Ủy ban Nhân dân Tp. Hồ Chí Minh
SỞ KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ BÁO CÁO KẾT QUẢ
TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG

Đề tài nghiên cứu KH – CN năm 2005 Ứng dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ MIỆNG PHUN, VÙNG DỒN NÉN KHÍ-
KÍCH THƯỚC KÊNH DẪN NHỰA - HỆ THỐNG GIẢI NHIỆT

HP LÝ CHO KHUÔN ÉP PHUN NHỰA Cơ quan chủ trì : Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM
Chủ nhiệm đề tài : PGS. TS. Đoàn Thò Minh Trinh
Đơn vò - Cán bộ phối hợp chính :
PTN CAD/CAM, Trường ĐHBK : ThS. Nguyễn Văn Thành
KS. Lê Quang Bình
Cty TNHH SX-TM Thiên Long : KS. Trần Văn Hùng
KS. Vũ Hồng Thủy
Cty Cổ phần Nhựa Sài Gòn : KS. Phan Văn Thanh


Phần B : Áp dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
thiết kế khuôn sản phẩm TỦ ĐẦU GIƯỜNG NHỰA PP

B1. Xác đònh vò trí, số lượng Miệng phun - vùng DNK 50
B2. Xác đònh kích thước HTKD nhựa đảm bảo cân bằng dòng 64
B3. Xác đònh sự phân bố hợp lý cho HT giải nhiệt 71
B4. Kết quả thực nghiệm ép phun sản phẩm 79 BÁO CÁO
Hiệu quả kỹ thuật – kinh tế
Áp dụng Qui trình – Phương pháp thiết kế CAD/CAE
+ Báo cáo hiệu quả kỹ thuật - kinh tế áp dụng Qui trình - Phương pháp thiết kế CAD/CAE
cho bộ khuôn16 sản phẩm Nắp bút nhựa ABS
101
+ Báo cáo hiệu quả kỹ thuật - kinh tế áp dụng Qui trình - Phương pháp thiết kế CAD/CAE
cho bộ khuôn sản phẩm Tủ đầu giường nhựa PP 105

QUI TRÌNH – PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CAD/CAE

(hoàn thiện)
+
Qui trình thiết kế xác đònh vò trí, số lượng Miệng phun, vùng dồn nén khí theo công nghệ
CAD/CAE/CAM
106
+ 4

Phần A1 :
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, SỐ LƯNG MIỆNG PHUN - VÙNG DNK1. Giới thiệu Sản phẩm và mô hình phân tích
2. Phân tích vò trí Miệng phun
3. Chọn vò trí Miệng phun
4. Phân tích chế độ ép phun, đánh giá vò trí Miệng phun
5. Phân tích dòng chảy

chức năng Gate Location bao gồm các bước sau :
- Bước 1 : Nhập mô hình phân tích
- Bước 2 : Tạo lưới cho mô hình phân tích
- Bước 3 : Chọn phương thức gia công
- Bước 4 : Xác lập các thông số cho VL nhựa
- Bước 5 : Chọn chế độ ép phun sơ bộ
- Bước 6 : Chọn chức năng phân tích vò trí Miệng phun (Gate Location)
- Bước 7 : Thực hiện phân tích vò trí Miệng phun

Bước 1: Nhập mô hình phân tích
Để nhập dữ liệu CAD về Sản phẩm vào chương trình phân tích CAE, cần chuyển đổi dữ liệu
CAD thành đònh dạng chuẩn trao đổi dữ liệu IGES; STL; hoặc STEP để thực hiện phân tích
trên Miệng phunI. Thủ tục nhập mô hình phân tích trên Miệng phunI gồm các bước tóm tắt
trong Bảng A1.1.
Bảng A1.1 : Qui trình xác đònh vò trí Miệng phun
Bước
Thực hiện
Bước 2 : Tạo lưới cho mô hình phân tích
Chia lưới cho mô hình phân tích như sau :
vào ô Enter global edge length (hình
A1.4), sau đó Pick nút Preview để xem
các nút trên mô hình. Nếu đồng ý chọn
Mesh.

- Nếu trước đó ta đã chia lưới thì đánh dấu vào ô Remesh (hình A1.4).
Hình A1.4 : Hiệu chỉnh kích thước lưới
Hình A1.3 : Mô hình sau khi tạo lưới Bước 3 : Chọn phương thức gia công
Kích Analysis →
→→
→ Set Molding Process
→
→→
→
Themoplastics Injection
Molding để chọn kiểu phân
tích ép phun nhựa nhiệt dẻo
(hình A1.5).


Pick vào nút Details… chúng ta có các thông số của VL nhựa như sau :
Hình A1.5: Chọn phương thức gia công
Hình A1.6 : Hộp thoại chọn VL nhựa
8


Hỡnh E1.10 : Thoõng soỏ nhieọt cuỷa VL nhửùa 10
Hình A1.12 : Cô tính cuûa VL nhöïa

Bước 5 : Chọn chế độ ép phun sơ bộ để xác đònh vò trí Miệng phun. Để phân tích xác
đònh vùng thích hợp đặt Miệng phun, cần xác lập chế độ ép phun sơ bộ theo gợi ý của
nhà cung cấp VL nhựa (hình A1.13).


3.
Chọn vò trí Miệng phunXem xét kết quả phân tích vùng thích hợp đặt
Miệng phun (hình A1.16) chúng ta thấy rằng

Hình A1.14 : Chọn chức năng phân tích Gate Location

Hình A1.15 : Phân tích
Gate
Location
Hình A1.13 : Chọn chế độ ép phun sơ bộ phục vụ phân tích Gate
LocationHình A1.16: Kết quả phân tích Gate 12

không nên đặt Miệng phun tại vùng trung tâm màu đỏ vì với vò trí này giải pháp thiết kế mặt
phân khuôn sẽ rất phức tạp và khó thực hiện. Ngoài ra với sản phẩm này đòi hỏi tính thẩm mỹ
cao ở các mặt ngoài sản phẩm. Do đó vò trí đặt miệng phun được chọn là trên đỉnh của sản
phẩm như hình (hình A1.17).


0
C
–
Thời gian điền đầy đề nghò là 0.576s .Hình A1.17 : Vò trí Miệng phun Hình A1.18:
Kết quả phân tích Molding

Á
p dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”

13

Phần A2 :
XÁC ĐỊNH ĐƯỜNG KÍNH KÊNH DẪN NHỰA
ĐẢM BẢO CÂN BẰNG DÒNG
1. Bố trí KTH và HTKD nhựa
2. Xác đònh kích thước sơ bộ cho HTKD nhựa
3. Thiết lập HTKG nhựa trên mô hình phân tích
4. Phân tích cân bằng kích thước HTKD nhựa
5. Qui đổi tiết diện tương đương
6. Phân tích điền đầy cho mô hình sau qui đổi

Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”

14

Hình A2.3 : Cấu hình 8 KTHD
1

D
2

D
3

D
4

D
5

D
6

Cuống phunHình A2.2: Kết quả quá trình điền đầy không cân bằngÁ
p dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”

15

Trình tự xây dựng mô hình bố trí KTH như sau:
- Bước 1: Nhập mô hình phân tích vào phần mềm Moldflow và chia lưới


Vò trí đặt
miệng phun
Hình A2.5 : Mô hình sau khi hiệu chỉnh lưới Á
p dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”

16

Bước 3 : Xây dựng mô hình phân tích theo bố trí trên khuôn
B3.1 Xây dựng mô hình 4 KTH bằng chức năng Translate/Copy
• Chọn toàn bộ mô hình
• Chọn chức năng Modeling > Move/Copy
• Chọn Close ở họp thoại Selection Tip
• Chọn chức năng Translate/Copy và nhập các thông số như Hình A2.6
• Chọn Apply, ta sẽ có mô hình bố trí 4 KTH Hình A2.6

Number Of Copies : số đối tượng cần Copy (3).

Á
p dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”

17

B3.2 Xây dựng mô hình 8 KTH bằng chức năng Reflect/Copy
Chọn toàn bộ mô hình
Chọn chức năng Modeling > Move/Copy
Chọn Close ở họp thoại Selection Tip
Chọn chức năng Reflect/Copy và nhập các thông số như Hình A2.7
Chọn Apply, ta sẽ có mô hình bố trí 8 KTH như Hình A2.7. 18

2.
Xác đònh kích thước sơ bộ cho HTKD nhựa

Hệ thống kênh dẫn nhựa được thiết kế như Hình A2.3
a. Xác đònh kích thước MP
Kích thước miệng phun là 0.4mm; Kênh dẫn nhựa từ miệng phun di lên phía trên có
dạng hình côn và kích thước gần miệng phun là 2mm và kích thứơc phía trên là
8.7mm.

b. Xác đònh kích thước kênh dẫn nhánh
Theo công thức Stevence :
D
i
=
7,3
4
1
2
1
LW ⋅

(2.1)
chúng ta có :
D
1


2.464*2
1/3
= 3.105 mm
D
4
=
D
3 *
N
1/3=

2.181*2
1/3
= 2.748 mm
D
5
= D
2 *
N
1/3

=

3.105*2
1/3
= 3.92 mm
Các cách thiết kế đoạn thẳng trên phần mềm Moldflow:
Nhập tọa độ 2 điểm vào các ô Coordinate 1 và Coordinate 2, tọa độ điểm thứ 2 có thể
là tọa độ tuyệt đối tính từ gốc tọa độ của mô hình (Absolute) hoặc tính tương đối từ
điểm thứ 1 (Relative).
Sử dụng chế độ truy bắt điểm (Filter) để vễ đoạn thẳng.
Tương tự bằng cách sử dụng
các chức năng vẽ đường
cong (như vẽ cung tròn, vẽ
đường Spline, …) trên phần
mềm Moldflow ta có thể

20

Bước 4: Thiết lập kính tước và chia lưới HTKDtrên Moldflow
Thiết kế MP
Pick nút phải chuột chọn Select
Phóng to mô hình và chọn vào các đoạn thẳng ngắn gần chi tiết
Pick nút phải chuột chọn Propeties
Trên màn hình xuất hiện hộp thoại Moldflow Plastic Insight chọn Yes
Trên màn hình xuất hiện hộp thoại Assign Properties > New > Cold Gate gán
cho các đoạn thẳng này thuộc tính là MP. Hình A2.11 : Chọn vật liệu làm khuôn

thước phần côn từ sản
phẩm đến các kênh dẫn nhánh là 2mm và 8mm.
Phân tích quá trình điền đầy và áp suất ép phun tối đa cần thiết đối với 2 mô
hình phân tích với kích thước HTKD tóm tắt trong bảng A2.1, chúng ta đạt được kết
quả như minh họa trên các Hình A2.13 -A2.16. Hình A2.12 : Mô hình phân tíchD
1

D
2

D
3
D
4
D
5
D
6


Kí hiệu Mô hình phân tích 1
D
1
– D
6
theo tính toán
Mô hình phân tích 2
Thay đổi D
5
và D
6
(D
5
= D
6
)
D
1
2,464 2,464
D

Hình A2.16 : p suất tối đa

Á
p dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”

24

Kết quả phân tích cho thấy quá trình điền đầy trong cả hai trường hợp trên đều
không cân bằng cho nên ta phải tiến hành phân tích cân bằng kích thước cho HTKD
nhằm đạt được cân bằng dòng trong tất cả các KTH.
5. Phân tích cân bằng kích thước HTKD nhựa
Chúng ta tiến hành phân tích cân bằng kích thước HTKD trong 3 trường hợp với các
điều kiện giới hạn kích thước kênh dẫn như trong bảng A2.2.
Bảng A2.2 : Điều kiện giới hạn kích thước kênh dẫn
KTBĐ : Kích thước ban đầu
GHKT : Giới hạn kích thước
Ta tiến hành phân tích cân bằng kênh dẫn với điều kiện cân bằng dòng như sau:
p suất tối đa : 60 Mpa;Gia số tăng giảm kích thước : 0.01 mm
Số lần giải lặp tối đa : 30; Dung sai hội tụ về thời gian điền đầy : 5%; Dung sai hội tụ
về áp suất điền đầy : 5Mpa.


2,748 2,5 – 4,5 2,748 2,5 – 4,5 2,748 2,5 – 4,5
D
5

3,92 3,5 – 5,0 4,00 Không đổi 4,00 Không đổi
D
6

4,37 3,5 - 6,0 4,00 Không đổi 4,00 Không đổi
Đoạn côn 1
2,0-8,7

2,0 – 10,0 2,0-8,7 2,0 – 10,0 2,0-8,7 Không đổi
Đoạn côn 2
2,0-8,7

2,0 – 10,0 2,0-8,7 2,0 – 10,0 2,0-8,7 Không đổi
Cuống phun

3,0-5,0

Không đổi 3,0-5,0 Không đổi 3,0-5,0 Không đổi

Hình A2.17 : Điều kiện phân tích cân bằngÁ
p dụng công nghệ CAD/CAE/CAM
Thiết kế khuôn 16 sản phẩm “Nắp bút nhựa ABS”


2,614 2,675 2,0
D
5

3,523 4,00 4,00
D
6

4,112 4,00 4,00
Đoạn côn 1
2,0 - 5,296 2,0 - 5,377 2,0-8,0
Đoạn côn 2
2,0 - 4,546 2,0 - 4,554 2,0-8,0
Cuống phun
3,0-5,0 3,0-5,0 3,0-5,0
Kí hiệu Tiết diện tròn

Hình thang
D Cạnh dài Cạnh ngắn Chiều cao
D
1
(mm)
3,0 3,91 2,302 3,00
D
2

3,0 3,91 2,302 3,00
D
3