Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.pdf

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
GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN SƠN
SVTH: NGUYỄN HỮU PHÁT
NGUYỄN VĂN PHONG
NGUYỄN CÔNG HỮU
S K L 0 1 1 2 4 8
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN SẢN PHẨM
KHỚP CHUYỂN ĐỘNG BÁNH XE ĐẨY HÀNG
TRONG SÂN BAY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: “Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyền động
bánh xe đẩy hàng trong sân bay”
Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN VĂN SƠN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU PHÁT 19144028
NGUYỄN VĂN PHONG 19144031
NGUYỄN CÔNG HỮU 19144264
Khoá: 2019 - 2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: “Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyền động
bánh xe đẩy hàng trong sân bay”
Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN VĂN SƠN
Sinh viên thực hiện: NGUYỄN HỮU PHÁT 19144028
NGUYỄN VĂN PHONG 19144031
NGUYỄN CÔNG HỮU 19144264
Khoá: 2019 - 2023

i
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ II / năm học 2022-2023
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Sơn
Sinh viên thực hiện:
1. Nguyễn Văn Phong MSSV: 19144031 Điện thoại: 0919463573
2. Nguyễn Hữu Phát MSSV: 19144028 Điện thoại: 0396786858
3. Nguyễn Công Hữu MSSV: 19144264 Điện thoại: 0988437520
1. Mã số đề tài: 22223DT333
Tên đề tài:Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng
trong sân bay.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Mẫu 3D sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.
- Sản lượng: 200 bộ/tuần
- Vật liệu: Nylon-6,6
3. Nội dung chính của đồ án:
- Tìm hiểu vật liệu Nylon-6,6 và công nghệ ép phun.
- Tìm hiểu yêu cầu sản phẩm.
- Thiết kế sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.
- Thiết kế khuôn ép phun.
- Nghiên cứu dòng chảy và các thông số gia công.
- Ép thử và hoàn thiện khuôn.
4. Các sản phẩm dự kiến:
- Mẫu sản phẩm: “Khớp nối chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay”
- Bộ khuôn ép phun.
- Báo cáo.
5. Ngày giao đồ án: 15/03/2023
6. Ngày nộp đồ án: 15/07/2023
7. Ngônngữtrìnhbày: Bản báo cáo: Tiếng Anh Tiếng Việt
Trình bàybảo vệ: Tiếng Anh Tiếng Việt

ii
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)

iii
LỜI CAM KẾT
- Tên đề tài: Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong
sân bay
- GVHD: ThS. Nguyễn Văn Sơn
1. Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Văn Phong MSSV: 19144031 SĐT: 0919463573
- Địa chỉ sinh viên: Khóm 5, Phường 6, Tp Trà Vinh, tỉnh Trà Vinh
- Email: 19144031@student.hcmute.edu.vn
2. Họ tên sinh viên 2: Nguyễn Hữu Phát MSSV: 19144028 SĐT: 0396786858
- Địa chỉ sinh viên: Tổ 2, thị trấn Kông Chro, huyện Kông Chro, tỉnh Gia Lai
3. Họ tên sinh viên 3: Nguyễn Công Hữu MSSV: 19144264 SĐT: 0988437520
- Địa chỉ sinh viên: ấp 1, xã Xuân Đường, huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai
- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN): 15/07/2023
- Lời cam kết: “Chúng tôi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là công trình do chính
chúng 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 14 Tháng 07 năm 2023
Ký tên
(Sinh Viên 1) (Sinh Viên 2) (Sinh Viên)

iv
LỜI CÁM ƠN
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.
HCM nói chung và đặc biệt là khoa Cơ Khí Chế Tạo Máy nói riêng, đã truyền đạt và cho chúng
em những kiến thức đại cương cũng như các kiến thức chuyên ngành, giúp chúng em có một
nền tảng vững chắc để bước chân vào cuộc đời và tạo cho mình một sự nghiệp tốt đẹp.
Đặc biệt nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Sơn, người đã tận tình
hướng dẫn, chỉ bảo, theo sát để nhắc nhở, góp ý những thiếu sót để chúng em hoàn thành tiến
độ, bài làm một cách tốt nhất và cũng là người trao cho chúng em cơ hội được thực hiện đề tài
lần này.
Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình đã luôn tạo điều kiện, quan tâm,
giúp đỡ, động viên chúng em trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án môn học.
Dù đã hoàn thiện nhưng có thể còn nhiều sai sót cần khắc phục vì vậy em mong nhận
được sự góp ý, đánh giá để chúng em có thể rút ra được những kinh nghiệm, tìm hướng để
khắc phục và hoàn thiện đề tài một cách tốt hơn.

v
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN SẢN PHẨM KHỚP CHUYỀN ĐỘNG BÁNH XE
ĐẨY HÀNG TRONG SÂN BAY
Trong thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta, các sản phẩm nhựa đã trở nên
phổ biến trong sản xuất và trong cuộc sống. Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ
thuật, chất lượng sản phẩm ngày càng được nâng cao và ngày càng có nhiều sản phẩm tiện ích,
độc đáo và lạ mắt phục vụ cho những nhu cầu của xã hội. Công nghệ ép phun nhựa đã được áp
dụng phổ biến để tạo ra nhiều sản phẩm một cách nhanh chóng, có tính hàng loạt, mẫu mã đa
dạng, tiết kiệm chi phí và đảm bảo chất lượng, phục vụ cho nhu cầu tiêu dùng trên toàn thế
giới.
Với mong muốn được tìm hiểu thêm những kiến thức mới và vận dụng những kiến thức
đã được học cùng với những kinh nghiệm tích lũy được khi đi thực tập thì nhóm cũng muốn
hướng đến thiết kế và chế tạo ra một bộ khuôn để thử thách bản thân, củng cố lại kiến thức đã
học. Sau khi bàn bạc, thảo luận thì nhóm quyết định chọn đề tài đó là: “Thiết kế và chế tạo
khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay” do thầy Nguyễn Văn Sơn
hướng dẫn.
Nội dung chính của đồ án bao gồm:
- Tìm hiểu vật liệu Nylon-6,6 và công nghệ ép phun.
- Tìm hiểu yêu cầu sản phẩm.
- Thiết kế sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.
- Thiết kế khuôn ép phun.
- Nghiên cứu dòng chảy và các thông số gia công.
- Ép thử và hoàn thiện khuôn.
Kết luận: Những kiến thức về mảng thiết kế khuôn ép nhựa, sử dụng các phần mềm
thiết kế, gia công, dung sai, mô phỏng trong quá trình thực hiện đề tài là một kho báu quý giá
giúp chúng em vững kiến thức để ứng dụng vào thực tế, những kinh nghiệm khi bước vào môi
trường làm việc sau này.

vi
ABSTRACT
DESIGN AND MANUFACTURE MOLD FOR TROLLEY WHEEL DYNAMIC
JOINT PRODUCTS IN AIRPORTS
In the era of industrialization and modernization in our country, plastic products have
become popular in production and in life. With the continuous development of science and
technology, product quality is increasingly improved and there are many convenient, unique
and fancy products to serve the needs of society. Plastic injection molding technology has been
widely applied to create many products quickly, with mass, diverse designs, cost savings and
quality assurance, serving the needs of consumers in the world.
With the desire to learn more new knowledge and apply the learned knowledge along
with the experience accumulated during the internship, the team also wants to design and
manufacture a set of molds to challenge themselves, reinforce what they have learned. After
discussing and discussing, the group decided to choose the topic: "Design and manufacture
mold for trolley wheel dynamic joint products in the airport" guided by Mr. Nguyen Van Son.
The main contents of the project include:
- Learn Nylon-6.6 materials and injection molding technology.
- Find out product requirements.
- Designing trolley wheel dynamic joint products in the airport.
- Design injection mold.
- Study of flow and machining parameters.
- Tess pressing and mold finishing.
Conclusion: The knowledge about plastic injection mold design, use of design,
machining, tolerance, simulation software during the implementation of the project is a
valuable treasure to help us solidify our knowledge to practical application, the experience
when entering the working environment later.

vii
MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ..........................................................................................I
LỜI CAM KẾT........................................................................................................................III
LỜI CÁM ƠN..........................................................................................................................IV
TÓM TẮT ĐỒ ÁN ...................................................................................................................V
ABSTRACT ............................................................................................................................VI
MỤC LỤC ............................................................................................................................. VII
DANH MỤC BẢNG BIỂU.....................................................................................................XI
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ .........................................................................................XIII
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................................XVI
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU........................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài......................................................................................................1
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài............................................................................1
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài...........................................................................................2
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................................2
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................................2
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu .........................................................................................................2
1.5. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................................2
1.6. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp...............................................................................................3
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI ..............................................................4
2.1. Giới thiệu ............................................................................................................................4
2.2. Cơ sở thiết kế sản phẩm......................................................................................................4
2.3. Khuôn ép phun của sản phẩm có Undercut ........................................................................5
2.5. Tình hình nghiên cứu đề tài................................................................................................6
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...........................................................................................7
3.1. Giới thiệu vật liệu Nylon-6,6..............................................................................................7
3.2. Cơ sở lý thuyết thiết kế sản phẩm nhựa..............................................................................8
3.2.1. Góc thoát khuôn...............................................................................................................8
3.2.2. Bề dày ..............................................................................................................................8

viii
3.2.3. Góc bo..............................................................................................................................8
3.2.4. Gân...................................................................................................................................9
3.2.5. Vấu Lồi ............................................................................................................................9
3.2.6. Lỗ trên sản phẩm .............................................................................................................9
3.2.7. Thiết kế sản phẩm có ren.................................................................................................9
3.2.8. Undercut ..........................................................................................................................9
3.3. Công nghệ tạo mẫu nhanh và thiết kế ngược ...................................................................10
3.4 Cơ sở lý thuyết về công nghệ ép phun...............................................................................11
3.4.1. Khái niệm về công nghệ ép phun ..................................................................................11
3.4.2. Cấu tạo chung của máy ép phun....................................................................................11
3.4.3. Máy ép phun HAITIAN MA1200III – 400...................................................................14
3.5. Cơ sở lý thuyết về khuôn ép nhựa ....................................................................................15
3.5.1. Khái niệm về khuôn.......................................................................................................15
3.5.2. Phân loại khuôn ép phun................................................................................................16
3.5.3. Tiêu chuẩn khuôn FUTABA size S..............................................................................17
CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN..........................................19
4.1. Yêu cầu sản phẩm.............................................................................................................19
4.2. Phương án thiết kế sản phẩm............................................................................................19
4.2.1. Phương pháp thiết kế và phần mềm hỗ trợ....................................................................19
4.2.2. Thiết kế hình dáng 3D sản phẩm...................................................................................19
4.3. Chọn phương án thiết kế khuôn........................................................................................23
4.4. Trình tự công việc tiến hành.............................................................................................23
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM...............................25
5.1. Thiết kế khuôn cho sản phẩm ...........................................................................................25
5.1.1. Tính số lòng khuôn:.......................................................................................................25
5.1.2. Thiết kế mặt phân khuôn và bố trí lòng khuôn..............................................................25
5.1.3. Chọn tiêu chuẩn khuôn ..................................................................................................29
5.1.4. Tính toán và thiết kế hệ thống kênh dẫn........................................................................30
5.1.5. Thiết kế hệ thống làm nguội..........................................................................................32

ix
5.1.6. Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm ....................................................................................33
5.1.7. Thiết kế hệ thống thoát khí ............................................................................................34
5.1.8. Tính toán và thiết kế hệ thống tháo Undercut ...............................................................34
5.1.9. Chọn các chi tiết tiêu chuẩn...........................................................................................36
5.1.10. Vật liệu làm khuôn.......................................................................................................39
5.1.11. Hoàn chỉnh thiết kế......................................................................................................39
5.2. Phân tích CAE cho bộ khuôn ép phun..............................................................................40
5.2.1. Giới thiệu về công nghệ CAE........................................................................................40
5.2.2. Lợi ích của việc ứng dụng công nghệ CAE trong việc thiết kế khuôn..........................41
5.2.3. Mô phỏng CAE trên phần mềm Creo............................................................................41
5.2.4. Phân tích kết quả mô phỏng...........................................................................................42
5.3. Vấn đề phát sinh và giải pháp chuyển hướng chế tạo khuôn ép sáp ................................47
5.3.1. Cơ sở để chọn phương pháp ép phun sáp......................................................................47
5.3.2. Cơ sở chọn vật liệu sáp có chất độn HSD430 ...............................................................48
5.3.3. Thiết kế khuôn ép phun sáp...........................................................................................49
CHƯƠNG 6: GIA CÔNG KHUÔN VÀ ÉP THỬ ...................................................................50
6.1. Lập quy trình gia công chung ...........................................................................................50
6.2. Gia công bộ khuôn ép sáp.................................................................................................51
6.2.1. Gia công lòng khuôn âm................................................................................................51
6.2.2. Gia công lòng khuôn dương ..........................................................................................52
6.2.3. Gia công slider khớp to..................................................................................................53
6.2.4. Gia công khối giữ slider khớp to ...................................................................................54
6.2.5. Gia công slider khớp nhỏ...............................................................................................55
6.2.6. Gia công slider nhỏ........................................................................................................56
6.2.7. Gia công holder lớn .......................................................................................................57
6.2.8. Gia công holder nhỏ.......................................................................................................59
6.2.9. Gia công khối nêm lớn...................................................................................................60
6.2.10. Gia công khối nêm nhỏ................................................................................................62
6.2.11. Gia công thanh ray lớn.................................................................................................63

x
6.2.12. Gia công thanh ray nhỏ................................................................................................64
6.2.13. Gia công thanh chặn ....................................................................................................65
6.2.14. Gia công tấm khuôn âm...............................................................................................66
6.2.15. Gia công tấm khuôn dương .........................................................................................68
6.5. Ép thử sản phẩm ...............................................................................................................76
6.6. Kết quả và kiểm nghiệm...................................................................................................77
CHƯƠNG 7: BẢO TRÌ BẢO DƯỠNG...................................................................................79
KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ .........................................................................................................80
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................81

xi
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của nhựa PA66 ............................................................................7
Bảng 4.1: Các phương án thiết kế khuôn.................................................................................23
Bảng 4.2: Kế hoạch công việc .................................................................................................23
Bảng 5.1: Các thông số mô phỏng ép phun tối ưu ..................................................................47
Bảng 5.2: Các thông số kỹ thuật của sáp HSD430..................................................................48
Bảng 6.1: Chọn kích thước phôi cho các chi tiết.....................................................................51
Bảng 6.2: Bảng quy trình gia công lòng khuôn âm.................................................................52
Bảng 6.3: Bảng quy trình gia công lòng khuôn dương............................................................53
Bảng 6.4: Bảng quy trình gia công nguyên công 1 .................................................................53
Bảng 6.5: bảng quy trình gia công nguyên công 2 ..................................................................54
Bảng 6.6: Bảng quy trình gia công khối giữ slider khớp to ....................................................55
Bảng 6.7: Bảng quy trình gia công slider khớp nhỏ................................................................56
Bảng 6.8: Bảng quy trình gia công slider nhỏ .........................................................................56
Bảng 6.9: Bảng quy trình gia công nguyên công 1 .................................................................57
Bảng 6.10: Bảng quy trình gia công nguyên công 2 ...............................................................58
Bảng 6.19: Bảng quy trình gia công thanh ray nhỏ.................................................................65

xii
Bảng 6.26: Kết quả đo kiểm nghiệm chi tiết khớp to..............................................................78
Bảng 6.27: Kết quả đo kiểm nghiệm chi tiết khớp nhỏ...........................................................78

xiii
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 2.1: Sản phẩm mẫu ...........................................................................................................4
Hình 2.2: Kiểm tra sản phẩm.....................................................................................................5
Hình 2.3: Khuôn ép của sản phẩm có undercut.........................................................................5
Hình 2.4: Nguyên lý tháo undercut bằng hệ thống trượt...........................................................6
Hình 2.5: Nguyên lý tháo undercut bằng xilanh thủy lực .........................................................6
Hình 3.1: Nguyên lý tháo undercut..........................................................................................10
Hình 3.2: Minh họa công nghệ thiết kế ngược ........................................................................10
Hình 3.3: Cấu tạo chung của máy ép phun..............................................................................11
Hình 3.4: Hệ thống kẹp của máy ép phun ...............................................................................12
Hình 3.5: Kết cấu của một bộ khuôn hoàn chỉnh ....................................................................12
Hình 3.6: Hệ thống phun .........................................................................................................13
Hình 3.7: Hệ thống hỗ trợ ép phun..........................................................................................13
Hình 3.8: Hệ thống điều khiển.................................................................................................14
Hình 3.9: Máy ép nhựa HAITÍAN MA1200III - 400..............................................................14
Hình 3.10: Kết cấu cơ bản nhất của một bộ khuôn .................................................................16
Hình 3.11: Kết cấu của khuôn hai tấm ....................................................................................16
Hình 3.12: Kết cấu cơ bản của bộ khuôn ba tấm.....................................................................17
Hình 3.13: Các loại khuôn kiểu S theo tiêu chuẩn FUTABA .................................................18
Hình 4.1: Dùng máy Scan 3D để chuyển mẫu sản phẩm thành dữ liệu số .............................19
Hình 4.2: Dùng phần mềm DesignX để vẽ lại sản phẩm ........................................................20
Hình 4.3: Tạo các khối biên dạng cơ bản ................................................................................20
Hình 4.4: Cắt các phần dư và lỗ lục giác.................................................................................20
Hình 4.5: Bo cung và vát cạnh sản phẩm ................................................................................21
Hình 4.6: Bản vẽ 3D sản phẩm khớp to...................................................................................21
Hình 4.7: Bản vẽ 3D sản phẩm khớp nhỏ................................................................................21
Hình 5.1: Tạo file thiết kế khuôn.............................................................................................26
Hình 5.2: Sắp xếp vị trí các lòng khuôn ..................................................................................26
Hình 5.3: Tạo phôi cho lòng khuôn.........................................................................................27
Hình 5.4: Thêm hệ số co rút ....................................................................................................27
Hình 5.5: Tạo mặt phân khuôn ................................................................................................28
Hình 5.6: Tách các chi tiết lòng khuôn....................................................................................28
Hình 5.7: Kích thước tiêu chuẩn của vỏ khuôn.......................................................................29

xiv
Hình 5.8: Một số tiết diện kênh dẫn ........................................................................................30
Hình 5.9: Công thức tính miệng phun cạnh.............................................................................31
Hình 5.10: Kích thước cuống phun cho thiết kế......................................................................32
Hình 5.11: Hệ thống kênh dẫn nhựa........................................................................................32
Hình 5.12: Minh họa kích thước kênh làm nguội cho thiết kế................................................33
Hình 5.13: Vị trí các kênh dẫn nước làm mát..........................................................................33
Hình 5.14: Kích thước rãnh thoát khí dùng cho thiết kế .........................................................34
Hình 5.15: Các thông số cơ bản của chốt xiên ........................................................................35
Hình 5.16: Kích thước bạc cuống phun...................................................................................36
Hình 5.17: Kích thước vòng định vị........................................................................................37
Hình 5.18: Kích thước chốt hồi ...............................................................................................37
Hình 5.19: Kích thước lò xo ....................................................................................................38
Hình 5.20: Kích thước chốt dẫn hướng ...................................................................................38
Hình 5.21: Kích thước bạc dẫn hướng.....................................................................................39
Hình 5.22: Bộ khuôn ép nhựa hoàn thiện................................................................................40
Hình 5.23: Quá trình ép sản phẩm nhựa..................................................................................40
Hình 5.24: Chọn vật liệu cho quá trình mô phỏng ..................................................................41
Hình 5.25: Chọn vị trí và đường kính miệng phun..................................................................42
Hình 5.26: Cài đặt các thông số ép phun.................................................................................42
Hình 5.27: Kết quả phân tích mức độ điền đầy.......................................................................43
Hình 5.28: Kết quả phân tích thời gian điền đầy.....................................................................43
Hình 5.29: Kết quả phân tích áp suất phun..............................................................................44
Hình 5.30: Kết quả phân tích nhiệt độ bề mặt sản phẩm.........................................................45
Hình 5.31: Các vị trí xuất hiện rỗ khí......................................................................................45
Hình 5.32: Các vị trí xuất hiện đường hàn ..............................................................................46
Hình 5.33: Kết quả phân tích độ co rút....................................................................................47
Hình 5.34: Hạt sáp HSD430....................................................................................................48
Hình 5.35: Bộ khuôn ép phun sáp ...........................................................................................49
Hình 6.1: Máy phay CNC Mitsubishi MV5CN.......................................................................50
Hình 6.2: Máy phay CNC Taikan T-V856S............................................................................50
Hình 6.3: Lòng khuôn âm........................................................................................................52
Hình 6.4: Lòng khuôn dương ..................................................................................................52
Hình 6.5: Slider khớp to ..........................................................................................................53
Hình 6.6: Khối giữ slider khớp to............................................................................................54
Hình 6.7: Slider khớp nhỏ........................................................................................................55

xv
Hình 6.8: Slider nhỏ.................................................................................................................56
Hình 6.9: Holder lớn................................................................................................................57
Hình 6.10: Holder nhỏ .............................................................................................................59
Hình 6.11: Khối nêm lớn .........................................................................................................61
Hình 6.12: Khối nêm nhỏ ........................................................................................................62
Hình 6.13: Thanh ray lớn.........................................................................................................63
Hình 6.14: Thanh ray nhỏ........................................................................................................64
Hình 6.15: Thanh chặn ............................................................................................................65
Hình 6.16: Tấm khuôn âm.......................................................................................................66
Hình 6.17: Tấm khuôn dương..................................................................................................69
Hình 6.18: Lắp ráp khuôn bước 1............................................................................................71
Hình 6.26: Lắp ráp khuôn hoàn thiện......................................................................................75
Hình 6.27: Máy ép phun đơn trạm MGG7.0-2-6.....................................................................76
Hình 6.28: kết quả gia công lòng khuôn và ép thử sản phẩm.................................................77
Hình 6.29: Vị trí đo kiểm nghiệm trên chi tiết khớp to ..........................................................77
Hình 6.30: Vị trí đo kiểm nghiệm trên chi tiết khớp nhỏ .......................................................77

xvi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CAD Computer Aided Design
CAM Computer Aided Manufacturing
CNC Computerized Numerical Control
CAE
3D
2D
Computer Aided Engineering
3 Dimension
2 Dimension
PA66 Nylon-6,6

1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Sân bay là một trong những nơi có nhu cầu sử dụng xe đẩy hàng vận chuyển hàng hóa
lớn. Việc sử dụng các loại xe đẩy hàng phù hợp và hiệu quả sẽ giúp giảm thiểu sức lực và
tăng năng suất trong quá trình vận chuyển hàng hóa. Trong đó, khớp chuyền động bánh xe
đẩy hàng là một trong những bộ phận quan trọng để đảm bảo tính năng suất và độ bền của xe
đẩy hàng.
Vì vậy, đề tài "Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy
hàng trong sân bay" là cấp thiết. Đây là một đề tài nghiên cứu về quy trình sản xuất bộ phận
khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng, từ việc thiết kế khuôn đến sản xuất và kiểm tra chất
lượng. Việc thiết kế khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng sẽ giúp tăng tính
chính xác và độ chính xác trong quá trình sản xuất. Đồng thời, việc chế tạo khuôn sản phẩm
này cần phải đảm bảo tính chất lượng và độ bền cao để đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong
môi trường khắc nghiệt của sân bay.
Ngoài ra, việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ tiên tiến vào quy trình sản xuất
khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng cũng là một yếu tố quan trọng trong đề
tài này. Việc sử dụng công nghệ hiện đại sẽ giúp tăng tính hiệu quả, tiết kiệm thời gian và
giảm thiểu chi phí sản xuất.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Về mặt khoa học, đề tài này sẽ đóng góp vào việc nghiên cứu và phát triển các công
nghệ sản xuất khuôn mẫu, cải tiến quy trình sản xuất và kiểm tra chất lượng sản phẩm. Việc
áp dụng các công nghệ tiên tiến và các phương pháp thiết kế hiện đại vào quy trình sản xuất
sẽ giúp tăng cường tính chính xác và độ chính xác của sản phẩm, đồng thời giảm thiểu thời
gian sản xuất và chi phí đầu tư.
Ngoài ra, đề tài này cũng đóng góp vào việc phát triển ngành công nghiệp sản xuất
khuôn mẫu và các sản phẩm liên quan đến vận chuyển hàng hóa trong sân bay. Những sản
phẩm như khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng là những bộ phận quan trọng để đảm bảo tính
năng suất và độ bền của xe đẩy hàng. Việc nghiên cứu và cải tiến chất lượng sản phẩm này
sẽ giúp tăng hiệu quả và độ tin cậy trong quá trình vận chuyển hàng hóa, đồng thời giảm thiểu
sức lao động và tăng năng suất.
Trên mặt thực tiễn, đề tài này có ý nghĩa rất lớn đối với các doanh nghiệp sản xuất
khuôn mẫu và các sản phẩm liên quan đến vận chuyển hàng hóa trong sân bay. Việc sử dụng
các sản phẩm chất lượng cao giúp tăng tính hiệu quả trong quá trình làm việc, đồng thời giúp
giảm thiểu chi phí và tăng độ bền của sản phẩm. Điều này sẽ giúp cho các doanh nghiệp tăng

2
cường sức cạnh tranh trên thị trường và đáp ứng được nhu cầu ngày càng tăng của xã hội.
1.3. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu và phân tích các yêu cầu kỹ thuật của khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong
sân bay.
- Thiết kế khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng với độ chính xác và tính ứng
dụng cao, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và tiết kiệm chi phí sản xuất. Các bộ phận khuôn có
thể dễ dàng được thay thế hay sửa chữa khi có hư hỏng.
- Sản phẩm có tính ứng dụng vào thực tế.
- Trang bị thêm các kiến thức về dung sai, gia công và quy trình công nghệ.
- Đánh giá quá trình thiết kế chế tạo, từ đó đề xuất hướng phát triển cho đề tài.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
- Cấu trúc và chức năng sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.
- Loại khuôn ép nhựa để sản xuất ra sản phẩm và quy trình gia công.
- Máy ép nhựa Haitan MA1200III-400 và thông số ép sản phẩm.
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
- Thiết kế và chế tạo khuôn ép phun sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân
bay.
- Quy trình ép nhựa tối ưu cho sản phẩm.
1.5. Phương pháp nghiên cứu
Phân tích và tổng hợp các nguồn tài liệu liên quan đến sản phẩm khớp chuyền động
bánh xe đẩy hàng trong sân bay.
Mô hình hóa sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay dựa trên
sản phẩm mẫu.
Thiết kế khuôn sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng sử dụng các phần mềm
thiết kế 3D chuyên dụng, giúp tăng tính chính xác và độ tin cậy của sản phẩm.
Sử dụng các công nghệ và phương pháp sản xuất tiên tiến để đảm bảo tính chính xác
và hiệu quả trong quá trình sản xuất.
Sử dụng các phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm khớp chuyền động bánh xe
đẩy hàng, bao gồm kiểm tra độ chính xác và độ bền.
Đánh giá tính ứng dụng và tính khả thi của sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy

3
hàng trong sân bay.
1.6. Kết cấu của đồ án tốt nghiệp
- Chương 1: Giới thiệu
- Chương 2: Tổng quan nghiên cứu đề tài
- Chương 3: Cơ sở lý thuyết
- Chương 4: Phương pháp và giải pháp thực hiện
- Chương 5: Tính toán và thiết kế khuôn cho sản phẩm
- Chương 6: Gia công và ép thử
- Chương 7: Bảo trì và bảo dưỡng
- Chương 8: Kết luận và đề nghị

4
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
2.1. Giới thiệu
Đối tượng nghiên cứu của nhóm trong đồ án này là hai sản phẩm khớp chuyền động
bánh xe đẩy hàng trong sân bay. Bao gồm việc nghiên cứu, tạo dáng cho sản phẩm và thiết
kế chế tạo khuôn ép phun cho hai sản phẩm có undercut.
2.2. Cơ sở thiết kế sản phẩm
- Sản phẩm được thiết kế lại dựa trên sản phẩm mẫu, đây là một sản phẩm lạ và không được
phổ biến trên thị trường. Hai sản phẩm được ứng dụng làm khớp chuyền động trong xe đẩy
hàng ở sân bay. Hai lỗ lục giác được lắp với trục lục giác bằng kim loại và tháo lắp dễ dàng.
- Sử dụng vật liệu: Nhựa Nylon-6,6 (PA66)
- Màu sắc: màu đen.
- Đúng với kích thước của sản phẩm mẫu, không có các khuyết tật trên sản phẩm như bavia,
vết cháy rỗ khí…
- Lỗ hexagon trên hai sản phẩm được lắp với trục lục giác vừa khít nên chọn kiểu lắp hở với
dung sai G7/h6 để sản phẩm được tháo lắp dễ dàng.
a. Khớp to b. Khớp nhỏ
Hình 2.1: Sản phẩm mẫu
- Trên hai chi tiết đều có gờ để khi lắp ráp thì chúng có thể giữ vị trí tương đối với nhau đặc
biệt trên chi tiết khớp to có một rãnh nhỏ để việc lắp ghép hai chi tiết có thể thực hiện một
cách dễ dàng

5
Hình 2.2: Kiểm tra sản phẩm
2.3. Khuôn ép phun của sản phẩm có Undercut
➢ Khuôn ép nhựa của sản phẩm có undercut
Khuôn ép nhựa của sản phẩm undercut là loại khuôn được thiết kế dựa theo các mẫu khuôn
ép cơ bản (khuôn hai tấm, khuôn ba tấm, …) nhưng có thê các hệ thống hỗ trợ để tháo khuôn
ở các vị trí có undercut trên sản phẩm. Độ phức tạp của khuôn tùy thuộc vào kích thước, kết
cấu của sản phẩm cùng kích thước và kết cấu của undercut trên sản phẩm.
Hình 2.3: Khuôn ép của sản phẩm có undercut
➢ Tháo Undercut bằng hệ thống trượt
Một hệ thống trượt cơ bản gồm các thành phần sau:
- Chốt xiên: Chức năng dùng để tác động vào khối trượt và làm nó di chuyển. Góc nghiêng
của chốt xiên hợp với phương đứng thường khoảng 5→28°. Độ lớn của góc nghiêng và chiều
dài chốt quyết định hành trình trượt của lõi mặt bên.

6
- Lõi trượt: Là một phần của lòng khuôn, thường được giữ trong hệ thống ray dẫn hướng và
trượt trên tấm chống mòn.
- Ray dẫn: Giữ lõi trượt, đảm bảo cho lõi trượt chuyển động chính xác và nhẹ nhàng không
có bất kỳ sự xê dịch nào.
- Tấm chống mòn: Tạo bề mặt cho lõi trượt di chuyển, chống mài mòn trong suốt vòng đời
của bộ khuôn.
- Cơ cấu giữ: Giữ lõi trượt tại thời điểm khuôn mở hoàn toàn.
- Khối nêm: Khóa lõi trượt đứng yên trong quá trình phun ép. Nêm chịu toàn bộ lực ép, chốt
xiên không chạm vào lõi trượt trong suốt quá trình này.
Hình 2.4: Nguyên lý tháo Undercut bằng hệ thống trượt
➢ Tháo Undercut bằng Xilanh thủy lực
Xilanh thủy lực phải hoạt động độc lập với quá trình đóng mở khuôn.
Hình 2.5: Nguyên lý tháo undercut bằng xilanh thủy lực
2.5. Tình hình nghiên cứu đề tài
Hiện nay, nhóm vẫn chưa tìm thấy một nghiên cứu hay một báo cáo nào về đề tài thiết
kế chế tạo khuôn cho sản phẩm khớp chuyền động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.

7
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1. Giới thiệu vật liệu Nylon-6,6
Nylon-6,6 (PA66) là một loại nylon polyamide (polyamide 6 6) hoặc nylon. Cùng với
nylon 6, nylon-6,6 là một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong ngành dệt
may và nhựa. Nylon-6,6 lấy tên từ 2 monome, bao gồm: hexamethylenediamine và axit adipic.
Mỗi loại monome chứa 6 nguyên tử carbon. Ngoài các tính chất vật lý nổi bật, nylon-6,6 còn
được ưa chuộng bởi giá thành thấp.
- Công thức hóa học:
Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của nhựa PA66
Đặc tính Giá trị Đơn vị
Tỷ trọng 1,14 – 1,15 g/cm3
Độ co rút 1 – 2 %
Nhiệt độ nóng chảy 250 - 295 °C
Nhiệt độ kết tinh 245 - 285 °C
Độ bền kéo 55 - 80 MPa
Độ hút ẩm 1 - 3 %
➢ Ưu điểm của PA66:
Nylon-6,6 là vật liệu tổng hợp linh hoạt và được sử dụng rộng rãi với nhiều ứng dụng
khác nhau trong các ngành công nghiệp. Các đặc tính nylon-6 6 độc đáo của nó làm cho nó
trở thành sự lựa chọn thuận lợi cho nhiều mục đích khác nhau.
Độ dai và độ bền: Nylon-6,6 có độ bền rất cao, giúp nó trở thành lựa chọn thích hợp
cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe. Nó có thể chịu được ứng suất cơ học cao, phù hợp để sử
dụng trong các bộ phận của ngành công nghiệp nặng, phụ tùng ô tô và máy móc công nghiệp.
Khả năng chịu nhiệt: Nylon-6,6 có đặc tính chịu nhiệt đặc biệt, cho phép nó duy trì
tính toàn vẹn cấu trúc ở nhiệt độ cao. Tính năng này giúp nó trở thành lựa chọn hàng đầu
trong các chi tiết phải tiếp xúc với nhiệt độ cao, như các bộ phận động cơ, đầu nối điện và tay
cầm dụng cụ nấu nướng.
Kháng hóa chất: Nylon-6,6 sở hữu khả năng kháng hóa chất cực tốt, cụ thể là dầu mỡ
bôi trơn, các dung môi hay nhiên liệu. Điều này giúp nó trở nên phổ biến trong các ngành
công nghiệp thường xuyên tiếp xúc với các chất ăn mòn, như ngành công nghiệp dầu khí, hóa
chất, công nghiệp ô tô hay thực phẩm.

8
Hấp thụ độ ẩm: Nylon-6,6 có tỷ lệ hấp thụ độ ẩm thấp hơn so với các vật liệu nylon
khác. Đặc tính này giúp vật liệu giữ được sự ổn định về kích thước ngay cả trong môi trường
có độ ẩm cao. Do đó, Nylon 66 được dùng để sản xuất các linh kiện của thiết bị ngoài trời,
dụng cụ thể thao và các bộ phận tiếp xúc với độ ẩm.
Chống ăn mòn: Nylon-6,6 có đặc tính chống mài mòn cực tốt, cho phép nó chịu được
ma sát và ăn mòn. Điều này giúp cho nó phù hợp cho các ứng dụng liên quan đến các bộ phận
trượt hoặc quay, như vòng bi, bánh răng và băng tải.
Cách điện: Nylon-6,6 cách điện tốt nên thích hợp cho các ứng dụng điện và điện tử.
Nó thường được sử dụng để làm vỏ bọc dây điện và linh kiện điện tử.
Dễ gia công: Nylon-6,6 dùng để gia công bằng các kỹ thuật như ép phun, ép lạnh và
nén. Tính linh hoạt của nó trong các phương pháp xử lý cho phép tạo ra các hình dạng và thiết
kế phức tạp, giúp quá trình sản xuất tiết kiệm thích hợp, giúp nó trở thành lựa chọn hấp dẫn
trong các ngành yêu cầu vật liệu nhẹ mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của cấu trúc. Nó
được tìm thấy trong các bộ phận ô tô, hàng tiêu dùng và ngành hàng không vũ trụ.
3.2. Cơ sở lý thuyết thiết kế sản phẩm nhựa
3.2.1. Góc thoát khuôn
Để sản phẩm được đẩy ra khỏi lòng khuôn một cách dễ dàng, mặt ngoài mặt trong của
sản phẩm phải có độ côn nhất định theo hướng mở khuôn. Yêu cầu này cũng áp dụng cho gân
gia cường, rãnh, vấu lồi. Nếu góc côn càng nhỏ thì yêu cầu lực đẩy càng lớn, do đó có thể làm
hỏng sản phẩm khi chưa đông cứng hoàn toàn.
Khi không có góc thoát khuôn, thì lực ma sát giữa mặt khuôn và bề mặt sản phẩm sẽ
rất lớn. Khi đó, sản phẩm có thể bị kẹt lại trong khuôn hoặc bị lõm bởi lực của ty đẩy quá lớn.
Để tìm ra góc vát hợp lý, có thể tra đồ thị hoặc tính theo công thức: tanβ=
A
C
với C là
chiều cao vát (mm), A là Bề rộng vát (mm).
3.2.2. Bề dày
Khi thiết kế bề dày sản phẩm hợp lý thì sẽ giảm được giá thành sản phẩm, tiết kiệm
được vật liệu, tránh được các khuyết tật, rút ngắn thời gian chu kỳ ép phun và chế tạo khuôn.
Tùy thuộc vào chức năng và từng loại sản phẩm mà bề dày sẽ khác nhau. Việc đảm
bảo sản phẩm có bề dày đồng đều là rất quan trọng. Để hạn chết các khuyết tật ta có thể dùng
các đoạn chuyển tiếp.
3.2.3. Góc bo
Với giải pháp góc bo, ta cần xác định hợp lý cho bán kính góc bo để tránh tạo thành
khuyết tật trên sản phẩm. Khi bo góc ta sẽ giảm được ứng xuất tập trung, giảm sự cản trở
dòng chảy và giảm tỷ lệ khuyết tật của sản phẩm.

9
Bán kính bo trong thường được chọn trong khoảng 0.5 lần bề dày sản phẩm. Bán kính
ngoài nên bằng bán kính trong cộng thêm bề dày sản phẩm. Tuy nhiên, tùy theo cấu tạo và
kích thước sản phẩm mà ta nên chọn góc bo hợp lý.
3.2.4. Gân
Gân là chi tiết trên sản phẩm có chức năng tăng cường khả năng chịu lực cho sản phẩm,
giúp giảm vật liệu trên nhằm tiết kiệm chi phí và trọng lượng mà vẫn đảm bảo khả năng làm
việc tương đương, thậm chí còn tốt hơn.
Hình dáng hình học của gân tăng bền cần được thiết kế hợp lý để tránh gây khó khăn
cho quá trình điền đầy. Bề dày của gân không nên vượt quá nửa bề dày đặt gân.
3.2.5. Vấu Lồi
Vấu lồi trên sản phẩm thường dùng để bắt vít hay là các chốt kết hợp với lỗ trong quá
trình lắp ráp. Bề dày vấu lồi nên nhỏ hơn 0.7 lần bề dày đặt vấu, nếu quá lớn sẽ tạo vết lõm
trên sản phẩm ở mặt đối diện. Để bền hơn, các vấu lồi đặt cách xa thành sản phẩm nên thiết
kế thêm các gân tăng cứng.
3.2.6. Lỗ trên sản phẩm
Lỗ trên sản phẩm có thể là lỗ suốt hoặc lỗ không suốt. Chiều sâu của lỗ không suốt
không nên vượt quá 3 lần đường kính, nếu lỗ có đường kính nhỏ hơn 5 mm thì chiều sâu lỗ
nên nên bằng hai lần đường kính, bề dày phần dưới của lỗ nên bằng 0.2 lần đường kính lỗ để
loại trừ khuyết tật cho mặt đối diện.
Với lỗ suốt thì khoảng cách giữa hai lỗ hoặc giữa lỗ với mép ngoài nên bằng hai lần
bề dày sản phẩm hoặc hai lần kích thước lớn nhất được đo theo chu vi của lỗ.
3.2.7. Thiết kế sản phẩm có ren
Biên dạng ren của sản phẩm đôi khi được thiết kế không theo tiêu chuẩn nào cả, vì
ngoài việc phụ thuộc tính năng làm việc của sản phẩm, thì yêu cầu khả năng gia công lòng
khuôn, quá trình điền đầy khuôn và tháo sản phẩm sau khi phun sao cho tối ưu nhất.
Bán kính chân ren và đỉnh ren cần lớn nhất có thể để giảm ứng suất. Không nên thiết
kế ren có bước nhỏ hơn 1 mm để tránh tuôn ren và dễ chế tạo khuôn.
3.2.8. Undercut
Undercut là đặc điểm hình dạng sản phẩm bị vướng, ngăn không cho lấy sản phẩm
theo hướng mở khuôn. Phân loại có undercut mặt ngoài và mặt trong. Một số undercut điển
hình: Gờ trên lõi, ren trong hoặc ren ngoài, dạng thùng tròn, côn ngược, rãnh trên bề mặt trong
của vật thể

10
Hình 3.1: Nguyên lý tháo Undercut
Những bề mặt có Undercut trên sản phẩm được tách thành những bề mặt lõi riêng biệt
và rút theo hướng khác với hướng mở khuôn để giải phóng sản phẩm. Hệ thống dùng để tháo
Undercut thường chiếm khoảng 15÷30% giá thành bộ khuôn cũng như tăng giá thành sản
phẩm ép nhựa. Đối với những Undercut nhỏ và vật liệu đủ dẻo người ta thường sử dụng
phương pháp đẩy cưỡng bức để lấy sản phẩm ra khỏi khuôn mà không cần dùng các lõi mặt
bên. Tránh thiết kế Undercut quá phức tạp.
3.3. Công nghệ tạo mẫu nhanh và thiết kế ngược
Thiết kế ngược là quy trình thiết kế lại một mô hình hay một mẫu vật thông qua quá
trình số hóa bề mặt vật mẫu bằng các thiết bị đo tọa độ. Từ các dữ liệu thu được sẽ thiết kế
lại một mô hình mới bằng phần mềm thiết kế ngược. Điều này cho phép sản xuất lại hoặc
điều chỉnh, cải tiến để phù hợp hơn với nhu cầu của khách hàng.
Ưu điểm của phương pháp này là dùng được cho các mẫu thiết kế có hình dáng phức
tạp, có dạng bề mặt với quy luật tạo hình nhưng khó xác định được thông số.
Phương pháp này được ứng dụng để tạo mẫu nhanh dựa trên bản thiết kế gốc. Từ quá
trình số hóa sau đó xây dựng một mô hình thiết kế mới chỉ cần nhờ các phần mềm chuyên
dụng. Dựa trên những thông số cho trước có thể nhanh chóng tạo mẫu cho sản phẩm.
Hình 3.2: Minh họa công nghệ thiết kế ngược

11
3.4 Cơ sở lý thuyết về công nghệ ép phun
3.4.1. Khái niệm về công nghệ ép phun
Công nghệ ép phun là công nghệ sản xuất sản phẩm bằng cách phun vật liệu nhựa nóng
chảy vào lòng khuôn. Khi vật liệu nhựa nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì sản phẩm
được đẩy ra nhờ hệ thống đẩy. Trong quá trình này không có phản ứng hóa học nào xảy ra.
- Công nghệ ép phun được sử dụng phổ biến để chế tạo ra các bộ phận, sản phẩm, linh kiện,
chi tiết bằng nhựa với nhiều kích thước, mẫu mã, độ phức tạp, độ cứng, dẻo, độ chính xác
khác nhau.
➢ Ưu điểm của công nghệ ép phun:
- Sản xuất ra được nhiều sản phẩm trong thời gian ngắn.
- Độ bóng bề mặt cao, đa dạng màu sắc.
- Đa dạng về kiểu dáng.
➢ Hạn chế của công nghệ ép phun:
- Không thể sản xuất các sản phẩm có cấu tạo hay hình dáng phức tạp.
- Chi phí sản xuất khuôn cao.
3.4.2. Cấu tạo chung của máy ép phun
Cấu tạo chung của máy ép phun bao gồm: Hệ thống kẹp, hệ thống khuôn, hệ thống
điều khiển, hệ thống phun và hệ thống hỗ trợ ép phun.
Hình 3.3: Cấu tạo chung của máy ép phun
➢ Hệ thống kẹp:
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.
Hệ thống kẹp bao gồm phần kẹp khuôn di động và phần kẹp khuôn cố định:
- Phần kẹp khuôn cố định có nhiệm vụ chính là kẹp và giữ phần khuôn ở vị trí cố định. Nhờ
đó, khuôn sẽ luôn giữ ở vị trí chính xác nhờ vào vòng định vị trên khuôn và lỗ định vị.

12
- Phần kẹp khuôn di động có nhiệm vụ chính là để kẹp nửa khuôn phía di động. Phần này sẽ
di chuyển theo phương song song với hướng đóng mở khuôn trong chu trình ép phun. Đồng
thời, nó sẽ được bố trí thêm cụm đẩy để giúp tác động hiệu quả lên tấm đẩy pin khi đẩy sản
phẩm ra ngoài.
Hình 3.4: Hệ thống kẹp của máy ép phun
➢ Hệ thống khuôn:
Hệ thống khuôn là phần khuôn ép định hình sản phẩm theo hình dạng lòng khuôn. Nó
bao gồm một nửa khuôn cố định mang và một nửa khuôn di động.
Ngoài ra còn có nhiều hệ thống phụ trợ khác như hệ thống kênh dẫn, hệ thống đẩy, hệ
thống làm mát, hệ thống dẫn hướng, hệ thống thoát khí, hệ thống tháo Undercut, …
Hình 3.5: Kết cấu của một bộ khuôn hoàn chỉnh
➢ Hệ thống phun:
Nhiệm vụ của hệ thống phun đó là làm nóng chảy hạt nhựa và giữ nhiệt cho nhựa lỏng,
nén và khử khí trong quá trình ép phun, phun nhựa vào lòng khuôn và định hình sản phẩm
theo hình dạng lòng khuôn.

13
- Hệ thống phun gồm các bộ phận cấu thành nên gồm: phễu cấp liệu, trục vít, khoang chứa
liệu, vòi phun, bộ hồi tự hở và băng gia nhiệt
Hình 3.6: Hệ thống phun
➢ Hệ thống hỗ trợ ép phun:
- Thân máy: Liên kết các hệ thống của máy lại với nhau.
- Hệ thống điện: Là nơi cung cấp nguồn điện để các moter hoạt động. Thiết kế hệ thống điện
của máy đảm bảo sự an toàn cho người vận hành. Hệ thống điện gồm hệ thống dây dẫn và tủ
điện .
- Hệ thống thủy lực: Bao gồm bơm, van, hệ thống ống, moter, …. Là nơi tạo ra nguồn lực
như lực đóng và mở khuôn, lực kẹp khuôn, lực làm cho trục vít chuyển động quay, lực cho
chốt đẩy và sự trượt của lõi bề mặt.
- Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hoặc dung dịch làm nguội chuyên dụng… để hạ nhiệt
nhanh cho khuôn, đông cứng nhựa thành hình trước khi đẩy ra khỏi khuôn.
Hình 3.7: Hệ thống hỗ trợ ép phun
➢ Hệ thống điều khiển
- Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy ép phun theo dối và điều chỉnh các thông số

14
gia công như: tốc độ phun, áp suất, nhiệt độ, vận tốc và vị trí của trục vít, vị trí của các bộ
phận trong hệ thống thủy lực.
Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sau cùng của sản phẩm và
hiệu quả kinh tế của quá trình. Hệ thống điều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua
bảng nút điều khiển (Control panel) và màn hình máy tính (Computer screen).
Hình 3.8: Hệ thống điều khiển
3.4.3. Máy ép phun HAITIAN MA1200III – 400
Hình 3.9: Máy ép nhựa Haitian MA1200III - 400
Thông số máy:

15
3.5. Cơ sở lý thuyết về khuôn ép nhựa
3.5.1. Khái niệm về khuôn
Khuôn là dụng cụ (thiết bị) dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định hình,
khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lượng chu trình nào đó, có thể là một
lần và cũng có thể là nhiều lần.
Kích thước và cấu trúc của khuôn được thiết kế và chế tạo phụ thuộc vào kích thước,
hình dáng, số lượng và chất lượng của sản phẩm cần tạo ra. Khuôn sản xuất sản phẩm nhựa
là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, được chia ra làm hai phần khuôn chính là:
- Phần cavity (khuôn cái, phần khuôn cố định): được gá trên tấm cố định của máy ép nhựa.
- Phần core (khuôn đực, phần khuôn di động): được gá trên tấm di động của máy ép nhựa.
Ngoài ra, khoảng trống giữa cavity và core (lòng khuôn) được điền đầy bởi vật liệu
nhựa lỏng. Sau đó, nhựa được làm nguội, hệ thống đẩy sẽ đẩy sản phẩm ra ngoài hoặc thao
tác bằng tay. Sản phẩm thu được có hình dạng của lòng khuôn.

16
Hình 3.10: Kết cấu cơ bản nhất của một bộ khuôn
3.5.2. Phân loại khuôn ép phun
➢ Khuôn hai tấm
Khuôn 2 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn nằm ngang
mặt phân khuôn, cổng vào nhựa bên hông sản phẩm và khi mở khuôn thì chỉ có một khoảng
mở để lấy sản phẩm và kênh dẫn nhựa.
Ưu điểm:
- Cấu tạo đơn giản, dễ dàng vận hành.
- Chi phí sản xuất rẻ hơn so với cái loại khuôn khác.
- Chọn vị trí cổng phun dễ dàng.
- Đối với sản xuất hàng loạt sẽ giảm được nhiều chi phí và thời gian.
Nhược điểm:
- Phần đuôi keo và kênh dẫn bị dính liền với sản phẩm.
- Vị trí điểm phun bị giới hạn, thường được bơm từ mặt ngoài của sản phẩm.
Hình 3.11: Kết cấu của khuôn hai tấm

17
➢ Khuôn 3 tấm
Khuôn 3 tấm là khuôn ép phun dùng hệ thống kênh dẫn nguội, kênh dẫn được bố trí
trên 2 mặt phẳng và khi mở khuôn thì có một khoảng mở để lấy sản phẩm ra và khoảng mở
kia để lấy kênh nhựa. Do đó, nếu lấy sản phẩm và kênh dẫn ra khỏi khuôn dùng hệ thống đẩy
thì phải bố trí 2 hệ thống nên kết cấu khuôn sẽ phức tạp và lớn hơn khuôn 2 tấm.
Ưu điểm:
- Chọn vị trí cổng phun dễ dàng.
- Sản xuất được các dạng sản phẩm phức tạp.
- Sản phẩm và kênh dẫn nhựa luôn tự động tách rời khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn.
Nhược điểm:
- Giá thành chế tạo cao hơn so với khuôn 2 tấm.
- Kết cấu phức tạp hơn so với khuôn 2 tấm.
- Khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn dài nên có thể làm giảm áp lực phun khi
nhựa vào lòng khuôn.
Hình 3.12. Kết cấu cơ Bản của bộ khuôn ba tấm
3.5.3. Tiêu chuẩn khuôn FUTABA size S
Tùy theo từng loại khuôn sẽ có cách bố trí các chi tiết khuôn khác nhau. Tuy nhiên, để
thuận tiện cho việc tính toán, gia công, lắp ráp và sửa chữa thì cần đưa chúng vào một tiêu
chuẩn nhất định. Trong đề tài này, chọn tiêu chuẩn khuôn của FUTABA.
Theo tiêu chuẩn của FUTABA thì khuôn hai tấm kiểu S bao gồm các phân loại:
- SA: Có tấm đỡ phía dưới tấm khuôn đực.
- SB: Giống như SA nhưng có thêm tấm bửng hỗ trợ đẩy sản phẩm.
- SC: Giống SA nhưng không có tấm đỡ.
- SD: Giống SB nhưng không có tấm đỡ.

18
- SE: Giống SB nhưng không có ty lói.
- SF: Giống như SE nhưng không có tấm đỡ.
Hình 3.13: Các loại khuôn kiểu S theo tiêu chuẩn FUTABA
Trong đó
T: tấm kẹp trên (Top plate) S: tấm lói bửng (Stripper Plate)
A: tấm khuôn âm (Cavity plate) U: tấm đỡ (Back Plate)
B: tấm khuôn dương (Core plate) GBA: bạc dẫn hướng (Guide Bushing)
C: gối đỡ (Spacer Block) GBB: bạc dẫn hướng (Guide Bushing)
E: tấm giữ (Ejector Retainer) GPA: chốt dẫn hướng (Guide Pin)
F: tấm đẩy (Ejector Plate) RPN: chốt hồi (Return Pin)
L: tấm kẹp dưới (Bottom Plate)

19
CHƯƠNG 4: PHƯƠNG HƯỚNG VÀ GIẢI PHÁP THỰC HIỆN
4.1. Yêu cầu sản phẩm
- Có hình dáng và các kích thước giống với thiết kế 3D.
- Không có bavia và các khuyết tật trên sản phẩm nhựa.
- Sản phẩm có độ bền cao.
- Lỗ lục giác đảm bảo dung sai lắp ghép.
Sau khi cân nhắc ưu điểm và nhược điểm của các phương án thì nhóm chọn cách dùng
phương pháp tạo mẫu nhanh và thiết kế ngược để vẽ lại sản phẩm mẫu.
4.2. Phương án thiết kế sản phẩm
4.2.1. Phương pháp thiết kế và phần mềm hỗ trợ
Vì sản phẩm được vẽ lại theo mẫu có sẵn nên nhóm sử dụng phương pháp tạo mẫu
nhanh và thiết kế ngược để vẽ lại sản phẩm với độ chính xác cao, đồng thời tiết kiệm được
thời gian và công sức.
➢ Quy trình thực hiện:
- Bước 1: Sử dụng máy quét 3D để quét lại hình dạng và các kích thước của chi tiết thông qua
các vị trí tọa độ và chuyển nó thành các dữ liệu số.
- Bước 2: Sử dụng phần mềm chuyên dụng để vẽ lại sản phẩm với độ chính xác cao.
- Bước 3: Kiểm tra lại các kích thước, khả năng thoát khuôn của sản phẩm và xuất file 3D.
➢ Phần mềm hỗ trợ:
Geomagic Design X là một trong những phần mềm tốt nhất trong lĩnh vực thiết kế
ngược và được sử dụng rộng rãi ở đa dạng ngành nghề.
Geomagic Design X được tạo ra với mục đích chuyển đổi dữ liệu quét 3D thành dữ
liệu CAD tham số chất lượng cao nhờ khả năng nhận diện khối, bám lưới để tạo bề mặt chính
xác, chỉnh sửa lưới và xử lý đám mây điểm.
4.2.2. Thiết kế hình dáng 3D sản phẩm
Quy trình thực hiện
- Bước 1: Dùng máy Scan 3D ATOS Compact để quét sản phẩm mẫu và chuyển thành dữ
liệu số.
Hình 4.1: Dùng máy Scan 3D để chuyển mẫu sản phẩm thành dữ liệu số
- Bước 2: Đưa file sản phẩm đã được số hóa vào phần mềm DesignX và chọn lệnh Auto
Segment để chia bề mặt sản phẩm thành các bề mặt nhỏ cùng tính chất.

20
Hình 4.2: Dùng phần mềm DesignX để vẽ lại sản phẩm
- Bước 3: Dùng các lệnh Sketch, các lệnh tạo khối để vẽ ra các khối cơ bản.
Hình 4.3: Tạo các khối biên dạng cơ bản
- Bước 4: Dùng lệnh Extrude (Cut) để cắt các phần dư và tạo lỗ lục giác cho sản phẩm.
Hình 4.4: Cắt các phần dư và lỗ lục giác

21
- Bước: Dùng các lệnh chamfer và fillet để bo cung cho tạo thẩm mỹ cho sản phẩm và dễ
thoát khuôn
Hình 4.5: Bo cung và vát cạnh sản phẩm
- Bước 6: Tinh chỉnh lại các kích thước và xuất file 3D để thiết kế khuôn.
Hình 4.6: Bản vẽ 3D sản phẩm khớp to
Hình 4.7: Bản vẽ 3D sản phẩm khớp nhỏ

22
- Xuất bản vẽ 2D:

23
4.3. Chọn phương án thiết kế khuôn
Bảng 4.1: Các phương án thiết kế khuôn
STT Phương án Ưu điểm Nhược điểm Hình minh họa
1 Dùng khuôn 2
tấm và tháo các
undercut bằng hệ
thống trượt.
Dễ thiết kế dựa
theo chuẩn
MISUMI. Tiết
kiệm không
gian.
Khả năng tháo
kém. Khoảng
mở khuôn lớn.
Khó thiết kế.
2 Dùng khuôn 2
undercut bằng
xylanh thủy lực.
Xilanh hoạt
động độc lập
nên chỉ cẩn lực
mở khuôn vừa
đủ
Chiếm nhiều
không gian.
Khó thiết kế.
3 Dùng khuôn 2
undercut lớn
bằng xylanh
thủy lực, tháo
undercut nhỏ
bằng hệ thống
trượt.
Chiếm không
gian vừa phải.
Phù hợp với
hành trình tháo
undercut.
Khoảng mở
khuôn vừa
Khó thiết kế.
Sau khi cân nhắc, nhóm nhận thấy độ phức tạp của 3 bộ khuôn là giống nhau vì vậy nhóm
chọn phương án dùng khuôn 2 tấm tháo các undercut lớn bằng xylanh thủy lực và tháo
undercut nhỏ bằng hệ thống trượt để thực hiện.
4.4. Trình tự công việc tiến hành
Bảng 4.2: Kế hoạch công việc
STT Nội dung công việc Kết quả mong muốn Thời Gian
1
Tìm hiểu
về sản
phẩm
- Tìm hiểu về sản phẩm.
- Phân tích kết cấu 3D.
- Sản phẩm có tính ứng dụng.
- Kết cấu phù hợp với gia
công ép phun.
Tuần 1
2
Thiết kế
sản phẩm
- Dùng phương pháp thiết
kế ngược để tạo file 3D.
- Sản phẩm có hình dáng, kết
cấu đúng với mẫu.
Tuần 2

24
- Chọn vật liệu. - Nhựa PA66.
3
Thiết kế
khuôn
- Tính toán lòng khuôn.
- Xác định kích thước cơ
bản của khuôn.
- Chọn tiêu chuẩn khuôn
- Tính toán và thiết kế các
hệ thống trong khuôn.
- Thêm các linh kiện.
- Xuất bản vẽ 2D.
- Sản phẩm sau khi ép có thể
lấy ra thuận lợi.
- Kích thước khuôn phù hợp
với máy ép.
- Dễ dàng sửa chữa
- Bản vẽ có đủ kích thước,
dung sai, độ nhám, …
Tuần
3-5
4
Mô phỏng
CAE
- Mô phỏng dòng chảy, áp
suất, đường hàn, rỗ khí, …
- Điền đầy sản phẩm.
- Thời gian và áp suất phun
đảm bảo năng xuất.
Tuần 6
5
Hoàn
thiện
khuôn
- Chỉnh sửa khuôn cho
phù hợp và tối ưu.
- Khuôn có đầy đủ các hệ
thống, chi tiết. Tuần 7
6
Gia công
khuôn
- Gia công các tấm khuôn
- Gia công các chi tiết.
- Đúng kích thước, dung sai,
… trong bản vẽ 2D.
Tuần
8-12
7
Lắp ráp và
ép thử
- Lắp ráp khuôn
- Ép thử sản phẩm.
- Khuôn làm việc trơn tru
- Không bị khuyết tật.
Tuần 13
8
Đánh giá
và báo cáo
- Đánh giá thực tế.
- Viết báo cáo.
- Hoàn thiện theo kế hoạch.
đã đề ra.
- Đầy đủ nội dung.
Tuần
14-15

25
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM
5.1. Thiết kế khuôn cho sản phẩm
5.1.1. Tính số lòng khuôn:
Có 5 cách để tính số lòng khuôn:
- 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
Trong đề tài này ta sẽ tính số lòng khuôn dựa trên năng suất phun của máy ép. Máy ép
được sử dụng là máy HAITIAN 1200III-400 có năng suất phun là 195 (g) trong một lần phun.
Tổng khối lượng của hai chi tiết là 105 (g)
Vậy, số lòng khuôn n = 0,8 .
S
W
= 0,8 .
195
105
= 1,5=> Mỗi chi tiết sẽ có một lòng khuôn.
Trong đó:
n: Số lòng khuôn tối đa
S: Năng suất phun của máy (g/1 lần phun)
W: Tổng khối lượng của sản phẩm (g)
5.1.2. Thiết kế mặt phân khuôn và bố trí lòng khuôn
Việc xác định mặt phân khuôn nhằm mục đích giúp cho quá trình đẩy sản phẩm hoạt
động một cách dễ dàng, thuận lợi cho việc gia công chế tạo lòng khuôn và tiết kiệm được thời
gian thực hiện đồ án.
Creo là một phần mềm thiết kế tương đối phổ biến, có nhiều tính năng mạnh trong lĩnh
vực CAD/CAM/CAE. Với Creo người dùng có thể thiết kế các sản phẩm, tạo các loại khuôn,
lập trình gia công CNC và lập mô hình mô phỏng cho các chi tiết. Quá toàn bộ quá trình thiết
kế khuôn được thực hiện trên phần mềm Creo Parametric 8.0.3.0.
➢ Quy trình thực hiện
- Bước 1: Tạo file thiết kế khuôn
Khởi động phần mềm Creo Parametric >> File >> New >> Trong cửa sổ New ta chọn
Manufacturing và Mold cavity >> nhập tên file, viết liền không dấu >> bỏ chọn ở dòng “Use
default template” >> nhấn OK >> Chọn đơn vị “mmns_mfg_mold_abs” >> nhấn OK

26
Hình 5.1: Tạo File thiết kế khuôn
- Bước 2: Sắp xếp các chi tiết trong lòng khuôn
Trên thanh công cụ, trong tab Manufacturing >> Reference Model >> Chọn chi tiết và
sắp xếp vị trí bằng các ràng buộc >> OK
Khoảng cách giữa 2 sản phẩm không được quá sát nhau để hạ nhiệt nhanh nhưng không
được quá xa nhau tránh gây lãng phí vật liệu và tăng tỷ lệ khuyết tật. Trong thiết kế này hai
sản phẩm cách nhau một khoảng 28 (mm) tính từ mép sản phẩm hay khoảng 90 (mm) tính từ
đường tâm.
Hình 5.2: Sắp xếp vị trí các lòng khuôn

27
- Bước 3: Tạo phôi cho lòng khuôn
Trên thanh công cụ chọn Workpiece >> Create Workpiece >> Dùng lệnh Sketch và
Extrude để tạo phôi bao quanh chi tiết
Hình 5.3: Tạo phôi cho lòng khuôn
- Bước 4: Chọn hệ số co rút
Chọn Shrink by scale >> Chọn gốc tọa độ và nhập hệ số co rút >> Nhấn OK
Với vật liệu PA66 thì ta chọn hệ số co rút là 0,01.
Hình 5.4: Thêm hệ số co rút
- Bước 5: Tạo mặt phân khuôn
Trên thanh công cụ, chọn Parting Surface >> dùng các lệnh tạo mặt phẳng để tạo ra
một mặt phẳng phân khuôn đồng nhất >> Chọn lệnh Refpart Cutout và lệnh Volume Split để
chia thể tích phôi thành các phần âm dương

28
Hình 5.5: Tạo mặt phân khuôn
- Bước 6: Tách các chi tiết lòng khuôn
Chọn lệnh Mold Component >> Chọn các khối đã chia phần âm dương ở bước 5 >>
Nhấn OK để tạo thành các chi tiết mới.
Lòng khuôn được tách thành 5 chi tiết gồm 2 khối insert và 3 slider.
Hình 5.6: Tách các chi tiết lòng khuôn

29
5.1.3. Chọn tiêu chuẩn khuôn
Dựa theo cấu trúc, số lượng chi tiết, khả năng tài chính và mục đích của đề tài thì sẽ
áp dụng kiểu khuôn SC, phun nhựa gián tiếp thông qua hệ thống kênh dẫn và sản phẩm được
đẩy ra bằng ty lói.
Hình 5.7: Kích thước tiêu chuẩn của vỏ khuôn
➢ Các thông số về Kích thước bộ khuôn:
Kích thước bao: 450x400x325 (mm) Độ dày tấm giữ: 25 (mm)
Độ dày tấm kẹp trên: 30 (mm) Độ dày tấm đẩy: 30 (mm)
Độ dày tấm cố định: 70 (mm) Độ dày tấm kẹp dưới: 30 (mm)
Độ dày tấm di động: 70 (mm) Các kích thước khác lấy theo tiêu chuẩn.

30
5.1.4. Tính toán và thiết kế hệ thống kênh dẫn
Hệ thống kênh dẫn nhựa bao gồm có cuống phun, các kênh dẫn, cổng phun và đuôi
nguội chậm. Hệ thống kênh dẫn có chức năng dẫn nhựa lỏng từ cửa phun trên máy ép đến và
điền đầy lòng khuôn. Hình dạng, kích thước của hệ thống kênh dẫn có ảnh hưởng trực tiếp
đến áp suất phun, nhiệt độ lòng khuôn và chất lượng của sản phẩm.
Một số điều cần lưu ý khi thiết kế kênh dẫn nhựa:
- Kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng.
- Chiều dài kênh dẫn càng ngắn càng tốt để tránh bị mất nhiệt và tụt áp trong quá trình ép
phun.
- Đường kính kênh dẫn phải đủ lớn để đảm bảo cho điền đầy toàn bộ sản phẩm.
- Kết cấu kênh dẫn phải hạn chế tối đa sự xuất hiện của dòng chảy rối trong hệ thống.
5.1.4.1. Tính toán và thiết kế kênh dẫn nhựa
Kích thước của kênh dẫn nhựa phụ thuộc vào từng loại vật liệu khác nhau. Kênh dẫn
phải có tiết diện đủ lớn để vận chuyển một lượng vật liệu phù hợp để điền đầy lòng khuôn
nhanh chóng và ít bị mất áp lực. Mặt khác tiết diện kênh dẫn cũng không được quá lớn để
tránh lãng phí vật liệu và kéo dài thời gian làm nguội.
Hình 5.8: Một số tiết diện kênh dẫn
Có 3 cách tính đường kính kênh dẫn nhựa:
- Cách 1: D = Tmax + 1,5
- Cách 2: D = D’. fL
- Cách 3: D =
W1/2.L1/4
3,7
Trong đó:
D: Đường kính kênh dẫn (mm) W: Khối lượng sản phẩm (g)
L: Chiều dài kênh dẫn (mm) D’: Đường kính kênh dẫn tham khảo
fL: Hệ số chiều dài Tmax: Chiều dày tối đa của sản phẩm

31
Vì độ dày thành của bộ chi tiết không đồng nhất và có chênh lệch lớn nên sẽ áp dụng
cách 3 để tính đường kính kênh dẫn. Sau đó sẽ mô phỏng lại trên phần mêm để xem hiệu quả.
- Thể tích của chi tiết Khớp lớn: V1 ≈ 53,2 (cm3
)
- Thể tích chi tiết Khớp nhỏ V2 ≈ 38,02 (cm3
)
=> Tính kênh dẫn theo thể tích chi tiết lớn. Chọn chiều dài kênh dẫn L = 40 (mm)
=> D =
W1/2.L1/4
3,7
=
(53,2 .1,15) 1/2.401/4
3,7
= 5.3 (mm) => để đảm bảo ta chọn đường kính kênh dẫn
là 6 (mm)
Chọn kênh dẫn có kiểu tiết diện hình thang hiệu chỉnh:
5.1.4.2. Tính toán và thiết kế miệng phun
Chọn kiểu miệng phun cạnh, vật liệu nhựa sẽ được phun từ cạnh hông lên và miệng
phun được đặt bên cạnh hông của chi tiết.
Kích thước khuyên dùng cho thiết kế:
Hình 5.9: Công thức tính miệng phun cạnh

32
Vì sản phẩm có cấu trúc đặc biệt nên chọn I = 3 (mm), C = 1.5 (mm), T = 4 (mm).
Sau đó sẽ mô phỏng trên phần mềm để xem hiệu quả và chỉnh sửa.
5.1.4.3. Tính toán, thiết kế cuống phun
Cuống phun là đoạn dẫn từ miệng phun nhựa của máy ép đến hệ thống kênh dẫn.
Kích thước cuống phun cho thiết kế.
Hình 5.10: Kích thước cuống phun cho thiết kế
Với đường kính kênh dẫn là Smax = 6 (mm) ta có dF ≥ 7 (mm), L= 100 (mm).
Hình 5.11: Hệ thống kênh dẫn nhựa
5.1.5. Thiết kế hệ thống làm nguội
Hệ thống là nguội được thiết kế bao xung quanh lòng khuôn giúp hạ thấp và ổn định
nhiệt độ cho khuôn đồng thời rút ngắn thời gian chu kỳ ép phun.
Để đảm bảo làm nguội đồng đều cần chú ý đến đường kính kênh làm nguội và khoảng
cách giữa kênh làm nguội với lòng khuôn. Đường kính kênh làm nguội không nên thay đổi
trên toàn bộ chiều dài kênh để tránh sự ngắt dòng khiến việc trao đổi nhiệt không tốt và gây
khó khăn trong quá trình gia công.

33
Hình 5.12: Minh họa kích thước kênh làm nguội cho thiết kế
Vì kết cấu sản phẩm và bộ khuôn khá phức tạp nên ta chọn đường kính kênh dẫn nguội
bằng 13 (mm) theo tiêu chuẩn của Misumi. Chọn khoảng cách a= 55 (mm), b= 30 (mm)
Hình 5.13: Vị trí các kênh dẫn nước làm mát
5.1.6. Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm
Khoảng đẩy phải lớn hơn 5 - 10 (mm) so với chiều cao sản phẩm được tính từ mặt
phân khuôn theo hướng tách khuôn. Không nên để khoảng đẩy quá dài hay chốt đẩy quá nhỏ
dẫn đến làm yếu hệ thống đẩy và biến dạng sản phẩm.
Chiều cao sản phẩm là 25 (mm) => khoảng đẩy hợp lí là 35 (mm), đây là chiều dài để
tính toán gối đỡ sao cho hợp lý.

34
Sau khi sản phẩm được lấy ra, hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban đầu. Vì thế cần chốt
hồi về (Ty hồi). Chốt hồi và chốt đẩy cùng nằm trên tấm đẩy, tấm đẩy chịu áp lực lớn nên tấm
đẩy cũng phải có bề dày phù hợp.
5.1.7. Thiết kế hệ thống thoát khí
Không khí trong lòng khuôn cần được đẩy ra ngoài khi vật liệu nhựa điền đầy khuôn.
Hệ thống thoát khí cung cấp các con đường để không khí được thoát ra ngoài dễ dàng và
nhanh chóng. Hệ thống thoát khí phải được thiết kế thích hợp để tránh vật liệu nhựa chảy ra
ngoài. Nếu không khí không được đẩy ra ngoài thì vật liệu nhựa sẽ không điền đầy lòng khuôn
hoặc tạo ra các vết cháy hay đường hàn.
Chọn phương pháp thoát khí qua mặt phân khuôn:
Hình 5.14. Kích thước rãnh thoát khí dùng cho thiết kế
Với vật liệu nhựa Nylon thì chiều sâu X là từ 0,00762 đến 0,0127(mm)
=> chọn X = 0,07 (mm)
Ngoài ra còn có thể thoát khí qua các Slider.
5.1.8. Tính toán và thiết kế hệ thống tháo Undercut
- Slider khớp to và khớp nhỏ sử dụng xi lanh để tháo undercut.
- Slider nhỏ sử dụng hệ thống trượt để tháo undercut.
- Thông số cơ bản: S1 = S + 5 = 5 + 5 = 10 (mm)
α = β + (2°~5°) = 18 + 2= 20°
Trong đó:
S: độ sâu undercut S1: hành trình khoảng trượt
α: góc nghiêng của khối khóa β: góc nghiêng của chốt xiên

35
Chốt xiên: làm từ vật liệu thép C45, độ cứng sau tôi trên 35 HRC, khe hở giữa lỗ và
chốt xiên thường là 0,5 (mm)
Hình 5.15. Các thông số cơ bản của chốt xiên
Lực kéo: Trong quá trình phun ép và làm nguội, sản phẩm nhựa bao ở ngoài lõi và thể
tích co lại. Để tháo phải thắng lực co rút và lực ma sát.
Công thức tính lực kéo:
- Slider khớp to và khớp nhỏ:
F1 = pA1cos(f – tanα) / (1 + f sin𝛼1 cos𝛼1)
= 19,6. 106
.2,4.10−4
.cs(0,57.4,56-tan18°
)/(1+(0,57.4,56.sin0.cos0)
= 4700 (N)
- Slider nhỏ:
F2 = pA2cos(f – tanα) / (1 + f sin𝛼1 cos𝛼1)
= 19,6. 106
.1,45.10−5
.cos(0,57.2,81-tan18°
)/(1+(0,57.2.81.sin0.cos0)
= 284 (N)
Trong đó:
p: ứng suất co rút của sản phẩm nhựa. Sản phẩm nhựa được làm nguội trong
khuôn 19,6 MPa và được làm nguội ngoài khuôn 39.2 MPa
A: diện tích mặt của lõi bao bởi sản phẩm nhựa (m2)
𝛼1=0: góc thoát khuôn
F: lực kéo (N).

36
Lực uốn của chốt xiên: Fb = F / cos α (Trong đó: α là góc nghiêng của chốt xiên)
Đường kính chốt xiên:
d = (Fb × L / 0.1 [σb] cos α)1/3=20 (mm)
Trong đó:
α: góc nghiêng của chốt xiên
𝐹𝑏 =
F
𝑐𝑜𝑠𝛼
: lực uốn của chốt xiên (N)
[σb]: ứng suất uốn cho phép, thường là 140 Mpa cho thép cacbon
5.1.9. Chọn các chi tiết tiêu chuẩn
5.1.9.1. Bạc cuống phun
Chọn bạc cuống phun loại SJAC có đường kính ngoài D = 20 (mm), d = 3,5 (mm), SR
= 11 (mm), L= 100 (mm), K= 10 (mm), góc α = 2°
Hình 5.16: Kích thước bạc cuống phun
5.1.9.2. Vòng định vị
Vòng định vị có chức năng đảm bảo vị trí tương thích giữa vòi phun của máy ép với
bạc cuống phun. Tương ứng với đường kính lớn nhất của bạc cuống phun là H = 50 (mm) ta
chọn vòng định vị loại LRBS có d = 70 (mm), D = 100 (mm), cố định bằng hai bulong M6
và T = 10 (mm)

37
Hình 5.17: Kích thước vòng định vị
5.1.9.3. Chốt hồi
Chọn chốt hồi có đường kính loại RP10TL có D = 25 (mm), H= 30 (mm), T=10 (mm)
Hình 5.18: Kích thước chốt hồi
5.1.9.4. Lò xo
Kích thước lò xo được Chọn theo tiêu chuẩn có sẵn và tổng chiều dài nén của lò xo
không được vượt quá 35% tổng chiều dài tự do của lò xo.
- Ta có khối lượng tấm đẩy là m1 =23960 (g)
- Khối lượng tấm giữ là: m2 = 19543 (g)
- Khối lượng chốt hồi là m3 = 622 . 4 = 2488 (g)
- Tổng khối lượng M = 45991 (g) ≈ 46 (kg). Chọn hệ số an toàn là 2.
- Lực cần thiết Fct = 46 . 2 . 10 = 920 (N)
- Vậy mỗi lò xo phải chịu được lực là 920 ÷ 4 = 230 (N)
- Hành trình đẩy sản phẩm là 35mm vậy chiều dài lò xo tối thiểu là L = 35 ÷ 0,65 = 54 (mm)
=> Vậy nhóm chọn lò xo SWY có d = 26 (mm), L= 65 (mm), F = 42,3 (mm)

38
Hình 5.19: Kích thước lò xo
5.1.9.5. Chốt dẫn hướng
- Chọn chốt dẫn hướng GPJL có đường kính D = 35 (mm), H= 40 (mm), T= 10 (mm), L =
129 (mm)
Hình 5.20: Kích thước chốt dẫn hướng
5.1.9.6. Bạc dẫn hướng
- Chọn bạc dẫn hướng có d = 35 (mm), D = 48 (mm), H= 54 (mm), T= 10 (mm), L = 60 (mm)

39
Hình 5.21: Kích thước bạc dẫn hướng
5.1.10. Vật liệu làm khuôn
Khuôn có thể được gia công chế tạo từ nhiều loại vật liệu khác nhau tùy theo mục đích
và năng suất sản xuất. Thông thường thép là loại vật liệu được sử dụng phổ biến trong gia
công chế tạo khuôn. Nó đảm bảo cho khuôn có tuổi thọ cao, gia công dễ dàng và độ bền cao.
Đối với bộ khuôn trong đề tài này vật liệu của các tấm khuôn là thép C45. Tuy nhiên
đối với một số chi tiết như lòng khuôn thì dùng thép SKD11 để tăng khả năng chịu nhiệt và
chịu va đập khi khuôn làm việc.
5.1.11. Hoàn chỉnh thiết kế

40
Hình 5.22: Bộ khuôn ép nhựa hoàn thiện
➢ Quá trình ép
Hình 5.23: Quá trình ép sản phẩm nhựa
5.2. Phân tích CAE cho bộ khuôn ép phun
5.2.1. Giới thiệu về công nghệ CAE
CAE (Computer-Aided Engineering) được gọi là kỹ thuật phân tích có sự trợ giúp của
máy vi tính. CAE lợi dụng khả năng phân tích và tính toán tốc độ cao của máy tính để hiểu
mô hình hệ thống, đồng thời Kết hợp với chức năng đồ họa vi tính giúp người dùng thu được
kế quả phân tích và mô phỏng một cách nhanh chóng.

41
➢ Ưu điểm của CAE:
- Hỗ trợ nâng cao tính năng và chất lượng sản phẩm giúp giảm chi phí cho quá trình nghiên
cứu và giảm thời gian đưa sản phẩm ra thị trường.
- Dễ dàng nhận biết và nắm bắt các hiện tượng vật lý không thể quan sát, kiểm tra hay làm thì
nghiệm bằng phương pháp thông thường.
- Dễ dàng kiểm tra được các tính chất vật lý giúp người kỹ sư có nhiều sáng tạo cho thiết kế.
- Kết quả CAE được xem là một tài liệu kỹ thuật đáng tin cậy để thuyết phục đối tác.
➢ Nhược điểm:
- Hầu hết phần mềm CAE dùng phương pháp tính toán sai số, nên không có kết quả tuyệt đối.
- Kết quả của CAE phụ thuộc vào cách chia lưới, các điều kiện biên, … nên độ tin cậy và độ
chính xác phụ thuộc vào kiến thức cùng kinh nghiệm của người sử dụng.
- Các phần mềm CAE yêu cầu máy tính có cấu hình cao để xử lý và mô phỏng dữ liệu.
5.2.2. Lợi ích của việc ứng dụng công nghệ CAE trong việc thiết kế khuôn
Ứng dụng CAE trong thiết kế khuôn giúp giảm thời gian, giá thành tạo mẫu khuôn,
thử khuôn. Tiết kiệm được chi phí, quản lý và hạn chế được các rủi ro tiềm ẩn.
CAE hỗ trợ người dùng dự đoán và xác định các thông số ép phun ảnh hưởng đến sản
phẩm. Từ đó giúp người dùng đưa ra một bản thiết kế phù hợp để tối ưu được các thông số
và tránh các khuyết tật trên sản phẩm.
5.2.3. Mô phỏng CAE trên phần mềm Creo
➢ Quá trình thực hiện:
- Bước 1: Vào Tab Applications, chọn Mold Analysis >> Chọn lệnh Materials >> Chọn vật
liệu PA66 >> nhấn Ok.
Hình 5.24: Chọn vật liệu cho quá trình mô phỏng

42
- Bước 2: Chọn lệnh Gate >> nhấn Add, chọn vị trí miệng phun >> Nhập đường kính và nhấn
OK.
Hình 5.25: Chọn vị trí và đường kính miệng phun
- Bước 3: Chọn lệnh Analysis >> Nhập các thông số mô phỏng quá trình ép >> Nhấn Add,
nhấn vào ô vuông để chọn điều kiện >> Nhấn Run Analysis để chạy mô phỏng.
Hình 5.26: Cài đặt các thông số ép phun
5.2.4. Phân tích kết quả mô phỏng
5.2.4.1. Phân tích mức độ điền đầy (Moldability)
Với các thông số mô phỏng phía trên ta thấy lòng khuôn được được điền đầy rất tốt,
không bị khiếm khuyết.

43
Hình 5.27: Kết quả phân tích mức độ điền đầy
5.2.4.2. Phân tích thời gian điền đầy (Melt Front Time)
Thời gian điền đầy cho biết thời gian dòng chảy nhựa đến một vị trí nhất định. Thông
số này phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, đường kính và đội dài kênh dẫn, áp suất phun,
nhiệt độ khuôn, ...
Thời gian điền đầy toàn bộ sản phẩm là khoảng 4,84 giây nhỏ hơn thông số cài đặt là
5s. Vì vậy thời gian điền đầy của sản phẩm rất hợp lý. Thời gian điền đầy càng ngắn thì năng
suất càng tăng và giảm tỷ lệ sản phẩm bị khuyết tật.
Dựa vào kết quả ta thấy dòng nhựa nóng chảy sẽ vào hệ thống kênh dẫn trước, sau đó
điền đầy hai lòng khuôn. Thông qua màu sắc trên hai lòng khuôn ta thấy thời gian điền đầy
hai lòng khuôn tương đối đều nhau.
Hình 5.28: Kết quả phân tích thời gian điền đầy

44
5.2.4.3. Phân tích áp suất giữ (Pressure)
Áp suất ảnh hưởng trực tiếp đến thời gian điền đầy lòng khuôn và sự ổn định của dòng
chảy nhựa. Áp suất thấp khiến thời gian ép tăng làm giảm năng suất và khiến sự co ngót diễn
ra không đồng đều. Áp suất quá cao sẽ dẫn đến bavia tại các vị trí có khe hở như mặt phân
khuôn, ty lói, …
Theo kết quả mô phỏng thì áp suất phun lớn nhất là 30,625 MPa tại vị trí điểm đầu
cuống phun và giảm dần khi tới lòng khuôn. Tuy nhiên đây là kết quả để tham khảo, trong
thực tế khi ép sản phẩm ta có thể điều khiển áp suất phun phù hợp để tạo ra sản phẩm hoàn
chỉnh với năng suất cao.
Hình 5.29: Kết quả phân tích áp suất phun
5.2.4.4. Phân tích nhiệt độ (Temperature)
Dựa theo kết quả mô phỏng ta thấy nhiệt độ cao nhất là khoảng 303°C tại đầu cuống
phun và giảm xuống nhanh chóng. Hiện tượng này là do áp suất tại miệng vòi phun của máy
ép rất lớn do có sự thu hẹp về không gian trong vòi phun điều này làm tăng nhiệt độ của nhựa
so với thông số đầu vào là 290°C. Tương tự khi vào hệ thống kênh dẫn ta thấy không gian
được mở rộng khiến áp suất phun bị giảm dẫn tới nhiệt độ cũng giảm theo.

45
Hình 5.30: Kết quả phân tích nhiệt độ bề mặt sản phẩm
5.2.4.5. Phân tích rỗ khí (Air Trap)
Các bọt khí hình thành trong quá trình ép là do còn không khí tồn động trong lòng
khuôn, tốc độ phun nhanh nhưng khả năng thoát khí thấp hoặc do các không có các đoạn
chuyển tiếp làm hình thành các dòng khí xoáy khiến vật nhựa không thể điền đầy lòng khuôn
hoặc tạo ra các vết cháy trên bề mặt sản phẩm làm mất độ thẩm mỹ.
Hình 5.31: Các vị trí xuất hiện rỗ khí
Cách khắc phục:
- Sấy khô các hạt nhựa trước khi đưa vào máy ép.

46
- Tối ưu hóa hệ thống thoát khí.
- Bố trí kênh dẫn tại vị trí phù hợp.
5.2.4.6. Phân tích đường hàn (Weld Line)
Đường hàn là các vết rãnh hình V không có trong bản thiết kế. Đường hàn khiến cho
sản phẩm bị khiếm khuyết về kết cấu dẫn đến làm giảm cơ tính và gây mất thẩm mỹ. Đường
hàn xuất hiện khi nhựa chảy vào lòng khuôn bị chia thành hai dòng chảy nhỏ và gặp nhau ở
cuối sản phẩm. Lúc này nhiệt độ đã bị giảm nên hai dòng chảy không thể dung hòa vào nhau
dẫn đến hình thành đường hàn.
Cách khắc phục:
- Làm nhiều miệng phun.
- Thiết kế đường nước phù hợp.
- Tăng bề dày.
Hình 5.32: Các vị trí xuất hiện đường hàn
5.2.4.7. Phân tích độ co rút (Volumetric Shrinkage)
Độ co rút của vật liệu ảnh hưởng đến kích thước sản phẩm sau khi ép. Độ co rút quá
lớn sẽ khiến sản phẩm bị biến dạng. Theo kết quả mô phỏng ta thấy độ co rút lớn nhất nằm ở
đầu cuống phun tuy nhiên vị trí này không có nhiều ảnh hưởng đến sản phẩm.
Ta thấy độ co rút trên toàn bộ sản phẩm nằm trong khoảng từ 5% đến 2%. Độ co rút
này khá nhỏ so với kích thước sản phẩm, tuy nhiên khi ép phun ta cần điều chỉnh bù thêm
lượng vật liệu phù hợp để đảm bảo về dung sai kích thước.

Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.pdf

Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.pdf

Similar to Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế và chế tạo khuôn sản phẩm khớp chuyển động bánh xe đẩy hàng trong sân bay.pdf