thiết kế bộ khuôn đúc bàn chải đánh răng hai màu

i
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Họ và tên sinh viên: Lê Văn Tiệp Lớp: 50CKCT1
Đỗ Văn Trãi Lớp: 50CKCT1
Ngành: Công nghệ chế tạo máy Khoa: Cơ khí
Tên Đề tài: “Thiết kế bộ khuôn đúc bàn chải đánh răng hai màu”
Số trang: 157 Số chương: 05 Số tài liệu kham khảo: 12
Hiện vật: 02 quyển đồ án; 01CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN







Kết luận:





ĐIỂM CHUNG
Bằng chữ Bằng số


Nha Trang, ngày … tháng … năm 2012
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Ký và ghi rõ họ tên)

TS. Nguyễn Văn Tường

ii
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Lê Văn Tiệp Lớp: 50CKCT1
Đỗ Văn Trãi Lớp: 50CKCT1
Ngành: Công nghệ chế tạo máy Khoa: Cơ khí
Tên Đề tài: “Thiết kế bộ khuôn đúc bàn chải đánh răng hai màu”
Số trang: 157 Số chương: 05 Số tài liệu kham khảo: 12
Hiện vật: 02 quyển đồ án; 01CD

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN




Đánh giá chung:



ĐIỂM
Bằng chữ Bằng số



ĐIỂM CHUNG
Bằng chữ Bằng số

Nha Trang, ngày … tháng … năm 2012
CÁN BỘ PHẢN BIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên)

Nha Trang, ngày … tháng … năm 2012
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)

iii
LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu đề tài tốt nghiệp của chúng em đã
được hoàn thành. Có được điều này là nhờ sự giúp đỡ của thầy giáo hướng dẫn cùng
quý thầy, cô trong bộ môn khoa và các bạn cùng khóa.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS. Nguyễn Văn Tường đã nhiệt tình
hướng dẫn và đóng góp những ý kiến quý báu giúp em hoàn thành đề tài tốt nghiệp
này.
Đề tài tốt nghiệp này được hoàn thành là nhờ sự truyền đạt kiến thức của quý
thầy, cô trong trường đã tận tình giúp đỡ cho em trong suốt khóa học. Chúng em xin
chân thành cảm ơn và ghi nhận công ơn to lớn của quý thầy, cô.
Xin cảm ơn các bạn cùng khóa đã giúp đỡ trong thời gian làm đề tài cũng như
trong những năm học vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Quốc Trường, anh Thái Văn Hùng và
các thành viên của diễn đàn mạng MesLab.org đã nhiệt tình chia sẻ rất nhiều kinh
nghiệm thực tế để đề tài được hoàn thiện hơn.

Nha Trang, ngày 12 tháng 06 năm 2012
Lê Văn Tiệp
Đỗ Văn Trãi

iv
MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ii
LỜI CẢM ƠN iii
MỤC LỤC iv
DANH MỤC HÌNH vii
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC SẢN PHẨM NHIỀU
MÀU 2
1.1 Các phương pháp đúc sản phẩm nhiều màu 2
1.1.1 Phân loại các phương pháp đúc sản phẩm nhiều màu 2
1.1.2 Phương pháp đúc nhiều thành phần 2
1.1.3 Đúc nhiều lần bắn. 4
1.1.4 Đúc chèn và đúc đè 10
1.2 Những ưu điểm và nhược điểm các quá trình đúc sản phẩm nhiều màu 12
1.2.1 Ưu điểm 12
1.2.2 Nhược điểm 15
1.3 Thiết bị đúc nhiều vật liệu 15
1.3.1 Trạm phun 15
1.3.2 Trạm kẹp 18
1.3.3 Khuôn 18
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH CAD BÀN CHẢI 20
2.1 Mở đầu 20
2.2 Xây dựng mô hình sản phẩm 21
2.2.1 Mô hình hóa phần lõi 22
2.2.3 Mô hình hóa phần ghép 28
2.2.4 Tính một số thông số kỹ thuật của phần lõi 29
2.2.5 Tính một số thông số kỹ thuật của phần ghép 30
v

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN CHO SẢN PHẨM 31
3.1 Phân tích và lựa chọn phương pháp ép sản phẩm 31
3.1.1 Đúc bắn nhiều lần bằng tấm phân độ 31
3.1.2 Đúc đè 31
3.2. Tính chọn các thông số của khuôn 32
3.2.1. Xác định kiểu khuôn 32
3.2.2. Xác định số lòng khuôn. 34
3.2.4. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa 38
3.2.5. Vòng định vị bạc keo 51
3.4.6. Thiết kế hệ thống làm nguội 52
3.4.7. Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm 62
3.4.8. Tính toán khối lượng của các tấm trên khuôn 65
3.4.9. Tính toán lực kẹp tối thiểu và chọn máy 67
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CREO, EMX TRONG THIẾT
KẾ KHUÔN 69
4.2 Tách khuôn bằng phần mềm Creo 69
4.2.1 Tách khuôn cho phần lõi - khuôn I 69
4.2.2 Tách khuôn cho cả chi tiết bàn chải - khuôn II 76
4.3 Thiết kế các bộ phận của khuôn với Expert Moldbase Extension 7.0 77
4.3.1 Giới thiệu EMX 7.0 77
4.3.2 Trình tự các bước thiết 78
4.3.3 Thiết kế bộ khuôn 1 78
4.3.4. THIẾT KẾ BỘ KHUÔN 2. 89
CHƯƠNG 5: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CÁC TẤM
KHUÔN 93
5.1 Phân tích chi tiết gia công 93
5.1.1 Phân tích chi tiết các lòng khuôn 93
5.1.2 Phân tích chi tiết các tấm vỏ lòng khuôn 94
vi
5.2 Thiết kế quy trình công nghệ gia công các chi tiết lòng khuôn và tấm

khuôn. 95
5.2.1 Quy trình công nghệ gia công chi tiết lòng khuôn đực của khuôn 1 95
5.2.2 Quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ khuôn đực của khuôn 1 107
5.2.3 Quy trình công nghệ gia công chi tiết lòng khuôn cái của khuôn 1 119
5.2.4 Quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ khuôn cái của khuôn 1 122
5.2.5 Quy trình công nghệ gia công chi tiết lòng khuôn đực của khuôn 2 128
5.2.6 Quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ khuôn đực của khuôn 2 131
5.2.7 Quy trình công nghệ gia công chi tiết lòng khuôn cái của khuôn 2 136
5.2.8 Quy trình công nghệ gia công chi tiết vỏ lòng khuôn cái của khuôn 2 141
5.3 Lập trình gia công lòng dưới của khuôn II bằng phần mềm Creo 147
5.3.1 Các bước thực hiện như sau 147
5.3.2 Liên kết các nguyên công chạy mô phỏng và suất mã gia công 153
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 157
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC




vii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Mô hình của qui trình đúc phun hai lần. 2
Hình 1.2: Mô hình của một máy cùng phun. 3
Hình 1.3: Mô hình máy nhiều lần bắn tấm quay 5
Hình 1.4: Mô hình qui trình nhiều lần bắn bằng tấm quay 6
Hình 1.5: Mô hình máy phun đúc nhiều lần bắn tấm chia độ 7
Hình 1.6: Mô hình qui trình đúc nhiều lần bắn tấm chia độ. 8
Hình 1.7: Sơ đồ đúc trượt lòng khuôn 8
Hình 1.8: Quy trình khuôn trượt lòng khuôn. 9
Hình 1.9a: Máy dùng tấm quay 10

Hình 1.9b: Máy khi làm việc 10
Hình 1.10: Các ứng dụng của đúc đè 11
Hình 1.11: Các ứng dụng của đúc chèn 12
Hình 1.11: Ứng dụng cho khuôn làm nhiều vật liệu nhiều màu. 13
Hình 1.12: Các chi tiết sắp xếp vỏ/lõi 13
Hình 1.13: Các sản phẩm bố trí vỏ/lõi 14
Hình 1.15- Các chi tiết có vỏ mềm mại. 15
Hình 1.16: Kiểu máy có hai trạm phun bố trí đồng thời 16
Hình 1.17: Kiểu máy có hai trạm phun bố trí song song 17
Hình 1.18: Kiểu máy có hai trạm phun bố trí vuông góc 17
Hình 1.19: Các máy có ba trạm phun nạp liệu 18
Hình 1.20: Tấm khuôn quay 19
Hình 1.21: Lòng khuôn quay 19
Hình 1.22: Máy đúc 2 trạm phun bố trí vuông góc 20
Hình 1.23: Máy đúc 2 trạm phun bố trí song song 20
Hình 2.1: Vẽ sketch trên mặt phẳng top 22
Hình 2.2: Mô hình sau khi Extrude 22
Hình 2.3: Vẽ sketch trên mặt phẳng top 22
viii
Hình 2.4: Mô hình khi extrude cut 22
Hình 2.5: Kích thước mặt trên phần lõi 23
Hình 2.6: Mô hình sau khi offset mặt trên 23
Hình 2.7: Kích thước mặt dưới phần lõi 23
Hình 2.8: Mô hình khi offset mặt dưới 24
Hình 2.9: Bo tròn mặt dưới chi tiết nền 24
Hình 2.10: Bo tròn mặt trên chi tiết nền 24
Hình 2.11: Bo tròn các cạnh mặt trên 25
Hình 2.12: Bo tròn các cạnh mặt trên 25
Hình 2.13: kích thước và vị trí của lỗ 25
Hình 2.14: Biên dạng Pattern lỗ 26

Hình 2.15: Kết quả sau khi Pattern lỗ 26
Hình 2.16: Kích thước khi Extrude Cut các lỗ 26
Hình 2.17: Mô hình sau khi Extrude Cut các lỗ 26
Hình 2.18: Thanh Model tree 27
Hình 2.19: Thông số offset 27
Hình 2.20: Mô hình mặt trên sau khi extrude 27
Hình 2.21: Mô hình mặt dưới sau khi extrude 27
Hình 2.22: Tạo một Assembly 28
Hình 2.23: Chọn Cut Out 28
Hình 2.24: Thanh Model tree 29
Hình 2.25: Mô hình miếng ghép 29
Hình 2.26: Kết quả tính toán phần lõi 30
Hình 2.27: Kết quả tính toán phần miếng ghép. 30
Hình 3.1: Kiểu khuôn SC 32
Hình 3.2: Kiểu khuôn SA và DA. 33
Hình 3.3: Kiểu khuôn DB. 33
Hình 3.4: Kiểu khuôn SC dùng cho lòng khuôn 1 34
Hình 3.5: Kiểu khuôn DA dùng cho lòng khuôn 2. 34
ix
Hình 3.6: Các kiểu bố trí lòng khuôn dạng hình chữ nhật 36
Hình 3.7: Kiểu bố trí lòng khuôn dạng hình tròn 37
Hình 3.8: Bố trí khoang tạo hình theo dãy 37
Hình 3.9: Bố trí khoan tạo hình đối xứng 37
Hình 3.10: Hệ thống dẫn nhựa. 38
Hình 3.11: Biểu đồ lực kẹp vị trí đầu 41
Hình 3.12: Biểu đồ lực kẹp vị trí đuôi 42
Hình 3.14: Biểu đồ lực kẹp vị trí cuối 45
Hình 3.15: Kích thước miệng phun thiết kế 46
Hình 3.16: Kích thước cho miệng phun điểm 46
Hình 3.17: Tiết diện ngang của một số loại kênh dẫn 47

Hình 3.18: Kích thước cho thiết kế kênh dẫn. 48
Hình 3.19: Kích thước thiết kế đuôi nguội chậm 49
Hình 3.20: Sơ đồ bố trí kênh dẫn nhựa lòng khuôn 1. 49
Hình 3.21: Sơ đồ kênh dẫn nhựa lòng 2 50
Hình 3.22: Vị trí cuống phun. 50
Hình 3.23: Các loại vòng định vị. 52
Hình 3.24: Vòng định vị 52
Hình 3.25: Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế 53
Hình 3.26: Sơ đồ bố trí hệ thống làm nguội lòng khuôn 1. 57
Hình 3.27: Sơ đồ bố trí hệ thống làm nguội lòng khuôn 2. 58
Hình 3.28: Sơ đồ bố trí hệ thống làm mát của lõi 59
Hình 3.29: Thông số làm nguội 59
Hình 3.30: Thiết lập chế độ làm nguội 60
Hình 3.31: Sơ đồ bố trí hệ thống làm mát của miếng ghép. 61
Hình 3.32: Khuyết tật cong vênh của lõi. 61
Hình 3.33: Khuyết tật cong vênh của miếng ghép 62
Hình 3.34: Loại chốt đẩy dùng lói sản phẩm. 63
Hình 3.35: Vị trí của chốt đẩy khi đẩy sản phẩm nền 64
x
Hình 3.36 Cuống phun được kéo nhờ đuôi côn ngược 64
Hình 3.37 Vị trí của chốt đẩy khi đẩy sản phẩm 64
Hình 3.38: Khuôn 1 66
Hình 3.39: Khuôn 2 67
Hình 4.1: Đưa chi tiết vào môi trường thiết kế khuôn 69
Hình 4.2: Tạo phôi 70
Hình 4.3: Vẽ Sketch hình dạng của phôi 70
Hình 4.4: Mô hình sau khi tạo phôi 70
Hình 4.5: Thiết lập thông số 71
Hình 4.6: Biên dạng mặt phân khuôn 71
Hình 4.7: Mặt phân khuôn 71

Hình 4.8: Cắt bỏ phần Extrude phạm vào chi tiết 72
Hình 4.9: Trám các lỗ trên chi tiết 72
Hình 4.10: Ghép các mặt lại 73
Hình 4.11: Mô hình mặt phân khuôn 73
Hình 4.12: Chọn Define Step 74
Hình 4.13: Chọn Define Move 74
Hình 4.14: Thanh Model tree 74
Hình 4.15: Mở khuôn 74
Hình 4.16: Lòng khuôn trên 1 75
Hình 4.17: Lòng khuôn dưới 1 75
Hình 4.18: Chi tiết insert 75
Hình 4.19: Lòng khuôn dưới sau khi tách các chi tiết 75
Hình 4.20: Hộp thoại Past special 76
Hình 4.21: Chọn hướng copy- past 76
Hình 4.22: Các mảnh khuôn 76
Hình 4.23: Nhập mô hình sản phẩm 76
Hình 4.24: Tách khuôn lòng khuôn 2 77
Hình 4.25: Lòng khuôn trên của khuôn 2 77
xi
Hình 4.26: Lòng khuôn dưới của khuôn 2 77
Hình 4.27: Kiểu khuôn SC dùng cho lòng khuôn 1 78
Hình 4.28: Thiết lập thư mục làm việc 78
Hình 4.29: Hộp thoại Project 79
Hình 4.30: Hộp thoại Component Status 79
Hình 4.31: hộp thoại Mold Base Definition 80
Hình 4.32: Trình tự các bước mở bộ khuôn trong thư viện 80
Hình 4.33: Bộ khuôn tiêu chuẩn lấy từ thư viện 80
Hình 4.34: Hiệu chỉnh gối đỡ 81
Hình 4.35: Bộ khuôn chỉnh sửa sau khi các thông số 81
Hình 4.36: Thiết lập các thông số khoang hình 82

Hình 4.37: Mô hình sau khi lắp lòng khuôn 82
Hình 4.38: Thiết lập vòng định vị cuống phun 82
Hình 4.39: Vòng định vị 83
Hình 4.40: Thiết lập cuống phun 83
Hình 4.41: Cuống phun 83
Hình 4.42: Trình tự lắp các đinh vít 84
Hình 4.43: Vít định vị 84
Hình 4.44: Lắp chốt đẩy 85
Hình 4.45: Tạo các đường Sketch mát 85
Hình 4.46: Thông số đường làm mát vào 86
Hình 4.47: Thông số đường làm mát ra 86
Hình 4.48: Đường làm mát trên tấm khuôn 86
Hình 4.49: Tạo đường làm mát trên lòng khuôn 87
Hình 4.50: Đường làm mát trên lòng khuôn 87
Hình 4.51: Đường làm mát trên lòng khuôn 87
Hình 4.52: Thiết lập thông số tạo móc câu 87
Hình 4.53: Kết quả tạo móc câu 87
Hình 4.54: Hộp thoại thành phần của khuôn 88
xii
Hình 4.55: Qúa trình mở khuôn 88
Hình 4.56: Bộ khuôn 89
Hình 4.57: Kiểu khuôn DA 89
Hình 4.58: Thiết lập các thông số khuôn 2 89
Hình 4.59: Mô hình khuôn 2 90
Hình 4.60: Biên dạng cắt 90
Hình 4.61: Tấm vỏ lòng khuôn sau khi cắt 90
Hình 4.62: Tạo kênh dẫn chính 91
Hình 4.63: Chọn mặt phẳng vẽ phác 91
Hình 4.64: Tạo kênh dẫn nhánh 91
Hình 4.65: Kênh dẫn nhánh 91

Hình 4.66: Kênh dẫn 92
Hình 4.67: Bộ khuôn 2 92
Hình 5.1: Đánh số bề mặt gia công lòng khuôn đực của khuôn 1 95
Hình 5.2: Sơ đồ gá đặt phay mặt 3 96
Hình 5.3: Sơ đồ gá đặt phay mặt 1, 2, 4 96
Hình 5.4: Sơ đồ gá đặt phay mặt 5, 6 96
Hình 5.5: Thông số dao phay mặt đầu R290-100Q32-12H 97
Hình 5.6: Thông số hình học dao phay ngón 97
Hình 5.7: Sơ đồ gá đặt mài mặt 3 98
Hình 5.8: Sơ đồ gá đặt mài mặt 4 98
Hình 5.9: Sơ đồ gá đặt mài mặt 1,2,5,6 98
Hình 5.10: Thông số đá mài mặt bên 99
Hình 5.11: Thông số đá mài mặt phẳng 99
Hình 5.12: Sơ đồ gá đặt nguyên công3 100
Hình 5.13: Thông số kích thước dao khoan 101
Hình 5.14: Thông số kích thước dao doa 101
Hình 5.15: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 102
Hình 5.16: Thông số hình học dao phay ngón 103
xiii
Hình 5.17: Dao phay ngón hợp kim, đầu dao cầu 104
Hình 5.18: Thông số hình học dao phay ngón hợp kim đầu dao cầu 104
Hình 5.19: Thông số mũi khoan khi gia công lỗ 8 105
Hình 5.20: Thông số mũi khoan khi gia công lỗ 9 106
Hình 5.21: Thông số mũi khoan khi gia công lỗ 10 106
Hình 5.22: Đánh số bề mặt gia công vỏ khuôn đực của khuôn 1 107
Hình 5.23: Sơ đồ gá đặt phay mặt 2 108
Hình 5.24: Sơ đồ gá đặt phay mặt 1, 3, 4 108
Hình 5.25: Sơ đồ gá đặt phay mặt 5, 6 108
Hình 5.26: Thông số dao phay mặt đầu R290-100Q32-12H 109
Hình 5.27: Thông số dao phay ngón 109

Hình 5.28: Sơ đồ gá đặt mài mặt 2, 3 110
Hình 5.29: Thông số đá mài phẳng 111
Hình 5.30: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3 111
Hình 5.31: Thông số dao khoan khoan ruột gà thép gió 112
Hình 5.32: Dao doa gắn mảnh hợp kim T15K6 112
Hình 5.33: Dao khoét 113
Hình 5.32: Thông số mũi khoan nguyên công 4 114
Hình 5.34: Thông số dao tarô gia công lỗ 10 114
Hình 5.35: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 116
Hình 5.36: Sơ đồ gá đặt nguyên công 5 117
Hình 5.37: Mũi khoan ruột gà thép gió 117
Hình 5.38: Thông số mũi taro nguyên công 5 117
Hình 5.39: Đánh số bề mặt gia công lòng khuôn cái của khuôn 1 119
Hình 5.40: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 120
Hình 5.41: Thông số dao khoan R411.5-16032D P20 121
Hình 5.42: Đánh số bề mặt gia công vỏ khuôn cái của khuôn 1 122
Hình 5.43: sơ đồ gá đặt nguyên công 3 123
Hình 5.44: Thông số dao khoan R411.5-10034D K20 124
xiv
Hình 4.45: Thông số dao khoan 880-D4200L40-02 124
Hình 5.46: Thông số dao khoan bậc: 880-D4500L40-03 125
Hình 5.47: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 126
Hình 5.48: Sơ đồ gá đặt nguyên công 5 127
Hình 5.49: Sơ đồ gá đặt nguyên công 6 128
Hình 5.50: Đánh số bề mặt gia công lòng khuôn đực của khuôn 2 128
Hình 5.51: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 129
Hình 5.52: Thông số dao 862.1-0250-020A1-GM GC34 130
Hình 5.53: Đánh số bề mặt gia công vỏ khuôn đực của khuôn 2 131
Hình 5.54: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3 132
Hình 5.55: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 133

Hinh 5.56: Thông số mũi khoan 134
Hình 5.57: Thông số mũi tarô 134
Hình 5.58: Sơ đồ gá đặt nguyên công 6 135
Hình 5.59: Đánh số bề mặt gia công 136
Hình 5.60: Sơ đồ gá đặt bước 2 nguyên công1 137
Hình 5.61: Thông số kỹ thuật của dao phay ngón 137
Hình 5.62: Sơ đồ gá đặt của nguyên công 2 138
Hình 5.63: Sơ đồ gá đặt của nguyên công 3 139
Hình 5.64: Thông số dao phay ngón 139
Hình 5.65: Sơ đồ gá đặt gia công bề mặt 6,8 140
Hình 5.66: Đánh số bề mặt gia công vỏ lòng khuôn cái của khuôn 2 141
Hình 5.67: Sơ đồ gá đặt nguyên công 3 142
Hình 5.68: Sơ đồ gá đặt nguyên công 4 143
Hình 5.69: Sơ đồ gá đặt nguyên công 5 143
Hình 5.70: Thông số dao khoan R411.5-13554D P20 144
Hình 5.71: Thông số dao khoan R411.5-20534D K20 144
Hình 5.72: Sơ đồ gá đặt gia công bề mặt 14 145
Hình 5.73: Sơ đồ gá đặt gia công bề mặt 15 146
xv
Hình 5.74: Sơ đồ gá đặt gia công bề mặt 10, 11 146
Hình 5.75: Hộp thoại New 147
Hình 5.76: Chọn đơn vị 147
Hình 5.77: Nhập chi tiết gia công 147
Hình 5.78: Tạo phôi cho lòng khuôn 148
Hình 5.79: Thiết lập máy và gốc tọa độ 148
Hình 5.80: Thông số dao 149
Hình 5.81: Thông số chế độ cắt gia công phá lần 1 150
Hình 5.82: Thiết diện Sketch 150
Hình 5.83: Đường chạy dao của nguyên công phá 1 150
Hình 5.84: Thông số chế độ cắt gia công phá lần 2 151

Hình 5.85: Thông số chế độ cắt gia công phá lần 3 152
Hình 5.86: Thông số chế độ cắt gia công tinh mặt phẳng 152
Hình 5.87: Thông số chế độ cắt gia công tinh hốc 153
Hình 5.88: Bảng các bước nguyên công của chương trình CNC 153
Hình 5.89: Mô phỏng trên CIMCO Edit lòng khuôn dưới của khuôn 2 154
Hình 5.90: Mô phỏng trên CIMCO Edit lòng khuôn trên của khuôn 2 155
Hình 5.91: Mô phỏng trên CIMCO Edit lòng khuôn trên của khuôn 1 155
Hình 5.92: Mô phỏng trên CIMCO Edit lòng khuôn dưới của khuôn 1 156







1
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay các sản phẩm nhựa hiện diện ngày càng nhiều trong đời sống do
chúng có nhiều ưu điểm nổi trội hơn so với các sản phẩm cùng loại làm bằng vật
liệu khác. Các sản phẩm nhựa có thể được làm từ một loại vật liệu nhựa hay kết hợp
nhiều loại vật liệu nhựa khác nhau. Công nghệ đúc nhiều vật liệu nhựa cũng là một
trong những lĩnh vực quan trọng hàng đầu của ngành nhựa.
Với mong muốn có được những kiến thức về ngành công nghiệp khuôn mẫu
và hiểu sâu hơn về khuôn đúc nhiều vật liệu, chúng em đã tiến hành tìm hiểu và
thực hiện đề tài tốt nghiệp “Thiết kế bộ khuôn đúc bàn chải đánh răng hai màu”.
Nội dung của đề tài như sau:
1) Tổng quan về công nghệ đúc sản phẩm nhiều màu
2) Xây dựng mô hình CAD bàn chải đánh răng hai màu (chọn một loại cụ thể)
3) Thiết kế khuôn (ứng dụng các phần mềm Creo, EMX và Moldflow)
4) Lập quy trình chế tạo các mảnh khuôn

5) Kết luận và đề xuất.
Do kiến thức và thời gian có hạn, rất khó tránh khỏi những thiếu sót trong khi
thực hiện đề tài. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của
quý thầy cô cũng như bạn bè để đề tài được hoàn thiện hơn.

Nha Trang, ngày 12 tháng 06 năm 2012
Lê Văn Tiệp
Đỗ Văn Trãi




2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC SẢN PHẨM NHIỀU MÀU
1.1 Các phương pháp đúc sản phẩm nhiều màu
1.1.1 Phân loại các phương pháp đúc sản phẩm nhiều màu
Đúc sản phẩm nhiều màu thực chất là đúc nhiều vật liệu. Phương pháp đúc
này được phân loại như sau:
- Phương pháp đúc nhiều thành phần: gồm đúc hai lần phun, đúc gián đoạn,
đúc cùng phun và đúc lớp.
- Phương pháp đúc nhiều lần bắn: Đúc nhiều lần bắn bằng tấm quay, Đúc
bắn nhiều lần bằng tấm phân độ, trượt lòng khuôn.
- Phương pháp đúc chèn, đúc đè
1.1.2 Phương pháp đúc nhiều thành phần

Đúc hai lần phun đồng thời
Là phương pháp đúc mà hai loại nhựa khác nhau được phun đồng thời vào
các vị trí khác nhau trong cùng một khuôn. Khi các dòng vật liệu vào trong khuôn,
chúng gặp nhau tại các bề mặt tiếp xúc và diễn ra sự trùng hợp. Đúc hai lần phun thì

đơn giản và chỉ được sử dụng để sản xuất các chi tiết đơn giản và có dung sai thấp.
Các mặt tiếp xúc được tạo ra khi các dòng nhựa riêng biệt gặp nhau thường là các
mặt phẳng đơn giản.

Hình 1.1 : Mô hình của qui trình đúc phun hai lần.
3

Đúc ngắt quãng
Là phương pháp đúc mà hai vật liệu đưa phun không liên vào trong khuôn
thông qua cùng một vòi phun và kết quả chi tiết có hai màu giống như đá hoa. Sự
khác giữa các chi tiết có màu giống như màu đá hoa và các chi tiết đơn vật liệu đó
là về hình dáng thẩm mĩ của chúng. Không có một bề mặt phân cách thật sự nào
giữa các vật liệu riêng biệt.

Đúc cùng phun
Là phương pháp phổ biến nhất và có lẽ là hữu ích nhất của quá trình đúc
nhiều thành phần. Nó bao gồm quá trình phun hai dòng nhựa được kiểm soát thông
qua cùng một đầu phun vào trong lòng khuôn để tạo ra các chi tiết với sự bố trí
vỏ/lõi.
Hình 1.2 chỉ ra sơ đồ của máy đúc cùng phun. Nó khá giống một cái máy đúc
phun một vật liệu, ngoại trừ hai ống được nối với một đường dẫn và đầu phun. Các
ống A và B thì chịu trách nhiệm cho việc phun vật liệu của vỏ và lõi. Thêm vào đó
có một hệ thống van để điều khiển vật liệu được phép đi vào lòng khuôn

Hình 1.2 : Mô hình của một máy cùng phun.

Đúc lớp.
Là một dạng thay đổi của đúc cùng phun mà tất cả các lần bắn vật liệu A-B-A
vào ống bởi hai cơ cấu đùn riêng biệt sau đó bắn vào trong khuôn cùng một lần.
Hình dạng vật liệu vỏ – lõi – vỏ trong ống thì giống như một cái bánh sandwich nên

có tên gọi là sandwich molding.
4
1.1.3 Đúc nhiều lần bắn.
Đúc nhiều lần bắn thì đa dụng nhất, phức tạp nhất, và thú vị nhất của phương
pháp đúc nhiều vật liệu. Đúc nhiều lần bắn bao gồm việc phun tuần tự các vật liệu
khác biệt vào những vị trí khác nhau trong khuôn. Hơn nữa, hình dáng của khuôn có
thể được thay đổi một phần hoặc hoàn toàn giữa các bước phun. Ý tưởng nền tảng
của đúc nhiều lần bắn là sau mỗi lần phun, khuôn (bao gồm chi tiết đã hoàn tất một
phần) được chuyển động theo bởi vài cách nào đó để chuẩn bị cho lần phun tiếp
theo. Điều này cho phép các vật đúc nhiều vật liệu có hình dáng phức tạp với các bề
mặt phân cách giữa các loại vật liệu phức tạp. Có vài kiểu khác nhau của đúc nhiều
lần bắn, sau nay là ba loại được miêu tả chi tiết bên dưới :

Đúc nhiều lần bắn bằng tấm quay.
Đúc nhiều lần bắn sử dụng tấm quay là loại đơn giản và thông dụng nhất của
đúc nhiều lần bắn. Nguyên lí cơ bản là nửa khuôn chứa nhiều lòng khuôn bị quay
bằng với số lần bắn, và nó quay các lòng khuôn này đến vị trí trước mỗi lần bắn.
Hình 1.3 biểu diễn một máy đúc nhiều lần bắn dùng tấm quay đơn giản. Tấm
quay được gắn với tấm lõi mà nó chứa hai lõi giống nhau đối xứng nhau qua đường
tâm của tấm quay và đồng thời là trục quay. Tấm chứa lòng khuôn được gắn trên
tấm cố định chứa hai lòng khuôn tương ứng với hình dạng không giống nhau. Thực
chất, tấm quay có nhiệm vụ xoay một phần của chi tiết hoàn chỉnh được hoàn thành
một phần giữa các khuôn trong các giai đoạn. Đối với loại đúc nhiều lần bắn này,
lõi của cả hai giai đoạn phun vật liệu thì giống nhau chính xác nhưng lòng khuôn thì
khác nhau.
5

Hình 1.3 : Mô hình máy nhiều lần bắn tấm quay.
Quá trình đúc bằng khuôn tấm quay gồm các bước như sau:
- Đầu tiên khuôn phải đạt được trạng thái hoạt động cân bằng, ở đó ít nhất

khuôn phải hoàn thành một thành phần AB đã được chế tạo. Điều này đảm bảo hệ
thống sẵn sàng cho chu trình tiếp theo sau đó
))1((
thuu
n +
. Thành phần hoàn thành
một phần thì nằm trong lòng khuôn B hình 1.4
- Lần bắn thứ
th
n )1( +
của vật liệu A và B đồng thời được phun vào trong các
lòng khuôn tương ứng của chúng và được cho phép làm lạnh. Điều này chế tạo ra
chi tiết AB thứ
th
n
được hoàn thành trong lòng khuôn B và một phần cua chi tiết
AB thứ
th
n )1( +
được hoàn tất trong lòng khuôn A(h 1.4 b)
- Khuôn mở và chi tiết AB thứ
th
n
đã hoàn thành thì được đẩy ra ngoài (H
1.4 c). Một chi tiết AB đã hoàn thành được biểu diễn trong hình 1.4d
- Tấm quay quay 180 và khuôn đóng lại. Chu kì bây giờ sẵn sàng lặp lại
6

Hình 1.4 : Mô hình qui trình nhiều lần bắn bằng tấm quay.
Mặc dù hình 1.3 và 1.4 chỉ nêu ra một máy tấm quay hai vật liệu, nhưng nó

có thể sử dụng cho nhiều vật liệu hơn. Máy đúc phun ba lần bắn và bốn lần bắn thì
sử dụng để sản xuất chi tiết ba vật liệu và bốn vật liệu tương ứng. Thông thường,
phụ thuộc vào bao nhiêu vật liệu khác nhau thì tấm quay có thể được quay một góc
90,120 hoặc 180. Các máy nén đặc biệt cần có sự quay cho lõi mặt bên. Điều này
làm tăng chi phí khuôn

Đúc bắn nhiều lần bằng tấm phân độ.
Đúc nhiều lần bắn bằng tấm phân độ thì giống với đúc nhiều lần bắn bằng
tấm quay, nhưng sử dụng thêm vào một khả năng khác: tấm quay bây giờ thể lùi xa
khỏi nữa lõi. Thêm vào đó, cả lòng khuôn và lõi trong mỗi giai đoạn của các quá
trình thì khác nhau về hình dạng. Tấm chia độ thực hiện chức năng xoay chi tiết đã
hoàn thành một phần giữa các lõi/lòng khuôn khác nhau. Trên thực tế, chỉ bộ phận
khuôn là tấm chia độ.
7

Hình 1.5 : Mô hình máy phun đúc nhiều lần bắn tấm chia độ.
Qui trình được minh hoạ trong hình 1.5 được miêu tả như sau:
1) Đầu tiên khuôn phải đạt được trạng thái hoạt động cân bằng, ở đó ít nhất
khuôn phải hoàn thành một thành phần AB đã được chế tạo. Điều này đảm bảo hệ
thống sẵn sàng cho chu trình tiếp theo sau đó
))1((
thuu
n +
. Thành phần hoàn thành
một phần thì nằm trong lòng khuôn B hình 1.6a khuôn được đóng và tấm phân độ
được rút vào nơi chống lại tấm lõi.
2) Lần bắn thứ
))1((
thuu
n +

của vật liệu A và B đồng thời được phun vào
trong các lòng khuôn tương ứng của chúng vá được cho phép làm lạnh. Điều này
chế tạo ra chi tiết AB thứ
yh
n
được hoàn thành trong lòng khuôn B và một phần của
chi tiết AB thứ
th
n )1( +
được hoàn tất trong lòng khuôn A (H 1.6b)
3) Khuôn mở và tấm chia độ đưa ra xa khỏi lõi (H1.6c)
4) Chi tiết AB thứ n đã hoàn thành thì được đẩy ra ngoài (H 1.6d). Một chi
tiết AB đã hoàn thành được biểu diễn trong hình 1.6f
5) Tấm chia độ quay 180 và lùi trở lại trên tấm lõi và khuôn đóng lại
(H1.6e). Chu kì bây giờ sẵn sàng lập lại.
8

Hình 1.6 : Mô hình qui trình đúc nhiều lần bắn tấm chia độ.
Đúc nhiều lần bắn sử dụng mâm chia độ thì phức tạp hơn đúc nhiều lần bắn
sử dụng mâm quay và đòi hỏi kết cấu khuôn phức tạp hơn. Điều này làm tăng giá
khuôn và chu kì thời gian, nhưng nó cho phép chế tạo các chi tiết phức tạp hơn.

Trượt lòng khuôn.
Quá trình trượt lòng khuôn thì đơn giản nhất mà cả lõi và lòng khuôn không
di chuyển giữa các lần phun. Thay vào đó, một cơ cấu trượt được sử dụng để biến
đổi hình dáng của lòng khuôn giữa các lần phun. Hình 2.7 là tấm trượt có thể di
chuyển trái, phải để không che hoặc che các bộ phận của lòng khuôn.

Hình 1.7: Sơ đồ đúc trượt lòng khuôn
9

Không giống như khuôn tấm quay hoặc tấm chia độ của đúc nhiều lần bắn,
tấm trượt trong trượt lòng khuôn MSM làm thay đổi hình dạng của lòng khuôn.
Hình 1.8 minh hoạ qui trình của phương pháp trượt lòng khuôn
1) Vật liệu A dược phun vào trong lòng khuôn với tấm trượt được di chuyển
sang bên phải như hình 1.8a
2) Tấm trượt lùi lại để hở một phần mới trong lòng khuôn như hình 1.8b .Vật
liệu B được phun vào trong lòng khuôn thông qua một cổng phun tách biệt và điền
đầy phần trống bên trái mà do tấm trượt di chuyển tạo ra như hình 1.8c
4) Chi tiết cuối cùng được đông cứng và được đẩy ra khỏi khuôn như hình 1.8d

Hình 1.8: Quy trình khuôn trượt lòng khuôn.
Tất cả các phương pháp đúc nhiều lần bắn đòi hỏi thiết bị đặt biệt không nằm
trong tiêu chuẩn của đúc một loại vật liệu. Hình 1.9a chỉ ra một máy tấm quay làm
vỏ điên thoại di động, và hình 1.9b chỉ ra một sơ đồ của nó
10

Hình 1.9a : Máy dùng tấm quay

Hình 1.9b: Máy khi làm việc
Bởi vì khuôn nhiều lần bắn sử dụng nhiều chuyển động tịnh tiến và quay các
bộ phận hơn khuôn truyền thống, nên các thiết bị phục vụ đồ sộ hơn. Do đó, đòi hỏi
không gian nhà xưởng lớn cũng như đòi hỏi việc thay đổi khuôn gặp nhiều khó
khăn và tốn thời gian. Thêm nữa, phải thận trọng trong thiết kế khuôn để tránh làm
tồn hại đường nước và đường dầu trong suốt quá trình khuôn hoạt động.
1.1.4 Đúc chèn và đúc đè
Việc điều khiển nhiệt độ khuôn trong suốt toàn bộ thời gian hoạt động yêu
cầu cẩn thận để đảm bảo bất cứ sự di chuyển và quay của khuôn được hoạt động tốt.
Đúc chèn và đúc đè là các sự biến đổi đơn giản của phương pháp đúc một
loại vật liệu. Cụ thể sự khác nhau ở đây là phôi, kim loại hoặc nhựa được đặt trong
khuôn trước khi dòng nhựa được phun vào. Dòng nhựa thứ nhất được phun vào

trong khuôn, nó chảy trên, dưới và xung quanh phôi và đông cứng, khoá chặt phôi
bên trong nó