Man_Ebook

1. THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA
SẢN PHẢM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN THOẠI
GVHD: ThS. TRẦN CHÍ THIÊN
SVTH: ĐOÀN MINH HIẾU
ĐỖ TRUNG HẬU
NGUYỄN VĂN NHÂN
S K L 0 1 1 1 4 8

2. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA
SẢN PHẨM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN THOẠI”
GVHD: ThS. TRẦN CHÍ THIÊN
SVTH: ĐOÀN MINH HIẾU 19144022
ĐỖ TRUNG HẬU 19144117
NGUYỄN VĂN NHÂN 19144165
Lớp: 19144CL2
Khóa: 2019 - 2023
Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
TP. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023

3. i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN THIẾT KẾ MÁY
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ 2 / năm học 2022-2023
Giảng viên hướng dẫn: ThS. TRẦN CHÍ THIÊN
Sinh viên thực hiện:
1. Đoàn Minh Hiếu MSSV: 19144022 Điện thoại: 0374507310
2. Đỗ Trung Hậu MSSV: 19144117 Điện thoại: 0398747856
3. Nguyễn Văn Nhân MSSV: 19144165 Điện thoại: 0368031810
1. Mã số đề tài: 22223DT289
Tên đề tài: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN (SẢN PHẨM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN
THOẠI)
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Máy ép nhựa MA1200 III tấn tại trường
- Vật liệu ép sản phẩm: nhựa ABS
- Tài liệu, giáo trình thiết kế khuôn.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Nghiên cứu vật liệu và công nghệ ép phun.
- Khảo sát, nghiên cứu kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
- Thiết kế khuôn phun ép ứng với yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm “giá đỡ sạc điện thoại”.
- Phân tích, mô phỏng trên phần mềm moldex 3D
- Lập trình gia công và chế tạo các linh kiện phi tiêu chuẩn trong bộ khuôn.
- Ép thử và hoàn thiện.
4. Các sản phẩm dự kiến
- Sản phẩm ép “giá đỡ sạc điện thoại”
- File thiết kế và bộ khuôn cho sản phẩm “giá đỡ sạc điện thoại”
- Báo cáo tổng hợp và tập bản vẽ
5. Ngày giao đồ án:

4. ii
6. Ngày nộp đồ án:
7. Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt 
Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt 
Ghi chú: Hệ chất lượng cao tiếng Anh thực hiện thuyết minh và báo cáo bằng tiếng Anh
TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên)
 Được phép bảo vệ ………………………………………………………
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

5. iii
LỜI CAM KẾT
- Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo khuôn ép phun (sản phẩm giá đỡ sạc điện thoại)
- GVHD: ThS. Trần Chí Thiên
- Sinh viên thực hiện
Họ tên sinh viên MSSV Số điện thoại Email
Đoàn Minh Hiếu 19144022 0374507310 19144022@student.hcmute.edu.vn
Đỗ Trung Hậu 19144117 0398747856 19144117@student.hcmute.edu.vn
Nguyễn Văn Nhân 19144165 0368031810 19144165@student.hcmute.edu.vn
- Lớp: 19144CL2
- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN):
- Lời cam kết: “Tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do
chính tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã
được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ một sự vi phạm nào, tôi
xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Ký tên

6. iv
LỜI CẢM ƠN
Để đạt được đồ án tốt nghiệp có kết quả tốt nhất có thể, quá trình thực hiện đồ án là
một thử thách đối với nhóm chúng em. Đồ án tốt nghiệp không chỉ đòi hỏi sự tỉ mỉ, kiên trì
và không ngừng học hỏi của nhóm mà còn có sự trợ giúp của nhiều Thầy, Cô và gia đình.
Qua đây nhóm xin gửi lời cảm ơn đến sự giúp đỡ của mọi người.
Với lượng kiến thức mà nhóm tích lũy được, chúng em nhận thấy là chưa đủ để hoàn
thành đồ án. Tuy nhiên nhóm thật may mắn khi có giảng viên hướng dẫn ThS. Trần Chí Thiên,
không chỉ là một người thầy hướng dẫn đầy tâm huyết, mà là người đã truyền đạt cho nhóm
những chỉ dẫn vô cùng quý giá để nhóm đạt được kết quả tốt nhất, khi làm việc Thầy còn thể
hiện sự say mê và chuyên nghiệp trong lĩnh vực của mình, điều này giúp cho nhóm có nền
tảng rất tốt để phát triển tương lai của mình.
Nhóm cũng trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Ban giám hiệu, các Phòng, Khoa,
đặc biệt là Quý Thầy, Cô thuộc Khoa cơ khí chế tạo máy tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ
thuật Thành phố Hồ Chí Minh, đã tạo cơ hội cho chúng em được trải nghiệm môi trường học
tập chất lượng cao, các kiến thức nền tảng mà Quý Thầy, Cô cung cấp đã ảnh hưởng rất lớn
đến hướng đi đúng đắn của nhóm. Để tạo tiền đề cho nhóm phát triển đáng kể đồ án nói chung
và những bài học đáng giá cho sự nghiệp chúng em nói riêng.
Cuối cùng chúng em cũng xin cảm ơn đến gia đình và đây cũng là động lực lớn nhất
của nhóm, để có thể còn được ngồi trên ghế nhà trường như hôm nay là một sự đánh đổi rất
lớn đối với gia đình đặc biệt là cha, mẹ. Đối với gia đình thì lời cảm ơn thì chưa bao giờ là đủ
để diễn tả cho sự hy sinh cao cả và lòng yêu thương của họ. Qua đây nhóm cũng rất biết ơn
và tự hào về gia đình của mình.
Cùng với lượng kiến thức chuyên ngành còn hạn chế cũng như điều kiện về mặt thời
gian, nhóm không thể tránh khỏi những thiếu sót của mình. Nhóm cũng rất mong nhận được
những sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của Quý Thầy Cô để nhóm có thể nâng cao chất lượng
của đồ án của mình, cũng như y thức nghề nghiệp sau này.
Kính chúc Quý Thầy, Cô thật nhiều sức khỏe, để có sức mạnh và ý chí dẫn dắt các thế
hệ mai sau có tương lai tốt đẹp. Chúc các Thầy, Cô có một sự nghiệp trồng người vĩ đại.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2023
Sinh viên thực hiện
Đoàn Minh Hiếu
Đỗ Trung Hậu
Nguyễn Văn Nhân

7. v
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ KHUÔN ÉP NHỰA
SẢN PHẨM GIÁ ĐỠ SẠC ĐIỆN THOẠI
Điện thoại di động có thể hết pin bất cứ lúc nào và không phải ở bất cứ đâu chúng ta
cũng tìm được cho nó một vị trí sạc pin lý tưởng. Ổ cắm quá cao, thay vì chúng ta sạc bằng
cách bỏ điện thoại vào túi áo quần hoặc thả lơi lỏng thì giờ đây nhóm tác giả đã thiết kế ra
sản phẩm giá đỡ sạc điện thoại. Vừa có thể giải quyết nhu cầu của khách hàng, vừa đảm bảo
tính an toàn.
Sau khi tính toán thiết kế cho bộ khuôn ép nhựa sản phẩm giá đỡ sạc điện thoại đạt
được kết quả như sau:
Với nhựa ABS thì một chu kì ép phun cho ra 2 sản phẩm mất khoảng 45 giây, năng
suất ép 160 sản phẩm/giờ. Sản phẩm có khối lượng là 40g.
Qua đó tích lũy được những kinh nghiệm về:
- Thiết kế sản phẩm.
- Thiết kế bộ khuôn hoàn chỉnh
- Lập quy trình gia công các tấm khuôn, gia công và lắp ráp hoàn chỉnh bộ khuôn.
- Ép thử nghiệm
- Kiểm tra sản phẩm
Sinh viên thực hiện
Đoàn Minh Hiếu
Đỗ Trung Hậu
Nguyễn Văn Nhân

8. vi
SUMMARY OF THE THESIS
DESIGN AND MANUFACTURING OF PLASTIC MOLD FOR
PHONE CHARGER STAND
Mobile phones can run out of battery at any time and we can’t always find an ideal
place to charge them. The socket is too high, instead of charging by putting the phone in our
pockets or leaving it loose, now the team of authors has designed a phone charger stand. Both
can meet the needs of customers and ensure safety.
After calculating the design for the plastic mold for the phone charger stand, the
following results were obtained:
With ABS plastic, a molding cycle to produce 2 products takes about 45 seconds. The
production capacity is 160 products per hour. The product has a mass of 40g.
Through this, we have accumulated experience in:
- Product design
- Complete mold design
- Establish a process for machining the mold plates, machining and assembling the
complete mold.
- Test molding
- Product testing
Students who carried out
Đoàn Minh Hiếu
Đỗ Trung Hậu
Nguyễn Văn Nhân

9. vii
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP.....................................................................................i
LỜI CAM KẾT ...................................................................................................................iii
LỜI CẢM ƠN .....................................................................................................................iv
TÓM TẮT ĐỒ ÁN...............................................................................................................v
MỤC LỤC..........................................................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU .................................................................................................x
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ....................................................................................xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT.............................................................................................xv
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU..................................................................................................1
1.1 Lý do chọn đề tài....................................................................................................1
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ...............................................................2
1.2.1 Ý nghĩa khoa học........................................................................................2
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn ........................................................................................2
1.3 Mục tiêu của đề tài.................................................................................................2
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài .........................................................3
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu.................................................................................3
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu ....................................................................................3
1.5 Phương pháp nghiên cứu........................................................................................4
1.6 Ý nghĩa của đề tài...................................................................................................4
1.7 Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp.................................................................................4
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ....................................................................................5
2.1 Giới thiệu về chất dẻo (Polymer)...........................................................................5
2.1.1 Khái niệm....................................................................................................5
2.1.2 Phân loại .....................................................................................................5
2.1.3 Tính chất cơ bản của Polymer ....................................................................5
2.1.4 Một số loại nhựa thường dùng trong lĩnh vực khuôn ép ............................6
2.1.5 Các phương pháp gia công chất dẻo...........................................................7

10. viii
2.2 Tổng quan về công nghệ ép phun ..........................................................................7
2.3 Các loại khuôn ép nhựa........................................................................................12
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ KHUÔN HAI TẤM...............................18
3.1 Thiết kế sản phẩm ................................................................................................18
3.2 Tính toán khối lượng bằng Creo Parametric 8.0..................................................20
3.3 Tính toán và thiết kế khuôn hai tấm cho sản phẩm..............................................20
3.3.1 Tính toán góc thoát khuôn của sản phẩm .................................................20
3.3.2 Hệ số co rút của sản phẩm nhựa ...............................................................22
3.3.3 Tính toán số lòng khuôn và cách bố trí lòng khuôn .................................23
3.3.4 Quá trình tách khuôn ................................................................................25
3.3.5 Kênh dẫn nhựa..........................................................................................28
3.3.6 Hệ thống làm nguội ..................................................................................33
3.3.7 Hệ thống thoát khí ....................................................................................37
3.3.8 Các tấm của bộ khuôn ..............................................................................38
3.3.9 Hệ thống đẩy.............................................................................................42
3.3.10 Hệ thống dẫn hướng và định vị ..............................................................46
CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH CAE SẢN PHẨM..................................................................49
4.1 Phân tích dòng chảy nhựa trên phần mềm Moldex 3D........................................49
4.2 Các bước thực hiện phân tích...............................................................................49
4.3 Phân tích dòng chảy .............................................................................................49
4.3.1 Filling & Packing Analysis.......................................................................49
4.3.2 Air traps ....................................................................................................51
4.3.3 Pressure.....................................................................................................52
4.3.4 Temperature..............................................................................................53
4.3.5 Volumetric shrinkage ...............................................................................53
4.4 Ứng dụng tính năng Simulate của phần mềm Creo Parametric 8.0.....................54
CHƯƠNG 5. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG...................................................59
5.1 Chọn vật liệu ........................................................................................................59

11. ix
5.2 Công thức tính thông số chế độ cắt......................................................................60
5.3 Công cụ thực hiện ................................................................................................61
5.4 Quy trình công nghệ gia công..............................................................................62
5.4.1 Tấm kẹp phần cố định ..............................................................................62
5.4.2 Tấm khuôn âm ..........................................................................................65
5.4.3 Tấm khuôn dương.....................................................................................69
5.4.4 Phần Insert ................................................................................................74
5.4.5 Gối đỡ .......................................................................................................77
5.4.6 Tấm giữ.....................................................................................................79
5.4.7 Tấm đẩy ....................................................................................................82
5.4.8 Tấm kẹp phần di động ..............................................................................84
5.5 Đánh bóng lòng khuôn.........................................................................................85
CHƯƠNG 6. LẮP RÁP KHUÔN – ÉP THỬ ...................................................................88
6.1 Chuẩn bị lắp khuôn ..............................................................................................88
6.2 Lắp ráp khuôn ......................................................................................................88
6.3 Chuẩn bị trước khi ép...........................................................................................92
6.4 Quy trình ép thử ...................................................................................................93
KẾT LUẬN........................................................................................................................97
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................98
PHỤ LỤC I ...........................................................................................................................I
PHỤ LỤC 2........................................................................................................................III
PHỤ LỤC 3......................................................................................................................... V

12. x
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1: Đường kính của kênh dẫn theo độ dài của rãnh và bề dày sản phẩm...............31
Bảng 3.2: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế...........................................................35
Bảng 5.1: Chọn vật liệu cho các tấm khuôn.....................................................................59
Bảng 5.2: Quy trình công nghệ gia công tấm kẹp phần cố định .......................................63
Bảng 5.3: Quy trình công nghệ gia công tấm khuôn âm...................................................66
Bảng 5.4: Quy trình công nghệ gia công tấm khuôn dương .............................................71
Bảng 5.5: Quy trình công nghệ gia công phần Insert........................................................75
Bảng 5.6: Quy trình công nghệ gia công gối đỡ................................................................78
Bảng 5.7: Quy trình công nghệ gia công tấm giữ..............................................................80
Bảng 5.8: Quy trình công nghệ gia công tấm đẩy.............................................................83
Bảng 5.9: Quy trình công nghệ gia công tấm kẹp phần di động .......................................85
Bảng 6.1: Bảng thông số ép thử ........................................................................................96

13. xi
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Nhu cầu của người dùng tìm đến sản phẩm ........................................................1
Hình 1.2: Cách sạc nguy hiểm khi không có vị trí sạc thuận lợi.........................................1
Hình 1.3: Cách làm giá đỡ tại nhà.......................................................................................2
Hình 1.4: Sản phẩm được bán trên thị trường.....................................................................3
Hình 2.1: Cấu tạo máy ép nhựa...........................................................................................8
Hình 2.2: Máy ép nhựa........................................................................................................8
Hình 2.3: Hệ thống hỗ trợ ép phun......................................................................................9
Hình 2.4: Hệ thống phun .....................................................................................................9
Hình 2.5: Cấu tạo của trục vít............................................................................................10
Hình 2.6: Van hồi tự mở....................................................................................................10
Hình 2.7: Vị trí vòi phun ...................................................................................................11
Hình 2.8: Hệ thống kẹp .....................................................................................................11
Hình 2.9: Khuôn ép 2 tấm .................................................................................................13
Hình 2.10: Cấu tạo khuôn 2 tấm........................................................................................14
Hình 2.11: Khuôn ép 3 tấm ...............................................................................................16
Hình 2.12: Khuôn nhiều tầng ............................................................................................16
Hình 2.13: Khuôn chốt tháo ngang....................................................................................17
Hình 3.1: Sản phẩm hiện có trên thị trường ......................................................................18
Hình 3.2: Sản phẩm đã thiết kế .........................................................................................19
Hình 3.3: Bo tròn các cạnh................................................................................................19
Hình 3.4: Kết quả khối lượng............................................................................................20
Hình 3.5: Góc thoát khuôn trên sản phẩm.........................................................................21
Hình 3.6: Đồ thị chọn góc vát theo chiều cao thành sản phẩm .........................................21
Hình 3.7: Kiểm tra góc thoát khuôn ..................................................................................22
Hình 3.8: Đặt hệ số co rút cho sản phẩm...........................................................................23
Hình 3.9: Các bước tách khuôn.........................................................................................26
Hình 3.10: Tách hai nửa khuôn .........................................................................................27

14. xii
Hình 3.11: Mở khuôn ........................................................................................................27
Hình 3.12: Cấu tạo hệ thống kênh dẫn nhựa .....................................................................28
Hình 3.13: Kích thước cuống phun cho thiết kế................................................................29
Hình 3.14: Kích thước của bạc cuống phun theo tiêu chuẩn Misumi ...............................29
Hình 3.15: Kênh dẫn có tiết diện hình thang hiệu chỉnh...................................................30
Hình 3.16: Vị trí đặt miệng phun trên sản phẩm...............................................................32
Hình 3.17: Miệng phun kiểu đường ngầm ........................................................................33
Hình 3.18: Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm tiêu chuẩn....................................33
Hình 3.19: Kích thước miệng phun ngầm đã thiết kế .......................................................33
Hình 3.20: Biểu đồ thời gian làm nguội trong chu kỳ phun ép theo số liệu phân tích từ
Moldex3D..........................................................................................................................34
Hình 3.21: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế .........................................................35
Hình 3.22: Hệ thống làm lạnh vách ngăn..........................................................................36
Hình 3.23: Đầu nói đường nước Misumi ..........................................................................36
Hình 3.24: Kích thước của vách ngăn theo tiêu chuẩn Misumi ........................................37
Hình 3.25: Tấm kẹp phần cố định .....................................................................................38
Hình 3.26: Tấm khuôn âm.................................................................................................38
Hình 3.27: Tấm khuôn dương ...........................................................................................39
Hình 3.28: Phần Insert.......................................................................................................39
Hình 3.29: Gối đỡ..............................................................................................................40
Hình 3.30: Tấm giữ ...........................................................................................................40
Hình 3.31: Tấm đẩy...........................................................................................................41
Hình 3.32: Tấm kẹp phần di động.....................................................................................41
Hình 3.33: Kích thước của chốt đẩy theo tiêu chuẩn Misumi...........................................43
Hình 3.34: Kích thước phần giựt đuôi keo........................................................................43
Hình 3.35: Kích thước chốt giựt đuôi keo dạng chữ Z theo tiêu chuẩn Misumi...............44
Hình 3.36: Kích thước chốt hồi theo tiêu chuẩn Misumi ..................................................45
Hình 3.37: Kích thước lò xo hồi theo tiêu chuẩn Misumi.................................................46
Hình 3.38: Kích thước bạc dẫn hướng theo tiêu chuẩn Misumi .......................................47

15. xiii
Hình 3.39: Kích thước chốt dẫn hướng theo tiêu chuẩn Misumi ......................................47
Hình 3.40: Kích thước vòng định vị theo tiêu chuẩn Misumi...........................................47
Hình 3.41: Kích thước chốt côn định vị theo tiêu chuẩn Misumi .....................................48
Hình 4.1: Quy trình thực hiện............................................................................................49
Hình 4.2: Quá trình điền đầy .............................................................................................50
Hình 4.3: Rỗ khí ................................................................................................................51
Hình 4.4: Kết quả mô phỏng áp suất .................................................................................52
Hình 4.5: Kết quả mô phỏng nhiệt độ ...............................................................................53
Hình 4.6: Kết quả mô phỏng cong vênh co rút .................................................................54
Hình 4.7: Đặt phản lực liên kết lên bề mặt dưới (Gối đỡ của khuôn) ..............................55
Hình 4.8: Bề mặt đặt áp suất .............................................................................................55
Hình 4.9: Chọn vật liệu thép carbon chất lượng cao.........................................................56
Hình 4.10: Quá trình chia lưới tự động .............................................................................56
Hình 4.11: Kết quả mô phỏng ứng suất.............................................................................57
Hình 4.12: Kết quả mô phỏng chuyển vị tác động lên tấm khuôn dương theo phương Y
...........................................................................................................................................57
Hình 5.1: Máy phay MAZAK VQC-20/50B.....................................................................61
Hình 5.2: Ê tô.....................................................................................................................61
Hình 5.3: Ký hiệu bề mặt gia công tấm kẹp phần cố định ................................................62
Hình 5.4: Ký hiệu bề mặt gia công tấm khuôn âm............................................................65
Hình 5.5: Ký hiệu bề mặt gia công tấm khuôn dương ......................................................69
Hình 5.6: Ký hiệu bề mặt gia công Insert..........................................................................74
Hình 5.7: Ký hiệu bề mặt gia công gối đỡ.........................................................................77
Hình 5.8: Ký hiệu bề mặt gia công tấm giữ ......................................................................79
Hình 5.9: Ký hiệu bề mặt gia công tấm đẩy......................................................................82
Hình 5.10: Ký hiệu bề mặt gia công tấm kẹp phần di động.............................................84
Hình 5.11: Công cụ thực hiện (Giấy nhám và kem đánh bóng kim loại) ........................86
Hình 5.12: Đánh bóng khuôn dương.................................................................................87
Hình 5.13: Đánh bóng lòng khuôn âm ..............................................................................87

16. xiv
Hình 6.1: Lắp Insert vào tấm khuôn dương.......................................................................88
Hình 6.2: Lắp chốt dẫn hướng vào tấm khuôn dương.......................................................89
Hình 6.3: Lắp hệ thống đẩy ...............................................................................................89
Hình 6.4: Lắp tấm kẹp phần di động .................................................................................90
Hình 6.5: Lắp bạc dẫn hướng vào tấm khuôn âm .............................................................90
Hình 6.6: Lắp tấm kẹp phần cố định .................................................................................91
Hình 6.7: Lắp vòng định vị và bạc dẫn hướng ..................................................................91
Hình 6.8: Bộ khuôn đã lắp ráp hoàn chỉnh........................................................................92
Hình 6.9: Máy ép nhựa Shine Well SW – 120B ...............................................................92
Hình 6.10: Sơ đồ quy trình ép thử.....................................................................................93
Hình 6.11: Hạt nhựa ABS .................................................................................................94
Hình 6.12: Gá khuôn lên máy ép.......................................................................................94
Hình 6.13: Thiết lập thông số ép .......................................................................................95
Hình 6.14: Tiến hành ép thử và điều chỉnh thông số ép....................................................95

17. xv
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ĐATN Đồ án tốt nghiệp
CAD Computer Aided Design
CAM Computer Aided Manufacturing
CAE Computer Aided Engineering.
CNC Computer Numerical Control.
ABS Acrylonitrile Butadiene Styrene.
PP Polypropylene.
PE Polyethylene.
PA Polyamide.
PBT Polybutylene Terephthalate.
TPU Thermoplastic Polyurethane.

18. 1
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1 Lý do chọn đề tài
Điện thoại di động của bạn có thể hết pin bất cứ lúc nào và không phải ở bất cứ đâu
chúng ta cũng tìm được cho nó một vị trí sạc pin lý tưởng. Các vấn đề khác như:
+ Ổ cắm quá cao, dây sạc không đủ dài do đó mà nhiều người sẽ bỏ điện thoại vào túi
áo quần được treo gần đó. Điện thoại khi sạc pin sẽ sinh nhiệt nếu chúng ta bỏ vào túi áo quần
sẽ có nguy cơ cháy nổ.
+ Còn nếu như ngôi nhà của bạn có cách bố trí ổ cắm điện hợp lí. Dây sạc đủ dài để
có thể đặt chiếc điện thoại bạn dưới nền nhà. Thì có những lúc vô tình chúng ta đi qua và
vướng phải dây sạc. Điều đó sẽ không an toàn cho chiếc điện thoại của bạn.
+ Số liệu cho thấy lượng người tìm kiếm từ khóa “Giá đỡ sạc điện thoại” rất nhiều.
Lên đến hàng trăm nghìn lượt xem. Điều này cho thấy nhu cầu người dùng về chiếc giá đỡ
này rất cao.
Hình 1.1: Nhu cầu của người dùng tìm đến sản phẩm
Hình 1.2: Cách sạc nguy hiểm khi không có vị trí sạc thuận lợi

19. 2
Hình 1.3: Cách làm giá đỡ tại nhà
+ Nếu như chúng ta vô tình va phải hoặc ổ cắm điện bị rơ lỏng. Thêm vào đó là cân
nặng của điện thoại lớn thì sẽ không an toàn và có thể rơi bất cứ lúc nào.
=> Do đó nhóm đã chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa sản phẩm giá
đỡ sạc điện thoại” để có thể giải quyết những vấn đề này.
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.2.1 Ý nghĩa khoa học
Đề tài đã ứng dụng những kiến thức cơ bản trong lĩnh vực khuôn mẫu mà nhóm đã học
tập và tiếp thu trong quá trình học để tạo ra một sản phẩm ép nhựa hoàn thiện.
So sánh được những số liệu giữa tính toán theo lý thuyết, mô phỏng bằng phần mềm
với thực tế có sai khác gì không.
1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn
Thiết kế và chế tạo được bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh có thể ép ra sản phẩm.
Sản phẩm có tính ứng dụng vào thực tế đời sống hằng ngày, giúp cuộc sống.
Thông qua đề tài có thể tìm hiểu về những kiến thức mình đã học ở trường được vận
dụng vào trong thực tế như thế nào, từ đó có định hướng ban đầu cho công việc sau này.
Hoàn thành được đề tài cho Đồ án tốt nghiệp cũng đã đánh dấu việc hoàn thành những
kiến thức về lý thuyết và phục vụ cho công việc sau này.
1.3 Mục tiêu của đề tài
- Nghiên cứu công nghệ ép phun, và vật liệu nhựa.
- Thiết kế sản phẩm giải quyết được vấn đề của khách hàng. Khắc phục điểm yếu của

20. 3
những sản phẩm đang có trên thị trường, từ đó cải tiến sản phẩm tốt hơn.
- Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa với các phần mềm hỗ trợ.
- Chế tạo được bộ khuôn ép nhựa thực tế có thể ép ra sản phẩm hoàn thiện.
Hình 1.4: Sản phẩm được bán trên thị trường
Ưu điểm:
+ Nhỏ gọn, gấp lại được và có thể mang theo bên mình.
Nhược điểm:
+ Dễ rơi khi treo trên những ổ cắm điện bị lỏng.
+ Không an toàn, dễ va quẹt làm rơi điện thoại khi sạc trên những ổ cắm cao.
1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
1.4.1 Đối tượng nghiên cứu
- Các sản phẩm hiện có và các cách treo điện thoại khi sạc của người dùng.
- Nhu cầu của khách hàng đối với sản phẩm.
- Kích thước của các dòng điện thoại trên thị trường: hiện tại trong các dòng điện thoại
phổ biến trên thị trường thì có điện thoại Samsung Galaxy Z Fold 4 có kích thước tương đối
lớn, cụ thế kích thước máy khi gập là 155.1×67.1×15.8 mm khi mở ra là 155.1×130.1×6.3mm.
1.4.2 Phạm vi nghiên cứu
- Các loại vật liệu nhựa thông dụng.
- Tổng quan công nghệ ép phun.
- Các loại khuôn ép nhựa.
- Bộ khuôn ép phun có kích thước tối đa là chiều dài 320mm, chiều rộng 300mm, chiều

21. 4
cao 390mm.
1.5 Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện đề tài này nhóm tác giả đã tiến hành bằng các phương pháp:
- Thu thập thông tin, xử lý thông tin liên quan.
- Tham khảo tài liệu về khuôn mẫu, áp dụng các kiến thức theo thời gian đã được tích
lũy. Tài liệu tham khảo được thu thập qua sách vở, giáo trình và Internet.
- Sử dụng phần mềm Creo 8.0 để thiết kế sản phẩm, từ đó tiến hành các bước tiếp theo
như tách khuôn, phân tích, thiết kế áo khuôn…
- Sử dụng phần mềm Moldex 3D để phân tích dòng chảy trong quá trình ép phun.
- Gia công, lắp ráp khuôn, ép thử sản phẩm.
1.6 Ý nghĩa của đề tài
- Giải quyết được nhu cầu của khách hàng.
- Tham khảo, tìm tòi học hỏi và cải tiến những sản phẩm đã có mặt trên thị trường.
- Áp dụng được những kiến thức về mặt lý thuyết đã học vào trong thực tế.
1.7 Kết cấu của Đồ án tốt nghiệp
Đồ án tốt nghiệp bao gồm 6 chương, trong đó:
+ Chương 1: Giới thiệu chung
+ Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
+ Chương 3: Thiết kế sản phẩm và bộ khuôn 2 tấm
+ Chương 4: Phân tích, mô phỏng và kiểm nghiệm
+ Chương 5: Quy trình công nghệ gia công
+ Chương 6: Lắp ráp khuôn và ép thử

22. 5
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1 Giới thiệu về chất dẻo (Polymer)
2.1.1 Khái niệm
Polymer là loại hợp chất có khối lượng phân tử lớn, được cấu tạo từ nhiều đơn vị lặp
lại.
2.1.2 Phân loại
Polymer nhiệt dẻo: Polymer mạch thẳng dưới tác dụng của nhiệt nó bị chảy dẻo ra,
khi làm nguội nó sẽ hóa rắn lại và quá trình này được lặp đi lặp lại. Loại Polymer này có ưu
điểm tái sinh, nên thường được làm đồ gia dụng.
Polymer nhiệt rắn: Polymer mạng không gian, dưới tác dụng của nhiệt nó hóa lỏng
và thông qua áp suất, gia nhiệt, nhựa trở nên “rắn”. Sau khi làm nguội, trạng thái rắn này là
vĩnh viễn. Những đặc tính này làm cho nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái chế.
2.1.3 Tính chất cơ bản của Polymer
- Độ bền cơ học: khả năng chống lại sự phá hoại dưới tác dụng của các lực cơ học.
- Độ bền kéo, uốn, nén: là khả năng chịu lực của vật liệu khi bị kéo, uốn, nén.
- Độ dai va đập
- Module đàn hồi: đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc tính chất của nó. Mà dưới
tác dụng của một lực đã cho thì sự biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức nào
-Tỷ trọng:
+ Tỷ trọng tăng: lực kéo đứt, nhiệt độ biến mềm, độ kháng hóa chất tăng, ngược lại
lực va đập và độ nhớt giảm.
+ Phụ thuộc vào độ kết tinh. Độ kết tinh cao thì tỷ trọng cao
+ Loại nhựa: ABS có tỷ trọng 1.040-1.060 (g∕cm³), PP có tỷ trọng 0.9-0.91 (g∕cm³)
- Chỉ số nóng chảy: thể hiện tính chảy hay khả năng của vật liệu. Rất cần thiết trong
quá trình chọn vật liệu và công nghệ gia công.
+ Chỉ số chảy cao:
• Trọng lượng phân tử thấp, dễ chảy
• Dùng nhiệt độ và áp suất gia công thấp
• Chu kỳ sản xuất ngắn
• Dễ gia công và sản phẩm đạt chất lượng hơn

23. 6
+ Chỉ số chảy thấp:
• Vật liệu khó chảy, sản phẩm dễ bị khuyết tật
• Làm tăng thời gian điền đầy khuôn
• Làm tăng thời gian duy trì áp
• Áp suất cần thiết để điền đầy khuôn cao
• Đòi hỏi nhiệt độ gia công cao
- Độ co rút của nhựa: là tỉ lệ % chênh lệch kích thước của sản phẩm khi đã lấy ra khỏi
khuôn được định hình và ổn định kích thước so với kích thước của khuôn.
+ ABS có mật độ 1.04-1.05 (g∕cm³) với hệ số co rút 0.4-0.7 %
+ PP có mật độ 0.9-0.91 (g∕cm³) với hệ số co rút 1.0-3.0 %
- Tính cách điện.
- Nhiệt độ phá hủy.
- Độ bền hóa học.
2.1.4 Một số loại nhựa thường dùng trong lĩnh vực khuôn ép
- Nhựa PP (Polypropylene): Không màu, bán trong suốt. Là chất dẻo có trọng lượng
nhẹ, độ bền kéo và độ cứng cao hơn PE. Giòn ở nhiệt độ thấp, dễ phá hủy bởi tia UV.
Ứng dụng:
+ Dùng độ cứng: nắp chai nước, thân bút, két bia,…
+ Dùng kháng hóa chất: chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, nắp thùng chứa dung
môi,…
+ Dùng trong ngành dệt sợi PP.
- Nhựa ABS (Poly Acrylonitrile butadiene styrene): màu trắng đục, bán trong suốt.
Có độ nhớt và va đập cao hơn PS.
Ứng dụng:
+ Trong các sản phẩm cách điện, kỹ thuật điện lạnh,….
+ Làm ống dẫn trong các hệ thống ống dẫn nước, cấp thoát nước, ống gen… nhờ ưu
điểm về độ bền và tính ổn định kích thước.
+ Đồ chơi trẻ em và các đồ dùng phục vụ cho bé cũng được làm từ nhựa ABS vừa bền,
đẹp lại an toàn cho sức khỏe.
- Nhựa PC (Polycarbonate): là một loại nhựa nhiệt dẻo vô định hình, trong suốt và

24. 7
không màu.
Ứng dụng:
+ Các sản phẩm có khả năng chịu nhiệt cao: bình, chai, nắp chứa thực phẩm cần tiệt
trùng.
+ Các thiết bị bảo vệ: kính che mặt, nón bảo hiểm, kính chắn gió…
- Nhựa PBT (Polybutylene Terephthalate): là một loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo kỹ
thuật bán kết tinh, có nhiều đặc tính ưu việt.
Ứng dụng:
+ Được sử dụng nhiều trong các sản phẩm dùng để cách điện như là: ổ cắm điện gia
dụng, ô tô, vật liệu…
+ Dùng để sản xuất bàn là hơi nước và vòi sen nhà tắm.
+ Được sử dụng để làm bàn chải đánh răng hoặc là lông mi giả.
+ Nhờ kết cấu chống mài mòn, chống được UV. Ngoài ra với độ cứng cao nên nó được
sử dụng làm bàn phím máy tính.
+ Được sử dụng nhiều trong dụng cụ bể bơi. Do nhựa này có khả năng kháng nước và
kháng Clo khá mạnh.
+ PBT có tính chống cháy và chịu được ngoại lực lớn nên được ứng dụng nhiều trong
sản xuất các bộ phận nhựa xe hơi, xe máy, tuabin, fan tản nhiệt, đồ điện gia dụng.
+ Bên cạnh đó nó được dùng làm bảng vi mạch điện tử kỹ thuật cao trong ngành điện
tử.
+ Đồng thời nó làm tấm lót và vách ngăn chống tĩnh điện, chống thấm.
2.1.5 Các phương pháp gia công chất dẻo
a) Trộn, Cát, Đùn, Cắt hạt,
Nhựa hạt, Nhựa tấm, Thanh định hình, Nhựa bột,…
b) Đúc phôi, Đúc thổi, Cán, Hút dẻo, Đúc rót
Sản phẩm sơ cấp.
c) Đập vỡ, Nghiền, Xay nhỏ
Nguyên liệu tái chế.
2.2 Tổng quan về công nghệ ép phun

25. 8
Hình 2.1: Cấu tạo máy ép nhựa
a) Công nghệ ép phun
Là quá trình gia công trong đó vật liệu đã được nung nóng sơ bộ, định lượng khoảng
vào khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác định khi khuôn đóng , dưới áp lực vật liệu ép được tiến
hành tạo lưới thành sản phẩm.
Công nghệ ép phun khác với các công nghệ khác ở chỗ vật liệu không đổ thẳng vào
khuôn mà được đổ qua khoang nung, khi đến nhiệt độ thích hợp thì được ép vào lòng khuôn.
b) Máy ép phun
Hình 2.2: Máy ép nhựa
Trong hệ thống hỗ trợ ép phun bao gồm:
+ Thân máy: liên kết các hệ thống máy lại với nhau.
+ Hệ thống điện: là nơi cung cấp điện để các motor hoạt động.
+ Hệ thống làm nguội: cung cấp nước hoặc các dung dịch làm nguội để làm nguội
khuôn, đông cứng nhựa thành hình trước khi ra khỏi khuôn.
+ Hệ thống thủy lực: bao gồm bơm, van, hệ thống ống, motor. Là nơi tạo ra nguồn lực

26. 9
đóng mở khuôn, duy trì lực kẹp khuôn, làm cho trục vít chuyển động quay, tạo lực cho chốt
đẩy,…
Hình 2.3: Hệ thống hỗ trợ ép phun
Hệ thống phun
Làm nóng chảy nhựa và duy trì nhiệt độ nhựa hóa lỏng, nén và khử khí trong quá trình
phun nhựa vào khoảng khuôn và định hình sản phẩm.
Hệ thống phun gồm các bộ phận: phễu cấp liệu, khoang chứa liệu, băng gia nhiệt, trục
vít, vòi phun, bộ hồi tự hở.
Hình 2.4: Hệ thống phun
+ Phễu cấp liệu: chứa vật liệu như dạng viên,…
+ Khoang chứa liệu: chứa và gia nhiệt vật liệu. Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các

27. 10
băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20% đến 30% nhiệt độ
cần thiết để làm chảy lòng vật liệu nhựa.
+ Các băng gia nhiệt: giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa liệu để nhựa bên trong khoang
luôn ở trạng thái chảy dẻo. Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể có nhiều băng gia
nhiệt (trên 3 băng) được cài đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích
hợp cho quá trình ép phun.
+ Trục vít: có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào
lòng khuôn.Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng (vùng cấp liệu, vùng nén, vùng định lượng).
Hình 2.5: Cấu tạo của trục vít
+ Bộ hồi tự hở hay (Non – return assembly) : bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm,
đầu trục vít và chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn.
- Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nêm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép
nhựa chảy về phía trước đầu trục vít. Còn khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn
hình nêm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về
phía sau.
Hình 2.6: Van hồi tự mở

28. 11
• Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm
bảo bịt kín khoang trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc bằng
nhiệt độ chảy của vật liệu.
Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống
phun và đầu vòi phun nên được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng
định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp.
Hình 2.7: Vị trí vòi phun
• Hệ thống kẹp: có chức năng đóng, mở khuôn, tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình
làm nguội và đẩy sản phẩm thoát ra khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun.
Hình 2.8: Hệ thống kẹp

29. 12
Hệ thống kẹp gồm các bộ phận:
- Cụm đẩy của máy: gồm xylanh thủy lực, tấm đẩy và cần đẩy. Chúng có chức năng
tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn.
- Cụm kìm: thường có hai loại chính, đó là loại dùng cho cơ cấu khuỷu và loại dùng
các xylanh thủy lực. Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và lực giữ
khuôn đóng trong suốt quá trình phun.
- Tấm di động: là một tấm thép lớn có bề mặt có nhiều lỗ thông với tấm di động của
khuôn. Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực vào tấm đẩy trên khuôn.
- Tấm cố định: cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn.
Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di
động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo
sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun (vòi phun và bạc cuống phun).
2.3 Các loại khuôn ép nhựa
Khuôn ép nhựa là dụng cụ dùng để tạo hình sản phẩm nhựa, được thiết kế dựa theo
hình dạng của sản phẩm, gồm nhiều chi tiết lắp với nhau để hình thành một không gian rỗng
mà ở đó nhựa dạng lỏng được phun vào, rồi được làm nguội tạo ra thành phẩm.
Hình dạng và kích thước của sản phẩm sẽ quyết định kích thước và kết cấu của khuôn
ép nhựa. Năng suất và sản lượng sản phẩm là yếu tố lớn ảnh hưởng đến thiết kế khuôn, nếu
yêu cầu sản xuất hàng loạt nhỏ thì không cần đến khuôn nhiều lòng hoặc khuôn có kết cấu
cao cấp, nhưng nếu là sản xuất lớn thì cần yêu cầu thiết kế khuôn ép nhựa phức tạp hơn.
Một khuôn ép nhựa được làm ra cần trải qua hai quy trình chính là thiết kế khuôn mẫu
và gia công khuôn mẫu. Trong đó để tính toán thiết kế khuôn thì cần dựa vào bản vẽ thiết kế
hoàn chỉnh về sản phẩm.
Để thiết kế được một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh đòi hỏi phải có kết cấu của khuôn.
Tùy theo yêu cầu sản phẩm thì sẽ có các kết cấu khuôn khác nhau như: Khuôn ép nhựa 2 tấm,
khuôn ép nhựa 3 tấm…
a) Khuôn 2 tấm
Khuôn ép nhựa 2 tấm là loại khuôn ép nhựa có kết cấu đơn giản, có 1 mặt phân khuôn
chia khuôn ra thành 2 phần là phần cố định và phần di động.
Để nhận biết về loại khuôn 2 tấm thì nhìn vào trạng thái lúc mở khuôn lấy sản phẩm
ra ngoài sẽ thấy có mặt chia khuôn được mở ra và chia khuôn ra thành 2 phần riêng biệt là
phần kênh dẫn và phần sản phẩm cùng nằm một phía.

30. 13
Loại khuôn nhựa 2 tấm được sử dụng trong chế tạo các sản phẩm gia dụng đơn giản,
thời gian thiết kế ngắn và gia công ngắn nhưng vẫn có độ chính xác cao để sớm đưa ra thị
trường.
Hình 2.9: Khuôn ép 2 tấm
Ưu điểm của khuôn 2 tấm
+ Cấu trúc đơn giản hơn so với khuôn ép nhựa 3 tấm: thiết kế đơn giản nên kết cấu
khuôn không đòi hỏi sự phức tạp.
+ Giá thành rẻ hơn, vật liệu gia công ít, chu kỳ ép nhanh hơn.
+ Dễ lắp, dễ sửa chữa.
+ Dễ lấy đuôi keo ra ngoài.
Hạn chế của khuôn 2 tấm
+ Quá trình tự động hóa không cao vì không có hệ thống tự cắt đuôi keo nên cần phải
thuê nhân công cắt đuôi keo. Chính vì thế không tối ưu trong việc sản xuất sản phẩm hàng
loạt với số lượng lớn như khuôn 3 tấm.
+ Khuôn ép nhựa 2 tấm cũng không dùng được trong việc gia công những sản phẩm
đòi hỏi có độ phức tạp cao.

31. 14
Hình 2.10: Cấu tạo khuôn 2 tấm
1. Tấm kẹp trước: dùng để kẹp vào phần cố định của thành máy. Hình vẽ mô tả rõ
tấm kẹp trước có chiều rộng nhô ra so với các tấm khuôn khác, chính phần nhô ra
này là phần dùng để kẹp khuôn.
2. Tấm cố định (tấm khuôn cái): tấm này là phần khuôn cố định.
3. Bạc cuống phun: có chức năng dẫn nhựa dạng lỏng từ đầu phun của máy ép vào
khuôn (đầu tiên là dẫn nhựa vào các kênh dẫn).
4. Vòng định vị: dùng để định vị khuôn với thành máy, đảm bảo cho đầu phun của
máy ép định vị chính xác với vị trí tương ứng của bạc cuống phun. Bộ phận này có
dạng vòng tròn, nhô cao hơn mặt trên của tấm kẹp trước để đặt vừa vào lỗ tương
ứng trên thành máy.
5. Vít lục giác: giúp cố định tấm kẹp và tấm khuôn với nhau.
6. Đường nước: là hệ thống làm mát của khuôn, còn có chức năng giữ nhiệt độ khuôn
trong quá trình gia nhiệt đối với nhựa có nhiệt độ nóng chảy thấp.
7. Tấm di động (tấm khuôn đực): là tấm khuôn phía phần di động.
8. Tấm lót: giúp tăng độ cứng vững cho khuôn phần di động, tấm này chỉ dùng khi
tấm di động quá mỏng.
9. Gối đỡ: gồm 2 tấm 2 bên tạo thành một cặp, có tác dụng trợ lực cho tấm di động
đồng thời tạo không gian trống để bố trí hệ thống đẩy.
10.Tấm kẹp pin: giữ hệ thống pin đẩy không trượt ra ngoài trong quá trình khuôn
hoạt động.

32. 15
11.Tấm đẩy pin: tấm này nối với lõi đẩy của máy ép, có chức năng đẩy hệ thống pin
đẩy.
12.Tấm kẹp sau: dùng kẹp phần di động của máy ép nhựa.
13.Pin đẩy: có công dụng đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn.
14.Lò xo: đẩy hệ thống đẩy hồi trở lại để chuẩn bị cho chu kỳ ép phun kế tiếp.
15.Chốt hồi: giúp dẫn hướng tấm kẹp và tấm đẩy di chuyển tịnh tiến theo đúng hướng
để chúng không bị trượt ra ngoài, đồng thời cũng bảo vệ dàn pin đẩy không bị cong
trong quá trình đẩy sản phẩm và lùi về.
16.Bạc dẫn hướng: giúp chốt dẫn hướng dễ dàng di chuyển và định vị.
17.Chốt dẫn hướng: giúp 2 phần di động và cố định của khuôn được định vị chính
xác trong suốt quá trình đóng khuôn.
b) Khuôn 3 tấm
Khuôn ép nhựa 3 tấm là khuôn có kết cấu với 3 tấm chính: tấm cố định, tấm di động
và tấm giữ đuôi keo. Khi mở khuôn có một khoảng hở để lấy sản phẩm ra và một khoảng hở
để lấy đuôi keo ra ngoài.
Đối với khuôn 3 tấm thì sản phẩm và đuôi keo luôn tự động tách rời khi sản phẩm và
đuôi keo được lấy ra khỏi khuôn.
Ưu điểm của khuôn 3 tấm
+ Quá trình tự động hóa của khuôn 3 tấm cao hơn khuôn 2 tấm vì có thể tách đuôi keo
tự động.
+ Sản phẩm và phần đuôi keo sẽ tự động tách rời nhau sau khi mở khuôn.
+ Các sản phẩm phức tạp cần đến nhiều miệng phun thì luôn phải cần đến loại khuôn
3 tấm này.
Hạn chế của khuôn 3 tấm
+ Chi phí đầu tư cho khuôn cao vì kết cấu khuôn phức tạp.
+ Tuy là tự động hóa hơn so với khuôn 2 tấm nhưng vẫn phải cần có robot để lấy đuôi
keo ra ngoài.
+ Kênh dẫn kết cấu phức tạp nên vật liệu làm khuôn tốn, có nhiều nhựa thừa sau khi
ép xong sản phẩm.
+ Vì kết cấu khuôn phức tạp nên lắp ráp và bảo trì khuôn cũng sẽ phức tạp hơn.

33. 16
+ Khoảng cách giữa vòi phun đến các rãnh khuôn dài nên làm giảm áp lực phun dẫn
đến tạo ra nhiều phễu liệu.
+ Giá thành khuôn 3 tấm cao.
Hình 2.11: Khuôn ép 3 tấm
c) Khuôn nhiều tầng
Hình 2.12: Khuôn nhiều tầng
Kết cấu của khuôn ép nhựa nhiều tầng thường có 3 cụm khuôn, trong đó cụm khuôn ở
giữa có cả hai mặt là lòng khuôn.

34. 17
Khi khuôn mở ra sẽ tạo ra 2 khoảng không gian trống và cả hai khoảng này đều để sản
phẩm rơi ra. Khuôn nhiều tầng phù hợp khi cần chế tạo số lượng lớn giản phẩm, nó cũng giúp
giảm lực kẹp của máy, tuy nhiên hệ thống đẩy lại phức tạp.
d) Khuôn tháo chốt ngang
Hình 2.13: Khuôn chốt tháo ngang
Thường các sản phẩm nhựa được đẩy ra khỏi khuôn theo phương đóng mở khuôn. Tuy
nhiên thì nếu các sản phẩm có lỗ ngang hoặc hõm ngang thì không thể đẩy sản phẩm ra như
trên được. Muốn lấy sản phẩm ra thì cần phải rút các chi tiết tạo hõm ngang hay lỗ ngang ra
trước.
Để lắp và tháo chốt ngang thì có thể sử dụng chuyển động mở khuôn thông qua việc
dùng chốt xiên hoặc dùng xylanh thủy lực tạo chuyển động ngang độc lập với việc mở khuôn.
Chính vì cơ cấu này nên được gọi là khuôn tháo chốt ngang.

35. 18
CHƯƠNG 3. THIẾT KẾ SẢN PHẨM VÀ BỘ KHUÔN HAI TẤM
3.1 Thiết kế sản phẩm
Sản phẩm “giá đỡ sạc điện thoại” có thể giúp người dùng sạc pin cho chiếc điện thoại
của mình một cách thuận tiện, an toàn nhất. Ngoài ra nó góp phần tăng tính thẩm mĩ cho căn
phòng hoặc ngôi nhà của bạn.
• Bước 1: Tham khảo các kích cỡ điện thoại
Hiện tại trong các dòng điện thoại phổ biến trên thị trường thì có điện thoại Samsung
Galaxy Z Fold 4 có kích thước tương đối lớn, cụ thế kích thước máy khi gập là
155.1×67.1×15.8 mm khi mở ra là 155.1×130.1×6.3mm.
• Bước 2: Xem xét, cải tiến từ những sản phẩm đã có trên thị trường
Hình 3.1: Sản phẩm hiện có trên thị trường
Các sản phẩm trên thị trường còn nhiều nhược điểm về tính an toàn. Nhóm tác giả đã
lên ý tưởng thiết kế nhằm cải thiện vấn đề này.
• Bước 3: Dùng phần mềm Creo Parametric để thiết kế sản phẩm

36. 19
Hình 3.2: Sản phẩm đã thiết kế
- Dựa vào kích cỡ điện thoại to nhất ở trên, nhóm lên phương án phác thảo sản phẩm
để có thể đáp ứng cho các dòng điện thoại.
- Từ vấn đề thiếu an toàn của dòng sản phẩm trên thị trường. Nhóm đã thiết kế sản
phẩm có kế cấu an toàn nhất. Thêm vào đó để tăng độ bền cho sản phẩm nhóm đã thiết kế bề
dày thành sản phẩm là 2.5mm
- Nhằm tăng tính thẩm mỹ nhóm đã thiết kế các cạnh cũng như các góc bo.
Hình 3.3: Bo tròn các cạnh

37. 20
3.2 Tính toán khối lượng bằng Creo Parametric 8.0
Hình 3.4: Kết quả khối lượng
=> Kết quả cho thấy Khối lượng là MASS = 4.0817972e-02 KILOGRAM = 40 gam.
3.3 Tính toán và thiết kế khuôn hai tấm cho sản phẩm
3.3.1 Tính toán góc thoát khuôn của sản phẩm
• Góc thoát khuôn
Để dễ dàng tháo sản phẩm khỏi lòng khuôn, mặt trong cũng như mặt ngoài sản phẩm
phải có độ côn nhất định theo hướng mở khuôn. Yêu cầu này cũng cần áp dụng đối với các
chi tiết như gân gia cường, vấu lồi, rãnh,…
Ở các khuôn có lõi ngắn hay lòng khuôn nông (nhỏ hơn 5 mm) góc côn ít nhất khoảng
0.25° mỗi bên, khi chiều sâu lòng khuôn và lõi tăng từ 1 đến 2 inch (25.4 ÷ 50.8 mm) góc côn
nên tăng lên là 2° mỗi bên. Góc côn cần thiết đối với nhựa Polyolefins và Acetals và 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 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 đẩy càng lớn; do đó, có thể làm hỏng sản phẩm nếu sản phẩm chưa đông cứng hoàn
toàn.
Khi không thiết kế góc thoát khuôn hay thiết kế không đúng thì ma sát giữa bề mặt sản
phẩm và mặt khuôn sẽ rất lớn. Khi đó, sản phẩm sẽ bị kẹt lại trong khuôn hoặc nếu đẩy ra
ngoài đi chăng nữa thì bề mặt sản phẩm cũng sẽ bị lỗi bởi lực chốt đẩy quá lớn làm thụn bề
mặt.

38. 21
Hình 3.5: Góc thoát khuôn trên sản phẩm
Hình 3.6: Đồ thị chọn góc vát theo chiều cao thành sản phẩm
• Kiểm tra góc thoát khuôn sau khi thiết kế
Vào phần mềm Creo Parametric 8.0 mở chi tiết lên => Chọn Analysis => Draft => Ở
mục Surface chọn chi tiết cần kiểm tra.

39. 22
Hình 3.7: Kiểm tra góc thoát khuôn
3.3.2 Hệ số co rút của sản phẩm nhựa
• Độ co rút của nhựa
Độ co rút nhựa (Độ co ngót nhựa) hay tỷ lệ co rút nhựa (Shrinkage) là yếu tố quan
trọng hàng đầu trong thiết kế khuôn nhựa. Đó là hiện tượng thể tích vật lý của nhựa thay đổi
khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn. Đối với khuôn ép nhựa. Độ co rút của nhựa
trong khuôn ép là quá trình thay đổi thể tích của sản phẩm trước và sau quá trình làm mát.
Mức độ co rút trong khuôn ép nhựa được xác định bằng thông số vật lý của nhựa kết
hợp với kinh nghiệm của người thiết kế khuôn đối với từng loại nhựa khác nhau. Hiểu một
cách đơn giản là để làm ra một sản phẩm bằng công nghệ ép phun thì người thiết kế chỉ cần
làm cho lòng khuôn lớn hơn sản phẩm mong muốn một tỷ lệ nào đó để khi sản phẩm được ép
ra, co lại đúng với kích thước mà người thiết kế mong muốn.
Độ co rút của một số loại nhựa thường gặp:
+ Độ co rút của nhựa ABS: 0,4 – 0,7%.
+ Độ co rút của nhựa PP: 1 – 3%.
+ Độ co rút của nhựa PE: 1.5 – 2.5%.
+ Độ co rút của nhựa PA: 0.5 – 2.2%.
+ Độ co rút của nhựa PBT: 0.5 – 2.2%.
+ Độ co rút của nhựa TPU: >=0.5%.
• Áp dụng hệ số co rút vào sản phẩm

40. 23
Mở môi trường Manufacturing => Mold Cavity => Đưa chi tiết vào => Chọn lệnh
Shrinkage trên thanh công cụ => ở mục Coordinate System chọn chi tiết cần áp dụng hệ số
co rút => Nhập hệ số co rút của vật liệu vào ô Shrink Ratio là 0.005 như Hình 3.8.
Hình 3.8: Đặt hệ số co rút cho sản phẩm
3.3.3 Tính toán số lòng khuôn và cách bố trí lòng khuôn
Thông thường, có thể tính số lòng khuôn cần thiết trên khuôn theo các cách sau:
- Tính theo số lượng lô sản phẩm
- Tính theo năng suất phun của máy
- Tính theo năng suất làm dẻo của máy
- Tính theo lực kẹp khuôn của máy
- Tính theo kích thước bàn kẹp của máy ép
Các bước tính toán số lòng khuôn dưới đây, đều được tính cho máy phun ép nhựa
Shine Well SW – 120B.
+ Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm
n =
L × K × tc
tm
Trong đó:
n: Số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn
L: số sản phẩm trong một lô sản phẩm
K: hệ số do phế phẩm (%)

41. 24
k: tỷ lệ phế phẩm (tùy từng công ty) (%)
tc: thời gian chu kỳ ép phun của một sản phẩm (s)
tm: thời gian yêu cầu phải hoàn thành 1 lô sản phẩm (ngày)
+ Số lòng khuôn tính theo năng suất phun của máy
n = 0.8 ×
S
W
Trong đó:
n: số lòng khuôn tối đa trên khuôn
S: năng suất phun của máy (g/1lần phun)
W: trọng lượng của sản phẩm (g)
Với: S = 267 (g/1 lần phun) và W= 40 (g)
n = 0.8 ×
267
40
=5.34 (lòng khuôn)
+ Số lòng khuôn tính theo năng suất làm dẻo của máy
n =
P
X × W
Trong đó:
n: số lòng khuôn tối đa trên khuôn
P: năng suất làm dẻo của máy (g/phút)
X: tần số phun (ước lượng) trong mỗi phút (1/phút)
W: trọng lượng của sản phẩm (g)
Với:
P = 73 (Kg/giờ) => P =
73×1000
60
= 1216(g/phút)
X = 5 (l/phút), W = 40 (g)
=> n =
1216
5 × 28
= 6.1 (lòng khuôn)
+ Số lòng khuôn tính theo lực kẹp khuôn của máy
n =
S × P
Fp
Trong đó:

42. 25
n: số lòng khuôn tối đa trên khuôn
Fp: lực kẹp khuôn tối đa của máy (N)
S: diện tích bề mặt trung bình của sản phẩm theo hướng đóng khuôn (mm2
)
P: áp suất trong khuôn (MPa)
Với:
Fp = 120 (ton) => Fp = 1200000 (N)
S = 16682 (mm2
)
P = 32.3 (MPa)
=> n =
16682 × 32.3
1200000
= 0.5 (lòng khuôn)
=> Với những tính toán trên và để thuận tiện cho việc sắp xếp chi tiết trong khuôn
cũng như đảm bảo kích thước khuôn khi thiết kế phù hợp với máy ép, khả năng công nghệ tại
xưởng ép và tối ưu hóa chi phí nên nhóm tác giả chọn n = 2.
3.3.4 Quá trình tách khuôn

43. 26
Hình 3.9: Các bước tách khuôn

44. 27
Hình 3.10: Tách hai nửa khuôn
Hình 3.11: Mở khuôn

45. 28
3.3.5 Kênh dẫn nhựa
• Cuống phun
Hình 3.12: Cấu tạo hệ thống kênh dẫn nhựa
- 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.
- Để tăng tuổi thọ của khuôn, gắn lò xo dưới cuống phun để giảm va chạm có hại cho
khuôn và vòi phun.
- Dùng vòng định vị gắn ở đầu bạc cuống phun để bảo đảm sự đồng tâm giữa vòi phun
và cuống phun. Vòng định vị thường được tôi cứng để không bị vòi phun của máy làm hỏng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kích thước cuống phun:
- Đảm bảo khả năng thoát khuôn.
- Độ dài cuống phun phù hợp với bề dày của các tấm khuôn.
- Cuống phun được thiết kế có độ dài hợp lý, đảm bảo dòng nhựa ít bị mất áp lực nhất
trên đường đi.
- Khối lượng, độ dày thành sản phẩm, loại vật liệu nhựa.

46. 29
Hình 3.13: Kích thước cuống phun cho thiết kế
Trong đó:
dF: là đường kính lớn của cuống phun.
dS: là đường kính nhỏ của cuống phun.
dN: là đường kính miệng phun máy ép.
Smax: bề dày của sản phẩm (đối với kênh có 1 lòng khuôn) hoặc bề dày kênh dẫn.
Ta có: dS ≥ dN + 1,5, để dễ dàng gá đặt lên máy và giảm khả năng bị xì nhựa ở đầu
miệng phun máy ép nên nhóm thống nhất chọn dS = 3mm, α ≥ 1 – 4° => Chọn α = 1,5°.
Hình 3.14: Kích thước của bạc cuống phun theo tiêu chuẩn Misumi
Dựa vào Hình 3.14, ta chọn bạc cuống phun theo tiêu chuẩn Misumi có kích thước
như sau: L=95mm, D=20mm, P=3mm, A °= 3°, SR=11mm.

47. 30
• Thiết kế 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.
+ Kích thước của kênh nhựa tùy thuộc vào từng loại vật liệu mà khác nhau. Một mặt
kênh nhựa phải đủ nhỏ để làm giảm phế liệu, rút ngắn thời gian nguội (ảnh hưởng đến chu kì
của sản phẩm), giảm lực kẹp. Mặt khác phải đủ lớn để chuyển một lượng vật liệu đáng kể để
điền đầy lòng khuôn nhanh chóng và ít bị mất áp lực.
Phân loại:
- Kênh dẫn có tiết diện tròn.
- Kênh dẫn có tiết diện hình thang hiệu chỉnh.
- Kênh dẫn có tiết diện hình thang.
- Kênh dẫn có tiết diện hình chữ nhật và nửa hình tròn.
=> Nhóm thống nhất chọn kênh dẫn có tiết diện hình thang hiệu chỉnh vì dễ gia công,
giữ được áp suất tốt, đảm bảo chuyển đủ lượng vật liệu để điền đầy lòng khuôn nhanh chóng.
Hình 3.15: Kênh dẫn có tiết diện hình thang hiệu chỉnh

48. 31
Tính toán đường kính kênh dẫn chính theo lý thuyết: D ≥ Tmax + 1.5 mm.
Trong đó T là bề dày thành lớn nhất của chi tiết ứng với chi tiết mẫu thử ta chọn bề
dày lớn nhất của chi tiết là 2.5mm => D ≥ 2.5 + 1.5= 4 (mm). (Chọn D = 6mm).
Dùng phần mềm CAE để kiểm tra lại khả năng điền đầy của sản phẩm.
Kênh dẫn có nhiều tiết diện khác nhau, tuy nhiên, việc chọn kiểu tiết diện nào là tối ưu
nhất thì còn tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố. Trong quá trình thiết kế, cần chú ý đến các yêu cầu
đặt ra, kết hợp với các ưu-nhược điểm của từng loại tiết diện để có sự chọn lựa đúng đắn.
Ngoài ra, để đảm bảo sản phẩm ổn định, độ dài của rãnh dẫn từ cuống 22 phun tới mỗi lòng
khuôn phải có cùng độ dài và đường kính. Phải tính toán, bố trí sao cho các lòng khuôn trong
một khuôn có sự cân bằng dòng chảy và áp suất.
Bảng 3.1: Đường kính của kênh dẫn theo độ dài của rãnh và bề dày sản phẩm
Đường kính rãnh dẫn (mm) Chiều dài tối đa (mm) Độ dày tối đa (mm)
3.18 – 4.75 152 4.75
6.35 – 7.94 304.8 12.7
9 – 53 381 19.05
=> Dựa vào Bảng 3.1, việc tính toán và để đảm bảo thời gian điền đầy các chi tiết
trong khuôn là không quá chênh lệch nên nhóm thống nhất chọn kích thước đường kính kênh
dẫn chính là 6mm, có tiết diện hình thang hiệu chỉnh.
• Xác định vị trí miệng phun
Miệng phun là phần nằm giữa kênh dẫn nhựa và lòng khuôn.
Các điểm cần chú ý khi thiết kế miệng phun:
- Miệng phun cần đặt ở vị trí sao cho dòng nhựa chảy vào nơi có bề dày lớn nhất đến
nhỏ nhất để vật liệu có thể điền đầy sản phẩm.
- Vị trí miệng phun tối ưu sẽ tạo dòng chảy êm.
- Đặt miệng phun ở vị trí không quan trọng của sản phẩm vì nơi đặt miệng phun có
khuynh hướng tồn tại ứng suất dư trong quá trình gia công.
- Miệng phun cần đặt ở vị trí sao cho có thể tống hết 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.

49. 32
- Miệng phun thường được giữ ở kích thước nhỏ nhất và được mở rộng nếu cần thiết.
Tuy nhiên, cần xem xét để hạn chế thời gian thực hiện thêm nguyên công cắt và tránh tạo vết
trên sản phẩm.
=> Dựa vào các tiêu chí thiết kế trên nhóm tác giả thống nhất chọn vị trí của miệng
phun nằm ở mặt sau và chính giữa của sản phẩm.
Hình 3.16: Vị trí đặt miệng phun trên sản phẩm
Các dạng miệng phun (cổng vào nhựa):
- Miệng phun trực tiếp
- Miệng phun điểm chốt
- Miệng phun cạnh
- Miệng phun kiểu gối
- Miệng phun kiểu then
- Miệng phun kiểu đường ngầm
Với sản phẩm cần tính thẩm mỹ và vị trí đặt miệng phun như trên, nhóm quyết định
chọn miệng phun kiểu đường ngầm, loại này cũng rất thông dụng, có ưu điểm là nó tự cắt khi
sản phẩm bị đẩy ra khỏi khuôn. Đặc biệt với kiểu miệng này có thể đặt nó trên các đường hoa
văn, đường gân để ẩn đi các dấu vết của miệng phun.

50. 33
Hình 3.17: Miệng phun kiểu đường ngầm
Hình 3.18: Kích thước cho thiết kế miệng phun ngầm tiêu chuẩn
Hình 3.19: Kích thước miệng phun ngầm đã thiết kế
3.3.6 Hệ thống làm nguội
• Vai trò của hệ thống làm nguội
Thời gian làm nguội chiếm khoảng 60% thời gian của chu kỳ khuôn, vì thế việc làm
sao để có thể giảm thời gian làm nguội nhưng vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm là quan

51. 34
trọng, nhiệt độ chảy của nhựa đưa vào khuôn thường vào khoảng 150°C ÷ 300°C, khi nguyên
liệu nhựa được đưa vào khuôn ở nhiệt độ cao này, một lượng nhiệt lớn từ nguyên liệu nhựa
được truyền vào khuôn và thông qua hệ thống làm nguội giải nhiệt khuôn. Nếu hệ thống làm
nguội vì một nguyên nhân nào đó chưa đưa được nhiệt ra khuôn một cách hữu hiệu, làm nhiệt
độ trong khuôn không ngừng tăng lên, làm tăng chu kỳ sản xuất.
Hình 3.20: Biểu đồ thời gian làm nguội trong chu kỳ phun ép theo số liệu phân tích từ
Moldex3D
• Thiết kế kênh làm nguội
- Các kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt nhưng cần chú ý đến
độ bền cơ học của vật liệu khuôn.
- Đường kính kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm (8 hoặc 10) để dễ gia công và phải
giữ nguyên như vậy để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường
kính các kênh làm nguội khác nhau.
- Nên chia hệ thống làm nguội ra nhiều vùng làm nguội để tránh các kênh làm nguội
quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn.
- Đặc biệt chú ý đến việc làm nguội những phần dày của sản phẩm.
- Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng rất quan trọng.
- Lưu ý đến hiện tượng cong vênh do sự co rút khác nhau khi bề dày sản phẩm khác
nhau.

52. 35
Hình 3.21: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế
Bảng 3.2: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế
W D a b
Bề dày thành sản
phẩm mm (inch)
Đường kính kênh
làm nguội mm
(inch)
Khoảng cách từ
tấm kênh làm
nguội đến thành
sản phẩm
Khoảng cách giữa
2 tấm kênh dẫn
nguội
2(0.08) 8÷10(0.30÷0.40)
2÷4 (0.08÷0.16) 10÷12(0.40÷0.47) 2÷2.5d 2÷3d
4÷6(0.16÷0.24) 12÷14(0.47÷0.55)
=> Dựa vào bề dày của chi tiết đồng thời để tiết kiệm vật liệu tối thiểu hóa kích thước
2 tấm khuôn. Ta chọn đường kính kênh làm nguội D = 10 mm.
- Dùng phần mềm CAE để kiểm tra lại độ hiệu quả của đường nước tối ưu được chi
phí sản xuất khuôn.
Một số phương thức dùng để làm lạnh lõi phụ thuộc vào kích cỡ và cấu trúc:
- Làm lạnh có vách ngăn (Baffle system).
- Kiểu vòi phun (Fountain system).
- Dạng lỗ góc (Angled hole).
- Làm lạnh lỗ từng bước (Stepped hole).
- Kiểu xoắn ốc (Spiral cooling).
- Thanh gia nhiệt (Heat rods).
- Ống gia nhiệt (Heat pipes).
- Beryllium copper cores and cavities.

53. 36
=> Dựa vào cấu trúc, kích cỡ của lõi, cũng như để thuận lợi cho việc gia công và tối
ưu hóa chi phí gia công, nhóm đã lựa chọn làm lạnh có vách ngăn (Baffle system).
- Đây là 1 hệ thống đơn giản cho việc làm lạnh những lõi nhỏ, mặc dù những dãy vách
ngăn này có thể sử dụng trong những lõi lớn hơn.Khoan những lỗ vào tấm core và những dải
đồng được chèn vào bên trong. Nó phải được lắp đặt phù hợp với lỗ để dòng chảy không bị
rò rỉ khi đi qua. Ở đáy của những lỗ khoan được bịt kín bằng những nút plug.
- Chất làm nguội đi vào qua đầu vào (inlet) và thông qua các vách ngăn đứng để giải
nhiệt đều cho khuôn.
Hình 3.22: Hệ thống làm lạnh vách ngăn
Hình 3.23: Đầu nói đường nước Misumi

54. 37
Hình 3.24: Kích thước của vách ngăn theo tiêu chuẩn Misumi
=> Dựa vào Hình 3.24, nhóm chọn loại A = 18mm, L = 100mm, R(PT) = 1/2
3.3.7 Hệ thống thoát khí
- Trong lòng khuôn luôn chứa không khí cần được đẩy ra ngoài khi nhựa điền đầy
khuôn. Không khí này phải được thoát một cách nhanh chóng trong suốt quá trình điền đầy.
Như vậy, hệ thống thoát khí là cung cấp nhiều con đường để không khí bị mắc kẹt trong lòng
khuôn thoát ra một cách nhanh chóng và dễ dàng. Hệ thống thoát khí cần thiết kế sao cho
không khí dễ dàng thoát ra, nhưng không cho nhựa nóng chảy đi qua.
- Khi không có hệ thống thoát khí hay hệ thống thoát khí không được thiết kế tốt thì sẽ
gây ra một số khuyết tật nghiêm trọng trên sản phẩm như bị đường hàn, vết cháy, chi tiết
không điền đầy,...
- Hệ thống thoát khí được dùng phổ biến nhất là các rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn
và mặt mài quanh ti lói (ti đẩy) sản phẩm. Ngoài ra, khí trong khuôn cũng có thể thoát ra
ngoài qua đường nước làm nguội, các khe hở nhỏ của hệ thống trượt, phần ghép (cục cấy).....
- Trên thực tế có rất nhiều phương án thoát khí có thể được sử dụng, tùy thuộc vào kết
cấu của lòng khuôn, vị trí cổng phun, khả năng gia công, áp suất phun,...
- Một số phương án đang được sử dụng rộng rãi hiện nay gồm:
+ Thoát khí qua rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn.
+ Thoát khí qua hệ thống đẩy trên khuôn.
+ Thoát khí qua hệ thống hút chân không.
+ Thoát khí qua hệ thống làm mát, insert, slide,…

55. 38
Để thuận lợi cho việc gia công nên chọn thoát khí qua hệ thống đẩy. Với mối lắp giữa
ty đẩy với lòng khuôn dương, độ hở nằm trong khoảng cho phép. Đảm bảo nhựa không thể
đi qua khe hở.
3.3.8 Các tấm của bộ khuôn
• Tấm kẹp phần cố định
Để phù hợp với kích thước của tấm khuôn âm và tấm khuôn dương, nhóm đã thiết kế
tấm kẹp phần cố định với kích thước 320×300×30 (mm).
Hình 3.25: Tấm kẹp phần cố định
• Tấm khuôn âm
Để thích hợp với kích thước phôi tạo ra trong quá trình tách khuôn trên, thì nhóm đã
thiết kế tấm khuôn âm với kích thước 300×270×80 (mm).
Hình 3.26: Tấm khuôn âm

56. 39
• Tấm khuôn dương
Để thích hợp với kích thước phôi tạo ra trong quá trình tách khuôn trên, thì nhóm đã
thiết kế tấm khuôn dương với kích thước 300×270×60 (mm).
Hình 3.27: Tấm khuôn dương
• Insert
Để thuận tiện cho quá trình gia công, tối ưu hóa chi phí cũng như dễ dàng cho việc
thay thế, sửa chữa khuôn sau này, nhóm đã quyết định tách insert riêng.
Hình 3.28: Phần Insert

57. 40
• Gối đỡ
Để đảm bảo cho hệ thống đẩy có đủ không gian làm việc, phù hợp với kích thước của
các tấm khuôn, cũng như đảm bảo đủ cứng vững cho bộ khuôn, nhóm đã thiết kế gối đỡ với
kích thước 300×53×190 (mm).
Hình 3.29: Gối đỡ
• Tấm giữ
Nhóm đã thiết kế tấm giữ với kích thước 300×160×15 (mm).
Hình 3.30: Tấm giữ

58. 41
• Tấm đẩy
Nhóm đã thiết kế tấm đẩy với kích thước 300×160×20 (mm).
Hình 3.31: Tấm đẩy
• Tấm kẹp phần di động
Nhóm đã thiết kế tấm kẹp phần di động với kích thước 320×300×30 (mm).
Hình 3.32: Tấm kẹp phần di động

59. 42
3.3.9 Hệ thống đẩy
• Hệ thống đẩy
- Sau khi sản phẩm trong khuôn được làm nguội, khuôn được mở ra, lúc này sản phẩm
còn dính trên lòng khuôn do sự hút của chân không và sản phẩm có xu hướng co lại sau khi
được làm nguội nên cần hệ thống đẩy để đẩy sản phẩm ra ngoài.
- Đơn giản hóa (không quá phức tạp đối với khuôn, cơ cấu nhỏ, nhẹ và hiệu quả).
- Độ cứng của chốt đẩy khoảng 40 ÷ 45 HRC, được gia công chính xác và được lắp
theo hệ thống trục, độ chịu mài mòn tốt vì quá trình phun ép có chu kì rất nhỏ, bạc dẫn lại
không tự bôi trơn nên rất nhanh mòn, tuổi thọ sẽ giảm.
- Tốc độ tác động lên sản phẩm nhanh, tác động cùng lúc nhiều nơi đối với sản phẩm
có bề rộng lớn (ty lói), tác động cục bộ đối với sản phẩm ngắn (tấm lói – lói bửng), tác động
lên sản phẩm không đồng phẳng (ống lói), hay với sản phẩm có bề sâu (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 nên nằm trên khuôn di động (khuôn 2 tấm).
Phân loại hệ thống đẩy:
- Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy.
- Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy.
- Hệ thống đẩy dùng ống đẩy.
- Hệ thống đẩy dùng tấm tháo.
- Hệ thống đẩy dùng khí nén.
Để thuận lợi cho việc thiết kế, gia công, tiết kiệm chi phí, nên nhóm quyết định chọn
hệ thống đẩy dùng chốt đẩy (hệ thống đẩy được sử dụng phổ biến nhất).
Tính toán khoảng đẩy:
- Hành trình đẩy bằng chiều sâu lớn nhất của sản phẩm theo hướng mở khuôn cộng
thêm 5÷10 mm. Chiều sâu lớn nhất của sản phẩm theo hướng mở khuôn là 67.5mm. Vậy
khoảng đẩy sản phẩm 72.5÷77.5 mm.

60. 43
Hình 3.33: Kích thước của chốt đẩy theo tiêu chuẩn Misumi
=> Nhóm chọn chốt đẩy có kích thước: L = 300mm, P = 5mm, H = 9mm, T = 4mm
• Chốt giựt đuôi keo
Trên khuôn, cuống phun được lấy ra cùng lúc với lấy sản phẩm. Do đó, cần có bộ phận
kéo cuống phun khi mở khuôn. Lợi dụng phần nhựa để giữ cuống phun làm đuôi nguội
chậm.
Phân loại
- Dạng cuống phun được kéo nhờ côn ngược (tốt nhất).
- Dạng cuống phun chữ “Z’’ (tốt).
- Dạng cuống phun được kéo nhờ rãnh vòng (ít dùng).
- Dạng cuống phun được kéo nhờ rãnh chốt đẩy đầu bi (ít dùng).
=> Chọn chốt giựt đuôi keo dạng chữ Z.
Hình 3.34: Kích thước phần giựt đuôi keo

61. 44
Hình 3.35: Kích thước chốt giựt đuôi keo dạng chữ Z theo tiêu chuẩn Misumi
=> Nhóm chọn chốt giật đuôi keo có kích thước: L= 226mm, F= 219.6mm, P= 8mm,
H= 13mm, T= 4mm, V= 6.4mm, G°=20°.
Chốt đẩy phải trở về vị trí ban đầu sau khi đẩy sản phẩm rơi ra ngoài. Có 3 hệ thống
hồi phổ biến:
- Sử dụng chốt hồi: mặt chóp của chốt hồi phải ngang hàng với đường phân khuôn,
tấm khuôn cố định điều khiển chốt hồi trong quá trình khuôn đóng. Khi khuôn đóng, nửa
khuôn còn lại sẽ tác động lên chốt hồi nhờ lực đóng khuôn đưa hệ thống đẩy về vị trí ban đầu.
- Sử dụng chốt đẩy đồng thời cũng là chốt hồi.
- Sử dụng lò xo để hồi.
=> Để thuận lợi cho thiết kế, giảm giá thành, nhóm nghiên cứu thống nhất chọn sử
dụng chốt hồi kết hợp với lò xo hồi.
• Chốt hồi
Khi trục đẩy của máy ép trở về vị trí ban đầu, lực tác động lên tấm đẩy không còn nữa,
lúc này lực nén lò xo sẽ giúp tấm đẩy trở về vị trí ban đầu, quá trình này có sự tham gia dẫn
hướng của chốt hồi.
- Có 2 loại chốt hồi:
+ Hồi khuôn tự động: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn thì dưới lực đàn hồi của lò

62. 45
xo thì hệ thống sẽ trở về trạng thái ban đầu chuẩn bị cho chu kì ép tiếp theo.
+ Hồi khuôn cưỡng bức: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, hệ thống chốt hồi về tỳ
vào mặt tấm khuôn đưa hệ thống đẩy về vị trí ban đầu.
- Khi thiết kế cần phải bố trí vị trí chốt hồi đối xứng.
=> Chọn hồi khuôn tự động.
Hình 3.36: Kích thước chốt hồi theo tiêu chuẩn Misumi
=> Theo Hình 3.36, nhóm chọn chốt hồi có : L= 230mm, H=25mm, T= 8mm, D=
20mm.
• Lò xo
- Kích thước lò xo được xác định tiêu chuẩn có sẵn.
- Tổng chiều dài nén của lò xo không được vượt quá 35% tổng chiều dài tự do của lò
xo.
- Bằng cách tính toán tải trọng của hệ thống đẩy, để có thể chọn lò xo có độ cứng phù
hợp. Nếu quá cứng thì khó lắp ráp, nếu quá mềm thì không đủ lực đàn hồi.
- Để tránh trường hợp bị kẹt thì lò xo thường được lắp cố định với tấm đỡ, bao lấy chốt
hồi và hạn chế ma sát với chốt.
Phân loại: phân loại theo màu sắc của lò xo.
- Loại màu vàng: Có độ cứng thấp thường dùng cho khuôn ép nhựa có kích thước vừa
và nhỏ.
- Loại màu xanh: Có độ cứng cao hơn thường dùng cho khuôn ép nhựa có kích thước

63. 46
lớn hay khuôn dập.
=> Phù hợp với kích thước khuôn ta chọn loại màu vàng.
Hình 3.37: Kích thước lò xo hồi theo tiêu chuẩn Misumi
Khoảng cách từ bề mặt dưới của tấm khuôn dương đến bề mặt trên của tấm giữ là 185
mm, kích thước đường kính của chốt hồi là 20 mm. Dựa vào 2 kích thước trên chọn lò xo
theo kích thước:
Đường kính trong d= 20 mm, đường kính ngoài D= 32 mm, L= 185 mm.
3.3.10 Hệ thống dẫn hướng và định vị
Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để định vị hai tấm khuôn. Phương pháp được chọn
phụ thuộc vào hình dạng của chi tiết, độ chính xác của sản phẩm, thậm chí cả tuổi thọ dự kiến
của khuôn.
Có vài cách chọn sau đây:
(1) Không sử dụng định vị trong khuôn
(2) Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng
(3) Khóa côn giữa lòng khuôn và lõi khuôn
(4) Khóa côn giữa nhóm lòng khuôn và lõi khuôn
(5) Khóa nêm
(6) Kết hợp (2) với (3), (4), (5) hoặc (6)
=> Dựa vào các yếu tố trên, nhóm tác giả chọn phương pháp dẫn hướng và định vị là:
chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng.
Chức năng chính của chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng là đưa khuôn sau vào khuôn
trước thẳng hàng với nhau. Chốt dẫn hướng nằm ở khuôn trước và bạc dẫn hướng nằm ở
khuôn sau.

64. 47
Hình 3.38: Kích thước bạc dẫn hướng theo tiêu chuẩn Misumi
=> Dựa vào tiêu chuẩn Misumi hình 3.38, nhóm chọn L=80mm, D=25mm, H=30mm,
T=6mm
Hình 3.39: Kích thước chốt dẫn hướng theo tiêu chuẩn Misumi
=> Dựa vào tiêu chuẩn Misumi hình 3.39, nhóm chọn L=137mm, D=16mm, H=21mm,
T=6mm
Hình 3.40: Kích thước vòng định vị theo tiêu chuẩn Misumi
=> Dựa vào tiêu chuẩn Misumi hình 3.40, nhóm chọn D=100mm, d=70mm, T=15mm,
A=85mm.

65. 48
Ngoài ra, nhóm còn sử dụng thêm cơ cấu định vị bằng chốt côn.
Hình 3.41: Kích thước chốt côn định vị theo tiêu chuẩn Misumi
=> Dựa vào tiêu chuẩn Misumi hình 3.41, nhóm chọn D=20mm và góc côn 3°

66. 49
CHƯƠNG 4. PHÂN TÍCH CAE SẢN PHẨM
4.1 Phân tích dòng chảy nhựa trên phần mềm Moldex 3D
CAE là thuật ngữ viết tắt của cụm từ "Computer Aided Engineering", ứng dụng hệ
thống máy tính dùng để phân tích thiết kế kỹ thuật, là phương pháp thực nghiệm, tính toán,
mô phỏng để tìm giải pháp thiết kế tối ưu nhất, giá rẻ nhất, thời gian nhanh nhất trên máy tính
dựa trên các thuật toán FEM (thuật toán phần tử hữu hạn) v.v...
4.2 Các bước thực hiện phân tích
Hình 4.1: Quy trình thực hiện
4.3 Phân tích dòng chảy
4.3.1 Filling & Packing Analysis
Filling và Packing là hai quá trình quan trọng trong quá trình phun ép nhựa, giúp vật
liệu nhựa lỏng được định hình trong khuôn và bổ sung lượng co ngót khi nhựa đông đặc lại.

67. 50
Trong quá trình Filling, vật liệu sẽ được điền đầy rất nhanh, nhưng cần chú ý tính toán
thời gian điền đầy, vì khi điền đầy quá nhanh sẽ gây ra ứng suất trượt lớn, điều này làm gia
tăng ứng suất nội trong sản phẩm dẫn tới cong vênh. Khi tính toán thời gian điền đầy cần chú
ý, không để nhiệt độ gia công giảm quá 200°C và giữ áp suất điền đầy không quá cao (trên
100 MPa).
Hình 4.2: Quá trình điền đầy
Để đạt được yêu cầu điền đầy, cần điều chỉnh tốc độ phun ép, từ đó thay đổi cả áp suất
điền đầy. Ví dụ, với lòng khuôn lớn sẽ cần tốc độ phun ép chậm để không khí trong khuôn có
đủ thời gian thoát ra ngoài, tránh các lỗi phun ép như phun thiếu nhựa (do trở lực không khí
lớn), hoặc tạo vết cháy đen, việc yêu cầu tốc độ phun như vậy sẽ dẫn tới yêu cầu thời gian
điền đầy cao hơn và áp suất phun ép cũng giảm. Quá trình điền đầy được thể hiện bằng các
màu biến đổi liên tục từ đỏ sang xanh tương ứng với thời gian điền đầy tăng dần.
Nhận thấy rằng, ngay khi quá trình ép phun bắt đầu, nhựa nóng chảy được điền đầy
vào cuống phun, sau đó nhựa lỏng dần ưu tiên điền đầy vào phần xung quanh vị trí miệng
phun sản phẩm rồi tiến tới điền đầy vào lòng chi tiết. Hay nói cách khác nhựa được ưu tiên
điền đầy vào vùng có vị trí gần hơn tính từ miệng cuống phun. Sau khi vùng này được điền
đầy, nhựa sẽ được ép vào phần còn lại. Những vùng có màu xanh được điền đầy sau cùng.

68. 51
Kết quả cho thấy thời gian điền đầy tại các vị trí xa nhất trên sản phẩm là 1.454s.
Nhận xét: Quá trình điền đầy lòng khuôn diễn ra hợp lý và đồng nhất từ ngoài vào
trong đối xứng, điền đầy hoàn toàn lòng khuôn, sự chênh lệch thời gian của những sản phẩm
có thể tích lớn so với những sản phẩm có thể tích nhỏ không đáng kể.
4.3.2 Air traps
Rỗ khí trong quá trình ép được hiện hữu trong sản phẩm. Các bọt khí này hình thành
các lỗ bên trong sản phẩm làm ảnh hưởng đến cơ tính cũng như thẩm mỹ của sản phẩm.
Các rỗ khí xảy ra khi các dòng chảy của nhựa cùng bao quanh các bọt khí. Khuyết tật rỗ khí
khiến cho nhựa không thể điền đầy lòng khuôn một cách hoàn toàn và làm sấu bề mặt sản
phẩm.
Khuyết tật rỗ khí trên sản phẩm xuất hiện thường do các nguyên nhân sau:
- Thường thì rỗ khí gây ra bởi các dòng chảy không cân bằng lưu trình.
- Trong suốt quá trình điền đầy khuôn, không khí được giữ lại bên trong sản phẩm tại
những vùng gần bề mặt sản phẩm.
- Khi sản phẩm có các dòng tập trung, thường chúng dồn khí vào một chỗ gây ra bọt
khí tại chỗ đó. Việc phân tích sẽ giúp xác định vị trí tập trung rỗ khí trên sản phẩm, từ đó sẽ
đưa ra các phương án khắc phục làm hạn chế đến mức tối đa sự xuất hiện các khuyết tật rỗ
khí trên sản phẩm để tránh làm ảnh hưởng đến cơ tính cũng như tính thẩm mỹ của sản phẩm.
Hình 4.3: Rỗ khí

69. 52
Để tránh rỗ khí tập trung nhiều ở các góc sản phẩm gây ra khuyết tật ảnh hưởng đến
chất lượng cũng như tính thẩm mỹ. Nhóm quyết định thiết kế thêm phần đuôi nhựa dư phía
sau sản phẩm nhằm mục đích ép đẩy phần khí không thoát ra kịp ở hệ thống thoát khí ty đẩy
đến phần đuôi nhựa dư và cắt bỏ sau khi hoàn thành quá trình phun ép.
4.3.3 Pressure
Áp suất điền đầy, thể hiện sự thay đổi áp suất trong quá trình Filling, quá trình Filling
thường sẽ sử dụng áp suất lớn nhất trong toàn bộ chu trình, áp suất phun ép ảnh hưởng đến
toàn bộ các kết quả phân tích, sự thay đổi áp suất sẽ dẫn tới sự thay đổi đáng kể kết quả đạt
được.
Thời gian điền đầy quá nhanh sẽ làm áp suất phun tăng theo, áp suất phun quá lớn sẽ
ảnh hưởng đến độ bền cũng như tuổi thọ khuôn. Vậy ta cần hiệu chỉnh thời gian điền đầy, áp
suất phù hợp để có thể nâng cao khả năng vận hành và tuổi thọ của khuôn.
Với mẫu thử có áp suất lớn nhất cần thiết theo phân tích là 32.305 MPa là tương đối
phù hợp với nhiều loại máy ép phun.
Hình 4.4: Kết quả mô phỏng áp suất