Các kiểu
khuôn
Chương này trình bày các kiểu khuôn chủ yếu và các phương pháp
tạo
hình.
Khuôn là một dụn cụ làm bằng kim loại để sản xuất sản phẩm nhanh hơn, rẻ hơn và ổn định hơn.
Có
rất nhiều kiểu khuôn để đúc các sản phẩm khác nhau. Sau đây là các loại khuôn chủ
yếu.
Ví dụ, khuôn bánh quy chẳng
hạn
KHUÔN
ĐÚC
Để đúc các chi tiết bằng cách rót kim loại nóng chảy vào lòng
khuôn.
(1) Lắp
ráp
khuôn
(2)Rót kim loại lỏng (3) Mở khuôn sau khi được làm
nguội
Các sản phẩm điển
hình
Thân động cơ, bộ phân phối, cổ xả, bánh xe, những pho tượng
nhỏ
1 | P a g e
RÈN
DẬP
Tạo hình bằng cách dập vật liệu trong khuôn
dập.
(1) Cấp liệu (2) Dập sơ bộ (3) Dập lần cuối (4)Hoàn
thành

để
thực hiện các công đoạn liên tiếp
này.
KHUÔN ĐÚC
ÁP
LỰC
Đúc bằng cách nén kim loại lỏng và phun nó vào
khuôn.
2 | P a g e
(1) Lắp ráp
khuôn
(3) Mở
khuôn
(2)Phun kim loại
lỏng
nhờ áp lực
(3) mở khuôn và làm
nguội
Những sản phẩm điển
hình
Những sản phẩm bằng nhôm như các bộ phận của động cơ, các chi tiết chính
xác.
KHUÔN
NHỰA
Khuôn ép chất dẻo được sử dụng để đúc những chi tiết bằng cách nung nóng chảy vật liệu
chẳng
hạn như chất dẻo và ép vào trong
khuôn.
Khuôn ép chất dẻo được sử dụng cho nhiều phương pháp khác nhau như là đúc phun ép, ép nhựa
và

Mở khuôn và tháo chi tiết ra nhờ chốt
đẩy.
3 | P a g e
Ưu
điểm
Khi mà vật liệu đúc được đặt vào trong khuôn, nó sẽ không di chuyển và biến dạng của các chi tiết
có
thể được giảm
đi.
Khi mà áp lực để kẹp khuôn được ép trực tiếp vào vật liệu đúc, có thể đạt được các chi ti ết chính
xác.
Kh ông cần có cổng phun, không hạn chế về loại vật liệu đúc( hạt nhỏ, bột, vân
vân…)
Bởi vậy nó được sử dụng để đúc chất dẻo nhiệt
rắn.
Do kết cấu đơn giản, giá thành thiết bị có thể
giảm.
Nhược
điểm
Nếu nung nóng khi khuôn không đóng hoàn toàn hoặc áp suất lớn quá vật liệu đúc có thể rò qua
khuôn.
Nếu vật liệu đúc đặt vào quá nhiều nó có thể tràn ra
ngoài.
Có nhiều bav ia được sinh
ra
ĐÙN
Máy đùn liên tục được hình thành bằng cách đùn vật liệu (cung cấp qua phễu) với một trục vít.
Vật
liệu sẽ có hình dáng giống tiết diện cửa ra của thiết
bị.

rỗng.
4 | P a g e
ĐÚC
THỔI
Đúc bằng cách đặt vật liệu dạng ống vào trong khuôn và thổi không khí
vào.
(1) Đặt vật liệu
dạng
ống vào khuôn
(2) Thổi không khí (3) Hoàn
thành
Nội dung cụ
thể:
Bây giờ chúng ta hãy xem quy trình cụ
thể
Quy
trình
Ngắt một đoạn v ật liệu n h ự a đặt nó vào khuôn hình ống có hai nửa riêng
biệt.
Thổi không khí nén vào trong vật liệu đúc, làm cho nó giãn nở cho đến khi có cùng hình dạng
với
khuôn để đúc được chi
tiết.
Ưu
điểm
Sử dụng rộng rãi để đúc các chai, bình
chứa.
ĐÚCCHÂN
KHÔNG
Một tấm vật liệu được nung nóng và áp sát với lòng khuôn nhờ hút chân không để tạo hình chi tiết

Nhược
điểm
Phương pháp này nói chung không dùng cho các chi tiết có hình dáng phức
tạp.
RIM (Reaction Injection
Molding)
RIM (Đúc ép phản ứng
)
Đúc bằng cách trộn hai hoặc nhiều hơn các vật liệu phản ứng trong khuôn.Sản
phẩm
của phản ứng là một chất mới điền đầy
khuôn
Cụ thể
hơn
Chúng ta hãy xem quy trình cụ thể
sau
Quy
trình
Bơm vật liệu đúc bao gồm hỗn hợpcủa chất xúc tác và chất kích hoạt vào trong
khuôn.
Tạo ra polyme ở trong
khuôn.
Ưu
điểm
Phương pháp đúc này yêu cầu áp suất thấp hơn đúc phun ép thông thường, nhôm hoặc vật liệu
sợi
được sử
dụng.
Những khuôn cỡ lớn và hình dáng phức tạp có thể làm
được.

y.
Chu kì đúc kéo
dài
FRP (Fiber Reinforced
Plastics)
Molding
FRP(Đúc chất dẻo có sợi tăng
cứng)
Sử dụng sợi thuỷ tinh hoặc sợi cacbon như là chất gia
cường.
Có loại đúc kiểu này_SMC (đúc tấm ) và phương pháp đúc thủ
công
Đúc bằng cách trộn hai hoặc nhiều hơn các vật liệu phản ứng trong khuôn.Sản phẩm của phản ứng
là
một chất mới điền đầy
khuôn.
Cụ thể
hơn
Chúng ta hãy xem quy trình cụ
thể
Phương pháp đúc tấm
SMC
Quy
trình
Đặt vật liệu tấm có đệm sợi được cuộn bằng polyeste vào trong khuôn.Nén vật liệu bằng nhiệt độ
và
áp
suất.
Ưu
điểm

vào
khuôn
(3) Mở
khuôn
C th
hn
Chỳng ta hóy xem quy trỡnh c
th
Quy
trỡnh
Lm mm vt liu ỳc trong khoang
nung
n nha ó lm mm vo khuụn bng ỏp
lc
ụng cng nha núng
chy
M khuụn v ly chi tit
ra.
u
im
Quy trỡnh ỳc tng t nh ỳc phun ộp, tuy nhiờn ỳc ộp chuyn cn nhit ca vt liu ỳc
trong
khoang nung lm núng chy nú thnh nha núng
chy.
S dng rng rói cho vic ỳc cht do nhit
rn.
ỳc ộp chuyn ó phỏt trin ỳc cỏc chi tit m khú ỳc bng ỳc ỏp lc. Nhng hin ti c
s
dng cho mt s loi chi tit nht
nh.

ỳc bng cỏch phun vt liu vo lũng
khuụn.
(1) Lm núng chy vt liu
trong
xi
lanh.
(2) Phun vt liu
vo
khuụn
(3) Lm ngui v thỏo
chi
tit
ra.
Quy
trình:
Nhựa được nung nóng và trộn đều nhờ vít tải trong xi lanh có gia nhiệt và nó sẽ được dẻo
hóa
vì nhiệt để trở thành nhựa nóng
chảy
Phun nhựa nóng chảy từ xi lanh gia nhiệt vào khuôn với áp lực
cao.
Làm nguội để đóng rắn nhựa nóng chảy trong
khuôn.
Đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn nhờ các chốt
đẩy.
Ưu
điểm:
Có thể đúc hầu hết các nhựa nhiệt dẻo và một số nhựa nhiệt
rắn.
Có thể đúc các chi tiết có chất lượng cao, giá thành hạ và thời gian phun

khuôn
tiếp xúc với họng phun
(nozzle).
Sau đó nhựa nóng chảy sẽ được phun vào
khuôn.
Cụ thể
là:
Áp suất được dùng để phun nhựa nóng chảy vào khuôn được gọi là áp suất ban
đầu.
Duy trì áp lực, làm nguội, làm nóng chảy
nhựa.
Ngay cả sau khi nhựa nóng chảy được phun vào khuôn, việc giữ áp lực vẫn được duy trì
đến
khi nhựa nóng chảy nguội trong
khuôn.
Trong khi nhựa nóng chảy đang được làm nguội và đông đặc (solidified) trong khuôn, vật
liệu
nóng chảy cho lần đúc tiếp theo sẽ được làm chảy dẻo
(plasticated).
Việc làm chảy dẻo này được thực hiện nhờ nhiệt sinh ra trong khi trộn nhựa nhờ vít tải và
bộ
phận gia nhiệt được gắn xung quanh
xilanh.
Cụ thể
là:
Áp lực duy trì còn được gọi là áp lực thứ hai. Nó được sử dụng để bổ xung thêm nhựa
nóng
chảy bằng cách tiếp tục ép nhựa nóng chảy vào lòng khuôn đã điền đầy, bù cho lượng co
ngót
(s h r i n k a g e ) trong quá trình cứng nguội, nhờ vậy có thể giảm vết lõm (s i n k m a rk ) trên vật

Trong các loại khuôn nhựa, kết cấu khuôn dùng trong ép tạo hình, đùn tạo hình, phun tạo hình
thì
phần quan trọng nhất trước hết là vùng lòng khuôn bảo đảm điền đầy vật liệu để có được sản
phẩm
tạo hình như mong
muốn.
Lấy lòng khuôn làm trung tâm, khuôn được tạo thành từ những chi tiết ở vùng lòng khuôn, có
thêm
thiết bị đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, bộ phận gia nhiệt, bộ phận gá lắp khuôn trên máy và các
trang
thiết bị khác. Ngoài các bộ phận nêu trên ở khuôn tạo hình đùn và phun, còn có thêm bộ phận dẫn
vật
liệu nóng chảy vào lòng khuôn như đậu rót, rãnh dẫn, cổng phân phối. Về cơ bản có 6 bộ phận
sau:
a) Vùng lòng
khuôn.
b) Bộ phận dẫn vật liệu (ở khuôn tạo hình đùn và
phun).
c) Thiết bị đẩy, lấy sản
phẩm.
d) Bộ phận điều tiết nhiệt độ khuôn (bộ phận thực hiện gia nhiệt hoặc làm
nguội).
e) Bộ phận gá lắp khuôn vào
máy.
f) Các chi tiết khuôn cơ
sở.
Trong đó, vùng lòng khuôn là vùng trực tiếp tạo kích thước và hình dáng sảm phẩm, nó được
hình
thành từ hốc khuôn và lõi khuôn. Thông thường kết hợp hai cái đó gọi là “lòng khuôn” (cavity).
Vì

ë
Khu«n
k
Ý
n
Khu«n
nöa
k
Ý
n
nöa
h
ë
Khu«n
tr
ª
n
M
Ð
p

c
¾
t

ba
v
ia
S¶n
p

M
Ð
p

c
¾
t
Khu«n
d
−
í
i
1) Khuôn
hở.
Hình
2.1
Đó là khuôn đơn giản nhất trong số khuôn ép nhựa, như hình (2a). Khuôn này được
hình
thành từ hai bộ phận khuôn trên và khuôn dưới. Nửa khuôn trên là bộ phận khuôn đực
gọi
là lõi khuôn (core), còn nửa khuôn dưới là bộ phận khuôn cái, gọi là hốc khuôn
(cavity).
Để
toàn bộ khuôn vào giữa tấm gia nhiệt, vừa gia nhiệt vừa đổ vật liệu dạng bột vào
lòng
khuôn, đặt áp vào nửa khuôn trên. Khi đó, do áp lực, vật liệu thừa trong lòng khuôn
sẽ
chảy
từ thành mép cắt khuôn thành bavia. Tuy nhiên, nói chung khó đạt được độ
chính

Ê
m khu«n
T
Ê
m
®
È
y s¶n
p
h
È
m
V
Ý
t h7m
L
â
i
T
Ê
m khu«n
p
h
Ý
a di
®
é
ng
Lßng khu«n
T

m
®
È
y
p
h
Ý
a d
−
í
i
T
Ê
m
®Õ
p
h
Ý
a cè
®
Þ
nh
Hình
2.2
Hình 2.2 biểu thị kết cấu thực tế của khuôn kiểu ép phẳng. Trên hình vẽ, khi mở
khuôn,
sản phẩm tách khỏi khuôn dưới và mắc vào khuôn trên, và người ta dùng tấm gỡ để
đẩy
sản phẩm rơi
xuống.

dễ bị xước và in vết lên sản
phẩm.
3)Khuôn nửa kín nửa
hở
Khuôn này, như hình 2.1c, là khuôn tổng hợp giữa khuôn ép phẳng và khuôn ép chìm
và
được sử dụng như là khuôn ép chìm ở nửa đầu hành trình ép, nhưng phần sau làm
việc
như
khuôn ép phẳng. Khuôn trên và dưới được đỡ bằng bộ phận ép. Vật liệu thừa chảy
ra
từ
lòng khuôn sẽ được cắt đứt ở bộ phận đỡ gờ
này.
Hình
2.3
3) Khuôn
ghép
Hình
2.4
S¶n
p
h
È
m
Lâi gi÷a
R
Ý
m gh
Ð

P
i
s
t
o
n
§
Ë
u

r
ã
t
T
Ê
m

t
r
ª
n
T
Ê
m

d
−
í
i
§

h
ầ
n

này
chúng ta
sẽ
học
v
ề
khuôn 2
t
ấ
m,
khuôn 3
t
ấ
m

và
khuôn không r7nh
d
ẫ
n
C
ấ
u
trúc cơ bản của khuôn
đ



vật
đ
úc,
số
l
ợ
ng

s
ả
n
p
h
ẩ
m,

vật
li
ệ
u
của
vật
đ
úc

h
o
ặ
c

t
ấ
m,
khuôn 3
t
ấ
m,
khuôn không d7nh
d
ẫ
n

và
khuôn
đ
ặ
c

bi
ệ
t,
mỗi
l
o
ạ
i
có
đ
ặ
c

ấ

m

Khuôn 2
t
ấ
m
có 1
đ

ờ
ng

p
h
â
n
khuôn p a r ti n g l i n e ( P L : w h e r e t h e m o ld d i v i d es)
đ

ờ
ng
này
chia khuôn
th
à
nh
2
p

:

C
ấ
u
trúc
đ
ơ
n
giản hơn
là
khuôn 3
t
ấ
m

h
o
ặ
c
khuôn không r7nh
d
ẫ
n.
G
i
á

th
à

ổ
ng
p
h
â
n
phối trực
ti
ế
p
(d i r e c t g a t e ),
c
ổ
ng

p
h
â
n
phối
ng
ầ
m
(s u bm a r i n e g a t e ),
và
trực
ti
ế
p
thờng sử dụng

rót
và
c
ổ
ng
p
h
â
n
phối), nh
vậy
không
c
ầ
n
có
b
ớ
c

c
ắ
t
bỏ nó sau khi
đ
úc
(ta
sẽ
học từng
b

N
h


ợ
c
đ
i

ể

m
:

C

l
o
ạ
i
bỏ r7nh
d
ẫ
n,

n
ê
n

chúng
khó tự
đ
ộ
ng
hóa
và
không
ti
ế
t

ki
ệ
m.
(Click each name in the figure to display the
explanation.)


v
ớ
i
nh
là
bi
ể
u

di
ễ
n

h
ì
nh

d
ớ
i,
chúng
đ

ợ
c

đ
á
nh

i
bá
®
Ë
u
rãt
vµ
c
æ
ng

p
h
©
n

p
h
è
i.
®
Ë
u
rãt:
lµ
lèi
vµo,
n¬i
mµ
nhùa nãng


p
h
©
n
phèi:
lµ
mi
Ö
ng
phun nhùa
vµo
chi
ti
Õ
t
tõ r7nh
d
É
n.
C
h
ó
t

khu«n
trư
í
c..
3.
T
Ê
m
khu«n sau. 4.
T
Ê
m

k
Ñ
p

p
h
Ý
a

sau.
5.
T
Ê
m

®
ì

h
ớ
ng.
11.
B
ạ
c

d
ẫ
n

h
ớ
ng.
12.
B
ạ
c
mở
r
ộ
ng.
13. Bộ
đ
ị
nh

v
ị

B
ạ
c
cuống
p
hun.
K h u ô n 3 t ấ m
Khuôn 3 tm có 2 ng
p
h
â
n
khuôn p a r t i n g l i n e s ( P L : w h e r e t h e m o ld d i v i d e s) một
đ
ể
th
á
o
r7nh
d
ẫ
n
v một
để
th
á
o
chi tit, nó gm 3
p
h

ẫ
n

cú

th
ể

t
ộng
t
á
ch
riờng ra,
nú

d
ễ
tự ộng húa v c
áp
dụng
rộng r7i trong
d
ạ
ng
sản xut
l
ớ
n.
N

m
.

Khuôn không r7nh
d
ẫ
n

là
khuôn có
đ
ặ
t
bộ gia
nhi
ệ
t

vào
v
ù
ng

đ
ậ
u
rót


cứng.
ở khuôn 2
t
ấ
m

và
khuôn 3
t
ấ
m

c
ầ
n

th
á
o

các
chi
ti
ế
t

và
r7nh
d

ẫ
n
ở trong
khuôn.
Có 4
ki
ể
u
chủ
y
ế
u:
- K
i
ể
u
họng phun
k
é
o

dài
(Extention
Nozzle)
- K
i
ể
u

gi

c

d
ù
ng

nhi
ề
u

nh
ấ
t)
Trong hai
ki
ể
u

đ
ầ
u

là
l
o
ạ
i
không có
đ
ậ

ể
m:
Do r7nh
d
ẫ
n
không
đ
c
ly ra m
ch
ỉ
có
p
h
ầ
n
chi tit c
th
á
o
ra
n
ê
n
không
c
ầ
n
có

c
r7nh
d
ẫ
n
luôn c nung nóng bởi bộ gia
nhi
ệ
t,
do
đ
ó
nhựa nóng chảy
đ
i
ề
n
đ
ầ
y

t
ố
t.
Nó
p
h
ù

h

m:
Kt cu khuôn phức tp.
G
i
á
thnh khuôn
ca
o
.
Np
li
ệ
u
mt
nhi
ề
u
thời
gian.
(Click each name in the figure to display the
explanation.)
Cách cp nhiệt cho vật liệu
đúc
Đ
ể
lm núng chảy
vật
li
ệ
u

li
ệ
u
bằng bộ gia
nhi
ệ
t.
Có 2
ki
ể
u
lm r7nh
d
ẫ
n
nóng:
ki
ể
u
nung nóng
b
ê
n
trong
d
ù
ng


ể

sau:
21
K
i
ể
u
nung nóng
tr
o
ng
K
i
ể
u
nung nóng
ng
o
à
i
Có hai
ki
ể
u

sau
Hi
ệ
u

su

đ
ông
cứng
b
ê
n
tr
o
ng)
Hi
ệ
u

su
ấ
t

nhi
ệ
t

ca
o
.
It cản trở dòng
ch
ả
y.
Đ
i

nhi
ệ
t

đ
ộ
,

đ
ộ

ổn
đ
ị
nh

nhi
ệ
t
cao v
d
ễ

đ
úc
ở
nhi
ệ
t


ệ
t

đ
ộ
lm bin dng
nhi
ệ
t
cao
để
có
th
ể
nhanh chóng ly
vật
đ
úc

ra.
-
Độ
d
ẫ
n

nhi
ệ
t


đ
ị
nh
của khuôn, thờng
t
ạ
o

th
à
nh
p
h
ầ
n

ng
o
à
i
của sản
p
h
ẩ
m.
Tấm khuôn sau (thờng là tấm lõi):
Là
p
h
ầ

ă
ng
của
h
ệ
thống
đ
ẩ
y

là
l
ấ
y
sản
p
h
ẩ
m
ra sau khi khuôn mở. Do
vật
li
ệ
u

d
ẻ
o
đ
ề

làm
nguội
n
ê
n
sản
p
h
ẩ
m

t
ạ
o

th
à
nh

sẽ
bó
l
ạ
i

tr
ê
n
lõi.
Đ

h
ẩ
m
tự rơi khỏi
khuôn.
Vi cỏc khuụn thụng thng cú th dựng mt cht hi v mt lũ xo, cũn i
vi
cỏc khuụn c ln ngi ta cú th dựng cht hi cú lũ xo khớ
nộn
Hỡnh v sau minh ha mt vớ d ca khuụn c
ln.
....
Khuôn cơ
sở
TÊm kÑp phÝa trưíc: Cã
t¸c
dông
k
Ñ
p

p
h
Ç
n
cè
®
Þ
nh
cña khu«n

Ç
n

chuy
Ó
n

®
é
ng
cña
m
¸
y
Ð
p

p
hun.
...
Lõi
trượt
Chúng ta sẽ giới thiệu tên goi và chức năng của các bộ phận chính của một
lõi
trượt (sl i d e
c

o

Trích đoạn dài phần cắt ngang A Phóng đại của phầ Chiều dài khi chưa chịu lực

---