4.3. Kết quả phân tích kênh dẫn thiết kế theo lý thuyết.
Thời gian điền đầy của nhựa.
Hình 4.6: Kết quả mơ phỏng thời gian điền đầy sản phẩm
42 Áp suất phun điền đầy.
Hình 4.7: Kết quả mơ phỏng áp suất điền đầy
Nhận xét: qu tr nh điền đầy thƣờng sẽ sử dụng áp suất lớn nhất trong toàn bộ chu trình. Với sản phẩm này, áp suất lớn nhất cần thiết theo phân tích là 18.73 MPa. Tuy phù hợp với các lo i máy ép phun SW-120B 136MP nhƣng vẫn hƣ h i th hết công suất phun của máy gây lãng phí. Nên làm nhỏ kênh dẫn để tăng p suất phun và tiết kiệm vật liệu nhựa.
4.4. Thiết kế lại hệ thống kênh dẫn lần 1
- Kênh dẫn chính D1= 11mm - Kênh nhánh D2= 9mm - Miệng phun D3= 3mm
43 Nhiệt độ phun ép
Hình 4.8: Kết quả mô phỏng thời gian điền đầy chi tiết
Nhận xét: nhiệt độ phun ép nhựa lớn nhất là 323.6oC. Nhiệt độ n y vƣợt quá sự quá
nhiệt của nhựa (trên 310oC) nên không chấp nhận đƣợc. Tiếp tục thiết kế lần 2.
4.5. Thiết kế lại hệ thống kênh dẫn lần 2
Kênh dẫn chính D1= 10mm Kênh nhánh D2= 8mm Miệng phun D3= 3mm
- Kết quả ph n tích q trình điền đầy với hệ thống kênh dẫn mới
Filling và Packing là hai quá trình quan trọng trong quá trình phun ép, giúp vật liệu nhựa lỏng đƣợ định hình trong khn và bổ sung ƣợng co ngót khi nhự đ ng đặc l i.
44 Thời gian điền đầy của nhựa.
Hình 4.9: Kết quả mô phỏng thời gian điền đầy chi tiết
Nhận xét: Thời gian nhự điền đầy lịng khn là 19.03 giây. Nhự điền đầy đồng thời vào các lịng khn.
Lực kẹp khn
Biểu đổ lực kẹp, hiển thị sự th y đổi lực kẹp trong quá trình phun ép, khi phun ép giá trị lực kẹp không cố định, lực kẹp và áp suất có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, áp suất tăng sẽ kéo theo lực kẹp tăng để đảm bảo hai nử hu n đ ng h t với nhau. Khi áp suất bắt đầu tăng trong qu tr nh Fi ing, ực kẹp tăng đến cự đ i t i thời điểm chuyển đổi s u đ giảm v th y đổi h ng đ ng ể trong thời gian gi áp , kết thúc quá trình gi áp, áp suất bằng 0 nên lực kẹp hầu nhƣ ằng 0..
45
Hình 4.10: Kết quả mơ phỏng lực kẹp khn
Hình 4.11: Kết quả mơ phỏng áp suất lịng khuôn
Nhận xét: Khi áp suất lịng khn bắt đầu tăng đến cao nhất (28.7 MPa) trong quá tr nh điền đầy, lực kẹp tăng ng tăng th o đến cự đ i (17.5 tấn) S u đ đến quá trình gi áp, áp suất ng hu n đƣợc gi ở 23.1 MPa cịn lực kẹp khn thì bắt đầu giảm
46 dần Đến cuối q trình thì áp suất lịng khn bằng 0 và vì khơng cịn áp suất nên lực kẹp hu n ng sẽ về 0.
Lực kẹp cần thiết vẫn nằm trong ph m vi cho phép của máy ép phun SW-120B là 120 tấn.
Nhiệt độ nhựa trong quá trình điền đầy
Hình 4.12: Kết quả mơ phỏng nhiệt độ trong quá tr nh điền đầy
Nhận xét: Nhiệt độ cao nhất của nhựa là 234.3oC. Trong suốt qu tr nh điền đầy,
nhiệt độ của nhựa chảy dẻo d o động trong khoảng 200.1oC – 234.3oC, vẫn nằm trong
ph m vi ho phép hi ép phun nhựa ABS (200oC – 310oC), do đ vẫn đảm bảo đƣợ độ
chảy loãng cho nhựa.
Áp suất phun điền đầy.
47 Nhận xét: qu tr nh điền đầy thƣờng sẽ sử dụng áp suất lớn nhất trong tồn bộ chu trình. Với sản phẩm này, áp suất lớn nhất cần thiết theo phân tích là 35.24 MPa, phù hợp với các lo i máy ép phun SW-120B là 136MPa.
Nhiệt độ phun ép.
Nhiệt độ phun ép là một thông số rất quan trọng, biểu đồ dƣới cho thấy sự th y đổi nhiệt độ trong qu tr nh điền đầy, m i vật liệu có thể chịu đƣợc một nhiệt độ nhất định, hi vƣợt quá nhiệt độ đ sẽ làm cho vật liệu bị biến chất.
Hình 4.14: Kết quả mơ phỏng nhiệt độ phun
Nhận xét: nhiệt độ phun ép nhựa lớn nhất là 305.7oC. Nhiệt độ n y h ng vƣợt quá
sự quá nhiệt của nhựa (trên 310oC) nên chấp nhận đƣợc.
Rỗ khí
48 Nhận xét: l khí v đƣờng hàn tập trung t i các cung trịn vì ở đ y d ng hảy gặp nhau và khơng có ch thốt khí. Gây ảnh hƣởng h ng tốt đến thẩm mỹ của sản phẩm.
Vì vậy nên bố tr hệ thống tho t h th h hợp xung quanh các vị tr xuất hiện r h v th y đổi thông số ép phun (tăng p suất, tăng thời gian gi p, tăng nhiệt độ hu n…)
Hệ số co rút
Hình 4.16: Kết quả mô phỏng hệ số co rút
Là một trong nh ng thơng số quan trọng trong q trình phân tích CAE, phải đảm bảo giá trị càng nhỏ càng tốt hoặc ở các vị trí khơng ảnh hƣởng thiết kế.
49
CHƢƠNG 5: lẮP RÁP KHUÔN VÀ ỨNG DỤNG EMX 5.1. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế
- C t nh hất ủ nhự dùng m sản phẩm
- Số ƣợng sản phẩm ần sản xuất o nhiêu để thể t nh to n sơ ộ tuổi ền
ủ hu n
- Nơi sản phẩm đƣợ sử dụng v đƣợ dùng v o việ g
- Độ o rút ủ nhự
- G tho t hu n o nhiêu th phù hợp
- Lo i hệ thống ênh dẫn n o phù hợp, ênh dẫn nguội, ênh dẫn n ng h y ả
h i o i
- Vị tr miệng phun, d ng hảy, đƣờng h n trên sản phẩm
- K h thƣớ v iểu miệng phun
- C hi tiết th y thế ho hu n hi ần thiết
- C th ng số ủ m y ép phun: h , h thƣớ đầu phun, ng suất m dẻo
- Thời gi n ho n tất
- Giá thành khuôn.
5.2. Kết cấu chung của khuôn ép nhựa
- Hệ thống ấp nhự
- Hệ thống dẫn hƣớng
- Hệ thống đẩy
- Hệ thống m nguội v tho t h
5.3. Sản phẩm thiết kế
Sản phẩm thiết ế trong đồ n mơ hình tịa nhà trung tâm.
5.4. Chọn loại khuôn cho thiết kế
Sản phẩm có tính thẩm mỹ ở ề mặt, độ h nh x o, sản phẩm h ng und r ut nên họn kết cấu v o i hu n đơn giản cho phù hợp với sản phẩm.
50
5.5. Tính tốn thiết kế khn Cuống phun
Cuống phun là ch nối gi a vòi phun của máy và kênh nhựa, có nhiệm vụ đƣ dịng nhựa từ vòi phun củ m y đến kênh dẫn hoặc trực tiếp đến ng hu n (đối với khn khơng có kênh dẫn).
- Để tăng tuổi thọ ủ hu n, gắn xo dƣới uống phun để giảm v h m h i
cho khn và vịi phun.
- Dùng v ng định vị gắn ở đầu uống phun để ảo đảm sự đồng t m gi vòi
phun v uống phun V ng định vị thƣờng đƣợ t i ứng để h ng ị v i phun ủ m y m hỏng
K h thƣớc của cuống phun phụ thuộc vào các yếu tố sau:
+ Khối ƣợng, độ dày thành của sản phẩm, lo i vật liệu nhự đƣợc sử dụng. + Độ dài của cuống phun phải phù hợp với bề dày của các tấm khuôn.
+ Cuống phun đƣợc thiết kế s o ho độ dài hợp , đảm bảo dịng nhựa ít bị mất áp lực nhất trên đƣờng đi
Hình 5.1: Kích thước cuống phun cho thiết kế
Hệ thống cuống phun đƣợc sử dụng th ng thƣờng nhất có b c cuống phun, thƣờng dùng b c cuống phun để dễ thay thế và gia công.
51 Hiện t i trên thị trƣờng có 3 lo i b c cuống phun phổ biến đƣờng kính ngồi 12mm, 16mm, 20mm. Tùy thuộc vào khối ƣợng sản phẩm, h thƣớc kênh dẫn và đƣờng kính của vịi phun trên máy mà ta dùng lo i b c cuống phun phù hợp.Với sản phẩm là mơ hình tịa nhà trung tâm có khối ƣợng nhỏ nên ta chọn b c cuống phun có đƣờng kính ngồi là 12mm.
Hình 5.3: Kích thước bạc cuống phun.
5.5.1. Chốt dẫn hƣớng
Chứ năng h nh ủa chốt dẫn hƣớng và b c dẫn hƣớng đƣ hu n s u v o hu n trƣớc thẳng hàng với nhau. Chốt dẫn hƣớng nằm ở hu n trƣớc và b c dẫn hƣớng nằm ở khuôn sau.
Độ dài của chốt dẫn hƣớng phải d i hơn miếng ghép cao nhất để tránh hỏng hóc hi đ ng hu n đặc biệt là khi lắp ráp.
52 5.5.2. Bạc dẫn hƣớng B dẫn hƣớng h i o i, o i v i v o i h ng v i Trong đề t i n y họn o i v i K h thƣớ dẫn hƣớng: Hình 5.5: Kích thước bạc dẫn hướng 5.5.3. Hệ thống làm nguội
Thời gian làm nguội chiếm khoảng 60% thời gian của chu kỳ khn,vì thế việc làm s o để có thể giảm thời gian làm nguội nhƣng vẫn đảm bảo chất ƣợng sản phẩm là quan trọng.
Để tăng hiệu suất làm nguội, kênh dẫn nƣớc làm nguội đƣợc thiết kế sao cho dòng chảy củ nƣớc là dòng chảy rối Để t o d ng hảy rối tốt cần nối cho các đƣờng nƣớc tuần hồn trong m i lịng khuôn hoặc nối nối tiếp đƣờng nƣớc trong một lịng khn.
Mụ đ h hệ thống làm nguội
- Gi cho khn có nhiệt độ ổn định để nguyên liệu nhựa có thể giải nhiệt đều. - Giải nhiệt nh nh, tr nh trƣờng hợp nhiệt giải không kịp, gây nên hiện tƣợng biến d ng sản phẩm gây ra phế phẩm.
- Giảm thời gian chu kỳ, tăng năng xuất sản xuất
53
Hình 6.6: Hệ thống làm nguội khn trên
Hình 6.7: Hệ thống làm nguội khn duới
5.5.4. Hệ thống đẩy
Sau khi sản phẩm trong hu n đƣợc làm nguội, hu n đƣợc mở ra, lúc này sản phẩm cịn dính trên lịng khn do sự hút của chân khơng và sản phẩm xu hƣớng co l i s u hi đƣợc làm nguội nên cần hệ thống đẩy để đẩy sản phẩm ra ngoài.
Khoảng đẩy o hơn ề dày sản phẩm 5-10mm và bề dày lớn nhất của sản phẩm là 25mm nên ta chọn khoảng đẩy 25mm
Hệ thống đẩy trong bộ khn ép sản phẩm mơ hình tịa nhà trung tâm gồm chốt hồi và chốt đẩy.
Chốt hồi:
Hình 5.8: Chốt hồi Ø12mm
Hệ thống dùng 4 chốt hồi đƣờng kính Ø12mm
54
Hình 5.9: Ti đẩy Ø4mm
Hình 5.10: Ti đẩy Ø2.5mm
Hệ thống sử dụng 12 ti đẩy đƣờng kính Ø4mm và 8 ti đẩy đƣờng kính Ø2.5mm.
5.6. Tách khn
Sử dụng modul Manufacturing – Mold vity để tách khuôn cho sản phẩm.
55 Bƣớc 1: Chọn lo i nhựa và nhập hệ số co rút cho sản phẩm: STT Nhựa Mật độ (g/cm3) Hệ số co rút 1 PVC 1.3-1.35 0.004-0.005 2 GPPS 1.04-1.05 0.002-0.006 3 HIPS 1.04-1.05 0.002-0.006 4 AS 1.04-1.05 0.002-0.007 5 ABS 1.04-1.05 0.003-0.008 6 PMMA 1.04-1.05 0.002-0.008 7 PC 1.19-1.2 0.005-0.008 8 PPO 1.06-1.36 0.007 9 HDPE 0.9-0.96 0.01-0.025 10 LDPE 0.9-0.96 0.01-0.025 11 PP 0.9-0.91 0.01-0.025 12 PAB 1.13-1.15 0.009-0.025 13 PABB 1.13-1.15 0.009-0.025 14 POM 1.41-1.42 0.015-0.035 15 PET 1.6 0.004-0.008 16 PBT 1.35 0.019-0.024 17 EVA 0.94 0.005-0.03 Bảng 5.1: Hệ số co rút của các lo i nhựa
56 Ta chọn nhựa ABS nên nhập hệ số co rút trong khoảng 0.003-0.008:
57
Bƣớc 2: T o phôi
Ta t o phôi với h thƣớc 300x180x70
Hình 5.13: phơi
Bƣớc 3: T o mặt phân khuôn và tiến hành tách khuôn
58
Hình 5.15: Khuôn trên
59
Hình 5.17: Tách khn hồn chỉnh
5.7. Tạo bộ khuôn với phần mền Creo Expert Moldbase Extension 9.0
Giới thiệu
EMX (Exp rt Mo d s Ext ntion): modu đƣợc ch y trực tiếp trên phần mềm Creo Parametric 3 0 để h trợ thiết kế vỏ khn một cách chính xác và hiệu quả.
Đ u tiên EMX h trợ ngời kỹ sƣ thiết kế vỏ hu n th o tƣởng của mình, trong quá trình thiết kế EMX rất inh động cho phép chỉnh sửa mẫu thiết kế dễ dàng, nhanh chóng.
Tiếp th o s u hi đ ho n th nh xong h u thiết kế,EMX sẽ cho chúng ta mơ phỏng q trình mở khn.
EMX mang l i hiệu quả cao trong quá trình thiết kế, hầu hết các chi tiết đều đƣợc tiêu chuẩn. và rất đ d ng trong từng kết cấu do có nhiều nhà cung cấp khuôn.
60 Chuẩn bị.
- Tấm hu n dƣới
- Tấm hu n trên
61
CHƢƠNG 6: GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN VÀ LẮP RÁP 6.1. Các bƣớc chuẩn bị trƣớc khi gia công: 6.1. Các bƣớc chuẩn bị trƣớc khi gia công:
- D s h vi nh
- L u s h mặt ph i v êt
- Dùng đồng hồ so r phẳng mặt ph i
- Gá các dao lên bàn dao.
- Xét huẩn ph i.
- Thự hiện gi ng.
Hình 6.1: Phơi thép CT3 ban đầu
62
Hình 6.3: Các loại dao phay.
Hình 6.4: Đầu dò lệch tâm dùng xét chuẩn
63
Hình 6.6: Máy mài
64 Hình 6.8: Máy tiện 6.2. Tấm kẹp trên Ph i: h thƣớ 300x230x20 mm Vật iệu: thép C45 6.2.1. Thiết kế Hình 6.9: Mơ hình tấm kẹp tr n
65
6.2.2. Quy trình gia cơng
Đối với h i mặt trên v mặt đ y đ i hỏi độ ng phải o V độ song song ủ h i mặt với nh u Để ú ắp ghép h ng ị hở Nên hi huẩn ị ph i ần hƣ ƣợng dƣ ( hoảng 2mm) để thự hiện phƣơng ph p gi ng: ph y th s u đ ph y tinh
Đối với ốn mặt ên h ng ảnh hƣởng ắp ghép, nên độ ng v độ song song h ng ần o Phƣơng ph p gi ng: ph y th Phiếu công nghệ. MAC-V3 K h thƣớ ph i (mm) Vật liệu Gá kẹp 300x230x20 mm Thép C45 Ê tô Chuẩn
Quy trình gia cơng
STT C Bƣớc Gia Công Dao S
(v/phút)
F (mm/ph)
Ghi chú
1 Khoan mồi cho các l xỏ bu
lông M12, l b c cuống phun
Drill 10 1000 50 L sâu 1mm
2 Khoan các l xỏ bu lông
M12.
Drill 12 800 40 L suốt
66 định vị 15.5mm, Ø90mm sâu 4mm 4 Phay l và bậc b c cuống phun End 10 3000 500 Ø29mm sâu 12mm, Ø12mm xuyên suốt
5 Khoan mồi các l u ong M4
s u đ ho n s u xỏ bulong Drill 3.6 1000 50 L sâu 1mm, Ø3.6mm sâu 12mm 6 T ro r n ắp u ong M4 Tap M4x0.35 Ren sâu 12mm
Bảng 6.1: Quy trình cơng nghệ gia cơng tấm kẹp trên.
6.3. Tấm cố định
Ph i: h thƣớ 300x180x40 mm Vật iệu: thép C45
6.3.1. Thiết kế
67
6.3.2. Quy trình gia cơng
u ầu độ ng v độ song song ủ mặt tiếp xú với tấm hu n ố định phải rất o Để qu tr nh phun ép nhự h ng hảy r ngo i Phƣơng ph p gi ng mặt n y : Ph y th + ph y tinh + m i + đ nh ng C n mặt h tƣơng tự tấm ẹp trên Phiếu công nghệ. Phôi K h thƣớ ph i (mm) Vật liệu Đồ gá K h thƣớc 300x180x40 mm. Thép C45 Ê tơ Chuẩn
Quy trình gia cơng
STT C Bƣớc Gia Công Dao S
(v/phút)
F (mm/ph)
Ghi chú
Gá lần 1
1 Khoan mồi cho các l xỏ
bu lông M12, l b c cuống phun, l lắp b c Drill 10 1000 50 L sâu 1mm 2 Khoan các l xỏ bu lông M12 Drill 10.5 1000 50 L s u 15 5mm
68
3 Taro các l bu lông M12. Tap
M12x1.5 100 L s u 15 5mm 4 Phay l và bậc b c dẫn hƣớng End 12 2000 1200 Ø29mm sâu 8mm, Ø34mm sâu 29mm, Ø20mm xuyên suốt
5 Kho n uống phun Drill 12 1000 50 Ø34mm sâu
36mm Gá lần 2 1 Phay phá thơ lịng khn lần 1 End 10 2500 1000 2 Phay phá thơ lịng khn lần 2 End 2 3500 1000
3 Phay tinh lịng khn lần 1 Ball 2 4000 500
4 Phay tinh lịng khn lần 1 Ball 1 4000 500