Tạo các lỗ Ø3 các mặt cắt hai cạnh bên và bo tròn- 123docz.net

- Tạo các lỗ.

+ Tạo tiết diện lỗ tại các mặt cắt ngang như hình 2.78. + Kết quả sau khi tạo lỗ như hình 2.79.

Hình 2.78 Hình 2.79

- Bo tròn các góc cạnh còn lại phía sau của chi tiết.

+ Bo tròn hai cạnh như hình 2.81 với bán kính bo tròn bằng 1,5. + Bo tròn các cạnh như hình 2.82và 2.83 với bán kính bo bằng 2. Hình 2.80 Hình 2.81 Hình 2.82 Hình 2.83

Sau khi đã thực hiện xong các bước xây dựng như trên, ta được chi tiết hoàn chỉnh như hình 2.84.

Hình 2.84

Kết quả này sẽ được dùng để phục vụ cho việc xây dựng kết cấu khuôn trong chương sau.

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA 3.1. Chọn loại máy ép nhựa

Sản phẩm có kích thước tương đối lớn, cho nên máy được chọn để gia công cho tiết là loại máy có áp lực phun: 600 N/cm2.

Số liệu về máy ép nhựa: - Tên máy FU-CHUN-SHIN.

- Kiểu máy: Máy ép phun nằm ngang vít xoắn tương tác. - Hệ thống ép: + Đường kính trục vít: 48 mm. + Thể tích lý thuyết một lần phun: 2135 cm3. + Áp lực phun: 600N/cm2. + Trọng lượng phun lớn nhất: 2373 g. + Tốc độ phun lớn nhất: 606 cm3/s. - Hệ thống kẹp:

+ Khoảng cách giữa các thanh Tie Bar: 760 x 670 mm. + Chiều cao của khuôn: 300-760 mm.

+ Khoảng mở khuôn lớn nhất: 700 mm. + Áp lực kẹp: 600 N/cm2.

+ Đường kính của vòng định vị là: 150 mm. + Khoảng đẩy: 150 mm.

+ Lực đẩy: 11 tấn.

- Kích thước của máy: 9,3 x 1,95 x 2,4 m. - Tải trọng của máy: 26 tấn.

3.2. Chọn mặt phân khuôn, chọn loại khuôn

- Mặt phân khuôn được chọn thỏa mãn các yêu cầu sau: + Sản phẩm thoát ra dễ dàng sau khi ép phun xong.

+ Các vết phân khuôn không ảnh hưởng lớn đến tính thẩm mỹ cũng như chức năng của sản phẩm.

+ Kết cấu khuôn đơn giản, nhỏ gọn, tuổi thọ cao.

+ Dễ dàng cho việc chế tạo, xử lý các bề mặt, cũng như việc bảo trì thay thế các bộ phận của khuôn khi gặp sự cố.

- Dựa trên những nguyên tắc xác định mặt phân khuôn, và yêu cầu chất lượng sản phẩm, ta chọn mặt khuôn cho sản phẩm như hình 3.1.

Hình 3.1 Mặt phân khuôn.

Ưu điểm: Dễ lấy sản phẩm, bề mặt thân sản phẩm không tồn tại bavia, bề mặt là phẳng nên tương đối đơn giản.

- Do chỉ có một bề mặt phân khuôn nên dạng khuôn là khuôn hai tấm.

3.3. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa

Hệ thống dẫn nhựa trong khuôn làm nhiệm vụ đưa nhựa từ vòi phun của máy ép phun vào lòng khuôn. Hệ thống này gồm: Cuống phun, kênh dẫn và miệng phun.

Tính chọn các kích thước hệ thống dẫn nhựa (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Cuống phun: Đây là loại khuôn hai tấm, nên ta chọn cuống phun là dạng cuống phun côn. Kiểu này được sử dụng rộng rãi nhất.

Ta có:

- Thể tích sản phẩm nhựa: V = 408600 mm3 (được tính bằng phần mềm Pro/ENGINEER).

- Hệ số co rút vật liệu nhưạ = 0,5 %.

- Thể tích nhựa cần điền đầy thể tích lòng khuôn là:

V = (1 + 0,5%) xV = 410643 mm3. ( 3.1 ) - Để thời gian điền đầy lòng khuôn là t = 5 s, áp lực dòng chảy qua cuống phun phải là: 17346 mm3/s.

- Khi vận tốc nhựa tại miệng phun là 1m/s thì tiết diện nhỏ nhất tại cuống phun phải là: 17346/1000 = 17 mm2. Do vậy ta chọn đường kính nhỏ nhất d1 là: 4mm. Dựa vào [11, hình 567a] ta tra được các số liệu cho bạc cuống phun như sau:

d1 = 4 mm d2 = 8 mm D1 = 18 mm D2 = 27 mm L = 36 mm R =15,5 mm T = 3 mm Góc nghiêng cuống phun α = 2o.

Hình 3.2 Cuống phun.

Chọn kênh nhựa:

Nhựa được dẫn vào lòng khuôn thông qua kênh nhựa. Hệ thống kênh nhựa được bố trí trên tấm khuôn âm. Đối với chi tiết này, ta chọn loại kênh nhựa có tiết diện hình bán nguyệt với đường kính tiết diện bằng 8 mm, tổng chiều dài kênh nhựa bằng 620mm.

Ưu điểm:

- Tỉ lệ thể tích qua mặt cắt ngang là lớn nhất. - Tốc độ nguội chậm.

- Ít mất nhiệt và ít ma sát.

- Tâm kênh dẫn nguội sau cùng và duy trì áp suất giữ. Nhược điểm:

- Gia công đòi hỏi độ chính xác cao.

Chọn miệng phun:

Chọn miệng phun kiểu cạnh vì loại miệng phun kiểu này dễ gia công và chỉ cần gia công trên một tấm khuôn, điền đầy lòng khuôn từ bên hông.

Các kích thước của miệng phun: L = 5 mm, T = 2 mm, W = 3 mm.

Hình 3.3 Miệng phun.

Cách bố trí hệ thống dẫn nhựa như hình bên dưới (hình 3.3).

Hình 3.4 Hệ thống dẫn nhựa.

3.4. Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm Chọn loại hệ thống đẩy Chọn loại hệ thống đẩy

Hệ thống đẩy có thể có nhiều loại bao gồm: chốt đẩy tròn, lưỡi đẩy, ống đẩy, thanh đẩy, tấm đẩy, các van đẩy.

Đối với sản phẩm này, ta chọn hệ thống đẩy là các chốt đẩy tròn và ống đẩy. Ưu điểm: Dễ chế tạo, có nhiều ở ngoài thị trường, giá thành sản phẩm không cao.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống đẩy

- Dưới tác dụng của lực kẹp khuôn thì các phần khuôn được ghép lại đến một mức độ nào đó thì nhựa được phun vào điền đầy lòng khuôn.

- Sau một thời gian ngắn nhựa sẽ đông đặc lại do quá trình giải nhiệt khuôn, khi nhựa đông đặc đến mức có thể tháo khuôn được thì hai khuôn sẽ tách ra và khi đó hệ thống đẩy sản phẩm bắt đầu làm việc.

- Khi hai khuôn tách ra thì sản phẩm bị dính lại lõi, dưới tác động của chốt đẩy, máy thúc vào tấm lót làm cho hệ thống đẩy sản phẩm ra ngoài. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

3.5. Thiết kế hệ thống thoát khí

Thể tích của khí chiếm lòng khuôn là 411051 mm3 (được tính bằng phần mềm Pro/ENGINEER). Do vậy trên bề mặt phân khuôn ta thiết kế các rãnh thoát khí, độ rộng của đường dẫn khí là 6 mm sâu 0,2 mm cách mép sản phẩm từ 4 đến 8 mm, đường thoát khí dẫn vào sản phẩm có độ rộng 6 mm sâu 0,02 mm, thiết kế lỗ thoát khí tại những vị trí đối diện với cổng nhựa nóng được phun vào.

3.6. Thiết kế hệ thống làm nguội

Định vị trí bộ phận làm nguội

Vị trí bộ phận này phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm và sự khác nhau về độ dày thành, nói chung bộ phận làm nguội đặt ở chỗ mà nhiệt khó truyền từ nhựa nóng qua thân khuôn. Việc làm nguội phải như nhau trên toàn bộ sản phẩm.

Như vậy, phải đặt bộ phận làm nguội tại hai vị trí: khuôn dương và khuôn âm.

Tính toán lưu lượng nước cần cung cấp cho quá trình làm mát

Nhiệt độ tại bề mặt của sản phẩm là t1 = 1250C. Dạng truyền nhiệt là truyền nhiệt qua vách trụ.

Mật độ dòng truyền nhiệt qua vách là q = 8000 W/m2, λ = 40 W/m0C (đối với khuôn làm bằng thép), từ đó ta xác định được nhiệt độ tại bề mặt ống dẫn nước [2, trang 114]: 1 2 1 2 ( ) 1 ln w t t q d d π λ − = ( 3.2 )

Suy ra tw = 480C.

Nhiệt độ vào trong ống là tf’ = 270C, nhiệt độ nước ra khỏi ống là tf’ = 310C, nhiệt độ nước trung bình là tf = 290C, vận tốc nước chảy trong ống là ω = 2 m/s. Từ tf = 290C tra bảng thông số nhiệt của nước ta được [2]:

3 998, 2 / t kg m ρ = Cp= 4,183 kJ/kg độ λf = 59,9 × 10-2 Wm/độ 6 2 1,006 10 / f m s ν = × − Prf = 7,02 Từ tw = 480C ta tìm được Prw = 3,50 Ref = ωd/νf =9940 ( 3.3 ) Trị số Nuxen [2, trang 115]: Nuf = 0,021Ref0,8Prf0,43(Prf / Prw)0,25 = 91 ( 3.4 ) / 10800 f f Nu d α = λ = W/m2độ. ( 3.5 )

G: lưu lượng nước chảy trong ống (kg/s). Cp: nhiệt dung riêng của nước (kJ/kg độ). α : mật độ dòng nhiệt (W/m2 độ).

Stp: diện tích toàn phần của ống Stp = πdl m( 2)

l: chiều dài ống.

Lưu lượng nước chảy trong ống [2]:

G = αStp(tw−tf) / (c tp f''−tf') 0,3 /= lit s ( 3.6 ) Vậy ta chọn bơm có lưu lượng là 18 lít/phút để cung cấp nước làm nguội. Hệ thống này hoạt động nhờ vào một đường dẫn nước từ bên ngoài vào qua lỗ có đường kính là 10 mm chảy vào hệ thống làm nguội được khoang song song với nhau có đường kính là 20 mm, dòng chất lỏng được chảy theo hình zig zắc.

Thời gian làm nguội

tc = 22 .π α h .ln             − − W E W M t t t t . 4 π (3.7) Trong đó:

- h: chiều dày của sản phẩm (m). - α: độ khuếch tán nhiệt.

- tW: nhiệt độ khuôn, có thể chọn theo bảng 3.1

Bảng 3.1 Nhiệt độ khuôn một số nhựa thông dụng.