Đề tài Ứng dụng Proe/Engineer để thiết kế khuôn thổi chai nhớt và dùng Blowview 8.0 để tối ưu hoá chất lượng sản phẩm

CHƯƠNG7: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG BLOWVIEW 8.0 ÑEÅ MOÂ PHOÛNGVAØ TOÁI ÖU HOAÙ QUAÙ TRÌNH ÑUØN THOÅI 7.1. Mô tả quy trình ñuøn thoåi: 2.Keùo duoãi phoâi 1.Ñuøn phoâi 3.Keïp khuoân 4.Thoåi vaø laøm nguoäi 7.2. Khởi động chương trình Cöûa soå chính goàm coù: File Edit Simulation Display Tools Help 7.3. Tạo bài tập mới Để tạo bài tập mới ta vào File, New. -Ở STATEGY ta chọn: Tên bài tập Thư mục lưu Dòng chú thích Quá trình đùn thổi Loại phôi đùn Sau đó chọn Next. 7.3.1. OPTION ta chọn: Analysis Steps: các bước phân tích. Calculation Option: lựa chọn cần tính toán. Level of Log Info: ta chọn Minium. Save Solution Files: lưu các file trong quá trình phân tích. Sau khi đã chọn đúng các option trên, chọn Next. 7.3.2. MATERIAL ta chọn: Material from Database: lựa chọn vật liệu đã có sẳn trong thư mục Database Sau khi đã lựa chọn xong vật liệu ta chọn Next. 7.3.3. MESH ta cần phải: Ta phải xác lập các thông số cho ống đùn và khai báo các tấm khuôn. Để xác lập đặc điểm của ống đùn, click vào nút Design. 7.3.3.1. Thiết kế ống đùn Ta phải hoàn thành các phần khác nhau trong của sổ sau: Die Exit Position: Định nghĩa đầu thổi Extrusion Definition: Định nghĩa quá trình đùn Die Slide Motion / PWDS (tuỳ chọn) Mesh Definition: Định nghĩa lưới -Ta có thể nhập từ kết quả đã có sẵn, bằng cách: Click vào nút Import Tìm tới file prefix.par.def Click vào Open Khi đã nhập được các thông số ta chọn Create. Ống đùn được tạo ra thành công và ta nhận được cửa sổ thông báo như hình dưới. Đóng cửa sổ này lại và chọn OK. Như vậy ta đã hoàn thành xong công việc tạo ống đùn cho quá trình thổi. Nếu không nhập kết quả khai báo ống đùn đã có sẳn thì ta có thể tạo trực tiếp bằng cách gán các giá trị vào cho phù hợp, đ ể hiểu rõ công việc này ta đi vào một số định nghĩa sau đây: Die Definition: Định nghĩa đầu thổi 50mm Gốc toạ độ của các tấm DIE 50mm Angle : góc của đầu thổi tại điểm điều khiển (độ)GapMin : khe hở của đầu thổi khi độ mở của đầu thổi là 0% (mm)GapMax : khe hở của đầu thổi khi độ mở của đầu thổi là 0% (mm)RadMin : bán kính trung bình ứng với độ mở 0%(mm) RadMax : bán kính trung bình ứng với độ mở 100%(mm) 2mm 10mm 105mm Khe hở nhỏ nhất(0% open) Khe hở lớn nhất(100% open) Hình dáng đầu thổi Extrusion Definition: Định nghĩa quá trình đùn Time : thời gian ứng với từng điểm điều khiển tính từ lúc bắt đầu đùn %Open : độ mở của đầu thổi ứng với từng điểm điều khiển (%) Kích cỡ và mật độ lưới: -Kích cở và mật độ lưới xác định số lượng điểm và cạnh của mẫu đùn 7.3.3.2. Các kiểu điều khiển đầu thổi của máy để đạt được ống đùn có bề dày mong muốn. - Điều khiển để có bề dày thành không đổi: - Điều khiển độ dày thành sử dụng việc thay đổi khe hở miệng thổi: (VWDS: Vertical Wall Distribution System -Hệ thống phân phối độ dày thành theo phương thẳng đứng) - Điều khiển độ dày thành kết hợp điều khiển khe hở đầu thổi và thay đổi hình dạng đầu thổi: (VWDS & SFDR: Static Flexible Deformable Ring - Vòng tạo biến dạng linh hoạt gắn cố định) Một ví dụ cho thấy sự ảnh hưởng của các loại ống đùn trên đến chất lượng của sản phẩm: Ống đùn có bề dày không đổi Điều khiển khe hở đầu thổi Điều khiển kết hợp Định nghĩa tất cả các bộ phận của khuôn Để định nghĩa các bộ phận của khuôn ta chọn Add Right 125 1 30 0 0 800 ..\simulation\rightnew.pat Đối với mỗi bộ phận của khuôn ta phải: Name and mesh file:Tên và địa chỉ lưu trữ file này Initial position:Vị trí ban đầu: Activate Mould:Trạng thái hoạt động của khuôn, bỏ không chọn nó sẻ giúp làm giảm thời gian phân tích của chương trình. Cavity ID: Temperature and heat transfer coeficient:Nhiệt độ và hệ số truyền nhiệt (Nhiệt độ là của dòng nước giải nhiệt) Contact side: Phía tiếp xúc của mẫu đùn và của khuôn Và cuối cùng chọn Apply Lặp lại tất cả những thủ tục này cho tất cả các bộ phận khác của khuôn 125 -125 - Hình ảnh dưới đây giúp hiểu rõ hơn về các thông số lựa chọn trong mục này. inner outer - Sau khi đã khai báo xong cho các chi tiết khuôn ta thấy kết quả như dưới đây: Sau đó chọn Next 7.3.4. Bảng tóm tắt về các options đã chọn. Cuối cùng khi đã chọn đúng các options, chọn Finish. Ta lưu kết quả lại bằng cách vào File, Save Case 7.4. Khai báo các điều kiện cho việc mô phỏng quá trình thổi Các điều kiện tiến hành phải được định nghĩa: Quá trình tiến hành được chia làm vài bước. Những điều kiện tiến hành phải được định nghĩa cho từng bước, số bước tiến hành là tuỳ định. Trục thời gian –Trình tự các sự kiện Stage (Có tổng số 5 giai đoạn) Time increment steps (Có tổng số 27 býớc) Intermediate steps (Bước phụ) 10 5 5 6 1 Đùn Thổi Kẹp khuôn Chuyển động kéo giãn Làm nguội Trong luận văn này ta chia quá trình làm các giai đoạn sau: Giai đoạn 1 : Đùn 10 bước và 5bước phụ Giai đoạn 2 : Kéo giãn 5 bước và 1 bước phụ Giai đoạn 3 : Kẹp khuôn 5 bước và 8 bước phụ Giai đoạn 4 : Thổi 6 bước và 8 bước phụ Giai đoạn 5 : Làm nguội 1 bước và 8 bước phụ Tổng số: 27 bước Để định nghĩa điều kiện làm việc ta chọn Edit, Processing Conditions. Vào View, Summary để lựa chọn những mục nào cần thể hiện trong cửa sổ. Định nghĩa các bước: - Để định nghĩa cho các bước, chọn nó và click vào nút Edit hoặc double click vào bước đó. - Với mỗi bước có một cửa sổ gồm 5 tabs (General/Load, Moulds, Heat Transfer, Node Displacement and Analysis) được sử dụng để thiết lập các điều kiện ở bước đó. 7.4.1. Giai đoạn 1: Đùn ống (bao gồm các bước từ 1 đến 10) Trục thời gian –Trình tự các sự kiện Stage (Có tổng số 5 giai đoạn) Time increment steps (Có tổng số 27 bước) Intermediate steps (Bước phụ) 10 5 5 6 1 Đùn Thổi Kẹp khuôn Chuyển động kéo giãn Làm nguội Đối với các bước từ 1-10, Chỉ có tab General / Load window thay đổi 10 bước đầu tiên được tạo ra một cách tự động, tương ứng với phôi đùn đã được tạo. Ta chỉ cần thay đổi Header. Title, Time và Parison Position thì được tự động nhập vào từ phôi đùn đã được thiết kế. Kết quả mô phỏng: Những hình ảnh sau đây là kết quả mô phỏng các bước 1 tới 10 (Đùn ống) 7.4.2. Giai đoạn 2: Kéo giãn phôi nhờ sự di chuyển của 2 chốt (các bước từ 11 đến 15) Trục thời gian –Trình tự các sự kiện Stage (Có tổng số 5 giai đoạn) Time increment steps (Có tổng số 27 bước) Intermediate steps (Bước phụ) 10 5 5 6 1 Đùn Thổi Kẹp khuôn Chuyển động kéo giãn Làm nguội Các bước từ 11 tới 15, General / Load, Moulds và Analysis windows thay đổi: Ta phải thay đổi Header, Title và Time (Thời gian tổng cộng tính từ lúc bắt đầu mô phỏng) Ta phải thay đổi toạ độ “Z” của Pin1 và Pin2 ở mỗi bước trong (trong tab Moulds) Ta phải thay đổi số bước phụ (Number of sub steps) thành 1, để cho các chốt tiếp xúc ngay với mẫu đùn. Kết quả mô phỏng: Hình ảnh sau đây mô phỏng kết quả các bước từ 11 tới 15: Chốt di chuyển kéo giãn phôi 7.4.3. Giai đoạn 3: Kẹp khuôn (các bước từ 16 đến 20) Trục thời gian –Trình tự các sự kiện Stage (Có tổng số 5 giai đoạn) Time increment steps (Có tổng số 27 bước) Intermediate steps (Bước phụ) 10 5 5 6 1 Đùn Thổi Kẹp khuôn Chuyển động kéo giãn Làm nguội Trong các bước từ 16 tới 20, các tabs General / Load, Moulds và Analysis thay đổi: Ta phải thay đổi Header, Title và Time (Thời gian tổng cộng tính từ lúc bắt đầu mô phỏng) Phải thay đổi áp suất (pressure) Thay đổi vị trí “X” và “y” của các tấm khuôn phải và trái ở mỗi bước Thay đổi số bước phụ thành 8 (Number of sub steps) Sau khi hoàn thành việc khai báo ta chọn Add Step Mô phỏng kết quả: Hình ảnh sau đây mô phỏng kết quả từ bước 16 tới 20 (Kẹp khuôn). Step 19 Step 20 Step 17 Step 18 Step 16 7.4.4. Giai đoạn 4: Thổi (các bước từ 21 đến 26) Trục thời gian –Trình tự các sự kiện Stage (Có tổng số 5 giai đoạn) Time increment steps (Có tổng số 27 bước) Intermediate steps (Bước phụ) 10 5 5 6 1 Đùn Thổi Kẹp khuôn Chuyển động kéo giãn Làm nguội Ở bước 21: Ta phải thay đổi Header, Title và Time. Thay đổi áp suất. Thay đổi hệ số truyền nhiệt (Heat Transfer Coefficient). Ta phải tạo nhóm điểm (Node Groups), xem trang sau để rõ hơn. Chọn Add để khai báo tiếp. Nhóm điểm: Ở tab Node Displacement Để xác định vị trí điểm đóng khít, Vào Display, Search / Probe… Dò 2 điểm mà trong vùng muốn đóng khít Điền vị trí Max và Min tương ứng trong cửa sổ của nhóm điểm đó. Vùng làm khít Dưới đây là một ví dụ cho quá trình làm khít những vùng này: Xem xét sự tiếp xúc ở các nhóm điểm được đóng khít: Khi quan sát kết quả sự tiếp xúc (Display, Display Options…, Data) Những màu khác nhau sẽ xuất hiện trên phôi đùn tương ứng với những đặc điểm tiếp xúc khác nhau. Các điểm đó là. blue: Phôi đùn chưa tiếp xúc với bề mặt tấm khuôn à Giá trị 0.1 green: Các điểm trên phôi đã được làm khít à Giá trị 0.5 orange: Phôi đùn đã tiếp xúc với thành khuôn à Giá trị 0.85 red: Phôi đùn đã tiếp xúc với lòng khuôn à Giá trị 1.0 So sánh kết quả khi nhóm điểm không đựơc làm khít và được làm khít : Khi không được làm khít Step 25 Step 21 Step 20 Step 24 → Quá trình phân tích sẻ mắc lỗi và dừng lại. Khi đã được làm khít Step 25 Step 24 Step 21 Step 20 Từ bước 23 đến 26: chỉ có General / Load window là thay đổi Ta phải thay đổi Header, Title và Time Thay đổi giá trị áp suất Kết quả mô phỏng: Hình ảnh dưới đây là kết quả của quá trình mô phỏng từ bước 21 đến 26 (thổi). Step 26 Step 25 Step 24 Step 23 Step 21 Step 22 7.4.5. Giai đoạn 5: Làm nguội (bước 27). Trục thời gian –Trình tự các sự kiện Stage (Có tổng số 5 giai đoạn) Time increment steps (Có tổng số 27 bước) Intermediate steps (Bước phụ) 10 5 5 6 1 Đùn Thổi Kẹp khuôn Chuyển động kéo giãn Làm nguội Ở bước thứ 27, chỉ có General / Load window thay đổi Ta phải thay đổi Header, Title và Time. Ở bước làm nguội này giữ nguyên các điều kiện như ở bước trước đó, ngoại trừ việc tăng thời gian lên. Bỏ dấu lựa chọn ở “Calculation Deformation”, điều này sẽ giúp làm giảm thời gian khi phân tích. Cooling 1/1 Step 27 80 0.01 20.0 Kết quả mô phỏng: Hình dưới đây là kết quả mô phỏng cho bước 27 : làm nguội Vậy là chúng ta đã hoàn thành việc khai báo các điều kiện làm việc cho bài toán. Dưới đây là bảng tóm tắt các bước: Đùn ống Kéo dãn ống Kẹp khuôn Thổi Làm nguội Sau đó ta nên l ưu lại quá trình. Vào File, Save Case 7.5. Lựa chọn phương án tối ưu. Trải qua các bước hiệu chỉnh bề dày thành ống đùn, ta có được các kết quả sau đây: 7.5.1. Trường hợp 1: ống đùn có bề dày thành không đổi. Các thông số khai báo: Bề dày thành ống phôi đạt được: Chất lượng sản phẩm đạt đựơc: 7.5.2. Trường hợp 2: ống đùn được tạo ra bằng cách điều khiển độ hở miệng thổi. Các thông số khai báo. Bề dày ống đùn đạt được: Chất lượng sản phẩm: 7.5.3. Trường hợp 3: Kết hợp giửa điều khiển khe hở miệng thổi và thay đổi hình dạng miệng thổi. Sau khi hiệu chỉnh và thay đổi c ác th ông s ố cho ph ù h ợp ta đ ã t ìm đ ư ợc gi ải ph áp t ối ưu đ ó l à: Các thông số khai báo. Bề dày ống đùn Chất lượng sản phẩm đạt được: Vậy là ta đã lựa chọn được phương án tối ưu nhất để có được sản phẩm thổi đạt chất lượng. Trong quá trình thổi ta sẻ áp dụng áp thông số này để điều khiển đầu thổi của máy. KẾT LUẬN Sau moät khoaûng thôøi gian tìm toøi hoïc hoûi vaø nghieân cöùu chuùng em ñaõ vaän duïng nhöõng kieán thöùc coù ñöôïc treân giaûng ñöôøng ñaïi hoïc, ñoàng thôøi öùng duïng thaønh coâng caùc phaàn meàm nhö: Proe/Engineer, Blowview 8.0 ñeå hoaøn thaønh luaän vaên toát nghieäp cuûa mình. Ñaëc bieät trong luaän vaên naøy, nhôø coù öùng duïng phaàn meàm Blowview 8.0 neân nhoùm chuùng em ñaõ thaønh coâng trong vieäc tìm ra caùc thoâng soá ñieàu khieån ñaàu thoåi cuûa maùy moät caùch thích hôïp, nhaèm muïc ñích naâng cao chaát löôïng saûn phaåm, maø cuï theå laø laøm ñoàng ñeàu beà daøy thaønh saûn phaåm thoåi, cuõng nhö khaû naêng ñieàu tieát chieàu daøy thaønh caùc saûn phaåm thoåi khaùc nhö mong muoán. Vieäc öùng duïng thaønh coâng trong luaän vaên naøy seû phaàn naøo giuùp ích cho ngaønh coâng nghieäp saûn xuaát khuoân trong nöôùc. Chuùng em tin raèng ngaønh coâng nghieäp khuoân maãu trong nöôùc seû ngaøy caùc phaùt trieån maïnh meõ hôn nöûa, nhaát laø khaû naêng taêng naêng suaát vaø naâng cao chaát löôïng saûn phaåm. TAØI LIỆU THAM KHẢO [1] Hướng dẫn thực hành Proe/Engineer 2001 phần căn bản và nâng cao. -Thạc sỹ Lê Trung Thực [2] Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa, 1994. -PTS Vũ Hoài Ân [3] Injection Molds, third edition (130 Proven Designs). -Gastrow [4] Mold – Making Handbook. [5] Futaba, Catolog Standard Plastic Mold Base. [6] Face, Misumi Plastic die Standard Component technical Specification. [7] Sổ tay dụng cụ cắt Mitsubishi Carbide. [8] Sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 1, NXBKHKT 1999 [9] Sổ tay công nghệ chế tạo máy, tập 2,3. NXBKHKT 1999 [10] Thiết kế khuôn ép phun-Luận văn tốt nghiệp ĐHKT TPHCM [11] Hiệp hội nhựa TPHCM: Kỷ thuật viên nghành nhựa-Nhà quản lý, 1999. [12] Công nghệ CAD/CAM -PTS Đoàn Thị Minh Trinh