Thiết kế và gia công bộ lõi khuôn thổi cho sản phẩm chai nhựa

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.6 MB, 102 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI </b>

<b>Khóa : 59 </b>

Hà Nội 12/2022 ❖

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP </b>

BỘ MÔN: CƠ ĐIỆN TỬ KHOA: CƠ KHÍ

<b>Sinh viên: Nguyễn Đức Đơng </b>

<b> Nguyễn Việt Anh </b>

Lớp Cơ Điện Tử K59

<i><b>Tên và tóm tắt yêu cầu, nội dung đề tài: </b></i>

<b>Ứng dụng phần mềm NX để thiết kế và lập quy trình gia cơng khn thổi cho sản phầm chai nhựa </b>

<i><b>Số liệu cần thiết chủ yếu để thiết kế: </b></i>

• Bản vẽ sản phẩm chai nhựa đựng dung dịch

<i><b>Nội dung của bản thuyết minh, yêu cầu giải thích tính tốn của thiết kế tốt nghiệp: </b></i>

1. Tổng quan về công nghệ thổi áp lực và các dạng khuyết tật khi thổi

2. Thiết kế khuôn thổi nhựa cho sản phẩm chai nhựa sử dụng phần mềm NX.

3. Lập quy trình cơng nghệ gia công khuôn thổi chai nhựa và gia công lõi khuôn thực tế. 4. Kết Luận

<b>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Trường Đại học Giao thơng Vận tải </b>

<b><small>CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM </small></b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<i><b>Ngày bắt đầu thiết kế tốt nghiệp: </b></i>TL\HIỆU TRƯỞNG Ngày 26 tháng 9 năm 2022 Đã giao nhiệm vụ TKTN <b>Trưởng Khoa Trưởng Bộ môn Giáo viên hướng dẫn PGS.TS. Đinh T. Thanh Huyền Đinh T. Thanh Huyền </b>Đã nhận nhiệm vụ TKTN Sinhviên:Nguyễn Đức Đông Nguyễn Việt Anh

Lớp: Cơ Điện Tử 02 Khoá: 59

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

Tuy nhiên do thiếu kinh nhiệm và hạn chế về kiến thức nên sẽ không tránh khỏi những sai sót ngồi ý muốn, do vậy chúng em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong Bộ môn Cơ Điện Tử, trường Đại học Giao Thông Vận Tải và sự đóng góp ý kiến của bạn bè để hoàn thiện hơn vốn kiến thức của bản thân.

Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình và các bạn đã ủng hộ, quan tâm giúp đỡ và đã cùng đồng hành với chúng em trong suốt quá trình theo học tại trường.

<i>Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Sinh viên thực hiện </i>

<i>Nguyễn Đức Đông Nguyễn Việt Anh </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>MỤC LỤC </b>

<b>Trường Đại học Giao thông Vận tải ...2</b>

MỞ ĐẦU ...1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KHN THỔI ...5

<b>1.1.Giới thiệu về khn thổi: ...5</b>

<b>1.2. Các loại khuôn thổi: ...7</b>

<b>1.2.1. Khuôn thổi phun: ...7</b>

<b>1.2.2 Khuôn thổi căng ...9</b>

<b>1.3 Vật liệu làm khuôn thổi nhựa ...15</b>

CHƯƠNG II. TÌM HIỂU KẾT CẤU CHUNG CỦA BỘ KHN THỔI ...25

<b>2.3 Hệ thống dẫn hướng và định vị ...26</b>

<b>2.4. Hệ thống làm nguội ...28</b>

<b>2.5 Quy trình thiết kế khn ...32</b>

<b>2.5.1 Quy trình thiết kế và chế tạo khn thổi truyền thống ...33</b>

<b>2.5.2 Quy trình thiết kế và chế tạo khn ép phun hiện đại ...34</b>

<b>2.5.3 Nhiệm vụ của các bước trong quy trình ...34</b>

<b>2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thổi nhựa ...37</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>3.1Giới thiệu chung về sản phẩm chai nhựa. ...48</b>

<b>3.1.1Giới thiệu chung. ...48</b>

<b>3.1.2Thiết kế sản phẩm chai nhựa bằng phần mềm NX ...50</b>

<b>3.2Tính tốn thiết kế khuôn thổi cho sản phẩm chai nhựa. ...54</b>

<b>3.2.1 Thiết kế hệ thống làm mát. ...54</b>

<b>3.2.2Thiết kế hệ thống chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng. ...55</b>

<b>3.2.3Thiết kế hệ thống thốt khí. ...56</b>

<b>3.3Thiết kế khn thổi cho sản phẩm chai nhựa ...57</b>

CHƯƠNG IV: TÍNH TỐN THIẾT KẾ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO LỊNG KHN ...67

<b>4.1.Quy trình cơng nghệ gia cơng lịng khn trái. ...67</b>

<b>4.1.1. Phân tích chức năng làm việc, tính cơng nghệ của chi tiết, xác định dạng sản xuất và phương pháp chế tạo phôi ...67</b>

<b>4.1.2. Thiết kế quy trình cơng nghệ gia cơng chi tiết ...69</b>

<b>4.2. Quy trình cơng nghệ gia cơng lịng khn trái. ...70</b>

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...92

TÀI LIỆU THAM KHẢO ...93

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<i><b>Danh Mục Bảng: </b></i>

<b>Bảng 1.1 Bảng giá ví dụ một số vật liệu thép thường dùng ...16</b>

Bảng 1.2 Một số ký hiệu vật liệu ...18

Bảng 1.4 Tính chất và ứng dụng của một số loại vật liệu thông dụng ...23

Bảng 1.5 Nhiệt độ các loại nhựa ...24

Bảng 1.6 Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa ...24

Bảng 1.7 Độ co của một số loại nhựa...25

<i><b> Danh Mục Hình Ảnh </b></i>

Hình 1.1. Khn thổi chai nhựa ...5

Hình 1.2 Máy thổi đá tự động đầu tiên ...7

Hình 1.3. Sơ đồ cơ bản của ép phun……….7

Hình 1.4. Máy bơm pittong………...8

Hình 1.5. Đúc kéo căng……….…9

Hình 1.6. Mảng chai đúc thổi………9

Hình 1.7. Mặt cắt ngang qua máy thổi đùn………...10

Hình 1.8. Thùng nhiên liệu có thành nhiều lớp ………10

Hình 1.9. Đầu chiết nhiều lớp………. 11

<b>Hình 2.11. Quy trình chế tạo khn truyền thống ...33</b>

<b>Hình 2.12. Quy trình thiết kế khn hiện đại ...34</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Hình 2.13. Quy trình thổi thử khn ...36

Hình 2.16. Lỗi sản phẩm thiếu liệu ...41

Hình 3.2. Thanh cơng cụ File/New/Model.. ...50

Hình 3.3. Nửa biên dạng chai nhựa. ...51

Hình 3.4. Revolve biên dạng. ...51

<b>Hình 3.5. Tạo Đường Ren vặn lắp chai. ...52</b>

<b>Hình 3.6. Dựng kích thước biên dạng ren. ...52</b>

Hình 3.7. Hình dáng ren. ...53

Hình 3.8. 3D sản phẩm chai nhựa. ...54

<b>Hình 3.9. Kích thước và cách sắp xếp của kênh làm nguội. ...55</b>

Hình 3.10. Thơng sơ chốt dẫn hướng. ...55

Hình 3.11. Thơng số bạc dẫn hướng ...56

Hình 3. 12 Chiều sâu khe thốt khí.. ...57

Hình 3.13. Hệ thống thốt khí. ...57

Hình 3.14. Bịt miệng chai nhựa ...58

Hình 3.15. Kích thước hình bao lịng khn. ...58

Hình 3.16. Tạo chiều dày cho lịng khn trái. ...59

Hình 3.17. Lịng khn trái – phải. ...60

Hình 3.18. Kích thước hình bao tấm kẹp khn. ...61

Hình 3.19. Tạo chiều dày cho tấm kẹp trái. ...61

Hình 3.20. Sơ bộ Vỏ khn. ...62

Hình 3.21. Dựng hình bao tấm dưới khn...62

Hình 3.22. Tấm dưới khn. ...63

Hình 3.23. Hình bao tấm trên khn. ...63

Hình 3.24. Tấm trên khn trái – phải ...64

Hình 3.25. Vịng phun trái- phải ...64

Hình 3.26. Đường nước làm mát khn. ...65

Hình 3.27. Chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng.. ...65

Hình 3.28. 3D bộ khn thổi chai nhựa ...66

Hình 4.1. Bản vẽ long khn trái………68

Hình 4.2. Chuẩn bị phơi. ...69

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Hình 4.3. Sơ đồ gá đặt nguyên cơng 1 ...70

Hình 4.4. Sơ đồ gá đặt ngun cơng 2. ...72

Hình 4.5. Sơ đồ gá đặt ngun cơng 3. ...75

Hình 4.6. Sơ đồ gá đặt ngun cơng 4 ...79

Hình 4.7. Sơ đồ gá đặt ngun cơng 5. ...81

Hình 4.8. Lịng khn trái ...83

Hình 4.9. Mơi trường Manufacturing. ...84

Hình 4.10. Chọn gốc và phơi gia cơng. ...84

Hình 4.11. Cài đặt thông số dao cần gia công.. ...85

Hình 4.12. Đường chạy dao gia cơng thơ ...86

Hình 4.13. Lượng dư cịn lại khi Gia cơng thơ. ...86

Hình 4.14. Đường chạy dao gia cơng bán tinh ...87

Hình 4.15. Lượng dư gia cơng bán tinh D10R1. ...87

Hình 4.16.. Đường chạy dao ...88

Hình 4.17. Lượng dư gia cơng tinh mặt D4R0,5...88

Hình 4.18. Đường chạy dao gia cơng tinh thành. ...89

Hình 4.19. Lượng dư gia cơng tinh thành. ...89

Hình 4.20. Lịng khn khi gia cơng xong. ...90

Hình 4.21. Sơ đồ gá đặt ngun cơng 6. ...90

Hình 4.22. Sản phẩm khuôn sau khi gia công ...91

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

1 <b>MỞ ĐẦU </b>

Nhựa công nghiệp là vật liệu thân thiện đối với mơi trường, có thể tái chế, tái sử dụng. Nhựa làm tăng năng suất sử dụng năng lượng, giảm hao hụt, tăng tốc độ sử dụng nguyên liệu,… Ngành nhựa công nghiệp giúp chúng ta phát triển ngày càng nhiều mặt hàng có chất lượng tốt, giảm áp lực vào việc sử dụng các tài nguyên thiên nhiên. Cụ thể:

− Tạo ra nguồn năng lượng mới: Từ nguyên liệu polycarbonate, tạo ra nguồn năng lượng tái sử dụng được. Đồng thời chế tạo ra nguồn năng lượng mặt trời nhằm tiết kiệm chi phí tối đa cho người sử dụng

− Tiết kiệm và lọc nước: Nhựa được ứng dụng trong việc xây dựng bể nước và dự trữ nước, nhằm tạo ra một thiết bị đựng nước an toàn và tiện dụng.

− Nhựa giúp tiết kiệm nhiên liệu, năng lượng và tài nguyên thiên nhiên: Máy bay và xe được làm từ các nguyên liệu hỗn hợp, giúp chúng trở nên nhẹ nhàng và an toàn. Do sử dụng ít năng lượng nên giảm thiểu tối đa khí thải – nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính. − Nếu khơng có nhựa, các gói hàng hóa sẽ rất nặng, từ đó gia tăng chi phí sản xuất, năng

lượng sử dụng cũng như lượng chất thải.

− Có thể tạo ra các vật liệu khác nhau: Bắp, mía và lúa mì có thể được dùng như nguồn ngun liệu ban đầu sản xuất nhựa, vì thế sẽ là giảm sự phụ thuộc vào những nguồn tài nguyên sản xuất nhựa không phục hồi được.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Trên thế giới cũng như ở Việt Nam, ngành công nghiệp nhựa dù còn non trẻ so với các ngành công nghiệp lâu đời khác như cơ khí, điện – điện tử, hố chất, dệt may … nhưng đã có sự phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây. Ngành nhựa giai đoạn 2010 – 2015, là một trong những ngành cơng nghiệp có tăng trưởng cao nhất Việt Nam với mức tăng hàng năm từ 16% –

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

3

<i>18%/năm (chỉ sau ngành viễn thông và dệt may), có những mặt hàng tốc độ tăng trưởng đạt gần </i>

100%. Với tốc độ phát triển nhanh, ngành nhựa đang được coi là một ngành năng động trong nền kinh tế Việt Nam. Sự tăng trưởng đó xuất phát từ thị trường rộng, tiềm năng lớn và đặc biệt là vì ngành nhựa Việt Nam mới chỉ ở bước đầu của sự phát triển so với thế giới và sản phẩm nhựa được phát huy sử dụng trong tất cả các lĩnh vực của đời sống bao gồm sản phẩm bao bì nhựa, sản phẩm nhựa vật liệu xây dựng, sản phẩm nhựa gia dụng và sản phẩm nhựa kỹ thuật cao. Năm 2015, ngành nhựa sản xuất và tiêu thụ gần năm triệu tấn sản phẩm. Nếu sản phẩm nhựa tính trên đầu người năm 1990 chỉ đạt 3,8 kg/năm thì nay đã tăng lên 41 kg/năm. Mức tăng này cho thấy nhu cầu sử dụng sản phẩm của ngành nhựa ở trong nước ngày một tăng lên. Nhiều doanh nghiệp tạo dựng được những thương hiệu sản phẩm uy tín trong nước như: ống nhựa của Bình Minh, Tiền Phong, Minh Hùng; bao bì nhựa của Rạng Đơng, Tân Tiến, Vân Ðồn; chai PET và chai ba lớp của Oai Hùng, Ngọc Nghĩa, Tân Phú v.v.

Sản phẩm của ngành nhựa rất đa dạng và ngày càng được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, nhiều ngành. Trong lĩnh vực tiêu dùng, sản phẩm từ nhựa được sử dụng làm bao bì đóng gói các loại, các vật dụng bằng nhựa dùng trong gia đình, văn phịng phẩm, đồ chơi v.v. Trong các ngành kinh tế khác, các sản phẩm từ nhựa cũng được sử dụng ngày càng phổ biến; đặc biệt trong một số ngành, nhựa còn trở thành một nguyên liệu thay thế cho các nguyên liệu truyền thống, như trong xây dựng, điện – điện tử, thiết kế nội thất văn phòng ...

Theo bà Nguyễn Thị Xuân Thúy – Phó Giám đốc Trung tâm Hỗ trợ phát triển công nghiệp IDC, cục Công nghiệp – Bộ Công Thương: Ngành cơng nghiệp Việt Nam đang có sự chuyển dịch dần cơ cấu từ công nghiệp chế biến sang công nghiệp chế tạo. Đó tạo động lực phát triển cho nghành cơng nghiệp khn mẫu phát triển.

<b>Mục đích nghiên cứu: </b>

− Tìm hiểu chung về khn thổi nhựa.

− Đưa ra quy trình gia cơng long khn thổi thực tế.

− Ứng dụng các phần mềm CAD, CAM, CAE trong q trình tính tốn thiết kế và gia cơng hồn thiện bộ khn thổi chai nhựa

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

5 <b>CHƯƠNG I: TỔNG QUAN KHUÔN THỔI </b>

<b>1.1.Giới thiệu về khn thổi: </b>

• Khái niệm

<b>Khuôn thổi là dụng cụ được sử dụng để tạo ra các sản phẩm rỗng có chất liệu từ nhựa, thủy tinh </b>

hoặc kim loại như hộp đựng hoặc chai lọ. Các sản phẩm hoặc bộ phận bằng nhựa này được tạo ra bằng cách đùn một ống nhựa nóng, được gọi là parison, vào một khn mở. Khơng khí nén ép nhựa ra ngồi theo hình dạng của khn thổi. Khi chúng được đúc đúng cách, nhựa sẽ nguội và cứng lại. Cuối cùng, khuôn được mở và sản phẩm khn thổi hồn chỉnh được lấy ra.

• Lịch sử và phát triển:

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

6

Quá trình sử dụng khơng khí để thổi vật liệu nóng lần đầu tiên được người Syria sử dụng trước khi Chúa giáng sinh. Điều này liên quan đến việc đặt một ống dài, vào một bình chứa, được đặt trong lị cao có chứa thủy tinh lỏng, và loại bỏ một đốm thủy tinh lỏng nóng màu trắng và quay nó rồi thổi vào ống ngậm ở đầu kia của ống.

Quá trình này được tinh chế ở châu Âu trong thời Trung cổ vì nhu cầu về chai để chứa và vận chuyển các sản phẩm như rượu vang. Người Anh đã phát triển một hệ thống thổi các đốm thủy tinh nóng vào khn tách để sản xuất hàng loạt những chai này. Một nhà máy nguyên thủy ban đầu cho thấy phương pháp này có thể vẫn tồn tại ở Marina Grande, Bồ Đào Nha.

Vật liệu nhựa bao gồm một loạt các đặc tính và ứng dụng. Họ phải đáp ứng nhu cầu của xã hội hiện đại. Kỷ lục đầu tiên được biết đến về chất liệu nhựa là Parkesine, được đặt theo tên của Alexander Parkers, được trưng bày lần đầu tiên tại Triển lãm Quốc tế lớn được tổ chức ở Luân Đôn năm 1862. Vật liệu này là tiền thân của Celluloid, từ đó một số sản phẩm được tạo ra, bao gồm cả quả bóng bi-a, như một sự thay thế chi phí thấp hơn cho ngà voi. Điều này tiêu biểu cho việc áp dụng sự phát triển của vật liệu nhựa, thay thế các vật liệu tự nhiên có giá thành cao hơn. Trong thế kỷ 20 (và thậm chí bây giờ), vật liệu nhựa đã được chế tạo cho những mục đích cụ thể. Hai ví dụ là: nhựa chịu va đập cao được sử dụng cho mũ cứng của công nhân xây dựng và vật liệu mềm dẻo được sử dụng cho van nhiệt.

Việc áp dụng đúc thổi bắt đầu bằng việc sử dụng 'Celluloid' và celluloid nitrat, rất dễ cháy và có hạn sử dụng. Sau đó xenluloid axetat được sử dụng cho đồ mới và đồ chơi. Việc thương mại hóa đến với việc sử dụng máy đúc thổi tự động đầu tiên của Tập đoàn Plax vào những

ngày.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

7

<b>1.2. Các loại khn thổi</b>:

Có 3 loại gia công sản phẩm nhựa bằng khuôn thổi phổ biến hiện nay: • Khn thổi phun

• Khn thổi đúc căng • Khn thổi đùn

<b>1.2.1. Khuôn thổi phun</b>:

Đúc thổi phun tạo ra một đường ống với cổ chai và các sợi chỉ đã được hình thành theo kích thước cuối cùng. Quy trình này được sử dụng chủ yếu cho các hộp đựng dược phẩm và sản phẩm cá nhân nhỏ. Tính kinh tế cho các thùng chứa như vậy quy định nhiều (lên đến mười) khoang - mỗi khoang được đặt để ép phun và đúc thổi.

Khi dung sai ở cổ và vùng ren đóng là rất quan trọng, ép phun có thể áp dụng cho các chailớn hơn. Một ví dụ là các thùng chứa nước giải khát có ga có áp suất lên đến 2 lít. Ứng dụng nữa là chai xịt aerosol, trong đó dung sai cổ phải cung cấp đủ độ dày và độ côn để đáp ứng ứng suất tải

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

b.Máy trục vít pittơng: Đây là sự kết hợp giữa bộ phận phun và bộ phận tạo dẻo, trong đó thiết bị đùn có vít chuyển động qua lại được sử dụng để làm dẻo vật liệu. Q trình phun vật liệu vào khn có thể được thực hiện bằng cách đùn trực tiếp vào khuôn, hoặc bằng cách sử dụng vít chuyển động qua lại như một pít tơng phun, hoặc bằng cách kết hợp cả hai. Khi vít hoạt động như một pít tơng phun, bộ phận này hoạt động như một khoang chứa, đo lường và phun.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

9

<i>Hình 1.4. Máy bơm pittong </i>

c.Ưu điểm và nhược điểm của khuôn thổi phun: Ưu điểm của ép phun là:

• Khơng có mảnh vụn hoặc đèn flash để cắt và thu hồi • Hồn thiện cổ chất lượng cao và các chi tiết

• Khơng có sự thay đổi trọng lượng q trình

• Cung cấp chi phí thấp nhất cho các chai thể tích cao 37 gram (12 oz) trở xuống. Nhược điểm của ép phun là:

• Chi phí dụng cụ cao hơn đúc thổi đùn

• Kích thước và hình dạng chai được giới hạn ở tỷ lệ nỗn 2: 1 và tỷ lệ thổi phồng khơng lớn hơn 3: 1

• Có thể có cổ lệch nhưng khơng có tay cầm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

10

Đúc thổi căng được biết đến trong ngành công nghiệp đúc thổi với sự ra đời của chai nước ngọt. Đúc thổi căng hai trục áp dụng cho phương pháp sản xuất hộp nhựa từ một phơi được kéo căng theo hướng vịng và hướng trục khi phơi được thổi thành hình dạng cuối cùng của nó.

Đúc thổi căng bao gồm điều hịa (gia nhiệt) một phôi đúc và làm nguội đến một nhiệt độ cụ thể. Phơi được đóng trong khn thổi và được kéo dài theo chiều dài và đường kính.

Phương pháp hai bước:

Thông thường trong phương pháp này, hai bước được sử dụng theo đó thực hiện ép phun được thực hiện và lưu trữ cho đến khi chuyển đến máy tạo hình và được cân bằng trong một trạm hâm nóng. Một phơi được điều chỉnh nhiệt độ được đưa vào khoang thổi khn, sau đó được kéo căng nhanh chóng. Thường thì một thanh được sử dụng để kéo căng phôi theo hướng trục với áp suất không khí để kéo giãn phôi theo hướng xuyên tâm.

Trái ngược với đúc thổi phun, tất cả các khu vực của khuôn đùn (tự do), ngoại trừ phần bị kẹp, đều trải qua quá trình hình thành trong bước thổi. Điều này bao gồm các chủ đề đóng trên chai và, trong một số trường hợp, tay cầm và vấu hỗ trợ. Các thùng chứa được sản xuất bằng cách ép đùn phải đáp ứng các yêu cầu về độ cứng tối thiểu để trải qua q

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

11

trình chiết rót trên dây chuyền tự động và để tránh hoặc hạn chế, phồng lên khó coi do trọng lượng của bên trong, cả một mình hoặc khi xếp chồng lên nhau. Chúng cũng phải chịu được các tác động bình thường của việc xử lý, vận chuyển và rơi rớt ngẫu nhiên. Tác động như vậy phải được hấp thụ bởi các thành thùng chứa, các đường hàn (khu vực chốt và xử lý), và các ren đóng nắp vặn, thường dưới nhiệt độ khắc nghiệt.

HDPE cung cấp hầu hết các yêu cầu đã nêu trước đây với chi phí thấp và cũng trơ về mặt hóa học đối với nhiều chất lỏng được sử dụng trong các sản phẩm cá nhân, sản phẩm thực phẩm, hóa chất gia dụng và cơng nghiệp.

a. Quy trình ép đùn thổi:

Đùn là quá trình áp dụng nhiệt và áp suất để làm tan chảy nhựa và ép nó qua khn được định kích thước chính xác để tạo ra hình dạng mong muốn. Đối với mục đích thổi, đây là một hình dạng mà từ đó các đường được cắt ra. Có một số bộ phận chính của máy ép đùn, đó là: trục vít, thùng, phễu, bộ phận nạp liệu, bộ phận nén, bộ phận đo sáng, gói màn hình, tấm ngắt, bộ chuyển đổi, đầu khuôn, lõi, trục gá và đầu khuôn. Trong các phần khác nhau, nhựa được nấu chảy, làm dẻo và đưa đến khuôn hoặc khuôn dập ở nhiệt độ thích hợp với tỷ lệ đồng nhất.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

<i>Hình 1.8. Thùng nhiên liệu có thành nhiều lớp </i>

Kết hợp các lớp trong khuôn trước khi cuối cùng đùn một tấm tạo ra cấu trúc nhiều lớp của các sản phẩm đồng ép. Xem phần đầu nhiều lớp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

13

<i>Hình 1.9. Đầu chiết nhiều lớp </i>

c. Ưu điểm và nhược điểm của khuôn thổi đùn Ưu điểm của đúc thổi đùn là:

• Quy trình tự nhiên cho thùng chứa và các bộ phận rỗng • Quy trình ưu tiên cho các thùng chứa khối lượng lớn Nhược điểm của đúc thổi đùn là:

• Độ dày của tường khơng đồng đều

• Khó đạt được dung sai kích thước gần nhau

• Độ chính xác tương đối thấp của các chi tiết hoàn thiện bề mặt. d. Lựa chọn vật liệu

Vì mỗi sản phẩm cuối cùng yêu cầu các thuộc tính cụ thể, nên việc lựa chọn loại nhựa phù hợp nhất cho từng ứng dụng là rất quan trọng. Lựa chọn nhựa không phải là một công việc dễ dàng. Các vấn đề phải được xác định rõ ràng từ trước. Phải điều tra cẩn thận các đặc tính sử dụng cuối cùng. Hơn nữa, các yêu cầu về nhựa thay đổi theo quy trình đúc thổi và các thiết bị có sẵn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

14

Phương pháp đùn -Khi tấm ép đùn ra khỏi khn, nó phải chịu lực kéo của trọng lực. Do

<b>đó, thành vật liệu sẽ mỏng đi ở phía trên (Hình 1.10) điều này được gọi là chùng xuống, </b>

kéo xuống, cổ xuống hoặc kéo dài ra.

Phương pháp tiêm -Vì nhựa được bơm vào qua một lỗ nhỏ nên dịng chảy của vật liệu phải nhanh chóng, do đó ở trạng thái dẻo, nó cần phải ở dạng lỏng. Sự hình thành nhựa cũng bị ảnh hưởng bởi kích thước cổng, mơ hình điền đầy khn, độ dày của thành và dung sai kích thước.

• Tính chất vật lý:

Các đặc tính vật lý vốn có của nhựa có thể bị thay đổi bằng cách thay đổi các điều kiện xử lý và vận hành trong quá trình chế tạo, bắt đầu trong máy đùn hoặc máy phun và kết thúc trong khuôn thổi. Các ảnh hưởng chính là những ảnh hưởng do nhiệt (hoặc làm mát) và áp suất tác động, và thời gian và thời gian của những ảnh hưởng này là điều cần thiết.

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

15

Đây là lý do tại sao kiến thức tốt về thiết bị và khuôn mẫu và hoạt động của chúng sẽ cho phép sử dụng khéo léo để thu được sản lượng cao nhất có thể của các mặt hàng đồng nhất, chất lượng cao.

<b>1.3 Vật liệu làm khuôn thổi nhựa </b>

<b>a. Những yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn vật liệu làm khn </b>

Q trình chọn vật liệu làm khn cần phải được cân nhắc kỹ vì nó liên quan đến độ bền của khuôn, chất lượng bề mặt cũng như liên quan đến công nghệ chế tạo bộ khuôn như: khả năng gia công cắt gọt, mức độ bóng có thể đạt được,… Do vậy việc chọn vật liệu làm khuôn là công việc rất quan trọng và khi chọn sẽ phải phụ thuộc vào các yếu tố sau:

− Loại nhựa sẽ thổi khn, vì có những loại nhựa có hại cho thép làm khn. − Độ bóng của bề mặt, độ phức tạp, chức năng của sản phẩm ép ra.

− Số lượng sản phẩm yêu cầu.

− Công nghệ dùng để gia công sản phẩm nhựa (phun, ép thổi, …) − Khả năng chống mài mòn và chống ăn mịn hóa học.

− Biến dạng kích thước và hình dạng khi nhiệt luyện. − Các tính chất cơng nghệ như: cắt gọt, đánh bóng. − Tính hàn và khả năng phục hồi chi tiết.

− Giá tiền vật liệu.

<b>STT Mác thép Giá thành (ví dụ tham khảo) </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

16

<i><b>Bảng 1.1. Bảng giá ví dụ một số vật liệu thép thường dùng </b></i>

Thơng thường u cầu đặc tính chung của vật liệu làm khn nhựa phải có: − Độ cứng.

<b>b. Vật liệu đối với hệ thống dẫn hướng và định vị </b>

Với hệ thống này tính chống mài mịn và độ cứng được đặt lên hàng đầu. Do vậy, vật liệu được chọn phải có khả năng nhiệt luyện đạt độ cứng cao bên ngồi để chống mài mịn, nhưng đồng thời phải có tính dẻo bên trong nhằm tránh bị gãy trong quá trình làm việc. Vật liệu trục thường dùng là:

<b>c. Vật liệu làm thân khuôn </b>

Đây là phần khuôn cơ bản dùng lắp các phần khác nhau của khuôn, do vậy mà độ cứng cũng được quan tâm nhiều. Có thể mua thân khn như một bộ tiêu chuẩn đã có sự chọn

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

17

vật liệu. Vật liệu của thân khuôn thường là thép Cacbon loại trung bình như: AISI 1055, DIN CM55, JIC S55S.

<b>d. Vật liệu cho các miếng ghép, tấm khuôn âm và khuôn dương </b>

Thông thường các miếng ghép và tấm khuôn âm và dương phải có độ cứng, độ bóng rất cao, độ biến dạng khi nhiệt luyện nhỏ. Các phần này tiếp xúc trực tiếp với nhựa và chịu áp suất lớn; do vậy, mà các miếng ghép phải có độ cứng vững cao.

Theo yêu cầu của khách hàng để đa dạng sản phẩm có thể vừa ép sản phẩm đen đục, vừa ép sản phẩm trắng trong, do đó phải chú ý đến khả năng đạt độ bóng gương của bề mặt phần âm của khuôn (độ nhám bề mặt sau khi đánh bóng thấp hơn 0,05Ra). Muốn đạt được độ bóng gương và không gỉ, thông thường khi chọn vật liệu quan tâm nhiều đến hàm lượng Crôm.

Loại vật liệu thông dụng nhất dùng cho phần này là:

− 35CrMo2: tốt cho gia công, nhưng không tốt cho đánh bóng và chạm trổ.

− 40CrMnMo7: vật liệu này hơi khó gia cơng nhưng dễ cho đánh bóng cũng như chạm trổ.

− 40NiCrMoV4: đây là loại thông dụng để làm miếng ghép hoặc các tấm tơi cứng hồn tồn.

− 40Cr13: loại này chịu đánh bóng và ăn mịn tốt, nhiệt luyện đạt độ cứng cao. Bảng so sánh các ký hiệu vật liệu:

40NiCrMoV4 dạng H1

40Cr13 dạng 29

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

18

35CrMo2

dạng H3

<b>e. Đặc tính của một số loại thép dùng để làm khuôn thổi </b>

Để chọn loại thép phù hợp dùng làm khuôn thổi, cần lưu ý đến đặc tính của loại nhựa dùng làm sản phẩm, dùng loại thép phù hợp để tránh ăn mòn, để có nhiệt độ phù hợp, tạo được độ bóng, độ chính xác cần thiết cho sản phẩm.

Các vật liệu dẻo cho sản phẩm của khuôn

Sản phẩm (ví dụ)

Yêu cầu đặc tính vật liệu

làm khuôn

Ký hiệu các vật liệu phù hợp cho khuôn

Hitachi Metals

, Ltd.

Daido Steel Co.,

Ltd.

Uddeholm K.K.

Các chất dẻo thông thường

Sản phẩm thông thường

PA PP PS (Nylon)

ABS

1) Vỉ nướng của lị vi sóng 2) Máy văn phịng 3) Máy hút bụi

4) Bánh răng

1) Có khả năng gia cơng 2) Chịu được mài mòn

HPM2 HPM7 HPM1 FDAC HPM31

PX5 NAK55

DH2F PD613

HOLDAX IMPAX RIGOR

Sản phẩm có

khắc

1) Panels 2) Các chi tiết bên trong

Có khả năng gia

cơng nhãn nổi

CENA1

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

19

trên bề mặt

3) Vỏ ngoài cùng

Sản phẩm trong suốt

PMMA (Acrylic)

1) Vỏ đài cassette 2) Vỏ hộp đựng hóa mỹ phẩm

Có khả năng đánh bóng

HPM38 CENA

S-STAR NAK80

STAVAX IMPAX

Sợi thủy tinh / các chất nhựa có

khả năng tăng độ

cứng

Nhựa nhiệt dẻo

(Thermoplastic)

PC PA (Nylon) ABS AS

1) Chi tiết điện tử 2) Vỏ máy ảnh

3) Bàn phím 4) Đài cassettes

Có khả năng chịu mài mòn rất cao

HPM1 FDAC HPM31

(Phải xử lý bề mặt)

NAK55 DH2F PD613 (Phải xử lý

bề mặt)

IMPAX RIGOR ELMAX (Phải xử lý

bề mặt)

Nhựa phản ứng

nhiệt (Thermo

setting)

Phenol Epoxy PE

1) Bánh răng 2) Cầu chì 3) Các loại IC

Transistors

HPM31 DAC HAP10 HAP40 HAP72

PD613 DHA1 DEX20 DEX40 DEX80

RIGOR ORVAR

ASP-23 ASP-30 ASP-60

PVC

Vinylchloride

1) Điện thoại 2) Ống nước 3) Hộp đựng

Có khả năng chống ăn mịn

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

20

Sản phẩm của khn u cầu có

độ bóng cực cao

PMM (Acrylic) PC

1) Ống kính quang học 2) Đĩa quang

Có khả năng đánh bóng và

chống bụi

HPM38S HPM38

YAG

S-STAR MASIC

STAVAX

Nam châm nhựa Chất dẻo có thành phần từ

tính

Nam châm

1) Phi từ tính 2)

Có độ cứng rất

cao

<b>f. Tham khảo thép P20 áp dụng làm tấm khuôn âm và tấm khuôn dương </b>

Thép P20 được ứng dụng để làm khn ép phun, khn thổi, khn định hình, khuôn ép nén Melamine, làm chi tiết máy, trục, khuôn đúc áp lực cho hợp kim thiếc, chì, kẽm. Thép P20 đã được tôi và ram sẵn khi cung cấp nhưng cũng có thể nhiệt luyện hoặc thấm than để đạt độ cứng cao đến 51 HRC.

<b>1.4. Thông số và công dụng của một sổ loại nhựa cơ bản. </b>

Tính chất và ứng dụng của một số loại vật liệu thông dụng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

- Tương đối giòn ở nhiệt độ thấp (< 5°C). - Tính cách điện tốt.

Kém bền thời tiết

- Các loại bao bì trong y tế, dân dụng và công nghiệp.

- Thảm thể thao, lưới thể thao, cỏ nhân tạo.

Cánh quạt gió, đồ chơi trẻ em..

3 PYC - Độ bền cơ học, độ cứng vững và độ cứng bề mặt cao.

- Dễ bị đập vỡ ở nhiệt độ thấp. - Độ bền hoá học cao.

- Tính cách điện tốt.

4 PS - Giòn, trong suốt, độ cứng bề mặt và độ cứng vững cao.

- Bao bì bảo vệ mỹ phẩm, thuốc, đồng hồ, chi tiết điện tử … 5 PA - Tính chất cơ học tốt, vật liệu hầu như

khơng có hiện tượng mỏi.

-Hệ số ma sát thấp, chịu tải trọng động tốt.

-Khơng bền với thời tiết, bền nhiệt độ, bền hố chất.

- Bao bì thực phẩm cao cấp, bàn chải đánh răng, lưới đánh cá.

Bánh răng, ổ trượt, bulông, ốc vít nhựa, vỏ thiết bị điện - điện tử.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

6 PMMA -Độ cứng bề mặt, độ bền cào xước và độ bóng bề mặt cao.

-Trong suốt, khơng nát vụn khi đập vỡ. -Cách điện tốt, bền với sự thay đổi nhiệt độ.

-Rất bền thời tiết, bền với ánh sáng, chậm lão hố.

-Mặt kính, thấu kính, kính lúp, mặt đồng hồ, kính đèn chiếu.

-Đèn đường, đui đèn, đèn giao thông, đèn sau, đèn xi nhan ô tô-xe máy.

-Thiết bị WC: chậu rửa, chậu tắm, cánh cửa... 7 PC -Khả năng biên dạng, độ bền cơ học

(kéo, nén, uốn, va đập) cao.

-Trong suốt, ít hấp thụ nước, cách điện tốt.

-Rất bền thời tiết, bền nhiệt.

Khó cháy, có khả năng tự tắt khi dời xa ngọn lửa.

-Vỏ các thiết bị-điện tử, thiết bị y tế, telephone. -Ống nhòm, thuỷ tinh an tồn, lớp ngồi đĩa CD.

- Kính chống đạn, lá chắn chóng bạo loạn, vỏ máy rút tiền tự động... 8 ABS - Độ cứng bề mặt ngồi cao và khó bị

xước. Nhuộm màu tốt có ánh quang bề mặt và để tạo hình bằng phun.

- Tốt cho làm chi tiểt máy. Các chi tiết vỏ hộp của các loại máy móc thiết bị gia dụng. Các chi

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

23

tiết truyền động trong các máy văn phòng, đồ chơi trẻ em.

9 HDPE - Có độ bền cực tốt - Khơng độc hại

- Chống lại sự ăn mịn tự nhiên như nước, gió, mưa axit…

- Chống lại sự bào mòn của cả những dung dịch như axit đậm đặc, kiềm, muối,…

- Chịu được cả tia cực tím từ ánh sáng mặt trời trực tiếp chiếu vào

- Làm các dụng cụ trong sinh hoạt hằng ngày như: thớt, kệ đựng bát đĩa, tấm lót sàn, ống, chai lọ,…

<i>Bảng 1.4. Tính chất và ứng dụng của một số loại vật liệu thông dụng </i>

Nhiệt độ gia công một số vật liệu thông dụng

(℃)

Nhiệt độ cuối Piston (℃)

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

24

11 Elastomer Nhựa đàn hồi cao su Nhiệt độ lưu hóa 75-110

<i>Bảng 1.5. Nhiệt độ các loại nhựa </i>

<i>Chú ý: Nhựa ABS để bị ơxy hố trong khuôn nếu gián đoạn sản xuất quá15 phút </i>

<i>Bảng 1.5. Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa </i>

Về độ co ngót của nhựa ta xem bảng sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

- Tìm hiểu được các loại vật liệu nhựa và vật liệu làm khuôn

<b>CHƯƠNG II. TÌM HIỂU KẾT CẤU CHUNG CỦA BỘ KHN THỔI </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<b>2.3 Hệ thống dẫn hướng và định vị </b>

Có rất nhiều phương pháp để định vị hai tấm khuôn. Phương pháp được chọn phụ thuộc vào hình dạng của chi tiết, độ chính xác của sản phẩm, thậm chí cả tuổi thọ dự kiến của khuôn. Có vài cách chọn sau đây:

-Chốt dẫn hướng thẳng có vai.

-Chốt dẫn hướng thẳng có vai, có rãnh dẫn dầu. -Bạc dẫn hướng thẳng khơng có rãnh dầu. -Bạc dẫn hướng thẳng có rãnh dầu.

-Chốt định vị.

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

27

<b>b. Hệ thống định vị dùng mặt côn </b>

Cơ cấu định vị mặt côn được ứng dụng chính cho các bộ khn có lịng khn rộng và sâu với sản phẩm có thành mỏng. Bề mặt ở vị trí tiếp xúc của mặt cơn hay phần lắp vào đó thường được xử lý tơi bề mặt để tăng tuổi thọ cho khn.

Ngồi ra cịn có chốt định vị mặt cơn.

1, 6: vít

2, 9: bạc định vị mặt côn 3: tấm khuôn cố định 4: chốt định vị mặt côn 5: tấm di động

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

28

<b>c. Hệ thống định vị dùng mặt vát </b>

Tương tự như cơ cấu định vị dùng mặt côn, bề mặt định vị vát được gia cơng trên chính tấm khn, trong các trường hợp khác, các khối chèn có mặt vát được thêm vào để nâng cao tuổi thọ và thuận lợi cho việc sửa chữa. Các khối chèn được tôi cứng chống mài mịn.

1. Tấm khn cố định 2. Nêm định vị hai mặt bên 3. Tấm khuôn di động

1. Tấm khuôn cố định 2. Nêm định vị hai mặt

<b>Mục đích sử dụng hệ thống làm nguội: </b>

− Giữ cho khn có nhiệt độ ổn định để ngun liệu nhựa có thể giải nhiệt đều. − Giải nhiệt nhanh, làm giảm các hiện tượng biến dạng sản phẩm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

G: Vách làm nguội.

H: Bộ điều khiển nhiệt độ.

<b>c. Quy tắc thiết kế kênh dẫn dung dịch làm nguội </b>

− Đảm bảo làm nguội đồng đều tồn sản phẩm. Do đó, cần chú ý đến những phần dày nhất của sản phẩm.

− Kênh dẫn nguội nên để gần mặt lịng khn để có thể giải nhiệt tốt hơn.

− Đường kính của rãnh dẫn nguội nên khơng đổi trên toàn bộ chiều dài kênh để tránh sự ngắt dịng sẽ làm trao đổi nhiệt khơng tốt

− Thiết kế đường nước sao cho có 1 đầu vào và 1 đầu ra

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

30

− Nên chia kênh làm nguội thành nhiều vòng làm nguội. Không nên thiết kế chiều dài kênh dẫn nguội quá dài dẫn đến mất áp và tăng nhiệt độ làm độ chênh lệch nhiệt độ đầu vào và đầu ra tăng quá 3°C.

− Hệ thống làm mát phải đồng đều cả 2 phía khuôn âm (Cavity) và khn dương (Core), thường thì ở phía Cavity dễ bố trí đường nước hơn do có nhiều diện tích trống hơn, trong khi phía core có ít diện tích trống vì bị hệ thống ty đẩy chiếm chỗ, nên việc thiết kế đường nước phía Core gặp nhiều khó khăn hơn, thường phải nghĩ đến việc đặt những đường nước chéo nhau.

− Nhiệt độ ở đầu vào và đầu ra càng ít chênh lệch càng tốt (∆T = Tra – Tvào), ∆T đảm bảo trong khoảng từ 1 ÷ 5°C. Lượng nhiệt được giải tỏa ra khỏi khuôn tỷ lệ với vận tốc dòng chảy.

− Cần tính tốn tiết diện lỗ nước sao cho nguồn nước cung cấp đủ cho cả hệ thống. Thông thường đường nước thiết kế với Ø8 P.T 1/8 hoặc Ø10 P.T 1/4.

− Cần ưu tiên thiết kế đường nước cho những vị trí trên sản phẩm có thành dày đột ngột. − Kênh làm nguội phải được khoan có độ nhám để tạo dịng chảy rối sẽ giúp trao đội nhiệt tốt

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

31

khi đi qua. Ở đáy của những lỗ khoan được bịt kín bằng những nút chặn. Chất làm nguội đi vào qua đầu vào và thông qua các vách ngăn đứng để giải nhiệt đều cho khuôn.

<b>❖ Hệ thống kiểu vòi phun (Fountain system) </b>

Hệ thống kiểu vòi phun cho năng suất cao hơn so với kiểu vách ngăn và giúp phân bố giải nhiệt đều khắp trên khuôn. Với hệ thống này, nước làm nguội sẽ đi vào ở giữa và rẽ sang 2

bên nên khả năng giải nhiệt rất đều.

Nút chặn

Đầu vào Lõi khuôn (core) Vịi phun

<i><b>Hình 2. 6 Hệ thống làm nguội có vách ngăn</b></i>

<i><b>Hình 2. 7 Hệ thống làm nguội vịi phun</b></i>

</div>