ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
******
BÁO CÁO TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CAD/CAM
TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠOKHUÔN MẪU
Học Viên: Nguyễn Quý Trọng
Lớp: CHK12 CTM
Chuyên ngành: Công nghệ Chế tạo máy
HDKH: PGS.TS.Tăng Huy
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC HỌC VIÊN
PGS.TS.Tăng Huy Nguyễn Quý Trọng
Thái Nguyên, năm 2011
1 .Tính cấp thiết của đề tài.
1
Với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, hiện
nay các máy công cụ CNC, trung tâm gia công được sử dụng phổ
biến ở nước ta. Việc khai thác khả năng công nghệ các thiết bị đó
để đạt được hiệu quả kinh tế cao đang là nhiệm vụ cấp bách.
Việc sử dụng công nghệ CAD/CAM để khai thác tính ưu
việt của các máy CNC, trung tâm gia công là hết sức cần thiết.
Bằng cánh sử dụng công nghệ CAD/CAM. máy CNC có thể gia
công được những sản phẩm theo mong muốn cho dù là rất phức
tạp. Một trong ứng dụng gia công những chi tiết khó trên máy
CNC, trung tâm gia công đó là gia công khuôn mẫu, đặc biệt là
khuôn mẫu nhựa. Cùng với sự phát triển của các phần mềm
CAD/CAM đã mang lại thành quả trong đời sống, trong ngành cơ
khí và trong công nghệ làm khuôn đã có những thay đổi rõ rệt.
Trước đây đã có một số công trình nghiên cứu về vấn đề
CAD/CAM đã được công bố như: Tác giả Ngô Tấn Hồng; Trần

được giá thành và thời gian là yêu cầu cấp thiết hiện nay của các
công ty khuôn mẫu ở Việt Nam nói riêng và thế giới nói chung.
Để giải quyết các vấn đề cấp thiết đó Việc nghiên cứu ứng dụng
các phần mềm CAD/CAM/CAE là rất cần thiết. Do vậy tác giả đã
quyết định chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật
CAD/CAM trong thiết kế chế tạo khuôn mẫu” làm đề tài luận
văn tốt nghiệp. Trong đề tài này tác giả sẽ kế thừa các nghiên cứu
trước đó để đưa ra được quy trình sản xuất khuôn hợp lý nhất.
3
Nghiên cứu kỹ về máy ép phun, vật liệu ép phun và khuôn ép
phun. Tiến hành thiết kế, chế tạo và lập trình gia công hoàn chỉnh
lòng khuôn, lõi khuôn trên phần mềm Pro/Engineer.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về thiết kế, sản xuất gia công
khuôn mẫu
- Đưa ra được kiến thức cơ bản về hệ thống CAD/CAM
- Nghiên cứu công nghệ chất dẻo, khuôn ép nhựa, công
nghệ ép phun.
- Biết cách lập quy trình công nghệ gia công khuôn sản
phẩm trên máy CNC.
- Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Pro/Engineer trong thiết
kế sản phẩm, thiết kế khuôn, mô phỏng gia công khuôn, lập trình,
tạo lập chương trình NC cho các máy phay CNC và các trung tâm
gia công đối với một số bề mặt định hình phức tạp trong khuôn
mẫu của sản phẩm nhựa.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
3.1. Ý nghĩa khoa học.
- Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật CAD/CAM trong thiết
kế chế tạo khuôn mẫu chính xác đã góp thêm kiến thức về thiết
kế chế tạo các loại khuôn nhựa. Nâng cao khả năng ứng dụng các

+ Các cánh phân loại và đặc điểm chính của từng loại nhựa
ép phun như:
- Nhựa thông dụng: PE, PP, PVC, PS, ABS, HIPS …
- Nhựa kỹ thuật: PA, PC, POM, Teflon…
+ Công nghệ điển hình trong gia công nhựa đó là công nghệ
ép phun, công nghệ đùn thổi, công nghệ đảy liên tục, công nghệ
chế biến cau su nhựa.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ
CAD/CAM/CNC
2.1. Giới thiệu chung tình hình trong nước và quốc tế.
Sơ lược qua trình ra đời và ứng dụng trong sản xuất của các
phần mềm CAD/CAM qua các thời kỳ.
Quá trình chế tạo sản phẩm nói chung có thể khái quát qua sơ
đồ (hình 2.1)
6
Quá trình thiết kế trước đây rất dài vì thiếu công cụ thiết kế.
Quá trình chế tạo sản phẩm gặp khó khăn vì thiết bị không đáp
ứng được có những công đoạn phải làm thủ công nên rất mất thời
gian. Quá trình Maketting thường diễn ra chậm. Như vậy quá
trình chế tạo sản phẩm từ khi có ý tưởng đến khi đưa ra được sản
phẩm đến với tay người tiêu dùng là một chặng đường dài. Chính
lẽ đó nó không đáp ứng được yêu cầu thị trường.
Để việc ứng dụng CAD/CAM/CNC đạt được kết quả tốt thì
việc hoạch định quy trình cộng nghệ có sự trơ giúp của máy tính
CAPP (Computer Aided Process Planning) đóng một vai trò quan
trọng bởi nó là cầu nối giữa thiết kế và chế tạo, là một liên kết
trong một hoạt động tổ hợp của hệ thống chế tạo. Hơn nữa việc
hoạch định còn có ý nghĩa sau.
7
2.2. Gii thiu v CAD/CAM/CNC.

Đóng gói, dán nhãn
Kiểm tra chất lợng
sản phẩm
Lắp ráp
sản phẩm
Quá
trình
Chế
tạo
Tổ chức mạng lới
tiêu thụ
Tổ chức dịch vụ,
sửa chữa, bảo hành
Thu thập thông tin
về sản phẩm
Quá trình

Maketting
Đờng đi của quá trình
Đờng đi của quá trình
+ Phương án 3: Dùng các máy hay trung tâm gia công CNC
theo giải pháp tập trung nguyên công, tự động hóa việc điều
khiển theo hướng linh hoạt hóa và tự động hóa.
2.2.1. Các thuật ngữ: CIM; CAD; CAM; CAE…
2.2.2 Tích hợp CAD và CAM
- Các mức tiếp cận của kỹ thuật CAD/CAM/CNC
- Nguyên lý CAD/CAM – CNC
- Giao diện của CAD/CAM
2.2.3. Các phương án triển khai kết nối liên thông CAD-NC
Ứng dụng kỹ thuật CAD/CAM:

- Vị trí miệng phun, dòng chảy, đường hàn
- Kích thước và kiểu miệng phun.
- Các thông số của máy ép phun.
- Thời gian hoàn tất.
- Giá thành
3.2. Máy ép phun.
3.2.1. Cấu tạo chung.
3.2.2. Chu kỳ ép phun.
3.2.3. Các thông số cơ bản của máy ép phun.
3.3. Chọn loại khuôn cho thiết kế.
10
3.3.1. Khuụn hai tm
3.3.2. Khuụn ba tm.
3.4. Thit k lũng khuụn.
Ta có thể cân nhắc để chọn số lòng khuôn phù hợp nhờ các
thông tin sau:
+ Kích cỡ của máy ép phun (năng suất phun lớn nhất
và lực kẹp lớn nhất).
+ Thời gian giao hàng.
+ Yêu cầu về chất l ợng sản phẩm.
+ Kết cấu và kích th ớc khuôn.
+ Giá thành khuôn.
Số lòng khuôn thông th ờng đ ợc thiết kế theo dãy số:
2, 4, 6, 8, 12, 24, 32, 48, 64, 96, 128 vì các lòng khuôn sẽ
dễ dàng đ ợc xếp theo hình chữ nhật hoặc hình tròn.
Thông th ờng ta có thể tính số lòng khuôn cần thiết trên
11
khuôn bằng cách dựa vào: số l ợng sản phẩm, năng suất phun và
năng suất làm dẻo của máy ép phun, lực kẹp khuôn của máy.
3.5. Thit k h thng dn nha.

Thiết kế
chi tiết
Phân tích,
kiểm tra chi
tiết thiết kế
Thiết kế
khuôn
Phân tích,
kiểm tra
khuôn
Gia công
khuôn
Lắp ráp
khuôn
Thử khuôn
Xuất
x"ởng
+ Loại máy đợc sử dụng.
Thiết kế khuôn theo trình tự sau:
Hình 4.1- Quy trình thiết kế khuôn.
4.4. Phân tích và thiết kế sản phẩm.
Hình 4.2- Chi tit ốn v v trớ lp ghộp ca chi tit.
Chi tiết ốncủa đèn trang trớ đợc chế tạo bằng nhựa ABS.
Nhựa ABS có nhiệt độ nóng chảy (250-280)
0
C. Độ co ngót
từ 0,4ữ0,7% ở đây ta chọn độ co ngót là 0,5 %.
13
Khi s¶n xuÊt s¶n phÈm b»ng nhùa ABS th× nhiÖt ®é khu«n
kho¶ng 40

3
N/cm
2
.
Với diện tích ép của sản phẩm là 168.100 = 16800 (mm
2
) = 168
(cm
2
).
Chọn hệ số K=1,2.
Ta có lực kẹp của khuôn:
P=11,8.10
3
.1,2.168=2378880(N)=2,379 tấn.
4.9. Quy trình công nghệ chế tạo lòng khuôn và lõi khuôn.
4.9.1. Một số lu ý trớc khi thiết lập quy trình công nghệ.
õy ta chn chi tit gia cụng l lũng khuụn v lừi khuụn ca
b khuụn.
Vt liu v yờu cu: vt liu s dng thộp C55 d ch to
v gim chi phớ tin phụi.
Yờu cu gia cụng t chớnh xỏc cao cỏc l dn hng ca
h thng y v h thng dn hng. Cỏc l dn hng c ch
15
to cp chớnh xỏc 5- 6, nhỏm
6,3
z
R m
à
=

16
b. Quy trình công nghệ gia công lõi khuôn.
+ Chọn phôi gia công
Ta chọn phôi dạng tấm có kích thớc phôi là 264 x 234 x 74, vật
liệu là thép các bon C55 (S55C).
+ Quy trình công nghệ:
Nguyên công 1: Phay hai mặt phẳng trên dới.
Nguyên công 2: Phay các mặt bên.
Nguyên công 3: Mài 2 mặt trên, dới.
Nguyên công 4: Phay mặt phân khuôn, phay lõi khuôn trên máy
phay CNC.
Nguyên công 5: Khoan các lỗ bắt vít bu lông.
Nguyên công 6: Lấy dấu và khoan các đờng nớc.
Nguyên công 7: Tazo ren các lỗ M12 và các lỗ cút nối đờng nớc.
Nguyên công 8: Gia công nguội lần cuối, ra và lắp khuôn.
17
KẾT LUẬN
Công nghệ CAD/CAM-CNC là một bước nhảy vọt trong
nghành công nghệ cơ khí, nó mang lại hiệu quả kỹ thuật to lớn,
giúp giảm thiểu sức lao động.
Hiện nay ngành cơ khí khuôn mẫu nói riêng và ngành cơ khí
Việt Nam nói chung mới được đầu tư mạnh mẽ, nhất là trong
mấy năm lại đây và trong tương lai. Sự vươn lên mạnh mẽ của
ngành nhựa đã thúc đẩy ngành cơ khí khuôn mẫu phát triển.
Nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng đa dạng về chủng loại sản
phẩm, cũng như mẫu mã chất lượng sản phẩm, ngành cơ khí
khuôn mẫu ngay nay phần nào đáp ứng được yêu cầu này. Do
vậy ngay nay rất cần có nhiều kĩ sư cơ khí có trình độ chuyên
môn cao về lĩnh vực khuôn mẫu về lĩnh vực thiết kế, chế tạo
18