** Thí Nghi m Thi t K Và Ch T o Khuôn Phun Ép Nh a **ệ ế ế ế ạ ự
I/ Mô ph ng phân tích (CAE) dòng ch y c a nh a:ỏ ả ủ ự
1/ Gi i thi u v CAE:ớ ệ ề
CAE là tên g i t t c a k thu t phân tích có tr giúp máy vi tính (Computer Aidedọ ắ ủ ỹ ậ ợ
Engineering). L i d ng kh năng phân tích và tính toán chính xác, nhanh chóng c aợ ụ ả ủ
máy vi tính, đ hi u mô hình nguyên lý c a h th ng, đng th i k t h p ch c năng để ể ủ ệ ố ồ ờ ế ợ ứ ồ
h a vi tính, giúp ng i s d ng thu đc k t qu phân tích nhanh chóng, và s d ngọ ườ ử ụ ượ ế ả ử ụ
k t qu đ s a đi t i u hóa tham s thi t k và ép phun.ế ả ể ử ổ ố ư ố ế ế
CAE k t h p đ h a, thi t k có tr giúp máy vi tính và ch t o có s tr giúp c aế ợ ồ ọ ế ế ợ ế ạ ự ợ ủ
máy vi tính.
2/ L i ích c a ng d ng CAE:ợ ủ ứ ụ
- Phân tích CAE d a vào đc tính trình t c a h th ng, k t h p lý lu n mô hình đự ặ ự ủ ệ ố ế ợ ậ ể
ti n hành phân tích, k t qu có ý nghĩa v t lý không ph i là c a kinh nghi m truy nế ế ả ậ ả ủ ệ ề
th ng, do đó có th h th ng hóa và khoa h c hóa tham s ép phun và các lo i thi t kố ể ệ ố ọ ố ạ ế ế
đi v i trình t tr ng thái và ch t l ng s n ph m, đt t i m c tiêu ép phun m t cáchố ớ ự ạ ấ ượ ả ẩ ạ ớ ụ ộ
khoa h c.ọ
- Có th ch ra v n đ ti m n trong quá trình ép phun và thi t k , đ ra s a đi thi tể ỉ ấ ề ề ẩ ế ế ề ử ổ ế
k và h ng gi i quy t tr ng i và ph ng án kh thi, có th tránh đi m mù kinhế ướ ả ế ở ạ ươ ả ể ể
nghi m.ệ
- CAE giai đo n thi t k có th th c hi n trên máy vi tính đi v i các ph ng ánở ạ ế ế ể ự ệ ố ớ ươ
s a đi thi t k ti n hành đánh giá, nh n đnh và t i u hóa, gi m th i gian, giá thànhử ổ ế ế ế ậ ị ố ư ả ờ
th khuôn, s a khuôn th c t , rút ng n chu trình th sai th c t , rút ng n th i gianử ử ự ế ằ ử ự ế ắ ờ
phát tri n s n ph m và th i gian đa ra th tr ng, gi m hao phí, th i gian và ti n b cể ả ẩ ờ ư ị ườ ả ờ ề ạ
trong các công đo n.ạ
- CAE có th tr giúp ng i ép phun d đoán và n m b t thông s ép phun đi v iể ợ ườ ự ắ ắ ố ố ớ
nh h ng ch t l ng s n ph m, tìm ra h ng x lý và t i u hóa thông s ép phun.ả ưở ấ ượ ả ẩ ướ ử ố ư ố
SVTH: Tr n Văn TuyênầPage 1
** Thí Nghi m Thi t K Và Ch T o Khuôn Phun Ép Nh a **ệ ế ế ế ạ ự
- CAE có th ch ra các nhân t ch y u nh h ng ch t l ng ép phun, t đó cungể ỉ ố ủ ế ả ưở ấ ượ ừ
c p tham s s a đi thi t k , tham s ép phun và ch tiêu đnh l ng.ấ ố ử ổ ế ế ố ỉ ị ượ
- CAE có th m h p đen ép phun,v i ph ng pháp sinh đng và c th hi n thể ở ộ ớ ươ ộ ụ ể ễ ị
ph ng pháp gia công và thi t k đi v i trình t tr ng thái và nh h ng ch t l ngươ ế ế ố ớ ự ạ ả ưở ấ ượ
s n ph m, có th giúp ng i s d ng nhanh chóng tích l y kinh nghi m thi t k và épả ẩ ể ườ ử ụ ủ ệ ế ế
phun, có giúp đ t ng đi l n v b i d ng nhân viên.ỡ ươ ố ớ ề ồ ưỡ
- CAE có thhh giúp ng i s d ng nhanh chóng n m b t v t li u m i, quy trình m i,ể ườ ử ụ ắ ắ ậ ệ ớ ớ
thi t k m i và ph ng án ép phun, có hi u qu và nhanh chóng tích lũy kinh nghi mế ế ớ ươ ệ ả ệ
thi t k chu n và hi u bi t v ép phun.ế ế ẩ ể ế ề
- CAE giúp ng i thi t k và ch t o khuôn rút ng n đc th i gian thi t k cũngườ ế ế ế ạ ắ ượ ờ ế ế
nh chi phí trong vi c s n xu t khuôn.ư ệ ả ấ
3/ T ng quan v CAE: ổ ề
a. Lý thuy t v ph n t h u h n khi chia l i s n ph m:ế ề ầ ử ữ ạ ướ ả ẩ
Ph ng pháp ph n t h u h n là ph ng pháp g n đúng đ gi i m t s bài toán biên.ươ ầ ử ữ ạ ươ ầ ể ả ộ ố
Theo ph ng pháp ph n t h u h n, trong c h c v t th đc chia thành nh ngươ ầ ử ữ ạ ơ ọ ậ ể ượ ử
SVTH: Tr n Văn TuyênầPage 2
** Thí Nghi m Thi t K Và Ch T o Khuôn Phun Ép Nh a **ệ ế ế ế ạ ự
ph n t nh có kích th c h u h n, liên k t v i nhau t i m t s h u h n các đi mầ ử ỏ ướ ữ ạ ế ớ ạ ộ ố ữ ạ ể
trên biên (g i là các đi m nút). Các đi l ng c n tìm nút s là n s c a bài toánọ ể ạ ượ ầ ở ẽ ẩ ố ủ
(g i là các n s nút). T i tr ng trên các ph n t cũng đc đa v các nút.ọ ẩ ố ả ọ ầ ử ượ ư ề
b. Đ nh t c a ch t l ng:ộ ớ ủ ấ ỏ
- Đ nh t c a m t ch t l u là thông s đi di n cho ma sát trong c a dòng ch y. Khiộ ớ ủ ộ ấ ư ố ạ ệ ủ ả
các dòng ch t l u li n k có t c đ chuy n đng khác nhau, ngoài s va đp gi a cácấ ư ề ề ố ộ ể ộ ự ậ ữ
ph n t v t ch t còn có s trao đi xung l ng gi a chúng. Nh ng ph n t trong dòngầ ử ậ ấ ự ổ ượ ữ ữ ầ ử
ch y có t c đ cao s làm tăng đng năng c a dòng có t c đ ch m và ng c l iả ố ộ ẻ ộ ủ ố ộ ậ ượ ạ
ph n t v t ch t t các dòng ch y ch m s làm kìm hãm chuy n đng c a dòng ch yầ ử ậ ấ ừ ả ậ ẽ ể ộ ủ ả
nhanh. K t qu là gi a các l p này xu t hi n 1 ng su t ti p tuy n ế ả ữ ớ ấ ệ ứ ấ ế ế gây nên ma sát.
- Đi v i n c đ nh t r t nh nên nh ng ph n t n c g n tr c quay s b văngố ớ ướ ộ ớ ấ ỏ ữ ầ ử ướ ầ ụ ẽ ị
theo l c ly tâm.ự
- Đi v i v t li u nh a đ nh t r t l n, nh a di chuy n đn trung tâm c a tr c quayố ớ ậ ệ ự ộ ớ ấ ớ ự ể ế ủ ụ
và di chuy n lên trên tr c quay.ể ụ
- Dòng ch y c a nh a trong kênh d n là phi Newton vì đ nh t c a nh a thay đi tùyả ủ ự ẫ ộ ớ ủ ự ổ
theo nhi t đ.ệ ộ
- Dòng ch y trong kênh d n có s chuy n pha vì khi nh a ch y vào kênh thì ph n ti pả ẫ ự ể ự ả ầ ế
giáp b m t t m khuôn s g p nhi t đ th p và b hóa r n. N u t c đ phun l n thìề ặ ấ ẽ ặ ệ ộ ấ ị ắ ế ố ộ ớ
có th coi nh không có dòng chuy n pha.ể ư ể
- Đ nh t c a nh a ph thu c vào nhi t đ, t c đ dòng ch y không gi ng nhau trongộ ớ ủ ự ụ ộ ệ ộ ố ộ ả ố
lòng khuôn và kênh d n, dòng ch y trong khuôn là ch y r i.ẫ ả ả ố
c. Lý thuy t v truy n nhi t:ế ề ề ệ
Các hi n t ng v truy n nhi t đã đc bi t và s d ng hàng ngày t lâu. Tuy nhiên,ệ ượ ề ề ệ ượ ế ử ụ ừ
các hi n t ng đó ch đc hi u bi t m t cách mu n màng. th k XIX, m t th iệ ượ ỉ ượ ể ế ộ ộ Ở ế ỷ ộ ờ
gian dài nhi t đc coi là m t ch t l ng h i đc bi t và l a đc coi là 1 nguyên t .ệ ượ ộ ấ ỏ ơ ặ ệ ử ượ ố
Joseph Fouruer đã công b vào năm 1822 m t lý thuy t gi i thích v s d n nhi t.ố ộ ế ả ề ự ẫ ệ
SVTH: Tr n Văn TuyênầPage 3
** Thí Nghi m Thi t K Và Ch T o Khuôn Phun Ép Nh a **ệ ế ế ế ạ ự
Nghi m c a ph ng trình đc tr ng b i s tiêu tán d n c a nhi t đ ban đu do m tệ ủ ươ ặ ư ở ự ầ ủ ệ ộ ầ ộ
dòng nhi t truy n t vùng m h n sang vùng l nh h n c a m t v t th . M t cáchệ ề ừ ấ ơ ạ ơ ủ ộ ậ ể ộ
t ng quát, nhi u tr ng thái khác nhau và nhi u đi u ki n ban đu khác nhau s đi đnổ ề ạ ề ề ệ ầ ẽ ế
cùng 1 tr ng thái cân b ng.ạ ằ
4/ K t qu c a vi c phân tích mô ph ng dòng ch y:ế ả ủ ệ ỏ ả
- Phân tích dòng ch y có th d đoán: v trí ti p giáp 2 dòng ch y, v trí có b t khí, ápả ể ự ị ế ả ị ọ
su t phun, l c khóa khuôn, phân b nhi t đ…ấ ự ố ệ ộ
- Phân tích giai đo n nén có th bi t đc đ co rút th tích, phân b đ dày,…ạ ể ế ượ ộ ể ố ộ
- Phân tích quá trình làm l nh có th d đoán: th i gian làm l nh, s chênh l ch nhi tạ ể ự ờ ạ ự ệ ệ
đ b m t khuôn, phân b l ng truy n nhi t, hi u qu vi c làm mát.ộ ề ặ ố ượ ề ệ ệ ả ệ
- Phân tích cong vênh có th d đoán bi n d ng cong vênh, tìm ra nguyên nhân congể ự ế ạ
vênh.
- Có th tính đc t c đ đóng r n c a nh a nhi t r n, tính toán đi n đy nh a vàể ượ ố ộ ắ ủ ự ế ắ ề ầ ự
phân tích đóng r n trong khuôn, v trí ti p giáp, phân b đ chuy n hóa, phân b t c đắ ị ế ố ộ ể ố ố ộ
dòng ch y, áp su t chuy n d i.ả ấ ể ờ
- Mô ph ng tình hình ép phun có tr khí c a th khí/nh a, t c đ th m th u c a khí,ỏ ợ ủ ể ự ố ộ ẩ ấ ủ
đ dày c a b m t, dòng ch y nh a, đng th i có th d đoán vi c làm l nh và bi nộ ủ ề ặ ả ự ồ ờ ể ự ệ ạ ế
d ng.ạ
K t qu phân tích và th c t ép không gi ng nhau hoàn toàn. Nguyên nhân c a vi cế ả ự ế ố ủ ệ
khác nhau này thông th ng n m quá trình phân tích CAE không đúng, ngoài ra cácườ ằ ở
sai s c a quá trình ch t o khuôn c a máy ép cũng là nguyên nhân gây ra s khácố ủ ế ạ ủ ự
nhau.
Tuy nhiên, vi c ng d ng CAE vào thi t k và ch t o cũng giúp ph n nào d đoánệ ứ ụ ế ế ế ạ ầ ự
đc k t qu , t đó gi m thi u t i đa hao phí trong s n xu t s n ph m, đng th i cóượ ế ả ừ ả ể ố ả ấ ả ẩ ồ ờ
th nâng cao ch t l ng s n ph m.ể ấ ượ ả ẩ
5/ Thi t k hình h c s n ph m nh a:ế ế ọ ả ẩ ự
SVTH: Tr n Văn TuyênầPage 4
** Thí Nghi m Thi t K Và Ch T o Khuôn Phun Ép Nh a **ệ ế ế ế ạ ự
Chu trình thi t k s n ph m nh a.ế ế ả ẩ ự
Trong quá trình phân tích s n ph m, n u áp su t c n cho quá trình đi n đy cao hay ả ẩ ế ấ ầ ề ầ
xu t hi n các khuy t t t nh : s n ph m không đc đi n đy, b bavia, xu t hi n ấ ệ ế ậ ư ả ẩ ượ ề ầ ị ấ ệ
đng hàn,… thì không nên s a đi ngay hình h c s n ph m mà nên u tiên thay đi ườ ử ổ ọ ả ẩ ư ổ
các thông sô gia công hay ch n l i v t li u nh a.ọ ạ ậ ệ ự
N u vi c thay đi các thông s gia công v n không c i thi n đc các v n đ trên thì ế ệ ổ ố ẫ ả ệ ượ ấ ề
m i nghĩ đn vi c thay đi hình h c c a chi ti c. vì khi thay đi hình h c, s n ph m ớ ế ệ ổ ọ ủ ế ổ ọ ả ẩ
có th s nh h ng đn nhi u chi ti t l p khác có liên quan, đng th i ph i xem xét ể ẽ ả ưở ế ề ế ắ ồ ờ ả
đn tính th m m và đ b n c a chi ti t.ế ẩ ỹ ộ ề ủ ế
II/ Yêu c u hình h c đi v i s n ph m nh a trong khuôn c a chi ti t.ầ ọ ố ớ ả ẩ ự ủ ế
1/ B dày:ề
a. M t s đi u c n chú ý:ộ ố ề ầ
Tùy vào t ng lo i s n ph m mà b dày s khác nhau t ( 0.5 ÷ 4) , trong 1 s tr ng ừ ạ ả ẩ ề ẽ ừ ố ườ
h p đc bi t s n ph m c n đt các tính ch t nh cách đi n, ch u nhi t… thì b dày ợ ặ ệ ả ẩ ầ ạ ấ ư ệ ị ệ ề
s dày h n. Trong th c t b dày c a s n ph m làm m ng đn m c có th , càng đngẽ ơ ự ế ề ủ ả ẩ ỏ ế ứ ể ồ
đi u càng t t, vi c này giúp cho đi n đy lòng khuôn , s co rút c a nh a đt đc t tề ố ệ ề ầ ự ủ ự ạ ượ ố
nh t, ng su t bên trong gi m đi.ấ ứ ấ ả
M t khi nh n th y s n ph m không đ b n thì ta có th :ộ ậ ấ ả ẩ ủ ề ể
•Tăng b dày.ề
•Dùng v t li u khác có tính b n cao h n.ậ ệ ề ơ
•T o các gân tăng c ng ho c các góc l n đ tăng b n.ạ ứ ặ ượ ể ề
Vi c đm b o s n ph m có b dày đng đi u là r t quan tr ng do th i gian đông ệ ả ả ả ẩ ề ồ ề ấ ọ ờ
c ng c a các s n ph m có b dày khác nhau là không gi ng nhau, n u b dày không ứ ủ ả ẩ ề ố ế ề
đng đi u thì các h ng hóc trên b m t có kh năng x y ra. Ta có th h n ch các ồ ề ỏ ề ặ ả ả ể ạ ế
h ng hóc b ng cách thi t k các đo n chuy n ti p:ỏ ằ ế ế ạ ể ế
SVTH: Tr n Văn TuyênầPage 5