Lời mở đầu
Ngày nay, trên thế giới nhu cầu chất dẻo trong kỹ thuật cũng nh trong dân
dụng ngày càng tăng. Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật, thành tựu phát triển mạnh
mẽ của ngành vật liệu polyme, các nhà sản xuất chất dẻo đã đưa ra thị trường một
lượng chất dẻo phong phú nhiều chủng loại với các tính chất hơn hẳn các loại vật
liệu khác đó là nhẹ, bền, đẹp dễ gia công Do sự xuất hiện lượng chất dẻo lớn
nên hàng loạt sản phẩm được sản xuất từ vật liệu chất dẻo ngày càng đa dạng và
phong phú, giá trị sử dụng của các loại sản phẩm này xâm nhập vào mọi lĩnh vực
của nền kinh tế và dân dụng. Khi chất lượng cuộc sống ngày càng cao thì yêu cầu
về chất lượng và giá thành của các sản phẩm từ nhựa càng khắt khe hơn. Điều này
thách thức các nhà sản xuất và gia công. Cũng vì thế ngành công nghiệp khuôn
mẫu đã ra đời để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay, trên thế giới ngành công nghiệp
này phát triển rất mạnh mẽ, đã cho ra nhiều sản phẩm chất lượng cao và giá
thành hạ.
Lĩnh vực thiết kế khuôn mẫu cho sản phẩm nhựa là một lĩnh vực kỹ thuật rất
mới mẻ đối với nước ta. Trong các năm 1991-1994 Viện máy và dụng cụ công
nghiệp (IMI) được tiếp nhận dự án UNDP/UNIDO - VIE/87/021 về "Chuyển giao
công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu ". Cho đến nay, lĩnh vực
khuôn mẫu ở nước ta đã phát triển rất mạnh, cũng đã tạo ra được nhiều sản phẩm
có chất lượng cao sử dụng trong các ngành công nghiệp và hàng dân dụng.
Trước đây việc chế tạo khuôn mẫu phải nhờ vào bàn tay tài hoa của những
người thợ, nhưng cho đến nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật
đã cho ra đời các phương pháp gia công mới như lập trình gia công tự động trên
máy CNC(công nghệ CAD/CAM-CNC), gia công trên máy xung EDM nhờ đó
chúng ta có thể chế tạo những lòng khuôn phức tạp và có độ chính xác cao để tạo
ra những sản phẩm đáp ứng được với nhu cầu của thị trường.
Để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ chất dẻo cũng như lĩnh vực khuôn mẫu
trong đồ án tốt nghiệp này em tìm hiểu về công nghệ chế tạo một sản phẩm chất
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
1
dẻo cụ thể đó là sản phẩm "nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP" và thiết kế khuôn

chút Ýt trong khi đại phân tử của nó tiếp tục tăng.
-Các chất độn gia cường ( dạng bột, dạng sợi ngắn ) nhằm tăng cơ tính cho vật
liệu.
-Các chất phụ gia tăng cường phù hợp cho mục đích sử dụng ( chất ổn định, chất
bôi trơn, chất hoá dẻo ).
-Chất tạo màu.
Trong các thành phần trên chủ yếu là các chất cao phân tử. Vì vậy người ta
thường lấy tên của chất cao phân tử gọi tên cho vật liệu chất dẻo Polyetylen.
Đại phân tử: Là phân tử của các hợp chất hữu cơ được tạo thành từ một số lượng
lớn nhóm các nguyên tử cùng loại, còn được gọi là cụm đơn phân tử mối liên kết
giữa chúng là mối liên kết điện hoá.
Nếu cụm đơn phân cùng loại: Chất cao phân tử đồng chất ( polymer đồng nhất)
Nếu cụm đơn phân tử khác loại: Chất đồng trùng hợp (Copolymer).
1.2.PHÂN LOẠI CHẤT DẺO.
a)Theo công nghệ gia công
Người ta phân chất dẻo thành 2 loại: chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn.
*.Chất dẻo nhiệt dẻo: Là loại vật liệu dưới tác dụng của nhiệt hoặc dung môi thì
nó nóng chảy hoặc hoà tan. Khi làm nguội cho bay hơi dung môi thì nó trở lại trạng
thái ban đầu. Loai này tái sinh được.
*.Chất dẻo nhiệt rắn: Là loại vật liệu mà nguyên liệu ban đầu sẽ nóng chảy và
hoà tan được khi có nhiệt hoặc dung môi tác dụng. Nhưng khi gia công thành sản
phẩm hoặc bán sản phẩm thì nó chuyển sang trạng thái rắn. Không nóng chảy và hoà
tan nữa.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
3
Sở dĩ có hiện tượng đó vì trong quá trình gia công dưới tác dụng của nhiệt và các
nhân tố hoá học được trộn trong nguyên liệu ban đầu, chúng gây ra phản ứng hoá
học với nhau được gọi là phản ứng khâu mạch. Loại này không tái sinh được.
b)Theo cấu trúc phân tử
*.Cấu trúc của nhiệt dẻo ở dạng sợi:

2
, chất dẻo thuỷ tinh và vật liệu phân lớp từ 200-250 N/mm
2
.
1.3.1.2.Độ giãn dài do đứt.
Đó là tỷ lệ độ giãn dài đo được khi kéo. Giá trị độ giãn dài khi đứt đối với
chất dẻo dai đạt 50-150%.
1.3.1.3.Độ bền nén
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
4
Là tỷ lệ giữa lực nén cần thiết làm vỡ mẫu thử đặt dưới đó trong quy trình chất
tải nén.
-Đơn vị: N/mm
2
-Ký hiệu: δ
n
1.3.1.4.Độ bền uốn.
Đặc trưng cho sự chống đối của vật liệu với sự tác dụng phối hợp của lực nén
và lực kéo. Giá trị của nó thường ở giữa độ bền nén và độ bền kéo.
-Đơn vị: N/mm
2
-Ký hiệu: δ
u
1.3.1.5. Độ dai va đập.
Sự chống lại tải trọng động của chất dẻo thường có thể phân tích bằng kết quả
do thu nhận được bằng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập. Có nhiều phương pháp sử
dụng để kiểm tra,xác định độ dai va đập .
-Đơn vị: KJ/mm
2
1.3.1.6.Mô đun đàn hồi.

1.3.2.Tính chất nhiệt học.
Trong sự hình thành các tính chất cơ học và một loạt các tính chất của sản
phẩm chất dẻo, nhiệt độ đóng vai trò rất quan trọng . Các tính chất nhiệt học của vật
liệu làm ra sản phẩm có ảnh hưởng một cách thực sự đến tuổi thọ cũng như sử dụng
các sản phẩm được chế tạo từ chất dẻo.
1.3.2.1.Độ bền nhiệt.
Đó là nhiệt độ mà mẫu thử của vật liệu cần kiểm tra chịu một sự biến dạng
nhất định dưới tác dụng của một tải trọng cơ học đã cho.
1.3.2.2.Độ bền lạnh.
Về phương diện ứng dụng của các sản phẩm chất dẻo chúng ta đã biết vai trò
quan trọng của tính chất này. Giữa độ bền lạnh của các chất dẻo khác nhau có sự
khác nhau rất lớn . Đặc trưng cho sự bền lạnh người ta thường xác định nhiệt độ dạn
vỡ.
1.3.2.3.Độ giãn nở nhiệt.
Hệ số giãn nở tuyến tính của chất dẻo so với thép lớn hơn từ 7
÷
15 lần. Do đó
việc sản xuất khuôn mẫu chất dẻo luôn phải để ý đến điều đó.
-Đơn vị: mm/
0
K.
1.3.2.4.Khả năng dẫn nhiệt.
Chất dẻo có khả năng dẫn nhiệt kém. Việc đạt được nhiệt độ vật liệu đồng
nhất và đều khắp chỉ có thể đạt được khi nung nóng chậm.
1.3.2.5.Nhiệt dung.
Đó là nhiệt độ cần thiết để nâng nhiệt độ 1
0
K cho 1kg chất dẻo. Nhiệt dung
của chất dẻo phụ thuộc vào nhiệt độ.
-Đơn vị: J/kg

-Bền thời tiết tốt: PC, Epoxy , PMMA.
1.4. CÁC ĐẶC TRƯNG GIA CÔNG CỦA CHẤT DẺO.
Những hiểu biết có liên quan đến việc sản xuất chất dẻo ;à đặc biệt quan
trọng. Việc gia công chất dẻo phải quan tâm đến các dữ kiện, thông tin đê làm sáng
tỏ về các tính chất của vật liệu cơ sở cũng nh sản phẩm đã sản xuất. Với các biện
pháp kiểm tra thử nghiệm có thể xác định được các tính chất đó, dưới đây là vài
phương pháp kiểm tra.
1.4.1.Phân tử lượng và độ trùng hợp.
Hai đại lượng này phụ thuộc lẫn nhau.
M: Phân tử lượng trung bình
P: Độ trùng hợp trung bình.
M
m
: Phân tử lượng của chất xét đến.
Ta có: P =
m
M
M
Chất có nhiều thành phần hoá học nh nhau thì với sự tăng của phân tử lượng,
các tính chất cơ học cũng được hoàn thiện hơn, độ bền hoá học và khí hậu cũng tăng
theo. Phân tử lượng càng cao càng bất lợi cho hiện trạng chảy của các Polyme vì độ
nhớt của chúng càng lớn.
1.4.2. Trọng lượng thể tích và hệ số bền chặt.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
7
Sự định lượng vật liệu hạt và bột bằng các lượng thể tích hoặc khối lượng các
định lượng bằng thể tích thì đơn giản và dễ hơn , song định lượng bằng trọng lượng
thì chính xác hơn. Để sử dụng phép định lượng bằng thể tích phải biết khối lượng
thể tích của vật liệu ( đơn vị : g/cm
3

Vật liệu từ trụ tròn được nung nóng bị Ðp vào một kênh bị thu hẹp lại. Trong
trường hợp kiểm tra được thực hiện với các điều kiện nh nhau, với chiều dài thành
được Ðp sang người ta phân tích đặc trưng chảy. Đường chảy càng dài thanh càng
dài, đặc trưng chảy càng tốt.
b.Kiểm tra nhào trộn.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
8
Với thử nghiệm này, người ta đo sự thay đổi trạng thái vật liệu phụ thuộc vào
thời gian.
Nguyên lý: Vật liệu được đặt vào khoang nung nóng đến nhiệt độ nhất định,
trong khoảng đó người ta cho quay cánh trộn và đo mômen cần thiết để quay cánh
trộn đó. Sự thay đổi mômen đo được trong quá trình quay cho thông tin về sự tạo
lưới không gian xảy ra với các điều kiện nhất định.
1.5.CÁCH NHẬN BIẾT VỀ CÁC LOẠI CHẤT DẺO
1.5.1.NHẬN BIẾT CHẤT DẺO NHIỆT DẺO.
1.5.1.1.Polyetylen (PE)
PE cháy với ngọn lửa xanh, mùi nến, chất dẻo chảy thành dòng nóng chảy .
1.5.1.2.Polypropylen (PP)
Cháy sáng, chân ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy chất dẻo , mùi cao su
hoặc mùi si gắn chai lọ.
1.5.1.3.Polystyren (PS)
Cháy với ngọn lửa sáng rực, có muội, mùi hắc ( nhựa mùi hoa phong tóc)
1.5.1.4.Polyvinylclorid (PVC)
Cháy với ngọn lửa xanh lá cây sáng, rời ngọn lửa thì tắt. Mùi khét hắc của của
khí axit HCl.
1.5.1.5.Polyamid (PA).
Cháy với ngọn lửa xanh nhạt, cạnh vàng. Chất dẻo chảy nhỏ giọt, mùi song cháy.
1.5.1.6.Polymetylmetacrilat (PMMA).
Cháy với ngọn lửa cháy sáng, có muội, mùi khét hắc và mùi chua nồng.
1.5.1.7.Polycarbonat (PC).

Nhiệt độ ở cuối
Piston-vít
0
C
1 PP Polypropylen 10 - 80 220 - 235
2 PS Polystyren 10 - 75 200 - 280
3 ABS Styrene co-polymers 10 - 80 220 - 270
4 PVC Polyvinyle clorid 20 - 60 170 - 200
5 PMMA Polymetyl Metacrylate 30 - 70 190 - 240
6 PA 6 Polyamid (nylon 6) 50 - 80 250 - 280
7 PA 6,6 Polyamid (nylon 6,6) 50 - 80 250 - 280
8 PPO Polyphenylene oxide 40 - 80 300 - 330
9 PC Poly cacbonat 70 - 115 300 - 350
10 POM Poly axetat Resins 60 - 90 190 - 210
11 Elastomer (nhựa đàn hồi cao sau) Nhiệt độ
lưu hoá
75 - 110
12 LDPE Low density Polyetylen 50 - 70 160 - 260
13 HDPE High density Polyetylen 30 - 70 75 - 110
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
10
Ghi chó: Nhựa ABS để bị oxy hoá trong khuôn nếu gián đoạn sản xuất quá 15
phót.
1.6.2.Độ co ngót
Thông số rất quan trọng đối với việc thiết kế khuôn đó là độ co ngót của vật liệu
chất dẻo
Độ co ngót được cho theo bảng sau:
TT Nhựa Độ co (%) Mật độ
(g/cm
3

min (mm)
Chiều dày thành
trung bình (mm)
Chiều dày thành
Max (mm)
1 PA 0,38 1,6 3,2
2 PC 1,0 2,4 9,5
3 PELD 0,5 1,6 6,4
4 PEHD 0,9 1,6 6,4
5 PP 0,63 2,0 7,6
6 PS 0,76 1,6 6,4
7 PVC 1,0 2,4 9,5
Quan hệ của độ nghiêng thành với chiều cao và chiều dày thành
Độ 1/4
0
1/2
0
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
0,11 0,22 0,44 0,87 1,31 1,74 2,19
0,22 0,44 0,88 1,75 2,62 3,50 4,37
0,33 0,65 1,31 2,62 3,93 5,24 6,56

cán.
-ở nhiệt độ chảy nhớt có thể dúc phun, đùn, Ðp, Ðp tạo xốp.
1.7.1.Công nghệ đùn chất dẻo.
Công nghệ đùn: Chất dẻo dạng hạt hoặc bột ta thu được sản phẩm được sản
xuất liên tục, nh sản xuất ống.
Quá trình công nghệ: Trục vít quay ở trong xylanh trụ tròn được nung nóng
trong khe rãnh giữa trục vít và xylanh khối chất dẻo đã được định hướng sẽ được
làm nóng chảy, làm nhuyễn được trục vít vận chuyển lên phía trước và qua khe hở
định hình của đầu đùn, nó được đẩy ra ngoài thành sản phẩm.
Các chất dẻo thường dùng trong công nghệ đùn là chất dẻo như : Xenlulo
axetat (CA) , Polystyren(PS), Copolyme styron butadien (SB),acrynitrin butadien
styron (ABS), Polyetilen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinil clorit (PVC), Polymetyl
metarcrylic (PMMA), Polycacbonat(PC), Polyamid(PA), Polyaxetat POM).
1.7.2.Công nghệ cán vật liệu chất dẻo.
Công nghệ cán là một trong những phương pháp sản xuất của công nghệ gia
công chất dẻo, mà trong đó vật liệu chất dẻo được chế tạo thành tấm hoặc màng sau
khi qua khe giữa các trục cán.
Công nghệ cán thường dùng sản xuất màng mỏng, tấm phủ bọc chất dẻo lên
vải hoặc giấy. Máy cán sử dụng định hình gia công chế tạo các loại lốp ôtô, xe
máy
Các chất dẻo sử dụng trong công nghệ cán: Các chất dẻo nhiệt dẻo thường cán
thành màng mỏng, tấm
- PVC cứng và PVC mềm.
- Các Polyme từ PVC.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
13
300
- Poly styron dai và ABS.
- Các ete xenlulo.
- Các chất Poly olefin.

Quá trình Ðp là qúa trình gia công mà trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã
nung nóng sơ bộ, được đổ vào vào trong khoang khuôn, sau đó ở nhiệt độ đủ xác
định các vật liệu Ðp được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm trong khuôn.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
14
Công nghệ Ðp phun khác với công nghệ Ðp thông thường ở chỗ vật liệu Ðp
không đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổ vào khoang nung nóng riêng, sau khi
đến một nhiệt độ xác định, dưới tác dụng của piston vật liệu được phun vào khoang
khuôn kín.
Các loại vật liệu gia công với quá trình Ðp và Ðp phun: PF, UF, MF, UP, EP
kết hợp chất độn, chất tăng cường và một loại các phụ gia dạng bột hay sợi như bột
đá, sợi amian, sợi thuỷ tinh, bột gỗ, sợi vải
1.7.6. Công nghệ tạo xốp chất dẻo.
Xốp chất dẻo được hiểu nh kiểu đặc biệt của hệ thống phối hợp, khi mà không
khí hoặc một loại nào đó được đệm vào chất dẻo cũng nh đệm vào một hệ thống
khuôn.
Quá trình gia công xốp chất dẻo là quá trình gia công mà sản phẩm xốp tạo
thành nhờ có chất tạo xốp. Chất tạo xốp bao gồm: Chất tạo xốp vật lý và chất tạo
xốp hoá học. Các chất tạo xốp ở nhiệt độ xác định chuyển sang trạng thái khí hoặc
trong quá trình gia công có phản phản ứng hoá học tạo ra chất khí.
Quá trình gia công xốp chia xốp chất dẻo nhiệt dẻo thành 3 nhóm:
-Được tạo xốp trong trạng thái nhớt nh : PS
-Được tạo xốp trong tạng thái nóng chảy: PS, PE, PVC
-Quá trình tạo xốp tiến hành từ trạng thái lỏng được xuất phát trong quá trình
phản ứng hoá học: PUr, PF,EF Thường xốp sản phẩm được tạo theo cấu trúc tổ
ong đều.
Các loại chất dẻo dùng gia công: polystyrol và polyurethan sản xuất với khối
lượng lớn. Các xốp nhiệt dẻo: Cellulo, PVC,PE.
Chất tạo xốp vật lý: Pentan, Neopentan, hexan, isohexan có nhiệt độ điểm sôi
xác định.

Các loại chất dẻo có thể dán : PVC, PS, PE, PAGG, PMMA, PE, UP
Keo dán dùng để sử dụng : Nhựa Epoxi , nhựa carbamid formandehyd, nhựa
melamin Formandehid, nhựa phenol fomandehyd.
Ngày nay, quá trình dán chất dẻo và các vật hiệu dết cấu khác là phương pháp
ghép nối có giá trị rất lớn. Với phương pháp này có thể tạo ra các mối ghép nối chịu
được các tải trọng lớn mà những mối thúp không thể giải quyết bằng các phương
pháp khác.
1.7.9. Công nghệ gia công chất dẻo bàng phương pháp đúc áp lực.
Công nghệ gia công chất dẻo bằng phương pháp đúc áp lực sẽ được tìm hiểu cụ thể
ở chương 2.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
16
1.8.CHẤT DẺO ĐIỂN HÌNH.
POLYPROPYLEN (PP).
Ký hiệu hoá học: (-CH
2
-CH-)
n
CH
3
PP là loại Polymer tinh thể cùng trong nhóm polyolefin với PE. Trong quá trình
điều chế , các nhà sản xuất đã tạo ra polypropylen có cấu trúc điều hành chỉnh lập
thể, các mạch đại phân tử của nó có cấu trúc cân đối gọn.
Phân tử lượng PP trong kỹ thuật, công nghiệp : 80.000 - 200.000 đơn vị, muwcs
độ tinh thể 80 - 95%.
Tỷ trọng của PP : 0,90 - 0,91 g/cm
3
.
1.7.1.Tính chất chung của PP
1.7.1.1.Tính chất về nhiệt.

-Tính cơ học của PP cứng sẽ tăng nếu sản phẩm của nó được kéo định hướng.
1.7.1.4. Các tính chất khác.
-Tính chất cách điện và độ bền nước của PP gần với PE.
-So sánh với các chất dẻo khác thì PP có độ bền kéo vượt hẳn so với PE, PS, một
số loại PVC, còn các chỉ số cơ học khác thì tương đương PS và PVC.
-Nhược điểm cơ bản của PP là chịu lạnh kém và dễ bị oxy hoá.
1.7.2.ỨNG DỤNG CỦA PP.
PP có thể phối hợp với các loại vật liệu sau để gia công : cao su tự nhiên hoặc
cao su nhân tạo và các loại vật liệu khác. Người ta dùng máy trộn có bộ phận nung
nóng để phối hợp chúng rồi tạo hạt.
Để ổn định PP người ta dùng các amin và muội công nghiệp . Để tạo màng người
ta dùng các hạt màu vô cơ hoặc hữu cơ nhuộm màu cho sản phẩm PP khi gia công.
1.7.2.1.Sản xuất ống P-P.
Vật liệu dùng lamg ống có chỉ số chảy 0,3-3 g/10phút, ống có ∅25 - 150 mm .
(Sản xuất bằng phương pháp đùn, đúc quay). ống dùng để vận chuyển nước nóng,
chất lỏng hoá chất trong công nghiệp hoá học.
1.7.2.2. Sản xuất màng và tấm.
Màng PP có độ trong suốt ngang giấy bóng kính lại có độ bền cơ học cao hơn,
chịu được nước.
1.7.2.3.Bọc dây điện.
Dùng cho kỹ thuật điện, điện tử , những nơi cần có độ bền nhiệt cao.
1.7.2.4.Sản phẩm dập nóng hoặc hút chân không từ các tấm PP có bề dày 0,2-
3 mm. Các sản phẩm này dùng cho công nghiệp hoá học, dệt, sơn, tô không cần
khung.
1.7.2.5.Sản phẩm đúc.
Để chế tạo các chi tiết máy và đồ dùng cho đời sống hàng ngày trong các lĩnh vực
ôtô, xe máy, máy dệt, máy giặt, điện thoại, máy thực phẩm, máy tính, các thiết bị
điện dân dụng
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
18

xuất các sản phẩm định hình với số lượng lớn .Nhiệt độ thường ở khoảng 150
0
C-
300
0
C,trong khoảng nhiệt độ này các chất dẻo chuyển từ trạng thái rắn sang trạng
thái nóng chảy, thuận lợi cho việc dùng áp lực đẩy vật liệu vào khoang tạo hình của
khuôn đúc.
Các chất dẻo được phối hợp với các loại vật liệu khác đáp ứng tốt hơn yêu
cầu về độ bên cao và ổn định về kích thước . Người ta sử dụng bột đá, hạt thuỷ tinh,
sợi thuỷ tinh để phối hợp với chất dẻo tỷ lệ 30%. Đối với các chất dẻo có độ nhớt
cao người ta trộn thêm các chất phụ gia nhằm giảm độ nhớt khi gia công, đó là các
chất bôi trơn, chất hoá dẻo
Người ta cũng sử dụng lớp bôi trơn như một chất phụ gia cho công nghệ đúc
áp lực, chất này có tác dụng lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng. Như vậy
các chất phối hợp và các chất phụ gia sẽ ảnh hưởng đến sự gia công của vật liệu và
đến tính năng, trạng thái của sản phẩm trong quá trình sử dụng chúng.
2.2. MÁY ĐÚC ÁP LỰC.
Máy đúc áp lực dùng để sản xuất các sản phẩm tạo hình. Việc sản xuất chỉ có
tính kinh tế khi hoạt động của máy được tự động hoá, vì khi đó nhân lực phục vụ
cho máy có thể giảm xuống mức thấp nhất. Máy bao gồm các cơ cấu chính sau:
- Cụm bơm nhựa làm nóng chảy chất dẻo và với áp lực cần thiết đẩy chất
dẻo vào khuôn.
- Cụm khuôn và cơ cấu kẹp khuôn: Khuôn gồm 2 nửa được kẹp lên bàn kẹp,
một nửa cố định và một nửa di động. Di chuyển bàn kẹp di động cùng nửa khuôn
được thực hiện bằng cơ học hoặc bằng xylanh thuỷ lực. Nhiệm vụ của cơ cấu
chuyển động là tạo ra lực đóng khuôn và giữ khuôn kín khít trong quá trình đúc sản
phẩm.
- Đối với máy đúc áp lực cần có một hệ thống thuỷ lực bao gồm bơm được
truyền động bằng động cơ, hệ thống van đóng ngắt và van chuyển hướng xy lanh

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
21

1 2 4
5
6
7 93 8
Hình biểu diễn quá trình đúc
1.Nửa khuôn di động 2. Sản phẩm 3. Khoang khuôn
4. Nửa khuôn cố định 5. Vòi phun 6. Phần tử nung
7. Xylanh 8. Trục vít 9. Phễu định lượng vật liệu
Vật liệu nóng chảy được trục vít chuyển lên phía trước, nhờ áp lực được hình
thành trong quá trình quay làm cho nó bị kéo lùi về phía sau (hình b) . Nh vậy lượng
vật liệu cần thiết để điền đầy khoang tạo hình của khuôn sẽ tập kết ở khoảng trống
phía trước trục vít. Trong quá trình điền đầy khuôn, trục vít thực hiện chuyển động
dọc trục về phía trước và đẩy khối vật liệu nóng chảy qua vòi phun vào khuôn. vật
liệu được rót vào khuôn làm nguội trong khuôn trở nên cứng. Sau đó khi hai nửa
khuôn được tách ra sản phẩm lấy ra được (hình c).
2.3.3.Các bộ phận cơ bản của máy đúc áp lực:
Các nhiệm vụ đặc trưng quan trọng của máy đúc được thể hiện qua các kết
cấu sau:
a.Cụm bơm nhựa.
Nhiệm vụ của cụm bơm nhựa là làm nóng chảy và nhuyễn hoá một lượng
chất dẻo có thể tích nhất định. Nhiệt hoá nó rồi dùng áp suất bơm đẩy khối chất dẻo
được nhiệt hoá vào khoang khuôn đóng kín.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
22
a)
b)
c)

lỗ khoan không bị đông cứng.
Hiện nay, các vòi phun mở được biết vẫn chưa được ứng dụng cho việc đúc
phun vật liệu có độ nhớt nhỏ, vì dưới tác dụng của lực hấp dẫn vật liệu sẽ chảy ra
khỏi vòi phun , cản trở hoạt động của hệ thống tự động. Để đúc phun những vật liệu
có độ nhớt nhỏ cần thiết kế vòi phun sao cho sau mỗi lần phun lỗ khoan của vòi
phun sẽ được đóng lại bằng một van khóa, khi đó vật liệu sẽ không chảy ra khỏi vòi
phun.
Các phần tử nung nóng:
Để nung nóng xylanh thường sử dụng phần tử nung nóng bằng điện. Các cảm biến
đo nhiệt độ được đo trên thành xylanh. Tín hiệu đo được để đóng mở dòng điện
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
23
cung cấp cho hệ thống nung ở trung tâm điều chỉnh nhiệt độ tự động điều hành theo
chế độ đặt thông qua các Rơle, nhiệm vụ làm ổn định nhiệt độ nóng chảy của chất
dẻo. Để thực hiện việc truyền nhiệt được tốt , dây điện trở phải được áp sát vào
thành xylanh đúc, song giữa chúng phải có lớp cách điện. Đồng thời phía ngoài cần
được cách nhiệt với môi trường xung quanh để hạn chế truyền nhiệt ra ngoài, tránh
tổn thất nhiệt. Để tiếp xúc giữa dây điện trở và thành xylanh được tốt cần tạo thành
cụm nh vỏ áo sau đó dùng ốc kẹp chúng lại trên thành xylanh, sau khi nung lần thứ
nhất lại siết ốc kẹp lần nữa.
Cần phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ gia công cho mỗi loại vật liệu trên
xylanh bằng thiết bị đo tín hiệu nhiệt độ. Tín hiệu đo được sử dụng để đóng, mở
dòng điện cung cấp cho hệ thống nung do trung tâm điều chỉnh nhiệt độ tự động
điều hành thông qua hệ thống rơle. Có thể dùng cái đo nhiệt bằng trở kháng hoặc
cặp nhiệt để làm thiết bị cho tín hiệu về nhiệt độ.
Điều chỉnh nhiệt độ của xylanh đúc tốt thì sẽ đảm bảo cho sự ổn định nhiệt độ
chất nóng chảy. Sự xắp đặt các đầu đo nhiệt cũng có ảnh hưởng đến độ ổn định
nhiệt chất nóng chảy. Các đầu đo sẽ cho các giá trị được đảm bảo về nhiệt độ chất
nóng chảykhi tiếp xúc với chất nóng chảy hoặc đặt sâu vào gần thành trong của
xylanh. Trường hợp xếp đặt các đầu đo nh vậy độ dao động về nhiệt sẽ lớn bởi vì do

Ngoài sự dịch chuyển khuôn ra , cơ cấu đóng mở khuôn cần tạo ra một lực
đóng khuôn và giữ khuôn với một độ lớn nhất định, Nhiệm vụ của lực đóng mở
khuôn là giữ được khuôn kín khít chống áp lực tạo ra trong khoang tạo thành hình
của khuôn
Nếu áp lực trong khuôn lớn hơn áp lực đóng , giữ khuôn thì khuôn sẽ bị tách
ra làm vật liệu chất dẻo nóng chảy tràn ra ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm .
Không cần yêu cầu lực đóng khuôn cực đại theo khả năng vì nó sẽ ảnh
hưởng xấu đến tuổi thọ của máy . Nếu khoang khuôn không chính giữa thì đóng mở
khuôn và các trụ đỡ sẽ chịu tải trọng về một phía gây ra sự mở khuôn . Lực giữ
khuôn của máy đóng mở khuôn không yêu cầu lớn hơn 80% khả năng vốn có, song
nó luôn ở mức độ đòi hỏi phải lớn hơn lực mở khuôn .Cần chú ý đến độ dãn dài của
các trụ đỡ, nó có ảnh hưởng đến quá trình giữ khuôn cũng như quá trình đóng mở
khuôn . Tải trọng các trụ đỡ cần phải đảm bảo đều, nh vậy độ dãn dài phải xác định
đúng yêu cầu để tránh hiện tương đứt trụ đỡ.
d.Cụm khuôn
Cụm khuôn là cụm chi tiết để định hình sản phẩm, nó có kết cấu phức tạp
phụ thuộc vào từng loại sản phẩm .Khuôn được thiết kế sao cho có thể đúc được
một hay nhiều sản phẩm do tính chất của sản phẩm quy định .Khuôn làm nguội sản
phẩm bằng nước .
Khi sản xuất sản phẩm với số lượng Ýt chỉ cần làm khuôn 1 ổ. Để sản xuất
các sản phẩm giống nhau có số lượng lớn thì sử dụng khuôn nhiều ổ, vì cùng ở một
chu kỳ như nhau khuôn có bao nhiêu ổ thì có bấy nhiêu sản phẩm được tạo thành.
Chi phí gia công nhiều ổ lớn hơn rất nhiều so với chi phí của khuôn 1 ổ. Điều kiện
sản xuất các sản phẩm chính xác với kích thước yêu cầu thì áp lực trong khoang
khuôn hết chu kỳ này đến chu kì khác phải được lặp lại như nhau , do đó khi sử
dụng khuôn nhiều ổ phải đảm bảo các khoang tạo hình của các ổ khuôn như nhau và
trong lòng chúng phải được hình thành áp lực giống nhau. Nếu các điều kiện đó
không thoả mãn thì trong các ổ khuôn khác nhau sản phẩm được sản suất sẽ không
chính xác nh nhau, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.
Cũng có thể sử dụng khuôn nhiều ổ trong trường hợp các khoang tạo hình của