MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU……….……………………………………………….......................................................….....…….2
LỜI CẢM ƠN………………………………………………………….....................................................…........…..3
MỤC LỤC………………………………………………………..……….…..........................................................…4
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN MẪU….…..........................................................8
1.1. Tổng quan về công nghệ khuôn mẫu………………………………................................................…...…….8
1.2. Cơ sở thiết kế khuôn…………………………………….………..............................................…….......…….8
1.2.1. Khái niệm về khuôn.…………………………………..........................................…….……..........…..……..9
1.2.2. Kết cấu của của khuôn…………………………………..........................................…….………........……..9
1.2.3. Khuôn hai tấm.…………………………………..........................................…….…….................…..……..11
1.2.4. Khuôn ba tấm.…………………………………..........................................…….…………...................…..12
1.2.5. Khuôn nhiều tầng…………………………………..........................................…….………..............……..13
1.2.6. Khuôn không rãnh dẫn…………………………………..........................................…….……......………..13
1.2.7. Khuôn tạo hình phun nhựa nhiệt rắn………………………………….........................................….……..14
1.2.8. Đặc tính một số các loại nhựa chất dẻo…………………………………........................................….…..14
1.3. Máy ép phun……………………………………….................................................................……...……….14
1.3.1. Máy ép phun nhựa…………………………………..........................................…….………............……..15
1.3.2. Cấu tạo máy ép phun.…………………………………..........................................…….……….......……..15
1.3.3. Công nghệ máy ép phun nhựa.…………………………………..........................................…….………..16
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM NX TRONG THIẾT KẾ KHUÔN MẪU.........................................17
2.1 Giới thiệu về phần mềm nx…………………………………..........................................…….………...……..17
2.1.1. Hãng siemens plm software……………………………………..........................................……..…….….17
2.1.2. Phần mềm nx………………………………………………………...........................................……...….…17
2.1.3. Khả năng của phần mềm NX……………………………………..........................................…….…….....17
2.1.4. Lĩnh vực ứng dụng phần mềm NX……………………………..........................................…….…......…..18
2.2. Đặc điểm nổi bật của phần mềm NX……………………..……..........................................…….……..……18
2.2.1. Tính linh hoạt………………………………………………….…..........................................…….……...…18
2.2.2. Sức mạnh………………..………………………………………….…..........................................……..…..18
2.2.3. Phối hợp………………………………..…………………..........................................…….…………..….…19
2.2.4. Năng suất…………………..……………………………..........................................…….……...................19
2.2.5. Chức năng nổi bật của phần mềm NX…………………..………….…................................................….19
2.3. Giới thiệu chung về modul mold wizard trong phần mềm NX...................................................................21
2.3.1 Công dụng...............................................................................................................................................21
2.3.2. Ưu điểm.................................................................................................................................................22
2.3.3. Chú ý......................................................................................................................................................22
2.4. Những tính năng nội bật khi thiết kế khuôn nhựa với nx mold wizard…..................................................23
2.4.1. Tính năng nổi trội...................................................................................................................................23
2.4.2. Một số minh họa thiết kế khuôn NX cơ bản...........................................................................................24
2.5. Giới thiệu các lệnh chính trên thanh công cụ của mold wizard trong thiết kế khuôn mẫu……………..…25
2.5.1. Giới thiệu chung các lệnh chính trên thanh công cụ Mold Wizard trong thiết kế khuôn mẫu................25
2.5.2. Chi tiết từng lệnh chính trên thanh công cụ Mold Wizard trong thiết kế khuôn mẫu.............................28
CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM NX THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA NẮP BÌNH................................41
3.1. Phân tích sản phẩm…………………………………………...................................................……….…......41
3.1.1. Các thông số sản phẩm………………………………...................................................………...….........41
3.1.3. Tính công nghệ của sản phẩm.……………………………….......................................................…..…..47
3.2. Tính toán số lòng khuôn………………………………………………………………………….................…..49
3.2.1. Bạc cuống phun.………………………………...................................................…..................….............52
3.2.2. Vòng định vị………………………………...................................................…………..............................54
3.2.3. Kênh dẫn nhựa.………………………………...................................................……..........................…..55
3.2.4. Cổng vào nhựa (kiểu miệng phun điểm chốt )………………………………......................……..…...…..57
3.4. Cách sử dụng phần mềm mold wizard để thiết kế khuôn ép nhựa……...............................................…65
3.4.1. Tiến hành thiết kế mặt phân khuôn mà tách khuôn………………………………..............….….......…...65
3.4.2. Thiết kế khuôn mẫu bằng thư viện khuôn mẫu……………..…….……............................................…..71
3.5. Kết cấu của khuôn thiết kế và nguyên lí làm việc……………..….............................................….....……74
3.5.1. Các bộ phận chính của khuôn.……………………………….............................................................…..74
KẾT LUẬN..………………………………......................................................................................…...…...…..76
KHUYẾN NGHỊ……………………………….........................................................................................….......76
TÀI LIỆU THAM KHẢO..……………………………….............................................................................…....78
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, trên thế giới nói chung cũng như ở Việt Nam nói riêng, khoa học kỹ thuật đang phát triển với tốc độ rất cao, là nhân tố quyết định trong các ngành sản xuất. Trong đó ngành cơ khí đã và đang có những thành tựu to lớn, tác động mạnh mẽ tới mọi lĩnh vực của đời sống xã hội. Việc nghiên cứu công nghệ để thiết kế và chế tạo chi tiết máy ngày càng hiệu quả cả về số lượng và chất lượng.
Ngày nay sản phẩm nhựa đang ngày càng chiếm tỉ lệ lớn trong mọi lĩnh vực của cuộc nhiên, vật liệu kim loại tổng hợp chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng cao của con người. Do vậy, ngành công nghiệp nhựa đã phát triển nhanh trong thời gian qua kéo theo đó là sự phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ của ngành thiết kế, sản xuất khuôn mẫu.
Khi nghiên cứu công nghệ khuôn ép phun các sản phẩm nhựa, em đã thực hiện đề tài “Thiết kế khuôn ép nhựa chi tiết nắp bình”
Thiết kế và chế tạo khuôn nhựa không phải là một đề tài mới, tuy nhiên cùng với sự phát triển của các phần mềm CAD/CAM công nghệ làm khuôn đã có những thay đổi rõ rệt. Độ chính xác của khuôn ngày được nâng cao để đáp ứng yêu cầu của thị trường.
Được sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của thầy: ThS. ……………. đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài môn học này. Tuy nhiên, do thời gian có hạn, khối lượng kiến thức lớn, kiến thức thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi một số thiếu sót, rất mong sự đóng góp ý kiến của thầy/ cô giáo và các bạn sinh viên.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày … tháng … năm 20…
Sinh viên thực hiện
………………
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN MẪU
1.1. Tổng quan về công nghệ khuôn mẫu
a. Thế giới
Trong cuộc sống thường nhật hiện nay có thể nhận thấy các sản phẩm xung quanh mình được làm từ nhựa rất nhiều. Từ những sản phẩm đơn giản như cái thau, cái rổ, cái lược… đến các sản phẩm tinh xảo như vỏ điện thoại di động, vỏ xe máy, linh kiện máy tính…..
b. Trong nước
Hòa nhập cùng xu hướng phát triển trên thế giới, ở nước ta ngành sản xuất và gia công vật liệu chất dẻo đang bắt đầu được chú trọng và phát triển. thành tựu đầu tiên mà được đánh giá là sự ra đời hàng loạt các sản phẩm đa dạng phong phú, chất lượng và độ phức tạp của sản phẩm ngày càng được nậng cao và hoàn thiện. hệ thống máy móc, thiết bị ngày càng được cải tiến. hiện nay và trong tương lai, ngành công nghiệp vật liệu chất dẻo có xu hướng ngày một phát triển, đây là một chiến lược lâu dài và nhiều triển vọng.
1.2. Cơ sở thiết kế khuôn
1.2.1. Khái niệm về khuôn
Ngày nay các sản phẩm làm bằng chất dẻo nhựa (Polyme) đang được ứng dụng rộng rãi trong sản suất và tiêu dùng. Vì vậy công việc nghiên cứu và thiết kế ra các sản phẩm này là một hướng nghiên cứu có rất nhiều triển vọng đang được nhà nước đầu tư và phát triển.
Khuôn là dụng cụ để định hình một sản phẩm nhựa. Khuôn được thiết kế sao cho có thể sử dụng cho một số lượng chu trình yêu cầu.
1.2.2. Kết cấu của của khuôn
Ngoài tấm cối và chày ra thì trong bộ khuôn còn nhiều bộ phận khác. Các bộ phận này lắp ghép lại với nhau tạo thành một bộ khuôn hoàn chỉnh.
- Tấm kẹp trên: Tấm này có tác dụng kẹp chặt tấm khuôn trên và tấm kẹp trên thành một khối và kẹp chặt cả khối này bàn tĩnh của máy ép nhựa.
- Tấm khuôn trên: Là bộ phận quan trọng nhất vì nó là hình bao ngoài của sản phẩm. Nó quyết định đến độ chính xác của khuôn cũng như độ chính xác của sản phẩm. Bề mặt ngoài của sản phẩm đẹp hay xấu, chính xác hay không là phụ thuộc hoàn toàn vào khi ta gia công tấm khuôn này.
- Bạc định vị: Đảm bảo vị trí thích hợp của khuôn với vòi phun.
- Thanh kê: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía dưới để cho giàn đẩy hoạt động được.
- Tấm kẹp dưới: Tấm này kẹp toàn bộ cụm khuôn dưới thành một khối và kẹp khối này vào bàn máy động của máy ép nhựa.
- Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi khuôn mở.
- Tấm kẹp đẩy: Giữ chốt đẩy, chốt hồi, chốt giật cuống.
- Chốt hồi: Làm cho giàn đẩy có thể quay trở về khi khuôn đóng lại.
- Trụ kê: Dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đẩy, tránh cho tấm khuôn khỏi bị cong do áp lực đẩy cao, tăng tuổi thọ cho khuôn.
1.2.3. Khuôn hai tấm
Khuôn 2 tấm là khuôn có các kênh dẫn cùng nằm trên một mặt phẳng. Khuôn 2 tấm là loại khuôn phổ biến nhất. So với khuôn 3 tấm thì khuôn 2 tấm đơn giản hơn, rẻ hơn và có chu kỳ ép phun ngắn hơn.
Khuôn 2 tấm gồm phần khuôn trước và phần khuôn sau, kết cấu khuôn có thể là một hay nhiều lòng khuôn. Đối với khuôn 2 tấm có một lòng khuôn thì không cần đến kênh dẫn nhựa mà nhựa sẽ điền đầy trực tiếp vào lòng khuôn thông qua bạc cuống phun.
1.2.5. 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.
1.2.8. Đặc tính một số các loại nhựa chất dẻo
Ở đây ta không đi sâu vào tính chất của từng loại vật liệu cụ thể mà chỉ đi vào một số khía cạnh cụ thể sau:
+ Phương pháp nhận biết.
+ Nhiệt độ gia công.
+ Độ co của vật liệu
1.3. Máy ép phun.
1.3.1. Máy ép phun nhựa.
Máy ép phun nhựa (injection molding machine) hay còn được gọi là máy ép phun, máy ép keo là loại máy được sử dụng phổ biến trong các dây chuyền ứng dụng công nghệ ép phun. Máy có tác dụng cố định khuôn đóng trong suốt quá trình đẩy nhựa nóng chảy bằng áp lực phun vào lõi khuôn. Lúc này, nhựa sẽ lấp đầy lòng khuôn và sau khi được làm nguội, sản phẩm sẽ được đẩy ra ngoài thông qua hệ thống lõi.
1.3.3. Công nghệ máy ép phun nhựa.
Máy ép nhựa hoạt động giống như một kim tiêm. Đầu tiên, nhựa (dạng bột hoặc dạng hạt) sẽ được đưa vào phễu chứa. Tiếp theo, nhựa sẽ được làm nóng chảy bởi các thanh gia nhiệt và chuyển thành thể lỏng. Lúc này, toàn bộ nhựa lỏng sẽ được dẫn lên phía trước nhờ trục vít. Đồng thời, trục vít sẽ lùi về sau để tạo ra khoảng trống cho nhựa chảy vào phía trước đầu phun.
Kết luận chương 1:
Ta thấy ngành nhựa ngày càng phát triển tại Việt Nam hiện nay. Việc nghiên cứu về khuôn nhựa, về các loại khuôn phổ biến ,các loại chất dẻo và nghiên cứu về máy đúc nhựa là tiền đề để ta xây dựng và thiết kế 1 bộ khuôn đúc nhựa hoàn chỉnh.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM NX TRONG THIẾT KẾ KHUÔN MẪU
2.1. Giới thiệu về phần mềm NX
Đây là phần mềm nổi tiếng của hãng UGS. Là một bộ phần mềm lớn sánh ngang với Catia của Dassault systemn dẫn đầu trong thế giới 3C. Có thể sánh được với phần mềm CATIA. Nó tích hợp quá nhiều modul như thiết kế cơ khí, thiết kế khuôn, điện - điện tử, máy bay, gia công khuôn, gia công chi tiết…., phân tích kết cấu với modul Nastrans, bên cạnh đó, giống như CATIA, UNIGRAPHICS cũng hỗ trợ cho đóng tàu, nhưng đừng nhầm lẫn, vì nó chỉ hỗ trợ để mô phỏng chi tiết thôi chứ không thể so với các chương trình chuyên dùng như autoship, maxsurf, ship constructor.......
2.1.1. Hãng SIEMENS PLM Software
Phần mềm NX là một bộ phận của SIEMENS Industry Automation Division - nhà cung cấp hàng đầu thế giới về giải pháp phần mềm Quản lý vòng đời sản phẩm (Product lifecycle management - PLM) và Quản lý sản xuất (Manufacturing operations management - MOM) với hơn 7 triệu đăng ký và hơn 71,000 khách hàng trên toàn cầu. Trụ sở chính của SIEMENS PLM Software đặt tại Plano, Texas, Mỹ.
2.1.3. Khả năng của phần mềm NX
- Thiết kế cơ khí / Mô phỏng
- Thiết kế hệ thống cơ điện
- Quản lý quy trình kỹ thuật
- Thiết kế và tạo mẫu trong công nghiệp
- Thiết kế đóng gói
2.2. Đặc điểm nổi bật của phần mềm NX
2.2.1. Tính linh hoạt
NX cung cấp cho người dùng tính linh hoạt trong thiết kế bởi kỹ thuật Synchronous, giúp chúng ta dễ dàng hơn trong việc thiết kế, chỉnh sửa trực tiếp trong quá trình xây dựng mô hình. Sự tự do trong thiết kế trên nền Direct Modeling kết hợp kỹ thuật mới Synchronous này giúp cho việc thiết kế nhanh hơn hàng chục lần lần so với trước đây.
2.2.3. Phối hợp
Với giải pháp tổng thể CAD/CAM/CAE, phương thức xử lý và quản lý thống nhất cho phép quá trình phối hợp phát triển sản phẩm diễn ra nhanh hơn và xử lý nhanh hơn gấp nhiều lần, rút ngắn thời gian sản xuất.
2.2.4. Năng suất
NX giúp cho các kỹ sư và chuyên gia thiết kế nâng cao năng suất trong việc cải tiến các mẫu thiết kế cũ giảm tới 40% thời gian. Và tận dụng được nhiều dữ liệu CAD từ các phần mền khác trong thiết kế để cải tiến và phát triển mới.
2.2.5. Chức năng nổi bật của phần mềm NX
- Thiết kế 3D cho các chi tiết đơn với Modeling
- Assembly cho phép lắp ráp các chi tiết đơn để tạo thành một sản phẩm hoàn chỉnh
- Xuất bản vẽ đúng các tiêu chuẩn
- Môi trường NX CAM để gia công cơ khí
- Thiết kế khuôn mẫu với Mold Wizard
- Sử dụng cho ngành điện, dầu khí với Routing Mechanical và Electrical
- PCB Xchange thiết kế khối cho mô hình bo mạch CPU… và rất nhiều ứng dụng khác nữa.
2.3. Giới thiệu chung về modul Mold Wizard trong phần mềm NX
2.3.1. Công dụng
Modul Mold Wizard giúp bạn thiết kế khuôn nhựa và các loại khuôn khác.
Ta có thể tạo mô hình 3D của:
- Lòng khuôn
- Lõi
- Thanh đẩy
- Chốt đẩy
- Sub-inserts
- Các bộ phận khuôn
2.3.3. Chú ý
Để sử dụng Mold Wizard một cách hiệu quả, bạn nên hiểu được quy trình thiết kế khuôn trong thực tế cũng như các lệnh của NX trong thiết kế khuôn.
- Trong Modeling, bạn nên thành thạo:
+ Feature modeling
+ Free form modeling
+ Sketching
+ Curves
+ Layers
2.4. Những tính năng nội bật khi thiết kế khuôn nhựa với NX Mold Wizard
2.4.1. Tính năng nổi trội
Những tính năng này có thể hơi chung chung và chưa thể nói hết lên được những gì bạn cần, do vậy bạn có thể tham khảo thêm các tài liệu liên quan đến NX MOld và video hướng dẫn liên quan và so sánh với các phần mềm bạn đang sử dụng.
+ NX có thể giúp bạn thiết kế toàn bộ hình dạng sản phẩm bạn cần
+ Nhập các file dữ liệu của phần mềm khác một cách đơn giản mà không phải hiệu chỉnh nhiều, như chính sản phẩm được thiết kế từ NX
+ Kiểm tra khả năng gia công cho chính sản phẩm khuôn
+ Các công cụ phân khuôn cao cấp được thiết kế riêng bởi NX
+ Tạo lõi và lòng khuôn hoàn toàn tự động
+ Tự động tạo bảng kê vật liệu (BOM)
+ Tạo và trích xuất bản vẽ tự động theo yêu cầu.
2.4.2. Một số minh họa thiết kế khuôn NX cơ bản
NX Mold Wizard có đầy đủ các nhóm công cụ để thực hiện tất cả các nhiệm vụ trong quá trình thiết kế khuôn.
Thư viện của các tấm khuôn tiêu chuẩn, các bộ phận khuôn sẽ giúp hỗ trợ quá trình tạo hình và lắp ráp bộ khuôn hoàn chỉnh.
NX giúp tăng tốc quá trình gia công khuôn thông qua báo cáo về thiết kế khuôn, tạo bản vẽ tự động, và bảng kê vật liệu.
Kết luận chương 2:
- Phần mềm NX trong thiết kế khuôn mẫu sử dụng modul thiết kế Mold Wizard để tách khuôn - dựng`khuôn và chọn các linh kiện khuôn.
- Tìm hiểu và thực hành các lệnh trong Modul Mold Wizrad giúp thiết kế khuôn đúc nhựa một cách chính xác và nhanh chóng nhất
CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM NX THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA NẮP BÌNH
3.1. Phân tích sản phẩm.
3.1.1. Các thông số sản phẩm.
Ứng dụng phần mềm NX12 tính được các thông số của sản phẩm:
- Thể tích sản phẩm: 20036.9700 mm3
- Tổng diện tích bề mặt: 36091.4974 mm2
- Khối lượng sản phẩm: 88 g
- Vật liệu: nhựa HDPE
3.1.2. Vật liệu
Vật liệu chế tạo chi tiết là nhựa HPDE
Nhựa HDPE (High-Density Polyethylene) là một loại nhựa nhiệt dẻo có mật độ phân tử cao, rất phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp và tiêu dùng nhờ vào các đặc tính vượt trội của nó. Dưới đây là một số đặc điểm nổi bật của nhựa HDPE:
a. Tính chất cơ lý:
- Độ bền cao: HDPE có độ bền kéo và độ cứng tốt, giúp nó chịu lực tốt trong các ứng dụng cần độ bền cơ học cao.
- Chống va đập: Nhựa HDPE có khả năng chống va đập rất tốt, đặc biệt là khi so với các loại nhựa khác có mật độ thấp hơn.
- Chống thấm nước: HDPE không hấp thụ nước, điều này làm cho nó rất lý tưởng trong các ứng dụng như đường ống, bể chứa, hoặc vật liệu đóng gói.
c. Tính dễ gia công:
- Dễ chế tạo: HDPE có thể được ép đùn, thổi khuôn, ép phun hoặc gia công bằng các phương pháp khác để tạo ra các sản phẩm khác nhau. Đây là lý do tại sao HDPE được sử dụng rộng rãi trong sản xuất chai, túi, ống, và bao bì.
- Dễ dàng tái chế: HDPE có thể được tái chế khá dễ dàng, giúp giảm tác động tiêu cực đến môi trường.
d. Ứng dụng:
- Bao bì: Nhựa HDPE được sử dụng để sản xuất bao bì thực phẩm, chai nhựa, túi đựng đồ, hộp đựng.
- Ống dẫn: Do khả năng chịu ăn mòn và bền với nước, HDPE được dùng trong sản xuất ống dẫn nước, ống thoát nước, và ống cấp nước.
- Lót hồ chứa: Với khả năng chống thấm tốt, HDPE được sử dụng trong các bể chứa, hồ chứa nước thải, hoặc hồ chứa hóa chất.
f. Sức khỏe và môi trường:
- An toàn thực phẩm: HDPE được coi là an toàn cho việc tiếp xúc với thực phẩm và không chứa các chất độc hại như BPA (Bisphenol A), vì vậy nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp bao bì thực phẩm.
- Tái chế: Mặc dù HDPE có thể được tái chế, nhưng vẫn cần có các biện pháp hiệu quả để giảm lượng nhựa thải ra môi trường.
h. Tính chất cơ lý chi tiết
- Độ bền kéo: HDPE có độ bền kéo cao, khoảng 30-40 MPa (MegaPascal), giúp chịu được các lực kéo lớn mà không bị đứt gãy. Điều này làm cho HDPE lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cơ học như ống dẫn, bể chứa, hoặc các cấu trúc chịu lực.
- Độ cứng: HDPE có độ cứng cao, với giá trị độ cứng Shore D khoảng 60-70, giúp nó có khả năng chống trầy xước và mài mòn tốt.
- Khả năng chống va đập: HDPE có khả năng chống va đập rất tốt, không dễ bị vỡ hoặc nứt khi chịu tác động mạnh, ngay cả khi ở nhiệt độ thấp.
k. Tính chất nhiệt
- Điểm nóng chảy: HDPE có điểm nóng chảy khoảng 130-137°C, giúp nó chịu được nhiệt độ cao mà không bị chảy hoặc biến dạng. Tuy nhiên, nếu tiếp xúc với nhiệt độ quá cao trong thời gian dài, HDPE có thể bị phân hủy hoặc giảm độ bền cơ học.
- Chịu nhiệt: Mặc dù có thể chịu được nhiệt độ cao, HDPE không nên được sử dụng ở nhiệt độ vượt quá 120°C trong thời gian dài. Do đó, nó chủ yếu được sử dụng trong các môi trường nhiệt độ thấp đến vừa phải.
- Khả năng chịu lạnh: HDPE có thể chịu được nhiệt độ lạnh dưới -50°C mà không bị giòn hoặc nứt, khiến nó trở thành lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng ngoài trời trong điều kiện thời tiết lạnh giá.
m. Ứng dụng chi tiết
- Bao bì thực phẩm và đồ uống: HDPE được sử dụng để sản xuất các loại chai đựng nước, dầu ăn, sữa, nước trái cây và các sản phẩm thực phẩm khác. Nó là một trong những loại nhựa an toàn nhất để tiếp xúc với thực phẩm, vì nó không chứa BPA và các chất độc hại khác.
- Ống dẫn nước và hóa chất: Với khả năng chống ăn mòn và bền bỉ dưới các điều kiện khắc nghiệt, HDPE được dùng trong sản xuất ống dẫn nước, ống thoát nước, ống dẫn dầu, và hệ thống dẫn khí. Nó còn được sử dụng trong các ứng dụng xử lý nước thải và cung cấp nước sạch.
- Thùng chứa và bể chứa: HDPE có khả năng chống thấm tốt, nên nó được dùng trong các bể chứa hóa chất, bể chứa nước, và các thùng chứa nước thải, đặc biệt trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ bền cao và khả năng chống ăn mòn.
3.1.3. Tính công nghệ của sản phẩm
a. Công nghệ sản xuất nắp bình nước HDPE
- Công nghệ ép phun (Injection Molding):
+ Mô tả quá trình: Quá trình sản xuất nắp bình nước HDPE thường được thực hiện bằng công nghệ ép phun, trong đó nhựa HDPE ở dạng hạt được nung chảy và đưa vào khuôn mẫu (mold) dưới áp suất cao. Khi nhựa nguội lại, nó tạo thành hình dáng của nắp.
+ Ưu điểm: Công nghệ này cho phép sản xuất hàng loạt nắp bình nước với độ chính xác cao, đảm bảo hình dạng, kích thước và chất lượng ổn định. Quá trình ép phun cũng cho phép sản xuất các chi tiết nhỏ như răng nắp, đường ren, hay các cấu trúc đặc biệt trên nắp (ví dụ: lớp màng bảo vệ, dấu niêm phong).
+ Hiệu quả: Đảm bảo tính đồng nhất về chất lượng và tiết kiệm chi phí trong sản xuất số lượng lớn.
- Quá trình thổi (Blow Molding) cho nắp chai có cấu trúc đặc biệt:
Một số nắp bình có cấu trúc phức tạp hơn, ví dụ như những nắp có lõi hoặc dạng nắp đặc biệt, có thể sử dụng công nghệ thổi (blow molding), tương tự như công nghệ làm bình, để tạo ra hình dáng nắp.
c. Đặc điểm công nghệ của nắp bình nước HDPE
- Tính ổn định nhiệt: Nhựa HDPE có khả năng chịu được nhiệt độ từ -50°C đến 120°C, vì vậy nắp bình nước làm từ HDPE có thể duy trì tính ổn định trong các điều kiện nhiệt độ cao và thấp mà không bị biến dạng hay mất đi tính năng bảo vệ.
- Chống oxy hóa và ăn mòn: Nắp bình nước HDPE không bị ăn mòn dưới tác động của nước hoặc các chất lỏng khác, giúp sản phẩm duy trì chất lượng lâu dài, ngay cả khi sử dụng trong môi trường ẩm ướt hoặc dưới ánh sáng mặt trời.
d. Quá trình kiểm soát chất lượng
- Kiểm tra độ kín khít: Trong quá trình sản xuất, các nắp bình nước HDPE phải được kiểm tra nghiêm ngặt để đảm bảo độ kín khít tuyệt đối khi vặn nắp lên miệng bình. Các máy kiểm tra độ kín và độ bền nắp sẽ kiểm tra xem có bất kỳ lỗ hổng nào trong quá trình niêm phong.
- Kiểm tra độ bền cơ học: Các bài kiểm tra va đập và khả năng chịu lực được thực hiện để đảm bảo nắp có thể chịu được các tác động từ môi trường bên ngoài mà không bị vỡ hay hư hại.
3.2. Tính toán số lòng khuôn.
Số lòng khuôn tính theo năng suất phun của máy ép phun : (theo giáo trinh thiết kế khuôn ép nhựa)
Ta có công thức tính lòng khuôn
n = 0.8 * S/W
Trong đó:
n: Số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn,
s: Năng suất phun của máy (gam/một lần phun). S=150g /1 lần phun
w: Trong lượng của sản phẩm (g). w= 88 g
Thay số được: n = 0.8*150/44 = 2,7
Để tăng năng suất cũng như phù hợp với trang bị máy móc phân xưởng ta chọn 8 lòng khuôn.
- Thời gian điền đầy nhựa 1,081 giây
- Áp suất dòng chảy lớn nhất 103,1 MPa => Áp suất trung bình bằng 51,55 MPa.
Nhiệt dộ dòng chảy: Cao nhất: 267,1760C. Thấp nhất: 82,4680C
- Hình ảnh các lỗ khí trên các cạnh sản phẩm khá nhiều, cần xử lí làm rãnh thoát khí ở các vị trí có bọt khí.
- Vì là khuôn 3 tấm không có sự giao nhau giữa các dòng chảy nên đường hàn rất ít => Chất lượng sản phẩm cao.
3.2.1. Bạc cuống phun
- Cuống phun là chỗ nối giữa vòi phun của máy và kênh nhựa, có nhiệm vụ đưa dòng nhựa từ vòi phun của máy đến kênh dẫn hoặc trực tiếp đến lòng khuôn (đối với khuôn không có kênh dẫn). Hệ thống cuống phun được sử dụng thông thường nhất có bạc cuống phun, thường dùng bạc cuống phun để dễ thay thế và gia công.
- 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.
- Vật liệu: SKD61 (Tiêu chuẩn JIS)
- Độ cứng: 48÷52 HRC
3.2.3. Kênh dẫn nhựa
Kênh dẫn nhựa là đoạn nối giữa cuống phun và miệng phun. Làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lòng khuôn.
Vì thế, khi thiết kế cần phải tuân thủ một số nguyên tắc kỹ thuật để đảm bảo chất lượng cho hầu hết sản phẩm. Sau đây là một số nguyên tắc cần phải tuân thủ:
+ Giảm đến mức tối thiểu sự thay đổi tiết diện kênh dẫn.
+ Nhựa trong kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng.
+ Toàn bộ chiều dài kênh dẫn nên càng ngắn càng tốt, để có thể nhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà tránh không mất áp lực và mất nhiệt trong quá trình điền đầy.
Từ bảng so sánh trên ta chọn sử dụng tiết diện hình thang hiệu chỉnh vì tuy không bằng tiết diện tròn nhưng hiệu quả dẫn nhựa của tiết diện hình thang hiệu chỉnh vẫn tương đối tốt và do chỉ cần gia công trên một nửa khuôn nên giúp giảm thời gian gia công, tiết kiệm chi phí.
3.2.4. Cổng vào nhựa (kiểu miệng phun điểm chốt)
Miệng phun điểm chốt là một kiểu cổng bơm nhựa thường được sử dụng trong điểm hình tròn sau khi tách gate nên còn được gọi là kiểu bơm điểm hay bơm chốt điểm.
Kiểu gate này thông dụng với cấu trúc khuôn 3 tấm hoặc những lòng khuôn lớn cần nhiều miệng phun, hoặc cho loại khuôn có nhiều lòng khuôn. Đi kèm với kiểu gate này người ta thường thiết kế kênh dẫn nhựa có tiết diện hình thang hoặc hình thang hiệu chỉnh để tiện cho việc gia công - lắp đặt chốt giật đuôi keo khi mở khuôn.
Tách gate tự động nên không mất thời gian cho công đoạn xử lý gate.
- Kích thước dành cho việc thiết kế:
Kích thước cho thiết kế miệng phun điểm có các thông số:
d: Tiết diện ngang của cổng bơm.
s: Bề dày thành sản phẩm tại vị trí đặt cổng bơm, ta có s =1.12 mm =>d =0.7 mm chọn bằng chiều cao =08*d =0.8*0.7=0.6 mm
3.3. Quá trình thiết kế sản phẩm trên NX12.
a. Bước 1: Tạo sketch, vẽ kích thước sản phẩm
c. Bước 3: Extrude tiếp tục để tạo chiều cao chi tiết 18,016mm
e. Bước 5: Extrude cộng chiều sâu 5,3mm để tạo phần răng
g. Bước 7: Tạo sketch và extrude để tạo chi tiết
h. Bước 8: Tạo sketch và extrude chiều cao 2,32mm
k. Bước 10: Tạo sketch mới và nhân bản ra 10 chi tiết theo góc 360 độ
Kết quả ta được chi tiết như hình 3.16.
3.4. Cách sử dụng phần mềm mold wizard để thiết kế khuôn ép nhựa.
3.4.1. Tiến hành thiết kế mặt phân khuôn mà tách khuôn.
a. Bước 1: Vào mold wizard chọn lnitialize Project sau đó chọn như hình dưới
b. Bước 2: Chọn mặt tách khuôn và gốc tọa độ chuẩn, chọn Mold CSYS sau đó chọn mặt đáy và nhấn ok
d. Bước 4: Vào edge patch để bịt lỗ
f. Bước 6: Vào Define Region tích vào 2 dòng Create Regions và Create Parting Lines rồi nhấn ok
g. Bước 6: VàoDesign Parting Surface nhấn ok
h. Bước 7: Tách khuôn
Vào Define Cavity and Core ở Region Name chọn All Regions Sau đó chọn ok
3.4.2. Thiết kế khuôn mẫu bằng thư viện khuôn mẫu
a. B ước 1: Vào Cavity Layout tích vào Linear sau đó nhập số liệu như sau rồi tích vào biểu tượng ở dòng Auto Center để cho gốc tọa độ vào đúng tâm của 8 khuôn
b. Bước 2: Vào Mold Base Library sử dụng thư viện đầu tiên DME dùng khuôn 2A sau đó bên bảng thoại Mold base library ở dòng index cột value chỉnh lên 5050
d. Bước 4: Di chuột xuống mặt đáy rồ nhấn chuột phải chọn Hide để ẩn hai cái đáy đi
e. Bước 5: Vào Standard Part Library chọn như hình sau
h. Bước 8: Khi xuất hiện mũi tên kéo thả mũi tên theo hướng chỉ định để tạo ra đường ống làm mát
j. Bước 9: Chọn Cooling Cỉrcuits để khai báo dòng chảy ra vào
k. Bước 10: Chọn Concept Design để tạo vòi bơm nước cho đường ống
3.5. Kết cấu của khuôn thiết kế và nguyên lý làm việc
3.5.1. Các bộ phận chính của khuôn
Sau khi tính toán thiết kế, bộ khuôn thiết có kết cấu như hình dưới.
Kết luận chương 3:
- Qua chương này ta tìm hiểu được cách tính toán và thiết kế một khuôn ép nhựa cho một sản phẩm. Thấy được chi tiết quá trình mô phỏng điền dầy nhựa vào trong lòng khuôn một cách chân thật giống như thực tế.
- Ngoài ra ta còn biết được sự thay đổi về đường kính kênh dẫn và áp suất sẽ ảnh hưởng đến quá trình điền đầy lòng khuôn.
KẾT LUẬN
Sau một thời gian làm đồ án với đề tài “Thiết kế khuôn ép nhựa chi tiết nắp bình” em đã đạt được một số kết quả sau :
1. Đề tài đã nêu ra tình hình khuôn mẫu ở Việt Nam và trên thế giới, cơ sở thiết kế khuôn các bộ phận cơ bản của khuôn, một số loại khuôn và nguyên lí hoạt động của nó
2. Đã ứng dụng được phần phầm mềm NX 12 vào việc thiết kế khuôn “Nắp bình” và tính toán thông số sản phẩm cũng như mô phỏng quá trình bơm nhựa vào khuôn tính toán lực kẹp, nhiệt độ khuôn, khả năng điền đầy …
3. Do còn hạn chế về kiến thức thực tế chế tạo các tấm khuôn ép nhựa nên khuôn mẫu của em còn chưa đầy đủ.
4. Sử dụng được một số loại máy công cụ vạn năng và máy phay CNC 5 trục.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy: ThS. ……………. cùng các thầy cô giáo trong bộ môn CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CƠ KHÍ đã tạo điều kiện giúp đỡ để em hoàn thành đồ án này.
KHUYẾN NGHỊ
Sau khi hoàn thành đồ án, để khuôn ép đạt độ chính xác cao hơn thì em có rút ra được một số vấn đề cần làm như sau:
1. Khi thiết kế khuôn ép nhựa cần phải tính toán các thông số dao kĩ càng, lựa chọn phương án tối ưu cho qua trình ép phun.
2. Sử dụng các phần mềm hỗ trợ mô phỏng quá trình ép phun.
2. Cần thao tác và kiểm nghiệm trực tiếp trên máy móc để đạt độ chính xác cao hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy: ThS. ……………. cùng các thầy cô giáo trong bộ môn CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO CƠ KHÍ đã tạo điều kiện giúp đỡ để em hoàn thành đồ án này. Trong quá trình làm đồ án thì em còn thiếu sót về kiến thức và cách trình bày nên em mong thầy, cô góp ý cho em để em có thể hoàn thiện đồ án chi tiết hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. GS. TS guyễn Đắc Lộc; PGS. TS Lê Văn Tiến; PGS. TS Ninh Đức Tốn; PGS. TS Trần Xuân Việt
Sổ tay công nghệ chế tạo máy I, NXB: Khoa học và kĩ thuật, 2000
[2]. GS. TS guyễn Đắc Lộc; PGS. TS Lê Văn Tiến; PGS. TS Ninh Đức Tốn; PGS. TS Trần Xuân Việt
Sổ tay công nghệ chế tạo máy I, NXB: Khoa học và kĩ thuật, 2005
[3]. GS. TS guyễn Đắc Lộc; PGS. TS Lê Văn Tiến; PGS. TS Ninh Đức Tốn; PGS. TS Trần Xuân Việt
Sổ tay công nghệ chế tạo máy I, NXB: Khoa học và kĩ thuật, 2005
[4]. TS. Trần Xuân Minh; ThS. Trần Minh Thế Uyên
Giáo trình thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa
NXB: Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh; 2014
"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"