quy trinh thiet ke va che tao khuon

1. TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
MÔN : CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN MẪU
ĐỀ TÀI : QUY TRÌNH THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO
KHUÔN ÉP PHUN
GVHD: Trần Minh Thế Uyên
SVTH: Nguyễn Văn Bình
MSSV: 07103004

2. NỘI DUNGNỘI DUNG
QUY TRÌNH THIẾT KẾ KHUÔN1
2
4
TÀI LIỆU THAM KHẢO
5
3
QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHUÔN

3. A )QUY TRÌNH THIẾT KẾ [1]

4. I. THIẾT KẾ SẢN PHẨM [2]

5. a)Gía trị góc vát phụ thuộc vào chiều cao mép
vát và tính có rút của nhựa.
b) Thường chọn góc vát từ khoảng 0.25º-3º.
c)Với những sản phẩm có chiều cao cần vát
nhỏ hơn 5mm thì ko cần tạo góc vát . Bởi vì ma
sát giữa khuôn và chi tiết ko lớn nên có thể lấy
chi tiết ra dễ dàng.
ll.THIẾT KẾ GÓC THOÁT KHUÔN [1]

6. Đồ thì biểu thị mối quan hệ giữa góc vát và chiều cao vát

7. 3.Độ co rút của sản phẩm

8. IV. THIẾT KẾ LÒNG KHUÔN [1]
1. Số lòng khuôn
2.Các cách bố trí lòng khuôn
3. Mặt phân khuôn

9. 1. Số lòng khuôn
a. Tính dựa vào số sản phẩm trong đơn đặt
hàng :
N = LxKxtc/(24x3600xtm)
trong đó :
N : số lòng khuôn tối thiểu trong khuôn
L : số sản phẩm trong một lô sản xuất
K : hệ số do phế phẩm
K = 1/(1-k) , với k : tỉ lệ phế phẩm .
tc : thời gian của một chu kỳ ép phun.
tm : thời gian hoàn tất lô sản phẩm ( ngày )

10. 1. Số lòng khuôn (tt)
b. Tính dựa vào chu kỳ ép phun
N = 0.8xS/W
Trong đó :
N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn
S : năng suất phun của máy (gam/ một lần phun )
W : trọng lượng của sản phẩm (g)

11. 1. Số lòng khuôn (tt)
c. Tính theo năng suất làm dẻo của máy
N = P/(XxW)
Trong đó :
N: số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn
P : năng suất làm dẻo của máy
X : tần số phun ( ước lượng ) trong một phút ( 1/phút)
W : trọng lượng của sản phẩm (g)

12. 1. Số lòng khuôn(tt)
d. Tính theo lực kẹp khuôn của máy
N = (SxP)/Fp
Trong đó :
N : số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn
Fp : lực kẹp khuôn tối đa của máy
S : diện tích trung bình của sản phẩm kể cả rãnh
dòng của sản phẩm theo hướng đóng khuôn (mm2
)
P : áp suất trong khuôn ( Mpa)

13. 2. Các cách bố trí lòng khuôn

14. 2. Các cách bố trí lòng khuôn (tt)

15. 3. Mặt phân khuôn
Các yêu cầu kỹ thuật đối với mặt phân khuôn:
a. Đảm bảo lấy chi tiết ra khỏi khuôn một cách dễ
dàng.
b. Chọn mặt có diện tích lớn nhất có thể , dễ làm khuôn
và dễ lấy sản phẩm .
c. Chiều sâu mặt phân khuôn nhỏ nhất có thể được,
dễ điền đầy.
d. Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất để đảm bảo
độ chính xác khi lắp.

16. VI. THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN NHỰA [1]
Hệ thống dẫn nhựa gồm có :
a. Cuống phun
b. Kênh dẫn nhựa
c. Miệng phun

17. 1. Cuống phun (tt) [1]
Có 3 loại bạc cuống phun phổ biến với các đường
kính ngoài : 12 mm; 16 mm; 20 mm
Chọn loại bạc cuống phun dựa vào:
+ Khối lượng sản phẩm
+ Kích thước kênh dẫn
+ Đường kính vòi phun

18. 1. Cuống phun [tt]
Một số yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế bạc cuống phun.
- Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn bán
kính trên vòi phun từ 2- 5mm.
- Góc côn của cuống phun α = 10
÷30
- Vật liệu : U8A , U10A
- Độ cứng : 52 HRC ÷ 56 HRC

19. 1. Cuống phun [1]

20. 2. Kênh dẫn nhựa ( runners) [1]
Một số yêu cầu khi thiết kế kênh dẫn :
- Giảm đến mức tối thiểu sự thay đổi nhiệt
độ
- Nhựa kênh dẫn phải thoát khuôn dễ dàng
- Chiều dài kênh dẫn nên càng ngắn càng
tốt để tránh mất áp và mất nhiệt trong quá
trình điền đầy
- Mặt cắt kênh dẫn phải đủ lớn để đảm bảo
điền đầy cho toàn bộ sản phẩm

21. 2. kênh dẫn nhựa (tt)
Có 2 loại kênh dẫn nhựa :
a.Kênh dẫn nóng
b.Kênh dẫn nguội

22. a. Kênh dẫn nguội [2]
Kênh dẫn nhựa tròn.Tỉ lệ thể tích qua mặt cắt
ngang là lớn nhất,ít mất nhiệt,tốc độ nguội
chậm.Nhưng việc gia công rất khó vì phải đảm bảo
sự đồng tâm giữa khuôn trên và khuôn dưới.
d
dcuèng phun tiÕp gi¸ p
ví i kª nh dÉn
4 6 7 8 9 10d 12
4 6 7 8 9 10 12
KÝch th­ í c kª nh dÉn trßn (mm)

23. a. Kênh dẫn nguội(tt) [2]
kênh dẫn nhựa hình thang góc lượn (sử dụng khá
nhiều) : giá thành rẽ , dễ gia công ,dễ mất nhiệt hơn
kênh dẫn hình tròn, lượng vật liệu thừa lớn.
4 6 7 8 9 10 12
2 3 3,5R 4 4,5 5 6
dcuèng phun tiÕp gi¸ p
ví i kª nh dÉn
H 4 6 7 8 9 10 12
KÝch th­ í c kª nh dÉn h×nh thang gãc l­ î n (mm)
10°
H
R

24. a. Kênh dẫn nguội (tt)[2]
Kênh dẫn nhựa hình thang có góc nhọn (ít dùng) :
lượng vật liệu thừa lớn .
4 6 7 8 9 10 12
W
dcuèng phun tiÕp gi¸ p
ví i kª nh dÉn
H 3 4 5 5,5 6 7 8
4 6 7 8 9 10 12
KÝch th­ í c kª nh dÉn h×nh thang gãc nhän (mm)
(5~10)°
H
W

25. a. kênh dẫn nguội (tt)[2]
- kênh dẫn nhựa hình chữ nhật , hình bán nguyệt
( rất ít sử dụng) : thường gây ra sự cố

26. a. kênh dẫn nguội (tt)[2]
- mối quan hệ giữa kích thước kênh dẫn với khối
lượng , đường kính kênh dẫn :
KÝch th­ í c kª nh dÉn chän theo khèi l­ î ng s¶n phÈm
4 86 1210
<100 g 100­350 g >350 gKhèi l­ î ng s¶n phÈm
§ ­ êng kÝnh kª nh dÉn
d (mm)
ChiÒu dµi kª nh dÉn chän theo ®­ êng kÝnh kª nh dÉn
6 7,57 8
§ ­ êng kÝnh kª nh dÉn
d (mm)
9 10
ChiÒu dµi kª nh dÉn
L (mm)
10 20050 500 800 1200

27. b. kênh dẫn nóng[1]
- Kênh dẫn nóng thường được sử dụng khi:
. Những chi tiết lớn : vỏ tivi , máy tính ,chi tiết
xe hơi
. Những chi tiết có thành mỏng
. Sản phẩm làm từ nhựa phải duy trì nhiệt chảy
dẻo : HDPE, LDPE, POM, PPT…

28. Kênh dẫn nóng (tt)[1]
Kênh dẫn nóng gia nhiệt :
- Kênh dẫn nóng gia nhiệt ngoài
- Kênh dẫn nóng gia nhiệt trong

29. Kênh dẫn nóng(tt)[1]
Kênh dẫn nóng gia nhiệt ngoài :

30. Kênh dẫn nóng (tt)[1]
Kênh dẫn nóng gia nhiệt trong:

31. 3. Miệng phun[2]
Là ngõ nối kênh dẫn vào lòng khuôn . Miệng phun
có chức năng rất quan trọng là điền đầy nhựa lỏng
vào lòng khuôn

32. Các kiểu miệng phun(tt)[2]
- Miệng phun dạng vành khăn
L
h

33. Các kiểu miệng phun(tt)[2]
- Miệng phun dạng chồng : Dùng đối với sản phẩm
dạng khối hay dạng hộp.
W
t
L
L1
2
h

34. Các kiểu miệng phun(tt)[2]
- Miệng phun dạng tròn hoặc hình thang :

35. Các kiểu miệng phun (tt)[2]
- Miệng phung dạng khe :
Miệng phun này dùng đẻ điền đầy một lòng khuôn từ
một hốc trong sản phẩm , vật liệu từ cuống phun chảy
ra ngoài và tất cả các tiết diện lòng khuôn được diền
đầy cùng một lúc.
h
L

36. Các kiểu miệng phun[2]
- Miệng phun ngầm : mặt cắt ngang là hình chữ nhật
,hình tròn hoặc ôvan.Tác dụng là tự cắt xương khi rút
khuôn và hạn chế khuyết tật trên sản phẩm.
L
30°~45°
x
L=1.75mm ; α = 30÷450

37. Các kiểu miệng phun[2]
 Miệng phun dạng quạt :
W
D
h
h
L
1
2

38. VII.Thiết kế hệ thống dẫn hướng , định vị
Gồm 5 bộ phận chính :
1. Vòng định vị
2. Chốt dẫn hướng
3. Bạc dẫn hướng
4. Bộ định vị
5. hệ thống chốt hồi

39. 1. Vòng định vị[1]
- Chức năng :là đặt khuôn đúng vào tâm máy gia công
nhựa.
- Kích thước của vòng phải nhỏ hơn lỗ mở của máy gia
công nhựa là 0.1 mm với dung sai nhỏ nhất 0.05mm

40. 1. Vòng định vị (tt)[1]
- Một số loại vòng định vị:

41. 2. Chốt dẫn hướng[1]
- Dùng để dẫn hướng cho tấm khuôn trước và tấm
khuôn sau ép vào tấm đỡ

42. Chốt dẫn hướng (tt)[1]

43. 3. Bạc dẫn hướng[1]
- Thường được lắp trong khuôn để tạo cho khuôn có
bề mặt không bị xước khi làm việc và cho phép dễ
dàng thay thế khi có sự cố.
- Giúp tăng độ chính xác cho khuôn và giảm sai số
mòn
H
ØD
Ød
Ød1
Ød
Ød1
H+0,2~0,5
ØD+0,5~1
0,5~1
Ød+3~5
0,5~1

44. 3. Bạc dẫn hướng (tt)[1]
- Vị trí đặt chốt dẫn hướng :
Để tránh hư hỏng khi 2 lòng khuôn đặt nhầm
chiều nhau người ta thiết kế :
+ Đặt lệch vị trí của 1 trong các chốt đi một chút
+ Làm đường kính của các chốt khác nhau

45. 3. Bạc dẫn hướng (tt)[1]
Các loại bạc dẫn hướng :
Loại trơn Loại có vai
Vai không tự bôi trơn Vai tự bôi trơn

46. 4 . Bộ định vị [1]
- Công dụng : Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần cố
định và phần dịch chuyển trong khuôn

47. 5. Chốt hồi[1]
- Công dụng : đưa tấm đẩy về sau và giữ cố định tấm
đẩy trong khi khuôn đóng hoàn toàn

48. Các loại chốt hồi[1]
- Chốt hồi lò xo:

49. VIII. Thiết kế hệ thống đẩy[1]
- Sau khi sản phẩm được làm nguội, khuôn được mở ra.
Sản phẩm vẫn bị dính trên cối khuôn do sự hút của chân
không, khi đó cần có một hệ thống để đẩy sản phẩm ra

50. Các loại hệ thống đẩy[1]
- Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy(thông dụng nhất )
Các loại chốt đẩy
 Khoảng đẩy >5÷10 mm so với chiều cao sản phẩm

51. Các loại hệ thống đẩy(tt)[1]
- Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy :Dùng để đẩy sản
phẩm có thành mỏng và hình dáng phức tạp

52. Các loại hệ thống đẩy (tt)[1]
- Hệ thống đẩy dùng ống đẩy :dùng để dẩy sản phẩm
dạng tròn xoay hoặc tấm mỏng

53. Các loại hệ thống đẩy(tt)[1]
- Hệ thống đẩy dùng tấm tháo:Dùng để tháo những
sản phẩm có hình trụ tròn hay hình hộp chữ nhật có bề
dày thành mỏng

54. Các loại hệ thống đẩy (tt)[1]
- Hệ thống đẩy dùng khí nén: Đối với những sản
phẩm có lòng khuôn sâu như: xô chậu.....

55. Yêu cầu khi thiết kế chốt đẩy[1]
- Tấm đẩy khuôn thường được lắp ở nữa khuôn di động
- Các chốt đẩy thường bố trí ở góc cạnh gân của sản
phẩm
- Khoảng đẩy phải lớn hơn từ 5 10 mm so với chiều cao
của sản phẩm được lấy ra từ khuôn
- Các đỉnh chốt đẩy nên nằm ngang so với mặt phân
khuôn.

56. IX. Thiết kế hệ thống làm nguội[1]
- Nhựa lỏng sau khi vào khuôn phải được làm nguội
thật nhanh để đạt được hình dạng mà ta mong
muốn .Nếu làm nguội không tốt thì nhựa nóng sẽ gia
nhiệt cho khuôn và thế là quá trình định hình kéo dài
làm tăng thời gian chu kỳ ép phun .Do đó ,hệ thống làm
nguội có vai trò hết sức quan trọng vì nó quyết định
toàn bộ chu kỳ ép phun

57. Các phương pháp làm nguội[1]
- Làm nguội bằng khí :

58. Các phương pháp làm nguội[1]
- Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp ethylene
glycol và nước .

59. Thiết Kế kênh làm nguội (tt)[1]
- Những điều cần lưu ý khi thiết kế kênh làm
nguội:
+ Đảm bảo làm nguội điều trên toàn sản phẩm
+ Kênh dẫn nguội nên được đặt gần lòng khuôn
+ Đường kính kênh dẫn nguội không nên thay
đổi trên toàn bộ chiều dài kênh
+ Nhiệt độ chênh lệch giữa đầu vào và đầu ra
nên nằm trong khoảng (2-30
)
+ Kênh dẫn nguội phải được khoan có độ nhám
để tạo sự chảy rối trong khuôn

60. Thiết kế kênh làm nguội(tt)[1]
- Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế:

61. X. Vật liệu làm khuôn[5]
 Trong việc thiết kế và chế tạo khuôn thì lựa chọn vật
liệu làm khuôn là một điều cực kỳ quan trọng quyết
định tới chất lượng, tuổi thọ và sự phù hợp của
khuôn. Với mỗi loại sản phẩm của khuôn có tính
chất vật liệu và đặc điểm khác nhau sẽ tương ứng
có các vật liệu làm khuôn khác nhau

62. XI. Lắp ghép các tấm khuôn với nhau

63. XII/ Bản vẽ thiết kế[3]
S TT TEÂN GOÏI TEÂN GOÏI KHAÙC S L
1 Top Plate Taám traàn 1
2 Runner Plate Taám giöït ñuoâi keo 1
3 Cavity Plate Taám caùi 1
4 Core Plate Taám ñöïc 1
5 Support Plate Taám ñôõ 1
6 Spacer Goái ñôõ 2
7 Ejector Plate Taám ñoäi treân 1
8 Ejector Retainner Taám ñoäi döôùi 1
9 Bottom Plate Taám ñaùy 1
10 Guide Pillar Choát bung 4
11 Guide Bushing Baïc daãn höôùng 12
12 Guide Pin Choát daãn höôùng 4
HÌNH 7.1

64. B.THIẾT KẾ QUY TRÌNH CHẾ TẠO
1. Theo phương pháp truyền thống
CAMQuy trình thiết kế & chế tạo khuôn theo
phương pháp truyền thống trải qua
những bước sau:
Ép thửÉp thửGiao hàng
CAMCAD

65. a.Các bước tiến hành
thiết kế với CAD
Tự động phát
thảo bản vẽ
Xây dựng mô
hình hình học
Đánh giá
thiết kế
Phân tích
kỹ thuật

66. b.Sản xuất với trợ giúp của máy
tính CAM
Computer-aided manufacturing (CAM) dùng để chỉ
những phần mềm dùng để sinh ra những đoạn mã (code)
hợp lệ cho máy CNC và được máy CNC cắt theo một
hình dạng đã được thiết kế trước bởi hệ thống
computer-aided design (CAD).(2)
Ứng dụng của CAM
được chia làm 2 loại
chính:
+ Điều khiển sản xuất
+ Lập kế hoạch sản xuất

67. c.Lập kế hoạch sản xuất (4)c.Lập kế hoạch sản xuất (4)
CAM
•Ước lượng giá thành sản phẩm.
•Lập kế hoạch quá trình với sự trợ
giúp của máy tính.
•Các hệ thống dữ liệu gia công
máy tính hóa.
•Lập trình với sự trợ giúp của máy
tính.
•Xây dựng các định mức lao động.
•Cân bằng dây chuyền lắp ráp với
sự trợ giúp bằng máy tính.
(COMSOAL & CALB)
•Lập kế hoạch sản xuất và quản lý
tồn kho.

68. 2.Theo phương pháp hiện nay
GIAO HÀNG
CAD
CAE
CAM
ÉP THỬ
CAE

69. 2.sản xuất với sự giúp đỡ của CAE(4)
CAE là thuật ngữ viết tắt của cụm từ "Computer
Aided Engineering" dịch ra tiếng Việt là "Môn công
nghệ với sự hỗ trợ của máy tính". (4)
CAE 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 v.v...

70. Quy trình thiết kế với CAE tối ưu đường kính kênh dẫn.

71. a. Mô hình 8 KTH sau cân bằng b. Mô hình 16 KTH với kênh dẫn hinh thang

72. Đường kính kênh dẫn – qui đổi tiết diện tròn sang hình thang

73. Đảm bảo điều kiện
cân bằng dòng
Hiệu quả áp dụng phương pháp thiết kế CAD/CAE
Đảm bảo chất lượng
đồng đều cho tất cả
các sản phẩm.
Cho phép giảm đáng
kể thể tích vật liệu
nhựa tiêu hao trên
HTKD
Cho phép giảm đáng
kể thể tích vật liệu
nhựa tiêu hao trên
HTKD
Thời gian chu kỳ và áp
lực ép phun giảm, do
đó giảm tiêu hao
nguyên nhiên liệu, tăng
năng suất, hạ giá thành
sản phẩm.
Kết luận

74. Tài liệu tham khảo
1. Giáo trình khuôn mẫu : Th.s Hoàng tiến Dũng
2. Thiết kế khuôn cho vật liệu polime : Nguyễn Thắng Thức
3. Thiết kế sản phẩm nhựa và khuôn ứng dụng phần mềm
solidwoks : Nguyễn tấn cương _Trần Diễm
4. Áp dụng phương pháp thiết kế CAM/CAE trên đường kính
kênh đẫn nhựa cho khuôn ép 16 sản phẩm:
Đoàn Thị Minh Trinh (1), Vũ Hồng Thủy (2), Lê Quang Bình (1)