Ứng dụng mô hình thiết kế cad

Đại Học Quốc Gia TP HồChí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BAÙCH KHOA - ĐẶNG VĂN ÁNH ỨNG DỤNG QUI TRÌNH THIẾT KẾ CAD/CAE [2], [1] NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN ĐỒNG THỜI HAI CHI TIẾT BỘ KHUNG MÀNG LỌC MÁY GIẶT Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY Mã ngành: 60.52.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒCHÍ MINH Cán bộhư ớng dẫn khoa học: PGS TS Đoàn Thị Minh Trinh Cán bộchấm nhận xét 1: Cán bộchấm nhận xét 2: Luận văn thạc só đư ợc bảo vệtại HỘI ĐỒ NG CHẤ M LUẬN VĂ N THẠ C S Ĩ TRƯ Ơ ØNG ĐẠ I HỌ C BÁCH KHOA, ngày 15 tháng 09 năm 2007 TRƯ Ơ ØNG ĐẠ I HỌ C BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TƯ ÏDO – HẠ NH PHÚC Tp HCM, ngày 05 tháng 02 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họvàtên học viên : Đặng Văn Ánh Ngà y, tháng, năm sinh: 04/01/1976 Chuyên ngà nh: Công Nghệ Chế Tạo Máy Phái: Nam Nơi sinh: Quảng Nam MSHV: 00405048 I-TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG QUI TRÌNH THIẾT KẾ CA D/CAM [2], [1] NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN ĐỒNG THỜI HAI CHI TIẾT BỘ KHUNG MÀNG LỌC MÁY GIẶT ĐẢM BẢO: 1) CÂN BẰNG DÒNG 2) DUNG SAI LẮP GHÉP 3) THỜI GIAN CHU KỲ 52 GIÂY II-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1) Thiết kếkết cấu khuôn 2) Thiết kếhệ thống cấp ïa đảm bảo cân dò ng cho khuôn hai sản phẩm 3) Thiết kếhệ thống m nguội đảm bảo độ xác kích thư ớc lắp ghép chi tiết sản phẩm vàđảm bảo thờ i gian chu kỳép phun là52 giây 4) Thư ïc nhiệm ép phun thư ïc tế III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS Đoàn Thị Minh Trinh Ngà y 05 tháng 02 năm 2007 Ngà y 05 tháng 07 năm 2007 PGS.TS Đoàn Thị Minh Trinh CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH PGS.TS Trần Doãn Sơn LƠ ØI NÓI ĐẦ U Sản phẩm nhựa, chúng thường lắp ghép từ nhiều chi tiết khác tạo nh Vấn đđềđặc làcác chi tiết khác phải có chất lượng đđồng đđều Vì vậy, đđò i hỏi chi tiết phải có cù ng chếđộ gia công Các c ông ty, xí nghiệp nước sản xuất loại khuôn có khoan tạo hình nhiều khoan tạo hình giống Vì vậy, chi tiết lắp ghép gia công chế độ khác Chất lượng sản phẩm có đồng không? Để giải vấn đnày, người nghiên cứu chọn phương án thiết kế chi tiết lắp ghép khuôn vàư ùng dụng qui trình thiết kế CAE [1], [2] đểgiải Luận văn bao gồm phần: Chư ơng I: Gới thiệu Chư ơng II: Mục đích – Nhiệm vụ– Phư ơng pháp nghiên cư ùu Chư ơng III: Thiết kếsơ bộkết cấu khuôn Chư ơng IV: Thiết kếđảm bảo cân dò ng Chư ơng V: Thiết kếhệthống giải nhiệt Chư ơng VI: Thiết kếhoà n chỉnh kết cấu khuôn Chư ơng VII: Thư ïc nghiệm ép phun sản phẩm Chư ơng VIII: Tổng kết thư ïc đềtà i SUMMARY Plastic product, it is often put creation different circumstantiality detail together Egress ractification characteristic problem is right equal quality different details So, the same regime detail rights requisition is processed Corporations, enterprise manufactory at present produce mold kinds only there is a cavity or many alike cavity So, fit details is processed in different regimes Product quality obtainned equal neither? This settlement of a question, research peoples choose the same over a mold this details design project (family-mold) Thesis include: Chapter I: Chapter II: Chapter III: Chapter IV: Chapter V: Chapter VI: Chapter VII: Chapter VIII: Introduce Topic name, Task , Research method Mold texture preliminary design Flow balancing systematic design cooling design Mold perfect design Experimentally eruption Thesis result summarization is implemented MỤC LỤC Lờicảm ơn Muïc luïc Chư ơng I: GIỚI THIỆU 1.1 Thư ïc tếsản xuất khuôn ép ph un ïa nư ớc 1.2 Phư ơng án thiết kếkhuôn cho sản phẩm lắp ghép 1.3 Đối tư ợng nghiên cư ùu 1.4 Đối tư ợng thieát keá 1.5 Kết luận Chư ơng II: MỤC ĐÍCH - NHIỆM VỤ - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Mục đích 10 2.2 Nhieäm vuï 10 2.3 Phư ơng pháp nghiên cư ùu 10 Chư ơng III: THIẾT KẾ SƠ BỘ KẾT CẤU KHUÔN 11 3.1 Xuất phát tư øsản phẩm 12 3.2 Yêu cầu thiết kế 13 3.3 Các phư ơng án thiết kếkhuôn 13 3.4 Phân tích phư ơng án 15 3.5 Kết luận 16 3.6 Thiết kếsơ bộkết cấu khuoân 16 Chư ơng IV: THIẾT KẾ ĐẢM BẢO CÂN BẰNG D ÒNG 18 4.1 Yêu cầu thiết kế 19 4.2 Phư ng pháp thiết kế 19 4.3 Kết cấu hệthống cấp ïa 19 4.4 Các phư ơng án thiết keá 20 4.5 Các thông sốban đầu 22 4.6 Phân tích cân dòng 26 4.6.1 Phö ông aùn 26 4.6.2 Phư ơng aùn 42 4.6.3 Phư ơng án 54 4.6.4 Phư ơng án 57 4.7 Kết luận 68 Chư ơng V: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẢI NHIEÄT 71 5.1 Yêu cầu thiết kế 72 5.2 Phư ơng pháp thiết kế 72 5.3 Kết cấu hệthống giải nhiệt 72 5.4 Các thông số 73 5.5 Phân tích giải nhiệt 73 5.5.1 Phân tích tính hiệu phư ơng án m nguội theo thiết kếban đầu 73 5.5.2 Phân tích tính hiệu phư ơng án m ngu ội theo thiết kếthay đổi 78 5.6 Kết luaän 82 Chư ơng VI: THIẾT KẾ HOÀN CHỈNH KẾT CẤU KHUÔN 83 6.1 Yêu cầu thiết kế 84 6.2 Phư ơng pháp thiết kế 84 6.3 Thieát kếhoàng chỉnh 84 6.4 Kết luận 88 6.4.1 Kết cấu khuôn 88 6.4.2 Thiết kếlại hệthống kênh dẫn ïa theo phư ông aùn 88 6.4.3 Thiết kếhệthống giải nhiệt theo phư ơng án thay đổi 89 Chư ơng VII: THỰC NGHIỆM ÉP PHUN SẢN PHẨM 90 7.1 Cơ sở tiến hà nh thư ïc nghieäm 91 7.2 Kết thư ïc nghiệm ép phun 92 7.3 Phân tích kết thư ïc nghiệm 96 7.4 Đánh giá kết 96 Chư ơng VIII: TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 97 8.1 Thiết kếsơ bộkết cấu khuôn 98 8.2 Cân dò ng chảy 98 8.3 8.4 8.5 8.6 Thiết kếhệthống giải nhiệt 98 Thieát kếhoàn chỉnh 98 Thư ïc nghiệm ép phun 98 Đúc kết kinh nghiệm thư ïc đềtài 99 TAØI LIỆU THAM KHẢO 100 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thư ïc luận văn, đãnhận đư ợc nhiều sư ïgiúp đỡvàđộng viên chân tình Quý Thầy, Côvàcác bạn đồng nghiệp Hôm nay, luận văn đãđư ợc hoà n nh, xin kính gư ûi lờ i biết ơn sâu sắc đến: Cán hư ớng dẫn: PGS.TS Đoàn Thị Minh Trinh đãtận tình giúp đỡ, dạy vàhư ớng dẫn cho suốt trình thư ïc luận văn Cán bộchấm nhận xét 1: TS Thái Thị Thu Hà Cán bộchấm nhận xét 2: TS Nguyễn Ngọc Phương Đãdà nh õng thời gian quý báu đểduyệt vàcho õng ý kiến đóng góp giúp luận văn đư ợc hoà n thiện Quý Thầy, Côgiảng dạy môn học đãnhiệt tình truyền thụnhư õng kiến thư ùc bổích không õng cho luận v ăn màcòn cho công tác bư ớc đư ng tư ơng lai Quý Thầy, CôTrư ờng Đại Học Công Nghiệp TP.HCM đãtạo điều kiện thuận lợi cho trình học tập vànghiên cư ùu Xin nh thật biết ơn anh: Nguyễn Công Tiến , giám đốc công ty TNHH Cơ Khí Tiến Phú, đãgiúp đỡgiúp đỡtôi nhiểu kinh nghie äm thư ïc tếvàtạo điều kiện thuận tiện vềgia công khuôn vàtiến hành thư ïc nghiệm ép phun Thà nh thật biết ơn quý lảnh đạo công ty: Core Tech System Co., Ltđ đãtạo điều kiện vàgiúp đỡtôi suốt tr ình thư ïc nghiệm môphỏng ép phun phần mềm Đặc biệt, xin gư ûi lờ i cảm ơn vàchia sẻ niềm vui đến gia đình vànhư õng ngư i thân đãgiúp đỡ, động viên, hổtrợvàkhích lệ tinh thần cho suốt tr ình học tập vàthư ïc luận văn Cuối lờ i, xin kính chúc tất mội ngư i đư ợc nhiều sư ùc khỏe, hạnh phúc nh đạt TP HồChí Minh, tháng năm 2007 Ngư ờithư ïc luận văn Đặng Văn Ánh  Trong thiết kếkhuôn, bốtrí ti lói, chốt dẫn hư ớng vàhệ thống kênh dẫn ïa, hệ thống kênh giải nhiệt có thay đổi so với thiết kếđe ànghị CAE đểcho phùhợp với kết cấu khuôn Hệ thống kênh giải nhiệt đư ợc bố trí hình 6.5 Vị trí đường nước bố trí chày cốicối Hình 6.5  Bốtrí hệthống kênh giải nhiệt khuôn (Hình 6.6): Hình 6.6 87  Giảm hai đư ng nư ớc m nguội phía k hoan tạo hình chi tiết B, Không bố trí đư ng nư ớc có đư ng kính nhỏ ng thay đổi khoảng cách đư ng nư ớc lớn phùhợp với kết cấu khuôn 6.4 Kết luận 6.4.1 Kết cấu khuôn (Hình 6.7): Giư õnguyên kết cấu khuôn thay đo åi hệthống kênh dẫn ïa vàbốtrí đư ng nư ớc lại cho phùhợp với thiết kếkết cấu khuôn Hình 6.7 6.4.2 Thiết kế lại hệ thống kên h dẫn nhựa theo phương án 4: - Phư ơng án 4: Đảm bảo cân d ò ng, đư ờng hà n hai dòng ïa nóng đãlệch vềmột phía sản phẩm (Hình 6.8) 88 Hình 6.8 - Theo Jay Shoemaker (Ed), Moldflow Design Guide (Trang 243,244,245) độ bền đường hàn 10% đến 90% độ bền vật liệu Trong thiết kếkhuôn, việc hạn chếtối đa sốcổng vào ïa đư ợc, dờ i vịtrí đư ng hà n hai d òng ïa nóng vềvịtrí thích hợp đểđộbền chi tiết đư ợc đảm bảo 6.4.3 Thiết kế hệ thống giải nhiệt theo phương án thiết kế thay đổi: - Thư ïc nghiệm phần mềm môphỏng (CAE) cho phép dư ïđoán đư ợc vù ng cần làm nguội, đư a thiết kếhệthống giải nhiệt hợp l ý - Giảm thiểu vấn đềcong vênh, thờ i gian chu kỳép phun 89 Chư ơng VII: THỰC NHIỆM ÉP PHUN SẢN PHẨM 7.1 Cơ sở tiến hành thực nghiệm: 7.2 Kết thực nghiệm ép phun 7.3 Kết luận 90 Chư ơng VII: THỰC NGHIỆM ÉP PHUN SẢN PHẨM 7.1 Cở sở tiến hành thực nghiệp: - Giới thiêu:  Công ty TNHH Cơ Khí Tiến Phú làmột công ty chuyên thiết kế, gia công khuôn vàsản xuất mặt hà ng ïa gia dụng theo yêu cầu  Các máy phay CNC gia công xác  Máy ép phun ïa: Máy loại nà y đư ợc điều khiển chư ơng tr ình số (Hình 7.1): Hình 7.1 91 7.2 Kết thực nghiệm ép phun: - Các thông số máy (Hình 7.2):  Máy ép phun loại: PRO BEST, PB-90  Công suất: 120  Đư ng kính vít: 52mm  Hà nh trình Position: 200mm Hình 7.2 - Điều kiện gia công:  Như ïa PP-BC250MO-Borealis  Chất làm nguội: Nước  Nhiệt độcủa chất làm nguội: 300C - Các thông số thu tr ình ép phun:  Lư ïc ép tốt nhất: 50 (MPa)  Lư ïc khoá khuôn: 22 (MPa)  Thờigian chu kỳép sản phẩm: 49 (giây)  Nhiệt độđịnh hình sản phẩm: 1700C  Nhiệt độkhuôn: 350C 92 Hình 7.3 - Một số hình ảnh trình thực nghiệm ép phun:  Khuôn đư ợc gắn lên máy ép ïa (Hình 7.4): Hình 7.4 93  Điều chỉnh hà nh trình position (Hình 7.5): Hình 7.5  Đóng khuôn đểphun ïa o khoan tạo h ình (Hình 7.6): Hình 7.6  Dở khuôn đểlấy sản phẩm (H ình 7.7): 94 Hình 7.7  Sau nhiều lần ép, sản phẩm thu (Hình 7.8): Hình 7.8 95 7.3 Đánh giá kết quả: - Lực ép: 50 MPa so với tính t oán phần mềm 48 MPa - Thời gian chu kỳ: 49 giây so với tính toán phần mềm 44 giây  • Trên thực tế, gia công khuôn không lý tưởng  Đường nước làm nguội bố trí theo thiết kế CAE, ảnh hưởng kết cấu khuôn Do đó, thời gian làm nguội bị kéo dài - Sản phẩm lắp ghép yêu cầu 96 Chư ơng VIII: TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 8.1 Thiết kế sơ kết cấu khuôn 8.2 Thiết kế đảm bảo cân d òng 8.3 Thiết kế hệ thống giải nhiệt 8.4 Thiết kế hoàn chỉnh kết cấu khuôn 8.5 Thực nghiệm ép phun 97 Chư ơng VIII: TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 8.1 Thiết kế khuôn ép chi tiết khung màng lọc máy giặt: - Đư a kết cấu sơ bộkhuôn - Dư ïa kết cấu sơ bộ, sư û dụng CAE đểphân tích (cân d ò ng, giải nhiệt) 8.2 Thiết kế đảm bảo cân d òng: - Tư økết cấu khuôn trên, ngư ời m đã:  Ư Ùng dụng qui trình thiết kếCAE [2], đãthiết kếđư ợc hệ thống kênh dẫn ïa đảm bảo cân dòng cho khuôn hai sản phẩm mà ng lọc máy giặt  Thư ïc nghiệm ép phun phần mềm Moldex - Kết đạt đư ợc: Đãcân dò ng đư ợc hệthống kênh dẫn ïa - Thờigian điền đầy khoan tạo h ình: 0,33 (giây) - Thờigian bảo áp: 1,5 (giây) - Tuy nhiên, cân dò ng giải vấn đề: khoan tạo h ình điền đầy thờ i gian, đảm bảo bảo áp tốt, giảm thiểu ùng suất dư sản phẩm sau ép phun vàgiải phần biến dạng sản phẩm Biến dạng sản phẩm cò n bị ảnh hư ởng lớn tư øcách bốtrí hệ thốn g kênh giải nhiệt 8.3 Thiết kế hệ thống kênh giải nhiệt: - Dư ïa o kết phân tích cân dò ng vàkết cấu khuôn, ng i m đã:  Ư Ùng dụng qui trình thiết kếCAE [1], đãthiết kếđư ợc hệ thống kênh giải nhiệt phùhợp với kết cấu bộkhuôn  Thờigian giải nhiệt 40 (giây) 8.4 Thiết kế hoàn chỉnh kết cấu khuôn: - Tư øthiết kếsơ kết cấu khuôn, ngư ời làm ùng dụng công nghệ CAE đểphân tích: Cân dò ng vàphân tích tính hiệu hệ thống kênh làm nguội Tư øđó, đềnghịđiều chỉnh thiết kếđểcó thiết kếhợp lý - Kết cấu bộkhuôn 8.5 Thực nghiệm ép phun: - Không cần thư û khuôn nhiều lần, ép lần đạt yêu cầu nhàsản xuất - Sản phẩm thu đư ợc đảm bảo yêu cầu lắp ghép nhàsa ûn xuất - Thờigian chu kỳ:giảm giây so với yêu cầu nhàsản xuất 98 8.6 Đúc kết kinh nghiệm thực đề tài - Đối với khuôn trên, áp dụng qui trình thiết kế CAE đáp ứng yêu cầu khách hàng - Tiết kiệm chi phí thử sửa khuôn - Đặc biệt, giải thiết kế khuôn cho sản phẩm lắp ghép mà nước ta cần sản xuất - Ứng dụng CAE trình thiết kế cần thiết 99 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đoà n Thị Minh Trinh, Công Nghệ CAD/CAM, NXB Khoa Học vàKỹThuật, 1998 [2] VũHoài  n, Thiết KếKhuôn Cho Sản Phẩm Như ïa, Viện Máy VàDụng CụCông nghiệp, 1994 [3] Hiệp Hội Như ïa TP.HCM: KỹThuật Viên Ngà nh Như ïa-NhàQuản Lý, 1999 [4] Đoà n Thị Minh Trinh – Đoà n LêNgọc Phi Lân – LêQuang Bình, “Phư ơng pháp thiết kếCAD/CAE u đư ng kính kênh dẫn ïa cho khuôn ép phun nhiều khoan tạo hình bốtrí không cân tư ïnhiên” [5] Đoà n Thị Minh Trinh – Cái Minh Giác - Nguyễn Văn Thành, “Phư ơng Pháp Thiết KếCAD/CAE Xác Định Sư ïPhân BốHợp L ý Cho Hệ Thống Giải Nhiệt Khuôn Ép Phun Như ïa” [6] Jay Shoemaker (Ed), Moldflow Design Guide, © Moldflow Corporation, USA 2006 [7] HsinChu, Moldex Theoretical Guide, CoreTech Corporation, 1996 [8] Douglas M.Bryce, Plastic Injection Molding: Mold Design anh Construction Fundamentals, Society of Mechanical Engineers, 1998 100 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họvàtên : Đặng Văn nh Năm sinh : 04/01/1976 Nơi sinh : Quảng Nam Địa liên lạc: - Số332/38 Dư ơng Quảng Hà m, Phư ờng 5, quận GòVấp, TP.HCM - Email: dvanh76@yahoo.com.vn - Điện thoại: 0936.360.463 Quá trình đào tạo: - 1997 – 2002: Học đại học ngà nh Thiết KếMáy trư ờng Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM - 2005 – 2007: Học cao học ngà nh ChếTạo Máy trư ng Đại Học Bách Khoa TP.HCM Quá trình công tác: Tư øtháng 09 năm 2002 đến nay, công tác Trung Tâm Cơ Khí, trư ng Đại Học Công Nghiệp TP.HCM – Số12 Nguyễn Văn Bảo, Phư ờng 4, quận Gò Vấp, TP.HCM ... cầu thiết kế 3.3 Các phương án thiết kế khuôn 3.4 Phân tích phương án 3.5 Kết luận 3.6 Thiết kế sơ kết cấu khu ôn 11 Chư ơng III: THIẾT KẾ SƠ BỘ KẾT CẤU KHUÔN 3.1 Xuất phát từ sản phẩm (Hình. .. phương án đ? ?thiết kếbộkhuôn cho sản phẩm - Đểcân kênh dẫn, ngư ời thiết k? ?thiết kếsơ kết cấu khuôn, dư ïa sở đểphân tích, đư a kết cấu phùhợp 3.6 Thiết kế sơ kết cấu khuôn: - Phân tích kết cấu sản... 15 3.5 Kết luận 16 3.6 Thiết kếsơ bộkết cấu khuôn 16 Chư ơng IV: THIẾT KẾ ĐẢM BẢO CÂN BẰNG D ÒNG 18 4.1 Yêu cầu thiết kế 19 4.2 Phư ng pháp thiết kế