GIÁO TRÌNH - Thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa (TS Phạm Sơn Minh & Ths. Trần Minh Thế Uyên) | Cộng đồng Kỹ thuật cơ điện Việt Nam EBOOKBKMT

Trong vòng mười năm trở lại đây, ngành nhựa trở thành ngành có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất trong cả nước. Sản phẩm nhựa Việt Nam đã có mặt trên 40 quốc gia và vẫn không ngừng tăng trưởng. Ngành nhựa phát triển lớn mạnh kéo theo sự ra đời của nền công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ là điều tất yếu. Chính điều này đã tạo nên một cơ hội cũng như những thách thức cho đội ngũ các kỹ sư trong lĩnh vực khuôn mẫu.

Sản phẩm nhựa có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó, phổ biến nhất là công nghệ ép phun. Công nghệ này mang lại hiệu quả kinh tế rất cao, tốn ít thời gian tạo ra sản sản phẩm, thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Hiện nay, ngành công nghệ ép phun có nhiều phát triển vượt bậc, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của việc ứng dụng CAD/CAM/CNC-CAE vào thiết kế và lập quy trình sản xuất, ngành công nghiệp nhựa đang dần khẳng định được vị trí của mình trong nền công nghiệp nước nhà.

Với mục đích giúp người đọc làm quen và có khả năng thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này với sự giúp đỡ tận tình của KS. Chu Minh Tuấn, KS. Hoàng Minh Hải, KS. Lê Nhật Sơn, KS.Nguyễn Nhật Bình và các đồng nghiệp – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho môn học THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA, dùng cho sinh viên Đại học và học viên Cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuậtCơ khí

NỘI DUNG:

Chương 1. CẤU TẠO KHUÔN ÉP PHUN ............................................. 10

1.1 TỔNG QUÁT .................................................................................... 10

1.1.1 Khái niệm về khuôn ................................................................ 10

1.1.2 Phân loại khuôn ép phun ......................................................... 11

1.1.3 Kết cấu chung của một bộ khuôn ............................................ 12

1.2 HỆ THỐNG CẤP NHỰA NGUỘI (Cool runner) ............................. 13

1.2.1 Tổng quan về hệ thống cấp nhựa nguội................................... 13

1.2.2 Đặc điểm và chức năng các bộ phận của hệ thống kênh dẫn

nguội ................................................................................................. 15

1.2.3 Ví dụ ........................................................................................ 45

1.3 HỆ THỐNG CẤP NHỰA NÓNG (HOT RUNNER - HR) ............... 47

1.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, lợi ích và hạn chế .................................... 47

1.3.2 Cấu trúc và chức năng của hệ thống Hot Runner .................... 50

1.3.3 Đặc điểm, cách tính và bố trí các thành phần .......................... 51

1.4 HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM ........................................................ 76

1.4.1 Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn ..................................... 76

1.4.2 Khái niệm hệ thống đẩy ........................................................... 76

1.4.3 Nguyên lý chung ..................................................................... 77

1.4.4 Các hệ thống đẩy thường dùng ................................................ 77

1.4.5 Điều khiển hệ thống đẩy .......................................................... 82

1.4.6 Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy .................... 85

1.4.7 Ví dụ về tính toán hệ thống đẩy .............................................. 85

1.5 HỆ THỐNG LÀM NGUỘI ............................................................... 90

1.5.1 Tầm quan trọng và mục đích của hệ thống làm nguội ............ 90

1.5.2 Một số chất làm nguội ............................................................. 91

5

1.5.3 Độ dẫn nhiệt của kim loại ........................................................ 91

1.5.4 Các thành phần của hệ thống làm nguội trong khuôn ép nhựa 91

1.5.5 Quy luật thiết kế kênh dẫn nguội ............................................. 92

1.5.6 Thiết kế kênh làm nguội .......................................................... 95

1.5.7 Làm nguội lõi khuôn ............................................................... 96

1.5.8 Làm nguội lòng khuôn .......................................................... 102

1.5.9 Các chi tiết sử dụng trong hệ thống làm nguội ...................... 106

1.5.10 Tính lưu lượng nước làm nguội ........................................... 112

1.5.11 Tính toán thời gian làm nguội ............................................. 113

1.5.12 Thời gian làm nguội của 1 số dạng chi tiết ......................... 115

1.5.13 Kiểm soát nhiệt độ khuôn .................................................... 116

1.6 HỆ THỐNG DẪN HƯỚNG VÀ ĐỊNH VỊ ..................................... 117

1.6.1 Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng ........................................ 118

1.6.2 Cơ cấu định vị ....................................................................... 121

1.6.3 Vị trí của chốt và bạc dẫn hướng ........................................... 123

1.7 HỆ THỐNG THOÁT KHÍ .............................................................. 123

1.7.1 Khái quát ............................................................................... 123

1.7.2 Các kiểu thoát khí .................................................................. 125

1.7.3 Rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn ..................................... 125

1.7.4 Hệ thống thoát khí trên kênh dẫn .......................................... 130

1.7.5 Thoát khí qua hệ thống đẩy trong khuôn ............................... 130

1.7.6 Thoát khí qua hệ thống hút chân không ................................ 132

1.7.7 Thoát khí qua hệ thống làm mát, slide, insert… ................... 134

1.7.8 So sánh các phương pháp thoát khí ....................................... 135

1.7.9 Ví dụ ...................................................................................... 135

1.8 HỆ THỐNG THÁO UNDERCUT .................................................. 137

1.8.1 Giới thiệu ............................................................................... 137

1.8.2 Undercut mặt ngoài ............................................................... 139

1.8.3 Undercut mặt trong ................................................................ 145

6

1.8.4 Xilanh thủy lực tháo undercut ............................................... 149

1.8.5 Ren trong (hoặc undercut trong dạng tròn xoay) .................. 151

1.8.6 Ren ngoài (hoặc undercut ngoài dạng tròn xoay) .................. 154

1.9 MỘT SỐ LOẠI KHUÔN ................................................................ 157

1.9.1 Khuôn hai tấm ....................................................................... 157

1.9.2 Khuôn ba tấm ........................................................................ 158

1.9.3 Khuôn nhiều tầng .................................................................. 159

1.9.4 Khuôn cho sản phẩm nhiều màu ........................................... 162

Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA 163

2.1 Các nguyên tắc cơ bản để thiết kế sản phẩm nhựa .......................... 163

2.1.1 Dòng đồng hướng .................................................................. 163

2.1.2 Cân bằng dòng ....................................................................... 163

2.1.3 Phân bố áp xuất ..................................................................... 163

2.1.4 Ứng xuất trượt cực đại ........................................................... 164

2.1.5 Vị trí đường hàn và đường nối .............................................. 164

2.2 Quy trình thiết kế ............................................................................. 164

2.2.1 Quy trình sản xuất khuôn ...................................................... 164

2.2.2 Quy trình thiết kế khuôn ........................................................ 165

2.2.3 Quy trình thiết kế sản phẩm .................................................. 166

2.2.4 Quy trình thiết kế hệ thống kênh dẫn .................................... 167

2.2.5 Quy trình thiết kế hệ thống làm nguội ................................... 168

2.3 Trình tự thiết kế khuôn .................................................................... 168

2.4 Các yêu cầu kĩ thuật đối với chi tiết của bộ khuôn .......................... 170

2.4.1 Độ chính xác về hình dáng .................................................... 170

2.4.2 Độ chính xác về kích thước ................................................... 171

2.4.3 Độ cứng của các chi tiết trong khuôn .................................... 171

2.4.4 Độ bóng ................................................................................. 171

2.5 Tính số lòng khuôn .......................................................................... 172

2.5.1 Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm ..................... 172

7

2.5.2 Số lòng khuôn tính theo năng xuất phun của máy ................ 172

2.5.3 Số lòng khuôn tính theo năng xuất làm dẻo của máy ............ 172

2.5.4 Số lòng khuôn tính theo lực kẹp khuôn của máy .................. 173

2.5.5 Số lòng khuôn theo kích thước tấm gá đặt trên máy ép ........ 173

2.6 Tính toán ước lượng lực kẹp khuôn ................................................. 173

2.7 Ước lượng áp xuất trung bình của lòng khuôn ................................ 174

Chương 3. MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH (CAE) DÒNG CHẢY CỦA

NHỰA .................................................................................................... 177

3.1 Giới thiệu về CAE ........................................................................... 177

3.2 Lợi ích của ứng dụng CAE .............................................................. 177

3.3 Tổng quan về CAE .......................................................................... 179

3.3.1 Lý thuyết về phần tử hữu hạn khi chia lưới sản phẩm .......... 179

3.3.2 Độ nhớt của chất lỏng ............................................................ 179

3.3.3 Lý thuyết về truyền nhiệt ....................................................... 181

3.4 Thông số đầu vào của việc phân tích dòng chảy (CAE) trong công

nghệ ép phun .......................................................................................... 181

3.5 Kết quả của việc phân tích mô phỏng dòng chảy ............................ 183

3.6 Sai số giữa kết quả phân tích CAE với thực tế ép sản phẩm ........... 184

Chương 4. CÁC KHUYẾT TẬT TRÊN SẢN PHẨM ÉP VÀ CÁCH

KHẮC PHỤC ........................................................................................ 185

4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ ép phun ................................ 185

4.1.1 Nhiệt độ ................................................................................. 185

4.1.2 Tốc độ phun ........................................................................... 185

4.1.3 Áp xuất phun ......................................................................... 186

4.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ............................. 187

4.3 Các khuyết tật sản phẩm và cách khắc phục .................................... 187

4.3.1 Sản phẩm bị sai lệch kích thước lắp ghép ............................. 188

4.3.2 Sản phẩm bị cong vênh ......................................................... 189

4.3.3 Tập trung bọt khí ................................................................... 190

4.3.4 Sản phẩm có các vết lõm ....................................................... 191

8

4.3.5 Hiện tượng phun thiếu ........................................................... 192

4.3.6 Sản phẩm bị bavia ................................................................. 193

4.3.7 Sản phẩm có đường hàn nối .................................................. 194

4.3.8 Sản phẩm có nhiều nếp nhăn ................................................. 195

4.3.9 Bề mặt bong tróc, có vết xước, không bằng phẳng ............... 195

4.3.10 Các vết rạn nứt..................................................................... 196

4.3.11 Sản phẩm có vết cháy đen ................................................... 197

Chương 5. CHẾ TẠ O KHUÔN ............................................................. 199

5.1 Vật liệu làm khuôn é p nhự a ............................................................. 199

5.1.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm khuôn . 199

5.1.2 Vậ t liệ u đố i với hệ thống dẫn hướng và định vị .................... 200

5.1.3 Vậ t liệ u là m thân khuôn ........................................................ 200

5.1.4 Vậ t liệ u cho các miếng ghép và tấm khuôn cho khuôn âm và

khuôn dương ................................................................................... 200

5.1.5 Đặc tính của một số loại thép dùng để làm khuôn ép phun ... 201

5.2 Tham khả o mộ t số loạ i thé p chế tạ o khuôn nhự a ............................ 202

5.2.1 Thép 1055 .............................................................................. 202

5.2.2 Thép 2311 (thép chế tạo khuôn đã xử lý nhiệt) ..................... 203

5.2.3 Thép 2083(thép không gỉ chế tạo khuôn) .............................. 203

5.2.4 Thép NAK 80(thép chế tạo khuôn đã xử lý nhiệt) ................ 204

5.2.5 Thép SKD11 (thép gia công dập nguội) ................................ 205

5.2.6 Thép SKD61 (Thép chế tạo khuôn dập nóng) ....................... 206

5.2.7 Nhôm ..................................................................................... 206

5.3 Công nghệ chế tạo khuôn ................................................................ 208

5.3.1 Giới thiệu về quy trình chế tạo khuôn ................................... 208

5.3.2 Quy trì nh thiế t kế chế tạ o khuôn é p phun ............................. 208

5.3.3 Giới thiệu các công nghệ gia công ........................................ 216

5.3.4 Gia công các tấm khuôn ........................................................ 219

5.4 Ứ ng dụ ng phầ n mề m hỗ trợ thiế t kế chế tạ o khuôn ......................... 228

9

5.4.1 Ứ ng dụ ng phần mềm Creo Parametric thiế t kế chế tạ o khuôn228

5.4.2 Tách khuôn với Creo Parametric ........................................... 230

5.4.3 Ứng dụng Creo Parametric gia công khuôn .......................... 236

5.5 Xử lý bề mặ t lò ng khuôn ................................................................. 243

5.5.1 Kỹ thuật đánh bóng khuôn .................................................... 243

5.5.2 Quy trình lắp ráp khuôn ......................................................... 248

5.6 Thử khuôn ........................................................................................ 253

5.6.1 Trình tự các bước .................................................................. 253

5.6.2 Các thông số gia công của một số vật liệu nhựa ................... 253

5.6.3 Các bước lắp đặt khuôn ......................................................... 255

5.6.4 Thiết lập thông số ép ............................................................. 257

5.6.5 Ép thử - Kiểm tra sản phẩm ................................................... 258

5.6.6 Hiệu chỉnh thông số ép .......................................................... 259

5.6.7 Sửa khuôn .............................................................................. 259

Chương 6. THIẾ T KẾ HÌNH HỌC SẢ N PHẨ M NHỰ A ..................... 261

6.1 Chu trì nh thiế t kế sả n phẩ m nhự a .................................................... 261

6.2 Yêu cầ u hì nh họ c đố i vớ i sả n phẩ m nhự a trong khuôn é p phun...... 261

6.2.1 Gó c thoá t khuôn .................................................................... 261

6.2.2 Bề dà y .................................................................................... 264

6.2.3 Gó c bo ................................................................................... 267

6.2.4. Gân ....................................................................................... 269

6.2.5 Vấu lồi ................................................................................... 273

6.2.6 Lỗ trên sản phẩm ................................................................... 278

6.2.7 Thiết kế sản phẩm có ren ....................................................... 280

6.2.8 Undercut ................................................................................ 282

TÀ I LIỆ U THAM KHẢ O

LINK 1 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 2 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 3 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK 4 - TÌM KIẾM SÁCH/TÀI LIỆU ONLINE (GIÁ ƯU ĐÃI NHẤT)

LINK DOWNLOAD

NỘI DUNG: