Giáo trình Thiết kế và chế tạo khuôn phun ép nhựa - TS Phạm Sơn Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO<br /> <br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT<br /> THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH<br /> ---&---&--KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO<br /> TS. PHẠM SƠN MINH<br /> ThS.TRẦN MINH THẾ UYÊN<br /> <br /> GIÁO TRÌNH<br /> <br /> NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA<br /> THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH<br /> <br /> LỜI NÓI ĐẦU<br /> Trong vòng mười năm trở lại đây, ngành nhựa trở thành ngành có<br /> tốc độ tăng trưởng nhanh nhất trong cả nước. Sản phẩm nhựa Việt Nam<br /> đã có mặt trên 40 quốc gia và vẫn không ngừng tăng trưởng. Ngành nhựa<br /> phát triển lớn mạnh kéo theo sự ra đời của nền công nghiệp khuôn mẫu<br /> để hỗ trợ là điều tất yếu. Chính điều này đã tạo nên một cơ hội cũng như<br /> những thách thức cho đội ngũ các kỹ sư trong lĩnh vực khuôn mẫu.<br /> Sản phẩm nhựa có thể được chế tạo bằng nhiều phương pháp khác<br /> nhau, trong đó, phổ biến nhất là công nghệ ép phun. Công nghệ này<br /> mang lại hiệu quả kinh tế rất cao, tốn ít thời gian tạo ra sản sản phẩm,<br /> thích hợp cho sản xuất hàng loạt. Hiện nay, ngành công nghệ ép phun có<br /> nhiều phát triển vượt bậc, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của việc ứng<br /> dụng CAD/CAM/CNC-CAE vào thiết kế và lập quy trình sản xuất,<br /> ngành công nghiệp nhựa đang dần khẳng định được vị trí của mình trong<br /> nền công nghiệp nước nhà.<br /> Với mục đích giúp người đọc làm quen và có khả năng thiết kế và<br /> chế tạo khuôn phun ép nhựa, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này<br /> với sự giúp đỡ tận tình của KS. Chu Minh Tuấn, KS. Hoàng Minh Hải,<br /> KS. Lê Nhật Sơn, KS.Nguyễn Nhật Bình và các đồng nghiệp – Trường<br /> Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho<br /> môn học THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA, dùng<br /> cho sinh viên Đại học và học viên Cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật<br /> Cơ khí.<br /> Trong quá trình biên soạn, không thể tránh khỏi những thiếu sót.<br /> Nhóm tác giả rất mong nhận được sự góp ý của người đọc để các lần biên<br /> soạn sau được hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng gởi về<br /> địa chỉ email: minhps@hcmute.edu.vn hoặc uyentmt@hcmute.edu.vn.<br /> Tp. Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2014, Nhóm tác giả:<br /> TS. Phạm Sơn Minh<br /> ThS. Trần Minh Thế Uyên<br /> Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. HCM<br /> <br /> 3<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................... 3<br /> MỤC LỤC ................................................................................................. 4<br /> Chương 1. CẤU TẠO KHUÔN ÉP PHUN ............................................. 10<br /> 1.1 TỔNG QUÁT .................................................................................... 10<br /> 1.1.1 Khái niệm về khuôn ................................................................ 10<br /> 1.1.2 Phân loại khuôn ép phun ......................................................... 11<br /> 1.1.3 Kết cấu chung của một bộ khuôn ............................................ 12<br /> 1.2 HỆ THỐNG CẤP NHỰA NGUỘI (Cool runner) ............................. 13<br /> 1.2.1 Tổng quan về hệ thống cấp nhựa nguội................................... 13<br /> 1.2.2 Đặc điểm và chức năng các bộ phận của hệ thống kênh dẫn<br /> nguội ................................................................................................. 15<br /> 1.2.3 Ví dụ ........................................................................................ 45<br /> 1.3 HỆ THỐNG CẤP NHỰA NÓNG (HOT RUNNER - HR) ............... 47<br /> 1.3.1 Nhiệm vụ, yêu cầu, lợi ích và hạn chế .................................... 47<br /> 1.3.2 Cấu trúc và chức năng của hệ thống Hot Runner .................... 50<br /> 1.3.3 Đặc điểm, cách tính và bố trí các thành phần .......................... 51<br /> 1.4 HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM ........................................................ 76<br /> 1.4.1 Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn ..................................... 76<br /> 1.4.2 Khái niệm hệ thống đẩy........................................................... 76<br /> 1.4.3 Nguyên lý chung ..................................................................... 77<br /> 1.4.4 Các hệ thống đẩy thường dùng ................................................ 77<br /> 1.4.5 Điều khiển hệ thống đẩy .......................................................... 82<br /> 1.4.6 Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy .................... 85<br /> 1.4.7 Ví dụ về tính toán hệ thống đẩy .............................................. 85<br /> 1.5 HỆ THỐNG LÀM NGUỘI ............................................................... 90<br /> 1.5.1 Tầm quan trọng và mục đích của hệ thống làm nguội ............ 90<br /> 1.5.2 Một số chất làm nguội ............................................................. 91<br /> 4<br /> <br /> 1.5.3 Độ dẫn nhiệt của kim loại........................................................ 91<br /> 1.5.4 Các thành phần của hệ thống làm nguội trong khuôn ép nhựa 91<br /> 1.5.5 Quy luật thiết kế kênh dẫn nguội............................................. 92<br /> 1.5.6 Thiết kế kênh làm nguội .......................................................... 95<br /> 1.5.7 Làm nguội lõi khuôn ............................................................... 96<br /> 1.5.8 Làm nguội lòng khuôn .......................................................... 102<br /> 1.5.9 Các chi tiết sử dụng trong hệ thống làm nguội ...................... 106<br /> 1.5.10 Tính lưu lượng nước làm nguội ........................................... 112<br /> 1.5.11 Tính toán thời gian làm nguội ............................................. 113<br /> 1.5.12 Thời gian làm nguội của 1 số dạng chi tiết ......................... 115<br /> 1.5.13 Kiểm soát nhiệt độ khuôn .................................................... 116<br /> 1.6 HỆ THỐNG DẪN HƯỚNG VÀ ĐỊNH VỊ ..................................... 117<br /> 1.6.1 Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng ........................................ 118<br /> 1.6.2 Cơ cấu định vị ....................................................................... 121<br /> 1.6.3 Vị trí của chốt và bạc dẫn hướng ........................................... 123<br /> 1.7 HỆ THỐNG THOÁT KHÍ .............................................................. 123<br /> 1.7.1 Khái quát ............................................................................... 123<br /> 1.7.2 Các kiểu thoát khí .................................................................. 125<br /> 1.7.3 Rãnh thoát khí trên mặt phân khuôn ..................................... 125<br /> 1.7.4 Hệ thống thoát khí trên kênh dẫn .......................................... 130<br /> 1.7.5 Thoát khí qua hệ thống đẩy trong khuôn ............................... 130<br /> 1.7.6 Thoát khí qua hệ thống hút chân không ................................ 132<br /> 1.7.7 Thoát khí qua hệ thống làm mát, slide, insert… ................... 134<br /> 1.7.8 So sánh các phương pháp thoát khí ....................................... 135<br /> 1.7.9 Ví dụ ...................................................................................... 135<br /> 1.8 HỆ THỐNG THÁO UNDERCUT .................................................. 137<br /> 1.8.1 Giới thiệu ............................................................................... 137<br /> 1.8.2 Undercut mặt ngoài ............................................................... 139<br /> 1.8.3 Undercut mặt trong ................................................................ 145<br /> 5<br /> <br /> 1.8.4 Xilanh thủy lực tháo undercut ............................................... 149<br /> 1.8.5 Ren trong (hoặc undercut trong dạng tròn xoay) .................. 151<br /> 1.8.6 Ren ngoài (hoặc undercut ngoài dạng tròn xoay) .................. 154<br /> 1.9 MỘT SỐ LOẠI KHUÔN ................................................................ 157<br /> 1.9.1 Khuôn hai tấm ....................................................................... 157<br /> 1.9.2 Khuôn ba tấm ........................................................................ 158<br /> 1.9.3 Khuôn nhiều tầng .................................................................. 159<br /> 1.9.4 Khuôn cho sản phẩm nhiều màu ........................................... 162<br /> Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ THIẾT KẾ KHUÔN ÉP NHỰA 163<br /> 2.1 Các nguyên tắc cơ bản để thiết kế sản phẩm nhựa .......................... 163<br /> 2.1.1 Dòng đồng hướng .................................................................. 163<br /> 2.1.2 Cân bằng dòng ....................................................................... 163<br /> 2.1.3 Phân bố áp xuất ..................................................................... 163<br /> 2.1.4 Ứng xuất trượt cực đại........................................................... 164<br /> 2.1.5 Vị trí đường hàn và đường nối .............................................. 164<br /> 2.2 Quy trình thiết kế ............................................................................. 164<br /> 2.2.1 Quy trình sản xuất khuôn ...................................................... 164<br /> 2.2.2 Quy trình thiết kế khuôn ........................................................ 165<br /> 2.2.3 Quy trình thiết kế sản phẩm .................................................. 166<br /> 2.2.4 Quy trình thiết kế hệ thống kênh dẫn .................................... 167<br /> 2.2.5 Quy trình thiết kế hệ thống làm nguội ................................... 168<br /> 2.3 Trình tự thiết kế khuôn .................................................................... 168<br /> 2.4 Các yêu cầu kĩ thuật đối với chi tiết của bộ khuôn .......................... 170<br /> 2.4.1 Độ chính xác về hình dáng .................................................... 170<br /> 2.4.2 Độ chính xác về kích thước ................................................... 171<br /> 2.4.3 Độ cứng của các chi tiết trong khuôn .................................... 171<br /> 2.4.4 Độ bóng ................................................................................. 171<br /> 2.5 Tính số lòng khuôn .......................................................................... 172<br /> 2.5.1 Số lòng khuôn tính theo số lượng lô sản phẩm ..................... 172<br /> 6<br /> <br />