Trong các loại khuôn nhựa, kết cấu khuôn dùng trong ép tạo hình, đùn tạo hình, phun tạo hình thì phần quan trọng nhất trước hết là vùng lòng khuôn bảo đảm điền đầy vật liệu để có được sản phẩm tạo hình như mong muốn. Lấy lòng khuôn làm trung tâm, khuôn được tạo thành từ những chi tiết ở vùng lòng khuôn, có thêm thiết bị đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, bộ phận gia nhiệt, bộ phận gá lắp khuôn trên máy và các trang thiết bị khác. Ngoài các bộ phận nêu trên ở khuôn tạo hình đùn và phun, còn có thêm bộ phận dẫn vật liệu nóng chảy vào lòng khuôn như đậu rót, rãnh dẫn, cổng phân phối. Về cơ bản có 6 bộ phận sau: a) Vùng lòng khuôn. b) Bộ phận dẫn vật liệu (ở khuôn tạo hình đùn và phun). c) Thiết bị đẩy, lấy sản phẩm. d) Bộ phận điều tiết nhiệt độ khuôn (bộ phận thực hiện gia nhiệt hoặc làm nguội). e) Bộ phận gá lắp khuôn vào máy. f) Các chi tiết khuôn cơ sở.
KÕt CÊu cđa khu«n I Kết cấu khn 1.1 Những phận khn: Trong loại khn nhựa, kết cấu khn dùng ép tạo hình, đùn tạo hình, phun tạo hình phần quan trọng trước hết vùng lịng khn bảo đảm điền đầy vật liệu để có sản phẩm tạo mong muốn Lấy lịng khn làm trung tâm, khn tạo thành từ chi tiết vùng lòng khn, có thêm thiết bị đẩy sản phẩm khỏi khuôn, phận gia nhiệt, phận gá lắp khuôn máy trang thiết bị khác Ngoài phận nêu khn tạo hình đùn phun, cịn có thêm phận dẫn vật liệu nóng chảy vào lịng khn đậu rót, rãnh dẫn, cổng phân phối Về có phận sau: a) Vùng lịng khn b) Bộ phận dẫn vật liệu (ở khn tạo hình đùn phun) c) Thiết bị đẩy, lấy sản phẩm d) Bộ phận điều tiết nhiệt độ khuôn (bộ phận thực gia nhiệt làm nguội) e) Bộ phận gá lắp khuôn vào máy f) Các chi tiết khn sở Trong đó, vùng lịng khn vùng trực tiếp tạo kích thước hình dáng sảm phẩm, hình thành từ hốc khn lõi khn Thơng thường kết hợp hai gọi “lịng khn” (cavity) Vì hình dáng lịng khn, độ xác kích thước trạng thái bề mặt có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, nên lịng khn phận quan trọng Cấu tạo vùng lịng khn có quan hệ mật thiết với rãnh dẫn vật liệu tùy theo phương pháp tạo hình ép nhựa, đúc ép chuyển (tranfer) ép phun mà khn có kết cấu đặc thù khác 1.2 Khuôn ép nhựa Ép nhựa phương pháp tạo hình đại diện cho nhựa nhiệt rắn Ngồi ra, sở cho nhiều phương pháp tạo hình khác khn dùng ép nhựa có kết cấu khn cho phương pháp tạo hình khác Kết cấu khn ép nhựa có điểm khác tùy theo hình dáng sản phẩm, vật liệu tạo hình sử dụng chủng loại máy ép Nhưng chia thành loại sau: A Khuôn hở B Khn kín C Khn nửa kín nửa hở D Khuụn ghộp (split mould) Khuôn Mép cắt bavia Sản phẩm Khuôn d-ới(lòng khuôn) Khuôn hở Khuôn Mép cắt Khuôn kín Khuôn d-ới Khuôn Mép cắt Khuôn d-ới Khu«n nưa kÝn nưa hë Hình 2.1 1) Khn hở Đó khn đơn giản số khn ép nhựa, hình (2a) Khn hình thành từ hai phận khuôn khuôn Nửa khuôn phận khuôn đực gọi lõi khuôn (core), cịn nửa khn phận khn cái, gọi hốc khn (cavity) Để tồn khn vào gia nhiệt, vừa gia nhiệt vừa đổ vật liệu dạng bột vào lịng khn, đặt áp vào nửa khn Khi đó, áp lực, vật liệu thừa lịng khn chảy từ thành mép cắt khn thành bavia Tuy nhiên, nói chung khó đạt độ xác kích thước có chiều dày bavia, để loại bỏ bavia cần có số ngun cơng sau Vả lại, trường hợp vật liệu tạo hình có vảy bavia độn vải, giấy hay sợi asbest lớn có nhược điểm khó bảo đảm lực tạo hình, khó điền đầy vật liu Page Tấm đế phía cố định Tấm gia nhiệt phía cố định Tấm khuôn Tấm đẩy sản phẩm Vít hÃm Lõi Tấm khuôn phía di động Lòng khuôn TÊm gia nhiƯt phÝa di ®éng TÊm gèi TÊm ®Èy phía Tấm đẩy phía d-ới Tấm đế phía cố ®Þnh Hình 2.2 Hình 2.2 biểu thị kết cấu thực tế khn kiểu ép phẳng Trên hình vẽ, mở khuôn, sản phẩm tách khỏi khuôn mắc vào khuôn trên, người ta dùng gỡ để đẩy sản phẩm rơi xuống Khuôn kiểu dùng để chế tạo chi tiết có hình phẳng tương đối đơn giản hình đĩa, bát, nút cơng tắc Nếu chế tạo khuôn phù hợp lượng vật liệu đưa vào xác ép sản phẩm lớn Kết cấu khn tạo hình cách phun ép chuyển (tranfer) mà nói sau thuộc kết cấu khn kiểu 2) Khn kín Như hình 2.1b, khn có cầu tạo kết hợp xilanh piston Áp lực đặt nửa khuôn nên có tác động trực tiếp vật liệu tạo hình, đặc trưng khn Khn loại này, ép sản phẩm tạo hình đơn giản với vật liệu có độn vải hay sợi amiang mà khn ép phẳng khó thực Hơn nữa, khn cho hình dáng sản phẩm có độ xác cao Tuy nhiên loại có nhược điểm vật liệu nóng chảy khơng ngồi được, khơng đảm bảo lượng vật liệu xác khó đạt độ xác theo chều sâu sản phẩm Ngồi khn dễ bị nghiêng mối ghép khuôn khuôn nên chiều dày sản phẩm bị lệch, khuôn dễ bị xước in vết lên sản phẩm Page 3)Khn nửa kín nửa hở Khn này, hình 2.1c, khuôn tổng hợp khuôn ép phẳng khuôn ép chìm sử dụng khn ép chìm nửa đầu hành trình ép, phần sau làm việc khuôn ép phẳng Khuôn đỡ phận ép Vật liệu thừa chảy từ lịng khn cắt đứt phận đỡ gờ Hình 2.3 3) Khn ghép Hình 2.4 Sản phẩm Lõi Rím ghép Đế Page Ở sản phẩm có vai lõi cuộn dây điện, người ta dùng kết cấu khn mở, hình 2.4a Hơn nữa, sản phẩm có vùng cắt ngang (under cut), lỗ mặt bên hình 2.4b, coi vùng cắt ngang chi tiết khuôn đặc biệt sử dụng khn có kết cấu lõi trượt với khả chuyển động ngang đóng mở khn 1.3 Khn tạo hình cách ép chuyển (transfer) Phương pháp tạo hình sử dụng máy ép áp lực thơng thường hình 2.5, áp lực tác động phun vật liệu dạng chảy lỏng vào lịng khn Nhìn chung, kết cấu khn đơn giản có ưu điểm thiết bị rẻ tiền Trong trường hợp số lượng sản xuất ít, áp dụng hình thức Nhưng §Õ piston Piston §Ëu rãt TÊm Chốt dẫn h-ớng Tấm d-ới Sản phẩm Đế d-ới trường hợp sản lượng nhiều kích thước chi tiết lớn, ta cố định chày piston vào bàn máy ép áp lực (bàn cố định) lắp ống piston vào trung gian, cố định phần lịng khn vào bàn di động Page KÕt cÊu cđa khu«n Ðp phun Trong phần học khuôn tấm, khuôn khuôn không rÃnh dẫn Cấu trúc khuôn đợc xác định tùy thuộc nhiều yếu tố nh: hình dáng vật đúc, số lợng sản phẩm, vật liệu vật đúc vị trí cửa rót Cấu trúc khuôn đợc phân loại theo khuôn tấm, khuôn tấm, khuôn không dÃnh dẫn khuôn đặc biệt, loại có đặc điểm riêng Khuôn Khuôn có đờng phân khuôn parting line (PL: where the mold divides) đờng chia khuôn thành phần: cố định di động Ưu điểm: Cấu trúc đơn giản khuôn khuôn không rÃnh dẫn Giá thành khuôn giảm Hệ thống rót bao gồm cổng phân phối (miệng phun) cạnh (side gate), cổng phân phối trực tiếp (direct gate), cổng phân phối ngầm (submarine gate), trực tiếp thờng sử dụng nhiều Với cửa rót ngầm, ta tách chi tiết khỏi rÃnh dẫn (bao gồm đậu rót cổng phân phối), nh không cần có bớc cắt bỏ sau ®óc (ta sÏ häc tõng bé phËn cđa r·nh dẫn hệ thống rÃnh "Runner System") Nhợc điểm: Cổng phân phối cạnh cổng phân phối trực tiếp cần phải loại bỏ rÃnh dẫn, nên chúng khó tự động hóa không tiết kiệm (Click each name in the figure to display the explanation.) Cơm ®Ëu rãt r·nh dÉn cổng phân phối: Sự liên hệ với nh biểu diễn hình dới, chúng đợc đánh dấu riêng Page Tuy nhiªn viƯc xư lý r·nh dÉn bao gåm việc loại bỏ đậu rót cổng phân phối đậu rót: lối vào, nơi mà nhựa nóng đợc phun vào khuôn RÃnh dẫn: kênh chuyển nhựa nóng tới chi tiết Cổng phân phối: miệng phun nhựa vào chi tiÕt tõ r·nh dÉn Chó thÝch TÊm kĐp phía trớc Tấm khuôn sau Tấm đỡ TÊm khu«n trưíc TÊm kĐp phÝa sau Khèi đỡ Page 7 Tấm giữ Vòng định vị 11 Bạc dẫn hớng 13 Bộ định vị 15 Chốt ®Èy 17 Chèt ®ì TÊm ®Èy 10 Chèt dÉn hưíng 12 B¹c më réng 14 Chèt håi vỊ 16 Bạc dẫn hớng chốt 18 Bạc cuống phun Khuôn Khuôn tm có ng phân khuôn parting lines (PL: where the mold divides) để tháo rÃnh dẫn v để tháo chi tit, gm phần: tm c đnh, tm di chuyển v tm dùng để tháo khuôn Ưu điểm: Chi tit v rÃnh dẫn có thĨ tự đéng t¸ch riêng ra, dƠ tù ộng húa v c áp dụng rộng rÃi dạng sản xut lớn Nhợc điểm: Cấu trúc phức tạp khuôn Giá thnh khuôn cao (Click each name in the figure to display the explanation.) Khu«n không rÃnh dẫn Khái niệm Khuôn không rÃnh dẫn khuôn có đặt gia nhiệt vào vùng đậu rót rÃnh dẫn, làm cho vật liệu trạng thái lu động, không đông cứng khuôn khuôn cần tháo chi tiết rÃnh dẫn (runners), khuôn không rÃnh dẫn cần tháo chi tiết để lại rÃnh dẫn khuôn Cã kiĨu chđ u: - KiĨu häng phun kÐo dµi (Extention Nozzle) - KiĨu giÕng (Well Type) Page - KiĨu r·nh dÉn c¸ch ly (Insulated Runner) - KiĨu rÃnh dẫn nóng (Hot Runner) ( đợc dùng nhiều nhất) Trong hai kiểu đầu loại đậu rót nên gọi không rÃnh dẫn Còn hai kiểu sau thực khuôn không rÃnh dẫn Ưu ®iĨm: Do r·nh dÉn kh«ng ®ược lấy mà chØ có phần chi tit c tháo nên không cần có phận tháo rÃnh dẫn Không phải loại bỏ rÃnh dẫn Đậu rót rÃnh dẫn c nung nóng gia nhiệt, nhựa nóng chảy điền đầy tốt Nó phù hợp cho trình tự ộng hóa có hiệu cao sản xut với sản lợng lớn; Nhc iểm: Kt cu khuôn phức Giá thnh khuôn cao Np liệu mt nhiều thời gian (Click each name in the figure to display the explanation.) Cách cp nhiệt cho vật liệu đúc Để lm núng chảy vật liệu (molding material), nhựa thờng đợc lm chảy dẻo (plastication) xi lanh phun Tuy nhiên khuôn không rÃnh dẫn áp dụng phơng pháp rÃnh dẫn nóng, nã làm tan ch¶y vËt liƯu b»ng bé gia nhiƯt Cã kiÓu làm r·nh dÉn nãng: kiÓu nung nãng bên dùng ể nung nóng vật liệu từ chỗ häng phun phơ, kiĨu nung nãng tõ bªn ngồi đĨ nung nãng vËt liƯu tõ ngồi häng phun phơ sau: Page KiĨu nung nãng HiƯu st nhiệt cao Cản trở dòng chảy nhiều Khó thay đổi màu (do lớp đông cứng bên trong) Kiểu nung nãng ngoµi Cã hai kiĨu sau HiƯu st nhiƯt cao It cản trở dòng chảy Điều kiện thích hợp vËt liƯu cđa khu«n r·nh dÉn nãng sau: - Không nhy cảm với nhiệt độ, độ ổn định nhiệt cao v dễ đúc nhiệt độ thp - Không nhy cảm với áp sut, đúc phun phải đợc lm ë nhiƯt ®é thấp - NhiƯt ®é làm biến dąng nhiƯt cao ®Ĩ cã thĨ nhanh chãng lấy vËt ®óc - Độ dẫn nhiệt cao - Nhiệt dung riêng thấp Chức phận Trong phần giới thiệu tên gọi, chức phận khn ép nhựa Page 10 Cỏc b phn chớnh Tấm khuôn trớc (thờng hốc): Là phần cố định khuôn, thờng tạo thành phần sản phẩm Tấm khuôn sau (thờng lõi): Là phần chuyển động khuôn, thờng tạo nên phần sản phẩm H thng y Chức hệ thống đẩy lấy sản phẩm sau khuôn mở Do vật liệu dẻo bị co lại chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn trình làm nguội nên sản phẩm tạo thành bó lại lõi Đây thực tế thờng xảy cần có biện pháp để sản phẩm tự rơi khỏi khuôn Vi cỏc khuụn thơng thường dùng chốt hồi lị xo, cịn khn cỡ lớn người ta dùng chốt hồi có lị xo khí nén Hình vẽ sau minh họa ví dụ khn cỡ lớn Page 11 Khn sở TÊm kĐp phía trớc: Có tác dụng kẹp phần cố định khuôn vào máy ép phun Tấm kẹp phía sau: Kẹp phần chuyển động khuôn vào phần chuyển động m¸y Ðp phun Page 12 Lõi trượt Chúng ta giới thiệu tên goi chức phận lõi trượt (slide core) Page 13 Lõi nới lỏng Có loại có cần đẩy nghiêng theo hình 2D, có loại nghiêng theo hình 3D Click each name to display the explanation < Cần đẩy nghiêng theo hình 2D > < Cần đẩy nghiêng theo hình 3D > Loại dễ chế tạo lỗ dẫn hướng cần đẩy khn loại 3D, rãnh lắp bạc lót làm khn Loại khó chế tạo lỗ dẫn hướng cần đẩy khuôn loại 2D, rãnh lắp bạc lót làm tách rời khỏi khn Page 14 2-Dimensional direction 3-Dimensional Direction Trình tự chuyển động mở khuôn Trong chương mô bước chuyển động mở khn hình ảnh Xem "Chức phận_ Xử lí phần cắt ngang" Mở khn Nhựa nóng chảy điền đầy khn, nguội đơng đặc hồn tồn khn bắt đầu mở dần bước Page 15 Nếu có phần cắt ngang chi tiết, giải lúc nhờ chốt xiên angular pin lõi trượt slide core Nếu góc nghiêng lõi trượt khơng lớn góc nghiêng chốt xiên có va chạm mở khuôn không chặn khối trượt Nên lấy : = + góc hở (góc hở = ®Õn , nhiên, 20 ) Mở hoàn toàn Sau chốt xiên hết khỏi lõi trượt, khuôn mở nhanh Lõi trượt phải phải vị trí hết khỏi phần cắt ngang Page 16 Bộ phận đẩy bắt đầu…Tấm đẩy lên Tấm đẩy đẩy chốt đẩy lõi nới lỏng nhờ cần đẩy khuôn sản phẩm từ từ rời Cần đặc biệt ý xem có gân hay vấu lồi hành trình tháo lỏng khơng Điều làm lõi tháo lỏng bị vướng, khơng thể di chuyển theo yêu cầu Page 17 Đẩy chi tiết xong Tấm đẩy hết hành trình Khi đẩy hết hành trình, lõi tháo lỏng phải di chuyển phía tháo sản phẩm Phải ý đến vấn đề sau xử lý phần cắt ngang lõi nới lỏng Nếu lõi nới lỏng khơng di chuyển phía để sản phẩm tháo không lấy sản phẩm Thường ta lấy : A =B + (3 5) mm B : độ dài phần cắt ngang Ngồi ra, hành trình đẩy sản phẩm h, góc nghiêng cần đẩy slide rod phải là: Page 18 = (A/h) Chú ý đừng lõi nới lỏng chạm vào phận khác đẩy hết hành trình Bắt đầu đóng khn đóng Sản phẩm tháo khn bắt đầu đóng Khi chốt hồi đập vào hốc, khoảng hở chốt đẩy hốc phải lớn độ dày sản phẩm Page 19 Khn đóng hồn tồn Chốt hồi chạm vào hốc, mang đẩy xuống kéo theo chốt đẩy chốt nới lỏng Lực kẹp khuôn tăng lên từ thấp đến cao trước khn kẹp hồn tồn Điều làm hỏng khuôn khuôn kẹp với lực kẹp lớn có dị vật khn Page 20 Chu kỳ ép… Chuyển động chu kỳ Khuôn bắt đầu mở Khn đóng hồn tồn image\g1-6.gif Page 21 .. .Khuôn Mép cắt bavia Sản phẩm Khuôn d-ới(lòng khuôn) Khuôn hở Khuôn Mép cắt Khuôn kín Khuôn d-ới Khuôn Mép cắt Khuôn d-ới Khuôn nửa kín nửa hë Hình 2.1 1) Khn hở Đó khn đơn giản số khn ép nhựa, ... liệu vật đúc vị trí cửa rót Cấu trúc khuôn đợc phân loại theo khuôn tấm, khuôn tấm, khuôn không dÃnh dẫn khuôn đặc biệt, loại có đặc điểm riêng Khuôn Khuôn có đờng phân khuôn parting line (PL: where... gian, cố định phần lịng khn vào bàn di động Page Kết cấu khuôn ép phun Trong phần chóng ta sÏ häc vỊ khu«n tÊm, khu«n khuôn không rÃnh dẫn Cấu trúc khuôn đợc xác định tùy thuộc nhiều yếu tố nh: