- Lắp đặt khuôn
Theo nguyên tắc chung, phải kiểm tra các điểm sau đây trƣớc khi lắp đặt khuôn: Nếu khuôn đã đƣợc sử dụng từ trƣớc, xem thử nó đã đƣợc kiểm tra hoặc sửa chữa chỗ hỏng nào chƣa.
Kiểm tra đầu vào và đầu ra của kênh nƣớc bằng cách thổi khí nén để chắc chắn rằng kênh nƣớc đƣợc thông và sạch.
Chắc chắn rằng vòng định vị ăn khớp chính xác với lỗ tâm của tấm khuôn cố định, để đảm bảo độ đồng tâm chắc chắn của bạc cuống phun và vòi phun.
Kiểm tra xem chiều cao tổng thể của khuôn có vƣợt quá khoảng cách giữa hai bàn máy không.
Kiểm tra xem khoảng cách lớn nhất giữa các tấm kẹp khuôn có đủ để tháo sản phẩm không.
Kiểm tra giá trị lực kẹp khi gia công.
Kiểm tra độ song song của hai nửa khuôn, trƣớc khi lắp đặt kiểm tra xem các bu lông kẹp có chắc chắn không.
Khuôn có khối lƣợng lớn không nên lắp đặt bằng tay, sử dụng máy nâng, cần cẩu hoặc pa-lăng xích phù hợp.
Khi tháo khuôn không đƣợc gõ búa vào khuôn khi các bu-lông an toàn vẫn còn chặt nếu không sẽ làm hỏng khuôn và các bộ phận liên quan đến khuôn.
- Vận hành khuôn
Để đảm bảo chất lƣợng sản phẩm tốt, khuôn phải đƣợc duy trì ở nhiệt độ làm việc của nó.
Trong trƣờng hợp phải tháo sản phẩm ra khỏi khuôn bằng tay không nên dùng vật có cạnh sắc để tránh làm xƣớc bề mặt lòng, lõi khuôn và mặt phân khuôn.
Tuyệt đối không dùng búa gõ để tháo khuôn.
Không trực tiếp sờ tay vào bề mặt lòng khuôn để tránh để lại vết tay dễ gây ra sự ăn mòn do mồ hôi, tạp chất.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 48 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Ngƣời thợ điều khiển máy cần phải theo dõi xem khuôn có luôn ở trạng thái sẵn sàng làm việc không, nếu có điều gì bất thƣờng cần báo ngay cho bộ phận kỹ thuật để có những đo đạc, điều chỉnh cần thiết.
Nếu máy không sử dụng thì phải bôi lên bề mặt lòng và lõi khuôn một lớp mỏng kerusin (dầu hỏa) hoặc turpeline (dầu thông).
Khi không làm việc, những vị trí có lò xo cần đƣợc thả lỏng. Khuôn không hoạt động cần để mở và đƣợc che phủ bằng vải khô.
Trƣớc khi nghỉ máy cần để cho hệ thống nƣớc làm mát tiếp tục tuần hoàn cho đến khi khuôn nguội.
- Lƣu giữ khuôn
Trƣớc khi kết thúc một đợt sản xuất cho một loại sản phẩm cần phải lƣu giữ sản phẩm cuối cùng đƣợc tháo ra khỏi khuôn để làm vật tham khảo cho cho bất kỳ sự sửa chữa nào cần làm. Cần xây dựng lý lịch của sản phẩm đó: tên, kích thƣớc, vật liệu, số khuôn, số sản xuất của chính sản phẩm đó.
Tất cả các bộ phận của khuôn cần đƣợc kiểm tra và sửa chữa trƣớc khi cất vào kho để nó thƣờng xuyên ở tƣ thế sẵn sàng cho đợt sản xuất tiếp theo khi có yêu cầu.
Các khuôn đƣợc xác định là không đƣa vào sản xuất tiếp tục sau này thì cần phải tháo ra, loại ra, không để lẫn vào kho chung với các khuôn còn đƣợc sử dụng dể tránh nhầm lẫn khi càn thiết.
Phải tháo tất cả các đầu nối đƣờng dẫn nƣớc ra, nếu không chúng dễ bị hƣ hỏngkhi lƣu giữ khuôn do xô đẩy, va chạm. Trƣớc khi thổi khí nén vào các cửa kênh dẫn nƣớc để đẩy ra hết nƣớc trong khuôn và giữ cho nó khô. Nút một đầu kênh lại rồi rót dầu thoáng phù hợp vào lòng kênh. Khi đã chắc chắn rằng mọi phần kênh giữ dẫn nƣớc đã đƣợc bôi trơn dầu, ta tháo các đầu nối ra khỏi khuôn và nút các miệng kênh lại bằng nút kim loại mầu. Nhƣ vậy có thể giữ đầu khuôn đƣợc lâu dài.
Bôi mỡ cho tất cả các chi tiết của khuôn và giữ chúng bằng túi PE trong thời gian lƣu trữ.
Đối với khuôn có lò xo thì không nên đóng chặt hãy đặt các nêm cao su phù hợp ở trạng thái mở khuôn để giữ cho lò xo ở vị trí nới lỏng và bịt kín các miệng lỗ bằng băng dính để tránh bẩn và ẩm. Đối với khuôn nhỏ thì cho vào túi PE là đƣợc.
Khuôn cần đƣợc phân loại, sắp xếp phù hợp theo nhóm kiểu khuôn hoặc phù hợp với số và vị trí của nó trên giá chắc chắn và ở trong phòng sạch. Các khuôn nên có tên hoặc số khuôn.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 49 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
PHẦN HAI
THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA
CHƢƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM CATIA 1.1. Giới thiệu phần mềm CATIA
Hình 1.1. Logo phần mềm CATIA.
CATIA đƣợc viết tắt từ cụm từ Computer Aided Three Dimensional Interactive Application, có nghĩa là “Xử lý tƣơng tác trong không gian ba chiều có sự hỗ trợ của máy tính”, CATIA là một bộ phần mềm thƣơng mại phức hợp CAD/CAM/CAE đƣợc hãng Dassault Systemes (đây là một công ty của Pháp) phát triển và IBM là nhà phân phối trên toàn thế giới. CATIA là viên đá nền tảng đầu tiên của bộ phần mềm qianr lý toàn bộ một chu trình sản phẩm của hãng Dassault.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 50 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
1.2. Lịch sử phát triển phần mềm
Phần mềm này đƣợc viết vào cuối những năm 1970 và đầu 1980 để phát triển máy bay chiến đấu Mirage của Dassault, sau đó đƣợc áp dụng trong ngành hàng không vũ trụ, ô tô, đóng tàu, và các ngành công nghiệp khác. Kiến trúc sƣ Frank Gehry đã sử dụng nó để thiết kế các Bảo tàng Guggenheim Bilbao và Walt Disney Concert Hall.
CATIA bắt đầu đƣợc hãng sản xuất máy bay Pháp Avions Marcel Dassault phát triển, vào thời điểm đó là khách hàng của các phần mềm CADAM CAD. Lúc đầu phần mềm tên là CATI (Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive - tiếng Pháp nghĩa là Thiết kế ba chiều đƣợc máy tính hỗ trợ và có tƣơng tác) nó đã đƣợc đổi tên thành CATIA năm 1981, khi Dassault tạo ra một chi nhánh để phát triển và bán các phần mềm và ký hợp đồng không độc quyền phân phối với IBM.
Năm 1984, công ty Boeing đã chọn CATIA là công cụ chính để thiết kế 3D và trở thành khách hàng lớn nhất.
Năm 1998, một phiên bản viết lại hoàn toàn CATIA, CATIA V5 đã đƣợc phát hành với sự hỗ trợ cho UNIX, Windows NT và Windows XP từ 2001.
Năm 2008, Dassault công bố CATIA V6, hỗ trợ cho các hệ điều hành Windows, các hệ điều hành không phải Windows không đƣợc hỗ trợ nữa.
Phần mềm CATIA là hệ thống CAD/CAM/CAE 3D hoàn chỉnh và mạnh mẽ nhất hiện nay, do hãng Dassault Systems phát triển, phiên bản mới nhất hiện nay là CATIA V5R21 (mới hơn nữa là CATIA V6), là tiêu chuẩn của thế giới khi giải quyết hàng loạt các bài toán lớn trong nhiều lĩnh vực khác nhau nhƣ: xây dựng, cơ khí, tự động hóa, công nghiệp ô tô, tàu thủy và cao hơn là công nghiệp hàng không. Nó giải quyết công việc một cách triệt để, từ khâu thiết kế mô hình CAD (Computer Aided Design), đến khâu sản xuất dƣa trên cơ sở CAM (Computer Aided Manufacturing, khả năng phân tích tính toán, tối ƣu hóa lời giải dựa trên chức năng CAE (Computer Aid Engineering) của phần mềm CATIA.
1.3. Một số modul chính trong phần mềm CATIA
Hiện tại với hơn 170 modul đƣợc tích hợp, đủ để đáp ứng tất cả nhu cầu sử dụng trong tất cả các ngành nghề nhƣ cơ khí, ô tô, hàng không, kiến trúc, điện tử, hệ thống đƣờng ống...Và các modul này có thể mua riêng để có thể phù hợp với từng ngành nghề.
Dƣới đây giới thiệu một số modul trong CATIA:
Phần CAD (dùng để thiết kế sản phẩm từ đơn giản đến phức tạp).
Mechanical Design: đƣợc tích hợp bao gồm các modul nhƣ Part Desgin, Drafting, Sheet Metal, Mold Tooling...
GVHD: ThS Thân Văn Thế 51 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang Hình 1.3. Môi trường lắp ghép trên CATIA.
Generative Shape Desgin: đƣợc tích hợp các modul xử lý bề mặt, tạo các mặt phức tạp, ứng dụng nhiều trong hàng không nhƣ: Generative Shape, Free Style, Sketch Tracker...
Hình 1.4. Ô tô thiết kế trong môi trường bề mặt của CATIA.
Phần CAM: bao gồm các modul về phay và tiện, áp dụng các phƣơng pháp phay tiên tiến nhất: Lathe Machining, Mill Machining...
GVHD: ThS Thân Văn Thế 52 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang Hình 1.6. Môi trường phay trong CATIA.
Phần Analysis: bao gồm các modul về phân tích động lực học, phân tích kết cấu, phân tích ứng lực của chi tiết...
GVHD: ThS Thân Văn Thế 53 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Phần về đƣờng ống và các thiết bị điện, điện tử.
Hình 1.8. Môi trường thiết kế đường ống.
Phần Human: phần này dùng để phân tích con ngƣời về sử dụng phƣơng tiện để đƣa ra những khoảng cách và tƣ thế phù hợp cho từng vóc dáng của con ngƣời, không gây cảm giác mỏi khi sử dụng phƣơng tiện trong thời gian dài.
Hình 1.9. Modul Human.
CATIA ROBOTCIS: dùng để mô phỏng hoạt động của các robot sản xuất, lắp ghép dây chuyền trong hệ thống sản xuất.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 54 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
CHƢƠNG II. THIẾT KẾ KHUÔN NẮP TRÊN CHUỘT MISUMI 2.1. Thiết kế chi tiết
Trong quá trình làm đồ án, khuôn đƣợc thiết kế dựa trên sản phẩm có sẵn nên việc thiết kế, xây dựng lại mô hình cho chi tiết đƣợc tiến hành bằng cách đo lại các kích thƣớc sau đố vẽ lại trên phần mềm. Tuy nhiên, nắp trên chuột Misimi là một chi tiết có nhiều mặt cong biên dạng phức tạp, việc đo lại các kích thƣớc là rất khó và không chính xác, vì vậy việc xây dựng lại mô hình 3D của chi tiết đƣợc thực hiện bằng công cụ quét 3D sau đó chỉnh sửa lại trên phần mềm Catia.
Hình 2.1. Nắp trên chuột Misumi.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 55 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Chọn vật liệu cho chi tiết
Ta chọn vật liệu ABS (Acrylon Butadiene Styrene Plastics) để chế tạo vì giá thành của ABS ở mức trung bình và ABS là 1 trong 3 loại nhựa công nghiệp đƣợc xài nhiều nhất (gồm có PE,PP,ABS). So với PE, PP nó có tính chịu nhiệt cao,độ co ngót thấp, cứng hơn và giòn hơn.
Độ co ngót 0. 4 %– 0.7%. Nhiệt độ khuôn 65o
C. Nhiệt độ gia công 255oC. Mật độ là 1,06 g/cm2.
Màu trắng sáng
Kháng nƣớc, hóa chất. Độ cứng cao.
Cách điện, cách nhiệt, chống cháy…
Trƣớc khi thiết kế ta nhân thêm kích thƣớc của chi tiết với độ co ngót của vật liệu là 0,5 %.
2.2. Phân tích tìm điểm phun
Sau khi phân tích tìm điểm phun trên phần mềm ta thu đƣợc kết quả nhƣ sau:
Hình 2.3. Kết quả phân tích điểm phun.
Theo kết quả phân tích chỉ số cản dòng chảy thì những vùng cản kém nhất là màu xanh dƣơng, vậy điểm đặt tốt nhất là ở vị trí Lowest. Tuy nhiên nếu đặt cổng rót nhựa ở đó thì sẽ phải làm khuôn 3 tấm với kết cấu phức tạp và giá thành đắt đỏ. Thay vào đó ta sẽ chọn cổng rót nhựa có vị trí nằm trong phạm vi cho phép để có kết cấu khuôn đơn giản hơn với giá thành thấp mà vẫn đảm bảo chất lƣợng sản phẩm.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 56 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang Hình 2.4. Vị trí điểm phun mới.
Sau khi chọn đƣợc điểm phun thích hợp, ta tiến hành phân tích điền đầy và thu đƣợc các kết quả nhƣ sau:
Hình 2.5. Kết quả thời gian điền đầy. Hình 2.6. Kết quả hình dạng sản phẩm.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 57 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Hình 2.9. Rỗ khí. Hình 2.10. Đường hàn.
2.3. Thiết kế khuôn cho chi tiết nắp trên chuột Misumi
Quá trình thiết kế bao gồm các bƣớc cơ bản nhƣ sau: 1. Quá trình tách lòng lõi khuôn.
2. Gọi khuôn cơ sở.
3. Thiết kế lòng khuôn, lõi khuôn. 4. Thiết kế các hệ thống trong khuôn.
+ Thiết kế bạc dẫn hƣớng, chốt dẫn hƣớng. + Thiết kế chốt đẩy và chốt giật cuống phun. + Thiết kế hệ thống chốt đẩy xiên.
+ Thiết kế hệ thống dẫn nhựa. + Thiết kế hệ thống làm mát.
+ Thiết kế các hệ thống phụ và bulông.
2.3.1. Tách lòng lõi khuôn
Vào Start\Mechanical Design\Core & Cavity Design.
Chọn lệnh Pulling Direction để tạo lòng lõi khuôn tự động.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 58 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Sau khi tạo đƣợc lòng, lõi khuôn cho 1 chi tiết dựa vào vị trí điểm phun ta nhân số lƣợng lòng, lõi khuôn lên 4 sản phẩm.
Hình 2.12. Nhân số lượng lòng, lõi khuôn.
Sử dụng lệnh Fill , lệnh Parting Surface và lệnh Aggregate Mold Area để hoàn thiện mặt phân khuôn.
Hình 2.13. Mặt phân khuôn hoàn chỉnh.
2.3.2. Thiết kế khuôn cơ sở
Vào môi trƣờng thiết kế khuôn: Start\Mechanical Design\Mold Toolling Design. Kích đúp vào biểu tƣợng Product trên cây thƣ mục, sau đó vào Insert\Existing Component… để đƣa chi tiết vào môi trƣờng thiết kế.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 59 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang Hình 2.14. Môi trường thiết kế khuôn.
Chọn lệnh Create a new mold để chọn khuôn cơ sở. Một bảng hội thoại xuất hiện để định nghĩa các tham số của khuôn.
Kích chọn biêt tƣợng Catalog để chọn tiêu chuẩn khuôn: Chọn Futaba\New-DE\New-DE_DA\Chọn khuôn có kích thƣớc 350x300.
Sau khi chọn xong tiêu chuẩn, bảng hôi thoại Create a new mold… hiện ra: - Clamping: Tấm kẹp trên.
- Cavity Support: Tấm đỡ lòng khuôn. - Cavity: Lòng khuôn.
- Core: Lõi khuôn.
- Core Support: Tấm đỡ lõi khuôn. - Riser Bar: Khối đỡ.
- Setting: Tấm kẹp dƣới. - A plate: Tấm đẩy trên. - B plate: Tấm đẩy dƣới.
- Riser width: Bề rộng khối đỡ. - Ejector width: Bề rộng các tấm đẩy.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 60 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang Hình 2.15. bảng hôi thoại Create a new mold…
Dùng lệnh Manipulation để định vị khuôn.
Hình 2.16. Định vị khuôn.
Tạo lòng, lõi khuôn
Kích chuột phải vào CavityPlate (CavityPlate) chọn Split Compenent: Cắt tạo lòng khuôn bằng mặt phân khuôn lòng.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 61 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Kích chuột phải vào CorePlate (CorePlate) chọn Split Compenent: Cắt tạo lòng khuôn bằng mặt phân khuôn lòng.
Hình 2.18. Quá trình cắt tạo lõi khuôn.
2.3.3. Thiết kế tấm ghép lòng khuôn, lõi khuôn Tạo tấm Insert lòng khuôn Tạo tấm Insert lòng khuôn
Tạo một sketch trên tấm lòng khuôn gồm 4 điểm nhƣ hình 2.19.
Hình 2.19. Sketch để tạo tấm ghép lòng.
Chọn Add Insert : Bảng hộp thoại Define Insert xuất hiện. Lần lƣợt kích chọn bề mặt bề mặt lòng khuôn và chọn vào 1 điểm thuộc sketch vừa vẽ và chọn các thông số nhƣ trong hình ….
GVHD: ThS Thân Văn Thế 62 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Sau khi tạo đƣợc 4 khối Insert, lần lƣợt cắt 4 khối đó bằng mặt phân khuôn lòng để đƣợc các tấm ghép lòng khuôn.
Hình 2.21. Các tấm ghép lòng khuôn.
Tạo tấm Insert lõi khuôn
Tạo một sketch trên tấm lõi khuôn gồm 4 điểm nhƣ hình 2.22.
Hình 2.22. Sketch để tạo tấm ghép lõi.
Chọn Add Insert : Bảng hộp thoại Define Insert xuất hiện. Lần lƣợt kích chọn bề mặt bề mặt lõi khuôn và chọn vào 1 điểm thuộc sketch vừa vẽ và chọn các thông số nhƣ trong hình 1.23.
GVHD: ThS Thân Văn Thế 63 Sinh viên: Nguyễn Văn Quang
Sau khi tạo đƣợc 4 khối Insert, lần lƣợt cắt 4 khối đó bằng mặt phân khuôn lõi để đƣợc các tấm ghép lõi khuôn.
Hình 2.24. Các tấm ghép lõi khuôn.
Tạo chốt lõi
Do 1 chi tiết có 3 vị trí cần tạo chốt lõi nên ta tiến hành tạo chốt lõi cho chi tiết nhƣ sau:
Tạo 1 sketch trên tấm lõi khuôn.
Hình 2.25. Sketch để tạo chốt lõi.
Quay trở lại môi trƣơng thiết kế khuôn, chọn lệnh Add Corepin , chọn vào bề mặt dƣới của tấm lõi khuôn và chọn vào các điểm thuộc sketch vừa vẽ. trong bảng Define CorePin ta thiết lập các thông số cho chốt lõi. Chọn biểu tƣợng Catalog