Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE trong thiết kế khuôn ép nhựa cho hộp chỉ nha sĩ

Mô hình hóa chi tiết - Hình ảnh sản phẩm

Với sự hỗ trợ về phần mêm CAD như: Solidworks, catia, cimatron, pro/E … nhóm đồ án đã chọn phần mền CAD solidwork để thiết kế mô hình của sản phẩm dưới dạng 3D với những yêu cầu của đề tài đặt ra. Do sản phẩm đòi hỏi sự lắp khít vào nhau nên ta quan tâm tới cách vẽ của sản phẩm một cách chính xác để các biên dạng khi đóng hộp sẽ ăn khít vào nhau.

Chọn phương án bố trí lòng khuôn

Với sản lượng hàng năm và khối lượng sản phẩm như trên ta có thể chọn dạng sản xuất hàng loạt lớn, sản xuất trong một năm. Với sản lượng cần thiết như thế này ta có thể chọn phương pháp đúc đồng thời trên nhiều máy để đạt năng suất như yêu cầu. Nhiều lòng khuôn trong một bộ khuôn sẽ cần thiết lực kẹp khuôn lớn hơn, công suất phun lớn, chi phí lớn hơn.

Như vậy sẽ vừa đạt năng suất lại thuận lợi cho việc gia công chính xác và cân bằng dòng chảy trong khuôn.

Chọn loại khuôn cho sản phẩm

 Không phù hợp đối với các loại nhựa có nhiệt độ gia công thấp kém chịu nhiệt. Sơ bộ ta đã có bộ khuôn cần thiết kế là khuôn 2 tấm cho 4 lòng khuôn có hệ thống hot runner, có hệ thống làm mát.

Thiết kế lũng khuụn và lừi khuụn - Tách khuôn trên phần mềm solidworks

Khi kiểm thấy trên sản phẩm thể hiện hai màu với góc rút khuôn là 1o là được như hình minh họa dưới đây. Bước 2: Cho tỷ lệ Scale để lòng khuôn to hơn nhỏ hơn so với sản phẩm thiết kế. Bước 3: Sử dụng lênh Parting line Chọn đường phân khuôn là đường cong theo biên dang của sản phẩm.

Bước 5: Sử dụng lệnh Body-Move/Copy ta vào Insret/Features/Body-Move để di chuyển cavity – core một khoảng.

Thiết kế cơ khí bộ khuôn

 Tấm đẩy – tấm giữ được thiết kế sao cho đủ độ cứng có thế đẩy sản phẩm ra được trên tấm đẩy được đục các lỗ để lắp các gối đỡ phụ nhằm tăng thêm độ cứng vững cho tấm đỡ lắp dưới tấm khuôn đực. Vì sản phẩm có kích thước không lớn nên có thể dùng hệ thống làm mát tương đối đơn giản để làm mát, không nhất thiết phải tạo đường làm mát ăn sâu vào hốc và lừi để làm mỏt hai bộ phận này. Để đảm bảo được quá trình làm mát cho lòng khuôn và lỏi khuôn thì dòng nước làm mát bơm vào phải là dòng chảy rối Re >10000 theo bảng trên ta chọn Re = 12000 từ đó ta tính được vận tốc dòng chảy của nước qua hệ thống làm mát theo công thước Reynold.

Vành khuụn: Cú tỏc dụng giữ chặt lừi khuụn và lũng khuụn trong ỏo khuụn - Được thiết kế để nhằm tiết kiệm vật liệu đắt tiền làm lũng khuụn và lừi khuôn mà vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật của khuôn.

Quá trình kiểm tra trên Moldex 3D .1 Xây dựng bài toán kiểm tra

Kết quả thu được sau khi ta chạy Moldex 3D là sự tổng hợp của các quá trình Filling, Packing, Cooling, Wapage dựa trên sự mô phỏng bằng hình ảnh và cụ thể hóa số liệu. Đầu tiên ta phải quan tâm xem là đối với mỗi trường hợp kiểm tra, ở một điều kiện cụ thể về áp suất phun, nhiệt độ phun, áp suất dữ, thời gian làm mát…thì nhựa có được điền đầy vào lòng khuôn hay không. Sau đó ta cần quan tâm tới chất lượng của quá trình điền đầy đó có gây ra các biến dang như: Nhiệt độ cháy cao, quá áp, rỗ khí, đường hàn, co ngót, cong vênh.

Việc thay đổi các thông số ở các test kiểm tra sau sẽ dựa trên kết quả của test kiểm tra trước đó, để có thể khác phục được các khuyết tật và đưa ra được bộ thông số tối ưu cho quá trình ép phun sản phẩm.

B ẢN VẼ THIẾT KẾ

-Ngoài tính thẩm mỹ cần cho sản phẫm thì khuôn còn đòi hỏi độ chính xác cao, đảm bảo kín khít, hạn chế tạo bavia trên sản phẩm tạo thành. -Trên khuôn có các lỗ dẫn hướng yêu cầu phải gia công đạt độ chính xác cao để đảm bảo khuôn đóng mở dễ dàng, chính xác. Bề mặt lòng khuôn sau khi gia công cần đạt độ chính xác cấp 7 và được đánh bóng để có thể đạt độ nhám bề mặt Ra = 0,16 μm.

Phôi dùng để gia công tấm khuôn là các tấm phôi dạng tấm hình chữ nhật đã được cắt gọt theo kích thước yêu cầu.

L ẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG TẤM ÁO KHUÔN CÁI

- Nhiệt độ tôi chỉ láy cao hơn Ac1 tức nung nóng tới trạng thái không hoàn toàn là austenit (XeII ). - Ram là phương pháp nhiệt luyện nung nóng thép đã tôi thành Mactenxit đến các nhiệt độ thấp hơn Ac1 để mactenxit và austenit dư phân hoá thành các tổ chức có cơ tính phù hợp với điều kiện làm việc qui định, tiếp đó là làm nguội với tốc độ qui định ( thường là làm nguội trong không khí ). - So với tụi, sau khi ram trung bỡnh núi chung độ cứng giảm đi rừ rệt song ứng suất bên trong khử hoàn toàn do đó có tính dẻo, dai tốt hơn, khó bị phá huỷ giòn hơn.

- Kiểm tra độ vuông góc của bề mặt lắp lắp khuôn trên với lỗ dẫn hướng - Kiểm tra độ vuông góc của bề mặt lắp lắp khuôn trên với các lỗ chốt đẩy - Kiểm tra độ song song của 2 mặt khuôn.

Lập quy trình gia công lòng khuôn .1Máy gia công

- Phôi sử dụng để gia công lòng khuôn phải đảm bảo cứng của khuôn, độ bền cơ học, ngoài ra vì thép làm khuôn nên phải có tính chịu nóng cao, khả năng chống mài mòn và độ dẻo dai cao, chịu áp lực lớn và có khả năng chống lại biến dạng, khả năng đánh bóng bề mặt sản phẩm cao, và cuối cùng là tính công nghệ để đảm bảo cho quá trình gia công. Do lòng sản phẩm là một khối hình học rất phức tạp đươc cấu tạo bởi nhiều mặt phẳng, kich thước khác nhau. - Tôi thép là phương pháp nhiệt luyện bao gồm: nung nóng thép cao quá nhiệt độ tới hạn Ac1 để làm xuất hiện austenit, giữ nhiệt rồi làm nguội nhanh thích hợp để biến nó thành Mactenxit hay các tổ chức không ổn định khác với độ cứng cao hơn.

- Kiểm tra độ độ hở giữa 2 lòng khuôn khi lắp ghép lại với nhau - Kiểm tra độ song song của mặt đáy với mặt phân khuôn.

Quá trình mô phỏng gia công trên Mastercam

Sau khi hoàn thành quá trình chuẩn bị, ta tiến hành mô phỏng quá trình gia công. Kiểm tra chất lượng bề mặt đạt được sau khi gia công, quỹ đạo đường chạy dao xem có xảy ra các hiện tường vào dao, va chạm dao với các bề mặt. Đánh giá quá trình chuẩn bị gia công, lập quy trình công nghệ để từ đó có thể đưa ra các phương án tối ưu gia công.

- Sau khi hoàn thành quá trình chạy mô phỏng gia công trên Mastercam, ta xuất file G-code nhập vào máy CNC để tiến hành gia công thực tế.

Kiểm tra khuôn

Khuôn là loại sản phẩm đòi hỏi cần đo chính xác cao do vậy sau khi gia công cần kiêm tra khuôn và các chi tiết trong khuôn để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

Bảo dưỡng khuôn

- Làm sạch Bavia ra khỏi khuôn bộ phận chuyển động của khuôn - Cỏc vết làm bẩn trong hốc, lừi và lỗ thụng khớ. - Khi đúc vật liệu nhiệt rắn, điều quan trọng là giữ cho các mặt khuôn xung quang đường phân khuôn được sạch tránh gây thiệt hại cho khuôn.Do đó, cặn bám phải được lấy ra trước lần đúc tiếp theo. - Cẩn thận thổi bề mặt khuôn, lau sạch bằng vải mềm, sạch bắt đầu từ cạnh bên ngoài của cavity.

- Không được sờ tay vào bề mặt nhẵn bóng của khuôn để không để lại dấu vết để gây ăn mòn kim loại.

Lưu giữ khuôn

- Khi không làm việc, tất cả các khuôn có phần tử lò xo cần được ở vị trí thả lỏng. - Trước khi nghỉ cần để cho hệ thống làm nguội liên tục được tuần hoàn cho đến khi khuôn nguội.