BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA : CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ SẢN PHẨM NHỰA VÀ KHUÔN
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWOKS
Giảng viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Tuấn Hùng
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Chương
Trần Diễm
Lớp : ĐHCK3ALT
Khóa : 2007-2009
TP.HỒ CHÍ MINH,Tháng 5 năm 2009
LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây,chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ
của phần mềm cơ khí trong việc ứng dụng thiết kế khuôn cho sản phẩm
nhựa.Một số phần mềm nổi tiếng như pro/engineer wifi 4.0, Catia VR15.7,
Unigrafic NX6,Inventer 8,Solidworks 2009…Trong các phần mềm nổi
tiếng kể ở trên chúng em chọn phần mềm Solidworks 2009 ( phần mềm khá
nổi tiếng của hãng Dassault systemn) để thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa
vì Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kế
nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và bố trí các
toolbar một cách có hệ thống và hợp lý.Thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế
kim loại tấm… nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra có
không thua kém Catia, unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ
nó chỉ chuyên về những lĩnh vực đó, cùng với người anh em Catia của
mình, Solidworks trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giới
của hãng Dassault systemn.Đề tài của chúng em là một đề tài có tính ứng
dụng thực tiển cao vì thế chúng em đã chọn nguyên cứu để đi sâu vào lĩnh
vực này.Mục tiêu của đề tài không những phục vụ cho tham khảo cho các
bạn sinh viên sau này mà còn có thể úng dụng thực tế để gia công một số
sản phẩm của ngành khuôn mẫu.Do sự phát triển về ngành khuôn mẫu nước

....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
NHẬN XÉT
(Của giảng viên phản biện)
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
MỤC LỤC

3.2.2 Polypropylen(PP) ................................................................................... 15
3.2.3 Polystyrene (PS) ...................................................................................... 15
3.2.4 Polyvinyl chorire(PVC) .......................................................................... 16
3.2.5 Polymethylmethacrylate(PMMA) ......................................................... 16
3.2.6 Styrene-acrylonit-copol(SAN)................................................................ 16
3.2.7 Polyoxymethylene(POM)........................................................................ 16
3.2.8 Polyamide(PA)......................................................................................... 17
Chương 4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM SOLIDWORKS.............................. 27
Chưong 5 CÁC KIỂU KHUÔN NHỰA CƠ BẢN ........................................ 31
5.1 CÁC KIỂU KHUÔN CƠ BẢN ................................................................ 31
5.2 CÁC CHI TIẾT KHUÔN CƠ BẢN ......................................................... 34
Chương 6 THIẾT KẾ SẢN PHẨM: NẮP ỐNG CỨNG .............................. 38
Chương 7 THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM NẮP ỐNG CỨNG ..... 41
7.1 XÁC ĐỊNH KIỂU KHUÔN ...................................................................... 41
7.2 TẠO MẶT PHÂN KHUÔN,TÁCH THÀNH PHẦN ÂM - D ƯƠNG . 43
7.3 XÁC ĐỊNH SỐ LÒNG KHUÔN ............................................................. 45
7.4 BỐ TRÍ LÒNG KHUÔN........................................................................... 48
7.5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN NHỰA..................................................... 49
7.5.1 Thiết kế cuống phun................................................................................ 49
7.5.2 Thiết kế hệ thống rãnh dẫn .................................................................... 49
7.5.3 Thiết kế miệng phun ............................................................................... 50
7.5.4 Vòng định vị bạc keo............................................................................... 51
7.6 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIẬT ĐUÔI KEO ........................................... 52
7.6.1 Quy trình mở khuôn như sau................................................................. 55
7.6.2 Những điều cần lưu ý.............................................................................. 57
7.7 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÓI ................................................................... 58
7.8 THIẾT KẾ HỆ THỐNG LÀM NGUỘI................................................... 61
Chương 8 PHỤ LỤC 1..................................................................................... 64
8.1 PHỤ LỤC 2................................................................................................. 65
8.2 PHỤ LUC 3 ................................................................................................ 67

giới hạn,có thể phức tạp hoặc lớn và được điền đầy bằng một lần phun.sản phẩm đi từ công
nghệ ép phun có thể thiết kế có nhiều lỗ,gân và mặt cắt giao nhau trên thành.
1.3. CÔNG NGHỆ ÉP PHUN TẠO RA SẢN PHẨM CÓ CHẤT LƯỢNG CAO
Vật liệu nhựa có thể làm được các sản phẩm có hình dạng và bề mặt giống như cốc
khuôn. điều này nghĩa là làm ra các sản phẩm có hình dạng không tương xứng với khuôn thì
không phù hợp.sản phẩm có hình dạng giống với khuôn có nghĩa là vật liệu điền tốt trong
khuôn.
1.4. QUY TRÌNH SẢN XUẤT VỚI SỐ LƯỢNG LỚN
Quy trình ép phun có thể sản xuất với một số lượng sản phẩm lớn là đo vật liệu nhựa có
thể chảy và đông cứng lại trong một thời gian ngắn.với sản phẩm thành mỏng thời gian ép có
thể nhỏ hơn 10 giây. Đa số sản phẩm thường từ 20 đến 30 giây.Một điểm thuận lợi khác là
quy trình ép phun có thể sản xuất được nhiều sản phẩm chỉ trong một chu kỳ ép. Điều này
đạt được khi dùng khuôn có nhiều cốc khuôn.Cứ mỗi lần nhựa bơm vào khuôn thì sản phẩm
được hình thành trong một cốc khuôn.
1.5. KẸP KHUÔN VÀ CHỨC NĂNG CỦA CHÚNG
Khuôn chuẩn gồm hai nửa,chúng được đóng lại để ép sản phẩm và mở ra để lấy sản
phẩm.Khuôn được ép với nhau ở một áp suất lớn để giử cho chất lỏng khi ép vào khuôn
không bị chảy ra.Khuôn duy chuyển và giử áp suất bằng một hệ thống kẹp gọi là kẹp
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 2
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
khuôn.Có hai cơ chế dùng để đóng và kẹp khuôn là hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực và hệ thống
ngàm kẹp trục khuỷu.
1.6. HỆ THỐNG NGÀM KẸP THUỶ LỰC
Hệ thống ngàm kẹp thuỷ lực sử dụng xi lanh thuỷ lực để duy chuyển một trong hai thới
khuôn gắn trên thới khuôn di động.Sản phẩm được thiết kế sao cho dính vào phần nửa khuôn
di chuyển.Hệ thống lói được gắn trên phần di động dùng để lói sản phẩm.hệ thống lói được
điều khiển bằng ống thuỷ lực.Nó sẽ duy chuyển tới trước khi mở khuôn ra.

hệ thống dẫn dòng và hạn chế dòng nhằm mục đích cân bằng dòng trong quá trình điền
khuôn. Vì vậy làm cho sản phẩm được nén ép đều và hạn chế cong vênh.
2.1.3. Tránh các vùng dày:
Các phần dày thường gây hậu quả là bọt khí, vết lõm, cong vênh, chu kỳ ép kéo dài.
Người thiết kế cần hạn chế các vùng dày hoặc tạo các phần rỗng tại các vị trí này. Các phần
dày có thể tránh bằng cách thay đổi thiết kế hoặc tạo lỗ, khoét lõm. tạo gân thay vì làm thành
dạng nguyên khối.
2.1.4. Các lỗi khi sản phẩm có bề dày không đồng nhất :
Sản phẩm có bề dày không đồng nhất trong quá trình ép gây ra các khuyết tật như :
tạo bọt khí, cong, vênh, bề mặt không bằng phẳng và tạo ứng suất nội.
Với cách thiết kế này, khi ép nhựa vaò khuôn, nhựa sẽ chảy theo đường có lực cản ít
nhất. Vì vậy, phần sản phẩm dày sẽ điền khuôn trước rồi sau đó phần sản phẩm mỏng mới
điền khuôn nên tạo bẩy khí trong sản phẩm.
Các thiết kế có bề dày không đồng nhất sẽ ảnh hưởng đến cong vênh được mô tả
trong hình sau :
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 4
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
Sản phẩm thiết
kế có bề dày
không đồng nhất
Sản phẩn sẽ bò cong vênh
như hình này vì vùng dày
co rút nhiều hơn
HÌNH 2.1
Hướng khắc phục cong
vênh bằng cách thiết kế
bề dày đồng nhất

dàng. Khi thiết kế góc thoát khuôn phải làm sao giảm lực lói sản phẩm. Thường góc thoát
cho gân khoảng ½ độ, với sản phẩm có hình dáng phức tạp thì có thể tăng góc thoát khuôn,
thường góc thoát từ ½ đến 2 độ.
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 7
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
Sau đây là một số ví dụ về góc thốt khn cho sản phẩm và gân:
Hình mô tả góc thoát khuôn cho sản phẩm
Hình mô tả góc thoát khuôn cho gân
HÌNH 2.6
2.3. THIẾT KẾ GÂN
Gân có tác dụng làm tăng tốc độ bền của sản phẩm và giúp cho q trình điền khn dễ
dàng hơn.Tuy nhiên,việc thiết kế đúng là rất quan trọng bởi vì đơi khi nó sẽ gây ra các vết
lõm.Gân được sử dụng khi sản phẩm cần độ cứng và bền.
Độ dày cơ bản của gân khoảng 50-75% độ dày thành chính và phụ thuộc co rút của vật
liệu. Độ dày gân bằng khoảng 50% độ dày thành chính đối với vật liệu co rút cao và 75%
cho vật liệu có độ co rút thấp.vật liệu có độ co rút cao(thường lớn hơn 1.5% như PE,PP)
những vật liệu có độ co rut thấp (thường nhỏ hơn 1.0% nhu ABS,PC).
Để đảm bảo sản phẩm có độ chịu lực,người ta thiết kế gân nhỏ hơn là sử dụng một gân
lớn.Khoảng cách tối thiểu giửa các gân bằng hai lần bề dày thành sản phẩm.
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 8
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
HÌNH 2.7
2.4. THIẾT KẾ NÚM LỒI
Núm lồi thuờng là các chi tiết tròn cứng,nhô cao khỏi thành chính.Các núm lồi thưòng

Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 10
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
HÌNH 2.11
2.5. THIẾT KẾ BÁN KÍNH CONG CHO SẢN PHẨM
Với các cấu trúc cho dù đó là kim loại hay là nhựa,thì tốt nhất các góc của sản phẩm nên
được bo tròn.Khi bo tròn các góc cạnh của sản phẩm thì sẽ giảm đi sự tập trung ứng
suất,khơng những giảm các vết rạn gây hư hại cho sản phẩm trong q trình sử dụng mà còn
dễ dàng gia cơng với nhiều loại nhựa khác nhau.
Bán kính cong càng lớn thì càng tốt,nhưng tối thiểu bán kính cong phải bằng 25% bề dầy
thành sản phẩm.
Ứng suất tập trung lực
tác dụng
Tạo bán kính cong tại góc
HÌNH 2.12
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 11
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
Để giữ cho bề dày sản phẩm đồng nhất thì phải thiết kế bán kính cong ở hai bên góc.
Cần tạo bán kính
cong tại góc này
Bán kính cong ở trong và ngoài
để tạo bề dày đồng nhất
HÌNH 2.13
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 12
__________________________________________________________________________

Ví dụ : Etylen  PE : polyetylen
Propylen  PP : polypropylen
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 13
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
3.1.5. Phân loại
 Dựa vào nguồn gốc : có polymer thiên nhiên, polymae nhân tạo và polymer tổng hợp.
 Dựa vào tính chất cơ lý là chất dẻo và chất đàn hồi. Đây là cách phân loại phổ biến
nhất. Liên hệ mật thiết với cấu trúc và chúng xác định sự thích ứng với yêu cầu công nghiệp
-Nhựa nhiệt dẻo : là nhóm vật liệu cao phân tử quan trọng nhất trong các polymer
tổng hợp, bao gồm các cao phân tử có kích thước nhất định, mạch thẳng hay phân nhánh. Từ
nhiệt dẻo chỉ ra rằng các polymer có thể chuyển trạng thái rắn sang trạng thái dẻo bởi sự gia
tăng nhiệt độ và quá trình này thuận nghịch, có thể lặp đi lặp lại nhiều lần. Do đó đối với
nhựa nhiệt dẻo ta có thể tái sinh ( ngoại trừ PTFE , polytetraflouethylene )
-Trong kỹ thuật, nhựa nhiệt dẻo để chỉ tất cả polymer mà lực liên kết phân tử là các
liên kết thứ cấp ( lực Van der Waals, Hydro… ), các loại này nhạy nhiệt và dung môi.
-Cao su, chất đàn hồi : đó là những polymer mạch thẳng mà lực liên kết thứ cấp rất
yếu, vệt liệu ở dạng chất lỏng rất nhớt. Để sử dụng ta phải tạo các liên kết ngang giữa các
mạch phân tử để tạo thành mạng lưới không gian ba chiều. Đặc trưng của cao su là chúng có
khả năng dãn dài cao có thề lên đến 1000% ( cao su tự nhiên lưu hoá ). Tuy nhiên do tạo liên
kết ngang nên chúng không thể tái sinh được
-Nhựa nhiệt rắn : mật độ nối ngang dày đặc cao hơn từ 10 đến 1000 lần so với cao su.
Do cấu trúc không gian ba chiều, tính chất nhựa nhiệt rắn rất cao so với nhựa nhiệt dẻo, nhất
là khả năng chịu nhiệt. Nhựa nhiệt rắn tạo thành mạng không gian ba chiều tạo thành cao
phân tử kích thước vô cùng lớn so với nguyên tử. Do vậy, nhựa nhiệt rắn không tan, không
chảy và cũng không tái sinh được.
Ví dụ : PF , PU , nhựa epoxy, silicone ….
 Dựa vào công dụng

mặt lớn, bị
rạn chút ít,
độ bóng tốt
Dễ chảy,
sản phẩm
chịu chấn
động
Dễ chảy,
rạn thấp,
khó phun
dùng cho
các sản
phẩm trong
nhà
Dễ chảy,
cứng, chắc
dùng làm
chậu, rổ, đồ
chuyên chở
(3), mũ đội
bảo vệ
15 - 5
Sản phẩm
có độ bền
lớn hơn, bề
mặt ít bóng
Sản phẩm
đúc chịu
được lực
kéo căng

phẩm làm
kín chịu
kéo tốt
Kháng gãy
do kéo
căng, bề
mặt tốt, sản
phẩm kỹ
thuật chịu
kéo căng
cao
<1
Khối lượng
phân tử
cao, cốt
chịu áp ổn
định cao,
Đồ Án Tốt Nghiệp Trang 15
__________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
SVTH: Nguyễn Ngọc Chương GVHD: Th.s Nguyễn Tuấn Hùng
Trần Diễm
khớp nối
ống
(1) Đa số là blend của PE-LD/HD, cũng có thể là PE-LLD
(2) Loại siêu chảy lên tới MFI >=100
(3) Thùng đựng chai lọ hay thùng rác
3.2.2. Polypropylene(PP)
PP dùng cho ép phun thông thường ở dạng hạt, có một số loại dạng bột.
Với PP sử dụng ở nhiệt độ cao, hỗn hợp PP được ổn định chống oxy hoá và các tác

3.2.3. Polyvinyl chlorire(PVC)
PVC không thể gia công một mình mà phải trộn các phu6 gia : chất ổn định nhiệt-
quang, chất bôi trơn, chất hoá dẻo. chất trợ gia công…
Bảng 3.2.4: Áp dụng của các loại PVC
E S M Loại PVC
Giá trị K(DIN 52 726 : 0.25g PVC hoà tan trong 50 ml
cyclohexanone )
PVC cứng - 55 - 60 56 - 60
PVC hoá dẻo - 65 - 70 55 - 60
Tính co rút của PVC trong ép phun phụ thuộc cấu hình khuôn và điều kiện phun. Giá
trị thông thường 2 – 4% theo hướng phun và 1 – 2 % theo phương ngang, có thể lớn hơn tuỳ
trường hợp.
PVC cũng thường ép khớp nối ống và các chi tiết kỹ thuật, PVC dẻo thường ép thảm,
mũ trùm bảo vệ, nút bấm, khung bảo vệ và gắn kính xe, đồ chơi dẻo, xe đạp, thanh hãm
vôlăng xe hơi, phích cắm điện, đế giày, ủng, sandal.
3.2.4. Polymethylmethacrylate(PMMA)
Trong ép phun, PMMA khó chảy hơn polystyrene, nên đầu lò hoặc cổng phun cần có
đường kính lớn.Cần thiết sấy khô vật liệu trước khi gia công để bề mặt sản phẩm đẹp ( vật
liệu để ở nhiệt độ 70 – 100*C , 4 – 5 giờ, dộ cao của khối vật liệu không quá 4 cm ). Nhiệt
độ khuôn cao làm giảm năng suất nhưng giảm ứng suất trong sản phẩm đúc.
PMMA dùng làm kính đèn các loại; các đồ dùng vệ sinh nhà tắm, đĩa vi tính…
3.2.5. Styrene-acrylonit-copol(SAN)
SAN ép phun ở 210*C, 150 bar, độ co rút 0.5%. Vật liệu phải giữ khô, Vật liệu này
phải nóng chảy khi có độ nhớt cao.
SAN dùng cho các dạng bao bì trong suốt, không vỡ, tiếp xúc thực phẩm nhạy oxy
hoá và UV.
3.2.6. Polyoxymethylene(POM)
POM là 1 lọai nhựa kỹ thuật,có tính cứng cao ngay cả ở nhiệt độ thấp (nhiệt độ
chuyển tinh -60*C,duy trì tính kháng và va đập ở -40*C),độ mài mòn thấp.POM thường
được dùng làm các chi tiết kỹ thuật trong may đo kiểm,điện tử,cơ khí chính xác

chạy làm cho bề mặt sản
phẩm hỏng.
1.Phải sấy vật liệu trước
khi ép, độ ẩm của vật liệu
< 0.1 %
2. Tăng áp suất ngược.
1.2. các sọc do cháy/sọc màu bạc/sọc do khí gây ra
Các sọc bạc hoặc xám
được sinh ra do sự biến
màu
1.Nhựa bị phân huỷ do
nhiệt độ quá cao, hoặc
thời gian lưu của vật liệu
trong máy quá lâu.
2. Nhiệt ma sát sinh ra do
sự trượt của vật liệu qua
cổng phun hẹp hoặc do
thay đổi dòng chạy trong
sản phẩm.
1. Giảm tốc độ phun
2.Tránh dùng cổng phun
quá nhỏ và thay đổi dòng
chảy trong sản phẩm.
3. Kiểm tra nhiệt của hot
runner và các vòng nhiệt
trên xilanh.
4. Giảm nhiệt độ chảy,
tốc độ quay của trục vít,
thời gian lưu nguyên liệu