Đồ án Nghiên cứu thiết kế chế tạo khuôn mẫu ngành nhựa

PHAÀN 1: THIEÁT KEÁ KHUOÂN EÙP PHUNChöông 1: TOÅNG QUAN VEÀ COÂNG NGHEÄ EÙP PHUN Saûn phaåm cuûa coâng ngheä eùp phun Coâng ngheä eùp phun taïo ra nhöõng saûn phaåm nhöïa ña daïng veà hình daïng vaø kích côõ gaén lieàn vôùi cuoäc soáng cuûa chuùng ta. Taïo ra nhöõng saûn phaåm coù hình daùng phöùc taïp, trong moïi lónh vöïc cuûa ñôøi soáng : tieâu duøng, coâng ngheä thöïc phaåm, y teá, coâng ngheä cao….. Saûn phaåm sau khi eùp phun coù maøu saéc phong phuù, khoâng caàn phaûi sôn. Ñoä nhaün boùng beà maët cao neân khoâng caàn gia coâng laïi. Nhöõng saûn phaåm cuûa coâng ngheä eùp phun coù ñoä deûo, dai, nheï, hình daùng ña daïng, baét maét, thaân thieän vôùi con ngöôøi. Coù theå taùi cheá giuùp tieát kieäm vaät lieäu. Hình 1.1 saûn phaåm nhöïa gia duïng Hình 1.2 Saûn phaåm nhöïa kyõ thuaät Phaân loaïi maùy eùp phun Phaân loaïi maùy theo vaät lieäu ñöôïc söû dung Maùy eùp phun nhöïa nhieät deûo. Maùy eùp phun nhöïa nhieät raén. Phaân loaïi maùy theo heä thoáng keïp Maùy duøng heä thoáng keïp thuûy löïc. Maùy duøng heä thoáng keïp ñoøn khuyûu. Phaân loaïi maùy theo löïc keïp Coù caùc loaïi maùy 50, 80,100, 150. 180,…(taán). Phaân loaïi maùy theo höôùng truïc vít Maùy eùp phun ñöùng. Maùy eùp phun naèm ngang. Phaân loaïi maùy theo coâng ngheä eùp phun Maùy eùp phun leäch taâm. Maùy eùp phun nhieàu maøu. Maùy eùp phun nhieàu nguyeân lieäu. Maùy eùp phun thoåi khí. Maùy eùp phun nhöïa nhieät raén. Maùy eùp phun cao su. Vaät lieäu trong coâng ngheä eùp phun Vaät lieäu thöôøng ñöôïc duøng trong trong coâng ngheä eùp phun laø nhöïa. Noù laø nhöõng vaät lieäu nhaân taïo nhaän ñöôïc treân cô sôû caùc polymer höõu cô. Khi nung noùng chuùng seõ chaûy deûo vaø döôùi taùc duïng cuûa löïc chuùng ñöôïc taïo hình daùng vaø giöõ nguyeân hình daùng ñoù. Vaät lieäu nhöïa ñöôïc duøng ñeå eùp phun raát ña daïng vôùi hôn 20000 loaïi nhöïa nhieät deûo vaø 5000 loaïi nhöïa nhieät raén. Thaønh phaàn cuûa nhöïa : Chaát lieân keát: loaïi nhöïa toång hôïp Chaát ñoän: ôû daïng boät, sôïi taám, voâ cô, höõu cô.. Ngoaøi ra coù theå cho theâm caùc chaát phuï gia. Moät soá loaïi nhöïa thöôøng söû duïng trong khuoân maãu: PVC (polyvinyclorua) PP (polipropylen) PS (polistylen) PA (poliamide) nylon PC (polyarbonate) PET (polyethylen- terethalate) ABS (Acrylonitrile-Butadiene-Styrence) PE (polyethylen) Nhöïa PVC (Polyvinyl Chloride) Nhöõng khuyeát taät treân saûn phaåm khi eùp phun Loãi Nguyeân nhaân Caùch khaéc phuïc 1.Loã khí - Heä thoáng thoaùt khí treân khuoân chöa toát. - Doøng chaûy phaân boá khoâng ñeàu. - Thieát keá ñaûm baûo caân baèng doøng chaûy. - Vuøng ñieàn ñaày sau cuøng phaûi ñuôïc thoaùt khí toát baèng caùc ty thoaùt khí. - Giaûm vaän toác phun ñeå nhöïa ñieàn ñaày töø töø vaø khí deã daøng thoaùt ra ngoaøi. 2. Caùc ñoám chaùy - Caùc boït khí tích tuï trong loøng khuoân duôùi aùp suaát vaø nhieät ñoä cao seõ bò chaùy taïo ra loãi. -Nhöïa cuõng bò chaùy do aùp suaát vaø nhieät ñoä eùp quaù cao. - Thieát keá heä thoáng daãn nhöïa hôïp lyù ñeå traùnh quaù nhieät. - Thieát keá saûn phaåm ñeå traùnh baãy khí. - Giaûm vaän toác quay cuûa truïc vít vaø aùp suaát phun eùp. - Giaûm nhieät ñoä trong khoang gia nhieät vaø treân voøi phun. 3. Veát raïn nöùt - ÖÙng suaát dö cao. - Saûn phaåm coù nhieàu ñöôøng haøn. - Höôùng co ruùt khaùc nhau daãn ñeán nöùt. - Taêng beà daøy chi tieát hôïp lyù. - Thieát keá keânh daãn giaûm co ruùt. 4. Troùc beà maët - Troän vaät lieäu chöa ñeàu vaø dính aåm vaät lieäu. - Nhieät noùng chaûy cuûa nhöïa thaáp. - ÔÛ mieäng phun vaø keânh daãn coù caïnh saéc. - Loaïi boû hôi aåm vaø ñieàu chænh tyû leä vaät lieäu eùp hôïp lyù. - Ñaùnh boùng mieäng phun vaø keânh daãn. - Taêng nhieät ñoä doøng nhöïa ñeå taïo lieân keát. 4. Ñoåi maøu saûn phaåm - Khoang caáp lieäu quaù daøi khieán nhöïa ñieàn ñaày loøng khuoân ôû nhieät ñoä cao. - Vaät lieäu nghieàn khaùc maøu vôùi vaät lieäu taùi cheá. - Truïc vít taïo ma saùt lôùn. - Giöõ vaät lieäu saïch tröôùc khi eùp. - Giaûm ma saùt cuûa heä thoáng daãn ñeå traùnh quaù nhieät. - Traùnh söï tích tuï khí laøm chaùy saûn phaåm. - Choïn truïc vít hôïp lyù. - Giaûm nhieät ñoä khoang caáp lieäu vaø voøi phun. 6. Bavia - Caùc taám khuoân khoâng khít nhau. - Löïc keïp khuoân khoâng ñuû ñeå choáng laïi aùp suaát loøng khuoân. - Söï ñoâng ñaëc cuïc boä quaù möùc laøm taêng aùp trong loøng khuoân. - Nhieät chaûy deûo quaù cao vaø aùp suaát eùp quaù cao cuõng laøm cho bavia. - Heä thoáng thoaùt khí quaù saâu. - Ñaûm baûo söï kheùp kín giöõa hai nöûa khuoân hôïp lyù. - Taêng khaû naêng chòu löïc cuûa caùc taám khuoân baèng caùc taám ñôõ phuï. - Taêng löïc keïp cuûa maùy . - Giaûm nhieät ñoä khoang caáp lieäu vaø voøi phun ñeå traùnh aùp suaát phun quaù cao - Giaûm aùp suaát phun vaø baûo aùp thay vaøo ñoù taêng thôøi gian eùp cuõng nhö haï töø töø vaän toác phun ñeà traùnh aùp suaát ngöôïc. 7. Saûn phaåm bò cong veânh - Söï laøm nguoäi giöõa caùc vuøng khoâng ñoàng ñeàu laøm saûn phaåm co ruùt theo nhieàu höôùng khaùc nhau. Ñaây laø nguyeân nhaân chính laøm chi tieát bò cong veânh. - Chi tieát bò cong veânh do laøm nguoäi hai maët khoâng gioáng nhau. - Thieát keá heä thoáng laøm nguoäi cho ñoàng ñeàu. - Giaûm beà daøy thaønh chi tieát neáu coù theå, hoaëc theâm vaøo caùc vaáu loài, gaân taêng cöùng. - Ñaët mieäng phun ñeå doøng chaûy chaûy theo moät huôùng. 8. Saûn phaåm khoâng ñöôïc ñieàn ñaày - Doøng nhöïa bò haïn cheá do keânh daãn bò ñoâng ñaëc. - Loøng khuoân quaù phöùc taïp khieán doøng chaûy bò ngheõn. - Thoaùt khuoân khoâng toát. - Nhieät chaûy deûo hay nhieät ñoä khuoân quaù thaáp. - Coâng suaát maùy eùp (cm3/s) hoaëc toác ñoä ram quaù thaáp. - Khuoân bò roø ræ aùp vaø theå tích vaät lieäu cuõng gaây neân thieáu vaät lieäu. - Coù theå taêng beà daøy saûn phaåm ñeå môû roäng doøng chaûy. - Ñaët mieäng phun taïi nôi coù beà daøy lôùn. - Taêng kích thuôùc mieäng phun, kích thuôùc keânh daãn hay soá mieäng phun ñeå giaûm khaùng doøng. - Ñaët loã thoaùt khí taïi nôi khoù ñieàn ñaày hoaëc taêng soá luôïng loã thoaùt khí. - Taêng aùp suaát phun ( khoaûng 70 – 80 % aùp suaát cöïc ñaïi cuûa maùy). - Taêng vaän toác phun ñeå nhöïa ñieàn ñaày vaøo loøng khuoân nhanh hôn. - Taêng theå tích phun. 9. Saûn phaåm bò dính veát baån vaø coù soïc - Vaät lieäu bò bieán chaát do quaù nhieät. - Vaät lieäu khoâng saïch. - Khoâng duøng laïi vaät lieäu bò nhieãm baån. - Traùnh ñeå vaät lieäu dính taïp chaát truôùc khi eùp. - Traùnh ñeå daàu boâi trôn cuûa maùy laãn vaøo nhöïa chaûy deûo. - Laøm nhaün boùng beà maët keânh daãn. - Choïn coâng suaát eùp thích hôïp (70 -80 % coâng suaát maùy). - Veä sinh maùy vaø khuoân truôùc khi eùp. - Giaûm nhieät ñoä khoang caáp lieäu vaø voøi phun ñeå traùnh gaây quaù nhieät cho nhöïa. 10. Ñuôøng haøn - Vò trí mieäng phun ñaët leäch. - Beà daøy saûn phaåm khoâng hôïp lyù. - Ñaët vò trí mieäng phun sao cho caân baèng doøng chaûy. - Giaûm söï cheânh leäch beà daøy chi tieát ñeán möùc coù theå. - Taêng nhieät ñoä khuoân vaø nhieät ñoä chaûy deûo.Ñuôøng haøn seõ ít neáu nhieät ñoä chaûy deûo lôùn hôn nhieät ñoä phun 20o C Chöông 2: KEÁT CAÁU KHUOÂN EÙP NHÖÏA Caùc thaønh phaàn trong khuoân eùp nhöïa Hình1.3 Keát caáu khuoân 1. Taám keïp tröôùc 10. Taám giöõ 2. Taám khuoân aâm 11. Taám ñaåy 3. Baïc cuoáng phun 12. Taám keïp sau 4. Voøng ñònh vò 13. Choát ñaåy 5. Vít luïc giaùc 14. Loø xo 6. Ñöôøng nöôùc 15. Choát hoài 7. Taám khuoân döông 16. Baïc daãn höôùng 8. Taám loùt 17. Loøng khuoân 9. Goái ñôõ 18. Choát daãn höôùng Chöùc naêng cuûa caùc boä phaän khuoân 1. Taám keïp tröôùc : keïp phaàn coá ñònh cuûa khuoân vôùi taám coá ñònh cuûa maùy eùp nhöïa. 2. Taám khuoân aâm : chöùa loøng khuoân hoaëc phaàn insert ñònh hình saûn phaåm, ñöôïc laép vaøo taám keïp tröôùc. 3. Baïc cuoáng phun : ñöa nhöïa vaøo loøng khuoân, thoâng thöôøng noù naèm treân taám keïp tröôùc. 4. Voøng ñònh vò : ñaûm baûo cho baïc cuoáng phun vaø ñaàu phun truøng taâm nhau. 5. Vít luïc giaùc : coá ñònh caùc chi tieát vôùi nhau. 6. Ñöôøng nöôùc : daãn nöôùc hoaëc dung moâi ñeå laøm nguoäi khuoân trong quaù trình laøm maùt 7. Taám khuoân döông : chöùa loøng khuoân hoaëc phaàn insert ñònh hình saûn phaåm, ñöôïc laép chaët vaøo goái ñôõ hay taám loùt. 8. Taám loùt : giöõ cho taám khuoân khoâng bò uoán. 9. Goái ñôõ : taïo khoaûng khoâng gian cho loùi saûn phaåm 10. Taám giöõ : giöõ taám ñaåy vaø ty loùi 11. Taám ñaåy : keát hôïp vôùi taám giöõ vaø choát ñaåy ñeå ñaåy chi tieát ra khoûi khuoân. 12. Taám keïp sau : keïp phaàn di ñoäng cuûa khuoân vôùi taám di ñoäng cuûa maùy eùp nhöïa. 13. Choát ñaåy : ñaåy saûn phaåm ra khoûi loøng khuoân. 14. Loø xo : ñeå ñaûm baûo caùc taám giöõ vaø taám ñaåy hoài veà vò trí cuõ sau khi loùi 15. Choát hoài : cuøng vôùi loø xo ñöa caùc taám giöõ vaø taám ñaåy hoài veà vò trí cuõ sau khi loùi. 16. Baïc daãn höôùng : daãn höôùng cho truïc daãn höôùng haïn cheá moøn taám khuoân. 17. Loøng khuoân : taïo neân hình daùng cuûa chi tieát. 18. Choát daãn höôùng : daãn höôùng cho taám khuoân aâm vaø khuoân döông. Moät soá loaïi khuoân Khuoân hai taám Khuoân ba taám Khuoân nhieàu taàng Khuoân coù loõi maët beân Khuoân cho saûn phaåm coù ren Khuoân nhieàu maøu Khuoân hai taám Khuoân hai taám coù keânh daãn nguoäi Khuoân hai taám laø loaïi khuoân phoå bieán nhaát.So vôùi khuoân ba taám thì khuoân hai taám ñôn giaûn hôn, reû hôn vaø coù chu kyø eùp phun ngaén hôn. Ñoái vôùi khuoân hai taám coù moät loøng khuoân thì khoâng caàn ñeán keânh daãn nhöïa maø nhöïa seõ ñieàn ñaày tröïc tieáp vaøo loøng khuoân thoâng qua baïc cuoáng phun. Ñoái vôùi khuoân hai taám coù nhieàu loøng khuoân thì ta caàn quan taâm ñeán vieäc thieát keá keânh daãn vaø mieäng phun sao cho nhöïa coù theå ñieàn ñaày caùc loøng khuoân cuøng luùc. Hình 1.4 Khuoân hai taám keânh daãn nguoäi. Keát caáu khuoân 2 taám söû duïng keânh daãn nguoäi: Hình 1.5 keát caáu khuoân 2 söû duïng keânh daãn nguoäi Khuoân hai taám coù keânh daãn noùng. Hình 1.6 Khuoân hai taám coù keânh daãn noùng. Vôùi loaïi khuoân naøy, nhöïa luoân ôû traïng thaùi chaûy loûng do ñöôïc gia nhieät trong heä thoáng keânh daãn noùng (hot runner), vaät phun ra khoâng coù keânh nhöïa keøm theo neân giaûm ñöôïc löôïng nhöïa dö thöøa. Öu ñieåm: Tieát kieäm vaät lieäu. Khoâng coù veát cuûa mieäng phun treân saûn phaåm. Giaûm thôøi gian chu kyø. Ñieàu khieån ñöôïc söï ñieàn ñaày vaø doøng chaûy cuûa nhöïa. Nhöôïc ñieåm: Giaù thaønh cao hôn khuoân hai taám coù keânh daãn nguoäi. Khoù ñoåi maøu vaät lieäu. Heä thoáng ñieàu khieån nhieät ñoä deã bò hoûng. Khoâng thích hôïp vôùi nhöõng vaät lieäu chòu nhieät keùm. Khuoân ba taám So vôùi khuoân hai taám thì heä thoáng keânh daãn cuûa khuoân ba taám ñöôïc ñaët treân taám thöù hai song song vôùi maët phaân khuoân chính.Chính nhôø taám thöù hai naøy maø keânh daãn vaø cuoáng phun coù theå ñöôïc rôøi ra khoûi saûn phaåm khi môû khuoân (töï caét ñuoâi keo). Khuoân ba taám ñöôïc duøng khi maø toaøn boä heä thoáng keânh daãn khoâng theå boá trí treân cuøng moät maët phaúng nhö ôû khuoân hai taám. Ñieàu naøy coù theå laø do: Khuoân coù nhieàu loøng khuoân. Khuoân coù moät loøng khuoân nhöng phöùc taïp neân caàn hôn moät vò trí phun nhöïa. Vì phaûi caân baèng doøng nhöïa giöõa caùc keânh daãn vôùi nhau neân buoäc phaûi thieát keá keânh daãn khoâng naèm treân maët phaân khuoân. Ñieåm ñaëc tröng cuûa khuoân ba taám laø töï caét ñuoâi keo.Caùc boä phaän chính trong khuoân 3 taám: Hình 1.7 Caùc boä phaän trong khuoân 3 taám Phaàn 1 laø phaàn coá ñònh : goàm taám keïp tröôùc ñeå noái khuoân vaøo maùy gia coâng nhöïa vaø moät taám trung gian ñeå thaùo mieäng phun cuûa truïc keùo cuoáng phun. Phaàn 2 laø phaàn chuyeån ñoäng coù chöùc naêng cuûa khuoân 2 taám, loaïi tröø heä thoáng truïc ñeå laøm phaàn 3 chuyeån ñoäng. Phaàn 3 laø phaàn cuûa taám khuoân döôùi. Maët gaàn vôùi phaàn 1 ñöôïc gia coâng heä thoáng keânh nhöïa coøn phaàn döôùi laø khuoân insert cuûa khuoân aâm. Khuoân nhieàu taàng Hình 1.7 Khuoân nhieàu taàng Vôùi muïc ñích taïo ra saûn phaåm vôùi soá löôïng lôùn, taêng naêng suaát, giaûm giaù thaønh, giaûm chi phí laøm khuoân.Tuy nhieân noù cuõng aûnh höôûng ñeán coâng vieäc thieát keá, gia coâng cuõng nhö laép raùp gaëp khoù khaên hôn do caùc thoâng soá veà ñoä phaúng, ñoä ñoàng taâm. Khuoân coù loõi maët beân Khi khuoân ñöôïc thieát keá vaø ñöôøng phaân khuoân ñaõ coá ñònh, thöôøng coù moät soá phaàn cuûa saûn phaåm khoâng thaùo ra ñöôïc ra ñöôïc theo höôùng môû cuûa khuoân.Trong tröôøng hôïp ñoù caàn ñeán caùc loõi maët beân.Coù nhieàu caùch thieát keá loõi maët beân bao goàm keát caáu cam choát xieân, choát coù maët cam, choát deûo, choát xieân, choát xieân keùp, cam chaân choù, choát thaùo coù loõi coân, tröôït theo höôùng cam. Hình1.8 Thaùo loõi baèng choát xieân Hình 1.9 Thaùo loõi maët beân baèng xylanh thuûy löïc. Khuoân cho saûn phaåm coù ren Phaàn töû ren goàm coù ren trong vaø ren ngoaøi.Coù nhieàu caùnh thaùo ren nhö: thaùo ren cöôõng böùc, thaùo ren baèng choát gaäp, thaùo ren baèng thanh raêng baùnh raêng, thaùo ren baèng tay, thaùo ren baèng choát nhaû  Hình1.10 Thaùo ren trong baèng choát gaäp nhaû Hình1.11 Thaùo ren ngoaøi baèng choát gaäp nhaû Khuoân nhieàu maøu Khuoân nhieàu maøu laø khuoân eùp vôùi caùc daïng saûn phaåm goàm nhieàu gia ñoaïn, moåi gia ñoaïn söû duïng moät khuoân rieâng vaø quaù trình naøy thöông xaûy ra lieân ruïc cho ñeán khi eùp xong hoaøn chænh moät saûn phaåm. Hình 1.12 Saûn phaåm cuûa khuoân nhieàu maøu Chöông 3: THIEÁT KEÁ KHUOÂN EÙP PHUN Caùc vaán ñeà caàn quan taâm khi thieát keá Caùc tính chaát cuûa nhöïa duøng laøm saûn phaåm. Soá löôïng saûn phaåm caàn saûn xuaát laø bao nhieâu ñeå ta coù theå tính toaùn sô boä tuoåi beàn cuûa khuoân. Chu kyø eùp phun maát bao nhieâu thôøi gian. Nôi saûn phaåm ñöôïc söû duïng vaø ñöôïc duøng vaøo vieäc gì. Dung sai laép gheùp giöõa caùc saûn phaåm ( neáu coù). Ñoä co ruùt cuûa nhöïa. Goùc thoaùt khuoân laø bao nhieâu thì phuø hôïp. Loaïi heä thoáng keânh daãn naøo laø phuø hôïp, keânh daãn nguoäi, keânh daãn noùng hay caû hai loaïi. Vò trí mieäng phun, doøng chaûy, ñöôøng haøn, nôi loùi saûn phaåm. Kích thöôùc vaø kieåu mieäng phun. Treân khuoân coù khaéc caùc hoa vaên hay chöõ khoâng. Caùc chi tieát thay theá cho khuoân khi caàn thieát Caùc thoâng soá cuûa maùy eùp phun: kích côõ, kích thöôùc ñaàu phun, coâng suaát laøm deûo. Tính töï ñoäng hoùa cuûa maùy. Thôøi gian hoaøn taát. Giaù thaønh khuoân. Keát caáu chung cuûa khuoân eùp nhöïa Heä thoáng caáp nhöïa Heäï thoáng daãn höôùng Heä thoáng ñaåy Heä thoáng loõi maët beân Heä thoáng laøm nguoäi vaø thoaùt khí Saûn phaåm thieát keá Saûn phaåm thieát keá trong ñoà aùn laø goái ñôõ trong caàn ñaåy vali, Choïn loaïi khuoân cho thieát keá Saûn phaåm goái ñôõ naøy khoâng yeâu caàu veà maët thaåm myõ vaø ñoä chính cao neân ta choïn keát caáu vaø loaïi khuoân ñôn giaûn cho phuø hôïp vôùi saûn phaåm. Khuoân eùp cho saûn phaåm laø khuoân hai taám söû duïng keânh daãn nguoäi. Tính soá loøng khuoân Coù nhieàu caùch tính soá loøng khuoân, ôû ñaây ta aùp duïng tính soá loøng khuoân döïa vaøo löïc keïp cuûa maùy eùp: Trong ñoù: n: soá loøng khuoân toái thieåu treân khuoân S(mm2): dieän tích beà maët saûn phaåm P(Mpa): aùp suaát phun cöïa ñaïi treân maùy eùp Fp(N): löïc khuoân lôùn nhaát treân maùy eùp S= 7500mm2; P=280 Mpa; Fp=80.000N (loøng khuoân) Ta choïn soá loøng khuoân laø 2 thoûa yeâu caàu. Choïn kích thöôùc 2 loøng khuoân: Khuoân treân: daøi*roäng*daøy= 280*200*45 (mm) Khuoân döôùi: daøi*roäng*daøy= 280* 200*60 (mm) Kieåm tra ñoä beàn khuoân:Ta coù coâng thöùc kieåm tra ñoä beàn: Trong ñoù: P(N): löïc eùp khuoân: F(cm2): tieát dieän caét ngang cuûa taám khuoân. ( Kg/cm²): giôùi haïn beàn cuûa vaät lieäu laøm khuoân : giôùi haïn beàn cho pheùp cuûa vaät lieäu.( theùp P20) Ta coù =1350Kg/cm² Theo thoâng soá maùy ta coù P=80.000KN=80.000Kg Ta coù dieän tích taám khuoân laø: F80000/1350= 60cm² Maø : F=60x 200=120.00mm²=120 cm² Vaäy vôùi tieát dieän thieát keá treân ñuû ñieàu kieän beàn cho khuoân. Thieát keá heä thoáng daãn nhöïa Cuoáng phun Theo lyù thuyeát tính toaùn ôû chöông 2 kích thöôùc cuoáng phun ñöôïc thieát keá theo tieâu chuaån JSC: Keânh daãn Ta choïn keânh daãn nguoäi vôùi tieát dieän caét ngang laø hình troøn. Kích thöôùc keânh daãn nguoäi: Trong ñoù: D (mm): laø ñöôøng kính keânh daãn W(gam) : laø khoái löôïng saûn phaåm L(mm) : laø chieàu daøi keânh daãn Theå tích saûn phaåm tính theo phaàn meàm Modex 3D R9.0 baèng 58.1624 cc Maø khoái löôïng saûn phaåm: W=V*d vôùi d laø troïng löôïng rieâng vaø V laø theå tích W=58*0.9=52 g Choïn ñöôøng kính keânh daãn 6mm Theå tích runner: 6 cc Trong caùc loaïi keânh daãn keânh daâûn troøn ñaït hieäu quaû cao nhaát trong quaù trình daãn nhöïa vaø vieäc gia coâng töông ñoái ñôn giaûn neân ta choïn keânh daãn troøn. Mieäng phun Khuoân thieát keá saûn phaåm naèm toaøn boä veà phía phaàn khuoân döôùi (cavity) neân ta choïn mieâng phun kieåu caïnh chæ phun vaøo loøng khuoân phía beân khuoân döôùi. Boá trí loøng khuoân, keânh daãn vaø coång phun: KEÂNH DAÅN SAÛN PHAÅM MIEÄNG PHUN Heä thoáng daãn höôùng Choát daãn höôùng Choát daãn höôùng thöôøng coù hai loaïi, loaïi coù vai vaø loaïi khoâng vai. ÔÛ ñaây ta choïn loaïi khoâng vai. Kích thöôùc choát daãn höôùng: Tính kích thöôùc choát daãn höôùng: Khoái löôïng khuoân treân (core): 15kg Khoái löôïng cho moãi choát laø: 15/4= 3.75kg (vì laøm 4 choát daãn höôùng) Momen uoán taùc duïng leân choát: M= G*l= M*g*l= 3.75*9.8*90=3307.5 Nmm M(kg): khoái l löôïng khuoân treân g(m/s2): löïc troïng tröôøng l(mm): chieàu daøi choát Tieát dieän chòu löïc taïi maët caéùt nguy hieåm: =11.37mm Vôùi ñeà taøi ta choïn ñöôøng kính choát 16 laø hôïp lyù, thoûa ñieàu kieän beàn Baïc daãn höôùng Baïc daãn höôùng coù hai loaïi khoâng vai vaø loaïi coù vai, trong ñeà taøi choïn loaïi coù vai Kích thöôùc baïc daãn höôùng: Heä thoáng loõi maët beân Heä thoáng loõi maët beân coù nhieàu loaïi coù theå söû duïng cho khuoân naøy, vôùi hình daùng chi tieát trong ñeà taøi choïn heä thoáng loõi maët beân söû duïng cam tröôït vaø xilanh thuûy löïc ñaåy cam ra vaøo. Moät soá loaïi xilanh thuûy löïc: Löïc eùp cuûa xilanh: F= P*A Vôùi F(N): löïc eùp cuûa xilanh P(kgf/cm2): Aùp suaát daàu caáp treân maùy eùp phun A(cm2): Tieát dieän cuûa piston A==mm2=12.56 cm2 r: baùn kính trong cuûa xilanh P=6 Bar= 61.18 (kgf/cm2) F= 61.18x12.56= 768.42 (kgf) Ñeå xilanh sau khi keïp giöõ ñöôïc cam thì ta caàn phaûi coù löïc keïp cuûa xilanh lôùn hôn löïc do aùp suaát cuûa doøng chaûy trong khuoân taùc ñoäng leân cam. Theo keát quaû phaân tích baèng phaàn meàm Modex 3D beân phaàn CAE thì aùp suaát doøng nhöïa trong khuoân laø 60Mpa= 600Bar= 611.83 kgf/cm2 (theo keát quaû chuyeån ñoåi baèng phaàn meàm). Vaäy löïc keïp cuûa xilanh thoûa ñieàu kieän cuûa aùp suaát phun trong khuoân. Baûn veõ caáu taïo xilanh: Haønh trình cuûa xilanh: Theo kích thöôùc thieát keá ta choïn haønh trình ra vaøo cuûa xilanh laø 44 mm ñeå ñaûm baûo cam ra vaøo hôïp lyù trong khuoân. Heä thoáng laøm nguoäi khuoân Heä thoáng laøm nguoäi trong khuoân thieát keá choïn laøm nguoäi baèng nöôùc vôùi 4 ñöôøng nöôùc ôû khuoân döôùi (cavity) vaø hai döôøng nöôùc khuoân treân ñöôøng kính 8mm Ñeå taêng hieäu suaát laøm nguoäi trong khuoân keânh daãn nöôùc laøm nguoäi thieát keá sao cho doøng chaûy cuûa nöôùc luoân laø doøng chaûy roái. Ñeå taïo doøng chaûy roái toát ta noái cho caùc ñöôøng nöôùc tuaàn hoaøn trong moãi loøng khuoân hoaëc noái noái tieáp caùc ñöôøng nöôùc trong moät loøng khuoân. Heä thoáng ñaåy Heä thoáng ñaåy bao goàm choát hoài vaø ty loùi saûn phaåm. Tính kích thöôùc choát hoài Khoái löôïng cho moãi choát chòu laø: 6.5/4= 1.625kg (vì laøm 4 choát hoài) Momen uoán taùc duïng leân choát: M= Gxl= mxgxl= 1.625x9.8x115=1831Nmm m(kg): khoái l löôïng khuoân treân g(m/s2): löïc troïng tröôøng l(mm): chieàu daøi choát Tieát dieän chòu löïc taïi maët caéùt nguy hieåm: (choïn heä soá an toaøn n=2) =9.3mm Choïn ñöôøng kính choát hoài d=12 thoûa ñieàu kieän beàn. Ty loùi: choïn ty loùi ñöôøng kính 8 mm loùi vaøo 2 vò trí treân saûn phaåm vaø 3 ty loùi vaøo keânh daãn. Chöông 4: ÖÙNG DUÏNG PHAÀN MEÀM PRO\ENGINEER WILDFIRE 4.0 VAØ EMX TRONG THIEÁT KEÁ KHUOÂN Thieát keá saûn phaåm Baûn veõ chi tieát Töø baûn veõ chi tieát ta tieán haønh thieát keá saûn phaåm treân phaàn meàm pro engineer qua caùc böôùc sau: Choïn moâi tröôøng thieát keá Thieát keá saûn phaåm Saûn phaåm thieát keá Taùch khuoân Caùc böôùc tieán haønh taùch khuoân: Laép chi tieát Nhaäp heä soá co ruùt cuûa vaät lieäu nhöïa Taïo phoâi Kieåm tra goùc thoaùt khuoân Taïo maët phaân khuoân Taïo mold volume Taïo mold component Mold Opening Laép chi tieát Nhaäp heä soá co ruùt cuûa vaät lieäu nhöïa: ñoái vôùi vaät lieäu nhöïa ta choïn eùp phun laø PP thì ñoä co ruùt töø 0.01 ñeán 0.025, ta choïn ñoä co ruùt laø 0.015 Trong Menu Manager/ Shrinkage/ Choïn saûn phaåm/ Choïn By scaling/ Choïn Coordinate system vaø nhaäp giaù trò Shrink ratio laø 0.015. Taïo phoâi : vôùi kích thöôùc 280*200*95 (mm*mm*mm) Kieåm tra goùc thoaùt khuoân: 1.5 ¨ Taïo maët phaân khuoân Taùch khuoân: Sau khi taïo maët phaân khuoân ta tieán haønh split phoâi thaønh loøng khuoân vaø caùc chi tieát nhö cam, insert caáy vaøo cam vaø keát quaû ta ñöôïc traïng thaùi môû khuoân: KHUOÂN TREÂN CAM INSERT KHUOÂN DÖÔÙI ÖÙng duïng EMX5.0 xaây döïng boä khuoân hoaøn chænh Giôùi thieäu veà EMX EMX laø töø vieát taét cuûa “Expert Moldbase Extension” module hoå trôï cho vieäc thieát keá khuoân maãu ñöôïc tích hôïp theâm vaøo phaàn meàm Pro enginner. Ñaây laø module cung caáp cho baïn nhöõng chi tieát cô baûn ñeå baïn hoaøn thaønh moät boä khuoân hoaøn chænh. Vieäc naøy raát quan troïng trong vieäc tính toaùn keát caáu vaø giaù thaønh cuûa boä khuoân. Söû duïng EMX coù nhöõng öu ñieåm sau: Giaûm thôøi gian thieát keá vaø cheá taïo caùc thaønh phaàn phuï trôï. Giaûm chi phí cho quaù trình thieát keá vaø cheá taïo khuoân. Caùc chi tieát ñöôïc saûn xuaát theo chuaån nhaát ñònh neân ñaûm baûo ñoä chính xaùc cao. Coù theå ñieàu tieác lao ñoäng trong vieäc xaây döïng moät hoøm khuoân moät caùch ñeå daøng. Naâng cao naêng suaát vaø hieäu quaû kinh teá. Giao dieän cuûa EMX 5.0 M50 Sau khi caøi ñaët phaàn meàm EMX 5M50 seõ coù giao dieän: Treân thanh coâng cuï cuûa Pro/Wildfire 4.0 xuaát hieän bieåu töôïng EMX 5.0 vaø treân thanh Toolbar xuaát hieän caùc Icon cuûa module naøy. Neáu click vaøo bieåu töôïng EMX 5.0 seõ thaáy xuaát hieän cöûa soå nhoû vôùi caùc löïa choïn nhö hình : Trình töï laép khuoân vôùi EMX Böôùc 1: Taïo moâi tröôøng laøm vieäc. Böôùc 2: Ñöa voû khuoân leân ba maët phaúng chuaån. Böôùc 3: Laép caùc linh kieän vaøo khuoân. Böôùc 4: Hieäu chænh quaù trình thieát keá. Böôùc 5: Moâ phoûng quaù trình môû khuoân. Taïo moâi tröôøng laøm vieäc Taïo baûn veõ môùi.Click hay EMX > Project > ...create new: Môû baûn veõ môùiXuaát hieän hoäp thoaïi Project nhö hình beân döôùi Trong hoäp thoaïi Project chuùng ta caàn thay ñoåi moät vaøi thoâng soá caàn thieát nhö sau: + Data: Thoâng tin baûn veõ. Project name: Teân baûn veõ. User name: Teân ngöôøi duøng. + Options: Unit: choïn ñôn vò. Project type: choïn moâi tröôøng laøm vieäc. + Templates: maãu khuoân .Templates directory: ñöôøng daãn ñeán thö muïc chöùa moldbase. - Click chaáp nhaän. Neáu ta giöõ nguyeân caùc thoâng soá maëc ñònh trong hoäp thoaïi Project vaø click choïn seõ xuaát hieän maøn hình laøm vieäc sau: Ñaët voû khuoân vaøo moâi tröôøng laøm vieäc Moldbase assembly: ñöa voû khuoân leân ba maët phaúng chuaån. Trong moâi tröôøng EMX voû khuoân khoâng caàn thieát keá maø noù ñaõ coù saün caùc keát caáu khaùc nhau, vaø ta chæ vieäc goïi voû khuoân phuø hoäp vôùi muïc ñích cuûa ngöôøi thieát keá, maët khaùc ngöôøi thieát keá coù theå hieäu chænh laïi caùc keát caáu ñoù .ŽÑöôïc thöïc hieän qua caùc doøng leänh:EMX / moldbase / assembly definition (hoaëc nuùt leänh taét ) Sau khi môû leänh xuaát hieån cöûa soå laøm vieäc sau: Load moät boä khuoân theo tieâu chuaån File/ Load Assembly: Supplier: löïa choïn haõng cung caáp Click chaáp nhaän ñoàng thôøi voû khuoân ñöôïc theå hieän trong cöûa soå moldbase defintion. Click thoaùt khoûi hoäp thoaïi. Click chaáp nhaän vaø voû khuoân ñöôïc ñöa leân ba maët chuaån. Thay ñoåi kích thöôùc caùc taám trong khuoân Ñeå thay doåi kích thöôùc khuoân ta coù theå choïn vaøo chöùc naêng Size trong Moldbase Definition ñeå choïn caùc chuaån cuûa nhaø cung caáp coù saün hoaëc ñeå thay ñoåi kích thöôùc caùc taám trong khuoân theosaûnphaåm thieát keá ta R_click vaøo taám caàn thay ñoåi kích thöôùc trong hoäp thoaïi Moldbase Definition sau ñoù nhaäp laïi caùc giaù trò caàn thay ñoåi.Chaúng haïn khi ta thay ñoåi kích thöôùc loøng khuoân döôùi ta R_click leân taám döôùi seõ xuaát hieän hoäp thoaïi Plate ta nhaäp laïi giaù trò chieàu daøi, roäng vaø beà daøy cuûa taám laø 280*200*60. Laép caùc linh kieän vaøo khuoân.(Component Status) Caùc linh kieän khuoân bao goàm heä thoáng daãn höôùng, vít, ty loùi… Tuøy thuoäc vaøo loaïi keát caáu khuoân vaø muïc ñích cuûa ngöôøi thieát keá maø ta choïn linh kieän cho phuø hôïp.choïn EMX / Moldbase / Component Status: Xuaát hieän hoäp thoaïi Component Status.Trong hoäp thoaïi component status coù nhieàu löïa choïn vaø tuyø thuoäc vaøo keát caáu khuoân maø ta ñaùnh daáu choïn vaøo caùc oâ.Guide components: Heä thoáng daãn höôùng.Equipment: Linh kieän, Thieát bò.Screw: Heä thoáng vít.Stop system: Heä thoáng chaën.Dowel pins: Heä thoáng choát.Cooling: Heä thoáng laøm maùt.Ejector pins: Heä thoáng ñaåy.Support pillars: Truï ñôõ. Taïo theâm vaø chænh söûa caùc loã baét vítTa coù theå thay ñoåi soá löôïng vaø khoaûng caùch cuûa caùc vít laép trong khuoân. Ví duï ta thay ñoåi bulong luïc giaùc laép giöõa taám keïp khuoân treân vaø khuoân treân vôùi khoaûng caùch giöõa caùc bulong chieàu daøi laø124 mm, chieàu roäng laø 80 mm vôùi soá löôïng 6 caùi. Taïo soá loøng khuoân Ta nhaäp vaøo soá löôïng bulong theo caùc phöông x, y vaø khoaûng caùch toång coäng giöõa chuùng sau ñoù choïn bieåu töôïng (Recalculate the pattern) ñeå phaàn meàm töï tính laïi caùc giaù trò khoaûng caùch. Ngoaøi ra neáu muoán thay ñoåi theo yù muoân ta coù theå nhaäp tröïc tieáp vaøo baûng.Keát quaû ñöôïc nhö hình: Taïo loøng khuoân cho taám Cavity. Thöôøng thì khi cheá taïo khuoân ñeå giaûm bôùt chi phí veà vaät lieäu vaø muoán cho boä khuoân ta cheá taïo coù theå eùp ñöôïc nhieàu saûn phaåm gaàn gioáng nhau thì ta coù theå taïo loøng khuoân rieâng sau ñoù laép phaàn caàn gia coâng vaøo loøng khuoân naøy. Ñeå thöïc hieän thao taùc naøy ta laøm caùc böôùc sau: Böôùc 1 : Click trong hoäp thoaïi Moldbase Definition: Môûõ hoäp thoaïi Cavity. Böôùc 2 : Thay ñoåi giaù trò kích thöôùc trong Cavity size Böôùc 3 : Choïn bieân daïng loøng khuoân vaø khoaûng caùch baøi trí giöõa caùc loøng khuoân, soá löôïng loøng khuoân trong Cavity pattern. Böôùc 4 : Thay ñoåi hình daïng loøng khuoân trong Cavity Böôùc 5 : Click ñeå keát thuùc löïa choïn . Caùc thoâng soá cuï theå trong hoäp thoaïi Cavity: Cavity size: Giaù trò kích thöôùc taïo hoác.X : giaù trò theo phöông X.Y : giaù trò theo phöông Y.Z : giaù trò theo phöông ZCavity pattern: Boá trí nhieàu loøng khuoân trong voû khuoân.Single: Moät loøng khuoân.Rectangular: Boá trí nhieàu loøng khuoân theo hình chöõ nhaät.Round: Boá trí nhieàu loøng khuoân theo hình troøn.Radial: Boá trí nhieàu loøng khuoân theo baùn kính.Quantity x: soá loøng khuoân theo phöông x.Quantity y: soá loøng khuoân theo phöông y.Pattern size: khoaûng caùch giöõa caùc loøng khuoân. tính toaùn caùc thoâng soá ñaõ thieát laäp ôû treân.Cavity cutout: Taïo daïng baøi trí loøng khuoân trong voû khuoân. : Taïo moät loøng khuoân hình chöõ nhaät. : Taïo nhieàu loøng khuoân coù daïng hình troøn.  : Taïo nhieàu loøng khuoân coù daïng hình chöõ nhaät. Ñoái vôùi boä khuoân naøy ta coù theå taïo loøng khuoân coù caùc thoâng soá tong hoäp thoaïi Cavity nhö sau: Keát quaû ta ñöôïc hai loøng khuoân: Vieäc cheá taïo khuoân trong ñeà taøi naøy do duøng Mica ñeå cheá taïo moâ hình neân vieäc laép raùp seõ khoâng thuaän tieän vì kích thöôùc mica treân thöïc teá khoâng ñuû cho moät maûnh khuoân do ñoù maø ta khoâng duøng Cavity rieâng cho caùc loøng khuoân maø ta duøng chung cuøng vôùi hai maûnh khuoân. Khi ñoù ta seõ laép raùp 2 phaàn core vaø cavity ñaày ñuû vaø ñöôïc keát quaû nhö hình: Taïo boä phaän daãn höôùng Ñeå taïo boä phaän daãn höôùng ta coù theå tao baèng caùch hieån thò trong Component status hoaëc taïo trong Guide ComponentHieån thò boä phaän daåûn höôùng trong Component StatusVaøo EMX 5/ Mold Base/ Component Status vaø choïn vaøo Guide component Taïo boä phaän daâûn höôùng trong Guide Component:EMX / Guide Component / Define seõ xuaát hieän hoäp thoaïi Guide. Taïo moät guide point. Choïn vaøo surface. Choïn vaøo axispoint. Choïn ok truïc daãn höôùng seõ ñöôïc laép vaøo voû khuoân. Keát quaû ta ñöôïc: Laép baïc cuoáng phun vaø voøng ñònh vò Laép baïc cuoáng phun Môû hoâïp thoaïi töø doøng leänh EMX / Equiment / Define / Sprue Bushing.Choïn nhaø cung caáp khuoân töø theû. Moãi nhaø cung caáp coù nhieàu kieåu baïc cuoáng phun khaùc nhau.Nhö nhaø cung caáp hasco coù moät soá kieåu nhö sau. Thay ñoåi giaù trò kích thöôùc töø hoäp thoaïi. Diamenter: ñöôøng kính ngoaøi cuûa baïc cuoáng phunLength: Chieàu daøi bach cuoáng phunHead height: chieàu cao phaàn ñaàu BCPChoïn vò trí ñaët baïc cuoáng phun.Axiz/point: Choïn truïc hay ñieåm.Suface: Choïn maët. Laép voøng ñònh vò Treân thanh coâng cuï choïn bieåu töôïng: seõ xuaát hieän hoäp thoaïi sau: Ta thay ñoåi caùc giaù trò kích thöùc cho phuø hôïp vaø laép raùp. Keát quaû: Taïo thanh ñaåy Caùc böôùc thöïc hieän taïo thanh ñaåy cho voû khuoân. EMX / Equipment / Define / Knockout: Môû hoäp thoaïi Knockout. Choïn ñôn vò. Choïn nhaø cung caáp Moãi nhaø cung caáp ñeàu coù kích thöôùc vaø keát caáu khaùc nhau, vì vaäy ta caàn löïa choïn cho phuø hôïp. Thay ñoåi giaù trò kích thöôùc: Dimention name: Bieán kích thöôùc. Diamter: Ñöôøng kính. Length: Chieàu daøi. Value: Giaù trò. Keát quaû laép raùp: Taïo ty loùi Ñeå laép raùp caùc ty loùi trong EMX ta thöôøng taïo tröôùc caùc Datum Point taïi vò trí caàn laép. Thöïc hieän: EMX5/ Ejector Pin: Khai baùo caùc thoâng soá kích thöôùc cho ty loùi Laép raùp ty loùi Choïn Datum Point Choïn beà maët laép raùp Choïn höôùng cuûa ty loùi Keát quaû laép raùp: Taïo ñöôøng nöôùc Ñeå taïo ñöôøng nöôùc tröôùc heát ta taïo ñöôøng curve Taïo curve: EMX/ Cooling/ Assembly a waterline curve Trong EMX cho ta 3 daïng ñöôøng nöôùc cô baûn: Taïo co noái ôû ñaàu ñöôøng nöôùc trong hoäp thoaïi:EMX\ Cooling| Define Töông töï ta cuõng thieát laäp caùc thoâng soá kích thöôùc cho co noái. Keát quaû laép raùp: Sau khi laép xong ñöôøng nöôùc, ta laép loø xo vaø caùc thaønh phaàn beân ngoaøi cuûa cam tröôït nhö taám ñôõ xi lanh, xi lanh. Sau khi laép raùp hoaøn taát ta ñöôïc keát quaû: