Khóa luận cơ điện và công trình thiết kế và lập quy trình chế tạo khuôn ép nhựa cánh quạt điện cơ 91

ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CƠNG TRÌNH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA CÁNH QUẠT ĐIỆN CƠ 91 NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ MÃ NGÀNH: 7510205 Giảng viên hướng dẫn : Đặng Thị Hà Sinh viên thực : Phạm Mạnh Hùng Lớp : K61_KOTO Khoá học : 2016 – 2020 Hà Nội, 2020 MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iii DANH MỤC HÌNH iv ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan khuôn công nghệ chế tạo 1.1.1 Khái niệm khuôn 1.1.2 Phân loại khuôn 1.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật khuôn mẫu 1.1.4 Vai trò của công nghệ khuôn mẫu chế tạo khí 1.2 Tổng quan công nghệ ép phun 1.2.1 Khái niệm công nghệ ép phun 1.2.2 Hệ thống hỗ trợ ép phun 1.2.3 Hệ thống phun 1.2.4 Hệ thống kẹp 10 1.2.5 Hệ thống khuôn 12 1.3 Giới thiệu phần mềm catia 15 1.3.1 Giới thiệu chung phần mềm CATIA 15 1.3.2 Tìm hiểu catia thiết kế 17 1.3.2.1 Module thiết kế sản phẩm 17 1.3.2.2 Module thiết kế, chọn khuôn 17 1.3.2.3 Tìm hiểu CATIA gia cơng 18 1.4 Mục tiêu, nội dung, phương pháp đối tượng nghiên cứu 19 CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ KHUÔN 20 2.1 Phân tích ý tưởng 20 2.2 Phân tích tính cơng nghệ kết cấu của chi tiết 20 2.3 Thiết kế chi tiết phần mềm CATIA 22 2.3.1 Thiết kế bầu cánh quạt 22 2.3.2 Thiết kế cánh quạt 29 i 2.4 Lựa chọn vật liệu làm khuôn, xác định mặt phân khn vị trí, kết cấu cổng phun 31 2.4.1 Lựa chọn vật liệu làm khuôn 31 2.4.2 Lựa chọn mặt phân khuôn 35 2.4.3 Chọn vị trí cổng phun, loại cổng phun 36 2.5 Thiết kế khuôn ép chi tiết cánh quạt phần mềm CATIA 40 2.5.1 Tạo khuôn 41 2.5.2 Tạo khuôn khuôn 43 2.5.3 Đặt phương dẫn hướng 45 2.5.4 Đặt bạc dẫn hướng 46 2.5.5 Lắp cuống phun 46 2.5.6 Lắp chốt đẩy cho khuôn 47 CHƯƠNG III: LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN ÉP CHI TIẾT CÁNH QUẠT 49 3.1 Xác định dạng sản xuất 49 3.2 Xác định phương pháp chế tạo phôi 50 3.3 Lập thứ tự nguyên công chế tạo khuôn ép chi tiết cánh quạt 53 3.3.1 Lập nguyên công gia công khuôn 53 3.3.2 Lập nguyên công gia công khuôn 56 3.4 Tính lượng dư gia công, tra lượng dư cho bề mặt 57 3.5 Tính tốn chế độ cắt cho ngun cơng 62 3.5.1 Tính toán chế độ cắt gia công khuôn 62 3.5.2 Tính toán chế độ cắt cho khuôn 68 3.6 Lập trình gia cơng khn phần mềm CATIA 74 3.6.1 Lập trình gia công Khuôn 74 3.6.2 Lập trình gia cơng khn 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 86 Kết luận 86 Kiến nghị 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ii DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Bảng so sánh ký hiệu vật liệu 34 Bảng 2.2 : Bảng đặc tính của số loại thép làm khuôn nhựa 34 Bảng 3.1: Bảng tra định dạng sản xuất 50 Bảng 3.2: Công thức xác định lượng dư gia công tối thiểu cho phương pháp gia công khác 60 Bảng 3.3: Chất lượng bề mặt đạt sau gia cơng mặt ngồi bằng phương pháp khác 60 Bảng 3.4: Chất lượng bề mặt đạt sau gia công lỗ bằng phương pháp gia công thông dụng 61 Bảng 3.5: Hệ số cấp chính xác hóa K của phương pháp gia công 61 iii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Cấu tạo khuôn hai Hình 1.2: Cấu tạo khn Hình 1.3: Hệ thống hỗ trợ ép phun Hình 1.4: Hệ thống phun Hình 1.5: Cấu tạo trục vít Hình 1.6: Các loại hồi tự hở Hình 1.7: Vị trí vịi phun hệ thống phun 10 Hình 1.8: Tấm di động vị trí của máy ép phun 11 Hình 1.9: Cụm kìm dùng cấu khuỷu 11 Hình 1.10: Các chi tiết của khuôn 13 Hình 2.1 : Bản vẽ cad chi tiết cánh quạt 21 Hình 2.2: Lựa chọn mặt phân khn hợp lý (phương án 2) 35 Hình 2.3: Lựa chọn mặt phân khuôn hợp lý (phương án 1) 36 Hình 2.4: Các loại cổng phun nhựa phổ biến 37 Hình 2.5: Sản phẩm ép nhựa dùng kiểm cổng bơm side gate 38 Hình 2.6: Thiết kế 3D kiểu cổng phun nhựa bơm ngầm submarine gate 39 Hình 2.7: Kênh dẫn nhựa khn gate bơm kim 40 Hình 3.1: Các khuyết tật thường gặp đúc 51 Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý xác định lượng dư gia công 57 Hình 3.3: Các thành phần cấu tạo lượng dư gia công tối thiểu 58 Hình 3.4 Gia cơng khn 74 iv ĐẶT VẤN ĐỀ Trên giới, cách mạng điện điện tử có tác động lớn vào sản xuất công nghiệp Đặc biệt ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu công nghệ thông tin ứng dụng rộng rãi để nhanh chóng chuyển đổi trình sản xuất theo kiểu truyền thống sang sản xuất công nghệ cao, nhờ đó giai đoạn thiết kế chế tạo khuôn mẫu bước tự động hóa Các nước có công nghiệp tiên tiến như: Nhật bản, Hàn quốc hình thành mơ hình liên kết tổ hợp để sản xuất khn mẫu chất lượng cao cho lĩnh vực công nghệ khác Việt Nam nước thuộc vùng nhiệt đới, nằm gần đường xích đạo nên không phủ nhận việc nước Việt Nam chúng ta có nhiều ngày tiết trời oi Lúc ấy, chúng ta sẽ cần đến vật dụng mà chúng ta sử dụng hằng ngày - quạt máy Quạt máy thiết bị gia dụng cần thiết gia đình, quạt máy thiết bị dẫn động bằng điện dùng để tạo luồng gió nhằm phục vụ lợi ích cho người (nhất giảm sức nóng của thể, hạ nhiệt, giúp người cảm thấy mát, thoải mái), thơng gió, khí, làm mát, tác động liên quan đến không khí môi trường sống Thành phần chính của quạt máy gồm: động điện, trục động cơ, cánh quạt, công tắc quạt, vỏ quạt Khi hoạt động, quạt điện gồm cánh quạt xoay nhanh tạo dòng khí Các nhà sản xuất thiết kế quạt điện có nhiều mức độ quay khác từ mức cao đến mức thấp Nguyên lí hoạt động của quạt điện tận dụng nhiều đời thường, chẳng hạn phong tốc kế (thiết bị đo gió) tuốc bin gió thường thiết kế tương tự quạt điện Như nhu cầu sử dụng loại quạt điện ngày tăng để đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng sống cho người Tuy nhiên ở Việt Nam hạn chế thiết kế chế tạo nên doanh nghiệp đáp ứng phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo sản phẩm khí tiêu dùng nói chung sản phẩm để sản xuất, chế tạo, lắp ráp quạt điện nói riêng Từ nhu cầu em tiến hành thực đề tài “Thiết kế lập quy trình chế tạo khn ép nhựa cánh quạt điện 91” Nhằm mục đích thiết kế lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết khuôn ép nhựa cánh quạt điện 91 đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn sử dụng đáp ứng nhu cầu thực tế việc sử dụng thiết bị quạt máy phục vụ đời sống cho người CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan khuôn công nghệ chế tạo 1.1.1 Khái niệm về khuôn Khn dụng cụ dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình, khn thiết kế chế tạo để sử dụng cho số lượng chu trình đó, lần có thể nhiều lần Kết cấu kích thước của khuôn thiết kế chế tạo phụ thuộc vào hình dáng, kích thước, chất lượng số lượng của sản phẩm cần tạo Ngồi ra, cịn có nhiều vấn đề khác cần phải quan đến thơng số cơng nghệ của sản phẩm (góc nghiêng, nhiệt độ khuôn, áp xuất gia công,…), tính chất vật liệu gia công (độ co rút, tính đàn hồi, độ cứng,…), tiêu tính kinh tế của khuôn Khuôn cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, chia làm hai phần khuôn là: - Phần cavity (phần khn cái, phần khn cố định): gá cố định của máy ép nhựa - Phần core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): gá di động của máy ép nhựa Ngoài ra, khoảng trống cavity core (phần tạo sản phẩm) điền đầy bởi nhựa nóng chảy Sau đó, nhựa làm nguội, đông đặc lại lấy khỏi khuôn bằng hệ thống lấy sản phẩm thao tác bằng tay Sản phẩm thu có hình dạng của lịng khn 1.1.2 Phân loại khn Khuôn hai tấm: Là loại thông thường nhất, dạng cuống phun kéo khỏi lỗ phun khn mở cuống phun rơi xuống chi tiết Hình 1.1: Cấu tạo khn hai Bạc cuống phun; Vòng định vị; Tấm kẹp phía trước; Tấm khn trước; Chốt dẫn hướng; Tấm khuôn sau; Tấm đỡ; Tấm đẩy; Khối đỡ; 10 Bạc dẫn hướng Khuôn ba tấm: Được sử dụng cần thiết bố trí cổng nhựa ở trung tâm cổng nhựa cho đường chảy riêng vào lòng khuôn Đối với chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng dài Hai nhiều cổng nhựa có hướng vào chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng tránh tượng phân luồng dòng chảy, khuôn ba phù hợp với nhiểu trường hợp Hình 1.2: Cấu tạo khn 1-Bạc cuống phun; 2-Vịng định vị; 3-Kênh dẫn; 4-Tấm khn trên; 5-Tấm khuôn dưới; 6-Sản phẩm Hệ thống gồm khuôn sau, khn trước Nó tạo hai khoảng sáng khuôn mở, khoảng sáng để lấy sản phẩm khoảng sáng để lấy kênh nhựa Nhược điểm của hệ thống khuôn ba khoảng cách vịi phun của máy lịng khn của máy dài, làm giảm áp lực phun khuôn tạo nhiều phễu liệu Khuôn nhiều tầng: Khi yều cầu số lượng sản phẩm lớn để giữ giá thành sản phẩm thấp , hệ thống khuôn nhiều tầng chế tạo để giữ lực kẹp của máy, với hệ thống khn có hệ thống đẩy ở mặt của khuôn 1.1.3 Các yêu cầu kỹ thuật khuôn mẫu - Đảm bảo xác kích thước, hình dáng biên dạng của sản phẩm - Đảm bảo độ bóng cần thiết cho bề mặt lòng khuôn lõi để đảm bảo độ bóng của sản phẩm - Đảm bảo độ xác vị trí tương quan hai nửa khuôn - Đảm bảo lấy sản phẩm khỏi khuôn cách dễ dàng - Vật liệu chế tạo khn phải có tính chống mịn cao dễ gia công - Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững làm việc, tất phận của khuôn không biến dạng hay lệch khỏi ví trí cần thiết chịu lực ép lớn - Khn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lịng khn cho lịng khn phải có nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ đẩy vào lòng khn định hình nhanh chóng lịng khn, rút ngắn thời gian tăng xuất - Khuôn phải có cấu hợp lý, không phức tạp cho phù hợp với mục đích sử dụng 1.1.4 Vai trò của công nghệ khuôn mẫu chế tạo khí - Khuôn mẫu sản phẩm của ngành khí chế tạo khn mẫu tích hợp sâu lĩnh vực công nghệ giá trị tri thức Có thể nói khí chế tạo khuôn mẫu ngành công nghiệp công nghệ cao bởi nó đòi hỏi độ phức tạp, độ khó cao từ giai đoạn thiết kế gia công chế tạo - Gia công chế tạo khuôn mẫu hầu hết phải sử dụng thiết bị máy móc đầu tư tốn kém, có độ xác cao, tốc độ gia cơng lớn, lập trình tự động hóa thiết bị rà khn, đo kiểm xác Cơ khí chế tạo khuôn mẫu + Chọn , chọn máy phay trục + Chọn để chọn gốc phôi 76 + Chọn vật thể gia công + Chọn phôi Rough stock + Chọn OK để kết thúc cài đặt + Tiến hành lập trình gia cơng Gia công thô + Chọn để tiến hành gia công thô, cửa sổ hình vẽ 77 + Chọn chi tiết gia công +Chọn phôi +Chọn lượng dư gia cơng kiểm tra +Chọn mặt phẳng an tồn, offset lên 40mm +Chọn mặt giới hạn của chi tiết +Chọn mặt giới hạn của chi tiết + Chuyển sang để hiệu chỉnh thông số gia công 78 + Chọn khoảng cách hai dao 3mm 79 + Chọn chiều sâu cắt lớn 5mm + Chọn dao gia công + Sau lựa chọn thông số gia công, click chạy dao 80 để tính tốn đường + Chọn để mơ q trình gia công phần mềm + Sau đó chọn OK để kết thúc Gia công tinh + Chọn để tiến hành gia cơng tinh, cửa sổ hình vẽ + Chọn chi tiết gia công 81 + Chọn lượng dư gia công kiểm tra + Chọn mặt phẳng an toàn, offset lên 40mm + Chọn mặt giới hạn của chi tiết + Chọn mặt giới hạn của chi tiết + Chuyển sang để hiệu chỉnh thông số gia công 82 + Lựa chọn dao gia công + Sau lựa chọn thông số gia cơng, click để tính tốn đường chạy dao + Chọn để mơ q trình gia cơng phần mềm 83 + Chọn OK để kết thúc + Chọn Generate NC code Interactively để xuất chương trình gia cơng + Chọn NC code + Chọn ngôn ngữ/ máy gia công + Chọn Excute để xuất chương trình 84 3.6.2 Lập trình gia cơng khn Làm tương tự làm với khuôn 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sau thời gian nghiên cứu đề tài với giúp đỡ tận tình của Đặng Thị Hà, Khóa luận đạt kết sau - Khóa luận phân tích tình hình khn mẫu giới ở Việt Nam nay, đưa sở thiết kế khuôn để chế tạo chi tiết cánh quạt điện loại khuôn ép phun - Phân tích ý tưởng thiết kế chi tiết cánh quạt điện bằng phần mềm catia - Thiết kế khuôn ép phun chi tiết cánh quạt điện phận khác của khuôn, - Xây dựng quy trình cơng nghệ chế tạo khn ép chi tiết cánh quạt điện (xác định dạng sản xuất, phương pháp chế tạo phôi, lập thứ tự nguyên cơng, lượng dư gia cơng) - Tính tốn chế độ cắt cho nguyên công để gia công chế tạo khn - Lập trình gia cơng khn bằng phần mềm catia - Xuất code NC để thực việc gia công khuôn Kiến nghị Mặc dù cố gắng để đạt kết mong muốn, thời gian kiến thức còn hạn chế nên khóa luận dừng lại ở bước mô Mặt khác, điều kiện thực tế không cho phép nên chưa thể gia công sản phẩm thật Do đó hướng phát triển của đề tài là: Từ chương trình mơ đưa thực tế chạy máy CNC Và có thời gian sẽ hoàn thiện nhiều cho khóa luận đầy đủ 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] - G.s, T.s Nguyễn Đắc Lộc, Lưu Văn Nhang - Hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 2004 [ ] - G.s, T.s Trần Văn Địch tác giả khác - Công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 2003 [ ] - G.s, T.s Nguyễn Đắc Lộc tác giả khác - Sổ tay Công nghệ chế tạo máy - Tập I - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội 2003 [ ] - Sổ tay công nghệ chế tạo máy - tập I, II, III [ ] - Nguyễn Ngọc Đào, Trần Thế San, Hồ Viết Bình – Chế độ cắt gia công khí - NXB Đà Nẵng [ ] - PGS - TS Trần -Văn Địch - Thiết kế đồ án Công nghệ chế tạo máy - NXB Khoa học kỹ thuật - Hà Nội - 2002 PHỤ LỤC N1 G55 G80 G40 G90 G17 G94 G49 G98 O1000 N2 T1 M6 N3 G0 X264.701 Y10.115 S70 M3 N4 G43.4 Z40 H1 N5 Z5.253 N6 G1 Z-4.747 F300 N7 X270.375 Y3 N8 X541.114 F1000 N9 X542.263 Y2.263 N10 X543 Y1.114 N11 Y-421.114 N12 X542.263 Y-422.263 N13 X541.114 Y-423 N14 X-1.114 N15 X-2.263 Y-422.263 N16 X-3 Y-421.114 N17 Y1.114 N18 X-2.263 Y2.263 N19 X-1.114 Y3 N20 X270.375 N21 Y1.5 N22 Y0 N23 X537 N24 G2 X540 Y-3 I0 J-3 N25 G1 Y-417 N26 G2 X537 Y-420 I-3 J0 N27 G1 X3 N28 G2 X0 Y-417 I0 J3 N29 G1 Y-3 N30 G2 X3 Y0 I3 J0 N31 G1 X270.375 N32 Y-1.5 N33 Y-3 N34 X534 N35 G2 X537 Y-6 I0 J-3 N36 G1 Y-414 N37 G2 X534 Y-417 I-3 J0 N38 G1 X6 N39 G2 X3 Y-414 I0 J3 N40 G1 Y-6 N41 G2 X6 Y-3 I3 J0 N42 G1 X270.375 N43 Y-4.5 N44 Y-6 N45 X531 N46 G2 X534 Y-9 I0 J-3 N47 G1 Y-411 N48 G2 X531 Y-414 I-3 J0 N49 G1 X9 N50 G2 X6 Y-411 I0 J3 N73660 Y-407.99 N73661 X418.954 N73662 Y-406.5 N73663 Y-403.5 N73664 Y-400.5 N73665 Y-397.5 N73666 Y-394.5 N73667 Y-392.195 N73668 X417.133 Y-389.19 N73669 Y-390 N73670 Y-393 N73671 Y-396 N73672 Y-399 N73673 Y-402 N73674 Y-405 N73675 Y-407.99 N73676 X415.313 N73677 Y-406.5 N73678 Y-403.5 N73679 Y-400.5 N73680 Y-397.5 N73681 Y-394.5 N73682 Y-391.5 N73683 Y-388.5 N73684 Y-385.5 N73685 Y-383.397 N73686 Z-1.481 N73687 G0 Z40 N73688 M30 ... hành thực đề tài ? ?Thiết kế lập quy trình chế tạo khn ép nhựa cánh quạt điện 91? ?? Nhằm mục đích thiết kế lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết khuôn ép nhựa cánh quạt điện 91 đảm bảo yêu cầu... thiết kế cánh quạt điện cần thiết Xuất phát từ thực tế nêu trên, em tiến hành thực khóa luận: với tiêu đề ? ?Thiết kế lập quy trình chế tạo khn ép nhựa cánh quạt điện 91? ??nhằm mục đích thiết kế. .. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu tìm hiểu cơng nghệ khuôn mẫu công nghệ ép nhựa để thiết kế lập quy trình cơng nghệ chế tạo chi tiết khuôn ép nhựa cánh quạt điện 91 đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, an toàn