ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
MỤC LỤC
Trang
-Lời nói đầu
-Mục lục
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỂ VẬT LIỆU NHỰA VÀ SẢN PHẨM THIẾT KẾ
1.1.Tổng quan về Nhựa
1.1.Tìm Hiểu Vật Liệu Nhựa
1.2.Một Số Loại Nhựa Thông Dụng
1.3.Các Khuyết Tật Của Nhựa Và Cách Khắc Phục
1.4.Sản phẩm thiết kế
CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ KHUÔN VÀ MÁY ÉP NHỰA
2.1. Tổng quan về Khuôn và Các kiểu Khuôn cơ bản
2.2.Các Chi Tiết khuôn cơ bản
2.3.Cấu tạo Máy ép nhựa
2.4.Hệ thống Cấp nhựa
2.5.Hệ thống làm nguội
CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VỀ KHUÔN ÉP CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CẤU KHUÔN
CHƯƠNG V: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PROENGINEER 4.0 TRONG VIỆC THIẾT
KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 1 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
CHƯƠNG I: TÌM HIỂU VỀ VẬT LIỆU NHỰA VÀ SẢN PHẨM THIẾT KẾ
1.1. Tìm Hiểu Vật Liệu Nhựa:
1.1.1. Phân loại vật liệu nhựa:
Trong sản xuất, vật liệu nhựa được chia thành 2 loại: nhựa nhiệt dẻo và nhựa phản ứng nhiệt
(nhựa nhiệt rắn).
Hình I.1. Phân loại vật liệu nhựa
a. Nhựa nhiệt dẻo được sử dụng rất phổ biến, có thể tái sử dụng nhiều lần tuy nhiên sẽ mất
dần chất lượng.
dạng nhiệt
0.92
65
1
100
140
500
45.5
0.935
75
2
110
180
300
85
0.95
85
3
120
250
100
65
0.96
95
4
130
400
20
80
b. Các tính chất đặc trưng của nhựa PE:
Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặt biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao.Dòn ở
nhiệt độ thấp.Dễ phá huỷ bởi UV.Dễ cháy.
Tính chất điện : cách điên tần số cao tốt.
Tính ứng suất nứt tốt.
Tính chất bám dính kém.
Tính chất gia công ép phun tốt
.Các tính chất khác : không mùi, không vị, không độc, rẻ .
c. Ứng dụng :
Dùng độ cứng : nắp chai nước ngọt, thân nắp bút mực, hộp nữ trang, két bia, hộp đựng thịt, …
Dùng kháng hoá chất : chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp thùng chứa dung
môi.
Dùng cách điện tần số cao : làm vật liệu cách điện tần số cao, tấm, vật kẹp cách điện.
Dùng trong ngành dệt, v.v…sợi dệt PP, dép giả da đi trong nhà.
1.2.3.Nhựa PS (plystyrene)
a. Đặc trưng:
• Vô định hình.
• Độ bền cao, chịu va đập kém.
b. Cấu trúc phân tử và tính chất :
• Phân cực và kết tinh: không phân cực, tính chất cách điện tốt , độ kết tinh
thấp, độ trong suốt cao .
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 4 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
• Tính chất cơ học: không màu, trong suốt, dể tạo màu, độ cơ bền thấp, độ
giản dai tốt, độ bền va đập kém.
• Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng thấp - tạo khí đen
• Tính chất điện: tính chất cách điện ở tần số cao tốt.
• Hoà tan trong benzen, aceton, …
• Ép phun : dễ cháy và ổn định ở nhiệt độ cao - dễ gia công ép phun loại GP
(General purpose) = sản phẩm thông dụng
• HG (kháng nhiệt) : sản phẩm kháng nhiệt
• Trọng lượng nặng hơn so với một số chất dẻo khác.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 5 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
• Cách điện tần số cao kém, độ bền ổn định nhiệt kém.
• Độc (khí HCL thoát ra trong quá trình do phân hủy nhiệt).
• Độ bền va đập kém, độc với chất độn, chất monomer còn lại trong PVC.
b. Các ứng dụng của nhựa PVC :
• Sản phẩm cứng : ống nước, màng mỏng cứng, tấm cứng .
• Sản phẩm mềm : ống nước, tấm .
• Không độc dung : chai lọ chất dẻo, thùng chứa thực phẩm, màng mỏng, bao bì
thực phẩm.
1.2.6.Nhựa PA (Polyamide):
a. Các loại PA được sử dụng : nylon 6, 66; 610; 612; 11;12.
Tên gọi Cấu trúc
Nylon 6
Nylon 66
Nylon 11
Nylon 6.10
Nylon 12
Nylon 6.12 (copolymer)
[NH(CH
2
)
5
CO]
n
[NH(CH
2
)
6
)
6
NH- CO(CH
2
)
11
CO]
n
b. Cấu trúc phân tử và tính chất
• Cấu trúc phân tử và độ kết tinh: có kết tinh (do nối Hydrogen mạnh) –tính chất
cơ học tốt.
• Tính chất vật lý: có màu trắng sữa, tỷ trọng 1.15-1.17, độ giãn dài cao, độ bền va
đập, độ kháng mài mòn thấp, độ hấp thụ nước cao.
• Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến dạng nhiệt thấp .
• Tính chất điện: cách điện tốt.
• Hóa tính : kháng hoá chất tốt, độ hấp thu nước cao.
• Ép phun : tạo nhanh độ kết tinh cao, làm giãm độ nhớt ở điểm nóng chảy.
• Các tính chất khác : không vị, không độc
c. Một vài ứng dụng của nhựa PA:
Dùng để sản xuất các chi tiết chịu cơ học, chi tiết cho phụ tùng xe hơi, ống dẫn, tấm,
sợI Nylon .
1.2.7.Nhựa PC (Plycarbonate)
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 6 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
a. Cấu trúc phân tử và tính chất.
Phân cực phân tử : chứa nhóm phân cực mạnh.
Có độ kết tinh cao.
Tính chất cơ lý : độ giãn dài cao, độ bền uốn, độ nén ép cao.
Tính chất nhiệt : độ bền nhiệt rất tốt, chịu lạnh ở -100 °C, về độ cháy, không cháy và tự tắt.
Tính chất điện : vật liệu cách điện tốt ở nhiệt độ cao .
nóng
Mềm ở
nhiệt độ
cao
4 PVC Có Khó Vàng
,xanh lục
ở đáy
Không Trắng Hăng Dễ hàn
gắn
5 PS Có Dễ Da cam Có Bồ
hóng
Dịu Khói bẩn
6 PF Không Khó Vàng Không Ít Khét Lửa sủi
1.2.9.Các thông số quan trọng của vật liệu:
Bảng nhiệt độ gia công
Stt Nhựa Tên đầy đủ Nhiệt độ khuôn
0
C
Nhiệt độ ở
cuối piston-vít
o
C
1 PP Polyropylene 10-80 220-235
2 PS Polystyrene 10-75 200-280
3 ABS Styren co-polymers 10-80 200-280
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 7 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
4 PVC Polyvinyle-chlorid 20-60 170-200
5 PMMA Polymethyl metacrylace 30-70 190-240
6 PA 6 Polyamide (nylon 6) 50-80 250-280
2 ABS 0.4-0.7 1.06
3 LDPE 1.5-5.0 0.954
4 HDPE 1.5-3.0 0.92
5 PP 1.0-2.5 1.15
6 PVC mềm >0.5 1.38
7 PVC cứng 0.5 1.38
8 PMPA 0.1-0.8 1.18
9 POM 1.9-2.3 1.42
10 PPO 0.5-0.7 1.06
11 PC 0.8 1.2
12 PA 6 0.5-2.2 1.14
13 PA 66 0.5-2.5 1.15
14 PF 1.2 1.4
15 MF 1.2-2.0 1.5
16 MPF 0.8-1.8 1.6
17 UP 0.5-0.8 2.0-2.1
18 EP 0.2 1.9
Bảng chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 8 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
Stt Vật liệu Chiều dày min (mm) Chiều dày trung
bình(mm)
Chiều dày
max(mm)
1 PA 0.36 1.6 3.2
2 PC 1.0 2.4 9.5
3 LDPE 0.5 1.6 6.4
4 HDPE 0.9 1.6 6.4
5 PP 0.63 2.0 7.5
6 PS 0.76 1.6 6.4
3. Sản phẩm co rút nhiều. - Tăng thời gian áp suất giữ.
- Tăng áp suất nén ép.
- Giảm nhiệt d0ộ xilanh.
- Giảm nhiệt độ khuôn.
- Tăng kích thước kênh nhựa
chính và phụ, cổng nhựa.
- Cố gắng cân đối độ đầy đồng
đều của thành sản phẩm.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 10 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
Hình 2
Hình 1
Hình 3
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
4. Sản phẩm bị vênh. - Tăng thời gian giữ khuôn.
- Điều chỉnh nhiệt độ khuôn
phần đực và cái đều nhau.
- Thay đổi vị trí chỗ lối sản
phẩm ở sản phẩm.
- Giảm áp suất giữ.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
- Giảm hệ giãn dài của hệ kênh
nhựa.
5. Sản phẩm dòn và dể vở. - Kiểm tra độ đồng nhất
nguyên liệu hay độ phân huỷ
của nguyên liệu nhựa.
- Giảm độ góc cạnh trên đường
chảy nhựa vào khuôn.
- Tăng nhiệt độ nguyên liệu.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
6. Sản phẩm có vết đường nhựa chảy,các
đều.
- Xem xét khả năng máy (về
trong lượng phun, áp suất lực
khuôn, khoảng chạy lấy kéo
nằm trong cho phép của
máy… ).
9. Sản phẩm bị bọng. - Điều chỉnh các thông số theo
sản phẩm không liền đầy
khuôn và cộng thêm các phần
sau: Kiểm tra phần thoát khí
trong khuôn.
- Xem lại vị trí gate.
- Giảm tốc độ ép phun.
- Kiểm tra độ ẩm của nguyên
liệu.
- Kiểm tra các phụ gia trộn với
nguyên liệu.
10. Sản phẩm bị dính khuôn. - Giảm áp suất ép phun.
- Kiểm tra bề mặt các nôi
khuôn, cần đánh bong.
- Kiểm tra bộ phận lói đúng.
- Kiểm tra các góc cạnh của
cốc khuôn.
1.3.2.Nhựa PS (Poystyrene), Pshi, San:
Khuyết tật Cách khắc phục
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 12 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
Hình 8
Hình 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
1. Sản phẩm có viết màu (theo đường
- Giảm nhiệt độ khuôn.
- Tăng kích thước cổng phun, đường
nhựa chảy, cổng nhựa.
- Giảm bề ngang cổng nhựa.
- Xem xét lại vị trí cổng nhựa
tăng áp suất ngược.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 13 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
4. Sản phẩm bị bavia. - Giảm áp suất ép phun.
- Tăng áp lực kẹp khuôn.
- Giảm tốc độ ép phun.
- Giảm nhiệt độ xi lanh cho phù hợp.
- Giảm nhiệt độ khuôn.
- Kiểm tra bề mặt phần ép khuôn hay
các phần lắp gép trong khuôn.
5. Sản phẩm có đường hàn, có dòng nhữa
chảy yếu.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
- Tăng tốc độ ép phun.
- Tăng nhiệt độ nguyên liệu (xilanh).
- Tăng áp suất ép phun.
- Tăng phần thoát khí ở khuôn và
máy.
- Tăng kích thước cuống phun,
đường chảy nhữa và cổng nhữa.
6. Sản phẩm bị dòn. - Nguyên liệu nhữa cần sấy khô
trước.
- Giảm nhiệt độ xilanh.
- Kiểm tra độ tinh khiết của nguyên.
liệu(độ lẫn lộn các nguyên liệu,
trước khi ép phun.
- Giảm tốc độ ép phun.
- Điều chỉnh nhiệt độ xy lanh.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
- Mở lớn độ béc phun keo.
- Tăng kích thước cuống phun,
đường nhữa chảy và cổng nhữa.
- Kiểm tra độ nhạy của nhiệt đồng hồ
béc phun.
10. Sản phẩm có vết chảy tại đường hàn
các dòng nhửa chảy.
- Giảm tốc độ ép phun.
- Điều chỉnh nhiệt độ nguyên liệu.
- Giảm tốc độ lấy keo.
- Giảm áp suất ngược.
- Mở rộng lỗ béc phun.
- Tăng kích thước cuống phun,
đường nhữa chảy, cổng nhữa.
- Giảm áp suất ép phun.
- Xem xét vị trí cổng nhữa.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 15 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
Hình 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
11. Sản phẩm bị bong bề mặt (có lợp vỏ
ngoài trên bề mặt sản phẩm).
- Kiểm tra độ đồng nhất và sạch
nguyên liệu.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
- Nguyên liệu cần sấy khô.
- Tăng nhiệt độ xy lanh.
- Tăng áp suất ép phun.
- Giảm nhiệt độ xy lanh.
- Tăng phần thoát khí trong khuôn
hay trong máy.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 16 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
15. Sản phẩm bị dính trong khuôn khi lấy
sản phẩm.
- Giảm áp suất ép phun.
- Giảm thời gian áp suất giữ.
- Tăng thời gian làm nguội tức là
tăng chu kỳ ép.
I.3.3.Nhựa ABS (Acrylonitril Butadiene Styrene):
Khuyết tật Cách khắc phục
1. Sả
n phẩm không liền đầy khuôn.
Hình 1
- Tăng áp suất ép phun.
- Tăng nhiệt độ xy lanh.
- Tăng kích thước béc phun (lỗ bơm keo).
- Kiểm tra béc phun bị dơ, bẩn.
- Kiểm tra phần thoát khí ở khuôn hoặc
máy.
- Tăng kích thước đường nhữa chảy chính
và phụ (runner) cổng nhữa (gate).
- Tăng nhiệt độ khuôn.
2. Sản phẩm có bong khí tại đường
chảy nhữa nối lại các bẫy khí,
các vết cháy.
- Tăng áp suất ép phun.
- Kiểm tra kích thước cổng nhựa đủ lớn.
2. Sản phẩm có vết ổ cam xung
quanh cổng nhựa.
- Giảm thời gian giữ
- Giảm áp suất ep phun.
- Điều chỉnh biến thiên áp suất ép phun
phù hợp.
- Tăng giảm nhiệt độ xylanh.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
3. Sản phẩm có vết mờ, nối
đường chảy nhựa.
- Giảm nhiệt độ nguyên liệu(xylanh)
- Tăng kích thước đường chảy nhựa
- Tăng kích thước cổng nhựa tăng nhiệt
độ khuôn.
- Kiểm tra việc chảy không đồng nhất
xung quanh lõi khuôn đực(nếu có).
4. Sản phẩm đường hàn nối các
dòng nhựa nóng chảy kém.
- Tăng nhiệt độ xylanh.
- Tăng kích thước nước chảy nhựa.
- Kiểm tra vị trí cổng nhựa phù hợp và mở
rộng kích thước cổng nhựa.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
5. Sản phẩm bị ba via. Hình 2. - Giảm nhiệt độ xylanh
- Giảm tốc độ ép khuôn.
- Kiểm tra điểm chuyển đổi áp suất.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 18 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
6. Sản phẩm phồng rộng hay lỗ
- Giảm áp suất làm nguội.
- Giảm thời gian áp suất giữ.
10. Sản phẩm có đốm đen nhưng
không thành vết biến màu.
- Làm vệ sinh xylanh.
- Giảm tốc độ giai đoạn ép đẩy.
11. Sản phẩm bị tách lớp. - Bảo đảm nhựa rửa PE đã ra khỏi hết
nòng xylanh.
- Tăng nhiệt độ xylanh.
- Tăng tốc độ ép phun.
- Tăng kích thước cổng nhựa.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 19 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
II.4.Phân Tích Sản Phẩm Thiết Kế
II.4.1.Tìm hiểu sản phẩm thiết kế:
● Sản phẩm mà ta cần thiết kế ở đây là Chuôi Đèn.
Đặc điểm của sản phẩm:
● Chi tiết là một sản phẩm có ren trong, nên đòi hỏi độ chính xác cao vì cần lắp ráp với một
chi tiết khác nữa.
● Đây là một chi tiết có ren, nên trên thân của chi tiết còn có các gân dùng để vặn chi tiết này
vào chi tiết khác.
● Ngoài ra chi tiết này rất nhỏ gọn và rất dễ sử dụng.
II.4.2.Vật liệu sử dụng:
Trong thực tế người ta thường sử dụng loại nhựa PS để làm sản phẩm Chuôi Đèn và các chi
tiết khác như: ly, hộp, vỏ thùng cách điện, ống dây cách điện… vì những lý do sau đây:
● Có độ cứng khá tốt.
● Dễ gia công bằng phương pháp ép phun hoặc đúc áp lực.
● Chịu ăn mòn hóa học tốt và không phân cực.
● Và quan trọng hơn tính cách điện rất tốt.
II.4.3.Về mặt kỹ thuật:
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
Hình 2.5 Hai bộ phận chính của khuôn.
Ngoài ra khuôn còn có các chi tiết khác như:
II.2. Các kiểu khuôn Cơ Bản:
II.3. Các Chi Tiết Khuôn Cơ Bản:
Hiện nay có rất nhiều tiêu chuẩn khuôn nổi tiếng như Hasco, Futaba, D-M-E, Misuni,
LKM…mỗi tiêu chuẩn đều có những kết cấu và những đặc thù mang tính riêng biệt. Nhưng
nhìn chung về mặt cơ bản tất cả các tiêu chuẩn đều có nhiều phần giống nhau. Trong đồ án này
sử dụng chủ yếu là theo tiêu chuẩn Hasco.
Sau đây là các chi tiết Khuôn Cơ Bản:
I.3.1.Bộ Khóa Khuôn, Giảm Xóc:
Bộ khóa khuôn truyền các lực dọc trục qua lực ma sát giữa ống nhựa và thành lỗ trên khuôn.
Lực ma sát luôn thay đổi và có thể điểu chỉnh bằng bulong côn sao cho phù hợp với yêu cầu.
Bộ khóa khuôn đã được thử vả kiểm tra nên có thể sử dụng cho khuôn có 3 thớt rất thuận lợi.
Bộ khóa khuôn cũng có thể được dùng như một “ cái thắng an toàn” nếu có sự hoạt dộng của
các bộ phận khác bị trậm trễ, hoặc như một bộ giảm xốc chống lại sự va chạm mạnh giữa các
thớt khuôn.
Sai số của lỗ khoan trong mức cho phép H7/H11
Phấn lỗ khoan phải được doa láng bề mặt và vát cạnh ở mép lỗ hoặc sử dụng bạc ti cứng.
Lực yêu cầu cần thiết được điều chỉnh bằng cách xiết chặt hay nới lỏng bulông côn.
Gắn chặt vòng nhựa vào mặt thớt khuôn chuẩn của cạnh di chuyển sâu khoảng 3 cm.
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 23 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
BỘ PHẬN DI ĐỘNG
BỘ PHẬN CỐ ĐỊNH
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NHỰA CÓ REN
Kích thước các bộ khóa khuôn
No D d1 M B L H
FD _ 13 13. 0 10. 6 6. 0 5. 0 20. 0 4. 2
FD _ 16 16. 0 14. 0 8. 0 6. 0 25. 0 4. 8
FD_ 20 20. 0 14. 0 8. 0 6. 0 25. 0 4. 8
Dùng để lấy sản phẩm ra khỏi khuôn khi mở khuôn.
.
Một vài ty lói thông dụng(theo tiêu chuẩn Hasco).
STT T ÊN d1(mm) l1(mm) d2(mm) k(mm) r(mm)
1 Z40/0.
8X50
0. 8 50 2. 5 1. 2 0. 2
2 Z40/1x160 1 160 2. 5 1. 2 0. 2
LỚP: CĐ CK 07B - Trang 25 - GVHD: NGUYỄN TẤN HÙNG
Hình 3. 4: Ejector Pin: Ty lói Z40
Copyright: Tài liệu đại học ©