NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN NHỰA KHAY ĐỰNG ĐÁ CẢI TIẾN

 

Thiết kế khuôn nhựa khay làm đá.

Với các yêu cầu sau:

1. PHẦN BẢN VẼ

• Bản vẽ  sản phẩm  (2D, 3D)
• Bản vẽ lắp và lắp cụm khuôn
• Bản vẽ các chi tiết của khuôn

• Bản vẽ sơ đồ nguyên công của qui trình công nghệ gia công 1 chi tiết của khuôn

 

2. PHẦN THUYẾT MINH

1 - Tổng quan

2 - Phân tích sản phẩm cần thiết kế khuôn khay làm đá.

3 - Thiết kế khuôn.

4 - Ứng dụng phần mềm ProEngineer để thiết kế khuôn.

5 - Ứng dụng phần mềm ProEngineer để gia công chi tiết khuôn  khay làm đá.

6 - Lập qui trình công nghệ gia công  chi tiết khuôn khay làm đá.

7 - Hướng dẫn lắp đặt, sử dụng, bảo quản khuôn.

Ngày giao đề ……………, ngày hoàn thành ……………

Giám Hiệu duyệt                      Khoa Cơ khí               GV hướng dẫn

 

LỜI NÓI ĐẦU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN NHỰA KHAY ĐỰNG ĐÁ

 

  Trong sự phát triển lớn mạnh không ngừng của xã hội thì cùng với đó là sự vươn lên của toàn bộ các ngành công nghiệp với xương sống là ngành công nghiệp cơ khí ,các sản phẩm cơ khí ngày càng nhiều và có các ứng dụng quan trọng, đặc biệt là các sản phẩm đươc tạo ra nhờ công nghệ tạo hình bằng khuôn mẫu chiếm tỉ lệ rất lớn trong các sản phẩm nhựa từ kết cấu đơn giản cho đến phức tạp và đòi hỏi độ chính xác cao .Để đạt được các yếu tố đó, chế tạo khuôn mẫu có tính quyết định.

  Với khuôn kim loại dùng cho việc ép phun các sản phẩm từ nhựa, ta có thể thấy rõ ngày nay sản phẩm nhựa xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày .Trực quan nhất, trong đời sống hàng ngày hầu hết các sản phẩm cần thiết phục vụ cho cuộc sống đều là sản phẩm nhựa.

  Với mong muốn có được những kiến thức về ngành công nghiệp quan trọng này, chúng em đã tiến hành tìm hiểu và thực hiện đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế khuôn để sản xuất sản phẩm nhựa ‘khay đựng đá’ và thiết kế công nghệ gia công một số chi tiết chính của khuôn “.

 Các công việc chúng em đã hoàn thành trong đồ án tốt nghiệp bao gồm:

-Tổng quan về  sản  phẩm nhựa và công nghệ chế tạo sản phẩm nhựa .

-Phân tích sản phẩm thiết kế khay đựng đá.

-Thiết kế khuôn cho sản phẩm khay đựng đá.

-Tìm hiểu, ứng dụng phần mềm  ProEngineer trong thiết kế  khuôn và gia công chi tiết khay đựng đá .

-Lập quy trình công nghệ gia công chi tiết khay đựng đá.

-Hướng dẫn lắp đặt  , sử dụng , bảo quản khuôn.

  Đây là lần đầu thực hiện công việc này nên không  thể tránh khỏi những sai sót, chúng em rất mong được sự chỉ bảo , góp ý của các thầy cô và các bạn để những lần thiết kế sau được hoàn thiện hơn.

MỤC LỤC

PHẦN I. Tổng quan.................................................................................... 12

I.1. Vai trò của sản phẩm nhựa trong đời sống và công nghiệp......... 13.

I.2. Đặc điểm của sản phẩm nhựa........................................................... 13

I.3. Giới thiệu về công nghệ chế tạo sản phẩm nhựa....................... .. 14

I.3.1.Công nghệ cán............................................................................. 14

I.3.2. Công nghệ phủ chất dẻo............................................................ 15

I.3.3. Công nghệ đùn............................................................................ 16

I.3.4. Công nghệ tạo xốp chất dẻo...................................................... 16

I.3.5. Công nghệ hàn chất dẻo............................................................. 17

I.3.6. Công nghệ dán chất dẻo............................................................. 16

I.3.7. Công nghệ ép và ép phun........................................................... 16

I.3.7.1Công nghệ ép phun.................................................................. 16

I.3.7.2 Quy trình công nghệ gia công sản phẩm nhựa băng công nghệ ép phun  ..   18

I.4 Các loại khuôn ép phun................................................................ 20 

I.4.1. Khuôn 2 tấm....................................................................................... 20

I.4.2. Khuôn ba tấm..................................................................................... 21

I.4.3. Khuôn nhiều tầng.............................................................................. 20

I.4.4. Khuôn không rãnh dẫn..................................................................... 22

I.4.5. Khuôn tạo hình phun nhựa nhiệt rắn...................................... 22

PHẦN II. PHÂN TÍCH SẢN PHẨM NHỰA KHAY LÀM ĐÁ............................. 23

II.1. Công dụng sản phẩm.......................................................................... 23

II.2.Đặc điểm hình dáng, kết cấu của sản phẩm..................................... 23

II.3. Yêu cầu kĩ thuật của sẩn phẩm......................................................... 24

II.4. Vật liệu của sản phẩm........................................................................ 24

II.4.1 Tính chất  của PP............................................................................... 25

II.4.2 Ứng dụng của PP.............................................................................. 26

II.5.Sản lượng sản xuất hàng năm........................................................... 27

Phần III:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN VÀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ KHUÔN...... 28

III.1:Tổng quan về công nghệ làm khuôn............................................ 28         

III.1.1: Định nghĩa về khuôn ép sản phẩm nhựa................................. 28

III.1.2: Các bộ phận chính của khuôn và chức năng chính của

 chúng..................................................................................................... 29

III.1.3:Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa................................. 30

III.2:Phân tích thiết kế khuôn............................................................... 32

III.2.1:Trình tự thiết kế khuôn............................................................... 32

III.2.2.Đặc điểm nổi bật công nghệ sản xuất khuôn.......................... 33

III.2.3Chọn mặt phân khuôn................................................................. 34

 

III.2.4Chọn dạng  khuôn, số lượng lòng khuôn,hình dạng lòng

 khuôn..................................................................................................... 35

III.2.5Tính lực kẹp khuôn...................................................................... 37

III.2.6 Thiết kế các bộ phận cơ bản của khuôn.................................. 39

III.2.6.1:Chốt dẫn hướng................................................................ 39

III.2.6.2:Bạc dẫn hướng............................................................. 39

III.2.6.3:Bạc cuống phun........................................................... 40

III.2.6.4:Vành định vị.................................................................. 41

III.2.6.5 Chốt đẩy, chốt hồi........................................................ 42

III.2.6.6. Thiết kế kênh dẫn nhựa............................................. 44

III.2.6.7Thiết kế hệ thống làm mát lòng khuôn.................................. 47

III.2.6.8.Chọn loại máy........................................................................... 49

III.2.7 Phác họa sơ bộ khuôn............................................................... 50

Phần IV:ỨNG DỤNG PHẦN MỀN Pro ENGINEER WILDFILE5.0 TRONG THIẾT KẾ CHI TIẾT KHAY ĐÁ VÀ KHUÔN................................................... 56

IV.1:Tìm hiểu sơ lược về phần mền ProEngineer................................. 56

IV.2 Ứng dụng phần mền Pro Engineer Wild File 5.0 trong thiết kế sản phẩm và khuôn......................................................................................................... 61

IV.2.1Thiết kế sản phẩm........................................................................... 61

IV.2.2 Các bước thiết kế.......................................................................... 63

IV.2.3 Tách khuôn trong Pro Engineer Wildfile 5.0.............................. 77

IV.2.4Thiết kế các chi tiết của khuôn.................................................... 80

IV.2.5 Lắp các chi tiết lại với nhau................................................. 90

PHẦN V:ỨNG DỤNG PHẦN MỀN PROENGINEER ĐỂ GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT CỦA KHAY LÀM ĐÁ.................................................................. 92

V.1 Các khái niệm.................................................................................. 92

V.1.1 Các khái niệm về quá trình gia công......................................... 91

V.1.2 Các thành phần của mô hình gia công...................................... 92

V.2 Lập trình gia công áo khuôn sau.................................................. 93

V.2.1 Tạo mô hình gia công.................................................................. 93

V.2.2 Tạo các nguyên công................................................................... 98

V.2.3 Tạo các bước (NC Sequenses).................................................. 103

V.2.3.1Phay biên dạng( profiling).......................................................... 103

V.2.3.2Phay hốc (pocket)....................................................................... 107

V.2.3.3Khoan 4 lỗ Ø 35 ........................................................................... 110

V.2.3.4Khoan 4 lỗ Ø 20 ........................................................................... 111

V.2.3.5Khoan 6 lỗ Ø 9.............................................................................. 111

 V.2.3.6Khoan 12 lỗ16.............................................................................. 111

V.2.3.7Khoan 12lỗ 8 ............................................................................... 112

V.2.3.9Khoan 4 lỗ 42............................................................................... 113

V.2.3.11Khoan 12 lỗ Ø8........................................................................... 114

V.2.3.12Khoan 4 lỗ 8............................................................................... 114

V.3 Lập trình gia công lõi khuôn sau................................................... 115

V.3.1 Tạo mô hình gia công................................................................... 115

V.3.2 Tạo các nguyên công................................................................... 118

V.3.3 Tạo các bước (NC Sequenses).................................................... 121

V.3.3.1Phay volume................................................................................ 121

V.3.3.2Phay tinh (Finising)................................................................... 125

V.3.3.3Phay biên dạng ngoài (Profile)............................................ 128

V.4 Xuất chương trình gia công..................................................... 130

V.5 Mở chương trình gia công....................................................... 130

PHẦN VI: THIẾT KẾ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG NỮA KHUÔN SAU

VI.1Phân tích những đặc điểm và yêu cầu công nghệ của khuôn gia công chất dẻo................................................................................................................. 131

VI.1.1.Phân tích chức năng và điều kiện làm việc của chi tiết............... 132

VI.1.2.Phân tích tính công nghệ trong kết cấu......................................... 132

VI.1.3.Phân tích lập quy trình công nghệ gia công cơ............................. 133

VI.1.4.Xác định dạng sản xuất..................................................................... 134

VI.1.5. Xác định Phương pháp chế tạo phôi.............................................. 135

VI.2 Thiết kế quy trình công nghệ gia công  nửa  khuôn sau................. 136

VI.2.1. Lập tiến trình công nghệ gia công................................................. 136

VI.2.2.Thiết kế nguyên công....................................................................... 138

VI.2.2.1.Gia công lòng khuôn..................................................................... 139

VI.2.2.2.Gia công áo khuôn sau................................................................ 169

PHẦN VII: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT, SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN KHUÔN. .... 218

VII.1.Hướng dẫn lắp đặt khuôn................................................................ 218

VII.2.Sử dụng khuôn................................................................................. 220

VII.3.Bảo quản khuôn............................................................................... 220

KẾT LUẬN................................................................................................... 222

 

PHẦN I

TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM NHỰA VÀ  GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ ÉP PHUN  CHẾ TẠO SẢN PHẨM NHỰA.

I.1Vai trò của sản phẩm nhựa trong đời sống và trong công nghiệp:

Bằng cách quan sát thông thường nhất ,chúng ta có thể thấy có rất nhiều sản phẩm nhựa xung quanh chúng ta. Từ các sản phẩm đơn giản như: thước .viết ,compa hay đồ chơi trẻ em…..cho đến các sản phẩm phức tạp như : bàn , ghế , vỏ tivi, vi tính hay các chi tiết dùng trong ô tô và xe máy…đều được làm bằng nhựa.

Ngày nay, vật liệu nhựa đã tạo ra được những sản phẩm đáp ứng những yêu cầu   cao, các chi tiết máy dần dần được thay thế bằng nhựa làm cho giá thành chế tạo giảm  xuống đáng kể, tiết kiệm được công sức chế tạo và vật liệu quí, trong khi khả năng làm việc của các chi tiết vẫn được đảm bảo như bánh răng, vỏ máy, vỏ xe...  Hầu hết các sản phẩm này có hình dáng và màu sắc rất phong phú, chúng đã góp phần làm cho cuộc sống của ta thêm đẹp và tiện nghi hơn.

Tóm lại , nhu cầu về sản phẩm nhựa của con người là mãi mãi cho đến khi nào người ta có thể tìm ra một vật liệu khác có tính tương tự và tốt hơn có thể thay thế cho nhựa. Tuy nhiên , song song với nhu cầu ấy, điều chúng ta cần quan tâm nữa là phải sử dụng nhựa một cách hợp lí để tránh những hệ lụy không tốt cho môi trường. 

Hinh 1.1: khay                                                Hình 1.2: ghế

Hình 1.3 : Khay cắm bút                           Hình 1.4: dao cắt giấy

Các dạng sản phẩm nhựa.

I.2 Đặc điểm của dạng sản phẩm nhựa:

Nhìn chung , chúng ta biết các sản phẩm nhựa được sản xuất với quy mô hàng loạt lớn  nên sản phẩm được tạo rất nhiều , đa phần chất lượng sản phẩm rất ổn định , tuổi thọ khá bền hơn nếu không gặp phải môi trường tính chất nhiệt , phạm vi sử dụng rất rộng rãi trong đời sống h       ằng ngày của chúng ta.

Với các tính chất như độ dẻo dai, nhẹ ,có thể tái chế, không có phản ứng hóa học với không khí trong điều kiện bình thường …vật liệu nhựa đã thay thế các vật liệu khác như :sắt, nhôm, gang , đồng thau….ngày càng đang cạn kiệt trong tự nhiên. Do đó nhu cầu sử dụng vật liệu nhựa trong tương lai là rất lớn.

 I.3 Giới thiệu công nghệ chế tạo sản phẩm nhựa. 

Quy trình công nghệ chế tạo thành phẩm từ chất dẻo có thể được mô tả theo sơ đồ sau:

Trong đó

- (1): Trộn, cán, đùn, cắt hạt, ép nóng ® Nhựa hạt, nhựa tấm, thanh định hình, nhựa bột…

- (2): Đùn, đúc phun, đúc thổi, cán tráng, hút dẻo, dập dẻo, đúc rót ® Sản phẩm sơ cấp

- (3): Ghép nối, lắp ráp, hàn, phun phủ, gia công cơ khí ® Thành phẩm

- (4): Đập vỡ, nghiền, xay nhỏ ® Nguyên liệu tái sinh.

1.Công nghệ cán.

Qua trình cán là một trong những phương pháp sản suất của công nghiệp gia công chất dẻo mà trong đó vật liệu chất dẻo được chế tạo thành tấm hoặc màng.

Các máy cán thường sử dụng đó là các máy có 4 hoặc 5 trục cán xếp theo dạng chữ  I, L, F, Z

Về mặt nguyên lí thì hầu hết các chất dẻo đều cán được tuy nhiên người ta thường dùng các chất nhiệt dẻo sau đây để cán vì những loại vật liệu này thích hợp cho việc tạo ra màng mỏng, tấm.

PVC cứng và PVC mềm

Các copolyme từ PVC

Polistirol dai và ABS

Các ete Xenlulo

Các chất Polyolefin

     Phương pháp cán được sử dụng rộng rãi và có ý nghĩa nhất là để gia công PVC cứng và PVC mềm và các copolyme từ PVC

2. Công nghệ phủ chất dẻo

     Công nghệ tráng phân lớp được hiểu là quá trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vật liệu cốt dạng tấm mềm dễ uốn ( như vải, giấy, sợi tự nhiên, sợi tổng hợp…)

     Để tráng phủ lớp vật liệu cốt thì có nhiều phương pháp:

 Phương pháp phết bằng dao phết: Nhờ dao phết chất dẻo ( bột nhão ) được phết lên vật liệu làm cốt đang dịch chuyển phía dưới dao phết.

  Phương pháp tráng phân lớp bằng trục trụ tròn: sử dụng hệ thống nhiều trục tròn làm cho bột chất dẻo dãn ra một độ dài nhất định sau đó mang lớp chất dẻo này phủ lên vật liệu cốt.

 Phương pháp tẩm nhúng: Vật liệu cốt được di chìm qua lớp bột PVC có độ nhớt nhỏ, lượng dư được các thanh gạt gạt xuống.

  Tráng phủ bằng máy đùn: Cho chất dẻo nóng chảy từ máy đùn qua đầu đùn có khe rộng và phủ lên các vật liệu cốt. Sau đó chất dẻo cùng vật liệu cốt đi qua khe của các trục cán đang quay, chất dẻo được ép lên vật liệu cốt

  Tráng phủ bằng phương pháp tiếp xúc: Vật liệu cốt cùng với chất dẻo được dẫn vào một khe  hở thứ hai hoặc thứ ba của máy cán, khi đó các trục cán sẽ ép chất dẻo lên vật liệu cốt

  Tháng phủ bằng phương pháp tiếp xúc: Sử dụng để tráng phân lớp cho chất dẻo PVC hoặc polyurethan.

3. Công nghệ đùn

    Từ chất dạng hột hoặc bột ta thu được sản phẩm sản xuất liên tục ví dụ như sản suất ống nhờ một thiết bị gọi là máy đùn.

    Máy đùn thực chất là một phần trong dây truyền sản xuất, nó gồm có thiết bị tạo hình, bộ phận kéo sản phẩm, bộ phận thu sản phẩm hoặc cắt sản phẩm thành từng đoạn nhất định.

    Về mặt nguyên lí thì tất cả các loại chất dẻo nhiệt dẻo đều có thể gia công đùn được. Song đối với khối chất dẻo nóng chảy cần phải có độ cứng nhất định, đó là điều cần thiết vì khi chúng ta khởi đầu định hình trong một thời gian ngắnphải giữ được hình dạng của nó.

    Gia công đùn được sử dụng đối với sản lượng lớn, chủ yếu là các chất dẻo như PVC cứng, PVC mền, PE và PP

4. Công nghệ tạo xốp chất dẻo

- Xốp chất dẻo là một kiểu đặc biệt của hệ thống phối hợp khi không khí hoặc một loại khí nào đó được đem vào trong chất dẻo và được chia thành ba loại:

+ Xốp dẻo có cấu trúc đều đặn mà phần trong của nó được tạo xốp còn cấu trúc vỏ thì đặc.

+ Xốp cứng là loại xốp có độ đàn hồi nhỏ và độ giữ hình lớn

+ Xốp mềm là loại đàn hồi hơn và độ giữ hình dạng nhỏ hơn

- Để thực hiện quá trình tạo xốp người ta sử dụng cả chất dẻo lãn vật liệu cỏ bản trong ba dạng sau:

+ Nhiệt dẻo trong trạng thái nóng chảy

          + Bột nhão và Polyme hạt.

          + Hai hoặc nhiều vật liệu ở trạng thái lỏng

5. Công nghệ hàn chất dẻo

Quá trình hàn chất dẻo là quá trình trong đó các mối liên kết chất nhiệt dẻo được thực hiện nhờ áp lực với việc sử dụng vật liệu hàn hoặc không sử dụng vật liệu hàn. Tuy nhiên nếu phân tử lượng của vật liệu quá lớn thì hầu như không thể hàn được.

6. Công nghệ dán chất dẻo

Quá trình dán là phương pháp nối ghép hiện đại, bằng phương pháp này người ta có thể tạo ra những mối ghép khó có thể tháo được.

7. Công nghệ ép và ép phun

Quá trình ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã được nung nóng sơ bộ tạo viên, được định lượng vào khoang khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác định sau khi khuôn đóng, dưới áp lực vật liệu ép được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm.

Công nghệ ép phun khác với công nghệ thường ở chỗ vật liệu ép không đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổ vào khoang nung riêng, sau đó dến một nhiệt độ nhất định dưới tác dụng của Piston vật liệu được phun vào khoang khuôn kín. Cả hai phương pháp trên dều thích hợp cho việc gia công các sản phẩm có kích thước lớn, đặc biệt bề dày thành nhỏ. Người ta sử dụng quá trình ép để gia công các vật liệu dẻo như tấm, bảng dày, bán thành phẩm bằng xốp và từ vật liệu có phân tử lượng rất lớn để tạo thành sản phẩm định hình. Nguyên công ép chủ yếu để gia công các sản phẩm từ các xốp chất dẻo, từ Polyolefin có phân tử lượng lớn như PE, PP, các chất dẻo họ Cellulo. Khi sản suất các sản phẩm định hình, phương pháp ép chỉ được sử dụng khi các phương pháp có năng suất khác không thể sử dụng được.

 

I.3.7.1Công nghệ ép phun :

Quá trình ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã được nung nóng sơ bộ tạo viên, được định lượng vào khoang khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác định sau khi khuôn đóng, dưới áp lực vật liệu ép được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm.

Công nghệ ép phun khác với công nghệ thường ở chỗ vật liệu ép không đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổ vào khoang nung riêng, sau đó dến một nhiệt độ nhất định dưới tác dụng của Piston vật liệu được phun vào khoang khuôn kín. Cả hai phương pháp trên dều thích hợp cho việc gia công các sản phẩm có kích thước lớn, đặc biệt bề dày thành nhỏ. Người ta sử dụng quá trình ép để gia công các vật liệu dẻo như tấm, bảng dày, bán thành phẩm bằng xốp và từ vật liệu có phân tử lượng rất lớn để tạo thành sản phẩm định hình. Nguyên công ép chủ yếu để gia công các sản phẩm từ các xốp chất dẻo, từ Polyolefin có phân tử lượng lớn như PE, PP, các chất dẻo họ Cellulo. Khi sản suất các sản phẩm định hình, phương pháp ép chỉ được sử dụng khi các phương pháp có năng suất khác không thể sử dụng được.

I.3.7.2 Quy trình công nghệ gia công sản phẩm nhựa băng công nghệ ép phun :

 

- Nguyên công 1: Chuẩn bị vật liệu.

+ Bước 1: Chuyển vật liệu ở dạng khối, tấm sang dạng hạt. Sử dụng máy nghiền nhằm nghiền nhỏ vật liệu. Hạt càng nhỏ thì khả năng phân bố càng đều hơn.

+ Bước 2: Trộn đều vật liệu. Sử dụng máy khuấy, máy trộn trục vít tạo ra sự chuyển động tương đối giữa các hạt trong vật liệu nhằm pha trộn đều.

+ Bước 3: Làm dẻo và nhuyễn hoá vật liệu. Vật liệu được trộn đều và sấy khô ở bước gia công trước được làm nóng chảy, sau đó nó được làm nhuyễn và tạo thể thống nhất.

+ Bước 4: Tạo hạt cho vật liệu. Vật liệu được tạo thành bằng 2 phương pháp: Tạo hạt nóng và nguội. Tạo hạt nóng được lắp thêm đầu đùn nhiều lỗ. Vật liệu qua đầu đùn được cắt thành những kích thước nhất định qua khoang chứa làm nguội và được làm nguội bằng nước hoặc không khí. Tạo hạt nguội bằng nước thì được đem đi sấy khô rồi đóng gói.

- Nguyên công 2: Quá trình đúc phun nhựa.

Vật liệu chất dẻo được cho vào phễu định hướng và cấp liệu phía trên xilanh của máy, rồi chảy vào rãnh trục vít trong xilanh. Do chuyển động quay của trục vít làm cho vật liệu được vận chuyển lên phía vòi phun. Trong suốt quá trình đó, vật liệu được cấp nhiệt từ thành xilanh do các nhân tố cung cấp như hơi nóng, điện trở

- Nguyên công 3: Quá trình đúc phun giữ áp suất ép nhựa và làm mát.

+ Lượng vật liệu cần thiết để điền đầy khoang tạo hình của khuôn được tập trung ở khoang trống trước trục vít. Trong quá trình điền đầy khuôn, vật liệu được đẩy theo rãnh trục vít về phía trước, áp lực tăng dần và đẩy khối vật liệu  đã nóng chảy qua vòi phun vào khuôn.

+ Trong giai đoạn này dưới áp lực từ ngoài một lượng nhỏ vật liệu được thêm vào lòng khuôn và áp lực tăng theo chiều dọc khuôn. Khi vật liệu nguội gây ra hiện tượng co ngót và áp lực khuôn giảm xuống.

+ Áp lực ở các điểm khác nhau dọc theo khuôn không đồng đều áp lực trong khuôn. Ở giai đoạn này phụ thuộc vào áp lực do pittông đúc phun truyền cho và phụ thuộc vào kết cấu của máy.

+ Kết cấu của máy đúc phun có ảnh hưởng đến đặc trưng thay đổi áp lực trong khuôn. Đặc trưng thay đổi áp lực dọc theo khuôn phụ thuộc vào độ dầy khoang định hình của khuôn. Bề dày càng tăng thì càng dễ truyền lực. Tốc độ làm nguội càng lớn, độ nhớt của vật liệu càng tăng, giảm việc truyền việc áp lực.

+ Đặc trưng truyền áp lực vật liệu phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ vật liệu. Nhiệt độ và độ chảy của vật liệu tăng tạo thuận lợi cho việc truyền áp lực, khi nhiệt độ giảm làm cho việc truyền áp lực gặp khó khăn.

- Nguyên công 4: Quá trình sau khi làm mát và mở khuôn.

Trong giai đoạn này áp lực trong khuôn nhỏ hơn so với giai đoạn tăng áp. Thay đổi áp lực trong giai đoạn này được quyết định bởi tốc độ làm nguội. Tốc độ làm nguội sản phẩm quyết định đại lượng ứng suất dư xuất hiện trong quá trình chảy, đồng thời ảnh hưởng đến sự hình thành ứng suất mới.

 - Nguyên công 5: Quá trình khử bavia và làm sạch sản phẩm.

Khi sản phẩm được đưa ra khỏi khuôn thì quá trình cắt bavia và làm sạch sản phẩm được thực hiện. Tiếp đó là quá trình kiểm tra các khuyết tật như rỗ, co, nứt …

I.4 Các loại khuôn ép phun :

1. Khuôn 2 tấm

Phương pháp dùng hai tấm rất thông dụng trong hệ thống khuôn, vì nó đơn giản. Tuy nhiên, đối với sản phẩm loại lớn không bố trí được miệng khuôn ở tâm, hoặc sản phẩm có nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng khuôn, cần nhiều miệng phun ở tâm thì kết cấu khuôn có thể thay bằng hệ thống khuôn ba tấm.

2. Khuôn ba tấm.

- Khuôn 3 tấm cũng được sử dụng khi cần thiết khi bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc nhiều cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn. Đối với những chi tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài. Hai hoặc nhiều cổng nhựa có hướng vào trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh được hiện tượng phân luồng dòng chảy. Khuôn 3 tấm rất phù hợp với nhiều trường hợp.

- Khuôn ba tấm gồm:

+ Khuôn sau.

+ Khuôn trước

+ Hệ thống thanh đỡ

Nó sẽ tạo ra hai khoảng sáng khi nó mở ra, một khoảng sáng để lấy sản phẩm ra và khoảng sáng kia để lấy kênh nhựa ra.

- Nhược điểm của hệ thống khuôn 3 tấm là khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài, nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và tạo ra nhiều phế liệu của hệ thống kênh nhựa.

- Đối với những khuôn phức tạp, độ cứng vững của các phần khuôn là rất quan trọng và khi lắp rắp phải cẩn thận và bảo đảm từng bước lắp ráp diễn ra suôn sẻ. ứng suất được gây ra bởi lực kẹp khuôn có thể đủ lớn và có thể là nguyên nhân gây ra các biến dạng. Chúng cần được kiểm tra sử dụng phân tích sức bền vật liệu để duy trì bảo đảm những biến dạng của khuôn không vượt quá lượng biến dạng cho phép của khuôn. Trong trường hợp đặc biệt, khi lực kẹp vượt quá mức cho phép thì có thể làm biến dạng những chi tiết của khuôn, biến dạng đó đủ để co giãn đàn hồi trở lại, lúc đó sự đẩy ra lớn hơn độ co của nhựa và kết quả là bị kẹt. Đối với họ khuôn bố trí nhiều lòng khuôn, các lòng khuôn được bố trí ở nhiều nơi khác nhau, cố gắng đảm bảo vị trí các khoảng cách giữa các lòng khuôn bằng nhau càng tốt để tạo lực lực ép đều trên khuôn. Sự cân bằng tốt nhất khi tổng momen của lực ở các sản phẩm về trục của khuôn bằng không.

3. Khuôn nhiều tầng:

Khi yêu cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành sản phẩm thấp, hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp (nghĩa là sử dụng cho loại máy có kích thước nhỏ). Với loại hệ thống khuôn này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt của khuôn.

4. Khuôn không rãnh dẫn :

Đặt máy gia nhiệt vào vùng ống dẫn hoặc rãnh dẫn và gia nhiệt bộ phận này. Khuôn này có kết cấu như khuôn ba tấm phát triển lên, nó luôn giữ vật liệu ở trạng thái lưu động sao cho không đông cứng nguyên liệu lỏng.

5. Khuôn tạo hình phun nhựa nhiệt rắn :

Kết cấu không khác nhiều so với khuôn phun nhựa nhiệt dẻo. Hầuu hết dùng ở dạng khuôn hai tấm. Luôn gia nhiệt ở nhiệt độ cao, cổng rót và rãnh dẫn tương đối lớn.

Phần II:PHÂN TÍCH SẢN PHẨM NHỰA KHAY ĐỰNG ĐÁ

II.1Công dụng sản phẩm :

• Tạo sản phẩm là các loại đá bi dùng cho sinh hoạt hàng ngày của con người
• Tạo các biên  dạng có nhiều  thù hình khác nhau, góp phần tô điểm cho nhu cầu cuôc sống.                                  

II.2 Đặc điểm hình dạng , kết cấu sản phẩm:

• Khay đá  được thiết kế giống biên dạng hình chữ nhật ,bao gồm 21 ô được phay hốc  dưới dạng  hình côn ngược.
•  Sản phẩm kháy đá được tạo các rãnh  thông  với nhau giúp cho quá trình điền đầy nước được nhanh chóng.

Hình II-3

Hình II-1,II-2,II-3: Các kiểu hình dạng khay làm đá.

II.3Yêu cầu kĩ thuật của sẩn phẩm :

• Sản phẩm sau khi bơm đạt hình dạng tốt nhất mà ít tốn công sửa lại.
• Sản phẩm  sau khi phun không không tồn tại khuyết tật như: cong , vênh, rỗ khí, vật phun bị ngắn, có tồn tại đường hàn, hỏm co.
• Đảm bảo độ nhám bề mặt sản phẩm .
• Cơ tính ổn định ở nhiệt độ thấp -10⁰C
• Không gây độc hại cho người sử dụng.
• Sử dụng loại vật liệu thông dụng nhất.
• Căn cứ vào các đặc tính sử dụng đó ta sử dụng vật liệu để làm khay đá là nhựa PP có độ co ngót là 1,5%. Căn cứ vào  để thiết kế hình dạng khuôn để sau khi ép tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu.

II.4Vật liệu của sản phẩm:

• Sản phẩm được chế tạo bằng nhựa PP ( Polypropylene).
• Polypropylene(PP) là loại polymer co dạng tinh thể. Trong quá trình chế tạo các nhà sản phẩm đã tạo ra propylene có cấu trúc điều chỉnh lập thể,các mạch đại phân tử của nó co cấu trúc cân đối gọn.

• Phân tử lượng : 80000 ÷ 200000 đơn vị .
• Mức độ tinh thể : 80% ÷ 90%.
• Tỷ trọng : 0,90 ÷ 0,91( g/cm³).
• Công thức hóa học :

II.4.1 Tính chất  của PP:

• Tính chất về nhiệt :

• Nhiệt độ của khuôn (⁰C): 10-80
• Nhiệt độ cuối piston- trục vít  (⁰C): 220-235

• Tính chất hóa học : PP bền vững đối với các axit loãng ,muối,kiềm khó tan trong các dung môi ở nhiệt độ thường nhưng tới nhiệt độ 90⁰C thì tính bền vưng kém đi.
• Tính chất cơ học :

• Tính chất cơ học của PP phụ thuộc vào phân tử lượng, trữ lượng các pha có quy luật của nó .
• Chiều dày thành phẩm nhựa (mm): 1
• Độ co ngót của vật liệu PP (%): 1,0-2,5

BảngII.1: Thông số kĩ thuật của một số chất dẻo thông dụng

Nhựa	Tên gọi	Nhiệt độ khuôn (0C)	Nhiệt độ tại vòi phun(0C)	Nhiệt độ phá hủy (0C)	Độ co ngót (%)
ABS	Styrene co-polymers	10-80	220-270	310	0,4 - 0,7
PA6	Poly amide (nylon 6)	50-80	250-280	320-330	0,5 - 2,2
PS	Poly styrene	10-75	200-280	250	0,3 - 0,6
PP	Poly propylene	10-80	220-235	280	1,0 - 2,5
PVC	Poly vinyl clorid	20-60	170-200	180-220	0,5

II.4.2 Ứng dụng của PP:

• PP có thể phối hợp các vật liệu để gia công : Cao su tự nhiên hoặc cao su nhân tạo và các vật liệu khác. Người ta dung máy trộn có bộ phận nung nóng để phối hợp chúng rồi tạo hạt. Để ổn định PP người ta dùng các  amin vsf muối công nghiệp. Để tạo màu cho sản phẩm người ta dung  hạt màu vô cơ  hoặc hưu cơ để nhuộm màu cho sản phẩm PP trước khi gia công.
• Ống PP : vật liệu dùng làm ống có chỉ số chảy 0.5- 3g/ 10 phút, ống có đường kính f25 ÷ 150mm. Chúng được sử dụng để vận chuyển nước nóng ,chất lỏng trong công nghiệp hóa học.
• Màng và tấm : màng có độ trong suốt ngang với giấy bóng kính lại có độ bền cơ học cao hơn đồng thời chịu nước .
• Bọc dây điện : Sử dụng cho kĩ thuật điện –điện tử và nhung nơi có độ bền nhiệt độ cao.
• Sản phẩm dập nóng hoặc hút chân không: từ các tấm có bề dày từ 0,2-3mm.Các sản phẩm này dung cho công nghiệp hóa học, dệt sơn, ô tô.
• Sản phẩm đúc để chế tạo các chi tiết máy và đồ dùng phục vụ đời sống hằng ngày trong các lĩnh vực ô tô , xe máy, máy giặt

 máy lạnh, điện thoại , máy thực phẩm, máy tính.

• Tạo sợi do PP nhẹ , bền thích hợp dùng để bện cáp, lưới đánh cá, túi lưới , thảm, dệt vải bọc trong công nghệ dệt vải .
• Tạo lớp phủ bảo vệ cho các chi tiết chóng ăn mòn của môi trường.

II.5Sản lượng sản xuất hàng năm :

Sản lượng  50000 cái / năm.

Phần III:TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN VÀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ KHUÔN.

III.1:Tổng quan về công nghệ làm khuôn

III.1.1: Định nghĩa về khuôn ép sản phẩm nhựa :

• Khuôn là dụng cụ tạo hình để sản xuất một sản phẩm với hình dạng và kích thước đã định , kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng của sản phẩm.
• Khuôn gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau trong đó vật liệu được điền đầy vào phần rỗng của khuôn. Phần rỗng của khuôn được tạo thành bởi hai phần khuôn. Phần trên được khoét rỗng gọi là lòng khuôn, phần dưới xác định hình dạng trong khuôn gọi là lõi khuôn. Lòng khuôn và lõi khuôn tiếp xúc với nhau qua mặt phân khuôn.

• Có nhiều loại khuôn khác nhau, mỗi loại khuôn đều có những đặc điểm kết cấu đặc trưng song đối với khuôn cho các vật liệu nhựa thì kết cấu cơ bản gồm các phần sau:

+ Vùng lòng khuôn;                + Bộ phận dẫn vật liệu;

+ Thiết bị đẩy lấy sản phẩm;   + Bộ phận điều tiết nhiệt độ khuôn;

+ Bộ gá lắp khuôn vào máy;   + Chi tiết khuôn cơ bản;

• Vùng lòng khuôn là vùng trực tiếp tạo ra sản phẩm và được hình thành từ lòng khuôn và lõi khuôn. Do hình dáng lòng khuôn, độ chính xác kích thước và trạng thái bề mặt có ý nghĩa đến chất lượng sản phẩm, nên lòng khuôn là bộ phận quan trọng nhất. Cấu tạo vùng lòng khuôn có quan hệ sâu sắc với bộ phận dẫn liệu và ứng với các phương pháp tạo hình khác nhau mà có kết cấu khuôn đặc thù khác nhau.
• Sản phẩm được tạo hình giữa hai phần của khuôn. Khoảng trống ở giữa hai phần khuôn được điền đầy nhựa và nó sẽ mang hình dáng sản phẩm. Phần lõm vào sẽ xác định hình dạng ngoài của sản phẩm được gọi là lòng khuôn, phần xác định hình dạng bên trong của sản phẩm được gọi là lõi. Phần tiếp xúc lõi và lòng khuôn gọi là đường phân khuôn.
• Ngoài ra khuôn còn có các bộ phận khác.

III.1.2: Các bộ phận chính của khuôn và chức năng chính của chúng

+ 1. Tấm kẹp trước: Kẹp phần cố định của khuôn lên bệ máy.

+ 2. Tấm khuôn trước: Là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phần ngoài của sản phẩm.

+ 3. Vòng định vị: Đảm bảo vị trí của rãnh dẫn nhựa vào đầu phun.

+ 4. Bạc cuống phun: Nối vòi phun với kênh dẫn nhựa.

+ 5. Sản phẩm.

+ 6. Bộ định vị

+ 7. Tấm đỡ: Giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài

+ 8. Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩy hoạt động được.

+ 9. Tấm kẹp sau: Kẹp phần khuôn chuyển động lên bệ máy sau.

+ 10. Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi khuôn mở.

+ 11. Tấm giữ: Giữ chốt đẩy và tấm đẩy.

+ 12. Tấm đẩy: Đẩy chốt đồng thời với quá trình đẩy.

+ 13. Bạc dẫn hướng chốt: Giảm mài mòn gây hỏng cho chốt.

+ 14. Chốt hồi về: Đẩy tấm đẩy kéo các chốt đẩy trở lại vị trí ban đầu.

+ 15. Bạc mở rộng: Giảm mài mòn gây hỏng cho tấm kẹp sau và khối ngăn vách đỡ.

+ 16. Chốt đỡ: Đỡ hệ thống đẩy.

+ 17. Tấm khuôn sau: Là phần chuyển động của khuôn tạo nên phần trong và phần ngoài sản phẩm.

+ 18. Bạc dẫn hướng: Dẫn hướng chính xác và giảm mài mòn cho chốt.

+ 19. Chốt dẫn hướng: Định vị hai nửa khuôn ghép đúng khi đóng khuôn.

III.1.3:Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa :

• Ta đã biết khuôn là dụng cụ tạo hình để sản xuất một sản phẩm với hình dạng và kích thước đã định. Nó được lắp ráp từ nhiều chi tiết cơ khí khác nhau. Khi khuôn được lắp với các bộ phận cung cấp chuyển động thích hợp ( máy ép nhựa ),nó sẽ có khả năng đóng mở khuôn theo một chu trình xác định, để tạo ra được những khoảng không gian hợp lý có tác dụng tạo hình cho sản phẩm hoặc tạo khoảng không gian cần thiết để sản phẩm thoát ra khỏi khuôn một cách dễ dàng ( không phải ngừng máy ,sản phẩm ra một cách tự động )sau khi đã có hình dạng đạt yêu cầu. Nhờ đó mà năng suất ép ra sản phẩm nhựa rất cao.

Quy trình ép ra sản phẩm nhựa trên máy ép nhựa như sau :

Hình III-1:Trình tự ép sản phẩm nhựa trên máy ép nhựa nằm ngang

• Ban đầu hệ thống thủy lực của máy ép nhựa thực hiện chuyển động đóng khuôn để tạo khoảng không gian đóng kín, lúc này dòng nhựa đã được cụm hóa dẻo (Xylanh hoặc Piston) hóa lỏng bơm vào có nhiệt độ và áp suất cao chảy qua cuống phun vào khuôn thực hiện công việc điền đầy lòng  khuôn. Cụm đóng khuôn của máy ép vẫn phải tác dụng vào khuôn một lực lớn (lực ép khuôn ) để không có một chút chất dẻo nào được chảy ra tại bề mặt phân khuôn (gây tổn thất nhựa và tạo phế phẩm ).
• Trên cơ sở phân cách nhiệt độ và cụm hóa dẻo, cả hai đều có mức nhiệt độ khác nhau. Liên kết này chỉ được duy trì một lúc cho đến khi chất dẻo lỏng không còn khả năng chảy nữa. Bởi vì sau khi nhựa đã được bơm vào lòng khuôn thì hệ thống làm mát  (không khí, nước , dung dịch làm mát )  hoạt động thực hiện công việc làm nguội nhựa ,làm cho quá trình nhựa từ trạng thái lỏng chuyển sang trạng thái rắn nhanh hơn ( nâng cao năng suất làm việc).Do đó mà sau khi điền đầy khuôn nhựa bắt đầu đông cứng lại

 

khi đó thể tích của sản phẩm sẽ bị co lại (phụ thuộc vào hệ số co ngót của vật liệu).Do đó để tạo sản phẩm có hình dạng theo đúng yêu cầu thì bằng cách ép tiếp và bơm nhựa điền đầy tiếp thì thể tích nhựa thiếu hụt do đó co ngót nhựa sẽ được bổ sung thêm. Cho nên phải duy trì áp lực lên chất dẻo cho đến lúc nó đông cứng lại.

• Vì quá trình hóa dẻo nhựa từ trạng thái rắn sang lỏng cần một thời gian nhất định , trục xoắn vít thực hiện việc ép chất dẻo vào lòng khuôn nhờ thực hiện chuyển động quay. Do đó để tạo ra từng liều lượng nhằm làm chảy nó và xếp đặt trước khi bơm vào khuôn, trục xoắn tạo ra khoảng trống băng cách trượt lùi lại trong lòng Xylanh phun bằng chuyển động tịnh tiến dọc trục. Khi sản phẩm được làm đông lại cụm hóa dẻo sẽ chuyển động rời khỏi khuôn nhờ đó mà chất dẻo ở đầu vòi phun không bị đông đặc lại tới mức có thể tống ra ngoài được chuyển động mở khuôn kết hợp với hệ thống chốt đẩy. Qúa trình được tiếp tục để chế tạo sản phẩm tiếp theo.

Như vậy chu trình hoạt động của máy ép tạo ra một sản phẩm như sau

• Khung kẹp thực hiện đóng chặt khuôn.
• Vật liệu dẻo đã được hóa dẻo từ trước được bơm vào lòng khuôn.
• Áp lực tiếp tụcduy trì (áp lực giữ).
• Tại thời điểm này trục vít tiếp tục chuyển động quay để hóa dẻo vật liệu chuẩn bị lần bơm tiếp theo.
• Khi đó chât dẻo bắt đầu làm nguội nhờ hệ thống làm mát của khuôn.
• Mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài.

 III.2:Phân tích thiết kế khuôn

III.2.1:Trình tự thiết kế khuôn :

Để hạn chế bớt sự bất cập giữa nhu cầu từ phía khách hàng và điều kiện sản xuất thực tế tại nhà máy, tăng hiệu quả của công việc thiết kế. Ta nên lập ra trình tự các công việc cần phải tiến hành sau khi nhận được số liệu về đơn đặt hàng để có thể thiết kế và chế tạo một sản phẩm khuôn đạt yêu cầu.

..............................

III.2.2Đặc điểm nổi bật công nghệ sản xuất khuôn:

Điểm nổi bật nhất của công nghệ sản xuất khuôn mẫu là thuộc dạng sản xuất đơn chiếc,hàng loạt vừa.Bởi vì khuôn dùng để định hình cho một loại sản phẩm có hình dạng ,vật liệu đã được xác định từ trước. Cho nên khi mà sản phẩm có sự thay đổi một trong hai yếu tố:hình dạng hoặc vật liệu thì ngay lập tức khuôn cũ không sử dụng được nếu muốn sử dụng tiếp thì cần phải tiến hành gia công sữa chữa lại khuôn ,chi phí cho công việc này không hề nhỏ.

Hơn thế nữa trong khuôn lại có các chi tiết , bộ phận đòi hỏi có  biên dạng chế tạo rất phức tạp ( hình dạng của sản phẩm phức tạp: mặt định hình , lỗ , rãnh hẹp lại sâu ) đồng thời lại đòi hỏi rất cao về chất lượng sau gia công giữa các chi tiết với nhau (do phải lắp ráp) , giữa các vị trí cần gia công khác nhau trên cùng một sản phẩm. Cho nên máy móc sử dụng để gia công chế tạo trong lĩnh vực khuôn mẫu không những có độ linh hoạt và vạn năng mà còn độ chính xác đạt được cũng phải tốt. Điều này nếu chỉ sử dụng các biện pháp công nghệ truyền thống như :Phay,tiện,bào,mài,đúc,hàn, rèn thì gia công sản phẩm khuôn đạt yêu cầu thì rất khó khăn, thậm chí là không thể gia công được, nếu gia công thì bài toán kinh tế cũng không cho phép.

Thế nhưng nhờ áp dụng được từ những thành tựu mới từ khoa học như : Điện tử ,vật lý , toán học, vật liệu vào ngành cơ khí đã tạo ra được phương pháp gia công mới như là : Gia công tia lửa điện, gia công tia nước , gia công bằng lazer hay là các công cụ máy có khả năng linh hoạt hơn như :máy NC (máy điều khiển số), máy CNC (máy điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính) ,máy gia công bằng phương pháp phóng tia lửa điện(máy cắt dây,máy gia công xung. Nhờ sử dụng của các loại máy đó ta có thể gia công được các bề mặt định hình phức tạp, có độ chính xác cao hay là các loại vật liệu có độ cứng cao mà các biện pháp truyền thống khó hoặc không thể gia công được.

III.2.3Chọn mặt phân khuôn

Mặt phân khuôn là bề mặt phân cách giữa hai nữa khuôn với nhau. Nó được chọn thế nào để :

• Tạo điều kiện cho việc thiết kế và chế tạo  hai lòng khuôn  được thuận lợi nhất trong điều kiện cụ thể.
• Hình dạng của sản phẩm sau khi ép ra phải có  hình dạng đẹp nhất, tốn ít nguyên liệu , tốn ít công sửa chữa nhất.
• Sản phẩm sau khi làm nguội lấy ra nhanh và dễ nhất.

III.2.4Chọn dạng  khuôn, số lượng lòng khuôn,hình dạng lòng khuôn:

5. Chọn dạng khuôn :

Từ kích thước của sản phẩm ta dùng 8 điểm để phun vào sản phẩm và kênh dẫn nhựa không nằm trong lòng khuôn nên ta chọn khuôn 3 tấm. Hệ thống này gồm có: khuôn trước ,khuôn sau và hệ thống thanh đỡ. Nó tạo ra hai chỗ mở khi mở khuôn. Một chỗ mở lấy sản phẩm ,một chỗ mở lấy kênh nhựa ra.

5. Số lượng lòng khuôn:

Từ kích thước sản phẩm ta bố trí một sản phẩm trong một lòng khuôn

5. Xác định hình dạng lòng khuôn:

Hình dạng lòng khuôn phải phù hợp với biên dạng của sản phẩm cần chế tạo và bề mặt phân khuôn đã lựa chọn. Cho nên căn cứ vào hình dạng và đặc tính vật lý của vật liệu sử dụng để làm ra sản phẩm ta sẽ xác định được hình dạng cần thiết của mỗi lòng khuôn.

Hình III-3:Hình dạng chi tiết khay làm đá viên.

Do sản phẩm từ vật liệu PP có hệ số co ngót 1,5%. Cho nên kích thước và hình dạng của mỗi lòng khuôn ( khuôn trước và khuôn sau) được xác định bằng cách đem kích thước của bề mặt chi tiết cần chế tạo đem nhân với hệ số tỉ lệ k=1,015 ta sẽ xác định kích thước và hình dạng của mỗi lòng khuôn tương ứng.

.......................

Hình III-5:Hình dạng lòng khuôn trước.

Sau khi xác định kích thước của biên dạng mà mỗi lòng khuôn cần phải có. Ta sẽ xác định được kích thước của phôi thép có dạng tấm có kích thước phải >251.72 x111.65 x 28.67mm để chế tạo ra lòng khuôn. Bởi vì trên tấm khuôn ngoài có dạng lòng khuôn còn phải thiết kế một số cơ cấu đặc biệt. Do đó đối với tấm lõi khuôn thì lựa chọn phôi  kích thước 290 x 144 x 60 mm còn tấm phôi lòng khuôn có kích thước  290 x 144  x 50 mm.

III.2.5Tính lực kẹp khuôn:

Ta đã biết rằng sản phẩm nhựa ta cần chế tạo có dạng tấm bề dày nhỏ 1mm trong khi diện tích của bề mặt sản phẩm cần điền đầy nhựa khá lớn. Cho nên để nhựa dẻo có thể điền đầy được toàn bộ lòng khuôn để khi nguội tạo ra được sản phẩm đạt hình dạng và chất lượng theo yêu cầu thì dòng nhựa bơm cần có áp lực (p),cao lên tới 400÷ 1200 atm (kg/cm²) (Theo kinh nghiệm có như vậy thì nhựa mới được bơm đầy kín toàn bộ lòng khuôn).

Do đó trong quá trình bơm nhựa vào khuôn thì tấm khuôn sau luôn chịu một lực đẩy bằng tích số áp lực bơm (p)với diện tích bề mặt sản phẩm (S) cần ép ra. Khiến cho xu hướng khuôn chuyển động lùi lại tạo khe hở giữa hai lòng khuôn làm cho nhựa bị phòi ra làm cho sản phẩm sau khi nguội có bavia( gây tốn nhựa và tốn công để cắt bavia sau này). Tỉ lệ bavia này tùy thuộc vào khe hở to hay bé. Vì vậy để tạo ra sản phẩm có hình dạng đẹp đồng thời tiêu tốn lượng nhựa và công lao động ít nhất thì ta phải chọn máy ép nhựa tạo lực khóa khuôn và áp lực bơm phù hợp.

Vậy ta phải chọn lực khóa khuôn thỏa mãn điều kiện:

F≥ p.S

Trong đó : -F: Lực khóa khuôn của máy ép nhựa.

                 -p: Áp lực của dòng nhựa hóa lỏng khi bơm vào lòng khuôn.

                 -S: Là diện tích của sản phẩm chiếu lên lòng khuôn sau.

Căn cứ vào kích thước của sản phẩm cần chế tạo ta có thể tính toán được lực khóa khuôn cần thiết để cố định vị trí của các tấm khuôn trong quá trình bơm nhựa như sau :

Tính diện tích của sản phẩm (S) được xác định như sau :

S = 110.248 = 27280(mm²)=272,80(cm²)

Do đó lực khóa khuôn tối thiểu là:

F = p.S = ( 400÷ 1200 ).272,80 = 109120 ÷ 327360 (Kg) = 109 ÷ 327 (tan)

III.2.6 Thiết kế các bộ phận cơ bản của khuôn :

III.2.6.1:Chốt dẫn hướng

• Chốt dẫn hướng được chọn theo tiêu chuẩn.
• Vật liệu chế tạo chốt được làm từ thép cacbon sau đó tôi để đạt độ cứng cần thiết và đảm bảo bề mặt chốt không bị xước.
• Số lượng chốt dẫn hướng tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, đơn giản nhất là 2. Phổ biến nhất là 4 vì các dạng khuôn hiện nay chủ yếu chủ yếu là dạng hộp.
• Vật liệu : thép C45
• Nhiệt luyện đạt độ cứng 55-60 HRC.

III.2.6.2:Bạc dẫn hướng

• Mục đích của việc sử dụng bạc dẫn hướng là dùng để lắp ghép với chốt dẫn hướng khi đóng khuôn, nó giúp 2 nửa khuôn lắp ghép chính xác với nhau ,ngoài ra nó còn cho phép giảm được chi phí khi bạc bị mòn và cần phải thay thế.
• Bạc dẫn hướng cũng được chọn theo tiêu chuẩn tướng ứng vói chốt dẫn hướng.
• Vật liệu là C45.

III.2.6.3:Bạc cuống phun:

• Kích thước bạc cuống phun phụ thuộchai yếu tố :

• Kích thước và độ dày sản phẩm củng như loại vật liệu nhựa được sử dụng.
• Kích thước lỗ vòi phun của máy củng ảnh hưởng đến kích thước của cuống phun.

• Góc côn của cuống phun rất quan trọng vì nếu góc côn quá nhỏ có thể gây khó khăn khi tháo cuống phun. Còn nếu góc côn quá lớn ảnh hưởng đến thời gian làm nguội vì vậy góc côn tối thiểu là 1.5 độ.
• Bạc cuống phun cũng được lụa chọn theo tiêu chuẩn.
• Vật liệu là thép C45.
• Nhiệt luyện đạt độ cứng 38- 42 HRC.
• ..........................

Nguyên công 15 : Gia công nguội cụm khuôn.

- Nghiền thô Ф6 bằng chốt đẩy sản phẩm cùng bột nghiền.

- Taro ren M10 cho đường dẫn dung dịch làm mát.

- Đánh bóng biên dạng lòng khuôn bằng vải mềm, bột mài nhỏ trộn với dầu nhờn đặc.

Nguyên công 16  : kiểm tra độ không song song và vuông góc.

+ Độ không song song giữa 2 mặt phẳng chính < 0,025mm trên toàn bộ chiều dài

+ Độ không song song giữa 2 đường tâm lỗ  < 0,01mm trên toàn bộ chiều dài.

+ Độ không vuông góc giữa các lỗ dẫn hướng, lỗ chốt hồivowis mặt phẳng chính < 0,01mm .

- Sơ đồ kiểm tra độ không song song của hai mặt đáy được mô tả như sau:

 Một mặt đầu của chi tiết sẽ được định vị trên một bàn map làm chuẩn và đồng hồ đo sẽ rà trên bề mặt còn lại theo hai phương dọc và ngang. Chỉ số lớn nhất đọc được trên đồng hồ sẽ biểu thị cho độ không song song của hai mặt phẳng trên một chiều dài chuẩn.

- Kiểm tra độ không vuông góc giữa đường tâm lỗ và măt đầu: Một mặt đầu của chi tiết sẽ được định vị trên một bàn map làm chuẩn và khi quay trục kiểm quanh  tâm lỗ một vòngkhi đó sai lệch đồng hồ sau 1 vòng quay thể hiện độ không vuông góc. Ở sơ đồ này ta kiểm tra gián tiếp một mặt đầu khác.

PHẦN VII: HƯỚNG DẪN LẮP ĐẶT, SỬ DỤNG VÀ BẢO QUẢN KHUÔN.

VII.1Hướng dẫn lắp đặt khuôn:

1. Theo qui tắc chung , phải kiểm tra các sau đây trước khi lắp đặt khuôn:

1. Đối với khuôn đã được sử dụng từ trước cần xem thử nó đã được sử chữa hư hỏng nào chưa ?
2. Kiểm tra đầu vào và đầu ra của kênh nước bằng cách thổi khí nén để chắc chắn rằng kênh nước thông thoáng và sạch sẽ.
3. Kiểm tra và chắc chắn rằng vòng định vị ăn khớp chính xác với lỗ ở tâm của tấm khuôn cố định. Điều đó sẽ đảm bảo độ thẳng hàng  của cuống phun và vòi phun.
4. Kiểm tra xem chiều cao tổng của khuôn có vượt quá có vượt quá khoảng sáng của máy không.
5. Kiểm tra xem khoảng cach max giữa các tấm khuôn có đủ để tháo sản phẩm không.
6. Kiểm tra giá trị lực kẹp khi gia công.
7. Theo qui tắc thực tế, trọng lượng max của một phát đạn đủ khối lượng cho một sản phẩm.

2. Tiến hành kiểm tra độ song song của hai tấm khuôn trước khi lắp ráp khuôn. Kiểm tra xem các bulong kẹp an toàn có chắc chắn không, các trụ đỡ có bám bụi bẩn hoạc phoi kim loại không.
3. Đặt khuôn ở trạng thái hai nửa đóng lại với nhau. Điều này ngăn ngừa hai khuôn đặc biệt là lõi khuôn bị các hư hỏng có thể xảy ra trong quá trình lắp ráp khuôn.
4. Không nên cố gắng tiến hành lắp ráp khuôn nặng bằng tay. Cần sử dụng máy nâng, cần cẩu thích hợp hoặc các cơ cấu xích ròng rọc. Xích ròng rọc có thể điều khiển chậm nhưng lại rất thích hợp cho công việc lắp ráp khuôn.
5. Giữ cho xích cùng với khuôn cho đến khi cả hai nửa khuôn đã gắn chặt vào các tấm khuôn. Đối với khuôn nặng, đó là một thực tế tốt để tránh hiện tượng kẹt bulong lắp ở tấm di động để tránh bất kì một chuyển động đi xuống nào của khuôn trong quá trình di chuyển.
6. Trong lúc tháo khuôn không bao giờ được gõ búa vào khuôn trong khi các bulong an toàn vẫn còn  đóng chặt, nếu không sẽ làm hỏng khuôn và bộ phận máy nối với khuôn. Trong khi khuôn vẫn còn được giữ bởi xích, chỉ nới lỏng một nửa số bulong an toàn và làm các điều chỉnh cần thiết thông qua các bulong kích.
7. Quá trình lắp khuôn khay đá:

7.1. Lắp nữa khuôn trước:

+  Tiến hành lắp lòng khuôn trước 14 với áo khuôn trước bằng vít  ráp M8 được cụm chi tiết 1.

+  Lắp bạc dẫn hướng lên tấm trung gian và cụm chi tiết1.

+ Dùng chốt dẫn hướng và vít cử lấp tấm trước và tấm trung gian lại với nhau được cụm chi tiết 2.

+ Lần lược tiến hành lắp các chi tiết bạc cuốn phun, vành dịnh vị, chốt giật cuốn phun bằng vít ráp M6 lên cụm chi tiết 2.

+ Lắp cụm chi tiết 1 lên bốn chốt dẫn hướng của cụm chi tiết 2.

7.2. Lắp nữa khuôn sau:

+  Lắp lòng khuôn sau với áo khuôn sau bằng vít ráp M8 được cụm chi tiết 3.

+ Lần lược lắp các chi tiết bạc dẫn hướng, tấm chắn, tấm hồi, chốt đẩy, chốt hồi, lên cụm chi tiết 3.

+ Lắp tấm đẩy lên cụm chi tiết 3 bằng vít ráp M10.

+ Lắp trụ đỡ lên tấm sau bằng vít ráp M10 được cụm chi tiết 4.

+ Sự dụng vít ráp M14 lắp cụm chi tiết thứ 4, thanh kê vào cụm chi tiết thứ 3 được nữa khuôn sau.

7.3. Lắp nữa khuôn sau lên 4 chốt dẫn hướng của nữa khuôn trước, lắp cút nước và thanh kéo lên khuôn.

VII.2Sử dụng khuôn:

1. Để đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt nhất, khuôn phải được duy trì ở nhiệt độ làm việc của nó.
2. Khi tháo khuôn bằng tay không nên sử dụng các dụng cụ kim loại cứng hoặc có cạnh sắc để tránh xây xước bề mặt khuôn hoặc các cạnh sắc này có thể làm hỏng bề mặt phân khuôn, tạo ra khe hở dọc theo đường phân khuôn.
3. Không bao giờ sử dụng búa gõ để tháo khuôn.
4. Không được sờ tay trực tiếp vào bề mặt nhẵn bóng của khuôn không để lại dấu vân tay để khỏi gây hiện tượng bè mặt phân khuôn bị ăn mòn.
5. Người thợ đứng vận hành phải xem xét khuôn có sẵn sàng làm việc không.
6. Nếu máy không được sử dụng qua đêm thì cần bôi lên bề mặt nhẵn bóng của khuôn một lớp mỏng kerosin hoặc turpenline.
7. Khi không làm việc, tất cả khuôn có các phần tử lò xo cần được để ở trạng thái thải lỏng.
8. Khuôn không hoạt động cần để ở trạng thái mở nhưng được che phủ bằng vải khô.
9. Trước khi nghỉ cần để cho hệ thống nước làm nguội khuôn tiếp tục vận hành cho đến khi khuôn được làm nguội hoàn toàn.

VII.3Bảo quản khuôn:

1. Cần phải giữ sản phẩm cuối cùng được tháo ra khỏi khuôn để tham khảo cho bất kì sự sửa chữa nào cần thiết. Cần làm nhãn cho sản phẩm với tên gọi, kích thước,vật liệu, số khuôn và số sản phẩm chính của sản phẩm đó.
2. Tất cả các bộ phận của khuôn cần được kiểm tra và sữa chửa trước khi cất vào kho để nó thường xuyên sẵn sàng cho đến khi có lần sản xuất tiếp theo.
3. Các khuôn được xác định sẽ không đưa vào sản xuất cần phải được tháo ra, loại ra, để phòng chứa khuôn không có lẫn các khuôn không còn sử dụng được.
4. Cần di chuyển các đầu lắp kênh nước vì chúng dễ bị hư hỏng khi lưu giữ. Tiến hành thổi khí nén vào kênh nước đến khi ra ngoài hết và giữ cho nó khô. Đậy kín một đầu và rót vào kênh làm mát một loại dầu khoáng phù hợp.\
5. Bôi mỡ cho các chi tiết của khuôn và giữ gìn chúng trong quá trình lưu giữ.
6. Đối với khuôn có lò xo thì không nên đóng chặt, hãy đặt các nêm cao su phù hợp với trạng thái mở khuôn để giữ lò xo ở vị trí tháo lỏng và luôn bịt miệng kín lỗ để tránh bụi bẩn hoặc hơi ẩm. đối với khuôn nhỏ chỉ cần cho chúng vào túi nilong là được.

KẾT LUẬN

Điều quan trọng của chúng em khi  thiết kế khuôn là  cần lưu ý nắm rõ kiểu hình dáng , hình học của sản phẩm thích hợp cho quá trình ép phun. Nếu kiểu dáng không phù hợp sẽ gây khó khăn cho quá trình chế tạo và sản phẩm sẽ bị nhiều khuyết tật(chú ý các vách côn ngược trên sản phẩm) .Ngoài ra , chúng em  cũng quan tâm đến một số vấn đề trong thiết kế kết cấu khuôn :

• Loại nhựa dùng làm sản phẩm.
• Kiểu khuôn phù hợp cho sản phẩm.
• Hai nửa khuôn phải đóng thật kín để không xì ba via. Do đó, việc chế tạo mặt phân khuôn cực kì quan trọng, cần phải gia công thật chính xác.
• Khi lắp bạc và chốt định vị vào vỏ khuôn cần đảm bảo mối lắp chặt hoặc chế tạo thêm vít giữ bạc và chốt.
• Nơi bố trí miệng phun, kiểu miệng  phun.
• Kiểu kênh dẫn.
• Nơi bố trí chốt đẩy sản phẩm.
• Mặt côn của con trượt có góc côn nhỏ hoặc bằng 30⁰để tạo lực tốt trong quá trình ép phun
• Nơi bố trí kênh làm nguội và rãnh thoát khí.

Trong phạm vi đồ án này , đây là làn đầu tiên chúng em thiết kế chắc chắn sẽ có phần thiếu sót. Kính mong quí thầy cô trong khoa Cơ khí nói chung và thầy .... góp thêm ý kiến để em hoàn thành tốt hơn cho những lần thiết kế sau. Chúng em xin chân thành cảm ơn!!!!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 + Tài liệu 1: PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc , PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt  (1999),  Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, nhà xuất  bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.

+ Tài liệu 2:GS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS. TS Lê Văn Tiến, PGS.TS Ninh Đức Tốn, PGS.TS Trần Xuân Việt ( 2006), Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 2, nhà xuất  bản khoa học và kỹ thuật,  Hà Nội .

+Tài liệu 3: PGS.TS Ninh Đức Tốn, sổ tay dung sai lắp ghép, nhà xuất bản giáo dục.

+Tài liệu 4:PGS.TS Vũ Hoài Ân (1994) viện máy và dụng cụ công nghiệp, Thiết kế khuôn cho sản phẩm  nhựa.

+Tài liệu 5:GS.TS.Nguyễn Đắc Lộc –Lưu Văn Nhang (2006), hướng dẫn thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy , nhà xuất bản khoa học kĩ thuật , Hà Nội.

+Tài liệu 6:Nguyễn Văn Dán ,Nguyễn Ngọc Hà, Trương Văn Trường , Đặng Vũ Ngoạn,(2006),Vật liệu kĩ thuật, nhà xuất bản đại học quốc gia thành phố Hồ Chi Minh.