Đồ án thiết kế chế tạo khuôn ép phun nhựa sản phẩm nắp bịt ống thủy lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP PHUN NHỰA,
SẢN PHẨM “NẮP BỊT ỐNG THUỶ LỰC"

GVHD: ThS. NGUYỄN VĂN SƠN
SVTH: NGUYỄN ANH MINH
VÕ TẤN QUÍ
NGUYỄN DUY QUỲNH

SKL011274

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2023


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN NHỰA,
SẢN PHẨM “NẮP BỊT ỐNG THUỶ LỰC”

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. NGUYỄN VĂN SƠN

Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN ANH MINH

19144280

VÕ TẤN Q

19144293

NGUYỄN DUY QUỲNH

19144298

Lớp:

191442A

Khố:

2019 - 2023

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 2023


ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài: THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUÔN ÉP PHUN NHỰA,
SẢN PHẨM “NẮP BỊT ỐNG THUỶ LỰC”

Giảng viên hướng dẫn:

ThS. NGUYỄN VĂN SƠN

Sinh viên thực hiện:

NGUYỄN ANH MINH

19144280

VÕ TẤN Q

19144293

NGUYỄN DUY QUỲNH

19144298

Lớp:

191442A

Khố:

2019 - 2023

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 2023


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Học kỳ 2/ năm học 2022-2023
Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN VĂN SƠN
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Minh MSSV: 19144280
Võ Tấn Quí

Điện thoại: 0931900060

MSSV: 19144293

Điện thoại: 0338090825

Nguyễn Duy Quỳnh MSSV: 19144298

Điện thoại: 0938736284

1. Mã số đề tài:

- Tên đề tài: Thiết kế chế tạo khuôn ép nhựa, sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”.
2. Các số liệu, tài liệu ban đầu:
- Sản phẩm nắp bịt ống thuỷ lực: PD-60, CD-6.
- Máy ép nhựa Haitan MA1200 III tại trường.
- Vật liệu ép sản phẩm: HDPE.
- Sản lượng: 500 sp/tuần.
- Tài liệu, giáo trình thiết kế khuôn.
3. Nội dung chính của đồ án:
- Nghiên cứu vật liệu và cơng nghệ ép phun.
- Khảo sát, nghiên cứu kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
- Thiết kế khuôn phun ép ứng với yêu cầu kỹ thuật sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”.
- Phân tích, mơ phỏng trên phần mềm moldex 3D, Solid simulation.
- Lập trình gia công, chế tạo các linh kiện phi tiêu chuẩn trong bộ khuôn.
- Ép thử và hoàn thiện.
4. Các sản phẩm dự kiến
- Sản phẩm ép “Nắp bịt ống thuỷ lực” (PD-60 và CD-6).
- File thiết kế và bộ khuôn cho sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”.
- Báo cáo tổng hợp và tập bản vẽ.
5. Ngày giao đồ án: 15/03/2023
6. Ngày nộp đồ án: 15/07/2023
7. Ngơn ngữ trình bày:

Bản báo cáo:

Tiếng Anh

Tiếng Việt



Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh

Tiếng Việt






i


TRƯỞNG KHOA

TRƯỞNG BỘ MÔN

(Ký, ghi rõ họ tên)

(Ký, ghi rõ họ tên)

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Được phép bảo vệ
(GVHD ký, ghi rõ họ tên)

ii

(Ký, ghi rõ họ tên)

LỜI CAM KẾT
- Tên đề tài: Thiết kế chế tạo khuôn ép nhựa, sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”.
- GVHD: ThS. Nguyễn Văn Sơn
- Sinh viên thực hiện: Nguyễn Anh Minh MSSV: 19144280 Điện thoại: 0931900060
Võ Tấn Quí

MSSV: 19144293 Điện thoại: 0338090825

Nguyễn Duy Quỳnh MSSV: 19144298 Điện thoại: 0938736284
- Email:



- Ngày nộp khoá luận tốt nghiệp (ĐATN): 07/2023.
- Lời cam kết: “Nhóm xin cam đoan khoá luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng trình do
chính nhóm nghiên cứu và thực hiện. Nhóm khơng sao chép từ bất kỳ mợt bài viết nào
đã được cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ mợt sự vi phạm nào,
nhóm tác giả xin chịu hoàn toàn trách nhiệm”.

Tp. Hồ Chí Minh, ngày … tháng 7 năm 2023

iii


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc và chân thành đến giảng viên
hướng dẫn – ThS. Nguyễn Văn Sơn và TS. Trần Minh Thế Uyên, bộ phận gia công cũng
như tất cả những người đã tận tình chỉ bảo và dìu dắt nhóm trong suốt thời gian học tập
và thực hiện thuyết minh báo cáo này. Cảm ơn những lời chia sẻ tận tình, tâm huyết của
mọi người đã giúp nhóm hoàn thành bài luận tốt nhất.

Tuy nhiên, kiến thức chuyên môn của nhóm vẫn cịn những thiếu sót nhất định. Do
đó, khơng tránh khỏi những khiếm khuyết trong q trình hồn thành bài báo cáo này.
Mong thầy đánh giá và góp ý để bài báo cáo được hoàn thiện hơn.
Kính chúc thầy hạnh phúc và thành công hơn nữa trong sự nghiệp “trồng người”.
Kính chúc thầy ln dồi dào sức khỏe để tiếp tục giúp đỡ nhiều thế hệ học trò đến những
bến bờ tri thức.
Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn!

iv


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHN ÉP PHUN NHỰA,
SẢN PHẨM “NẮP BỊT ỐNG THUỶ LỰC”
Xã hội hiện nay ngày càng phát triển không ngừng, các nhu cầu tiêu dùng và chất
lượng sản phẩm cũng tăng cao, ngày càng có nhiều sản phẩm đợc đáo, lạ mắt, tiện ích
phục vụ cho nhu cầu trong sinh hoạt của mọi người, do đó các ngành cơng nghiệp phải
tạo ra được nhiều sản phẩm tốt hơn, hiện đại hơn, đa năng, mẫu mã bắt mắt thu hút
người tiêu dùng. Ngành nhựa cũng đóng góp vai trị quan trọng tạo ra nhiều sản phẩm
mợt cách nhanh chóng, có tính hàng loạt, mẫu mã đa dạng phục vụ cho nhu cầu tiêu
dùng trên toàn thế giới.
Với mong muốn vận dụng những kiến thức đã học, kinh nghiệm tích lũy khi đi thực
tập thì nhóm cũng muốn hướng đến thiết kế và chế tạo ra một bộ khuôn để thử thách
bản thân, củng cố lại kiến thức đã học. Sau khi bàn bạc, thảo luận thì nhóm quyết định
chọn đề tài đó là: Thiết kế chế tạo khuôn ép nhựa, sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”
do thầy Nguyễn Văn Sơn hướng dẫn.
Nợi dung chính của đồ án bao gồm:
- Nghiên cứu vật liệu và cơng nghệ ép phun.
- Khảo sát, nghiên cứu kích thước và yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm.
- Thiết kế khuôn phun ép với yêu cầu kỹ thuật sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”.

- Phân tích, mơ phỏng trên phần mềm Moldex 3D, Solid Simulation.
- Lập trình gia công và chế tạo các linh kiện phi tiêu chuẩn trong bộ khuôn.
- Ép thử và hoàn thiện.
- Đánh giá, kết luận và viết báo cáo.
Kết luận: Những kiến thức về khuôn nhựa, sử dụng các phần mềm thiết kế, gia công,
dung sai, phun ép nhựa trong quá trình thực hiện đề tài là mợt kho báu q giá giúp
nhóm tác giả vững kiến thức để ứng dụng vào thực tế, những kinh nghiệm khi bước vào
môi trường làm việc sau này.

v


ABSTRACT
CALCULATE DESIGN AND MANUFACTURE
PLASTIC INJECTION MOLDING OF “ HYDRAULIC CAPLUGS”
Society develops and changes day by day, need for consumption is growing rapidly
followed by need for higher and higher quality products. With every passing day, more
and more uniquely convenient inventions are made just to get these modern ages worth
living more than ever. Thus, the industries have to transform themselfs to bring into the
market not just effective but also have to be up– to –date and better–looking products.
In fact, plastic manufacturing or plastic injection molding in particular plays a mature
role in making enormous amounts of products with amusing shapes in a very short
period of time to catch up to the demands of consumers all around the globe.
Expecting to apply internship experiences and what has been learned to practical
work, our group decided to design and manufacture a plastic injecting mold. We desire
to have a test to fully understand the potential of our capability. After carefully
discussing and exchanging views, our group had come to an agreement on the subject
of Calculate, design and manufacture plastic injection molding of “Hydraulic
caplugs” under the instruction of MSc. Nguyen Van Son.
Contents in this project include:

- Research about the materials and molding technology.
- Study products size and technical requirements.
- Design a mold that meets “hydraulic caplugs” technical requirements.
- Analyse and simulate using Moldex 3D, Solid Simulation.
- Manufacture non –standard parts.
- Testing and completion.
- Examine, conclude and write reports.
Conclusion: Knowledge about plastic injecting molding, the use of CAD softwares,
manufacturing processes, tolerances are precious assets that will definitely be beneficial
for us in practice when first stepping into the real working environment.

vi


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .............................................................................i
LỜI CAM KẾT ............................................................................................................ iii
TÓM TẮT ĐỒ ÁN .........................................................................................................v
ABSTRACT ..................................................................................................................vi
MỤC LỤC ................................................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...........................................................................................x
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ .................................................................................xi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .....................................................................................xiv
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN .........................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................1
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài..................................................................1
1.3. Giới hạn và mục tiêu nghiên cứu của đề tài .............................................................2
1.3.1. Giới hạn .............................................................................................................2
1.3.2. Mục tiêu ............................................................................................................2
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................2

1.4.1. Đối tượng nghiên cứu........................................................................................2
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................2
1.5. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................2
1.5.1. Cơ sở phương pháp luận ...................................................................................2
1.5.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................3
1.6. Kết cấu của đồ án .....................................................................................................3
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SẢN PHẨM ........................................4
2.1. Giới thiệu ..................................................................................................................4
2.2. Cơ sở thiết kế ............................................................................................................4
2.3. Một số phương pháp lấy sản phẩm có ren ................................................................ 6
CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT .............................................................................8
3.1. Giới thiệu về nhựa HDPE .........................................................................................8
vii


3.1.1. Khái niệm ..........................................................................................................8
3.1.2. Tính chất cơ bản của HDPE ..............................................................................8
3.1.3. Ưu và nhược điểm của HDPE ...........................................................................9
3.2. Cơ sở lý thuyết về khuôn ép nhựa ..........................................................................10
3.2.1. Khái niệm về công nghệ ép phun ....................................................................10
3.2.4. Một số loại khuôn ép nhựa ..............................................................................12
CHƯƠNG 4. PHƯƠNG HƯỚNG, GIẢI PHÁP THIẾT KẾ SẢN PHẨM ............14
4.1. Giới thiệu yêu cầu kĩ thuật sản phẩm .....................................................................14
4.2. Qui trình thiết kế .....................................................................................................14
4.2.1. Phần mềm hỗ trợ ............................................................................................. 14
4.2.2. Thiết kế hình dáng 3D sản phẩm ....................................................................15
4.2.3. Gán vật liệu cho sản phẩm ..............................................................................16
4.3. Bản vẽ 3D sản phẩm ............................................................................................... 18
CHƯƠNG 5. TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KHN CHO SẢN PHẨM ...................19
5.1. Qui trình thiết kế .....................................................................................................19

5.1.1. Kiểm tra sản phẩm ..........................................................................................19
5.1.2. Xác định mặt phân khuôn ...............................................................................19
5.1.3. Xác định tiêu chuẩn khuôn ..............................................................................25
5.1.4. Xác định kiểu khuôn (Khn 3 tấm) ............................................................... 26
5.1.5. Tính toán, xác định hệ số co rút ......................................................................27
5.1.6. Tính toán số lịng khn ..................................................................................27
5.1.7. Tính toán hệ thống đẩy ....................................................................................28
5.1.8. Tính toán hệ thống kênh dẫn nhựa ..................................................................29
5.1.9. Chọn các chi tiết tiêu chuẩn ............................................................................34
5.2. Vật liệu làm khn .................................................................................................42
5.3. Phân tích CAE cho khuôn ép nhựa.........................................................................44
5.3.1. Giới thiệu về công dụng của CAE trong việc thiết kế khn .........................44
5.3.2. Lợi ích của việc ứng dụng CAE trong việc thiết kế khuôn ............................. 44
5.3.3. Ứng dụng phần mềm Moldex 3D vào khuôn ép nhựa ....................................44
viii


CHƯƠNG 6. GIA CÔNG VÀ ÉP THỬ KHUÔN ....................................................51
6.1. Gia công khuôn .......................................................................................................51
6.1.1. Lập quy trình gia công chung .........................................................................51
6.2. Gia công từng tấm (CAM) .....................................................................................52
6.2.1. Chuẩn bị ..........................................................................................................52
6.3. Lắp ráp khuôn .........................................................................................................72
6.3.1. Ráp phần khuôn dương ...................................................................................72
6.3.2. Lắp phần khuôn âm .........................................................................................75
6.3.3. Lắp 2 phần dương, âm với nhau......................................................................78
6.4. Ép thử .....................................................................................................................79
6.4.1. Thông số ép .....................................................................................................80
6.4.2. Sản phẩm sau khi ép thử .................................................................................80
6.5. Bảo trì bảo dưỡng ..................................................... Error! Bookmark not defined.

6.5.1. Quy trình bảo dưỡng khuôn mẫu ....................................................................85
CHƯƠNG 7. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................. 86
7.1. Kết luận...................................................................................................................86
7.2. Kiến nghị ................................................................................................................86
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................87

ix


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 4.1: Độ dày tấm đẩy dựa theo bề mặt sản phẩm .................................................. 26
Bảng 5.1: Kích thước từng tấm của bợ khn ............................................................... 49
Bảng 6.1: Kích thước từng tấm phôi của bộ khuôn....................................................... 50
Bảng 6.2: Quy trình gia công nguyên công 1 của tấm kẹp trên .................................... 50
Bảng 6.3: Quy trình gia cơng ngun cơng 2 của tấm kẹp trên .................................... 50
Bảng 6.4: Quy trình gia cơng nguyên công 1 của tấm kênh dẫn ................................... 51
Bảng 6.5: Quy trình gia cơng ngun cơng 2 của tấm kênh dẫn ................................... 52
Bảng 6.6: Quy trình gia cơng ngun cơng 1 của tấm cố định ..................................... 53
Bảng 6.7: Quy trình gia công nguyên công 2 của tấm cố định .................................... 54
Bảng 6.8: Quy trình gia cơng ngun cơng 3 của tấm cố định ..................................... 55
Bảng 6.9: Quy trình gia cơng nguyên công 1 của tấm di động ..................................... 56
Bảng 6.10: Quy trình gia cơng ngun cơng 2 của tấm di đợng ................................... 57
Bảng 6.11: Quy trình gia cơng ngun cơng 3 của tấm di đợng ................................... 58
Bảng 6.12: Quy trình gia công nguyên công 1 của gối đỡ ............................................ 59
Bảng 6.13: Quy trình gia cơng ngun cơng 2 của gối đỡ ............................................ 59
Bảng 6.14 : Quy trình gia cơng ngun cơng 1 của tấm đẩy ........................................ 60
Bảng 6.15: Quy trình gia công nguyên công 2 của tấm đẩy ......................................... 60
Bảng 6.16: Quy trình gia cơng ngun cơng 1 của tấm giữ .......................................... 61
Bảng 6.17: Quy trình gia cơng ngun cơng 2 của tấm giữ .......................................... 62
Bảng 6.18: Quy trình gia công nguyên công 1 của tấm kẹp dưới ................................. 62

Bảng 6.19: Quy trình gia cơng ngun cơng 2 của tấm kẹp dưới ................................. 63
Sơ đồ 6.1: Qui trình ép thử ............................................................................................ 73

x


DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ
Hình 2.1: Sản phẩm PD - 60 ............................................................................................ 6
Hình 2.2: Sản phẩm CD - 6 ............................................................................................. 8
Hình 2.3: Tác dụng của hai sản phẩm CD-6 và PD-60 ................................................... 9
Hình 2.4: Minh họa lõi gập.............................................................................................. 9
Hình 2.5: Minh họa chốt bung ......................................................................................... 9
Hình 2.6: Minh họa cơ cất dùng bánh răng xoay tháo ren ............................................ 10
Hình 2.7: Minh họa ép cưỡng bức ................................................................................. 10
Hình 3.1: Cấu tạo chung máy ép nhựa .......................................................................... 11
Hình 3.2: Kết cấu của bợ khn 2 tấm .......................................................................... 11
Hình 3.3: Kết cấu bợ khn 3 tấm ................................................................................. 12
Hình 4.1: Tạo khối biên dạng và tạo gân cho sản phẩm ............................................... 12
Hình 4.2: Tạo ren ngoài, cắt lịng trong và ghi chữ nởi cho sản phẩm ......................... 13
Hình 4.3: Tạo khối cơ bản biên dạng và các gân trên sản phẩm .................................. 13
Hình 4.4: Cắt lòng trong và tạo ren trong sản phẩm ..................................................... 13
Hình 4.5: Chọn vật liệu HDPE ...................................................................................... 13
Hình 4.6: Phần mềm tính toán khối lượng .................................................................... 13
Hình 4.7: Kết quả thiết kế và thêm màu đúng với sản phẩm thực tế ............................... 14
Hình 5.1: Giao diện thiết lập................................................................................................. 20
Hình 5.2: Phân bố vị trí sản phẩm trong lịng khn ......................................................... 20
Hình 5.3: Kích thước lịng khn âm + dương .................................................................. 22
Hình 5.4: Tạo mặt phân khn ............................................................................................. 23
Hình 5.5: Tách khn ............................................................................................................ 23
Hình 5.6: Hai mặt khn CD-6 ............................................................................................ 24

Hình 5.7: Hai mặt khn PD-60........................................................................................... 24
Hình 5.8: Lịng khn của hai sản phẩm CD-6, PD-60 .................................................... 24
Hình 5.9: Lịng khn sau khi ghép ..................................................................................... 25
Hình 5.10: Lịng khn dương sau khi ghép ...................................................................... 25
xi


Hình 5.11: Lịng khn âm sau khi ghép ............................................................................ 25
Hình 5.12: Cấu trúc khn 3 tấm ......................................................................................... 27
Hình 5.13: Cơng thức tính tốn cuống phun ................................................................. 30
Hình 5.14: Kênh dẫn có tiết diện hình thang ...................................................................... 30
Hình 5.15: Cởng phun tiếp điểm .......................................................................................... 31
Hình 5.16: Cấu tạo miệng phun chốt điểm ......................................................................... 31
Hình 5.17: Kết cấu đi ng̣i chậm ................................................................................... 32
Hình 5.18: Tính toán kênh làm ng̣i .................................................................................. 32
Hình 5.19: Tiêu chuẩn bạc cuống phun ......................................................................... 33
Hình 5.20: Tiêu chuẩn vịng định vị .............................................................................. 34
Hình 5.21: Tiêu chuẩn chốt hồi. .................................................................................... 35
Hình 5.22: Tiêu chuẩn chốt dẫn hướng mã SPP ................................................................ 36
Hình 5.23: Tiêu chuẩn chốt dẫn hướng mã PBTN............................................................. 37
Hình 5.24: Tiêu chuẩn bạc dẫn hướng mã GBSE .............................................................. 38
Hình 5.25: Tiêu chuẩn bạc dẫn hướng mã GBHE ............................................................. 39
Hình 5.26: Bảng tra lị xo theo tiêu chuẩn Misumi ............................................................ 39
Hình 5.27: Tiêu chuẩn chốt dựt đi keo ............................................................................ 40
Hình 5.28: Hệ thống lói sản phẩm ....................................................................................... 40
Hình 5.29: Bợ khn hoàn chỉnh ......................................................................................... 41
Hình 5.30: Sản phẩm sau khi được tiến hành chia Mesh .................................................. 42
Hình 5.31: Áp suất trong khn sau khi mơ phỏng phun nhựa........................................ 43
Hình 5.32: Sự phân bố nhiệt độ nhựa trong khuôn (Temperature) ............................... 44
Hình 5.33: Thời gian điền đầy sản phẩm....................................................................... 45

Hình 5.34: Vị trí xuất hiện rỗ khí trên sản phẩm ............................................................... 46
Hình 5.35: Vị trí xuất hiện đường hàn ................................................................................. 47
Hình 5.36: Đợ cong vênh, co rút của sản phẩm (Volumetric Shrinkage) ..................... 49
Hình 6.1: Tấm kẹp trên .................................................................................................. 51
Hình 6.2: Tấm kênh dẫn ........................................................................................................ 53
Hình 6.3: Tấm cố định ........................................................................................................... 55
xii


Hình 6.4: Tấm di đợng........................................................................................................... 59
Hình 6.5: Gối đỡ ..................................................................................................................... 62
Hình 6.6: Tấm đẩy ................................................................................................................. 63
Hình 6.7: Tấm giữ .................................................................................................................. 65
Hình 6.8: Tấm kẹp dưới ........................................................................................................ 67
Hình 6.9: Bước 1 lắp khn dương ..................................................................................... 68
Hình 6.10: Bước 2 lắp khn dương ................................................................................... 69
Hình 6.11: Bước 3 lắp khn dương ................................................................................... 69
Hình 6.12: Bước 4 lắp khn dương ................................................................................... 69
Hình 6.13: Bước 5 lắp khn dương ................................................................................... 70
Hình 6.14: Hoàn chỉnh phần khn dương ......................................................................... 70
Hình 6.15: Bước 1 lắp khn âm ......................................................................................... 71
Hình 6.16: Bước 2 lắp khn âm ......................................................................................... 71
Hình 6.17: Bước 3 lắp khn âm ......................................................................................... 72
Hình 6.18: Bước 4 lắp khn âm ......................................................................................... 72
Hình 6.19: Bước 5 lắp khn âm ......................................................................................... 73
Hình 6.20: Hoàn chỉnh phần khn âm ............................................................................... 73
Hình 6.21: Lắp 2 nửa khn với nhau ................................................................................. 74
Hình 6.22: Lắp các chi tiết cịn lại và hoàn thiện ............................................................... 75
Hình 6.23: Khn sau khi gắn lên máy ép Haitian ............................................................ 81
Hình 6.24: Sản phẩm lỗi ........................................................................................................ 82

Hình 6.25: Lịng khn âm sau khi sửa............................................................................... 83
Hình 6.26: Lịng khn dương sau khi sửa ......................................................................... 84
Hình 6.27: Tấm đẩy thành sản phẩm ................................................................................... 84
Hình 6.28: Ty lói PD-60 sau khi sửa ................................................................................... 85
Hình 6.29: Bợ khn sau khi sửa được gá lên máy ép ...................................................... 85
Hình 6.30: Sản phẩm sau khi sửa khuôn ............................................................................. 86

xiii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CAE

Computer Aided Engineering

CNC

Computerized Numerical Control

CAM

Computer Aided Design

GVHD

Giáo Viên Hướng Dẫn

MSSV

Mã Số Sinh Viên

SVTH

Sinh Viên Thực Hiện

HDPE

Hight Density Polietilen

xiv


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, nền kinh tế của nước ta đang ngày càng phát triển. Các mẫu mã sản phẩm
không chỉ phong phú, đa dạng mà cịn có nhiều sự sáng tạo, đợt phá phục vụ cho nhu
cầu cuộc sống của con người. Mợt trong đó phải kể đến các sản phẩm được sản xuất từ
nhựa - một loại sản phẩm phổ biến trong cuộc sống. Các sản phẩm nhựa đang được ưa
chuộng rợng rãi do nhẹ, bền, giá thành rẻ và có thể tái sử dụng lại. Vì thế, chúng ta có
thể thấy sản phẩm nhựa ở khắp mọi nơi như trong các dụng cụ gia đình, các linh kiện
điện tử, trong sản xuất máy móc, trang thiết bị… với đa dạng về hình dáng và màu sắc
khác nhau.
Yêu cầu đa dạng về hình dáng và màu sắc và tính hàng loạt dần trở thành trở ngại
đối với các máy vạn năng. Trong xu thế ấy, việc phát triển và áp dụng công nghệ ép
phun là hết sức cần thiết và thực tế.
Nhờ những xu thế và tiềm năng của ngành công nghiệp nhựa hiện nay và đúng với
chuyên ngành mà nhóm đang theo đ̉i và học tập, nhóm đã bàn bạc để chọn ra một đề
tài liên quan đến công nghệ ép phun mà cụ thể là thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa cũng
như áp dụng tất cả các kiến thức mà mình có được để áp dụng vào việc thiết kế và chế
tạo một bộ khuôn ép nhựa hoàn chỉnh, mang tính thực tế.

Trong sự lớn mạnh phát triển của xã hợi địi hỏi ngành cơng nghiêp phải tạo ra được
các sản phẩm nhanh, có tính hàng loạt cao, với mục tiêu vận dụng các môn đã học vào
thực tế và tạo ra các loại sản phẩm thiết thực và có tính thương mại hoá sản phẩm. Nhóm
đã quyết định chọn đề tài Thiết kế chế tạo khuôn ép nhựa, sản phẩm “Nắp bịt ống
thuỷ lực” để nghiên cứu.
Đề tài nghiên cứu này mang tính thực tế trong đời sống và sản xuất. Vì vậy, việc thực
hiện đề tài đồ án này sẽ giúp nhóm áp dụng được tất cả các kiến thức, kỹ năng đã tích
lũy được vào việc thiết kế và chế tạo một bộ khuôn ép nhựa mang tính thực tế cao, đồng
thời trao dồi, bở sung thêm kiến thức cịn thiếu, rèn luyện các kỹ năng cần thiết, để sau
này có sự tự tin để bước vào đời và đi làm.
1.2. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Cuộc cách mạng 4.0 nổ ra đã đưa nền công nghiệp Việt Nam phát triển nhanh chóng ở
mọi lĩnh vực. Trong đó, ngành nhựa kĩ thuật ở Việt Nam là nhóm ngành sản xuất nhựa
có tốc đợ tăng trưởng cao nhất và giá trị sản phẩm ngày mợt lớn. Nắm bắt được tâm lí
đó, việc sản xuất bộ khuôn ép nhựa “Nắp bịt ống thuỷ lực” sẽ góp phần giảm thiểu được
chi phí nhập sản phẩm từ nước ngoài và có thể thương mại hoá sản phẩm.
1


Nhóm đã thực hiện đầy đủ các quy tình thiết kế, chế tạo và gia công ra một bộ khuôn
hoàn chỉnh. Từ đó:
- Tiết kiệm sức lao đợng, tăng năng suất, chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn.
- Góp phần đẩy mạnh và phát triển ngành cơng nghiệp nhựa kỹ thuật ở Việt Nam.
1.3. Giới hạn và mục tiêu nghiên cứu của đề tài
1.3.1. Giới hạn
- Đề tài giới hạn phạm vi kiến thức ở việc thiết kế và chế tạo ra bộ khuôn ép nhựa cho
sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực” với 4 sản phẩm mỗi lần ép khuôn. Vật liệu được sử
dụng trong gia công khuôn là thép C45.
- Sản phẩm sử dụng vât liệu nhựa HDPE và sản phẩm sau khi ép khuôn sẽ được thử
nghiệm dựa trên mẫu có sẵn ngoài thị trường hiện nay.

1.3.2. Mục tiêu
- Thiết kế và chế tạo ra bộ khuôn cho sản phẩm, hạn chế được sai số.
- Dễ dàng thay thế và sửa chữa trong quá trình chỉnh sửa khi có sai sót.
- Sản phẩm ứng dụng được vào thực tế.
- Trang bị thêm kiến thức về gia công, dung sai, quy trình công nghệ.
- Đánh giá những điều đã làm được và không làm được sau q trình chế tạo, từ đó
nêu ra hướng phát triển đề tài.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.4.1. Đối tượng nghiên cứu
Cấu trúc và chức năng của sản phẩm “Nắp bịt ống thuỷ lực”.
Các loại khuôn ép nhựa sản phẩm có ren ngoài thị trường.
Máy ép nhựa Haitan MA1200 III.
Vật liệu và qui trình gia công.
1.4.2. Phạm vi nghiên cứu
Thiết kế và chế tạo bộ khuôn ép nhựa “Nắp bịt ống thuỷ lực”.
Quy trình ép nhựa tối ưu cho sản phẩm.
1.5. Phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Cơ sở phương pháp luận
- Khảo sát, đánh giá nhu cầu của thị trường về sản phẩm và đề tài.
2


- Thiết kế lại sản phẩm đúng với thực tế.
- Dựng 3D sản phẩm và khuôn bằng các phần mềm Creo 8.0 và Solidworks 2018.
- Mơ phỏng tìm vị trí phun thích hợp bằng phần mềm Moldex3D.
- Tính toán kênh dẫn, thiết kế lịng khn, pin sản phẩm, ống đẩy, tách khn.
- Sử dụng Moldex3D để mơ phỏng dịng chảy nhựa, từ đó đưa ra nhận định.
- Tính toán đợ bền khuôn bằng phần mềm Creo 8.0 và Solidworks 2018.
- Xuất bản vẽ cho từng tấm khn, lịng khn để chuẩn bị gia công.
- Gia công bộ khuôn bằng máy CNC.

- Ép thử sản phẩm, đánh giá chỉnh sửa để tránh các khuyết tật thường xuất hiện trên
sản phẩm ép nhựa, đánh giá thực tế sản phẩm.
- Viết báo cáo, đưa ra những phương án cải tiến cho bộ khuôn để đạt đợ chính xác
cao hơn khi ép sản phẩm.
1.5.2. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lí luận:
- Phương pháp phân tích và tởng hợp lí thuyết để từ đó đưa ra được phương án.
Phương pháp nghiên cứu thực tiễn:
- Bằng việc quan sát khoa học.
- Nghiên cứu sản phẩm.
- Thực nghiệm khoa học.
1.6. Kết cấu của đồ án
Cấu trúc của đồ án gồm 7 chương:
Chương 1. Tổng quan.
Chương 2. Tổng quan nghiên cứu sản phẩm.
Chương 3. Cơ sở lí thuyết.
Chương 4. Phương hướng, giải pháp.
Chương 5. Tính toán, thiết kế khuôn cho sản phẩm.
Chương 6. Gia công và ép thử.
Chương 7. Kết luận và kiến nghị.

3


CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU SẢN PHẨM
2.1. Giới thiệu
Đối tượng nghiên cứu của nhóm trong đồ án lần này là 2 mã sản phẩm nắp bịt thủy lực
Caplugs CD – 6 và PD – 60. Gồm có việc nghiên cứu tạo dáng sản phẩm và nghiên
cứu và chế tạo bợ khn ép phun nhựa với sản phẩm có ren .
2.2. Cơ sở thiết kế

Dựa trên sản phẩm mẫu (Mã: Caplugs CD-6, PD-60). Từ đó đưa ra kích thước và tiến
hành vẽ lại theo mẫu.
PD-60 được thiết kế để đậy trên các đầu ống thuỷ lực có áp suất thấp. Có khả năng
chịu nhiệt trên 37 ° mà khơng cần miếng đệm. Dễ dàng tháo lắp và sử dụng.
Vật liệu sản phẩm: Polyetylen mật độ cao (HDPE).
Bước ren: 9/16 – 18 (in).
Màu sản phẩm: Đỏ.

Hình 2.1: Sản phẩm PD-60
CD-6 là phụ kiện nắp chụp nhựa có ren dùng để bịt các đầu ống thuỷ lực mợt cách
vừa vặn. Có tác dụng chống lại bụi bẩn và độ ẩm xâm nhập vào sản phẩm. Ngoài ra,
CD-6 cũng có thể dùng để che sản phẩm trong quá trình sơn và mạ.
Vật liệu sản phẩm: Polyetylen mật độ cao (HDPE).
Bước ren: 9/16 – 18 (in).
Màu sản phẩm: Đỏ.
4


Hình 2.2: Sản phẩm CD-6
Sau khi tham khảo các mẫu trên thị trường, nhóm đã có thể rút ra được những tiêu
chí cần thiết cho việc thiết kế sản phẩm:
- Sản phẩm ḅc phải có hình dáng thiết kế như mẫu, đảm bảo đúng bước ren để lắp
vào sản phẩm.
- Sản phẩm thiết kế có thành mỏng, thon gọn, dễ sử dụng.
- Tiết kiệm chi phí vật liệu sản phẩm, sản xuất và chi phí gia cơng.
- Có bề mặt trơn láng, dễ thao tác cầm nắm.
Yêu cầu về chất lượng sản phẩm sau khi ép cũng cần đạt các tiêu chí:
- Có hình dạng và kích thước tượng tự hình dáng 3D.
- Khơng có các lỗi trên sản phẩm nhựa như bavia, vệt cháy, rỗ khí, …
- Sản phẩm đạt được độ bền tốt.

- Đạt được độ thẩm mỹ và nhiệm vụ của sản phẩm.
- Sản phẩm đạt độ mịn và chịu được va đập.

5


Hình 2.3: Tác dụng của hai sản phẩm CD-6 và PD-60

2.3. Một số phương pháp lấy sản phẩm có ren từ khn
Phương pháp dùng lõi gập để tháo ren trong

Hình 2.4: Minh họa lõi gập
Phương pháp dùng ống bung để tháo ren ngồi

Hình 2.4: Minh họa chốt bung
6


Phương pháp dùng cơ cấu xoay ren
Tùy vào kết cấu ren và sản phẩm mà có thể thiết kế các cơ cấu dạng trịn xoay để
xoay tháo lịng khn có ren khỏi sản phẩm

Hình 2.5: Minh họa cơ cấu dùng bánh răng xoay tháo ren
Phương pháp ép cưỡng bức
Sản phẩm sau khi ép sẽ được đẩy ra khỏi khuôn nhờ lực đẩy của vòng đẩy. Tuy nhiên,
cách này chỉ phù hợp với các loại nhựa có tính đàn hồi cao, chính nhờ tính chất vật lý
này mà sản phẩm bị đẩy ra sẽ không bị hỏng, biến dạng. Loại ren được khuyến nghị cho
phương pháp này là ren trịn.

Hình 2.6: Minh họa ép cưỡng bức

Đối với đề tài, để tiện lợi cho việc thiết kế cũng như vì kinh nghiệm và kiến thức cịn
hạn chế và kinh phí có hạn nên nhóm quyết định khơng chọn phương án chốt bung và
lõi gập. Ngoài ra, nhóm đánh giá phương pháp thiết kế hệ thống xoay tháo ren là cồng
kềnh, không cần thiết so với bợ khn có kích thước nhỏ và số lịng khn ít.
=> Vì vậy quyết định cuối cùng là áp dụng phương pháp ép cưỡng bức ren cho đề tài
này để vừa phù hợp về điều kiện cơ sở vật chất cũng như vấn đề về kinh phí.
7


CHƯƠNG 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1. Giới thiệu về nhựa HDPE
3.1.1. Khái niệm
Nhựa HDPE (Hight Density Polietilen) được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng
ngày của người dân.
Là nguyên vật liệu để sản xuất túi ni lông hay các vật dụng bằng nhựa khác. Nhựa
HDPE là kết quả của việc trùng phân từ Etilen tỉ trọng cao trong áp suất thấp, thêm vào
đó kết hợp các chất xúc tác như crom hay silloc catalyts…
3.1.2. Tính chất cơ bản của HDPE
HDPE được biết đến là loại nhựa có mật đợ Polyethylene cao nằm trong khoảng 0.93
– 0.97 g/cm3 hoặc 970 kg/m3. Nhựa HDPE ít phân nhánh tạo lực liên kết phân tử lớn
nên độ bền kéo cao hơn nhựa LDPE hay PVC.
Nhựa HDPE là loại nhựa có đợ bền cực tốt, chống lại sự ăn mịn tự nhiên như nước,
gió, mưa axit,… Cho đến sự bào mòn của cả những dung dịch như axit đậm đặc, kiềm,
muối,… Bên cạnh đó, chất liệu nhựa HDPE còn chịu được cả tia cực tím từ ánh sáng
mặt trời trực tiếp chiếu vào.
Nhờ có các chất xúc tác, phụ gia trong sản xuất mà nhựa HDPE có thể:
- Có khả năng chịu được nhiệt, điện và chịu được mọi áp lực của môi trường.
- Nhựa HDPE cực bền nên t̉i thọ rất cao.
- Có khả năng chống ăn mịn rất tốt, có thể chịu được các hoá chất có nồng đợ mạnh
như muối, axit.

- Các sản phẩm làm từ nhựa HDPE có khả năng chống rỉ sét, khơng bị lão hóa theo
thời gian.
- Khơng chỉ chịu được nhiệt đợ cao mà nhựa HDPE cịn có thể chịu được nhiệt đợ
dưới -40 đợ C. Vì vậy, nó thường được dùng làm ống dẫn ở những nơi lạnh giá mà loại
nhựa thông thường không làm được.
- Nhựa HDPE khá là nhẹ nên được dùng làm đồ gia dụng trong nhà.
- Nhựa HDPE khá dẻo và có độ đàn hồi tốt nên nhiều loại ống được làm từ nhựa
HDPE có thể được uốn cong đủ kiểu để tḥn tiện cho việc thi cơng. Đặc biệt nhờ tính
năng này mà nó cịn được sử dụng trong các xưởng có địa hình xấu.
- Nhựa HDPE cho phép các sản phẩm làm từ nó tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt
trời trong một khoảng thời gian dài mà không bị nứt.
8