Hình 3.104: Tạo Procedure mới
SVTH: VũĐức Toàn 90
Hình 3.104: Lựa chọn dao
Hình 3.106 : Lựa chọn các thông số công nghệ
SVTH: VũĐức Toàn 91
Sau khi hoàn tất các thủ tục tạo các bước gia công ta tiến hành mô phỏng quá trình gia công bằng công cụ Advanced Simulation , một bảng lựa chọn xuất hiện , ta lựa chọn bước cần mô phỏng trong mục Available Procedures rồi nhấp Ok để vào môi trường mô phỏng.Để tiến hành mô phỏng nhấp Start , dừng mô phỏng nhấp nút Stop.
Hình 3.108 : Lựa chọn bước cần mô phỏng
SVTH: VũĐức Toàn 92
Hình 3.110 : Quá trình mô phỏng gia công
SVTH: VũĐức Toàn 93
Ta lựa chọn lệnh Post Process để
xuất toàn bộ chương trình tự động đã thiết lập với các lệnh G-code để có thể
tiến hành gia công trên máy CNC với việc nhập file G- code đã xuất ra này.
Hình 3.112 : Xuất ra chương trình NC tựđộng
3.2.6.Gia công Xung ( Electrode )
Do có một số bề mặt của bộ khuôn ( các rãnh nhỏ , sâu ) khó gia công nên ta cần phải để lại các bề mặt đó và tiến hành gia công bằng xung ( tia lửa điện).
Để vào môi trường Electrode ta lựa chọn biểu tượng , một hộp thoại lựa
chọn chi tiết cần gia công xung xuất hiện ta lựa chọn đường dẫn tới file cần gia công xung ⇒ Ok.
SVTH: VũĐức Toàn 94
Hình 3.114 : Giao diện môi trường Electrode
Để xác định vị trí tạo xung lựa chọn lệnh Extract Electrode , sau đó chọn lựa hố ( rãnh ) cần gia công xung ,nhấp phím cuộn của chuột ( chuột giữa ) , cuối cùng nhấp Ok để
hoàn tất việc xác định vị trí gia công xung.
SVTH: VũĐức Toàn 95
Sau đó lựa chọn vật liệu chế tạo điện cực và máy gia công xung :Kích phải chuột vào mục K20#1-EL- 001 vừa được tạo ra ở bước trước trong Panel Features
ở bên trái giao diện môi trường Electrode ⇒ lựa chọn EDM Setup , một bảng thiết lập được tạo ra để thiết lập thông số gia công xung ( máy , vật liệu điện cực ..)
Hình 3.116 : Thiết lập máy gia công xung và vật liệu điện cực
Chú ý :Ta có thể chọn lựa các loại vật liệu điện cực với các thuộc tính như sau :
- Điện cực kim loại (đồng thau, đồng đỏ, bạc , wolfram,đồng – wolfram , bạc – wolfram , wolfram – cacbit) : ưu điểm là tính dẫn điện cao , độ đồng nhất cao , nhược
điểm là khó chế tạo và tốc độ gia công thấp , loại điện cực này ngày nay chỉđược sử dụng khoảng 10% trong các ứng dụng gia công xung điện (trừ khoan lỗ nhỏ).
- Điện cực Graphit : được sử dụng rộng rãi trong gia công xung điện (90%). Ưu điểm của loại điện cực này là tốc độ gia công nhanh (cao gấp 2 lần so với đồng đỏ), có thểđạt
được độ bóng tương đương với điện cực làm bằng đồng đỏ trong một số trường hợp, dễ
chế tạo và chế tạo nhanh hơn so với đồng đỏ .Tuy nhiên nhược điểm của loại này là làm
ảnh hưởng đến môi trường.
- Điện cực đồng đỏ - graphit : Loại vật liệu này là sự kết hợp giữa đồng đỏ và graphit, dẫn tới tăng tính dẫn điện và tăng độ bền. Đồng thời nó cũng kết hợp các ưu điểm là dễ
chế tạo của graphite và tính “an toàn” của đồng (vấn đề môi trường)
Sau khi thiết lập máy và vật liệu điện cực ta tiến hành tạo khối cơ sở của điện cực : Nhấp đúp vào mục K20#1-EL-001 để kích hoạt nó, nhấp vào biểu tượng để tạo khối
SVTH: VũĐức Toàn 96
cơ sở cho điện cực.Lựa chọn các thông số của khối cơ sở cho phù hợp ⇒ chọn Ok để đồng ý và thoát.
Hình 3.117 : Tạo lập khối cơ sở cho điện cực
Hình 3.118 : Nhập đầu nối với máy gia công xung với lệnh Holder
Sử dụng lệnh Auto Contour để tạo biên dạng kín trước khi sử dụng lệnh Extensions
để tạo biên dạng điện cực gia công rãnh.
SVTH: VũĐức Toàn 97
Hình 3.120 : Khối điện cực được hoàn thành
Làm tương tựđối với các vị trí cần gia công xung còn lại ta sẽđược toàn bộ các vị trí gia công xung của khuôn đực như hình vẽ
Hình 3.121 : Gia công xung toàn bộ tấm khuôn trước
Để mô phỏng quá trình gia công xung ta kích hoạt tất cả các phần tử với lựa chọn Active Assembly , rồi nhấp chọn
SVTH: VũĐức Toàn 98
Hình 3.122 : Mô phỏng công xung trên tấm khuôn đực
Thiết lập tương tự đối với khuôn cái ta cũng có được quá trình gia công xung và các vị trí gia công xung trên tấm khuôn cái như hình vẽ sau :
SVTH: VũĐức Toàn 99
• Chương trình chạy gia công khuôn cái
% O0100 T02 T03 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H02 Z20. S2000 M03 G00 X-36.546 Y-78.286 Z20. M07 Z-27.999 G01 Z-28.999 F300 X-37.032 Y-78.695 Z-29.055 X-37.581 Y-79.079 Z-29.113 X-38.162 Y-79.414 Z-29.172 X-38.769 Y-79.697 Z-29.23 X-39.398 Y-79.926 Z-29.289 X-40.045 Y-80.099 Z-29.348 X-40.705 Y-80.216 Z-29.406 X-41.373 Y-80.274 Z-29.465 X-42.043 Z-29.523 X-42.71 Y-80.216 Z-29.582 X-43.37 Y-80.099 Z-29.641 X-44.017 Y-79.926 Z-29.699 ……… X48.97 Y85.44 Z-47.755 G00 Z20. T02 M98 P8000 M30 %
SVTH: VũĐức Toàn 100
• Chương trình chạy gia công khuôn đực % O0100 T02 T03 G90 G80 G00 G17 G40 M23 G43 H02 Z37.168 S1000 M03 G00 X-171.143 Y222.142 Z37.168 M07 Z-8.83 G01 Z-9.83 F300 Z-13.83 X-168.599 Y221.59 X-153.334 Y218.281 ……….. X-152.3 Y218.15 X63.154 Y-108.809 Z-22.784 X63.09 Y-108.803 Z-22.735 X63.029 Y-108.809 Z-22.681 X62.973 Y-108.827 Z-22.624 G00 Z37.168 T02 M98 P8000 M30 %
SVTH: VũĐức Toàn 101 CHƯƠNG IV : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MOLDFLOW PLASTIC INSIGHT HỖ
TRỢ QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ KHUÔN MẪU 4.1. Giới thiệu về Moldflow Plastic Insight
Hình 4.1: Giao diện của Moldflow Plastics Insight
Phần mềm MoldFlow là một phần mềm CAE ( Computer Aided Engineering) chuyên dụng dùng để mô phỏng quá trình ép phun nhựa. Thông qua việc mô phỏng quá trình ép phun nhựa ta có thể xác định được vị trí miệng phun hợp lý, dựđoán các khuyết tật có thể
xảy ra cho sản phẩm : co ngót và cong vênh, đường hàn, lỗ khí,… cách bố trí các sản phẩm hợp lý,…Qua đó giúp giảm chi phí và thời gian sản xuất, làm giảm giá thành sản phẩm.
Phần mềm Moldflow là phần mềm trợ giúp kỹ thuật (CAE) trong việc phân tích khả
năng gia công của chi tiết cũng như quá trình thiết kế khuôn mẫu, các hệ thống dẫn nhựa, hệ thống làm mát,...
Cho phép Import các mô hình chi tiết được thiết kế trong các gói phần mềm CAD. Các tham sốđược lưu trữ trong phần mềm. Chẳng hạn như khi chúng ta cần phần tích dòng chảy của nhựa lỏng, chúng ta cần lựa chọn vật liệu nhựa tạo hình sản phẩm và vị trí phun. Các tham số khác được tựđộng thêm vào bởi phần mềm hoặc chúng ta có thể thay
SVTH: VũĐức Toàn 102
Với phần mềm Moldflow, chúng ta có thể phân tích quá trình điền đầy, phân tích nhiệt
độ,… cho các loại khuôn như: khuôn đơn, khuôn nhiều hốc cho một sản phẩm, khuôn có nhiều sản phẩm khác nhau.
Sau khi phân tích xong, kết quả phân tích sẽ được hiển thị dưới dạng phổ màu. Cho chúng ta biết được vị trí tốt nhất hoặc xấu nhất của sản phẩm theo yêu cầu phân tích.
Hình 4.2: Phổ màu khi phân tích khả năng điền đầy vật liệu vào long khuôn.
Chúng ta cũng có thể phân tích áp lực điền đầy hoặc nhiệt độ trong khuôn để biết được các vị trí tạo rỗ khí hoặc vết hàn trong quá trình tạo hình sản phẩm trong khuôn để có biện pháp khắc phục, nâng cao chất lượng của quá trình tạo hình sản phẩm.
Nếu cần thiết, chúng ta vẫn có thể thay đổi được vị trí phun hoặc thiết kế lại kênh dẫn nhựa, hệ thống làm mát cho phù hợp.
4.2. Làm việc với môi trường Moldflow Plastics Insight (MPI) 4.2.1. Gọi một mô hình vào môi trường MPI 4.2.1. Gọi một mô hình vào môi trường MPI
MPI có thể làm việc được trên các mô hình có tập tin định dạng như: STL, MPA, SLP, CTM, MDA, ADV.
Khởi động phần mềm MPI, chọn File → Import hoặc chọn biểu tượng , sau đó chọn đường dẫn đến thư mục có lưu file mô hình Cad (thường có định dạng .igs)
SVTH: VũĐức Toàn 103
Hình 4.3: Gọi một mô hình sản phẩm
4.2.2. Chia lưới cho sản phẩm
Chọn (Mesh → Generate Mesh). Ở mụcEdge length nhập giá trị chiều dài ô lưới “Enter Global Edge Length”, nhập giá trị sai số ô lưới “IGES Merge Tolerance”, sau đó chọn Meshđể chia lưới cho mô hình phân tích.
SVTH: VũĐức Toàn 104 4.2.3. Chọn vật liêu nhựa
Sử dụng công cụ (Analysis→Select Material), ở đây có thể chọn loại vật liệu thường sử dụng hoặc chỉ ra loại vật liệu.
Chọn Specific Material, chọn tên nhà sản xuất trong Manufacturer, chọn tên thương mại của vật liệu trong Trade name, chọn OK.
Để xem dữ liệu chi tiết của vật liệu nhựa, chọn Detail
SVTH: VũĐức Toàn 105
Hình 4.6: Các thông số vật lý của nhựa
4.2.4. Chọn chức năng phân tích
Sau khi chọn vật liệu nhựa, phần mềm MPI cho phép chúng ta thực hiện mô phỏng các quá trình sau:
- Quá trình điền đầy (Fill) - Quá trình dòng chảy toàn bộ
(Flow)
- Quá trình làm nguội (Cool) - Quá trình co rút (Shrink) - Quá trình cong vênh (Warp) - Quá trình hư hỏng sản phẩm
(Stress)
- Thiết kế tối ưu hóa quá trình
điền đầy (OPTIM-Fill)
- Thiết kế tối ưu quá trình dòng chảy toàn bộ (OPTIM-Flow) - Thiết kế thử quá trình điền đầy (Design of Experiments-Fill)
SVTH: VũĐức Toàn 106
- Tìm vị trí miệng phun tốt nhất (Gate Location)
- Cân bằng dòng hệ thống cấp nhựa (Runner Balance)…
Chọn (Analysis→Set analysis sequence→More) Chọn Fill →OK
4.2.5. Chọn vị trí đặt miệng phun
Đây là bước chọn vị trí vòi phun của máy ép. Đối với hệ thống kênh dẫn thì vòi phun phải được đặt ởđầu cuống phun.
Chọn (Analysis→Set Injection Location), chọn vị trí vòi phun, sau
đó nhấp phải chuột, chọn Finish Injection Locations.
Hình 4.7. Chọn vị trí đặt miệng phun
4.2.6. Chạy phân tích và ghi nhận kết quả
Các thông số cho quá trình chạy phân tích đã có đầy đủ chúng ta chỉ còn thực hiện lệnh phân tích để cho máy tính tính toán cân bằng dòng chảy, sau đó ghi nhận kết quả
phân tích. Từ kết quả phân tích chúng ta có thể xem xét một cách trực quan thời gian điền
đầy (Filling time) để đánh giá hiệu quả cân bằng dòng chảy. Cách chạy phân tích như sau: Chọn Analysis → Analysis now.
SVTH: VũĐức Toàn 107 4.2.6.1. Phân tích mô hình để chọn vị trí đặt miệng phun phù hợp (Gate location) Sau khi phân tích xong mô hình sẽđược thể hiện dưới dạng phổ màu cho chúng ta lựa chọn vị trí đặt miệng phun tốt nhất cho quá trình điền đầy vật liệu cũng như hình thành sản phẩm. Vùng cao nhất sẽ có trọng số là 1 và cứ thể giảm dần.
Màu xanh nước biển cho biết vị trí đặt miệng phun tốt nhất. Màu đỏ cho chúng ta thấy vị trí đặt miệng phun xấu nhất.
Tuy nhiên trong nhiều trường hợp không phải vị trí nào phần mềm gợi ý cũng có thểđặt miệng phun ởđó được mà còn phụ thuộc vào tính thẩm mỹ, khả năng công nghệ.,..
Hình 4.8. Kết quả phân tích vị trí đặt miệng phun cho một mô hình
4.2.6.2. Phân tích thời gian điền đầy vật liệu vào lòng khuôn.
Kết quả phân tích cho chúng ta thấy được phổ màu của thời gian điền đầy vật liệu vào trong lòng khuôn tại các vị trí khác nhau.
Màu xanh da trời tương ứng với vị trí cần thời gian điền đầy lớn nhất. Màu đỏ tương ứng với vị trí có thời gian điền đầy ngắn nhất.
SVTH: VũĐức Toàn 108
Hình 5.9. Kết quả phân tích thời gian điền đầy vật liệu vào lòng khuôn.
4.2.6.3. Các kết quả phân tích khác :
SVTH: VũĐức Toàn 109
Hình 4.11 : Kết quả phân tích các đường hàn trong lòng sản phẩm
SVTH: VũĐức Toàn 110
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
Đề tài nghiên cứu này đã làm nổi bật lên các vấn đề về vai trò quan trọng và ứng dụng rộng rãi của kỹ thuật CAD/CAM/CNC trong nghành cơ khí chế tạo nói chung và nghành chế tạo khuôn mẫu nói riêng.Qua đây ta cũng tìm hiểu được một phần mềm thiết kế
khuôn chuyên dụng Cimatron , với giao diện thân hiện, các ứng dụng lệnh dễ thao tác và thực hiện , quan trọng hơn là phần mềm đã tích hợp được các tiêu chuẩn thiết kế của các hãng sản xuất khuôn lớn như : tiêu chuẩn Hasco , FUTABA ,...Với một thư viện gần như đầy đủ các chi tiết tiêu chuẩn của bộ khuôn giúp cho người thiết kế có thể chọn lựa và thiết kế một bộ khuôn nhanh chóng và hiệu quả nhất.
Ngoài ra không thể thiếu trong quá trình thiết kế khuôn mẫu nhựa là phần mềm giúp mô phỏng các quá trình diễn ra khi đúc – phần mềm Moldflow.Đây là phần mềm chuyên dùng mô phỏng các quá trình xảy ra khi đúc phun nhựa trong khuôn , các chức năng chủ
yếu như : phân tích khả năng điền đầy và quá trình điền đầy khuôn, phân tích vị trí tối ưu cho miệng phun, phân tích quá trình nhựa nguội cũng như nhiệt độ tại mỗi vùng trong khuôn trong quá trình đúc phun...
Trên cơ sở tổng hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm, tác giả đã xây dựng quy trình thiết kế khuôn sản phẩm ổ cắm điện bằng phần mềm Cimatron .
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể bổ xung vào ngân hàng dữ liệu và làm tài liệu tham khảo trong giảng dạy.
II. Kiến nghị.
Kết quả nghiên cứu trên đạt được trên máy tính cần được đưa vào ứng dụng sản xuất thực tếđể kiểm chứng tính đúng đắn cũng như những thiếu sót cần bổ sung cho phù hợp giữa tính toán, thiết kế trên máy móc với quá trình sản xuất thực tế.
SVTH: VũĐức Toàn 111 Tài liệu tham khảo
1.Công nghệ CNC – GS.TS . Trần Văn Địch
2. Công nghệ chế tạo máy tập 1,2 – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội – Khoa cơ khí 3. Handbook of Plastic Processes – Charles A.Harper
4. Phương pháp gia công khuôn – VINASHIROKI
5. Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1,2,3 – Nguyễn Đắc Lộc , Lê Văn Tiến , Ninh Đức Tốn , Trần Xuân Việt.
6. Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa – PTS.Vũ Hoài Ân – Viện máy IMI 7. Tiêu chuẩn thiết kế – VINASHIROKI
8. Tiêu chuẩn thép làm khuôn – ASSAB
9. Vật liệu chất dẻo – Tính chất và công nghệ gia công – PGS.TS Phạm Minh Hải 10. Sổ tay lập trình cnc – Trần Thế San , Nguyễn Ngọc Phương – Khoa cơ khí chế tạo máy – Đại học sư phạm kỹ thuật TP.HCM
11. Nguồn Internet