bài tập lớn CKDC khuôn đúc đhbkhn

LỜI NÓI ĐẦU Ngày sản phẩm nhựa chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, vật liệu nhựa ngày có tính chất ưu việt chất lượng độ bền … Ngành công nghiệp nhựa phát triển nhanh thời gian qua kéo theo lĩnh vực tạo hình sản xuất chế tạo sản phẩm từ nhựa phát triển phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn ép phun Việc chế tạo chi tiết có biên dạng phức tạp kéo theo biên dạng lịng khn lõi khn phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn Ngồi việc chế tạo lịng khn, lõi khn cịn phụ thuộc nhiều vào trình độ người thợ, thời gian chế tạo khn dài độ xác lịng khn thường không cao Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ gia công phát triển mạnh mẽ kéo theo ứng dụng phần mềm vào tự động hoá sản xuất tự động hoá lắp giáp ứng dụng phần mềm Solidwork, Master Cam, Cimatron, Catia Việc ứng dụng phần mềm vào sản xuất, đặc biệt lĩnh vực gia công khuôn mẫu, lắp giáp khn tự động, giải khó khăn trước đem lại hiệu kinh tế cao Ở nước ta việc sản xuất sản phẩm từ nhựa phục vụ cho đời sống kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, số lượng sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công ngày nhiều, gia cơng chi tiết có biên dạng phức tạp Nắm bắt tình hình em thầy hướng dẫn định hướng giao nhiệm vụ cho nghiên cứu đề tài: “Chế tạo khuôn ép nhựa ” Sau thời gian tìm hiểu thực tế, thu thập tài liệu hướng dẫn thầy nỗ lực thân, em hoàn thành tập thời hạn với đầy đủ nội dung đề tài giao Nội dung làm chúng em bao gồm năm phần chính: -Chương I: Giới thiệu chung khuôn ép nhựa -Chương II: Chọn vật liệu làm khuôn ép nhựa -Chương III: Phương pháp chế tạo khn ép nhựa trình tự gia cơng, chế tạo -Chương IV: Phương pháp xử lý nhiệt cho khuôn ép nhựa -Chương V: Kết luận Trong thời gian vừa qua em cố gắng tìm hiểu loại tài liệu khn ép nhựa cố gắng trình bầy vấn đề cách hệ thống khả thực tế, kiến thức hạn chế nên làm khơng tránh khỏi sai sót Chúng em mong bảo tận tình thầy để em hồn thiện tập, rút kinh nghiệm hiểu thêm kiến thức chuyên môn Em xin chân thành cảm ơn thầy! Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHN ÉP NHỰA * Khái niệm: Khn ép nhựa dụng cụ dùng để định hình sản phẩm nhựa, khuôn ép nhựa thiết kế để sử dụng cho số lượng chu trình u cầu Nói cách khác khuôn ép nhựa gồm nhiều chi tiết lắp ráp với nhau, sau nhựa phun vào khuôn làm nguội, đẩy sản phẩm Khuôn ép nhựa thành phần vô quan trọng dây chuyền sản xuất nhựa Nó đóng vai trị khn mẫu để tạo sản phẩm nhựa có thiết kế theo yêu cầu Kích thước cấu tạo khn ép nhựa phụ thuộc vào kích thước đặc điểm sản phẩm Tùy theo số lượng sản phẩm cần sản xuất mà ta lựa chọn loại khuôn phù hợp hiệu * Cấu tạo khuôn ép nhựa  Tấm kẹp trên: Tấm có tác dụng kẹp chặt khuôn kẹp thành khối kẹp chặt khối bàn tĩnh máy ép nhựa  Tấm khuôn trên: Là phận quan trọng hình bao ngồi sản phẩm Nó định đến độ xác khn độ xác sản phẩm Bề mặt sản phẩm đẹp hay xấu, xác hay khơng phụ thuộc hồn tồn vào ta gia công khuôn  Bạc định vị: Đảm bảo vị trí thích hợp khn với vòi phun  Bộ định vị: Đảm bảo phù hợp giữu phần cố định phần chuyển động khn Nó bao gồm chốt định vị bạc định vị  Tấm đỡ: Giữ cho mảnh ghép khuôn khơng bị rơi ngồi  Thanh kê: Dùng làm phần ngăn đỡ kẹp phía giàn đẩy hoạt động  Tấm kẹp dưới: Tấm kẹp tồn cụm khn thành khối kẹp khối vào bàn máy động máy ép nhựa  Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm khỏi khuôn khuôn mở  Tấm kẹp đẩy: Giữ chốt đẩy, chốt hồi, chốt giật cuống  Tấm đẩy: Dùng để chặn chốt lắp kẹp đẩy trình đẩy sản phẩm ngồi khơng thể rơi chốt Tấm đẩy kẹp đẩy bắt chặt thành khối gọi giàn đẩy Giàn đẩy nằm phía khuôn kẹp  Chốt hồi: Làm cho giàn đẩy quay trở khn đóng lại  Trụ kê: Dẫn hướng chuyển động đỡ cho đẩy, tránh cho khuôn khỏi bị cong áp lực đẩy cao, tăng tuổi thọ cho khuôn  Tấm khuôn dưới: Là phận quan trọng, đường bao định hình dáng bên sản phẩm Khn khuôn kết hợp với để tạo hình dáng hồn chỉnh chi tiết Khn phận đứng yên, khuôn phận di động *Công dụng Khuôn ép nhựa sử dụng sản xuất phận kết cấu nhiều sản phẩm thiết bị gia dụng, điện, điện tử, ô tô, xe máy… Nó cơng cụ để sản xuất sản phẩm nhựa nhiệt dẻo, hoàn thiện sản phẩm nhựa kể chúng có cấu trúc phức tạp Khn ép nhựa dụng cụ sản xuất vô phổ biến dùng để chế tạo phận nhựa, yếu tố định tính hiệu quy trình sản xuất để tạo sản phẩm với khối lượng lớn Bằng cách sử dụng loại khn ép nhựa khác kích thước độ phức tạp tạo sản phẩm khác Nhựa dẻo thô sau nấu chảy máy ép phun bơm vào khuôn ép nhựa, sản phẩm tạo thành đẩy sau nguội hóa cứng *Yêu cầu kỹ thuật chung khn Đảm bảo độ xác kích thước, hình dáng biên dạng sản phẩm Đảm bảo độ bóng cần thiết cho lịng khn lõi để đảm bảo độ bóng sản phẩm Đảm bảo vị trí xác tương quan nửa khuôn Đảm bảo lấy sản phẩm khỏi khuôn cách dễ dàng Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mịn cao dễ gia cơng Khuôn phải đảm bảo độ cứng làm việc tất phận khuôn không biến dạng lệch khỏi vị trí cần thiết chịu lực ép lớn (vài trăm tấn) Khn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lịng khn cho lịng khn phải có nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lịng khn định hình nhanh chóng lịng khn từ rút ngắn chu kì ép tăng suất Khn phải có kết cấu hợp lý không phức tạp cho phù hợp với khả cơng nghệ có *Số lượng sản phẩm khuôn Khuôn ổ Khuôn nhiều ổ Chương 2: VẬT LIỆU LÀM KHUÔN ÉP NHỰA:  Những yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm khn: Q trình chọn vật liệu làm khn cần phải cân nhắc kỹ liên quan đến độ bền khuôn, chất lượng bề mặt liên quan đến công nghệ chế tạo khuôn như: khả ga cơng cắt gọt, cơng nghệ bóng đạt được,….Do vậy, việc chọn vật liệu làm khuôn công việc quan trọng chọn phụ thuộc vào yếu tố sau: – Loại nhựa phun khn, có loại nhựa có hại cho thép làm khn – Độ bóng bề mặt, độ phức tạp, chức sản phẩm ép – Số lượng sản phẩm yêu cầu – Công nghệ dùng để gia công sản phẩm nhựa (phun, ép thổi, …) – Khả chống mài mòn chống ăn mịn hóa học – Biến dạng kích thước hình dạng nhiệt luyện – Các tính chất cơng nghệ như: cắt gọt, đánh bóng – Tính hàn khả phục hồi chi tiết – Giá tiền vật liệu Thơng thường u cầu đặc tính chung vật liệu làm khn nhựa phải có: – Độ cứng – Độ dẻo dai – Đồng chất, tinh khiết – Hàm lượng Crơm (chống mịn) Lựa chọn vật liệu khơng phải giá vật liệu chi phối mà tính gia cơng từ giảm bớt cơng sức thời gian gia công Tùy theo hệ thống, chức chi tiết mà vật liệu dùng để chế tạo chọn có đặc tính hợp lý  Tính chất vật liệu thép phù hợp với chi tiết khuôn: *Vật liệu hệ thống dẫn hướng định vị: Với hệ thống tính chống mài mịn độ cứng đặt lên hàng đầu Do vậy, vật liệu chọn phải có khả nhiệt luyện đạt độ cứng cao bên để chống mài mịn, đồng thời phải có tính dẻo bên nhằm tránh bị gãy trình làm việc Vật liệu trục thường dùng là: – Thép SCM-415 – Bạc SUJ2, ví dụ: Guide Bushings: 60 – 62 HRC, Leader Bushings: 58 HRC, Taper Pin Sets: 58 – 62 HRC Các chốt hồi phải làm việc liên tục chịu lực dọc trục trình làm việc đặc tính ưu tiên vật liệu độ cứng chống mài mòn, độ dẻo bên lõi để tránh gãy trình làm việc (tỷ lệ chiều dài/đường kính chốt thường lớn) Vật liệu chốt thường thép SKD 61 *Vật liệu làm thân khuôn: Đây phần khuôn dùng lắp phần khác khuôn, mà độ cứng quan tâm nhiều Vật liệu thân khuôn thường thép Cacbon loại trung bình như: AISI 1055, DIN CM55, JIC S55S *Vật liệu cho miếng ghép khuôn cho khuôn âm khuôn dương: Thông thường miếng ghép khn âm dương phải có độ cứng, độ bóng cao, độ biến dạng nhiệt luyện nhỏ Các phần tiếp xúc trực tiếp với nhựa chịu áp xuất lớn; vậy, mà ghép phải có độ cứng vững cao Theo yêu cầu khách hàng để đa dạng sản phẩm vừa ép sản phẩm đen đục, vừa ép sản phẩm trắng trong, phải ý đến khả đạt độ bóng gương bề mặt phần âm khuôn (độ nhám bề mặt sau đánh bóng thấp 0,05Ra) Muốn đạt độ bóng gương khơng gỉ, thơng thường chọn vật liệu quan nhiều đến hàm lượng Crôm Loại vật liệu thông dụng dùng cho phần là: – 35CrMo2: tốt cho gia công, không tốt cho đánh bóng chạm trổ – 40CrMnMo7: vật liệu khó gia cơng dễ cho đánh bóng chạm trổ – 40NiCrMoV4: loại thông dụng để làm miếng ghép cứng hồn tồn – 40Cr13: loại chịu đánh bóng ăn mòn tốt, nhiệt luyện đạt độ cứng cao Chương 3: QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHN NHỰA Để sản xuất khuôn nhựa đảm bảo chất lượng, độ ổn định tuổi thọ cao sử dụng Q trình chế tạo khn phải đảm bảo quy trình vơ khắt khe Dưới quy trình thiết kế khn bản: Bước 1: Thơng tin đầu vào Thông tin đầu vào khn có ý nghĩa vơ quan trọng định đến tính kinh tế, cấu tạo khn, thông tin khách hàng đặt hàng cung cấp tư vấn nhà sản xuất Thông tin đầu vào bao gồm:        Số lịng khn Vị trí đặt cổng bơm sản phẩm Khuôn ghép lõi hay khuôn liền Vật liệu nhựa loại nhựa gì? Vật liệu chế tạo khn Độ xác kích thước, độ bóng / độ nhám bề mặt,… Các lưu ý độ co ngót, vị trí đặt chốt đẩy sản phẩm; độ mặt sản phẩm nhựa,… Bước Thiết kế khuôn Căn vào thông tin đầu vào mà khách hàng cung cấp, đội ngũ thiết kế lên phương án kỹ thuật để thiết kế khuôn đáp ứng yêu cầu khách hàng Quá trình này, đội ngũ thiết kế phải tính tốn độ co ngót sản phẩm; lực ép máy ép nhựa, độ bền mối ghép va kích thước phận khn thể vẽ thiết kế 3D Sau có vẽ thiết kế 3D, đội ngũ thiết kế phải có buổi họp tổng duyệt với phận kinh doanh, đội ngũ sản xuất để đánh giá chất lượng thiết kế đảm bảo yêu cầu khách hàng khả thi với hệ thống máy móc hay khơng ? Từ đó, có điều chỉnh phù hợp Sau chốt vẽ thiết kế 3D, đội ngũ thiết tục làm việc để bóc tách vẽ chi tiết gọi vẽ 2D Bản vẽ 2D thể kích thước, dung sai, vật liệu chế tạo yêu cầu kỹ thuật cho chi tiết Dựa vào bẽ đội ngũ sản xuất thiết kế quy trình cơng nghệ để chế tạo chi tiết Bước Mua thép linh kiện khuôn Dựa vào vẽ thiết kế 2D, phận vật tư mua thép chế tạo khuôn linh kiện khuôn theo yêu cầu chủng loại, kích thước Bước Gia cơng chế tạo Các ngun công gia công chế tạo khuôn thương gồm công đoạn sau: - Gia công tạo phôi: Phay cạnh, phay mặt mài phẳng bề mặt - Gia cơng CNC: để tạo hình lịng khn chi tiết cấu thành khuôn - Gia công cắt dây: để tạo chi tiết yêu cầu độ xác cao - Gia cơng xung tia lửa điện: để tạo hình vị trí khơng thể gia cơng CNC cắt dây - Gia cơng hồn thiện: để tạo nước, tạo lỗ bắt bu lơng,… Bước Đánh bóng bề mặt lắp ráp khn - Đánh bóng bề mặt: + Chất lượng bề mặt sản phẩm nhựa phụ thuộc nhiều vào độ bóng lịng khn Đây cơng đoạn vơ tỷ mỉ địi hỏi độ xác, kỹ làm việc chuyên nghiệp đội ngũ cơng nhân Đánh bóng bao gồm hai giai đoạn: Đánh bóng sơ trước lắp ráp đánh bóng kỹ sau lắp ráp - Lắp ráp khuôn: + Sau gia cơng hồn thiện chi tiết, phận lắp ráp bắt tay vào việc lắp ráp chi tiết để hình thành nên khn Đây cơng đoạn có ý nghĩa đặc biệt đến hoạt động khuôn, đến chất lượng sản phẩm + Các công việc bao gồm: Lắp ghép chi tiết với nhau, rà màu để kiểm tra bề mặt phân khuôn để triệt tiêu via sản phẩm Bước Thử khuôn Đây giai đoạn để đánh giá kết bước Hầu chế tạo khn khó có sản phẩm mẫu đạt 100% yêu cầu lần ép Kết bước này, nhà sản xuất phải đánh giá tồn cần phải khắc phục đưa ngayphương án khắc phục lúc thử khuôn Do vậy, kết bước sản phẩm nhựa biên ghi nhận kết tình trạng khn Bước Sửa chữa khắc phục tồn có Bước Gửi mẫu hồn chỉnh cho khách hàng *Quy trình thiết kế tóm gọn sơ đồ sau Chương 4: Phương pháp xử lý nhiệt cho khuôn Xử lý nhiệt cho khuôn bước quan trọng để cải thiện tính chất độ cứng vật liệu làm khn Nó thường thực sau khuôn mở xử lý nhiệt thực trước trình hồn thiện Xử lý nhiệt có quy trình sau: (1) Quá trình rèn, phần quan trọng q trình sản xuất khn Đối với dụng cụ thép công cụ hợp kim cao, yêu cầu kỹ thuật cho cấu trúc kim loại vật liệu, chẳng hạn phân bố cacbua, thường đưa Ngoài ra, phạm vi nhiệt độ rèn nên kiểm soát chặt chẽ, cần phải thiết lập đặc điểm gia nhiệt, phương pháp rèn xác, làm mát chậm ủ kịp thời sau rèn (2) Chuẩn bị xử lý nhiệt Quy trình xử lý nhiệt ủ, chuẩn hóa ủ phải áp dụng riêng biệt tùy thuộc vào vật liệu yêu cầu phận làm việc khuôn, để cải thiện tổ chức, loại bỏ khuyết tật phôi rèn cải tiến công nghệ chế biến Thép chết hợp kim cacbon cao loại bỏ cacbua thứ cấp có lưới cacbua xích thơng qua xử lý nhiệt sơ thích hợp, tạo hình cầu tinh chỉnh cacbua thúc đẩy phân bố cacbua Điều giúp đảm bảo chất lượng làm nguội ủ cải thiện tuổi thọ khuôn (3) Dập tắt ủ Đây phần quan trọng xử lý nhiệt khuôn Nếu q nóng xảy q trình dập tắt sưởi ấm, không phôi gia công gây độ giòn lớn, mà dễ gây biến dạng nứt trình làm mát, điều ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ khuôn Cần ý đặc biệt để ngăn ngừa q trình oxy hóa giải mã trình dập nguội làm nóng Kiểm sốt chặt chẽ đặc tả quy trình xử lý nhiệt Nếu điều kiện cho phép, sử dụng xử lý nhiệt chân không Sau dập tắt, ủ thời gian, trình ủ khác áp dụng theo yêu cầu kỹ thuật (4) Ủ cứu trợ Các phận làm khuôn phải ủ ủ sau gia cơng thơ Mục đích để loại bỏ căng thẳng nội gây gia công thô, để tránh làm nguội biến dạng mức nứt Đối với khn có u cầu độ xác cao, sau nhấn mạnh gia công điện, chúng cần trải qua trình giảm áp suất ủ, giúp ổn định độ xác khn tăng tuổi thọ Chương 5: Kết luận Chất lượng khuônphụ thuộc vào nhiều yếu tố Vật liệu làm khuôn , vật liệu hàn , phương pháp hàn, trình độ tay nghề, dạng sản xuất ,… Do phải vào điều kiện kỹ thuật chi tiết cụ thể để chọn hình thức kiểm tra thích hợp cho khn Trên tồn q trình chế tạo gia cơng khn Q trình nghiên cứu, lập phương án, lựa chọn phương án em để thực phần nhiều sử dụng phương pháp gia cơng đơn giản, tốn chi phí máy móc, vận chuyển , phương án mà em cho tối ưu hợp lí mà em phân tích, nghiên cứu lựa chọn để tính tốn gia cơng Qua q trình làm tập em rút nhiều học, kinh nghiệm cho cơng việc tính tốn gia cơng, bổ ích thân công việc sau Tuy có nhiều nỗ lực cố gắng thân tập em cịn có nhiều sai sót định Em mong nhận dạy giúp đỡ thầy để em hồn thiện Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ thầy tận tình hướng dẫn em hồn thành tập Em xin chân thành cảm ơn! ... động đỡ cho đẩy, tránh cho khuôn khỏi bị cong áp lực đẩy cao, tăng tuổi thọ cho khuôn  Tấm khuôn dưới: Là phận quan trọng, đường bao định hình dáng bên sản phẩm Khuôn khuôn kết hợp với để tạo... dài/đường kính chốt thường lớn) Vật liệu chốt thường thép SKD 61 *Vật liệu làm thân khuôn: Đây phần khuôn dùng lắp phần khác khuôn, mà độ cứng quan tâm nhiều Vật liệu thân khuôn thường thép Cacbon... xác tương quan 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 làm việc tất phận khuôn không biến dạng