Dựa vào bản vẽ 2D và sản phẩm thực tế, ta tạo nên mô hình 3D trên SoidWorks (hình 3.2). Sản phẩm này có ren và có lõi khá phức tạp. Nên ta không thả tạo lòng khuôn một cách tựđộng. Do đó, lòng khuôn của sản phẩm phôi chai PET ta làm một cách thủ công treeb Mold Tools.
3.3.2.1 Tạo lòng khuôn cho một sản phẩm trên Mold Tools
- Đầu tiên, ta đưa chi tiết vào môi trường phân khuôn. Chọn Parting line, chọn mặt phẳng đầu của sản phẩm (hình 3.40). Sau đó, chọn Draft Analysis để kiểm tra gốc nghiên của sản phẩm và chọn đường tròn ngoài sản phẩm vào mục Parting Line sau đó nhấn ok.
39
Hình 3. 40. Đường Parting line
Hình 3. 41
Hình 3. 42
- Tiếp tục ta chọn Parting Surfaces để tạo mặt phân khuôn và nhập kích thước cho mặt phân khuôn (hình 3.42) sau đó bấm Ok.
40
Hình 3. 43. Mặt phân khuôn
- Tiếp theo ta tạo lòng khuôn cho sản phẩm. + Tạo Sketch và chọn kích thước cho khuôn.
Hình 3. 44. Tạo Skectch
+ Vào Tooling Split, chọn vào Sketch (hình 3.45). HIệu chỉnh kích thước cho 2 tấm khuôn và đổi đối tượng Core và cavity để cho phần mềm không hiểu nhầm lõi và lòng khuôn với nhau.
41
- Việc tạo mặt phân khuôn và sơ bộkích thước khuôn đã được hình thành. Tiếp tục ta tách phần ren ra khỏi Cavity. Sau đó tách phần ren ra làm hai.
Hình 3. 46. Tách phần ren làm hai
- Sau khi tách phần ren ra làm hai. Tiếp tục ta tạo thêm 2 tấm đỡ cho phần ren với lỗ có góc côn 100 . Sau đó ghép hai tấm với phần ren bằng lệnh Move/Copy Bodies.
Hình 3. 47. Tạo hai tấm đỡ cho ren
- Tiếp tục tạo mặt côn 100 cho phần Core như hình vẽ.
42
3.3.2.2 Tạo lòng khuôn cho 16 chi tiết
Như vậy, là đã hoàn thành lòng khuôn cho một phôi chai PET. Tiếp theo ta tiến hành làm lòng khuôn 15 phôi chai còn lại.
- Đầu tiên, ta sử dụng lệnh Move/Copy Bodies để tạo ra thêm 7 mặt Core, Cavity, ren và hai tấm đỡ.
Hình 3. 49
- Sau đó ta liên kết các tấm lại thành một tấm Core, Cavyti,ren và hai tấm đỡ. Tấm đỡ liên kết trực tiếp với ren ta chia ra làm hai phần.
Hình 3. 50
- phần ren: tạo một Sketch. Từ mặt phẳng Skech đó ta Extruded Cut để tạo ta phần liên kết giữa Cavity với ren.
43
- Cavity: Ta cũng tạo một Sketch với các kích thước như bên tấm ren. Sau đó dùng lệnh Boss-Extruded để tạo phần liên kết với ren.
Hình 3. 51. Extruded Cut phần ren
Hình 3. 52
Hình 3. 53. Extruded Boss phần Cavity
- Core: Làm Sketch trên mặt phẳng Core. Tiến hành tạo ra biên dạng của các rãnh dẫn làm mát với đường kính ∅10. Sau đó ta dùng lệnh Extrude – Cut.
44
Hình 3. 54.Rãnh dẫn làm mát∅𝟏𝟎
Hình 3. 55. Rãnh dẫn
- Như vậy ta đã hoàn thành xong 8 lòng khuôn cho 8 phôi chai. Tiếp tục ta dùng lệnh Move/Copy Bodies để tạo ra 8 lòng khuôn còn lại.
+ Cavity (hình 3.56).
+ Ren và tấm đỡ ( hình 3.57). + Core (hình 3.58).
45
Hình 3. 56. Move/Copy Cavity
Hình 3. 57. Move/Copy ren
46
- Đểđịnh vị tấm đỡ liên kết với ren ta tiếp tục tạo thêm một tấm đểđịnh vị tấm đỡ chỉ xê dịch trên một hướng thuận tiện cho việc lấy sản phẩm ra ngoài, như hình vẽ.
Hình 3. 59. Tấm định vị
- Để cho khuôn không bị xê dịch hoặc lệch hướng trong quá trình đóng khuôn thì ta cần hệ thống định vị các tấm khuôn lại. Vì thế, ta tiến hành tạo ra hệ thống dẫn hướng cho khuôn. Hình 3.59. Các lỗ dẫn hướng Hình 3. 60. Lỗ dẫn hướng Hình 3. 61. Chốt dẫn hướng Lỗ dẫn hướng với đường kính ∅10
47
- Tạo trên tấm dẫn hướng với các hệ thống lỗ ∅8 và chiều sâu là 15 mm đễ tiến hành làm mát cho khuôn Core. Mặt bên của tấm dẫn hướng ta khoan hai lỗ∅12 qua cac lỗ mặt trên tấm dẫn hướng.
Hình 3. 62. Các lỗ mặt trên của tấm dẫn hướng
Hình 3. 63. Hai lỗ mặt của tấm dẫn hướng
- Sau đó ta tiến hành thiết kế hệ thống tháo lõi cho 16 sản phẩm phôi chai PET như hình 3.37, với các kích thước 2D đã chọn như hình 3.64. Tiếp tục dùng lệnh Boss-Extruded để tạo ra khối 3D cho chi tiết tháo lõi như hình 3.65.
48
Hình 3. 64. Kích thước của hệ thống tháo lõi
Hình 3. 65. Boss-Extruded
49
Hình 3. 66
- Vào Mold Tools, chọn Move/Copy Bodies để di chuyển chi tiết tháo lõi bên phải vào khuôn như trong hình. Chi tiết tháo lõi bên trái làm giống như chi tiết tháo lõi bên phải.
Hình 3. 67
3.3.2.2 Thiết kế các bộ phận khác trong môi trường Imold V13 trong SolidWorks
Imold for SolidWorks là một công cụ tích hợp mạnh mẽđơn giản và tựđộng hóa trong quá trình thiết kế khuôn mẫu. Đồng thời, Imold đưa ra hướng dẫn từng bước cho quá trình thiết kế khuôn hoàn chỉnh. Với những tính năng vượt trội của Imold, ta lựa chon Imold để thiết kế các bộ phận của khuôn.
a) Chọn gốc tọa độ cho khuôn
Ban đầu gốc tọa độ của khuôn không nằm ở tâm của khuôn. Do đó, cần phải tạo ra gốc tọa độ mới nằm ở tâm của khuôn đểđảm bảo sựcân đối trong quá trình thiết kế.
50
Vào Imold, chọn Data Preparation. Sau đó, hiệu chỉnh lại gốc tọa độ như trong hình. Và nhấn Ok.
Hình 3. 68. Hiệu chỉnh gốc tọa độ cho khuôn
Sau khi hiểu chỉnh xong tọa độ cho khuôn, tạo một dự án mới cho Imold. Vào Project Control, chọn New Project. Hộp thoại Project xuất hiện, đặt tên cho dự án trong mục Project Name. ở mục Plastic Parts, đưa lòng khuôn Derived vào ô Add Parts. Sau đó nhấn OK để tạo Project mới.
b) Tạo miệng phun và kênh dẫn
Sau khi tạo dự án Project xong. Ta tiếng hành tạo các miệng phun (Gate) như sau: - Vào Imold, chọn Feed Designer, chọn Add Gate. Cửa sổ Add Gate hiện lên, trong ô Gate Type chọn Pin, sau đó ta hiệu chỉnh kích thước cho miệng phun trong Parameters như hình sau. Chọn điểm cần đặt miệng phun ngay tại đỉnh của phôi chai PET.
- Tiếp tục vào Feed Designer, chọn Transform Gate. Trong ô Gate Selection ta chọn vào miệng phun vừa tạo. Trong ô Options chọn Copy. Tích vào ô point to point chọn vịtrí điểm đầu của đỉnh phôi chai. Những phôi chai còn lại ta cũng làm tương tự.
51
Hình 3. 69 Hình 3. 70
Hình 3. 71
- Tương tự như miệng phun ở trên. Vào Feed designer chọn Add Gate, trong ô Gate Type chọn Vertical runner , sau đó ta hiệu chỉnh kích thước cho Vertical runner trong Parameters như hình sau. Chọn điểm cần đặt Vertical runner ngay tại đỉnh của miệng phun.
- Tiếp tục vào Feed Designer, chọn Transform Gate. Trong ô Gate Selection ta chọn vào Vertical runner vừa tạo. Trong ô Options chọn Copy. Tích vào ô point to point chọn vị trí điểm đầu của đỉnh miệng phun. Những phôi chai còn lại ta cũng làm tương tự.
52
Hình 3. 72 Hình 3. 73
Hình 3. 74 - Để thiết kế kênh dẫn nhựa ta làm như sau:
+ Tạo các Sketch đi qua Vertical runner (hình 3.75)
+ Vào Feed Designer, chọn Add runner. Trong ô Path Type ta chọn UDF Sketch. Click vào Sketch đã tạo. Trong ô Section Type, chọn Trapezoid. Sau đó ta hiệu chỉnh kích thước cho kênh dẫn nhựa.
53
Hình 3. 75. Tạo Sketch qua Vertical runner
Hình 3. 76
Hình 3. 77
54
c) Thiết kế áo khuôn
Để thiết kế áo khuôn ta vào tab Moldbase Designer, chọn Add Designer để thiết kế áo khuôn theo tiêu chuẩn FUTABAR mã 4560.
Hình 3. 79. Thiết kế áo khuôn
Hình 3. 80. Kích thước của các tấm khuôn
d) Thiết kế hệ thống đẩy
Hệ thống đẩy được thiết kế một cách tự động trên Imold và theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
55
Trên thanh công cụ ta chọn Ejector Designer chọn Add Ejector. Hộp thoại Set Working Assembly xuất hiện nhấn Ok.
Hình 3. 81. hộp thoại Set Working Assembly
Thiết lập các thông sốđã chọn. Chọn các điểm đểđặt tọa độ.
Hình 3. 82. Thông số và vịtrí đặt chốt đẩy
56
e)Thiết kế hệ thống Hot Runner
Dựa vào hình vẽ 2D và các kích thước ở trên ta xây dựng hình vẽ 3D theo tiêu chuẩn kích thước của khuôn.
Tạo một Sketch với hình dáng của Manifold sau đó dùng lênh Boss-Extruded để tao ra biên dạng 3D của Manifold.
Hình 3. 84
Sau khi tạo xong biên dạng của Manifold, dựa vào dình dáng kích thước của vòi phun (hình 3.24-3.25) tiếp tục tạo tiếp 4 miệng phun (Nozzle).
- đầu tiên tạo ra một vòi phun Nozzle sau đó dùng lệnh Move/Copy Bodies trong Mold Tools để tạo ra thêm 3 vòi phun nữa như (hình 3.85-3.86).
- Dùng Move/Copy Bodies đểđưa lõi vòi phun vào bên trong vỏvòi phun, sau đó tạo mối liên kết giữa vỏ và lõi vòi phun bằng 2 chốt.
57
Hình 3. 87
- Tiếp tục dùng Extruded-Cut trong Features đễ tạo 4 lỗtrên Manifold đểđưa vòi phun vào Manifold (hình 3.88).
- Sau đó ta tạo kênh dẫn chung cho 4 vòi phun (hình 3.89). - Tạo rãnh dẫn trong Manifold đểđưa kênh dẫn vào (hình 3.90).
- Tiếp tục tạo 4 miếng đệm và 8 Bulông để cốđịnh vòi phun không bị di chuyển ra khỏi Manifold (hình 3.91).
- tạo rãnh dẫn mặt trên của Manifold để gắn đường làm nóng chon lõi (hình 3.92), sau đó tạo đường làm nóng (hình 3.93). Dùng lệnh Move/Copy Bodies để đưa đường làm nóng và rãnh dẫn, tạo mối liên kết giữa vòi phun và đường làm nóng, tạo 4 chốt để cốđịnh không cho Manifold dịch chuyển (hình 3.94).
58
Hình 3. 89
Hình 3. 90
Hình 3. 91
59
Hình 3. 93
Hình 3. 94
60
f)Thiết kế bạc cuốn phun
Giống như các bộ phận khác, bạc và cuốn phun cũng được thiết kế hoàn toàn tự động theo tiêu chuẩn của nhà sản xuất. Đầu tiên ta thiết kế bạc cuốn phun sau đó thiết kế cuốn phun.
Bạc cuốn phun: Vào Imold, chọn Component Designer, chọn Add Component, chon DME trong mục Vendor, Type chọn General, Model chọn locating Ring R101~250. Sau đó chọn kích thước cho bạc cuốn phun như hình sau.
Hình 3. 96. Kích thước bạc cuốn phun
Cuống phun: tương tựnhư chọn bạc phun. Chỉ hiệu chỉnh trong phần Model thành Sprue Bushings, cuối cùng là chọn kích thước cho cuống phun.
61
g) Thiết kế hệ thống nguội
Tạo đường làm nguội cho khuôn Core.
- Ta thiết kế hệ thống ránh dẫn nước làm mát khuôn Core thông qua môi trường Mold Tools, với đường kính kênh dẫn ∅10như sau:
Hình 3. 98. Kích thước kênh dẫn
- Tạo các Baffle. Với các kích thước theo tiêu chuẩn của Catalog MISUMI
Hình 3. 99. Hình dáng 2D của Baffle Bảng 3. 2. Kích thước của Baffle
62
Hình 3. 100. Hình dáng 3D của Baffle
- Ta vào lại môi trường Imold, trên thanh công cụ chọn Assembly, vào Insert Components. Trong ô Open documents chọn file baffle. Chọn Mate để liên kết giữa vách ngăn Baffle với 16 lõi khuôn.
Hình 3. 101
Hình 3. 102. Hệ thống làm lạnh vách ngăn
63
- Đầu tiên ta thiết lập mặt phẳng Sketch để chọn các điểm của đường làm mát.
Hình 3. 103. Tạo điểm đường làm mát
Hình 3. 104. Điểm đường làm mát
- Thoát Sketch, vào Cooling Designer, chọn Create Circuit. Trong ô InIet chọn các điểm Point đã tạo. Trong ô Length chọn chiều dài là 450mm, đường kính ∅8. Sau đó bấm Draw và Ok. Tiếp tục làm mặt còn lại ta được.
64
65
Chương 4. LẬP QUI TRÌNH GIA CÔNG MỘT TẤM KHUÔN
CHÍNH BẰNG PHẦN MỀM CAD – CAM
Chọn lòng khuôn Cavity để thực hiện lập quy trình gia công với phần mềm SolidCAM được gán với SolidWorks. Ta thực hiện lập trình gia công thô và tinh bề mặt của lòng khuôn.
Trong đồ án, ta chỉ làm các bước nguyên công trên máy CNC, các bước nguyên công trên máy cơ truyền thống không được trình bày vì đểđảm bảo thời gian thực hiện đồ án.