P = Po. K. S (N ).
Po ỏp lực ở cửa khuụn ( N/cm3). S diện tớch ộp ( cm2).
K hệ số phụ thuộc vào kết cấu và sự thay đổi ỏp lực phun. Khi tăng diện tớch ộp làm tăng lực kẹp khuụn. Lực kẹp khuụn quyết định đến kết cấu của bộ phận kẹp của mỏy. Giỏ trị lực kẹp khuụn phụ thuộc vào cụng nghệ đỳc, tớch chất của vật liệu và nhiều yếu tố khỏc của quỏ trỡnh ộp.
- Khoảng cỏch giữa cỏc tấm kẹp và hành trỡnh của tấm di động: Hai thụng số này phụ thuộc vào mặt hàng của sản phẩm đỳc. Khoảng cỏch lớn nhất giữa hai bàn kẹp khuụn và hành trỡnh bàn di động sẽ quyết định đến chiều cao khuụn và tiếp điến chiều cao sản phẩm cú thể ộp được trờn mỏy ộp phun đó cho.
2.4 Khuụn ộp nhựa
2.4.1. Khỏi quỏt về khuụn
Khuụn là một dụng cụđểđịnh hỡnh một loại sản phẩm nhựa nú được thiết kế sao cho cú thể sử dụng cho một số lượng chu trỡnh yờu cầu. Ta cũng cú thể định nghĩa khuụn như sau: Khuụn là một cụm chi tiết gồm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đú nhựa được phun vào, được làm nguội, rồi đẩy sản phẩm ra.
Kớch thước và kết cấu của khuụn phụ thuộc vào kớch thước và hỡnh dỏng sản phẩm. Sản lượng sản phẩm là một yếu tố quan trọng trong quỏ trỡnh thiết kế khuụn, nếu yờu cầu sản xuất hàng loạt nhỏ thỡ khụng cần đến khuụn nhiều lũng khuụn hoặc khuụn cú kết cấu cao cấp.
Hai bước quan trọng nhất trong tớnh toỏn thiết kế khuụn là thiết kế sản phẩm và thiết kế khuụn. Bước đầu tiờn trong thiết kế khuụn là cú bản vẽ hoàn chỉnh về sản phẩm bao gồm: Dung sai (sai số cho phộp) tốt nhất là sử dụng những sai số hỡnh học để giảm những giỏ trị khụng rừ ràng, phỏc thảo cỏc gúc độ khỏc nhau, yờu cầu kỹ thuật bề mặt và vật liệu Polymer được sử dụng. Và một mẫu ban đầu hoặc mụ hỡnh 3D sẽ rất thuận lợi khi thiết kế. Nếu chi tiết phức tạp hoặc mẫu đặc biệt thỡ cú dựng mỏy tớnh để sử dụng cỏc phần mềm cú sẵn trờn thị trường. Bước tiếp theo là lựa chọn kiểu mỏy và kiểu khuụn, đõy là bước quyết định đến số lượng sản phẩm
30
trong một lần đỳc từ đú ảnh hưởng đến năng suất và sản lượng. Khi chọn mỏy và kiểu khuụn cần lưu ý đến khối lượng phun của mỏy và thể tớch lũng khuụn. Trờn cơ sở kiểu khuụn đó chọn ta tiến hành thiết kế chi tiết: Chọn vị trớ mặt phõn khuụn, cỏc tấm, cổng phun, cỏc kờnh dẫn nhựa, hệ thống đẩy sản phẩm, lừi…
2.4.2 Cấu tạo chung của khuụn
- Tấm kẹp trờn: Tấm này cú tỏc dụng kẹp chặt tấm khuụn trờn và tấm kẹp trờn thành một khối và kẹp chặt cả khối này bàn tĩnh của mỏy ộp nhựa.
- Tấm khuụn trờn: Là bộ phận quan trọng nhất vỡ nú là hỡnh bao ngoài của sản phẩm. Nú quyết định đến độ chớnh xỏc của khuụn cũng như độ chớnh xỏc của sản phẩm. Bề mặt ngoài của sản phẩm đẹp hay xấu, chớnh xỏc hay khụng là phụ thuộc hoàn toàn vào khi ta gia cụng tấm khuụn này.
- Bạc định vị: Đảm bảo vị trớ thớch hợp của khuụn với vũi phun.
31
- Bộ định vị: Đảm bảo sự phự hợp giữu phần cố định và phần chuyển động của khuụn. Nú bao gồm chốt định vị và bạc định vị.
- Tấm đỡ: Giữ cho mảnh ghộp của khuụn khụng bị rơi ra ngoài.
- Thanh kờ: Dựng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phớa dưới để cho giàn đẩy hoạt động được.
- Tấm kẹp dưới: Tấm này kẹp toàn bộ cụm khuụn dưới thành một khối và kẹp khối này vào bàn mỏy động của mỏy ộp nhựa.
- Chốt đẩy: Dựng đểđẩy sản phẩm ra khỏi khuụn khi khuụn mở. - Tấm kẹp đẩy: Giữ chốt đẩy, chốt hồi, chốt giật cuống.
- Tấm đẩy: Dựng để chặn cỏc chốt lắp trờn tấm kẹp đẩy trong quỏ trỡnh đẩy sản phẩm ra ngoài khụng thể rơi cỏc chốt ra được. Tấm đẩy và tấm kẹp đẩy được bắt chặt thành một khối và được gọi là giàn đẩy. Giàn đẩy nằm phớa dưới khuụn dưới và trờn tấm kẹp dưới.
- Chốt hồi: Làm cho giàn đẩy cú thể quay trở về khi khuụn đúng lại.
- Trụ kờ: Dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đẩy, trỏnh cho tấm khuụn khỏi bị cong do ỏp lực đẩy cao, tăng tuổi thọ cho khuụn.
- Tấm khuụn dưới: Là một bộ phận cũng rất quan trọng, nú là đường bao quyết định hỡnh dỏng bờn trong của sản phẩm. Khuụn dưới và khuụn trờn kết hợp với nhau để tạo ra hỡnh dỏng hoàn chỉnh của chi tiết. Khuụn trờn là bộ phận đứng yờn, khuụn dưới là bộ phận di động.
2.4.3. Cỏc yờu cầu kỹ thuật đối với khuụn ộp nhựa.
- Đảm bảo độ chớnh xỏc về kớch thước, hỡnh dỏng biờn dạng sản phẩm.
- Đảm bảo độ búng cần thiết cho cả lũng khuụn và lừi để đảm bảo độ búng của sản phẩm.
- Đảm bảo vị trớ chớnh xỏc về tương quan giữa 2 nửa khuụn. - Đảm bảo lấy sản phẩm ra khỏi khuụn một cỏch dễ dàng.
- Vật liệu chế tạo khuụn phải cú tớnh chống mũn cao và dễ gia cụng.
- Khuụn phải đảm bảo độ cứng khi làm việc tất cả bộ phận của khuụn khụng được biến dạng hoặc lệch khỏi vị trớ cần thiết khi chịu lực ộp lớn (vài trăm tấn)
32
- Khuụn phải cú hệ thống làm lạnh bao quanh lũng khuụn sao cho lũng khuụn phải cú nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lũng khuụn và định hỡnh nhanh chúng trong lũng khuụn từđú rỳt ngắn chu kỡ ộp và tăng năng suất. - Khuụn phải cú kết cấu hợp lý khụng quỏ phức tạp sao cho phự hợp với khả
năng cụng nghệ hiện cú.
2.4.4. Cỏc loại khuụn phổ biến.
- Khuụn 2 tấm.
Cú kết cấu đơn giản và thường được sử dụng nhất. Khi lấy sản phẩm thỡ chỉ cú một khoảng sỏng nờn cũn được gọi là khuụn một khoảng sỏng, khi đú sản phẩm ra khỏi khuụn nú dớnh liền với kờnh dẫn nhựa và cổng nhựa do đú cần phải cú một cụng đoạn khỏc để tỏch lấy riờng sản phẩm. Tuy nhiờn loại khuụn này tiết kiệm được vật liệu do kờnh nhựa ngắn.
- Khuụn 3 tấm
Cú kết cấu phức tạp hơn khuụn 2 tấm. Khi khuụn mở sẽ xuất hiện 2 khoảng sỏng, một khoảng để lấy sản phẩm, khoảng sỏng cũn lại để lấy kờnh dẫn nhựa. Nghĩa là kờnh nhựa và cổng nhựa được tự động tỏch ra khỏi sản phẩm khi mở khuụn. Loại khuụn này tốn vật liệu do kờnh dẫn nhựa dài. - Khuụn nhiều tầng.
Về kết cấu thường cú 3 cụm khuụn trong đú cụm khuụn ở giữa ở cả hai mặt là lũng khuụn. Khi khuụn mở sẽ tạo ra 2 khoảng trống thỡ cả 2 khoảng đều để sản phẩm rơi ra. Loại khuụn này phự hợp với số lượng sản
Hỡnh 2.11. Khuụn nhiều tầng. Hỡnh 2.10. Khuụn 3 tấm. Hỡnh 2.9. Khuụn 2 tấm
33
phẩm lớn, giảm lực kẹp của mỏy, tuy nhiờn hệ thống đẩy rất phức tạp.
- Khuụn thỏo chốt ngang
Thụng thường sản phẩm được
đẩy ra khỏi khuụn theo phương
đúng mở khuụn. Tuy nhiờn trờn cỏc sản phẩm nếu cú lỗ ngang hoặc hừm ngang thỡ việc đẩy sản phẩm khụng thể thực hiện được. Muốn lấy sản phẩm ra khỏi khuụn ta cần phải rỳt cỏc chi tiết tạo hừm ngang hoặc lỗ ngang. Vỡ vậy người ta gọi là khuụn thỏo chốt ngang. Để thỏo chốt ngang cú thể sử dụng chuyển
động mở khuụn thụng qua việc
dựng chốt xiờn hoặc dựng xilanh thủy lực tạo chuyển động ngang độc lập với việc mở khuụn.
Hỡnh 2.12. Khuụn cú chốt thỏo ngang
2.4.5 Số lượng sản phẩm trờn một khuụn
- Khuụn 1 ổ: Trờn khuụn chỉ cú một khoang khuụn, cho ta 1 sản phẩm. Thường được dựng để sản xuất sản phẩm cú kớch thước lớn.
- Khuụn nhiều ổ: Trờn khuụn cú nhiều khoang khuụn và cho ta nhiều sản phẩm 1 lượt. Thường ỏp dụng cho sản phẩm cú kớch cỡ nhỏ và số lượng lớn.
34
Hỡnh 2.13. Số lượng sản phẩm trờn một khuụn
2.4.6. Cỏc hệ thống của khuụn ộp nhựa. 2.4.6.1 Hệ thống đẩy 2.4.6.1 Hệ thống đẩy