GIÁO TRÌNH - Thiết kế phát triển sản phẩm phun ép nhựa (Trần Minh Thế Uyên & Phạm Sơn Minh) Full



Cuốn sách là một khởi đầu tốt cho các bạn bắt đầu một hành trình không ngừng, không chỉ mở mang kiến thức về sản phẩm nhựa, mà còn hỗ trợ rất nhiều trong quá trình thiết kế chế tạo khuôn. Nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này với sự giúp đỡ tận tình của các đồng nghiệp và sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho môn học THIẾT KẾ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM, dùng cho sinh viên đại học và học viên cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí.


Giáo trình được hoàn thành với sự đóng góp:

Chương 1: Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên

Chương 2 và 3: Phạm Sơn Minh

Chương 4 và 5: Trần Minh Thế Uyên



NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1

THIẾT KẾ KẾT CẤU SẢN PHẨM NHỰA .........................................9

1.1  Độ dày sản phẩm đồng nhất và đối xứng ...........................................9

1.2  Góc vát (nghiêng) thoát khuôn .........................................................13

1.3  Thiết kế gân ......................................................................................14

1.4  Góc nhọn và rãnh bên trong sản phẩm .............................................18

1.5  Các vấu lồi ........................................................................................19

1.6  Sản phẩm có ren ...............................................................................22

1.6.1 Lõi thể tháo lắp cho ren trong khuôn .................................23

1.6.2 Ren tiêu chuẩn cho sản phẩm nhựa ........................................24

1.7  Sản phẩm có Undercut .....................................................................28

1.8  Bản lề tích hợp (Integral Hinges) .....................................................34

1.8.1 Thiết kế khớp nối động ............................................................36

1.8.2 Chú ý thiết kế khuôn cho bản lề ..............................................40

1.8.3 Thiết kế cổng vào nhựa phù hợp cho độ bền bản lề ................45

1.8.4 Các loại bản lề thông thường ..................................................47

1.9  Insert kim loại cho nhựa nhiệt dẻo phun ép .....................................49

1.9.1 Gia công ren kèm dung sai ......................................................52

1.9.2 Độ dày thành sản phẩm cho insert kim loại ............................54

1.9.3 Lắp ráp insert kim loại khi phun ép nhựa ..............................57

1.9.4 Các loại insert ren trong bằng kim loại ..................................57

1.9.5 Phương pháp cố định insert bằng neo ....................................61

1.9.6 Các vấn đề về quá trình lắp ống lót kim loại ..........................64

1.9.7 Phun ép sản phẩm với insert kim loại .....................................65

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ BÁNH RĂNG NHỰA .......................................................72

2.1  Phân loại bánh răng ..........................................................................72

2.1.1 Bánh răng truyền động giữa các trục song song ....................73

2.1.2 Bánh răng truyền động giữa các trục giao nhau ....................77

2.1.3 Bánh răng truyền động giữa các trục chéo nhau ....................80

2.1.4 Bánh răng cho truyền động thẳng ...........................................83

2.2 Bộ truyền bánh răng nhựa nhiệt dẻo ép phun tiêu chuẩn ..................84

2.2.1 Lựa chọn nhựa nhiệt dẻo cho bánh răng ................................86

2.2.2 Phương trình công suất cho bánh răng ..................................90

2.2.3 Thuật ngữ định nghĩa bánh răng thẳng ..............................91

6

2.3 Các tính chất cần thiết cho bánh răng nhựa nhiệt dẻo ép phun .........96

2.4 Thiết kế bánh răng nhựa nhiệt dẻo ....................................................97

2.4.1 Tác động của khe hở đối với kích thước độ tròn của

bánh răng nhựa nhiệt dẻo ..............................................................100

2.4.2 Thiết kế đa chức năng bánh răng nhựa nhiệt dẻo .................103

2.4.3 Lắp ráp bánh răng nhiệt dẻo trên trục kim loại ....................105

2.4.4 Bánh răng tiêu chuẩn, phương trình tính toán .................107

2.4.5 Khe hở cạnh răng của bánh răng trụ răng thẳng .................108

2.4.6 Lựa chọn kích thước răng bánh răng tiêu chuẩn ...................111

2.4.7 Dung sai tổng hợp bánh răng tiêu chuẩn ...............................113

2.5 Dung sai và độ co rút của bánh răng nhựa nhiệt dẻo .......................117

2.6 Bánh răng nghiêng tiêu chuẩn ..........................................................119

2.7 Bánh răng côn răng thẳng tiêu chuẩn ..............................................121

2.8 Tiêu chuẩn bánh răng trục vít ..........................................................123

2.9 Phân tích tiêu chuẩn bánh răng trục vít ...........................................126

2.10 Thiết kế bánh răng nhựa ................................................................127

2.10.1 Bánh răng thẳng nghiêng kiểu PGT-1 ............................128

2.10.2 Bánh răng thẳng răng nghiêng kiểu PGT-2 ...................130

2.10.3 Bánh răng thẳng răng nghiêng kiểu PGT-3 ...................131

2.10.4 Bánh răng thẳng răng nghiêng kiểu PGT-4 ...................132

2.10.5 Các biến thể của răng được thiết kế theo hệ thống PGT .......134

2.10.6 Đường kính vòng đỉnh tối đa DO

(Max.) .............................135

2.10.7 So sánh các kiểu răng thẳng ...............................................136

2.10.8 So sánh hình dạng bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp .......138

2.10.9 Cân bằng độ bền bánh răng thẳng ăn khớp PGT ...............140

2.10.10 Khoảng cách tâm ăn khớp khít bánh răng thẳng PGT .......142

2.10.11 Khoảng cách tâm ăn khớp khít lớn nhất ............................144

2.11 Bánh răng trụ răng nghiêng nhựa nhiệt dẻo PGT .........................150

2.11.1 PTG-1 Cân bằng lực trong ăn khớp bánh răng xoắn ..........157

2.11.2 PGT-1 Khoảng cách trung tâm của bánh răng nghiêng

ăn khớp ...........................................................................................160

2.12Công suất định mức của bánh răng trụ răng thẳng và răng 

nghiêng PGT ..................................................................................162

2.13 Thông số kỹ thuật cho bánh răng trụ răng thẳng và răng 

nghiêng ...........................................................................................167

7

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ Ổ TRƯỢT ĐỠ NHỰA ....................................................175

3.1 Giới thiệu ........................................................................................177

3.2. Vật liệu dùng cho ổ trượt đỡ ..........................................................175

3.2.1 trượt đỡ bằng batbit ..........................................................176

3.2.2 trượt đỡ bằng đồng ............................................................176

3.2.3 trượt đỡ kim loại xốp thiêu kết ..........................................176

3.2.4 trượt đỡ tự bôi trơn đồng ..................................................177

3.2.5 trượt đỡ Carbon Graphite .................................................177

3.2.6 trượt đỡ bằng gang ............................................................177

3.2.7 trục đỡ bằng gỗ .................................................................177

3.2.8 trượt đỡ cao su thô ............................................................178

3.2.9 trượt đỡ nhiệt dẻo tự bôi trơn ...........................................178

3.3 Thủy động lực học bôi trơn ............................................................179

3.4 Thiết kế ổ trượt đỡ để bôi trơn ........................................................184

3.5 Nguyên tắc thiết kế ổ trục ...............................................................189

3.5.1 Thuật ngữ phương trình của trượt đỡ ...........................189

3.5.2 Độ dày thành dọc trượt đỡ nhựa nhiệt dẻo ép phun ..........192

3.5.3 Lắp trượt đỡ nhiệt dẻo .......................................................193

3.6 Ổng lót của ổ đỡ nhựa nhiệt dẻo .....................................................194

3.7 Ổ trượt nhựa nhiệt dẻo tự định tâm ................................................196

3.8 Bề mặt chịu tải ổ trượt đỡ (C) .........................................................198

3.9 Phản ứng tải theo chiều dài của ổ trượt đỡ nhiệt dẻo .....................200

3.10 Khiếm khuyết trong quá trình ép ổ trượt đỡ .................................201

3.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ổ trượt .................................204

3.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước ổ đỡ trục ...........................204

3.12.1 Tỷ lệ đường kính từ trong ra ngoài của đỡ trục ...............205

3.12.2 Các yêu cầu chuyển động của đỡ trục .........................205

3.12.3 nhiệt đỡ trục nhựa nhiệt dẻo ........................................205

3.12.4 Ảnh hưởng của độ ẩm tới tính chất của nhựa Acetal

Homopolymer .................................................................................206

3.12.5 TFE Nylon 6/6 ảnh hưởng của độ ẩm .......................207

3.12.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đỡ trục nhựa nhiệt dẻo .......208

3.12.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ hở của đỡ trục nhiệt dẻo ........209

3.13 Áp suất ổ đỡ trục (PV) giới hạn ....................................................210

3.13.1 Phương pháp xác định giá trị giới hạn PV của nhựa .........212

3.13.2 Hệ số ma sát trục ..............................................................213

3.13.3 Hư hỏng trượt do khoảng hở nhỏ ....................................213

8

3.13.4 Định nghĩa các dạng mòn khác nhau ..................................214

3.14 Vật liệu ảnh hưởng độ cứng và hoàn thiện bề mặt .......................215

3.15 Sự tự bôi trơn của ổ trượt đỡ bằng nhựa nhiệt dẻo .......................216

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ LÒ XO NHỰA ................................................................220

4.1 Giới thiệu ........................................................................................220

4.2 Thiết kế lò xo phun ép nhựa nhiệt dẻo ............................................221

4.3 Lò xo nén xoắn nhựa nhiệt dẻo .......................................................221

4.4 Lò xo thanh dầm nhựa nhiệt dẻo ép phun .......................................224

4.5 Phân tích thiết kế lò xo thanh dầm ..................................................227

4.5.1 Phương pháp phân tích dầm công xôn dùng đun đàn

hồi E ...............................................................................................227

4.5.2 Phương pháp phân tích dầm công xôn dùng đường cong

quan hệ ứng suất biến dạng ...........................................................228

4.5.3 Phương pháp phân tích xo thanh dầm dùng số liệu

thực nghiệm ....................................................................................228

4.6 Ứng dụng lò xo nhựa nhiệt dẻo .......................................................233

4.7 Lò xo hình đĩa được làm bằng nhựa nhiệt dẻo ...............................245

4.7.1 Phân tích xo dạng đĩa được làm từ nhựa Acetal...............246

4.7.2 Khả năng tải của xo dạng đĩa ...........................................249

4.7.3 Đặc tính chịu lại lâu dài của xo dạng đĩa .........................250

CHƯƠNG 5

THIẾT KẾ CHI TIẾT NHỰA CHỊU ÁP LỰC ................................251

5.1 Chi tiết nhựa mỏng chịu áp lực .......................................................251

5.2 Nguyên tắc cơbản xi lanh có bề dày mỏng ....................................252

5.3 Chi tiết nhựa chịu áp lực có bề dày lớn ..........................................255

5.3.1 Phương trình Lame cho xi lanh dày ......................................255

5.3.2 Ứng suất cực đại với áp lực bên trong bên ngoài ............260

5.3.3 Ứng suất cực đại chỉ áp suất bên trong ................................260

5.4 Cách thiết kế ống trụ để giảm chi phí .............................................262

5.5 Thiết kế chi tiết nhựa nhiệt dẻo chịu áp suất hình ống ...................264

5.6. Kiểm tra nguyên mẫu ống chịu áp suất bằng nhựa nhiệt dẻo ........267

5.7 Tiêu chuẩn của chi tiết chịu áp suất ................................................268

TÀI LIỆU THAM KHẢO










LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)



Cuốn sách là một khởi đầu tốt cho các bạn bắt đầu một hành trình không ngừng, không chỉ mở mang kiến thức về sản phẩm nhựa, mà còn hỗ trợ rất nhiều trong quá trình thiết kế chế tạo khuôn. Nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này với sự giúp đỡ tận tình của các đồng nghiệp và sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho môn học THIẾT KẾ PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM, dùng cho sinh viên đại học và học viên cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí.


Giáo trình được hoàn thành với sự đóng góp:

Chương 1: Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên

Chương 2 và 3: Phạm Sơn Minh

Chương 4 và 5: Trần Minh Thế Uyên



NỘI DUNG:


CHƯƠNG 1

THIẾT KẾ KẾT CẤU SẢN PHẨM NHỰA .........................................9

1.1  Độ dày sản phẩm đồng nhất và đối xứng ...........................................9

1.2  Góc vát (nghiêng) thoát khuôn .........................................................13

1.3  Thiết kế gân ......................................................................................14

1.4  Góc nhọn và rãnh bên trong sản phẩm .............................................18

1.5  Các vấu lồi ........................................................................................19

1.6  Sản phẩm có ren ...............................................................................22

1.6.1 Lõi thể tháo lắp cho ren trong khuôn .................................23

1.6.2 Ren tiêu chuẩn cho sản phẩm nhựa ........................................24

1.7  Sản phẩm có Undercut .....................................................................28

1.8  Bản lề tích hợp (Integral Hinges) .....................................................34

1.8.1 Thiết kế khớp nối động ............................................................36

1.8.2 Chú ý thiết kế khuôn cho bản lề ..............................................40

1.8.3 Thiết kế cổng vào nhựa phù hợp cho độ bền bản lề ................45

1.8.4 Các loại bản lề thông thường ..................................................47

1.9  Insert kim loại cho nhựa nhiệt dẻo phun ép .....................................49

1.9.1 Gia công ren kèm dung sai ......................................................52

1.9.2 Độ dày thành sản phẩm cho insert kim loại ............................54

1.9.3 Lắp ráp insert kim loại khi phun ép nhựa ..............................57

1.9.4 Các loại insert ren trong bằng kim loại ..................................57

1.9.5 Phương pháp cố định insert bằng neo ....................................61

1.9.6 Các vấn đề về quá trình lắp ống lót kim loại ..........................64

1.9.7 Phun ép sản phẩm với insert kim loại .....................................65

CHƯƠNG 2

THIẾT KẾ BÁNH RĂNG NHỰA .......................................................72

2.1  Phân loại bánh răng ..........................................................................72

2.1.1 Bánh răng truyền động giữa các trục song song ....................73

2.1.2 Bánh răng truyền động giữa các trục giao nhau ....................77

2.1.3 Bánh răng truyền động giữa các trục chéo nhau ....................80

2.1.4 Bánh răng cho truyền động thẳng ...........................................83

2.2 Bộ truyền bánh răng nhựa nhiệt dẻo ép phun tiêu chuẩn ..................84

2.2.1 Lựa chọn nhựa nhiệt dẻo cho bánh răng ................................86

2.2.2 Phương trình công suất cho bánh răng ..................................90

2.2.3 Thuật ngữ định nghĩa bánh răng thẳng ..............................91

6

2.3 Các tính chất cần thiết cho bánh răng nhựa nhiệt dẻo ép phun .........96

2.4 Thiết kế bánh răng nhựa nhiệt dẻo ....................................................97

2.4.1 Tác động của khe hở đối với kích thước độ tròn của

bánh răng nhựa nhiệt dẻo ..............................................................100

2.4.2 Thiết kế đa chức năng bánh răng nhựa nhiệt dẻo .................103

2.4.3 Lắp ráp bánh răng nhiệt dẻo trên trục kim loại ....................105

2.4.4 Bánh răng tiêu chuẩn, phương trình tính toán .................107

2.4.5 Khe hở cạnh răng của bánh răng trụ răng thẳng .................108

2.4.6 Lựa chọn kích thước răng bánh răng tiêu chuẩn ...................111

2.4.7 Dung sai tổng hợp bánh răng tiêu chuẩn ...............................113

2.5 Dung sai và độ co rút của bánh răng nhựa nhiệt dẻo .......................117

2.6 Bánh răng nghiêng tiêu chuẩn ..........................................................119

2.7 Bánh răng côn răng thẳng tiêu chuẩn ..............................................121

2.8 Tiêu chuẩn bánh răng trục vít ..........................................................123

2.9 Phân tích tiêu chuẩn bánh răng trục vít ...........................................126

2.10 Thiết kế bánh răng nhựa ................................................................127

2.10.1 Bánh răng thẳng nghiêng kiểu PGT-1 ............................128

2.10.2 Bánh răng thẳng răng nghiêng kiểu PGT-2 ...................130

2.10.3 Bánh răng thẳng răng nghiêng kiểu PGT-3 ...................131

2.10.4 Bánh răng thẳng răng nghiêng kiểu PGT-4 ...................132

2.10.5 Các biến thể của răng được thiết kế theo hệ thống PGT .......134

2.10.6 Đường kính vòng đỉnh tối đa DO

(Max.) .............................135

2.10.7 So sánh các kiểu răng thẳng ...............................................136

2.10.8 So sánh hình dạng bánh răng trụ răng thẳng ăn khớp .......138

2.10.9 Cân bằng độ bền bánh răng thẳng ăn khớp PGT ...............140

2.10.10 Khoảng cách tâm ăn khớp khít bánh răng thẳng PGT .......142

2.10.11 Khoảng cách tâm ăn khớp khít lớn nhất ............................144

2.11 Bánh răng trụ răng nghiêng nhựa nhiệt dẻo PGT .........................150

2.11.1 PTG-1 Cân bằng lực trong ăn khớp bánh răng xoắn ..........157

2.11.2 PGT-1 Khoảng cách trung tâm của bánh răng nghiêng

ăn khớp ...........................................................................................160

2.12Công suất định mức của bánh răng trụ răng thẳng và răng 

nghiêng PGT ..................................................................................162

2.13 Thông số kỹ thuật cho bánh răng trụ răng thẳng và răng 

nghiêng ...........................................................................................167

7

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ Ổ TRƯỢT ĐỠ NHỰA ....................................................175

3.1 Giới thiệu ........................................................................................177

3.2. Vật liệu dùng cho ổ trượt đỡ ..........................................................175

3.2.1 trượt đỡ bằng batbit ..........................................................176

3.2.2 trượt đỡ bằng đồng ............................................................176

3.2.3 trượt đỡ kim loại xốp thiêu kết ..........................................176

3.2.4 trượt đỡ tự bôi trơn đồng ..................................................177

3.2.5 trượt đỡ Carbon Graphite .................................................177

3.2.6 trượt đỡ bằng gang ............................................................177

3.2.7 trục đỡ bằng gỗ .................................................................177

3.2.8 trượt đỡ cao su thô ............................................................178

3.2.9 trượt đỡ nhiệt dẻo tự bôi trơn ...........................................178

3.3 Thủy động lực học bôi trơn ............................................................179

3.4 Thiết kế ổ trượt đỡ để bôi trơn ........................................................184

3.5 Nguyên tắc thiết kế ổ trục ...............................................................189

3.5.1 Thuật ngữ phương trình của trượt đỡ ...........................189

3.5.2 Độ dày thành dọc trượt đỡ nhựa nhiệt dẻo ép phun ..........192

3.5.3 Lắp trượt đỡ nhiệt dẻo .......................................................193

3.6 Ổng lót của ổ đỡ nhựa nhiệt dẻo .....................................................194

3.7 Ổ trượt nhựa nhiệt dẻo tự định tâm ................................................196

3.8 Bề mặt chịu tải ổ trượt đỡ (C) .........................................................198

3.9 Phản ứng tải theo chiều dài của ổ trượt đỡ nhiệt dẻo .....................200

3.10 Khiếm khuyết trong quá trình ép ổ trượt đỡ .................................201

3.11 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất ổ trượt .................................204

3.12 Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước ổ đỡ trục ...........................204

3.12.1 Tỷ lệ đường kính từ trong ra ngoài của đỡ trục ...............205

3.12.2 Các yêu cầu chuyển động của đỡ trục .........................205

3.12.3 nhiệt đỡ trục nhựa nhiệt dẻo ........................................205

3.12.4 Ảnh hưởng của độ ẩm tới tính chất của nhựa Acetal

Homopolymer .................................................................................206

3.12.5 TFE Nylon 6/6 ảnh hưởng của độ ẩm .......................207

3.12.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến đỡ trục nhựa nhiệt dẻo .......208

3.12.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ hở của đỡ trục nhiệt dẻo ........209

3.13 Áp suất ổ đỡ trục (PV) giới hạn ....................................................210

3.13.1 Phương pháp xác định giá trị giới hạn PV của nhựa .........212

3.13.2 Hệ số ma sát trục ..............................................................213

3.13.3 Hư hỏng trượt do khoảng hở nhỏ ....................................213

8

3.13.4 Định nghĩa các dạng mòn khác nhau ..................................214

3.14 Vật liệu ảnh hưởng độ cứng và hoàn thiện bề mặt .......................215

3.15 Sự tự bôi trơn của ổ trượt đỡ bằng nhựa nhiệt dẻo .......................216

CHƯƠNG 4

THIẾT KẾ LÒ XO NHỰA ................................................................220

4.1 Giới thiệu ........................................................................................220

4.2 Thiết kế lò xo phun ép nhựa nhiệt dẻo ............................................221

4.3 Lò xo nén xoắn nhựa nhiệt dẻo .......................................................221

4.4 Lò xo thanh dầm nhựa nhiệt dẻo ép phun .......................................224

4.5 Phân tích thiết kế lò xo thanh dầm ..................................................227

4.5.1 Phương pháp phân tích dầm công xôn dùng đun đàn

hồi E ...............................................................................................227

4.5.2 Phương pháp phân tích dầm công xôn dùng đường cong

quan hệ ứng suất biến dạng ...........................................................228

4.5.3 Phương pháp phân tích xo thanh dầm dùng số liệu

thực nghiệm ....................................................................................228

4.6 Ứng dụng lò xo nhựa nhiệt dẻo .......................................................233

4.7 Lò xo hình đĩa được làm bằng nhựa nhiệt dẻo ...............................245

4.7.1 Phân tích xo dạng đĩa được làm từ nhựa Acetal...............246

4.7.2 Khả năng tải của xo dạng đĩa ...........................................249

4.7.3 Đặc tính chịu lại lâu dài của xo dạng đĩa .........................250

CHƯƠNG 5

THIẾT KẾ CHI TIẾT NHỰA CHỊU ÁP LỰC ................................251

5.1 Chi tiết nhựa mỏng chịu áp lực .......................................................251

5.2 Nguyên tắc cơbản xi lanh có bề dày mỏng ....................................252

5.3 Chi tiết nhựa chịu áp lực có bề dày lớn ..........................................255

5.3.1 Phương trình Lame cho xi lanh dày ......................................255

5.3.2 Ứng suất cực đại với áp lực bên trong bên ngoài ............260

5.3.3 Ứng suất cực đại chỉ áp suất bên trong ................................260

5.4 Cách thiết kế ống trụ để giảm chi phí .............................................262

5.5 Thiết kế chi tiết nhựa nhiệt dẻo chịu áp suất hình ống ...................264

5.6. Kiểm tra nguyên mẫu ống chịu áp suất bằng nhựa nhiệt dẻo ........267

5.7 Tiêu chuẩn của chi tiết chịu áp suất ................................................268

TÀI LIỆU THAM KHẢO










LINK DOWNLOAD (TÀI LIỆU VIP MEMBER)

M_tả
M_tả

Không có nhận xét nào: