Nghiên cứu thiết kế khuôn ép phun chất dẽo nhờ sự trợ giúp các phần mềm cadcam và mô phỏng quá trình đúc phun bằng phần mềm moldflow plastics insights 5 0

Luận văn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------      ---------- LƯU VĂN TOÁN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN CHẤT DẺO NHỜ SỰ TRỢ GIÚP CÁC PHẦN MỀM CAD/CAM(SOLIDWORKS 2008, MASTERCAM X) VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ðÚC PHUN BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW PLASTICS INSIGHTS 5.0 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. ðINH BÁ TRỤ HÀ NỘI - 2011 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện luận văn này ñã ñược cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Nếu sai tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả luận văn Lưu Văn Toán Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn PGS.TS. ðinh Bá Trụ người ñã trực tiếp hướng dẫn, giúp ñỡ tôi trong quá trình làm ñề tài và hoàn thành Luận văn cùng tập thể các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Cơ khí – Khoa Cơ ðiện - Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện ñề tài. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn tập thể các thầy, cô giáo trong khoa Cơ ðiện ñã trực tiếp giảng dạy tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Cảm ơn Trường Cao ñẳng Kinh tế kỹ thuật Vinatex và bạn bè ñồng nghiệp ñã tạo mọi ñiều kiện thuận lợi và giúp ñỡ tôi hoàn thành Luận văn này. Tác giả luận văn Lưu Văn Toán Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iii MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục bảng viii Danh mục hình ix PHẦN MỞ ðẦU 1 1 Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của ñề tài 2 1.1 Cơ sở khoa học: 2 1.2 Tính thực tiễn: 3 2 Mục tiêu của ñề tài 3 3 Phương pháp nghiên cứu 3 4 Nội dung nghiên cứu 4 CHƯƠNG I: CÔNG NGHỆ ðÚC PHUN SẢN PHẨM NHỰA 5 1.1 Chất dẻo 5 1.1.1 ðịnh nghĩa chất dẻo: 5 1.1.2 Phân loại chất dẻo 6 1.1.3 Những tính chất của chất dẻo 9 1.1.4 Các chất phụ gia sử dụng trong chất dẻo 9 1.2 Các phương pháp gia công chất dẻo 11 1.2.1 Công nghệ cán 11 1.2.2 Công nghệ phủ chất dẻo 11 1.2.3 Công nghệ ñùn 11 1.2.4 Gia công vật thể rỗng 12 1.2.5 Công nghệ ép 12 1.2.6 Công nghệ tạo xốp chất dẻo. 12 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iv 1.2.7 Công nghệ hàn chất dẻo 13 1.2.8 Công nghệ dán chất dẻo 13 1.2.9 Công nghệ ñúc phun 13 1.3 Công nghệ ñúc phun gia công sản phẩm nhựa 13 1.4 Máy ép phun 16 1.4.1 Phân loại máy ñúc phun 16 1.4.2 Nhiệm vụ và ñặc trưng quan trọng của các cụm kết cấu 17 1.5 Quá trình ñúc phun 20 1.5.1 Giai ñoạn dẻo hóa và chuyển hóa vật liệu sang trạng thái nóng chảy 20 1.5.2 Giai ñoạn ñiền ñầy khuôn và làm nguội sản phẩm 21 1.5 3 Giai ñoạn lấy sản phẩm ra khỏi khuôn 23 1.6 Thiết kế khuôn ép phun nhựa 23 1.6.1 Giới thiệu chung về khuôn và khuôn ñúc phun 23 1.6.2 Kết cấu của khuôn 23 1.6.3 Phân loại khuôn 25 1.6.4 Hệ thống cấp nhựa 28 1.6.5 Hệ thống ñẩy 32 1.6.6 Hệ thống làm mát. 34 1.6.7 Hệ thống thoát khí : 36 1.6.8 Các chi tiết khác 36 1.6.9 Các khuyết tật của sản phẩm ñúc phun và cách khắc phục 37 1.7 Kết luận chương I. 41 CHƯƠNG II: KỸ THUẬT CAD/CAM GIỚI THIỆU PHẦN MỀM 3D TRONG THIẾT KẾ MÔ PHỎNG VÀ GIA CÔNG KHUÔN 43 2.1 Nguyên lý chung của kỹ thuật CAD/CAM 43 2.2 Quy trình chế tạo khuôn ứng dụng CAD/CAM . 47 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… v 2.3 Phần mềm SolidWorks 47 2.3.1 Giới thiệu chung 47 2.3.2 Giao diện phần mềm Solidworks 48 2.3.3 Mở một bản vẽ SolidWorks 49 2.3.4. Vẽ phác 50 2.4 Phần mềm Moldflow Plastics Insights 54 2.4.1 Giới thiệu chung 54 2.4.2 Giao diện phần mềm Moldflow Plastics Insights 54 2.4.3 Các chức năng chính 55 2.4.4 Các loại kết quả 56 2.5 Phần mềm Mastercam X 58 2.5.1 Giới thiệu chung 58 2.5.2 Giao diện vùng làm việc của Mastercam X 59 2.5.3 Thiết lập thông số gia công trên máy 62 2.5.4 Một số phương pháp gia công bề mặt trên máy phay: 63 2.5.5 Xuất mã NC 65 2.6 Phần mềm Delcam 65 2.6.1 Giao diện của phần mềm Delcam 66 2.6.2 Một số tính năng chính của phần mềm Delcam 66 2.7 Kết luận chương II 67 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KHUÔN ÉP PHUN SẢN PHẨM NHỰA ỨNG DỤNG CÁC KỸ THUẬT CAD/CAM 68 3.1 Thiết kế khuôn ép phun sản phẩm nhựa bằng phần mềm Solidworks 68 3.1.1 Cánh quạt nhựa Senko 68 3.1.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong thiết kế cánh quạt nhựa 71 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vi 3.2 Thiết kế khuôn ép phun cho chi tiết cánh quạt bằng phần mềm Solidworks - Moldworks 77 3.2.1 Các thông số dữ liệu cho khuôn 77 3.2.2 Tính toán thông số khuôn 79 3.2.3 Thiết kế khuôn ép phun sản phẩm cánh quạt nhựa bằng Moldworks 83 3.2.4 Thiết kế khuôn ép phun 85 3.3 Ứng dụng Moldflow Plastics Insights ñể mô phỏng khảo sát dòng chảy nhựa và tối ưu hoá thiết kế khuôn 94 3.3.1 Mục ñích mô phỏng dòng chảy trong khuôn 94 3.3.2 Lưu ñồ thuật toán thiết kế và mô phỏng bằng Moldflow 95 3.3.3 Nhập các thông số cần thiết cho mô phỏng dòng chảy nhựa 95 3.3.4 Lựa chọn vị trí ñiểm phun, phương án phun 99 3.3.5 So sánh phương án phun trực tiếp và phương án phun với 2 miêng phun ñối xứng 100 3.4 Kết luận chương III 106 CHƯƠNG IV: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG LÒNG KHUÔN 108 4.1 Phân tích chức năng và ñiều kiện làm việc của chi tiết . 108 4.1.1 Chức năng làm việc của chi tiết 108 4.1.2 ðiều kiện làm việc của chi tiết 108 4.1.3. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết . 108 4.1.4 Xác ñịnh dạng sản suất 109 4.2 Chọn phôi và phương pháp chế tạo phôi. 109 4.3 Thiết kế quy trình công nghệ gia công chi tiết . 111 4.3.1 Xác ñịnh ñường lối công nghệ 111 4.3.2 Chọn phương án gia công. 112 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vii 4.4 Lập tiến trình công nghệ gia công lòng khuôn bằng phần mềm Delcam. 112 4.4.1 Gia công chày khuôn 113 4.4.2 Gia công lòng khuôn (mặt trước chày) 116 4.5 Gia công trên máy CNC 119 4.6 Kết luận chương IV 120 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 121 I Kết luận 121 II Kiến nghị 122 TÀI LIỆU THAM KHẢO 123 PHỤ LỤC 124 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… viii DANH MỤC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 Công dụng của một số loại nhựa nhiệt dẻo 6 2 Sự khác nhau giữa chất dẻo kết tinh và chất dẻo vô ñịnh hình 7 3 ðiểm nhiệt ñộ nóng chảy và hoá rắn ñối với mỗi loại nhựa 8 4 Công dụng một số loại nhựa nhiệt rắn 8 5 Thông số khuôn và máy ép 89 Trường ðại học Nông Nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ix DANH MỤC HÌNH STT Tên hình Trang 1.1 Sơ ñồ phân loại vật liệu 5 1.2 Sơ ñồ công nghệ ñùn chất dẻo 12 1.3 Kết cấu máy ép phun ñiển hình 16 1.5 Cơ cấu kẹp thuỷ lực 18 1.6 Quan hệ giữa thời gian ñúc và nhiệt ñộ khuôn 20 1.7 Dòng chảy nhựa ñược ép vào khuôn 20 1.8 Kết cấu khuôn ñúc phun 24 1.9 Kết cấu khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội 26 1.10 Kết cấu khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng 26 1.11 Kết cấu khuôn 3 tấm 27 1.12 Kết cấu khuôn nhiều tầng 28 1.13 Hệ thống cấp nhựa 28 1.15 Các loại kênh nhựa 29 1.16 Các loại miệng phun 30 1.17 Các thông số miệng phun cuống phun 30 1.18 Các thông số miệng phun cạnh 31 1.19 Các thông số miệng phun kiểu băng 31 1.20 Các thông số miệng phun kiểu ñường hầm 32 1.21 Các loại chốt ñẩy 33 1.22 Hệ thống làm mát 34 1.23 Kích thước kênh làm mát 35 1.27 Hướng chảy của dòng nhựa 38 1.28 Sản phẩm khuyết tật khi bị cản khí 38 1.29 Sản phẩm khuyết tật khi bị nứt 39 . NHỜ SỰ TRỢ GIÚP CÁC PHẦN MỀM CAD/CAM(SOLIDWORKS 200 8, MASTERCAM X) VÀ MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH ðÚC PHUN BẰNG PHẦN MỀM MOLDFLOW PLASTICS INSIGHTS 5. 0 LUẬN VĂN. hiện ñại và có nhiều bí quyết kỹ thuật. ðề tài: “ Nghiên cứu thiết kế khuôn ép phun chất dẻo nhờ sự trợ giúp các phần mềm CAD/CAM(Solidworks 200 8, MasterCam