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

Trong những năm gần đây,chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽcủa phần mềm cơ khí trong việc ứng dụng thiết kế khuôn cho sản phẩmnhựa.Một số phần mềm nổi tiếng như pro/engineer wif

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

Trần Diễm

TP.HỒ CHÍ MINH,Tháng 5 năm 2020

Trong những năm gần đây,chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽcủa phần mềm cơ khí trong việc ứng dụng thiết kế khuôn cho sản phẩmnhựa.Một số phần mềm nổi tiếng như pro/engineer wifi 4.0, Catia VR15.7,Unigrafic NX6,Inventer 8,Solidworks 2020…Trong các phần mềm nổitiếng kể ở trên chúng em chọn phần mềm Solidworks 2020 ( phần mềm khánổi tiếng của hãng Dassault systemn) để thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa

vì Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kếnhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí cáctoolbar một cách có hệ thống và hợp lý.Thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kếkim loại tấm… nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra cókhông thua kém Catia, unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ

nó chỉ chuyên về những lĩnh vực đó, cùng với người anh em Catia củamình, Solidworks trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giớicủa hãng Dassault systemn.Đề tài của chúng em là một đề tài có tính ứngdụng thực tiển cao vì thế chúng em đã chọn nguyên cứu để đi sâu vào lĩnhvực này.Mục tiêu của đề tài không những phục vụ cho tham khảo cho cácbạn sinh viên sau này mà còn có thể úng dụng thực tế để gia công một sốsản phẩm của ngành khuôn mẫu.Do sự phát triển về ngành khuôn mẫu nước

ta còn chưa cao cộng với thực tiễn chúng em chưa được va chạm nhiềunhưng chúng em đã hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp của mình

Qua một thời gian tìm hiểu với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của ThầyNguyễn Tuấn Hùng, chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp được giao.Với kiếnthức được trang bị và quá trình tìm hiểu các tài liệu có liên quan và cả trong thực

tế Tuy nhiên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngoài ý muốn do thiếu kinhnghiệm thực tế trong thiết kế Do vậy, chúng em rất mong đựơc sự chỉ bảo của cácthầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy trường ĐHCN TP.HCM và sựđóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình Cuốicùng , chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tuấn Hùng đã tận tìnhhướng dẫn chúng em trong quá trình thiết kế và hoàn thiện đồ án tốt nghiệp này

Chưong 1 GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG 1

1.1 MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1

1.2 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CÓ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP 1

1.3 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO 1

1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN 1

1.5 KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG 1

1.6 HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC 2

1.7 HỆ THỐNG NGÀM KẸP KHUỶU 2

Chương 2 THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA 3

2.1 THIẾT KẾ BỀ DÀY THÀNH CHÍNH 3

2.1.1 Bề dày chính càng mỏng càng tốt nhưng phải đủ dày 3

2.1.2 Bề dày thành đồng nhất 3

2.1.3 Tránh các vùng dày 3

2.1.4 Các lỗi khi sản phẩm có bề dày không đồng nhất 3

2.2 THIẾT KẾ GÓC THOÁT KHUÔN 6

2.3 THIẾT KẾ GÂN 7

2.4 THIẾT KẾ NÚM LỒI 8

2.5 THIẾT KẾ BÁN KÍNH CÔNG CHO SẢN PHẨM 10

Chương 3 VẬT LIỆU NHỰA ÉP PHUN 12

3.1 GIỚI THIỆU 12

3.1.1 Polymer 12

3.1.2 Mắc xích cơ sở 12

3.1.3 Độ trùng hợp 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 4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS 27

Chưong 5 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 6 THIẾT KẾ SẢN PHẨM: NẮP ỐNG CỨNG 38

Chương 7 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 LÒNG KHUÔN 45

7.4 BỐ TRÍ LÒNG 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

7.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẬT ĐUÔI KEO 52

7.6.1 Quy trình mở khuôn như 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 8 PHỤ LỤC 1 64

8.1 PHỤ LỤC 2 65

8.2 PHỤ LUC 3 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

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÁC BỘ PHẬN MÁY VÀ CHỨC NĂNG

Phần đầu tiên của chương giới thiệu này cung cấp một cách tổng thể kiến thức về các đặctính quy trình ép phun.nó giúp ta hiểu được làm thế nào để tạo ra một sản phẩm có chấtlượng cũng như tăng năng suất trong quá trình sản xuất

1.1 MÔ TẢ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Kỹ thuật ép phun được mô tả như là một quá trình chuyển đổi nhiệt của vật liệu nhựa: chảy;2-bơm vào trong khuôn,3-làm nguội;4-sau khi sản phẩm cứng,khuôn mở ra và lói sảnphẩm để lấy sản phẩm.khuôn sẽ đóng lại và bắt đầu một chu trình mới

1-Sự lặp đi lặp lại của một chuổi các sản phẩm gọi là chu trình làm khuôn.mỗi khuôn vàmỗi loại vật liệu gia công trong đó sẽ có một thời gian cho chu trình tối ưu điều này bắtbuộc người điều khiển máy phải điều chỉnh thời gian của một chu kỳ máy tối ưu để đạt đượcsản phẩm có chất lượng cao

1.2 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CÓ THẾ LÀM ĐƯỢC CÁC SẢN PHẨM PHỨC TẠP

Khuôn được xem là trái tim của quy trình công nghệ, được làm từ thép cứng và thườngđược chứa một hoặc nhiều cốc khuôn,có hình dạng của sản phẩm.khuôn có hình dạng khônggiới hạn,có thể phức tạp hoặc lớn và được điền đầy bằng một lần phun.sản phẩm đi từ côngnghệ ép phun có thể thiết kế có nhiều lỗ,gân và mặt cắt giao nhau trên thành

1.3 CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO

Vật liệu nhựa có thể làm được các sản phẩm có hình dạng và bề mặt giống như cốckhuôn điều này nghĩa là làm ra các sản phẩm có hình dạng không tương xứng với khuôn thìkhông phù hợp.sản phẩm có hình dạng giống với khuôn có nghĩa là vật liệu điền tốt trongkhuôn

1.4 QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN

Quy trình ép phun có thể sản xuất với một số lượng sản phẩm lớn là đo vật liệu nhựa cóthể chảy và đông cứng lại trong một thời gian ngắn.với sản phẩm thành mỏng thời gian ép cóthể nhỏ hơn 10 giây Đa số sản phẩm thường từ 20 đến 30 giây.Một điểm thuận lợi khác làquy trình ép phun có thể sản xuất được nhiều sản phẩm chỉ trong một chu kỳ ép Điều nàyđạt được khi dùng khuôn có nhiều cốc khuôn.Cứ mỗi lần nhựa bơm vào khuôn thì sản phẩmđược hình thành trong một cốc khuôn

1.5 KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG

Khuôn chuẩn gồm hai nửa,chúng được đóng lại để ép sản phẩm và mở ra để lấy sảnphẩm.Khuôn được ép với nhau ở một áp suất lớn để giử cho chất lỏng khi ép vào khuônkhông bị chảy ra.Khuôn duy chuyển và giử áp suất bằng một hệ thống kẹp gọi là kẹp

khuôn.Có hai cơ chế dùng để đóng và kẹp khuôn là hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực và hệ thốngngàm kẹp trục khuỷu.

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA

Thiết kế sản phẩm nhựa là công đoạn rất quan trong trong ép phun Đặc tính của sảnphẩm sẽ ảnh hưởng đến thời gian gia công và các khuyết tật của sản phẩm,ví vậy, ảnh hưởngchất lượng sản phẩm

2.1 THIẾT KẾ BỀ DÀY THÀNH CHÍNH

2.1.1 Bề dày chính càng mỏng càng tốt nhưng phải đủ dày

Khi chọn bè dày chinh,mục tiêu của nhà thiết kế là cần phải tối thiểu bề dày đồng thờithoả mãn các yêu cầu về chức năng sản phẩm.Khi tăng bề dày thành,sẽ làm tăng co rút sảnphẩm.Co rút nhiều nghĩa là nguy cơ cong vênh lớn.Mặt khác,sản phẩm thành mỏng sẽ làmtăng sản xuất,do ít sử dụng nguyên liệu và thời gian chu kỳ ép.Theo tính toán người ta nhậnthấy rằng nguyên liệu sử dụng và thời gian làm nguội chiếm 70% giá thành sản phẩm.Bề dàytối thiểu của sản phẩm được giới hạn bởi quá trình chảy của vật liệu và áp suất điền khuôn,

áp suất điền khuôn không được vượt quá 500bar.Khi thiết kế,có thể sử dủng giản đồ sau đểxác định bề dầy thành phẩm cho tối ưu

2.1.2 Bề dày thành đồng nhất:

Bề dày là yếu tố chính quyết định đến co rút, bề dày không đồng đều sẽ làm co rútkhông đều dẫn đến cong vênh Mục tiêu chính của các nhà thiết kế sản phẩm nhựa ép phun

là cần giữ bề dày thành chính đồng nhất trên sản phẩm Ngoài ra, người ta còn phải sử dụng

hệ thống dẫn dòng và hạn chế dòng nhằm mục đích cân bằng dòng trong quá trình điềnkhuôn Vì vậy làm cho sản phẩm được nén ép đều và hạn chế cong vênh

2.1.3 Tránh các vùng dày:

Các phần dày thường gây hậu quả là bọt khí, vết lõm, cong vênh, chu kỳ ép kéo dài.Người thiết kế cần hạn chế các vùng dày hoặc tạo các phần rỗng tại các vị trí này Các phầndày có thể tránh bằng cách thay đổi thiết kế hoặc tạo lỗ, khoét lõm tạo gân thay vì làm thànhdạng nguyên khối

2.1.4 Các lỗi khi sản phẩm có bề dày không đồng nhất :

Sản phẩm có bề dày không đồng nhất trong quá trình ép gây ra các khuyết tật như :tạo bọt khí, cong, vênh, bề mặt không bằng phẳng và tạo ứng suất nội

Với cách thiết kế này, khi ép nhựa vaò khuôn, nhựa sẽ chảy theo đường có lực cản ítnhất Vì vậy, phần sản phẩm dày sẽ điền khuôn trước rồi sau đó phần sản phẩm mỏng mớiđiền khuôn nên tạo bẩy khí trong sản phẩm

Các thiết kế có bề dày không đồng nhất sẽ ảnh hưởng đến cong vênh được mô tảtrong hình sau :

Sản phẩm thiết kế có bề dày

không đồng nhất

Sản phẩn sẽ bị cong vênh

như hình này vì vùng dày

co rút nhiều hơn HÌNH 2.1

Hướng khắc phục cong vênh bằng cách thiết kế bề dày đồng nhấtHÌNH 2.2

Sau đây là một hình ành phân tích dịng chảy bằng chương trình Molflow của các sản

phẩm cĩ bề dày thành khơng đồng nhất Các hình ảnh phân tích cho ta thấy sự điền khuơn

khơng đồng nhất và các khuyết tật của sản phẩm trong quá trình điền khuơn

HÌNH 2.3Hình ảnh trên mô tả ảnh hưởng của bề dành sản phẩm không đồng nhất đến khả năngđiền khuôn của sản phẩm Sản phẩm trên có vùng dày bên ngoài và mỏng bên trong, cổngphun được đặt tại vùng này Khi nhựa bơm vào khuôn thì sẽ điền đầy vùng dày trước và tạodòng chảy không đồng nhất khi điền phần trong Trên hình cho thấy sản phẩm bị bẩy khí tạivùng mỏng, vùng này không được điền đầy.

Ảnh hưởng của dòng chảy không đồng nhất thường gây ra hiện tượng phun thiếutrong sản phẩm có bề dày không đồng đều Hình sau đây mô tả ảnh hưởng của dòng chảyđến hiện tượng phun thiếu

HÌNH 2.4

Sau đây là một số cách thiết kế làm cho bề dày sản phẩm đồng nhất :

HÌNH 2.5

2.2 THIẾT KẾ GÓC THOÁT KHUÔN

Góc thoát khuôn được thiết kế sao cho sản phẩm được lói ra khỏi khuôn một cách dễdàng Khi thiết kế góc thoát khuôn phải làm sao giảm lực lói sản phẩm Thường góc thoátcho gân khoảng ½ độ, với sản phẩm có hình dáng phức tạp thì có thể tăng góc thoát khuôn,thường góc thoát từ ½ đến 2 độ

Sau đây là một số ví dụ về gĩc thốt khuơn cho sản phẩm và gân:

Hình mô tả góc thoát khuôn cho sản phẩm

Hình mô tả góc thoát khuôn cho gân

HÌNH 2.6

2.3 THIẾT KẾ GÂN

Gân cĩ tác dụng làm tăng tốc độ bền của sản phẩm và giúp cho quá trình điền khuơn dễdàng hơn.Tuy nhiên,việc thiết kế đúng là rất quan trọng bởi vì đơi khi nĩ sẽ gây ra các vếtlõm.Gân được sử dụng khi sản phẩm cần độ cứng và bền

Độ dày cơ bản của gân khoảng 50-75% độ dày thành chính và phụ thuộc co rút của vậtliệu Độ dày gân bằng khoảng 50% độ dày thành chính đối với vật liệu co rút cao và 75%cho vật liệu cĩ độ co rút thấp.vật liệu cĩ độ co rút cao(thường lớn hơn 1.5% như PE,PP)những vật liệu cĩ độ co rut thấp (thường nhỏ hơn 1.0% nhu ABS,PC)

Để đảm bảo sản phẩm cĩ độ chịu lực,người ta thiết kế gân nhỏ hơn là sử dụng một gânlớn.Khoảng cách tối thiểu giửa các gân bằng hai lần bề dày thành sản phẩm

HÌNH 2.7

2.4 THIẾT KẾ NÚM LỒI

Núm lồi thuờng là các chi tiết tròn cứng,nhô cao khỏi thành chính.Các núm lồi thưòngđược đặt giữa các gân,như các thành chuyển tiếp hay các vách tam giác.Các núm lồi nàythưòng có thể đứng một mình hay kết nối với các thành phần bên gân.Núm lồi không nhấtthiết phải đính trên thành sản phẩm vì các vùng giao tiếp với thành sẽ tạo ra vùng dày gây racác vết lõm tạo lỗ hoặc tạo ra cấu trúc yếu do hiện tương giao dòng

Các vách tam giác có cấu trúc mỏng thường được gia cố cho các núm lồi.Các vách nàyđược thiết kế theo nguyen lý về độ dầy và bán kính giống như thiết kế gân.Chúng khôngđược cao quá 4 lần so với thành chính:

Tạo cấu trúc cạnh vạt

Cấu trúc rãnh để giảm vết lõm phía đối diện

HÌNH 2.11

2.5 THIẾT KẾ BÁN KÍNH CONG CHO SẢN PHẨM

Với các cấu trúc cho dù đĩ là kim loại hay là nhựa,thì tốt nhất các gĩc của sản phẩm nênđược bo trịn.Khi bo trịn các gĩc cạnh của sản phẩm thì sẽ giảm đi sự tập trung ứngsuất,khơng những giảm các vết rạn gây hư hại cho sản phẩm trong quá trình sử dụng mà cịn

dễ dàng gia cơng với nhiều loại nhựa khác nhau

Bán kính cong càng lớn thì càng tốt,nhưng tối thiểu bán kính cong phải bằng 25% bề dầythành sản phẩm

Ứng suất tập trung lực

Tạo bán kính cong tại góc tác dụng

HÌNH 2.12

Để giữ cho bề dày sản phẩm đồng nhất thì phải thiết kế bán kính cong ở hai bên gĩc.

Cần tạo bán kính Bán kính cong ở trong và ngoài cong tại góc này để tạo bề dày đồng nhất

HÌNH 2.13

CHƯƠNG 3 VẬT LIỆU NHỰA ÉP PHUN

3.1.1 Polymer

Plolymer là những hợp chất mà trong phân tử của chúng gồm nguyên tử được nối vớinhau bằng những liên kết hoá học thành những mạch dài và có khối lượng phân tử lớn.Trongmạch chính của polymer những nhóm nguyên tử này được lặp đi lặp lại nhiều lần

M - trọng lượng một mạch phân tử polymer

M - trọng lượng phân tử một mắt xích cơ sởThì ta có :

3.1.5 Phân loại

Dựa vào tính chất cơ lý là chất dẻo và chất đàn hồi Đây là cách phân loại phổ biến nhất Liên hệ mật thiết với cấu trúc và chúng xác định sự thích ứng với yêu cầu công nghiệp

-Nhựa nhiệt dẻo : là nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng nhất trong các polymertổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định, mạch thẳng hay phân nhánh Từnhiệt dẻo chỉ ra rằng các polymer có thể chuyển trạng thái rắn sang trạng thái dẻo bởi sự giatăng nhiệt độ và quá trình này thuận nghịch, có thể lặp đi lặp lại nhiều lần Do đó đối vớinhựa nhiệt dẻo ta có thể tái sinh ( ngoại trừ PTFE , polytetraflouethylene )

-Trong kỹ thuật, nhựa nhiệt dẻo để chỉ tất cả polymer mà lực liên kết phân tử là cácliên kết thứ cấp ( lực Van der Waals, Hydro… ), các loại này nhạy nhiệt và dung môi

-Cao su, chất đàn hồi : đó là những polymer mạch thẳng mà lực liên kết thứ cấp rấtyếu, vệt liệu ở dạng chất lỏng rất nhớt Để sử dụng ta phải tạo các liên kết ngang giữa cácmạch phân tử để tạo thành mạng lưới không gian ba chiều Đặc trưng của cao su là chúng cókhả năng dãn dài cao có thề lên đến 1000% ( cao su tự nhiên lưu hoá ) Tuy nhiên do tạo liênkết ngang nên chúng không thể tái sinh được

-Nhựa nhiệt rắn : mật độ nối ngang dày đặc cao hơn từ 10 đến 1000 lần so với cao su

Do cấu trúc không gian ba chiều, tính chất nhựa nhiệt rắn rất cao so với nhựa nhiệt dẻo, nhất

là khả năng chịu nhiệt Nhựa nhiệt rắn tạo thành mạng không gian ba chiều tạo thành caophân tử kích thước vô cùng lớn so với nguyên tử Do vậy, nhựa nhiệt rắn không tan, khôngchảy và cũng không tái sinh được

Ví dụ : PF , PU , nhựa epoxy, silicone …

-Nhựa thông dụng : PE , PP, PVC,PS,ABS , HIPS …

-Nhựa kỹ thuật : PA, PC ,POM , Teflon…

-Nhựa chuyên dùng : PE khối lượng phân tử cực cao, PTFE , PPS , PPD

3.2 ĐẶC TÍNH CỦA MỘT SỐ LOẠI NHỰA THÔNG DỤNG

3.2.1 Polyetylen(PE)

i2 : chỉ số chảy MFR đo ở điều kiện 190*C, 2160 g ( ASTM D1248 )

Trong ép phun, loại PE dễ chảy ( i2 >25) được sử dụng để gia công các sản phẩmkhối Độ co ngót ( liên quan tỷ trọng sản phẩm ) chịu tác động của nhiệt độ khi hoá dẻo khốivật liệu và khi làm nguội

Với PE tỷ trọng cao có chỉ số chảy thấp yêu cầu nhiệt độ khuôn 40 – 70*C để sảnphẩm có độ bóng cao Loại có i2 = 2.5-4 dễ bị rạn do tập trung ứng suất Để khắc phục hiện

tượng giòn do tính định hướng phân tử mạnh, tăng nhiệt độ phun và dùng loại nhựa với chỉ

làm kín, mũđinh vít

khớp nốiống

(1) Đa số là blend của PE-LD/HD, cũng có thể là PE-LLD

(2) Loại siêu chảy lên tới MFI >=100

(3) Thùng đựng chai lọ hay thùng rác

3.2.2 Polypropylene(PP)

PP dùng cho ép phun thông thường ở dạng hạt, có một số loại dạng bột

Với PP sử dụng ở nhiệt độ cao, hỗn hợp PP được ổn định chống oxy hoá và các tác động có hại :

cho các áp dụng ngoài trời

Kháng lão hoá nhiệt cao khi tiếp xúc với đồng và các kim loại khác

Với công nghệ ép phun, thông thường compoud PP có ổn định được dùng sản xuất cáctrang thiết bị nhà bếp và nội thất, thiết bị vệ sinh, gót giày, đồ dùng gia đình( chén đĩa…) ,đồchơi…PP kháng nhiệt có ổn định chịu đựơc dung dịch tẩy rửa dùng sản xuất các bộ phậnmáy giặt gia đình và trong công nghiệp dệt, ví dụ lõi quấn chỉ bộ phận nhuộm, các phần củamáy móc điện tiếp xúc dây đồng Trong lĩnh vực phương tiện vận chuyển, nhiều loại PPkhông hoặc có gia cường được dùng: vỏ acquy, cửa thông gió xe hơi, vôlăng xe hơi , bộ lọckhí, thanh chắn bùn Cái hãm phanh

3.2.2 Polystyrene (PS)

Đa số các sản phẩm làm từ họ nhựa styrene gia công ép phun Nhựa styrene có độ co rútnhỏ, độ chính xác kích thước cao Nhựa styrene có biến tính cao su có ưu điểm tạo sản phẩmlớn do dòng chảy tốt

Các loại nhựa styrene có tính chất dẫn điện rất tốt, khả năng đúc các chi tiết chính xác cao,giá thành vừa phải Chúng dùng cho các áp dụng cách điện, các phần kết cấu của công nghệđiện tử và truyền thông: như điện thoại ( vỏ bọc ABS, các phần bên trong SB và SAN )

SB và ABS kháng va đập ở nhiệt độ thấp tốt nên được dùng để sản xuất các phần vỏbọc trong và ngoài trong kỹ nghệ lạnh

Trong ngành phương thiện giao thông, SB và terpolymer dùng làm lớp lót vỏ bọc,bảng điều khiển, bộ tải nhiệt, ABS dùng làm thân xe hơi thể thao…

PVC cũng thường ép khớp nối ống và các chi tiết kỹ thuật, PVC dẻo thường ép thảm,

mũ trùm bảo vệ, nút bấm, khung bảo vệ và gắn kính xe, đồ chơi dẻo, xe đạp, thanh hãmvôlăng xe hơi, phích cắm điện, đế giày, ủng, sandal

3.2.4 Polymethylmethacrylate(PMMA)

Trong ép phun, PMMA khó chảy hơn polystyrene, nên đầu lò hoặc cổng phun cần cóđường kính lớn.Cần thiết sấy khô vật liệu trước khi gia công để bề mặt sản phẩm đẹp ( vậtliệu để ở nhiệt độ 70 – 100*C , 4 – 5 giờ, dộ cao của khối vật liệu không quá 4 cm ) Nhiệt

độ khuôn cao làm giảm năng suất nhưng giảm ứng suất trong sản phẩm đúc

PMMA dùng làm kính đèn các loại; các đồ dùng vệ sinh nhà tắm, đĩa vi

Khuôn nên gia nhiệt lên tới 60 – 130*C để tạo kết tinh và cấu trúc bề mặt tốt.Độ congót gia công phụ thuộc vào nhiệt độ khuôn,lớn hơn 3% xuống đến khỏang 1%.Nhiệt độ giacông không quá 220*C vì gây nguy hiểm do phân hủy tạo khí formaldehyde

3.2.7 Polyamide(PA)

PA,gia cường khoảng 50%,là chất dẻo kỹ thuật thường sử dụng nhất,áp dụng trongcác lĩnh vực chủ yếu yêu cầu độ bền va đập,kháng chấn động,hấp thu tiếng ồn và rungđộng,bền ăn mòn và mòn: Đệm ma sát,con lăn,thanh dẫn chuyển động trượt,chốt an toàn…

PA còn được dùng trong công nghệ điện và điện tử như vật liệu cách nhiệt có độ bền kéo vàchịu nhiệt độ như thanh chuyển mạch,các phần đúc kỹ thuật thuật kháng xăng dầu dưới mui

xe hơi

Khuôn nên giữ nhiệt ở nhiệt độ cao >10O*C cho độ kết tinh cao,không tập trung ứngsuất,cấu trúc đồng nhất và độ cứng bề mặt cao.Thường gia nhiệt khuôn ở 140 – 170*C

Bảng 3.2.8: Các lỗi trong ép phun

1.1 các đường sọc do ẩm:

phun ra khỏi xilanh hình phẩm hỏng.

thành các vùng bị dộp

trên bề mặt

1.2 các sọc do cháy/sọc màu bạc/sọc do khí gây ra

2.Tránh dùng cổng phun

chảy trong sản phẩm

2 Nhiệt ma sát sinh ra do

3 Kiểm tra nhiệt của hot

sự trượt của vật liệu qua

tốc độ quay của trục vít,thời gian lưu nguyên liệu

( nếu cần thiết có thểthêm vào một ít chất hoádẻo)

1.3 Các sọc sẫm màu :

trong vùng hoá dẻo 2.Kiểm tra vùng hoá dẻo

trong hệ thống van 3.Thay thế van một chiều

5.Cải thiện hệ thống vanthoát khí và thiết kế1.4 Các sọc màu

dòng chạy của các chất

2 Tránh điểm chết trongmàu vô cơ, màu bị phân

hot runner

3 Chất bẩn

2 Bề mặt bong/ không bằng phẳng :

Rất khó nhận dạng bởi vì giữa các lớp 2 Tránh các chất bẩn và

bề mặt không bị nứt

bong bóng khi làm ấm

3 Weld line

là các đường màu xám

Ảnh hưởng của màu, các thiện dòng chảy, hạn chếdòng chảy ), kiểm tra

tối,bóng hoặc sản phẩm hưởng đến cơ tính. mở rộng cuốn phun, cổng

tránh thay đổi bề dày sảnphẩm đột ngột và điềnkhuôn không đồng nhất,đặt van khí phù hợp Tối

ưu nhiệt độ chảy, nhiệt độ

bề mặt khuôn và tốc độphun, dùng chất tạo màumới( hữu cơ hoặc vô cơ,

có thành phần màu caohơn ) Dùng vật liệu có độnhớt thấp hơn

4.1 Bọt khí :

Các bọt khí này hình phẩm tại những vùng gầnbề mặt sản phẩm độ(đặc biệt khi bọt khíđược hình thành ngay gần

thành các lỗ bên trong sản

cổng phun)phẩm

2.Cần thiết phải tối ưu

hình dạng của khuôn.

3.Kiểm tra thiết kế vàđiều kiện van thoát khí4.2Hình thành bong bóng và lỗ

2.Tăng nhiệt độ khuôn

rỗng bên trong sản phẩm.

6.Tăng tốc độ phun

5 Sự so rút

Tại đây vấn đề co rút tăng gân.); bề dày của gân nênbằng 0.5-0.7 lần bề dày

chưa

Tối ưu nhiệt độ khuôn vànhiệt độ ép; cài áp suấtduy trì, thời gian giữ áp

và vùng đệm tương ứngvới kích thước

Tăng kích thước cổng tại

vị trí có thành dày,thiết kếcuống và cổng khuôn cóđường kính phù hợp đểvật liệu điền khuôn tốt

Làm nguội các vùngthành dày bằng nước lạnhvới mục đích rút ngắnthời gian làm nguội.

6 Các lỗ nhỏ :

phun tại những vùng dày

và tăng đường kính củacuống phun và cổng phuncho nhựa điền đầy sảnphẩm

7.Các vùng có độ bóng mờ khác nhau

Không có sự đồng nhất về là nơi có độ bóng cao trênbề mặt của kết cấu 2.Tối ưu hình dáng sản

màu sắc hoặc độ bóng phẩm và điền khuôn VD:

dày đột ngột,gân ) Trong

3 Đưa các vị trí wild line

cùng một thời gian thìquá trình điền khuôn vào những vùng không

tính chảy hay hạn chế

3.Trên các đường liên lưu

và giao lưu gây ra do 4 Kích thước của cuống

5.Nhiệt độ khuôn và nhiệt công

8 Các vết rạn

1.Tác động tử bên dùng nhựa nhiệt dẻo ít nhảy cảm

3 Ứng suất nội trong chảy

4 Có thể do phun duy trì, cài lại thời gina

không lấy ra khỏi khuônvới một ứng suất quádư,chọn cơ cấu lói sảnphẩm và đảm bảo lấy sảnphẩm ở một lực đủ lớn

mà không hư sản phẩm,thay đổi điều kiện cuống

và cổng phun; thay đổi

thiết kế sản phẩm.

4 Dùng lói sản phẩm phùhợp

9 Hiệu ứng mối hàn:

trường hợp khí được hình moldfolw, VD, thiết kế

3 Giảm lực kẹp khuôn đểgiải quyết tình huống nhấtthời

10 Biến dạng khi lói sản phẩm :

1.Bề mặt có dấu lói của

2.Cắt xén, phồng hoặccác rãnh

3.Hình dạng khuôn khôngthích hợp, ví dụ các gânkhông phù hợp

4.Sự co rút của lõi trongsuốt quá trình ép và làmnguội Nhiệt độ lói sảnphẩm quá cao Tốc độ lóihoặc áp suất lói cao

5.Hiện tượng sản phẩm bịquá nén

1.Chắc chắn rằng biếndạng xảy ra trong quátrình lói sản phẩm làkhông phải do cong vênh

2.Tối ưu hệ thống lấy sảnphẩm, chắc chắn số lượngthanh lói phù hợp Cácthanh lói cần đặt ở nhữngvùng cần lực lói lớn hơnnhư tại gân

3.Kiểm tra khuôn thườngxuyên nếu cần thiết

4.Làm nguội lõi sảnphẩm tăng thời gian làmnguội, giảm tốc độ và ápsuất lói

5 Tăng thời gian cài đật,

6.Nhiệt độ khuôn không kiểm tra điểm chuyển từ

duy trì ( tranh hiện tượnf

suất duy trì

6 Giảm áp suất khuôn

và nhiệt độ chảy

11 Các đường vằn :

2 Giảm sự thất thoát áp

5 Điều kiện gia công với tốc độ trung bình vàtăn áp suất giữ, cải thiện

12.Bề mặt bị vân :

chảy trong khuôn, do đó

3.Giảm chiều dòng chảydòng chảy giữa các lớp

nhựa không tiếp xúc tốt phun.

với khuôn

13.Hiện tượng phun thiếu

3 Áp suất phun không một chiều ( thể tích phunquá nhỏ, không có vùngphù hợp Đường kính trục đệm) Tăng áp suất

6.Sửa khuôn cho phù hợpvới loại vật liệu

7 Nới rộng đầu phun,cuống phun và runner14.Ba via

nhỏ hơn Chuyển qua áp

suất duy trì sớm hơn.

4.Giảm nhiệt độ chảy vànhiệt độ khuôn

15.Hiện tượng phun tia

4 Sử dụng tốc độkhông đồng nhất về làm

phun thay đổi

nội.Gây ra do vị trí cổngphun sai

16 Hiện tượng cong vênh

17 Hiện tượng cầu vòng

LURANS 7975 dạng màu 3 Nới rộng ra

CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS

dữ liệu 2D và 3D Sửa đổi và bảo dưỡng các file DWG theo cách thức định dạng tự nhiên vớicông cụ DWGeditor™, một công cụ biên tập cung cấp giao diện sử dụng thân thiện cho gia đìnhngười dùng AutoCAD® Nắm lấy các công cụ cao cấp nhất cho việc chuyển đổi dữ liệu 2Dthành 3D, duyệt lại cấu trúc hình học 2D, và cho phép làm

mịn với công nghệ 3D CAD, và thêm các thành phần mở rộng về tài liệu hướng dẫn vớingười dùng AutoCAD.Khả năng duy nhất Làm cho việc sử dụng một số lượng lớn các công

cụ xây dựng sẵn và các chức năng mới mà chỉ có ở phần mềm SolidWorks 3D CAD:

SolidWorks Intelligent Feature Technology (SWIFT™) (Công nghệ đặc trưng thôngminh SolidWords) – Cơ bản thì các bản thiết kế xử lý với công nghệ mới là dùng cho côngnghệ mức chuyên gia với 3D CAD’s là phép thiết kế bằng tay với mọi người dùng bìnhthường dễ dàng hơn Ví dụ, SWIFT cho phép bạn đặt thuộc tính thứ tự từng phần như pháchoạ và bo tròn (fillets) tự động

Phân tích các phần bên trong – Xác thực tính nguyên vẹn thiết kế và giảm giá thànhcủa vật liệu với công cụ COSMOSXpress™, chỉ cần một cú nhấp chuột để mở bảng phântích cho phép bất kì ai cũng có thể kiểm tra bản thiết kế một cách nhanh chóng và dễ dàng.Kết nối Design – chia sẻ các bản thiết kế dễ dàng với eDrawings®, công cụ cho phép dùngemail đầu tiên này dễ dàng tạo các sản phẩm thiết kế theo dạng kết nối design Đơn giản chi

sẻ các định nghĩa thiết kế qua bộ máy bên ngoài và các nhóm làm việc bằng các thiết kếSolidWorks 3D qua lại và các tài liệu Adobe® PDF

Các công cụ thiết kế máy (Machine) – Làm việc với một tập hợp đầy đủ các thiết kếkết nối, mối hàn, phân tích và các công cụ tài liệu Lấy các lớp tốt nhất, kết hợp đầy đủ vớikhả năng kim loại cho phép bạn di chuyển nhanh chóng từ thiết kế từng thời kỳ đến thiết kếcuối cùng Tiết kiệm thời gian với một thư viện các đặc điểm thiết kế máy

Công cụ thiết kế Mold – Tự động tạo các lõi và lỗ với công cụ mold xây dựng sẵn Sửdụng MoldflowXpress với một thiết kế dựa trên các hộp thoại wizard để phê chuẩn, điều đó

sẽ nhanh hơn và dễ dàng hơn trong việc kiểm tra sự giao nhau của các phần chất dẻo

Công cụ thiết kế sản phẩm Consumer – Tăng tốc thiết kế các sản phẩm hàng hóa(consumer) bằng các công cụ tiện ích tạo và sản xuất các bề mặt hảo hạng

Khả năng tìm kiếm toàn cầu – Tìm kiếm nhanh chóng tất cả các file SolidWorks, cho

dù nó có lưu nội bộ tại máy hay được chia sẻ trên mạng

Truy cập trực tuyến để lấy các thành phần – Tiết kiệm thời gian với công cụ 3DContentCentral®, một khu tài nguyên web cung cấp các file CAD có các thành phần đượccung cấp Các mô hình từng phần Tạo các thiết kế dễ dàng với các đặc điểm extrudes (nângchiều cao hình 2D thành 3D), revolves (tròn xoay), advanced shelling, tạo các vùng mẫu -patterns, và giữ các đặc điểm từng phần Tăng tốc mô hình các phần sử dụng đặc điểm theocấp độ điều khiển trên nhiều phần Tạo thiết kế tức thì (real-time) thay đổi thông qua các đặcđiểm biên tập động và phác.Các mô hình kết hợp Thao khảo trực tiếp tất cả các phần và duytrì liên kết quan hệ khi tạo ra một phần mới Lợi ích này chưa phần mềm nào làm được chokhối lượng thiết kế lớn với hàng nghìn phần Làm việc nhanh hơn với chế độ Lightweight.Đặc điểm kéo thả rất nhanh các thành phần

Tăng tốc thiết kế kết hợp với công cụ bắt dính (snap-to-fit SmartMates) và dùng lạiSmart Components cho phép kích thước tự động với các thành phần khác Giả lập chuyểnđộng và tương tác cơ khí giữa các khối (solids) bằng khả năng công cụ độc nhất PhysicalSimulation.

Giả lập các hành động belts, chains, racks, pinions, và gear, đồng thời đặt sự khácnhau thông qua màu, kết cấu vật liệu, và các thuộc tính khác trên màn hình.Vẽ 2D Phát triểncác chức năng bộ máy vẽ bỏ qua các đối tượng đơn line hoặc arc Cấu trúc liên kết đầy đủvới các bản vẽ - quan sát bản vẽ và nhóm cụm vật liệu cập nhật mỗi khi bạn sửa đổi phầnnào đó hoặc cả bản thiết kế Tự động tạo nhiều khung nhìn hoàn chỉnh đầy đủ các chiều quansát

Tạo ra các cụm vật liệu cho toàn bộ dự án với một cú click đơn Tự động thêm cácquả bóng vào tất cả các thành phần trong một bản vẽ để gióng hàng chúng dễ dàng Dễ dàngthay đổi kích thước, kiểm tra lỗi chính tả văn bản, chú thích Tạo các sản phẩm và các bảngthông số dễ dàng như các bảng người sử dụng tạo ra

So sánh các bản vẽ dễ hơn với việc làm nổi lên và nhìn thấy sự thay đổi rõ ràng vớicác phiên bản khác Tạo ra sự độc nhất trong các chức năng của bản vẽ 3D Chức năng 3DDrawing View cho phép bạn xem từng phần 3D không cần ở trong môi trường vẽ

Thiết kế phác họa sử dụng các khối bố bụ cho phép bạn thiết kế nhanh chóng và xử lýtừng phần cơ cấu 2D trước khi tạo thành 3D Tạo bề mặt (Surfacing), chụp Capture và hiệuchỉnh với các khả năng phác họa cao cấp 3D.Sử dụng công cụ bề mặt dạng tự do Freeform

để "kéo và đẩy" - “push and pull” nhằm điều khiển các điểm dễ dàng và tạo kiểu dáng, các

bề mặt liên tục Tạo các bề mặt phức tạp với công cụ lofts và sweep có hướng dẫn bằng cácđường cong curvers, điều khiển dễ dàng với các điểm tuyến tính và đặc điểm tô sáng tạo.Các công cụ khác như Trim, extend, fillet, và knit làm việc với cả bề mặt

Chức năng CAD: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năngthiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí các toolbarmột cách có hệ thống và hợp lý Phần mềm này không có nhiều modul như Catia hayunigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều lĩnh vực như ôtô, hàng không,điện tử, … Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơkhí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra

có không thua kém Catia, unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ nó chỉ chuyên

về những lĩnh vực đó, cùng với người anh em Catia của mình, Solidworks trở thành mộttrong những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassault systemn chúng ta phải sử

Chức năng CAM:, SolidWorks còn có 1 Modul riêng về phần CAM nữa,đó làSolidCam,Modul này chạy ngay trên giao diện của solidworks, việc sử dụng của SolidCamquả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn Mastercam và các phần mềm khác về tính dễ sửdụng.Nó có thể tạo dường chạy dao 1 cách nhanh chóng và có kiểm soát,cho phép bạn chọnloại máy gia công để có thể tính toán tốc độ phù hợp.Hơn nữa việc hiệu chỉnh lại đườngchạy dao khi chỉnh lại mẫu thiết kế gốc là điều hoàn toàn có thể thực hiện

Chức năng CAE: có lẽ đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của solidworks, làm cho chức năng Phân tích của Solid khó có thể có phầnmềm khác so sánh được được Với modul phân tích của Solidworks là cosmos, chúng ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp nhưng rất hay, dưới đây là liệt kê một vài bài toán mà tôi đã dùng để tính với cosmos:

- Phân tích tĩnh học (bài toán cẩu xuồng cứu sinh – là đề tài tốt nghiệp của mình)

- Phân tích động học (bài toán chuyển động của cẩu xuồng)

- Phân tích động lực học(bài toán phân tích ứng suất khi cơ cấu chuyển động con lăn dichuyển trên ray)

- Phân tích dao động

- Phân tích nhiệt học

- Phân tích sự va chạm của các chi tiết

- Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước chảy qua cái

robine và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn)

- Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó

Bên cạnh những modul phân tích này thì Cosmos còn cho phép thực hiện nhiều bàitoán khác nữa, nhưng do điều kiện thời gian không cho phép nên mình cũng chưa học được.Nói chung là chương trình tính toán nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chitiết, với các thông số kết quả là: ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu …

Hình 4.2: Cánh tay Robot được thiết kế bằng Solidword 2007

CHƯƠNG 5 CÁC KIỂU KHUÔN NHỰA CƠ BẢN5.1 CÁC KIỂU KHUÔN CƠ BẢN

Để tiêu chuẩn hóa các loại khuôn,người ta tính toán và đưa chúng vào những tiêuchuẩn nhất định.Do đó,tùy theo loại khuôn và kích thước khuôn mà cách bố trí các chi tiếtkhuôn như chốt,bạc,bulon… sẽ khác nhau

Ở đây chúng ta sẽ áp dụng tiêu chuẩn FUTABA của Nhật

Theo tiêu chuẩn FTABA thì khuôn gồm có các loại sau:

-Kiểu S: bơm keo trực tiếp.Trong đó gồm có:

-Kiểu D: bơm keo gián tiếp.Trong đó gồm có các loại DA,DB,DC,DD,DE,DF giống kiểu S

-Ngoài ra còn có các kiểu E,F… nhưng chúng không thông dụng nên tạm thờikhông bàn tới ở đây

Sau đây là ví dụ về 1 số kiểu khuôn thông dụng:

E: tấm đội trên (Ejector Retainer)

F: tấm đội dưới (Ejector Plate)

T2: tấm đáy (Bottom Plate)

T1 A

B

C E F

T 2

HÌNH 5.1