạn lớn phần đầu ty giật đuôi keo,như ty giật keo rút hết khỏi đuôi keo thừa.Tuy nhiên chênh lệch khoảng cách không lớn độ dày giật đuôi SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 57 keo,nếu lớn lúc mở khn ty giật keo rút bên ngồi giật keo,điều nguy hiểm đóng khn.Thường ta thiết kế khoảng chênh lệch khoảng 510mm điều cần lưu ý thao tác máy ép phun để chỉnh khoảng mở khuôn: khoảng cách đực sau tách phải lớn gấp đôi chiều cao sản phẩm,để sản phẩm lói dễ dàng sau 7.7 Thiết kế hệ thống lói Hệ thống lói đóng vai trị quan trọng khn ép phun,việc bố trí hệ thống lói phù hợp giúp lấy sản phẩm khỏi khuôn dễ dàng,đảm bảo phần ngoại quan bên ngồi sản phẩm,nó cịn góp phần giảm chu kỳ ép sản phẩm.Những lưu ý thiết kế hệ thống lói kiểu lói ty khn trên:  Phải đảm bảo độ cứng vững ty lói,tránh trường hợp khoảng lói q dài mà đường kính ty lói lại q nhỏ  Bố trí độ lớn khoảng cách ty lói phù hợp.Khoảng cách dài khơng đủ lực để lói sản phẩm,ngược lại khoảng cách ngắn tốn chi phí gia cơng khơng đủ chỗ bố trí hệ thống làm nguội  Khoảng cách lói phải lớn chiều cao sản phẩm 5mm  Ty lói gắn từ đội mặt dương (hoặc cục ghép dương).ta gia cơng xác hết lỗ để gắn ty lói qua nhiều khn được.Vì có chỗ gia cơng với sai số lớn để rút ngắn thời gian gia cơng (Hình 7.19)  Chiều cao gối đỡ phải tính tốn cho khn lói hết khoảng lói tính tốn đội đỡ phải có khoảng hở an toàn  Đối với sản phẩm Nắp ống cứng,vì có thêm phần UnderCut nên cần phải có lực lói thật lớn lói sản phẩm được,nên ta thiết kế ty lói ø12 lồng vào cục ghép dương (Hình 7.18) SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 58 Ø12,00 HÌNH 7.18 8,00 Ø17 Ta có hành trình lói sản phẩm sau HÌNH 7.19 SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 59 ty lói (1) lồng vào khn hình 7.19 vị trí tâm sản phẩm Theo Moldbase có sẵn chốt lùi (2) để khn đóng lại,mặt chạm vào chốt lùi,sẽ đẩy đội lại vị trí ban đầu Ở đáy,ta gia công lỗ ø50 để xy lanh đẩy máy ép phun đẩy đội lên HÌNH 7.20 Để lói sản phẩm,xilanh đẩy máy ép phun đẩy đội lên,theo đó,ty lói lói sản phẩm (8) khỏi khn (Hình 7.20) Ta bố trí lị xo (7) lồng chốt lùi,chúng có cơng dụng sau xi lanh lói máy ép phun rút lực đẩy lị xo,2 đội tự lui về.Do vậy,nếu có trường hợp sản phẩm khỏi cục đực ty lói cịn nằm sản phẩm ty lói lùi về,sản phẩm vướng lại phần đầu cục dương tự rớt SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 60 Ngồi ta cịn phải tính đến liên quan chiều dài lò xo khoảng cách lói để tính chiều cao gối đỡ,để đội lói lên khoảng tính tốn lo xo chưa nén hết.Theo ta chọn lị xo cọng dẹp với chiều dài 40mm độ nén 50% 7.8 Thiềt kế hệ thống làm nguội Để điều khiển nhiệt độ khuôn để thời gian làm nguội ngắn,cần phải biết đặt hệ thống làm nguội chỗ dùng hệ thống làm nguội nào.Điều quan trọng thực tế thời gian làm nguội chiếm khoảng 50 ÷ 60% tồn thời gian chu kỳ khn.Do làm cho q trình làm lạnh quan trọng để làm giảm thời gian chu kỳ Phải điều khiển nhiệt độ khn để có dịng nhựa êm chảy vào khuôn.Để tránh làm nguội nhanh,về lý thuyết tốt giữ nhiệt độ khuôn cao cuối dòng chảy Để điều khiển tốt nhiệt độ khuôn cần lưu ý điểm sau:  Kênh làm nguội phải đặt gần bề mặt khuôn tốt,nhưng ý đế độ bền học vật liệu khuôn  Các kênh làm nguội phải đặt gần khoảng định  Nên chia hệ thống làm nguội làm nhiều vòng làm nguội để tránh kênh làm nguội dài dần đến chênh lệch nhiệt độ lớn đầu vào đầu  Đặc biệt ý đến việc làm nguội phần dày sản phẩm  Chú ý tính dẫn nhiệt vật liệu khuôn Dù hệ thống làm nguội đóng vai trị quan trọng ta phải thiết kế chúng sau để tránh đụng chạm với hệ thống lói sản phẩm hệ thống khác Ở khuôn ta thiết kế hệ thống làm nguội cho chi tiết chịu nhiệt nhiều dương âm.Vì kích thước khn tương đối nhỏ nên ta bố trí hệ thống làm nguội gồm lỗ tròn xuyên suốt từ đầu đến đầu SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 61 PipeTap " HÌNH 7.21 TẤM CÁI PipeTap " HÌNH 7.22 TẤM ĐỰC SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 62 Như ta thiết kế xong hệ thống chi tiết khuôn.Ta có vẽ lắp sau: 18 19 17 23 11 10 24 12 13 14 15 A 16 20 21 22 SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng Trần Diễm Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 63 CHƯƠNG PHỤ LỤC 1: BẢNG THÔNG SỐ NHỰA NHIỆT DẺO BẢNG 8.1: THÔNG SỐ NHỰA NHIỆT DẺO VẬT LIỆU KÝ HIỆU ĐỘ RÚT Ny lon PA 1-1.5 Nylon 6-GR PA6-GR 0.5 R100 - 120 R100 - 120 66 80 700 - 1750 60 -80 Nylon 6/6 PA 6.6 1-2 R108 - 120 R102 - 120 66 - 86 700 -1750 60 - 80 Nylon 6/6-GR PA 6.6- GR 0.5 Low Density Polyethylene LDPE 1.5 - D41 - 46 0.91 - 0.93 32 - 41 560 -2100 20 - 60 Hight Density Polyethylene HDPE 2-3 D60 - 70 0.94 - 0.97 43 - 49 700 - 1400 10 - 60 Polystyrene PS 0.5 - 0.7 M65 - 80 M65 - 80