Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép (chi tiết vành bánh xe có khóa)

TỔNG QUAN

GIỚI THIỆU SẢN PHẨM THIẾT KẾ

1.1.1 Giới thiệu sản phẩm bánh xe đẩy a Công dụng

Trước khi có bánh xe đẩy hàng, việc vận chuyển hàng hóa rất vất vả, thường phải khiêng vác hoặc kéo khay lớn Sự xuất hiện của bánh xe đẩy hàng đã giảm bớt gánh nặng cho người lao động, mang lại sự tiện lợi trong việc di chuyển Sản phẩm này đa dạng về tải trọng, kích cỡ và màu sắc, giúp người dùng dễ dàng lựa chọn theo nhu cầu Nhờ có bánh xe đẩy hàng, việc vận chuyển hàng hóa tại các chợ và xưởng sản xuất trở nên nhẹ nhàng và hiệu quả hơn, từ đó nâng cao năng suất làm việc.

Bánh xe đẩy hàng và xe đẩy hàng đã trở thành những công cụ thiết yếu trong nhiều môi trường làm việc, từ công trình xây dựng, nhà xưởng cho đến nhà bếp của các nhà hàng, khách sạn quy mô lớn Với nhiều ưu điểm và tiện ích, các loại bánh xe đẩy trên thị trường hiện nay đáp ứng đa dạng nhu cầu sử dụng.

Một số sản phẩm trên thị trường (trang wed Haophong.com)

Hình 1.1: Một số loại bánh xe đẩy trên thị trường

1.1.2 Sản phẩm thiết kế khuôn của đồ án

Do nhu cầu sản xuất sản phẩm theo yêu cầu của khách hàng, loại bánh xe được sử dụng trong đồ án lần này là bánh xe nhựa có khóa.

Hình 1.2: Hình ảnh bánh xe đẩy có khóa

Vì vấn đề hạn chế của đồ án về thời gian, chi phí nên trong đồ án thiết kế lần này chỉ thiết kế vành của bánh xe

Hình 1.3: Dè bánh xe có khóa

ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA SẢN PHẨM BAN ĐẦU VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

 Bền, đẹp, có thể lắp ghép với các bộ phận khác và hoạt động bình thường

 Đã được nghiêng cứu, chế tạo thành công và sử dụng rộng rãi trên thị trường

 Nhược điểm: Vì có góc nghiêng nên khó khăn trong quá trình chế tạo khuôn ép

 Làm tăng giá thành khuôn

Hình 1.4: Sản phẩm ban đầu

 Khó khăn: Cần rút lõi nghiêng

 Yêu cầu: Cần cải tiến để dễ dàng hơn khi thiết kế khuôn.

HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

 Hạn chế về thời gian, chi phí nên chỉ chế tạo bộ khuôn của dè bánh xe

 Bánh xe đẩy nhựa này ứng dụng chịu tải thấp khoảng 12.5 kg nên không ứng dụng khi yêu cầu chịu tải quá cao.

KẾT QUẢ DỰ KIẾN ĐẠT ĐƯỢC

 Sản phẩm có độ chính xác kích thước gần như thiết kế

 Không bị lỗi trên sản phẩm: Thiếu nhựa, cong vênh, lõm bề mặt, ba via

 Có thể lắp ráp với các chi tiết khác dễ dàng và chịu tải trọng tốt.

CÁCH THỨC NGHIÊN CỨU

Tiếp cận mô hình sản phẩm ban đầu  cải tiến để dễ dàng hơn trong việc làm khuôn  giảm giá thành khuôn

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

NỘI DUNG THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI

 Bước 1: Thiết kế sản phẩm, thiết kế bằng phần mềm Creo

 Bước 2: Phân tích mô phỏng quá trình nhựa lỏng điền đầy lòng khuôn trong khuôn ép phun

 Bước 3: Tách khuôn với 4 lòng khuôn

 Bước 4: Thiết kế bộ khuôn: Sử dụng Creo thiết kế bộ khuôn EMX

 Bước 5: Gia công các chi tiết cẩu bộ khuôn

 Bước 6: Lắp ráp khuôn, ép thử

 Bước 7: Kiểm tra và hoàn thành bộ khuôn

 Bước 8: Hoàn thành báo cáo.

TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM

Vật liệu nhựa là các chất tổng hợp từ hóa dầu và dầu thô, có khả năng biến dạng dưới tác động của nhiệt và áp suất cao Chúng được ứng dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày và trong công nghiệp, chẳng hạn như áo mưa và ống dẫn điện Vật liệu nhựa dần thay thế các chất liệu truyền thống như vải, gỗ, da, kim loại và thủy tinh nhờ vào đặc tính bền, nhẹ, khó vỡ và đa dạng màu sắc.

Bảng 2.1: So sánh nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn

Nhựa nhiệt dẻo Nhựa nhiệt rắn

Tính gia nhiệt Gia nhiệt nhiều lần vẫn hóa dẻo

Gia nhiệt nhiều hơn 1 lần sẽ bị cháy chứ không chuyển sang trạng thái hóa dẻo

Tái sử dụng lại Có thể tái sử dụng Không thể

Tính dẻo dai Độ dẻo, dai cao Độ cứng, dòn cao

Các hợp chất điển hình PP, PE, PVC, PS, PC,

PET (bình nước, chai, lọ, )

PF, MF… (tay cầm chảo, tay cầm xoong, tay cầm nồi, )

6 Ứng dụng Vật dùng gia dụng, công nghiệp… bình nước, ống nước, thau chậu …

Vật dùng gia dụng, công nghiệp như: vỏ điện thoại, tay cầm nồi… a Một số nhựa thường gặp i Nhựa nhiệt dẻo

 Mờ và màu trắng, nhiệt độ mềm thấp và lực kéo thấp

 Độ kháng nước cao, kháng hóa chất và tính cách nhiệt và điện tốt

 Độ giãn dài lớn và dòn ở nhiệt độ thấp, hệ số giãn nở cao

 Các ứng dụng của nhựa PE :

 Những sản phẩm cần có độ bền kéo cơ học: Búa nhựa, vật liệu cách điện và nhiệt, bồn tắm, ống dẫn nước

 Sản phẩm cần kháng dung môi và dầu nhớt: Thùng chứa dung môi, chai lọ, màng mỏng bao bì

 Sản phẩm dùng cho cách điện: Làm vật liệu chịu tần số cao, băng keo cách điện

 Không màu, bán trong suốt

 Là chất dẻo có trọng lượng nhẹ (0.9-0.92)

 Độ bền kéo, độ cứng cao hơn PE

 Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặt biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao

 Dòn ở nhiệt độ thấp, dễ phà hủy bởi UV

 Dễ cháy, tính chất cách điện tần số cao tốt

 Tính ứng suất nứt tốt, tính chất bám dính kém

 Tính chất gia công ép phun tốt

 Dùng độ cứng: nắp chai nước ngọt, thân nắp bút mực, hộp nữ trang, kết bia

 Dùng kháng hóa chất: chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp thùng chứa dung môi

 Dùng cách điện tần số cao: vật liệu cách điện tần số cao, vật kẹp cách điện

 Dùng trong ngành dệt, sợi dệt PP

 Độ bền cao, chịu va đập kém

 Tính chất cơ học: Không màu, trong suốt, dễ tạo màu, độ cơ bền thấp, độ giãn dài tốt, độ bền va đập kém

 Tính chất nhiệt: Nhiệt độ biến dạng thấp, tạo khí đen

 Sản phẩm rẻ tiền, sản phẩm nhựa tái sinh như ly, hộp

 Cách điện tần số cao dùng làm vỏ hộp điện, ống, vật liệu cách điện

Nhựa ABS (Poly acrylonitrile butadiene styrene)

 Tính chất cơ học: Có màu trắng đục – bán trong suốt, có độ nhớt và độ bền va đập cao hơn PS

 Tính chất nhiệt: Nhiệt độ biến dạng do nhiệt: 60 – 120 cháy được

 Trong các sản phẩm cách điện, trong kỹ thuật điện tử và thông tin liên lạc (vỏ và các linh kiện bên trong)

 Trong kỹ thuật nhiệt lạnh: Là các vỏ bên trong, các cửa trong và vỏ bọc bên ngoài chịu va đập ở nhiệt độ lạnh

 Các sản phẩm ép phun như các vỏ bọc, bàn phím, sử dụng trong các máy văn phòng, máy ảnh

 Độ bền nhiệt thấp, mềm dẻo khi dùng thêm chất hóa dẻo

 Ổn định kích thước tốt

 Độ bền sử dụng cao, sự chống lão hóa cao

 Độ bền va đập kém

 Sản phẩm cứng: Ống nước, màng mỏng cứng, tấm cứng

 Sản phẩm mềm: Ống nước, tấm

Nhựa epoxy, sau khi đóng rắn, vẫn giữ được tính mềm dẻo nhờ vào mật độ liên kết ngang không cao Sản phẩm này không tạo bọt khí và rỗ khí, có khả năng bám dính tốt, chịu hóa chất, chống ẩm, và sở hữu độ bền nhiệt cùng độ bền cơ học cao Nhựa epoxy thường được sử dụng trong các ứng dụng như sơn (sơn lót và sơn phủ), keo dán, và làm chất cách điện bảo vệ thiết bị điện và điện tử.

Polyester không no là loại vật liệu có khả năng đóng rắn ở dạng lỏng hoặc rắn khi có điều kiện thích hợp Nó được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ composite nhờ vào đặc tính nhẹ, độ cứng cao sau khi đóng rắn và khả năng kháng hóa chất Polyester không no thường được sử dụng để sản xuất thuyền, thùng, ống và mũ bảo hiểm.

Vinyester là vật liệu chống thấm nước hiệu quả, có độ bền cao sau khi đóng rắn, thường được sử dụng trong sản xuất ống dẫn và bồn chứa hóa chất Ngoài ra, vinyester còn được dùng làm lớp phủ cho các sản phẩm thường xuyên tiếp xúc với nước, như vỏ tàu và thuyền Khi chọn vật liệu cho sản phẩm dè bánh xe, vinyester là một lựa chọn tối ưu nhờ vào khả năng chống thấm và độ bền vượt trội.

Vật liệu nhựa dùng cho sản phẩm là nhựa PE (Polyetylen) Vì tính độ bề cơ học tốt, kháng mòn  Ứng dụng tốt cho sản phẩm bánh xe

Kiểm tra khối lượng bằng phần mềm MoldFlow 2016: Tiến hành phân tích kết quả ép nhựa/ đọc bản khối lượng của chi tiết Cavity weight: Khối lượng là 44.46 g

Hình 2.1: Khối lượng sản phẩm

Sản phẩm có bề dày thay đổi không đáng kể: 1.2mm – 1.8mm – 2.25mm – 3mm

Hình 2.2 : Bề dày sản phẩm

 Ý nghĩa của việc kiểm tra bề dày:

 Rút ngắn thời gian chu kỳ ép phun và chế tạo khuôn

 Giảm giá thành sản phẩm và khuôn

 Tiết kiệm vật liệu mà vẫn mang lại hiệu quả sử dụng cho sản phẩm

 Tránh được các khuyết tật như: cong vênh, lỗ khí, vết lõm, đường hàn…

Bảng 2.2: Chiều dày thành sản phẩm nhựa dẻo

STT Vật liệu Chiều dày min (mm) Chiều dày max (mm)

 Sản phẩm gối đỡ dùng nhựa PE nên bề dày sản phẩm thiết kế nằm trong giới hạn từ 0.5÷6.4 mm

2.2.4 Góc thoát khuôn Ở các khuôn có lõi ngắn hay lòng khuôn nông < 5mm góc côn ít nhất khoảng 0.25 ° mỗi bên Khi chiều sâu lòng khuôn và lõi tăng từ 1÷2 inch, góc côn nên tăng lên là 2 ° mỗi bên Góc côn cần thiết đối với nhựa Polyolefins và Acetals có kích thước nhỏ góc côn chỉ khoảng 0.5 ° , nhưng đối với sản phẩm có kích thước lớn, góc côn yêu cầu có thể tới 3 ° Với nhiệt vật liệu cứng hơn như Polystyrene, Acrylic… ngay cả đối với sản phẩm có kích thước nhỏ góc côn tối thiểu cũng phải là 1.5 °

Cần chú ý rằng góc côn càng nhỏ, yêu cầu lực càng lớn, do đó có thể làm hỏng sản phẩm nếu sản phẩm chưa đông cứng hoàn toàn

Hình 2.3: Đồ thị chọn góc vát theo chiều cao sản phẩm

 Đối với sản phẩm nhựa PP đang thiết kế, chọn góc thoát khuôn là 1 ° mỗi bên

 Ý nghĩa của việc kiểm tra góc thoát khuôn: Để dễ dàng tháo sản phẩm khỏi lòng khuôn

Kết luận: Sản phẩm cần đảm bảo độ côn nhất định ở cả mặt trong và mặt ngoài theo hướng mở khuôn Yêu cầu này cũng áp dụng cho các chi tiết như gân gia cường lồi và rãnh.

Hệ số co rút có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây ra các khuyết tật như cong vênh và vết lõm bề mặt Do đó, các nhà thiết kế khuôn cần chú ý đến hệ số co rút của từng loại nhựa và các vị trí khác nhau trong khuôn, đặc biệt là những vùng tập trung nhiều vật liệu hoặc có độ dày khác nhau Việc này giúp thiết kế khuôn ép phun chính xác, giảm thiểu khuyết tật cho sản phẩm.

 Ý nghĩa của hệ số co rút phôi

 Giúp người thiết kế tính toán thiết kế chính xác khuôn ép phun

Sản phẩm nhựa ép có kích thước chính xác cao nhờ vào việc kiểm soát độ co rút của nhựa, là tỷ lệ chênh lệch kích thước giữa sản phẩm sau khi ra khỏi khuôn và kích thước khuôn Đây là yếu tố quan trọng trong thiết kế khuôn để đảm bảo độ chính xác, đặc biệt với những sản phẩm cần lắp ghép Việc tính toán độ co rút là cần thiết để tránh sản phẩm không đạt yêu cầu, nhất là đối với sản phẩm thành mỏng Mỗi loại vật liệu nhựa đều có hệ số rút riêng, ảnh hưởng đến kích thước và độ chính xác của sản phẩm.

Bảng 2.3: Hệ số co rút của một số loại nhựa

STT Nhựa Tỷ trọng Hệ số co rút

Vậy sản phẩm dè bánh xe có khóa dùng nhựa PE nên có hệ số co rút: 0.01 – 0.025

 Chọn 0.011 làm dữ liệu thiết kế

CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ BỘ KHUÔN CHO SẢN PHẨM

Các loại khuôn thường sử dụng theo cách bố trí kênh dẫn:

 Khuôn ba tấm a Khuôn 2 tấm

Khuôn 2 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn nằm ngang mặt phân khuôn, cổng vào nhựa nằm ngang mặt sản phẩm và khi mở khuôn có một khoảng mở để lấy sản phẩm và kênh dẫn nhựa

Cổng vào nhựa có thể được thiết kế để cho phép sản phẩm và kênh dẫn nhựa tự động tách rời hoặc không tách rời khi chúng được lấy ra khỏi khuôn.

Khuôn 2 tấm được sử dụng rất rộng rãi trong hệ thống khuôn ép phun Kết cấu khuôn đơn giản, dễ chế ta ̣o nhưng chỉ sử dụng khuôn 2 tấm cho những sản phẩm dễ bố trí cổng vào nhựa

Hình 2.5: Cấu tạo khuôn 2 tấm

 Rẻ, chu kì ép ngắn so với khuôn 3 tấm

 Thiết kế, kết cấu đơn giản

 Thời gian gia công, chế tạo ngắn

 Ứng dụng những sản phẩm có vòng đời ngắn như mặt hàng điện tử

 Sản phẩm đòi hỏi ít miệng phun

 Những sản phẩm dân dụng như đồ dùng cá nhân, sản phẩm sinh hoạt trong gia đình

 Chế tạo những sản phẩm gia dụng có độ chính xác cao b Khuôn 3 tấm

Khuôn 3 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn được bố trí trên 2 mặt phẳng, khi mở khuôn thì có một khoảng mở để lấy sản phẩm và một khoảng mở khác để lấy kênh dẫn nhựa

Khuôn 3 tấm có khả năng thực hiện cắt đuôi keo tự động khi mở khuôn, về mặt kết cấu, thiết kế này sẽ phức ta ̣p và khó gia công hơn khuôn 2 tấm, nhưng sẽ ha ̣n chế được khả năng phát sinh phế phẩm, bảo đảm được các yêu cầu kỹ thuật khác, đặc biệt là các vấn đề liên quan tới hệ thống kênh dẫn nhựa và cổng vào nhựa Kết cấu khuôn 3 tấm có thể thay đổi kích thước kênh dẫn mà không ảnh hưởng đến tấm lòng khuôn do kênh dẫn nằm trên một mặt phân khuôn khác Đối với sản phẩm loa ̣i lớn cần nhiều miệng phun hoặc khuôn nhiều lòng, cần nhiều miệng phun thì có thể sử dụng khuôn 3 tấm

 Kênh dẫn bố trí trên hai mặt phẳng

 Mở khuôn có hai khoảng: 1 lấy sản phẩm, 1 lấy kênh dẫn

 Kênh dẫn nhựa tách rời sản phẩm khi lấy

 Những chi tiết có kích thước lớn

 Những chi tiết có hình dáng phức tạp, đòi hỏi nhiều cổng phun c Chọn loại khuôn cho sản phẩm

Chọn loại khuôn: chọn khuôn 2 tấm cho sản phẩm vì:

 Chi tiết có cấu trúc đơn giản  Có thể đặt điểm phun trên mặt phân khuôn

Đối với sản phẩm cành bánh xe đẩy có khóa, cần chọn khuôn 2 tấm với 4 lòng khuôn theo chuẩn của Futaba Việc lựa chọn khuôn dựa vào hình dáng, kích thước sản phẩm và cách bố trí lòng khuôn để điều chỉnh kích thước cho phù hợp.

2.3.2 Thiết kế hệ thống kênh dẫn

Hình 2.7: Hệ thống kênh dẫn

Một hệ thống kênh dẫn nhựa cơ bản bao gồm các thành phần:

Hệ thống kênh dẫn nhựa có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất nhựa, khi nhựa được cung cấp từ máy ép phun tới cuống phun thông qua bạc cuống phun và sau đó vào lòng khuôn Đối với khuôn có nhiều lòng, nhựa được dẫn từ vòi phun qua cuống phun và hệ thống kênh dẫn, trước khi được bơm vào các lòng khuôn qua các cổng vào nhựa.

Cuống phun là phần kết nối giữa vòi phun của máy và kênh nhựa, có chức năng chuyển dòng nhựa từ vòi phun đến kênh dẫn hoặc trực tiếp vào lòng khuôn, đặc biệt là trong trường hợp khuôn không có kênh dẫn.

 Kích thước của cuống phun phụ thuộc vào các yếu tố sau:

 Khối lượng, độ dày thành của sản phẩm, loại vật liệu nhựa được sử dụng

 Độ dài của cuống phun phải phù hợp với bề dày của các tấm khuôn

 Cuống phun được thiết kế sao cho có độ dài hợp lý, đảm bảo dòng nhựa ít bị mất áp lực nhất trên đường đi

Khi thiết kế cuống phun, cần chú ý đến góc côn, vì góc này phải đủ lớn để dễ dàng thoát khuôn Tuy nhiên, nếu góc côn quá lớn, sẽ làm tăng thời gian làm nguội, tốn vật liệu và thời gian cắt cuống phun khỏi sản phẩm Ngược lại, nếu góc côn quá nhỏ, sẽ gây khó khăn trong việc tháo cuống phun khi mở khuôn Do đó, góc côn tối thiểu nên được đặt là 1°.

 Công thức tính toán cuống phun:

Kênh dẫn nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun Làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lòng khuôn

 Yêu cầu của kênh dẫn:

 Điền đầy với đường hàn là nhỏ nhất

 Không dính keo và kênh dẫn

 Độ bóng bề mặt cao

 Nhựa di chuyển theo con đường ngắn nhất

 Không cản trở dòng chảy

 Thời gian điền đầy ngắn nhất

 Các phần tử nhựa có cùng tốc độ chảy

 Đường kính của kênh dẫn theo độ dài của kênh và bề dày sản phẩm

Bảng 2.4: Đường kính kênh dẫn dựa theo chiều dài kênh dẫn và đường kính sản phẩm Đường kính rãnh dẫn

Chiều dài tối đa (mm) Độ dày tối đa (mm)

 Công thức tính toán đường kính kênh dẫn:

D: đường kính kênh dẫn (mm)

L: chiều dài kênh dẫn (mm)

D’: đường kính kênh dẫn tham khảo fL: hệ số chiều dài

 Chú ý khi tính toán đường kinh kênh dẫn và chon loại kênh dẫn:

Để đảm bảo sự ổn định của sản phẩm, cần thiết kế rãnh dẫn từ cuống phun đến mỗi lòng khuôn với độ dài và đường kính đồng nhất Việc tính toán và bố trí hợp lý sẽ giúp các lòng khuôn trong cùng một khuôn đạt được sự cân bằng về dòng chảy và áp suất.

Kênh nhựa cần được thiết kế để đảm bảo lòng khuôn được điền đầy đúng tỉ lệ quy định, nhằm ngăn chặn tình trạng vượt quá lưu lượng dẫn đến sự cố và cong vênh Để đạt được điều này, việc cân bằng hệ thống kênh nhựa là rất quan trọng.

 Mối quan hệ giữa đường kính kênh dẫn chính và kênh dẫn nhánh

DC: đường kính kênh dẫn chính (mm)

Dn: đường kính kênh dẫn nhánh (mm)

Hình 2.8: Một số dạng kênh nhựa c Chọn miệng phun

 Miệng phun là phần nằm giữa kênh dẫn nhựa và lòng khuôn

 Khi thiết kế miệng phun cần chú ý các điểm sau:

Miệng phun cần được đặt ở vị trí tối ưu, sao cho dòng nhựa chảy vào khu vực có bề dày thành từ lớn nhất đến nhỏ nhất Điều này giúp vật liệu có thể điền đầy sản phẩm một cách hiệu quả.

 Đặt miệng phun ở vị trí không quan trọng của sản phẩm vì nơi đặt miệng phun có khuynh hướng tồn tại ứng xuất dư trong quá trình gia công

 Miệng phun cần đặt ở vị trí sao cho có thể tống hết không khí ra khỏi lỗ thoát hơi mà không tạo bọt khí trong sản phẩm

 Đặt miệng phun sao cho không để lại đường hàn, nhất là khi sử dụng nhiều miệng phun

 Đối với các vật tròn, trụ cần đặt miệng phun tại tâm để duy trì tính đồng tâm

 Miệng phun thường được giữ ở kích thước nhỏ nhất và được mở rộng nếu cần thiết

2.3.3 Thiết kế hệ thống lấy sản phẩm a Nhiệm vụ và yêu cầu kỹ thuật

 Nhiệm vụ: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi mở khuôn

 Đơn giản hóa (không quá phức tạp đối với khuôn, cơ cấu nhỏ, nhẹ và hiệu quả)

Chốt đẩy có độ cứng từ 40 đến 45 HRC, được gia công chính xác và lắp đặt theo hệ thống trục Mặc dù có khả năng chịu mài mòn tốt nhờ vào quy trình phun ép với chu kỳ nhỏ, nhưng bạc dẫn không tự bôi trơn, dẫn đến tình trạng mòn nhanh và giảm tuổi thọ.

Tốc độ tác động lên sản phẩm rất nhanh, có khả năng tác động đồng thời ở nhiều vị trí đối với sản phẩm có bề rộng lớn như ty lói, đồng thời tác động cục bộ đến các sản phẩm ngắn như tấm lói và lói bửng Ngoài ra, còn có khả năng tác động lên các sản phẩm không đồng phẳng như ống lói và những sản phẩm có bề sâu như khí nén.

 Có khoảng đẩy và lực đẩy phù hợp để đẩy sản phẩm

 Có thể lấy sản phẩm ra dễ dàng và không ảnh hưởng đến hình dạng sản phẩm, tính thẩm mỹ của sản phẩm

 Hệ thống đẩy phải nằm trên khuôn di động (khuôn 2 tấm) b Cấu tạo của một hệ thống đẩy

Hình 2.9: Cấu tạo chung của hệ thống đẩy

 Một hệ thống đẩy bao gồm: Tấm đẩy, tấm giữ, gối đỡ, chốt đẩy, chốt kéo cuống phun

 Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy

 Luôn được lắp ở nửa khuôn di động, trừ một số trường hợp đặt biệt thì hệ thống đẩy được lắp ở nửa khuôn cố định

 Bố trí các chốt đẩy hay lưỡi đẩy ở góc, cạnh hoặc gân của sản phẩm

 Hành trình đẩy bằng chiều sâu lớn nhất của sản phẩm theo hướng mở khuôn cộng thêm 5÷10 mm

 Các đỉnh chốt đẩy nên nằm ngang so với mặt phân khuôn để đảm bảo không để lại vết trên bề mặt sản phẩm

 Đặt chốt đẩy tại những vị trí không yêu cầu về tính thẩm mỹ

 Lực đẩy là hết sức quan trọng đối với thiết kế khuôn, làm cho sản phẩm rơi ra mà không ảnh hưởng đến sản phẩm cũng như khuôn

Hệ thống Undercut của chi tiết thuộc loại Undercut mặt ngoài a Giới thiệu Undercut mặt ngoài

Hệ thống trượt (slides) thường được sử dụng để tháo undercut phía ngoài Chuyển động trượt được tác động bởi cơ cấu cơ khí

Hình 2.10: Tháo undercut mặt ngoài sử dụng lõi trượt b Cấu tạo

 Một hệ thống trượt cơ bản gồm các thành phần sau:

Chốt xiên là một bộ phận quan trọng có chức năng điều khiển sự di chuyển của khối trượt Góc nghiêng của chốt xiên thường dao động từ 5 đến 28 độ so với phương thẳng đứng Độ lớn của góc nghiêng cùng với chiều dài của chốt sẽ quyết định hành trình trượt của lõi mặt bên.

 Lõi trượt: Là một phần của khuôn tạo hình chi tiết, thường trượt trên tấm chống mòn và được giữ trong hệ thống ray dẫn hướng

 Ray dẫn: Giữ lõi trượt, đảm bảo cho lõi trượt chuyển động chính xác và nhẹ nhàng không có bất kì sự xê dịch nào

 Tấm chống mòn: Tạo bề mặt cho lõi trượt di chuyển, chống mài mòn trong suốt vòng đời của bộ khuôn

 Cơ cấu giữ: Giữ lõi trượt tại thời điểm khuôn mở hoàn toàn

QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN

THIẾT KẾ SẢN PHẨM

 Với nhược điểm của dè bánh xe ban đầu rút lõi nghiên  khó chế tạo khuôn

 Nên đồ án này cải tiến chi tiết với các phương án ban đầu

 Thay đổi góc nghiêng về 90° và thay đổi góc kết cấu gân trong chi tiết

 Ưu điểm: Giảm chi phí bộ khuôn, thuận tiện cho việc chế tạo khuôn

Hình 3.1: Sản phẩm ban đầu và sau sửa đổi

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KÊNH DẪN CHO SẢN PHẨM

 L: là chiều dài cuống phun

 Đường kính đáy cuống phun 𝐶 ≥ 𝑇 𝑚𝑎𝑥 + 1.5 𝑚𝑚

 Đường kính đầu cuống phun 𝐵 ≥ 𝐴 + 1𝑚𝑚

 Đường kính lớn nhất của kênh dẫn chính T = 6 mm

 Góc côn của cuống phun 𝛼 ≥ 1.5 0

 Đường kính của vòi phun máy ép A = 2 mm (Tham khảo máy ép nhựa)

 Đường kính đầu cuống phun 𝐵 ≥ 2 + 1 = 3𝑚𝑚

 L là chiều dài cuống phun L = 38 mm

Theo độ dài kênh dẫn và bề dày sản phẩm

Bảng 3.1: Đường kính rãnh dẫn theo chiều dài kênh dẫn và độ dày sản phẩm Đường kính rãnh dẫn

Chiều dài tối đa (mm) Độ dày tối đa (mm)

 Đường kính kênh dẫn cần tìm D = 3.18 ÷ 4.75 (mm)

 D: đường kính kênh dẫn (mm)

 L: chiều dài kênh dẫn (mm)

 Chiều dài kênh dẫn: L = 60 (mm)

 Đường kính tính toán của kênh dẫn chính lý thuyết là 2.6 mm

Kết luận: Do chi tiết có thành mỏng và sâu, cần tăng đường kính để đảm bảo tính điền đầy Vì vậy, đường kính kênh dẫn chính được chọn là 6mm, trong khi đường kính kênh dẫn nhánh là 4mm.

Hình 3.2: Thiết kế kênh dẫn bằng Creo

 Chọn loại kênh dẫn: Chọn kênh dẫn hình thang

 Vì ưu điểm về gia công và dòng chảy nhựa nên kênh dẫn hình thang này thích hợp cho bộ khuôn

Bảng 3.2: So sánh các loại kênh dẫn nhựa

Loại kênh dẫn Ưu điểm Nhược điểm

Tiết diện tròn - Diện tích bề mặt cắt nhỏ nhất - Ít mất nhiệt, ít ma sát - Có

- Khó vì phải gia công trên hai nửa khuôn nhưng hiện nay máy

Tmax: bề dày thành lớn nhất của chi tiết lõi nguội chậm giúp duy trì nhiệt và áp xuất gia công CNC đã khắc phục được nhược điểm này

Tiết diện hình thang hiệu chỉnh

- Chỉ xếp sau kênh dẫn tiết diện tròn về tính năng - Gia công trên một nửa khuôn

- Chỉ xếp sau kênh dẫn tiết diện tròn về tính năng

- Gia công trên một nửa khuôn

Tiết diện hình chữ nhật và nửa hình tròn

- Gia công dễ - Do tiết diện nguội không đều nên làm tăng ma sát, áp xuất không đều

- Khó thoát khuôn, ma sát lớn

Hình 3.3: Hình dáng kênh dẫn trong thiết kế EMX

Miệng phun cạnh là một kiểu miệng phổ biến, thích hợp cho các sản phẩm có thành mỏng hoặc trung bình Thiết kế đơn giản của nó giúp dễ dàng sử dụng mà không yêu cầu độ chính xác cao.

Sản phẩm Cổng vào nhựa

Hình 3.4: Kiểu miệng phun cạnh

TÁCH KHUÔN BẰNG PHẦN MỀM CREO

3.3.1 Tính toán số lòng khuôn

 Tính số lòng khuôn cần thiết trên khuôn theo các cách sau:

 Tính theo số lượng lô sản phẩm

 Tính theo năng xuất phun của máy

 Tính theo năng xuất làm dẻo của máy

 Tính theo lực kẹp khuôn của máy

 Tính theo kích thước bàn kẹp của máy ép a Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm

 Với: Số lòng khuôn tối đa mà máy có thể ép phun được < n

 n: Số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn

 L: số sản phẩm trong một lô sản phẩm  L = 2000 ( sp )

 K: hệ số do phế phẩm (%)  K= 20/19

 k: tỷ lệ phế phẩm (tùy từng công ty) (%) k = 0.05

 tc: thời gian chu kỳ ép phun của một sản phẩm (s)  tc khoảng 30s

 tm: thời gian yêu cầu phải hoàn thành 1 lô sản phẩm (ngày)  tm khoảng 60 ngày

 Số lòng khuôn tối đa nhỏ hơn 1052 (1) b Số lòng khuôn tính theo năng xuất phun của máy

 n: số lòng khuôn tối đa trên khuôn

 S: năng xuất phun của máy (g/1lần phun)

 W: trọng lượng của sản phẩm (g)

 Với thống số máy ép nhựa W-120B

Bảng 3.3: Thông số năng suất phun của máy ép nhựa

1 Đường kính vít me 45 (mm)

2 Áp suất đẩy 1393 (kg/cm 2 )

3 Thể tích 1 lần ép lý thuyết 318 (cm 3 )

4 Khối lượng nhựa tối đa của 1 lần ép (PS) 267 (gram)

5 Tốc độ dòng chảy 131 (cm 3 /sec)

6 Công suất làm dẻo 74 (kg/hour)

7 Vòng xoay của trục vít 0 ~ 200 (rpm)

8 Khoảng hồi lớn nhất 200 (mm)

 Và trọng lượng của sản phẩm là 12 g

 n < 17.8 lòng khuôn (2) d Số lòng khuôn tính theo năng xuất làm dẻo của máy

 P: năng xuất làm dẻo của máy (g/phút)

Tham khảo thông số máy ép nhựa W-120B

 X: tần số phun (ước lượng) trong mỗi phút (1/phút)  X = 3

 W: trọng lượng của sản phẩm (g)  W = 12 (g)

 Số lượng lòng khuôn nhỏ hơn 34 (3) e Số lòng khuôn tính theo lực kẹp khuôn của máy

 Fp: lực kẹp khuôn tối đa của máy (N)

Tham khảo thông số máy ép nhựa W-120B

 S: diện tích bề mặt trung bình của sản phẩm theo hướng đóng khuôn (mm2)

 P: áp xuất trong khuôn (Mpa)  P= 139 Mpa

 Số lòng khuôn lớn nhất mà máy có thể ép phun được < 1

 Số lòng khuôn tối đa máy có thể ép được nhỏ hơn 4.3 lòng (4) g Số lòng khuôn theo kích thước tấm gá đặt trên máy ép

Bảng 3.4: Kích cỡ khuôn tối đa của máy ép nhựa W-120B

Thông số khoảng đẩy máy ép

1 Đường mở khuôn tối đa 380 (mm)

2 Khoảng chống sử dụng kẹp tối đa 395 x 395 (mm)

3 Kích thước 2 tấm kẹp máy ép 595 x 595 (mm)

4 Chiều cao khuôn tối đa 180 ~ 440 (mm)

5 Kích thước tấm khuôn tối đa 295 x 350 (mm)

Từ (1), (2), (3), (4) và kích thước tấm gá đặt trên máy  Chọn số lòng khuôn là 4 lòng

3.3.2 Quá trình tách khuôn sử dụng phần mềm Creo

 Các bước của quá trình tách khuôn

Bước 1: Tạo số chi tiết ứng với số lòng khuôn yêu cầu

Với chi tiết 4 lòng khuôn được đưa và môi trường tách khuôn với các khoảng cách tương ứng

Hình 3.5: Đưa chi tiết vào môi trường tách khuôn

Với kích thước phôi là 120x145x60 (mm)

Hình 3.6: Tạo phôi cho chi tiết

Bước 3: Tạo mặt phân khuôn cho chi tết

Chi tiết có 4 phần: tấm trên , tấm dưới và lõi 2 bên  Yêu cầu cần 1 mặt phân khuôn chính và 2 mặt phân khuôn phụ

Mặt phân khuôn (tách 2 nửa khuôn)

Hình 3.7: Tạo mặt phân khuôn cho chi tiết

Bước 4: Tạo kênh dẫn và cuống phun cho sản phẩm

Hình 3.8: Tạo runner cho sản phẩm Bước 5: Tách thành các tấm khuôn yêu cầu

Hình 3.9: Các tấm khuôn tạo thành sau khi tách khuôn

MÔ PHỎNG DÒNG CHẢY NHỰA TRÊN PHẦN MỀM MOLDFLOW 2016

Bước 1: Đưa chi tiết vào môi trường nhằm tìm dòng chảy tối ưu cho sản phẩm

Hình 3.10 Chi tiết đưa vào môi trường để tìm cổng phun hợp lý

Bước 2: Chia lưới cho sản phẩm

 Chọn kiểu chia lưới Dual Domain

Bước 3: Chọn kiểu phân tích: Để tìm vị trí cổng phun tối ưu ta chọn kiểu phân tích Gate

Bước 4: Nhập thông số nhựa, khuôn đàu vào

 Loại nhựa: PE b Kết quả

 Với thông số đầu vào yêu cầu phần mềm sẽ gợi ý cho ta nhưng điểm vào nhựa tối ưu

Hình 3.11: Kết quả điểm vào nhựa tối ưu

Với những điểm màu xanh dương đậm là điểm vào nhựa tối ưu Ta cần chọn điểm thích hợp nhất

Với thông số đầu vào như vậy ta có 2 điểm vào nhựa tối ưu (1) và (2) Ta phải so sánh để lựa chọn điểm tối ưu nhất

Chọn điểm (2) vì mặc dù điểm 1 đạt kết quả tối ưu nhất, nhưng thiết kế cổng vào nhựa tại điểm 1 dễ dàng hơn và có độ thẩm mỹ cao hơn cho các chi tiết.

3.4.2 Mô phỏng dòng chảy nhựa trong lòng khuôn: Mô phỏng Fill+pack+wrap a Số liệu ban đầu

 Yêu cầu những chỉ số cần tìm:

 Thời gian điền đầy là bao nhiêu

 Áp suất kết thúc quá trình ép là bao nhiêu là hợp lý Để đảm bảo điền đầy lòng khuôn và cũng không quá dư

 Độ co rút như thế nào, đường hàn như thế nào

 Thông số ép hợp lý ứng với chỉ số đã yêu cầu trên: Lực kẹp, thời gian phun, áp suất ban đầu, thời gian làm nguội,

 Nhập dữ liệu mô phỏng:

Bước 1: Đưa chi tiết vào

Hình 3.12: Chi tiết đưa vào mô phỏng dòng chảy

Bước 2: Chia lưới cho sản phẩm

Bước 3: Chọn kiểu phân tích: Fill + Pack + Wrap

Bước 4: Nhập thông số nhựa, khuôn đầu vào

 Nhiệt độ cần nung nóng nhựa: 210°

 Nhiệt độ lòng khuôn khi ép: 60°

 FILL TIME (Thời gian điền đầy)

Hình 3.13: Biểu đồ thời gian điền đầy sản phẩm

 Tổng thời gian điền đầy: 3.54 s

Ta có thể canh chỉnh thời gian bằng cách: Thay đổi nhiệt độ nhựa và áp suất phun

Hình 3.14: Biểu đồ áp suất phun

 Áp suất cực đại 65.98 Mpa tại miệng phun

 PRESSURE AT INJECTION LOCATION: XY PLOT (biểu đồ áp suất phun ép)

Hình 3.15: Biểu đồ thể hiện áp suất phun

 Áp suất cực đại của quá trình ép là: 65Mpa tại thời điểm t = 3s

 Áp suất cực đại này tại lúc điền đầy xong trục vít vẫn đẩy để giữ áp tránh tụt áp

Hình 3.16: Biểu đồ thể hiện đường hàn trong sản phẩm

 Nguyên nhân xuất hiện đường hàn: +Các dòng chảy gặp nhau

+Không khí không có chỗ thoát ra

 Khắc phục: Làm hệ thống thoát khí chỗ này, dùng vật liệu có độ nhớt thấp hơn

Mở rộng cuống phun, tránh thay đổi bề dày sản phẩm đột ngột và điền khuôn không đồng nhất

 LAMP FORCE: XY PLOT ( Biểu đồ lực kẹp theo XY)

Hình 3.17: Biểu đồ lực kẹp

 Lực kép lớn nhất 37 tấn

 Nếu lực kẹp không đủ thì nhựa sẽ bị xì ra ngoài

Sử dụng con số lớn nhất này làm lực kẹp cho máy ép vì lấy lực kẹp này thì lúc nào lực kẹp cũng đủ

 AIR TRAPS (Rỗ khí có thể xảy ra trong quá trình ép phun )

Hình 3.18: Biểu đồ thể hiện rỗ khí trên sản phẩm

 Rổ khí tập trung chủ yếu ở lỗ chốt

 Nguyên nhân gây rỗ khí: Sự không cân bằng dòng Dòng chảy không tốt

 Thiết kế sản phẩm có bề dày tại các vị trí phù hợp

 Đổi vị trí cổng phun

Để cải thiện quá trình phun, cần giảm tốc độ phun, vì khi phun với tốc độ cao, bọt khí sẽ không thoát ra được Trong quá trình ép thử, nếu phát hiện vị trí nào có nhiều rỗ khí, hãy tạo rãnh thoát khí tại những điểm đó để khắc phục tình trạng này.

 PRESSURE AT THE END OF FILL (Áp suất cuối quá trình phun)

Hình 3.19: Biểu đồ áp suất cuối quá trình phun

45 Áp suất tại cuối quá trình điền đầy là: 8.16 MPa tại cuống phun

 Đảm bảo điền đầy chi tiết

 TEMPERATURE AT FLOW FRONT ( Nhiệt độ của nhựa chảy trên bề mặt )

Hình 3.20: Biểu đồ nhiệt độ của nhựa chảy trên bề mặt

 Nhiệt độ lớn nhất trên bề mặt là 224.3 ℃

 Nhiệt độ chênh lệch bề mặt khi nhựa chảy trong lòng chi tiết không quá lớn khoảng 170 225° làm cho chi tiết ổn định giảm co rút cho sản phẩm

 SHEAR RATE, MAXIMUM: Tốc độ biến dạng

Hình 3.21: Biểu đồ tốc độ biến dạng

 Tốc độ biến dạng của nhựa lớn nhất tại miệng phun và cổng và nhựa: Vì tại đây dòng nhựa thay đổi nhiệt độ là lớn nhất

 Tốc độ biến dạng của nhựa trung bình cho cả chi tiết là 0.2511 1/s  Biến dạng ít

 AVERAGE VOLUMETRIC SHRINKAGE: Bình quân sự co rút thể tích sản phẩm

Hình 3.22: Biểu đồ bình quân sự co rút thể tích sản phẩm

Nơi thay đổi bề dày hay nơi có bề dày lớn thì sự co rút lớn nhất

 CAVITY WEIGHT ( Khối lượng lòng khuôn )

Hình 3.23: Biểu đồ khối lượng sản phẩm

Khối lượng chi tiết là 44.46g

 KẾT QUẢ ĐỘ CONG VÊNH CỦA CHI TIẾT

 Trên cả chi tiết theo không gian 3 chiều

Hình 3.24: Biểu đồ độ biến dạng của chi tiết trong không gian

3.4.3 Mô phỏng nhựa điền đầy trong lòng khuôn: Mô phỏng cooling a Số liệu đầu vào: Đưa cả chi tiết, tấm khuôn, hệ thống làm nguội vào môi trường sau đó định nghĩa từng chi tiết

Chia lưới cho các chi tiết trong thiết kế 3D là rất quan trọng Đối với sản phẩm, kích thước cạnh lưới được chia là 1.5, trong khi đó, các tấm khuôn được chia lưới với kích thước 10 Đối với đường nước, kích thước lưới được chia là 1.

Chế độ phân tích: COOL (FEM) làm chu trình Với Các thông số đầu vào:

 Thời gian mở khuôn: 8s b Kết quả phân tích

 Nhiệt độ bề mặt của lòng khuôn

Hình 3.25: Biểu đồ nhiệt độ bề mặt của lòng khuôn

Qua biểu đồ ta thấy: Nhiệt độ bề mặt trong lòng khuôn cao nhất là khoảng 64℃

 Nhiệt độ của cả bộ khuôn

Hình 3.26: Biểu đồ nhiệt độ cả bộ khuôn

Nhiệt độ cao nhất của bộ khuôn là khoảng 40 – 50℃  Nhiệt độ hợp lý

 Nhiệt độ của hệ thống làm nguội: là thông số quan trọng nhất để đánh giá độ hoạt động của từng đường làm nguội

Hình 3.27: Biểu đồ nhiệt độ của đường làm nguội

Ta thấy nhiệt độ thay đổi khoảng 0.5 – 0.7 ℃

THIẾT KẾ BỘ KHUÔN EMX TRÊN PHẦN MỀM CREO

3.5.1 Chọn loại khuôn và kich thước các tấm khuôn ban đầu

 Chọn loại khuôn: Chọn khuôn 2 tấm cho sản phẩm:

 Chi tiết có cấu trúc đơn giản  Có thể đặt điểm phun trên mặt phân khuôn

Đối với sản phẩm cành bánh xe đẩy có khóa, việc chọn khuôn 2 tấm với 4 lòng khuôn theo chuẩn Futaba là rất quan trọng Dựa vào hình dáng, kích thước sản phẩm và cách bố trí lòng khuôn, cần thiết kế khuôn để điều chỉnh kích thước sản phẩm cho phù hợp.

Kích thước các tấm khuôn của bộ khuôn

3.5.2 Chọn vòng định vị và cuống phun a Chọn vòng định vị

 Tham khảo máy ép nhựa W-120B

 Tương ứng lỗ định vị khuôn của máy ép là 100mm nên chọn vòng định vị có kích thước đường kớch ngoài D = ỉ100mm

 Chọn loại của Futaba: Tra bảng catalog của Futaba sau và chọn vòng định vị

Hình 3.29: Catalog vòng định vị của Hasco

Bảng 3.5: Thông số vòng định vị theo Hasco

Tham khảo cuống phun của máy ép để chọn cuống phun cho khuôn: Tham khảo thông số máy ép phun W – 120 B

Hình 3.30: Đầu vòi phun của máy ép SW- 120B

Bảng 3.6: Thông số đầu vòi phun của máy ép

 Các kích thước cần chú ý của máy để chọn cuống phun:

 Bán kính cong đầu máy phun (C): R10  Chọn cuống phun có bán kính lõm lớn hơn

 Đường kính lỗ đầu vòi phun máy ép (E): ∅2  Chọn cuống phun có lỗ vòi nhựa lớn hơn

 Dựa vào catalog hãng Hasco ta chọn cuống phun:

Hình 3.31: Catalog của cuống phun của hãng Hasco

Bảng 3.7: Thông số bạc cuống phun của Hasco

 Chọn cuống phun với: d2 = 12 mm, l = 56 mm, r = 15.5 mm, d= 28 mm

3.5.3 Bạc dẫn hướng và chốt dẫn hướng a Chốt dẫn hướng

Đối với bộ khuôn không có tấm hỗ trợ, cần lắp chốt dẫn hướng lên tấm khuôn âm có độ dày 50 mm Vì vậy, chốt dẫn hướng nên được chọn với chiều dài khoảng 50 – 100 mm.

 Chọn chốt dẫn hướng có đường kính D = ∅20

 Tra tiêu chuẩn Misumi chọn chốt dẫn hướng

Hình 3.32: Catalog Misumi chọn chốt dẫn hướng

Bảng 3.8: Thông số chốt dẫn hướng

D L Số khấc trên chốt dẫn hướng

 Dựa vào đường kính chốt ∅20mm

 Tấm di động dày 50 mm  chọn bạc dẫn hướng có chiều dài nhỏ hơn 50 mm Chọn loại của Misumi tham khảo với Catalog

Hình 3.33: Catalog Misumi chọn bạc dẫn hướng

Bảng 3.9: Thông số bạc dẫn hướng

3.5.4 Hệ thống đẩy sản phẩm a Tính toán khoảng đẩy

Chiều sâu lòng khuôn cao nhất là 20 mm  Khoảng đẩy cần tối thiểu là 25 mm

Hình 3.34: Tấm khuôn dương b Chọn các chi tiết trong hệ thống đẩy

 Dày tấm đẩy là 15mm, tấm giữ là 10 mm

 Lò so sử dụng khoảng 30-50 %

 Chọn chiều cao khối đỡ là 80mm

 Chốt đẩy và chốt giật đuôi keo dài l = 80-15+50 = 115 (mm)

 Chốt đẩy: Chọn chốt đẩy theo tiêu chuẩn Hasco:

Với các kích thước: K=3mm, d1=5, d2, l5mm

Hình 3.35: Catalog của chốt đẩy theo Hasco

Bảng 3.10: Thông số chốt đẩy r1 k1 d2 d1 l1 Nr./No

Chọn theo tiêu chuẩn Hasco

 Chiều dài: 109mm Chọn loại có chiều dài 125 mm

Hình 3.36: Catalog của chốt giật đuôi keo theo Hasco

Bảng 3.11: Thông số chốt giật đuôi keo r1 k1 d2 d1 l1 Nr./No

Cách tính kích thước phần giật đuôi keo

Hình 3.37: Cách tính kích thước phần giật đuôi keo

 Với đường kính chốt 6 mm  cao rãnh 0.8d = 4.8 mm

 Với các thông số: Đường kính: ∅10 mm

 Chiều dài = Chiều dài khối đỡ + Chiều dài tấm khuôn dương – tấm đẩy

Hình 3.38: Chọn chốt hồi theo Catalog của Hasco

Bảng 3.12: Thông số chốt hồi r1 k1 d2 d1 l1 Nr./No

 Lò xo dùng để phục hồi hệ thống đẩy về vị trí ban đầu, được gắn vào chốt hồi

Hình 3.39: Vị trí lò xo trong khuôn

Chọn lò xo theo tiêu chuẩn Hasco:

 Chiều dài = bề dày khối đỡ - dày tấm đẩy – dày tấm giữ

 L = 80-15-10 = 55 mm Đk trong lớn hơn đường kính chốt hồi  D1 > 10mm

Hình 3.40: Chọn lò xo theo tiêu chuẩn Hasco

Bảng 3.13: Thông số lò xo theo tiêu chuẩn Hasco e1 Fn(N) sn Ln Lc Dh De Dd d1 Di Lo Nr./No

3.5.5 Thiết kế hệ thống tháo Undercut

 Những kích thước cần chọn khi thiết kế khuôn:

 Góc nghiêng của chốt xiên

 Khoảng cách trượt để rút lõi

 Đường kính của chốt xiên

Góc nghiêng của chốt xiên α ảnh hưởng đến lực uốn và lực kéo của chốt, đồng thời liên quan đến chiều dài làm việc, khoảng cách trượt và hành trình mở khuôn Thông thường, góc α được chọn trong khoảng từ 12 đến 25 độ để tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.

Khi góc ∝ càng lớn thì lực rút khuôn càng lớn nhưng khoảng rút càng lớn

 Chọn góc nghiêng của chốt xiên là: 20°

 Khoảng cách trượt để rút lõi:

 Khoảng cách undercut trên sản phẩm: 30mm

Hình 3.41: Khoảng rút lõi Undercut

 Ta cần khoảng rút = khoảng cần rút + 5 mm

Hình 3.42: Hệ thống rút Undercut

Ta có: S = L x Tan𝛼 + lượng dư

Hình 3.43: Hoàn thành hệ thống rút lõi

 Thiết kế hệ thống slile trượt bằng phần mềm EMX ta được kết quả sau:

Hình 3.45: Bộ slile trượt trong lòng khuôn

3.5.6 Thiết kế hệ thống làm nguội

Chọn đường kính đường ống kênh dẫn nhựa

Bảng 3.14: Chọn đường kính kênh dẫn

Bề dày thành sản phẩm Đường kính kênh làm nguội

 Vì khoảng cách bố chí giữa kênh dẫn nguội và chốt đẩy quá ngắn nên chọn đường kính kênh dẫn d = 6 mm

Sau khi thiết kế hệ thống kênh dẫn ta mô phỏng quá trình làm nguội lòng khuôn

PHẦN GIA CÔNG MỘT SỐ CHI TIẾT CHÍNH TRONG BỘ KHUÔN

 Thông số máy dùng để gia công: Máy phay CNC- VMC 650 sử dụng để gia công

- Lượng dịch chuyển dao theo phương xe0mm

- Lượng dịch chuyển dao theo phương yP0mm

- Lượng dịch chuyển dao theo phương z= 460mm

- Khoảng cách từ đầu trục chính tới bàn máy: H = 80-580 mm

- Tốc độ di chuyển của bàn máy tới 12000 mm/ph

- Tốc độ cắt từ 5 – 5000 mm/ph

- Kích thước bàn máy: 700 x 450 mm

- Trọng lượng chi tiết gia công tối đa là 450 kg

- Tốc độ trục chính 60- 8000 v/ph

- Công suất động cơ chính 5.5 kw

- Công suất động cơ trên các trục x, y, z là 1kw

- Số dao tối đa trên mâm chứa dao là 16 dao

- Tổng trọng lượng máy là 5000Kg

- Kích thước máy LxWxH: 2500x2150x2550 mm

3.6.1 Gia công insert 2 lòng khuôn a Lòng insert tấm khuôn âm

Hình 3.46: Insert tấm khuôn âm

Chú ý: Một số thay đổi so với thiết kế

Tính chất vật liệu: Cứng cao, chống mòn tốt

 Tạo phôi cho lòng khuôn với kích thước yêu cầu: 105x120x30

 Yêu cầu mỗi kích thước chừa lượng dư 2 mm

 Yêu cầu độ vuông góc của các cạnh với dung sai ± 0.5

 Khi có phôi đúng yêu cầu ta bắt đầu gia công

Hình 3.47: Kích thước phôi gia công insert tấm khuôn âm

Bước 2: Nguyên công 1 Gia công phần đáy

 Đồ gá: Êtô (Vì vạt xung quanh sâu 20 mm  Gá cao lên)

 Yêu cầu kỹ thuật: Đảm bảo độ vuông góc, song song của các mặt

Bảng 3.15: Nguyên công 1 gia công insert tấm khuôn âm

STT Tên bước Tốc độ cắt S

Dao Chiều sâu cắt (mm)

1 Vạt mặt đáy thô 1600 300 E10 Cắt sâu 0.2

2 Vạt mặt đáy tinh 3000 400 E10 Cắt sâu 0.1

3 Phay mặt bên thô 1600 300 E10 Sâu 20

4 Phay mặt bên tinh 3000 400 E10 Sâu 20

Hình 3.48: Hình ảnh gia công xong nguyên công 1 của lòng insert tấm khuôn âm

B3 Nguyên công 2: Gia công lòng khuôn của insert tấm khuôn âm

 Bước vạt mặt gia công đúng kích thước cao 30 mm, dung sai ± 0.05 mm

 Đảm bảo độ vuông góc, song song của các mặt

Bảng 3.16: Nguyên công 2 gia công lòng insert tấm khuôn âm

STT Tên bước Tốc độ cắt

1 Vạt mặt lòng khuôn thô

6 Re-Roughing chạy bán tinh lòng khuôn

2500 300 B4 Chạy bán tinh lòng khuôn

Milling chay tinh lòng khuôn

12 Profile Milling các gân vuông

14 Khoan mồi lỗ gần trục

16 Phay hốc của vấu giữ lò xo

Milling phay tinh hốc trụ

Milling phay hốc lõi vuông

20 Khoan lỗ bạc cuống phun

Hình 3.49: Hình ảnh gia công xong nguyên công 2 của lòng insert tấm khuôn âm

Hình 3.50: Sản phẩm lòng insert tấm khuôn âm gia công hoàn thành

Hình 3.51: Insert tấm khuôn dương

 Tính chất vật liệu: Cứng cao, chống mòn tốt

 Tạo phôi cho lòng khuôn với kích thước yêu cầu: 105x120x30

B2 Nguyên công 1 Gia công phần đáy

 Vì vạt xung quanh sâu 20mm  Gá cao lên

Bảng 3.17: Nguyên công 1 gia công insert tấm khuôn dương

10 Khoan lỗ chốt giật đuôi keo

Hình 3.53 Gia công xong nguyên công 1 inset tấm khuôn dương

B3 Nguyên công 2: Gia công lòng khuôn của insert tấm khuôn dương

 Bước vạt mặt gia công đúng kích thước cao 30 mm, dung sai ± 0.05 mm

 Đảm bảo độ vuông góc, song song của các mặt

Bảng 3.18: Nguyên công 2 gia công insert tấm khuôn dương

Lượng chạy dao F mm/ph)

1 Vạt mặt lòng khuôn thô

1800 400 Ball6 Chạy thô lòng khuôn

6 Re-Roughing chạy bán tinh lòng khuôn

2500 300 Ball4 Chạy bán tinh lòng khuôn

Milling chạy tinh lòng khuôn

4500 300 Ball4 Chạy tinh lòng khuôn

9 Khoan mồi để khoan ty lói

13 Profile Milling các gân vuông

15 Khoan mồi lỗ gần trục

17 Phay hốc của vấu giữ lò xo

Milling phay tinh hốc trụ

Milling phay hốc lõi vuông

20 Phay thô kênh dẫn chính

21 Phay bán tinh kênh dẫn chính

24 Phay tinh cổng vào nhựa

25 Chạy tinh kênh dẫn chính

Hình 3.54: Gia công xong nguyên công 2 của inset tấm khuôn dương

Hình 3.55: Tấm insert khuôn dương gia công hoàn thành

 Chú ý khi gia công 2 tấm insert: Vì để dễ dàng hơn trong gia công nên ta sửa 1 số phần trong thiết kế để dễ dàng gia công hơn

Rãnh cong của hai vành có độ côn 1.3 độ với đáy 2.3mm và phần trên 2mm, do đó cần sử dụng dao Emill ∅2 để chạy cong một lần, từ đó tạo ra rãnh 2 Sau khi hoàn thành rãnh, tiến hành gia công một điện cực có kích thước chính xác với chi tiết Cuối cùng, sử dụng máy bắn tia lửa điện để gia công và tạo thành vành theo yêu cầu.

Hình 3.56: Vành bánh xe trước khi bắn tia lửa điện

Hình 3.57: Điện cực để bắn tia lửa điện vành bánh xe

3.6.2 Gia công 2 tấm khuôn a Tấm khuôn dương

Hình 3.59: Kích thước phôi gia công tấm khuôn dương

B2 Nguyên công 1 Gia công phần lòng khuôn

 Vì vạt xung quanh sâu 35 mm  Gá cao lên

Bảng 3.19: Nguyên công 1 gia công tấm khuôn dương

Lượng chạy dao F(mm/ph)

1 Vạt mặt thô 1600 300 E10 Cắt sâu 0.2

2 Vạt mặt tinh 3000 400 E10 Cắt sâu 0.1

10 Phay thô hốc chốt xiên

11 Phay tinh hốc chốt xiên

12 Khoan mồi ∅3 lỗ chốt hồi, bạc cuống phun, vít

Khoan lỗ vít M4 giữ bạc dẫn hướng

18 Khoan lỗ bạc dẫn hướng trước

19 Phay bạc dẫn hướng thô

20 Phay bạc dẫn hướng tinh

Hình 3.60: Hình ảnh gia công xong nguyên công 1 của tấm khuôn dương

B2 Nguyên công 2: Gia công phần đáy

Bảng 3.20: Nguyên công 2 gia công tấm khuôn dương

6 Khoan mồi ∅3 cho tất cả các lỗ

7 Khoan lỗ vít với khối đỡ ∅10.2

8 Ta rô lỗ vít với gối đỡ M12x1.75

10 Khoan chốt giật đuôi keo

11 Khoan lỗ vít với với insert lòng khuôn M10x1.5

13 Phay vai của vít giữ insert lòng khuôn

Hình 3.61: Hình ảnh gia công xong nguyên công 2 của tấm khuôn dương b Tấm khuôn âm

Hình 3.63: Kích thước phôi gia công tấm khuôn âm B2 Nguyên công 1 Gia công phần lòng khuôn

Bảng 3.21: Nguyên công 1 gia công tấm khuôn âm

5 Phá hốc trong thô roughing

6 Profile milling phần góc còn dư nhiều do dao E25 không đến được

11 Profile Milling tinh cạnh trong của lòng khuôn

13 Phay tinh cạnh xung quanh của vấu lồi

14 Phay tinh cạnh mặt trên của vấu lồi

15 Phay tinh cạnh mặt nghiêng của vấu lồi

Phay tinh lại mặt trong khuôn

17 Pocketing Gia công tinh đáy hốc insert

18 Khoan mồi ∅3 lỗ chốt dẫn hướng

19 Khoan lỗ ∅12 chốt dẫn hướng

20 Khoan lỗ ∅16 chốt dẫn hướng

Phay chốt dẫn hướng thô

Phay chốt dẫn hướng tinh

Hình 3.64: Hình ảnh gia công xong nguyên công 1 của tấm khuôn âm

B3 Nguyên công 2 Gia công phần trên của tấm khuôn âm

Bảng 3.22: Nguyên công 2 gia công phần trên của tấm khuôn âm

5 Khoan mồi ∅3 lỗ chốt dẫn hướng

6 Khoan lỗ bạc cuốn phun ∅10 trước

7 Khoan lỗ bạc cuốn phun ∅12

8 Khoan lỗ vít tấm insert

9 Khoan lỗ vít với tấm kẹp trên

10 Phá hốc trong thô roughing

3.6.3 Gia công hệ thống insert rút lõi a Khối trượt

Hình 3.66: Kích thước phôi gia công khối trượt

B2 Nguyên công 1 Vạt chuẩn phần đáy

Bảng 3.23: Nguyên công 1 gia công khối trượt

Hình 3.67: Hình ảnh gia công xong nguyên công 1

B3 Nguyên công 2: Gia công phần trên

1 Vạt mặt trên thô 1600 300 E10 Cắt sâu 0.2

2 Vạt mặt trên tinh 3000 400 E10 Cắt sâu 0.1

6 Phá hốc vấu lồi thô

7 Phá hốc vấu lồi tinh

8 Chạy tinh cạnh nghiêng của vấu lồi

Hình 3.68: Hình ảnh gia công xong nguyên công 2 của khối trượt

B4 Nguyên công 3: Gia công các lỗ gắn lõi insert

2 Khoan 2 lỗ 8 mm 400 30 D6.2 Suốt 52 mm

3 Phay thô hốc gắn lõi vuông

4 Phay thô tinh gắn lõi vuông

B5 Nguyên công 4: Gia công các hốc gắn vít định vị các lõi insert

Lượng chạy dao F(mm/ph)

1 Phay hốc gắn vít lõi vuông

2 Phay hốc gắn lõi tròn

3 Khoan mồi lỗ M4 500 30 Khoan mồi

5 Phay hốc gắn vít 1800 400 E6 Sâu 4.9

Hình 3.71: Hình ảnh của khối trượt gia công xong

 Tạo phôi cho lòng khuôn với kích thước yêu cầu: 87.5x20x25

Hình 3.73: Kích thước phôi gia công ray trượt

B2 Nguyên công 1 Vạt chuẩn phần đáy

Bảng 3.27: Nguyên công 1 gia công ray trượt

Hình 3.74: Gia công xong nguyên công 1 ray trượt

7 Ta rô vít M6 100 - Tap M4 Suốt

9 Chamfer cạnh và hốc vít

B4 Nguyên công 3: Gia công bậc

Hình 3.77: Ray trượt gia công hoàn thành

3.6.4 Gia công điện cực đồng để bắn tia lửa điện vành xe

Hình3.78: Insert điện cực đồng

 Tạo phôi cho lòng khuôn với kích thước yêu cầu: 120x100x30 mm

Hình 3.79: Kích thước phôi gia công điện cực đồng B2 Nguyên công 1 Vạt chuẩn phần đáy

Bảng 3.30: Nguyên công 1 gia công điện cực đồng

Ta rô lỗ M10 200 - Tap 10 Sâu 18

Hình 3.80: Gia công xong nguyên công 1 điện cực đồng

Bảng 3.31: Nguyên công 2 gia công điện cực đồng

Hình 3.81: Gia công xong nguyên công 2 điện cực đồng

Đánh bóng lòng khuôn, lắp ráp khuôn và ép thử

3.7.1 Đánh bóng lòng khuôn Đánh bóng khuôn là công việc sau cùng trước khi lắp ráp khuôn Việc đánh bóng khuôn hết sức quan trọng, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ ăn khít của hai lòng khuôn và tính thẩm mỹ của sản phẩm Quá trình đánh bóng khuôn nhanh hay chậm cũng phụ thuộc rất nhiều vào quá trình gia công

Các loại máy sử dụng trong đánh bóng: Máy mài tay, các loại dũa, giấy nhám a Máy mài tay, hơi

 Công dụng: dù ng để mài thô các mă ̣t của lòng khuôn

Hình 3.82: Máy mài tay

Hình 3.83: Máy mài hơi

 Các kiểu đầu đá mài được lắp vào máy mài hơi và máy mài tay

Hình 3.84 : Các kiểu đầu đá mài b Dũa

 Công dụng: Dù ng để dũa các góc ca ̣nh, bavi

Hình 3.85: Các loại dũa

Hình 3.86: Các loại giấy nhám

 Công dụng: dù ng để đánh bóng các mă ̣t khuôn d Các loa ̣i nỉ đánh bóng và ha ̣t mài

 Cuối cùng, dùng nỉ đánh bóng (loa ̣i gắn lên máy mài tay), kết hợp với ha ̣t mài đánh bóng lòng khuôn

Hình 3.87: Các loại nỉ đánh bóng

Sau quá trình gia công và chuẩn bị các chi tiết hoàn chỉnh của bộ khuôn và quá trình lắp ráp cũng rất quan trọng

Bảng 3.32: Các bộ phận của bộ khuôn

22 Các cỡ vít lục giác

Tiến hành lắp ráp bộ khuôn và kết quả đạt được: Bộ khuôn hoàn chỉnh

Hình 3.88: Nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới

Hình 3.89: Bộ khuôn hoàn chỉnh

 Thông số máy ép: Máy ép W-120

 Thông số đầu vào cho quá trình ép thử sản phẩm:

Hình 3.91: Sản phẩm sau khi ép xong

KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Định dạng
Số trang	133
Dung lượng	6,12 MB