Giáo trình Thiết kế khuôn mẫu (Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Chia sẻ: Hoatudang09 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:74

Thêm vào BST

Báo xấu

37
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Thiết kế khuôn mẫu phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Khuôn ép phun cho sản phẩm có ren; Máy ép phun và các thông số gia công; Xử lý khuyết tậ trên sản phẩm; Thực hành thiết kế khuôn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Thiết kế khuôn mẫu (Nghề: Vẽ và thiết kế trên máy tính - Cao đẳng): Phần 2 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

Bài 4 Khuôn ép phun cho sản phẩm có ren Mục tiêu - Nắm được những lưu ý khi thiết kế khuôn cho sản phẩm có ren; - Nắm được kiến thức về một số cơ cấu trong khuôn cho sản phẩm có ren. - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. Nội dung 4.1. Những lưu ý khi thiết kế sản phẩm có ren  Bán kính chân ren và đỉnh ren nên lớn nhất đến mức có thể để tránh sự tập trung ứng xuất. Hình 4.1: Một số Profile ren thường dùng để thiết kế cho sản phẩm nhựa  Đoạn hết ren nên làm tròn để tránh tuôn ren và hỏng ren Hình 4.2: Làm tròn đoạn hết ren 122
 Khi cần thiết kế ren côn nên thiết kế để mối lắp ren được kín hơn Hình 4.3: Ren côn  Ta có thể dùng ren thẳng và vòng đệm để ngăn chất lỏng không bị rò rit mà không phải thiết kế ren côn Hình 4.4: Giải pháp không dùng ren côn  Tránh thiết kế đoạn ren có bước ren nhỏ hơn 1mm (32 ren/inch) để tránh tuôn ren và dễ chế tạo khuôn.  Khi thiết kế ren nhựa lắp ráp với ren kim loại (thường thấy trong hệ thống ống nước), ta nên thiết kế dạng ren ngoài cho chi tiết bằng nhựa và ren trong cho chi tiết bằng kim loại để tránh ren kim loại làm hỏng ren nhựa. Hình 4.5: Thiết kế ren ngoài cho chi tiết nhựa  Ren thiết kế cho sản phẩm nhựa đôi khi không theo một tiêu chuẩn nào để có thể dễ chế tạo khuôn hơn Hình 4.6: Ren phi tiêu chuẩn 123
4.2. Khuôn cho sản phẩm có ren trong Đối với loại khuôn này ta có các phương pháp tháo ren sau: a) Tháo ren cưỡng bức:  Sản phẩm được đẩy rời khỏi khuôn nhờ lực đẩy của vành đẩy. Cách tháo ren cưỡng bức chỉ phù hợp với những loại nhựa có độ đàn hồi cao, chính nhờ tính đàn hồi của nhựa mà sản phẩm bị đẩy ra sẽ không bị hỏng hay cong vênh. Loại ren khuyên dùng cho cách tháo ren này là ren tròn. Hình 4.7: Tháo ren trong bằng lực cưỡng bức b) Tháo ren bằng chốt gập (Collapsible core)  Chốt gập dùng để tháo ren cho các sản phẩm nhỏ Hình 4.8: Cấu tạo chốt gập và vị trí của nó trên khuôn 124
 Lắp chốt gập trên khuôn và nguyên lý hoạt động của toàn hệ thống khuôn Hình 4.9: Lắp chốt gập trên khuôn Hình 4.10: Nguyên lý hoạt động của chốt gập trên khuôn 125
c) Tháo ren bằng thanh răng và bánh răng:  Tháo ren bằng thanh răng – bánh răng cho phép tháo ren cùng lúc nhiều sản phẩm trên khuôn và đảm bảo ren có độ chính xác cao hơn hai phương pháp tháo ren trên. Ngoài ra, cơ cấu tháo ren bằng thanh răng – bánh răng còn phù hợp với những sản phẩm có kích thước lớn trong sản xuất hàng loạt. Hình 4.11: Tháo ren trong bằng thanh răng – bánh răng được truyền lực bằng cơ Hình 4.12: Tháo ren trong bằng thanh răng – bánh răng truyền lực bằng thủy lưc, khí nén 126
Hình 4.13: Nguyên lý hoạt động của hệ thống tháo ren trong bằng thanh răng – bánh răng truyền lực bằng thủy lưc, khí nén d) Tháo ren bằng tay: Phương pháp tháo ren bằng tay phù hợp với những sản phẩm nhỏ nhưng cần ren có độ chính xác cao. Theo phương pháp này, sản phẩm sẽ được tháo ra khỏi lõi bằng tay và chỉ phù hợp với sản xuất đơn chiếc. Hình 4.14: Tháo ren trong bằng tay 4.3. Khuôn cho sản phẩm có ren ngoài Hình 4.15: Một sản phẩm có ren ngoài 127
Đối với những sản phẩm có ren ngoài ta có thể dùng các phương pháp sau để tháo ren a) Chế tạo khuôn 2 nửa nếu đường ren trên sản phẩm đối xứng qua mặt phân khuôn Hình 4.16: Khuôn hai nửa cho sản phẩm có đường ren đối xứng qua mặt phân khuôn b) Tháo ren cưỡng bức Khi khuôn mở lõi sẽ được giữ ở tấm cố định và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ lực đẩy của chốt đẩy Hình 4.17: Tháo ren ngoài bằng phương pháp cưỡng bức c) Tháo ren bằng chốt nhả (Expandable cavity): Chốt nhả dùng để tháo ren cho các sản phẩm có kích thước nhỏ a) b) Hình 4.18: Tháo ren ngoài bằng chốt nhả 128
d) Tháo ren bằng bộ truyền bánh răng: Hình 4.19: Tháo ren ngoài bằng bộ truyền bánh răng 129
Bài 5 Máy ép phun và các thông số gia công Mục tiêu - Nắm được kiến thức cơ bản về các loại máy ép; - Nắm được các thông số cũng như nguyên lý hoạt động của máy ép. - Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập. Nội dung 5.1. Các kiến thức cơ bản về máy ép phun 5.1.1. Cấu tạo chung Máy ép phun gồm các hệ thống cơ bản được minh họa trong hình 5.1 Hình 5.1: Máy ép phun 5.1.1.1. Hệ thống hỗ trợ ép phun (Injection press support system) Hình 5.2: Hệ thống hỗ trợ máy ép phun 130
Là hệ thống giúp vận hành máy ép phun. Bao gồm 4 hệ thống nhỏ:  Thân máy ( Frame)  Hệ thống thủy lực ( Hydraulic system)  Hệ thống điện ( Electrical )  Hệ thống làm nguội ( Cooling system ) Các hệ thống con trong hệ thống hỗ trợ máy ép phun: a) Thân máy : Liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau b) Hệ thống thủy lực: Cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và duy trì lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm, mtor, hệ thống ống, thùng chứ dầu … Hình 5.3: Hệ thống thủy lực c) Hệ thống điện: Cấp nguồn cho motor điện ( electric motor ) và hệ thống điều khiển cho khoảng chứa vật liệu nhớ các băng nhiệt ( heater band ) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy bằng các công tắc. Hệ thống này gồm tủ điện (electric power cabiner ) và hệ thống dây dẫn. Hình 5.4: Hệ thống điện 131
d) Hệ thống làm nguội: Cung cấp nước hay dung dịch ethyleneglycol…Để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn không cho nhựa thô ở cuống phễu (feed throat ) bị nóng chảy. Vì khi nhựa ở cuống phễu bị nóng chảy thì phần nhựa thô phía trên khó chảy vào khoang chứa liệu. Nhiệt trao đổi cho dầu thủy lực vào khoảng 90-120 0F. Bộ điều khiển nhiệt nước cung cấp một lượng nhiệt, áp suất, dòng chảy thích hợp để làm nguội nhựa nóng trong khuôn. Hình 5.5: Hệ thống làm nguội 5.1.1.2. Hệ thống phun: Hệ thống phun làm nhiệm vụ đưa nhựa vào khuôn thông qua các trình cấp nhựa, nén, khử khí, làm chảy, phun nhựa lỏng và các định hình sản phẩm. Hệ thống này gồm có các bộ phận:  Phễu cấp liệu (hopper)  Khoang chứa liệu (barrel)  Các băng gia nhiệt (heater band)  Trục vít screw)  Bộ hồi tự hở (non-return Assembly)  Vòi phun (nozzle) Hình 5.6: Hệ thống phun 132
Các bộ phận trong hệ thống phun: a) Phễu cấp liệu: Chứa vật liệu nhựa dạng viên để cấp vào khoang trộn b) Khoang chứa liệu: Chứa nhựa và để vít trộn di chuyển qua lại bên trong nó. Khoang trộn được gia nhiệt nhờ các băng cấp nhiệt. Nhiệt độ xung quanh khoang chứa liệu cung cấp từ 20 đến 30 % nhiệt độ cần thiết để làm cháy lỏng vật liệu nhựa. c) Băng gia nhiệt: Giúp duy trì nhiệt độ khoang chứa để nhựa bên trong khoang luôn ở trạng thái chảy dẻo .Thông thường, trên một máy ép nhựa có thể có nhiều băng gia nhiệt ( ≥3 băng) được cài đặt với các nhiệt độ khác nhau để tạo ra các vùng nhiệt độ thích hợp cho quá trình ép phun Hình 5.7: Băng nhiệt d) Trục vít: Có chức năng nén, làm chảy dẻo và tạo áp lực để đẩy nhựa chảy dẻo vào lòng khuôn. Trục vít có cấu tạo gồm 3 vùng: vùng cấp liệu, vùng nén và vùng định lượng. Hình 5.8: Cấu tạo trục vít + Vùng cấp liệu (Feed section): là vùng gần phễu cấp liệu nhất, chiếm khoảng 50% chiều dài hoạt động của trục vít và có chức năng làm cho vật liệu đặc lại thành khối và chuyển vật liệu qua vùng nén. Chiều sâu của các cánh vít ở vùng này là lớn nhất và hầu như không đổi. 133
+ Vùng nén hay vùng chuyển tiếp (Transition or compression section): chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít. ở vùng này, đường kính ngoài của trục vít không đổi nhưng chiều sâu của các cánh vít thay đổi nhỏ dần từ vùng cấp liệu đến cuối vùng định lượng. Chính nhờ cấu tạo đặc biệt này mà các cánh vít làm cho nhựa bị nén chặt vào thành trong của khoang chứa liệu, điều này tạo ra nhiệt ma sát. Nhiệt ma sát này cung cấp khoảng 70 đến 80% lượng nhiệt cần thiết để làm chảy dẻo vật liệu. + Vùng định lượng (Metering section): chiếm khoảng 25% chiều dài hoạt động của trục vít, có chức năng cung cấp nhiệt độ để vật liệu chảy dẻo một cách đồng nhất và làm bắn vật liệu chảy dẻo vào trong khuôn qua cuống phun. Chiều sâu cánh vít ở vùng này là bé nhất và hầu như không đổi. + Để đánh giá được khả năng làm chảy dẻo vật liệu của trục vít cao hay thấp người ta dựa vào hai thông số chính đó là: L/D và Df/Dm. Tỉ lệ L/D nhỏ nhất là 20:1, tỉ lệ Df/Dm thường là 3:1 hoặc 2.5:1 và 2:1 e) Bộ hồi tự hở (non-return Assembly): Bộ phận này gồm vòng chắn hình nêm, đầu trục vít .Chức năng của nó là tạo ra dòng nhựa bắn vào khuôn Hình 5.9: Bộ hồi tự mở hay van hồi tự mở + Khi trục vít lùi về thì vòng chắn hình nệm di chuyển về hướng vòi phun và cho phép nhựa chảy về trước đầu trục vít. + Khi trục vít di chuyển về phía trước thì vòng chắn hình nệm sẽ di chuyển về hướng phễu và đóng kín với seat không cho nhựa chảy ngược về sau Hình 5.10: Các loại bộ hồi tự mở hay van hồi tự mở 134
f) Vòi phun: có chức năng nối khoang trộn với cuống phun và phải có hình dạng đảm bảo bịt kín khoảng trộn và khuôn. Nhiệt độ ở vòi phun nên được cài đặt lớn hơn hoặc băng nhiệt độ chảy của vật liệu. Trong quá trình phun nhựa lỏng vào khuôn, vòi phun phải thẳng hàng với bạc cuống phun và đầu vòi phun nén được lắp kín với phần lõm của bạc cuống phun thông qua vòng định vị để đảm bảo nhựa không bị phun ra ngoài và tránh mất áp Hình 5.11: Vị trí vòi phun trong hệ thống phun Có nhiều loại vòi phun khác nhau, tùy vào từng trường hợp ứng dụng cụ thể mà ta dùng loại vòi phun nào cho thích hợp. Thông thường người ta quan tâm đến một số thông số như: + Đường kính lỗ phun của đầu vòi phun phải nhỏ hơn đường kính lổ của bạc cuống phun một chút (khoảng 0,125 - 0,75 mm ) để cuống phun dễ thoát ra ngoài và tránh cản dòng + Chiều dài của vòi phun nên dài hơn chiều sâu của bạc cuống phun (tạo dòng ổn định trước khi vào bạc cuống phun) + Đô côn tùy thuộc vào vật liệu phun Hình 5.12: Vòi phun 5.1.1.3. Hệ thống khuôn (nội dung đã được trình bày kỹ trong phần bài 3 của tài liệu này) 5.1.1.4. Kệ thống kẹp Có chức năng đóng, mở khuôn,tạo lực kẹp giữ khuôn trong quá trình làm nguội và đẩy sản phẩm ra thoát khỏi khuôn khi kết thúc một chu kỳ ép phun. 135
Hệ thống này gồm các bộ phận:  Cụm đẩy của máy (Machine ejector )  Cụm kìm (Clamp cylindero )  Tấm di động (moverable platen )  Tấm cố định (Stationary platen )  Những thanh nối (Tie bars ) Hình 5.13: Hệ thống kẹp a) Cụm đẩy của máy (Machine ejector): Gồm xilanh thủy lực, tấm đẩy và cân đẩy. chúng có chức năng tạo ra lực đẩy tác động vào tấm đẩy trên khuôn để đẩy sản phẩm rời khỏi khuôn. Hình 5.14: Cụm đẩy của máy b) Cụm kìm (Clamp cylindero ): thường có 2 loại chính, đó là loại dùng cơ cấu khuỷu và loại dùng các xilanh thủy lực. Hệ thống này có chức năng cung cấp lực để đóng mở khuôn và giữ để khuôn đóng trong suốt quá trình phun 136
a) Khuôn đóng b) Khuôn mở Hình 5.15: Cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu a) Khuôn đóng b) Khuôn mở Hình 5.16: Cụm kìm dùng xylanh thủy lực 137
 Ưu nhược điểm của cụm kìm dùng cơ cấu khuỷu và xylanh thủy lực: Loại kìm Ưu điểm Nhược điểm  Lắp đặt khuôn nhanh.  Cần lượng lớn dầu thủy  Biết rõ áp suất kìm. lực.  Dễ bảo dưỡng. Kìm dùng thủy lực  Tốn nhiều năng lượng.  Ít làm võng tấm khuôn.  Chịu ảnh hưởng bởi hệ  Lực kìm tập trung vào số nén của dầu giữa tấm khuôn  Cần bảo dưỡng thường  Giá thành thấp. xuyên.  Di chuyển cơ cấu kìm  Lực kìm không tập Kìm dùng cơ cấu khuỷu nhanh trung vào giữa tấm  Tự hãm để giảm va đập khuôn.  Khó điều chỉnh c) Tấm di động (moverable platen): Là một tấm thép lớn với bề mặt có nhiều lỗ thông với tấm di động của khuôn. Chính nhờ các lỗ thông này mà cần đẩy có thể tác động lực đẩy trên khuôn. Ngoài ra, trên tấm di động còn có các lổ ren để kẹp tấm di động của khuôn. Tấm này di chuyển tới lui dọc theo 4 thanh nối trong quá trình ép phun Hình 5.17: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun 138
d) Tấm cố định (Stationary platen ): Cũng là một tấm thép lớn có nhiều lỗ thông với tấm cố định của khuôn. Ngoài 4 lỗ dẫn hướng và các lỗ có ren để kẹp tấm cố định của khuôn tương tự như tấm di động, tấm cố định còn có thêm lỗ vòng định vị để định vị tấm cố định của khuôn và đảm bảo sự thẳng hàng giữa cần đẩy và cụm phun. Hình 5.18: Tấm cố định và vị trí của nó trên máy ép phun e) Những thanh nối (Tie bars ): Có khả năng co giãn để chống lại áp suất phun khi kìm tạo lực. Ngoài ra còn có tác dụng dẫn hướng cho tấm di động Hình 5.19: Vị trí các thanh nối trên máy 5.1.1.5. Hệ thống điều khiển Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy móc theo dõi và điều chỉnh các thông số gia công cũng như nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun và vị trí của các 139
bộ phận trong hệ thống thủy lực. Quá trình điều khiển có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sau cùng của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình hệ thốngđiều khiển giao tiếp với người vận hành máy qua bảng điều khiển (Control panel ) và màn hình máy tính ( computer screen ) Hình 5.20: Hệ thống điều khiển a) Màn hình máy tính: Cho phép nhập các thông số gia công, trình bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động và các thông điệp. Hình 5.21: Màn hình hiển thị các thông số ép phun trên máy b) Bảng điều khiển: Gồm các công tắc và nút nhấn dùng để vận hành máy. Một bàn điều khiển gồm có: nút nhấn điều khiển bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các công tắc điều khiển bằng tay. 140
Hình 5.22: Bảng điều khiển trên máy ép phun Bên trong hệ thống điều khiển là bộ vi xử lý các rơle, công tắc hành trình, các bộ phận điều khiển nhiệt độ, áp suất, thời gian… Hình 5.23: Các bộ phận bên trong hệ thống điều khiển trên khuôn và trên máy Hình 5.24: Công tắc hành trình trên máy ép phun 141