đồ án kỹ thuật điện điện tử Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP

Lời mở đầu
Ngày nay, trên thế giới nhu cầu chất dẻo trong kỹ thuật cũng nh trong dân
dụng ngày càng tăng. Dựa trên cơ sở khoa học kỹ thuật, thành tựu phát triển mạnh
mẽ của ngành vật liệu polyme, các nhà sản xuất chất dẻo đã đưa ra thị trường một
lượng chất dẻo phong phú nhiều chủng loại với các tính chất hơn hẳn các loại vật
liệu khác đó là nhẹ, bền, đẹp dễ gia công Do sự xuất hiện lượng chất dẻo lớn
nên hàng loạt sản phẩm được sản xuất từ vật liệu chất dẻo ngày càng đa dạng và
phong phú, giá trị sử dụng của các loại sản phẩm này xâm nhập vào mọi lĩnh vực
của nền kinh tế và dân dụng. Khi chất lượng cuộc sống ngày càng cao thì yêu cầu
về chất lượng và giá thành của các sản phẩm từ nhựa càng khắt khe hơn. Điều này
thách thức các nhà sản xuất và gia công. Cũng vì thế ngành công nghiệp khuôn
mẫu đã ra đời để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay, trên thế giới ngành công nghiệp
này phát triển rất mạnh mẽ, đã cho ra nhiều sản phẩm chất lượng cao và giá
thành hạ.
Lĩnh vực thiết kế khuôn mẫu cho sản phẩm nhựa là một lĩnh vực kỹ thuật rất
mới mẻ đối với nước ta. Trong các năm 1991-1994 Viện máy và dụng cụ công
nghiệp (IMI) được tiếp nhận dự án UNDP/UNIDO - VIE/87/021 về "Chuyển giao
công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu ". Cho đến nay, lĩnh vực
khuôn mẫu ở nước ta đã phát triển rất mạnh, cũng đã tạo ra được nhiều sản phẩm
có chất lượng cao sử dụng trong các ngành công nghiệp và hàng dân dụng.
Trước đây việc chế tạo khuôn mẫu phải nhờ vào bàn tay tài hoa của những
người thợ, nhưng cho đến nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật
đã cho ra đời các phương pháp gia công mới như lập trình gia công tự động trên
máy CNC(công nghệ CAD/CAM-CNC), gia công trên máy xung EDM nhờ đó
chúng ta có thể chế tạo những lòng khuôn phức tạp và có độ chính xác cao để tạo
ra những sản phẩm đáp ứng được với nhu cầu của thị trường.
Để tìm hiểu sâu hơn về công nghệ chất dẻo cũng như lĩnh vực khuôn mẫu
trong đồ án tốt nghiệp này em tìm hiểu về công nghệ chế tạo một sản phẩm chất
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
1
dẻo cụ thể đó là sản phẩm "nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP" và thiết kế khuôn

cho sản phẩm này.
Em đã hoàn thành đồ án với nội dung gồm các chương sau:
Chương 1: Tìm hiểu công nghệ tạo sản phẩm từ nhựa.
Chương 2: Công nghệ gia công chất dẻo bằng phương pháp đúc áp lực.
Chương 3: Thiết kế khuôn đúc áp lực tạo chi tiết nhựa.
Chương 4: Phân tích sản phẩm nắp cầu dao điện 2 pha, xây dựng bản vẽ sản
phẩm.
Chương 5: Thiết kế công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha.
Chương 6: Thiết kế khuôn đúc vỏ cầu dao điện 2 pha, xây dựng bản vẽ lòng
khuôn.
Chương 7: Thiết kế công nghệ chế tạo lòng khuôn.
Để hoàn thành đồ án này, trước hết em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn
tận tình của thầy giáo-PGS.TS.Trần Xuân Việt, em còng xin gửi lời cảm ơn tới các
cán bộ kỹ thuật phòng thiết kế thuộc Công ty Cổphần Khí cụ điện 1-VINAKIP,
cùng toàn thể các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện
đồ án này. Nhân đây em còng xin cảm ơn sự động viên và giúp đỡ nhiệt tình của
toàn thể bạn bè và gia đình trong suốt thời gian qua.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
2
CHƯƠNG 1:
TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO SẢN PHẨM TỪ CHẤT DẺO
1.1.KHÁI NIỆM VỀ CHẤT DẺO.
Trong các thập niên gần đây, chất dẻo ngày càng hoà nhập với cuộc sống hàng
ngày của chúng ta. Chất dẻo được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và
dân dụng phục vụ cho sự phát triển của xã hội.
Vậy chất dẻo là gì?
Hiện nay loại vật liệu này được gọi dưới hai cái tên : Nhựa ( resin) và chất dẻo
(plastic).
Chất dẻo là loại vật liệu bao gồm:
-Chất cao phân tử: là các hợp chất hữu cơ mà tính chất cơ lý của nó chỉ thay đổi

chút Ýt trong khi đại phân tử của nó tiếp tục tăng.
-Các chất độn gia cường ( dạng bột, dạng sợi ngắn ) nhằm tăng cơ tính cho vật
liệu.
-Các chất phụ gia tăng cường phù hợp cho mục đích sử dụng ( chất ổn định, chất
bôi trơn, chất hoá dẻo ).
-Chất tạo màu.
Trong các thành phần trên chủ yếu là các chất cao phân tử. Vì vậy người ta
thường lấy tên của chất cao phân tử gọi tên cho vật liệu chất dẻo Polyetylen.
Đại phân tử: Là phân tử của các hợp chất hữu cơ được tạo thành từ một số lượng
lớn nhóm các nguyên tử cùng loại, còn được gọi là cụm đơn phân tử mối liên kết
giữa chúng là mối liên kết điện hoá.
Nếu cụm đơn phân cùng loại: Chất cao phân tử đồng chất ( polymer đồng nhất)
Nếu cụm đơn phân tử khác loại: Chất đồng trùng hợp (Copolymer).
1.2.PHÂN LOẠI CHẤT DẺO.
a)Theo công nghệ gia công
Người ta phân chất dẻo thành 2 loại: chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn.
*.Chất dẻo nhiệt dẻo: Là loại vật liệu dưới tác dụng của nhiệt hoặc dung môi thì
nó nóng chảy hoặc hoà tan. Khi làm nguội cho bay hơi dung môi thì nó trở lại trạng
thái ban đầu. Loai này tái sinh được.
*.Chất dẻo nhiệt rắn: Là loại vật liệu mà nguyên liệu ban đầu sẽ nóng chảy và
hoà tan được khi có nhiệt hoặc dung môi tác dụng. Nhưng khi gia công thành sản
phẩm hoặc bán sản phẩm thì nó chuyển sang trạng thái rắn. Không nóng chảy và hoà
tan nữa.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
3
Sở dĩ có hiện tượng đó vì trong quá trình gia công dưới tác dụng của nhiệt và các
nhân tố hoá học được trộn trong nguyên liệu ban đầu, chúng gây ra phản ứng hoá
học với nhau được gọi là phản ứng khâu mạch. Loại này không tái sinh được.
b)Theo cấu trúc phân tử
*.Cấu trúc của nhiệt dẻo ở dạng sợi:

-Sợi trơn.
-Sợi phân nhánh : nhánh cân đối hoặc không cân đối . Vì vậy chúng được phân
ra chất dẻo tinh thể và chất dẻo vô định hình.
*.Cấu trúc chất dẻo nhiệt rắn ở dạng lưới:
-Lưới phẳng mềm, đàn hồi
-Lưới không gian: giòn cứng.
Bằng biện pháp hoá học hoặc vật lý cũng có thể tạo ra chất dẻo nhiệt rắn từ chất
dẻo nhiệt dẻo.
-Bằng các biện pháp kỹ thuật người ta trộn lẫn các chất dẻo khác nhau với tỷ lệ
nhất định tạo thành hỗn hợp chất dẻo, còn gọi là Polyblend.
-Các chất dẻo được trộn thêm các chất gia cường là sợi thuỷ tinh hoặc sợi cacbon
ta được vật liệu tổ hợp chất dẻo, còn gọi là composit plastic.
1.3. Những tính chất chung của chất dẻo
Sự lựa chọn vật liệu chất dẻo phục vụ cho các lĩnh vực sử dụng khác nhau
được dựa trên các tính chất của chúng. Để có được vật liệu phù hợp với mục đích
sử dụng có thể dựa trên sự hiểu biết các tính chất quan trọng nhất của vật liệu. Sau
đây là một số tính chất quan trọng của vật liệu.
1.3.1Tính chất vật lý
1.3.1.1.Độ bền đứt
Đặc trưng cho sự chống lại lực kéo vật liệu. Độ bền đứt là tỷ số giữa lực kéo
và tiết diện ngang nhỏ nhất của mẫu thử vật liệu lúc chưa kéo.
- Đơn vị: N/mm
2
.
- Ký hiệu :
K
δ
- Độ giãn dài theo%
Các giá trị bền đứt của chất dẻo chiếm một khoảng khá rộng. Độ bền đứt của
PE cao áp từ 8-10N/mm

2
, chất dẻo thuỷ tinh và vật liệu phân lớp từ 200-250 N/mm
2
.
1.3.1.2.Độ giãn dài do đứt.
Đó là tỷ lệ độ giãn dài đo được khi kéo. Giá trị độ giãn dài khi đứt đối với
chất dẻo dai đạt 50-150%.
1.3.1.3.Độ bền nén
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
4
Là tỷ lệ giữa lực nén cần thiết làm vỡ mẫu thử đặt dưới đó trong quy trình chất
tải nén.
-Đơn vị: N/mm
2
-Ký hiệu: δ
n
1.3.1.4.Độ bền uốn.
Đặc trưng cho sự chống đối của vật liệu với sự tác dụng phối hợp của lực nén
và lực kéo. Giá trị của nó thường ở giữa độ bền nén và độ bền kéo.
-Đơn vị: N/mm
2
-Ký hiệu: δ
u
1.3.1.5. Độ dai va đập.
Sự chống lại tải trọng động của chất dẻo thường có thể phân tích bằng kết quả
do thu nhận được bằng thí nghiệm kiểm tra độ dai va đập. Có nhiều phương pháp sử
dụng để kiểm tra,xác định độ dai va đập .
-Đơn vị: KJ/mm
2
1.3.1.6.Mô đun đàn hồi.

Mô đun đàn hồi đặc trưng cho độ cứng của vật liệu hoặc tính chất của vật liệu
mà dưới tác dụng của một lực đã cho thì sự biến dạng của mẫu thử xảy ra đến mức
độ nào. Vật liệu đàn hồi một cách hoàn hảo trong quá trình chịu tảo cho đến giới hạn
chảy thì độ giãn dài tỉ lệ thuận với ứng suất. Hệ số tỉ lệ chính là mô đun đàn hồi.
-Ký hiệu: E
-Đơn vị: N/mm
2
Mô đun đàn hồi của chất dẻo nhiệt dẻo nhỏ, của PE: 130-1000 N/mm
2
, của
các chất dẻo khác từ 1500
÷
4000 N/mm
2
.
1.3.1.7.Độ cứng.
Độ cứng là tỷ lệ giữa lực gây ra độ sâu bị lún và có hình dạng của vật liệu
cứng hình cầu hoặc hình dạng khác với mặt phẳng bị Ên lún của vật liệu.
-Đơn vị: N/mm
2
1.3.1.8.Các tính chất phụ thuộc vào thời gian.
Hiện tượng xảy ra trong quá trình chịu tải của chất dẻo có nhiều điều thể hiện
khác biệt với hiện trạng của vật liệu như kim loại gỗ.
Trong quá trình kiểm tra các tính chất của chất dẻo có một vài khái niệm
thường gặp chỉ dành riêng cho chất dẻo như chảy lạnh. Nừu một vật thể chất dẻo
trong một thời gian chịu một tải trọng không đổi, dưới tác dụng của tải trọng đó sự
biến dạng xảy ra sẽ tăng lên theo sự kéo dài của thời gian. Hiện tượng đó gọi là hiện
tượng chảy lạnh.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
5

1.3.2.Tính chất nhiệt học.
Trong sự hình thành các tính chất cơ học và một loạt các tính chất của sản
phẩm chất dẻo, nhiệt độ đóng vai trò rất quan trọng . Các tính chất nhiệt học của vật
liệu làm ra sản phẩm có ảnh hưởng một cách thực sự đến tuổi thọ cũng như sử dụng
các sản phẩm được chế tạo từ chất dẻo.
1.3.2.1.Độ bền nhiệt.
Đó là nhiệt độ mà mẫu thử của vật liệu cần kiểm tra chịu một sự biến dạng
nhất định dưới tác dụng của một tải trọng cơ học đã cho.
1.3.2.2.Độ bền lạnh.
Về phương diện ứng dụng của các sản phẩm chất dẻo chúng ta đã biết vai trò
quan trọng của tính chất này. Giữa độ bền lạnh của các chất dẻo khác nhau có sự
khác nhau rất lớn . Đặc trưng cho sự bền lạnh người ta thường xác định nhiệt độ dạn
vỡ.
1.3.2.3.Độ giãn nở nhiệt.
Hệ số giãn nở tuyến tính của chất dẻo so với thép lớn hơn từ 7
÷
15 lần. Do đó
việc sản xuất khuôn mẫu chất dẻo luôn phải để ý đến điều đó.
-Đơn vị: mm/
0
K.
1.3.2.4.Khả năng dẫn nhiệt.
Chất dẻo có khả năng dẫn nhiệt kém. Việc đạt được nhiệt độ vật liệu đồng
nhất và đều khắp chỉ có thể đạt được khi nung nóng chậm.
1.3.2.5.Nhiệt dung.
Đó là nhiệt độ cần thiết để nâng nhiệt độ 1
0
K cho 1kg chất dẻo. Nhiệt dung
của chất dẻo phụ thuộc vào nhiệt độ.
-Đơn vị: J/kg

0
K.
1.3.3.Tính chất điện
Chất dẻo thường có tính cách điện tốt.
-Độ kháng thể tích : Tức do độ kháng điện thay đổi phụ thuộc vào loại chất
độn . Nhựa có độ kháng thể tích cao: PS, PE, PMMA, PTSE.
-Độ bền điện môi: Đo điện thế đánh thủng.
Nhựa có độ bền điện môi tốt: PPO, PE, PTFE.
1.3.4.Tính chất hoá học của chất dẻo.
a.Độ hấp thụ nước.
Độ hấp thụ nước cao đối với nhựa có nhóm phân cực.
-Độ hấp thụ nước thấp thì tốt hơn vì nước hấp thụ làm một số tính chất cơ lý
kém.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
6
-Polyme không phân cực như: PVC, ABS, AS, PMMA, PC POM có độ hấp
thụ nước cao.
b.Độ kháng nước.
Đô kháng nước yếu khi co nối : -OH, -COOH, -NH.
Chất dẻo hoà tan trong nước : PA, MC, CC, SA
c.Độ kháng hoá chất .
Vật liệu không phân cực thì dễ hoà tan trong dung môi không phân cực nh:
PS, Silicone, Resin tan trong benzen, toluene.
Vật liệu phân cực thì dễ hoà tan trong dung môi phân cực. Độ hoà tan phân
cực giảm khi độ trùng hợp phân tử cao và có độ kết tinh cao.
d.Độ bền thời tiết.
Bền với thời tiết thể hiện qua sự chống lại sự bão hoà của vật liệu do ánh sáng
mặt trời, tia tử ngoại (UV).
-Kháng UV kém: PE, PS, PP, Cao su thiên nhiên.
-Bền màu dưới ánh sáng mặt trời: PVC, Polyeste.

-Bền thời tiết tốt: PC, Epoxy , PMMA.
1.4. CÁC ĐẶC TRƯNG GIA CÔNG CỦA CHẤT DẺO.
Những hiểu biết có liên quan đến việc sản xuất chất dẻo ;à đặc biệt quan
trọng. Việc gia công chất dẻo phải quan tâm đến các dữ kiện, thông tin đê làm sáng
tỏ về các tính chất của vật liệu cơ sở cũng nh sản phẩm đã sản xuất. Với các biện
pháp kiểm tra thử nghiệm có thể xác định được các tính chất đó, dưới đây là vài
phương pháp kiểm tra.
1.4.1.Phân tử lượng và độ trùng hợp.
Hai đại lượng này phụ thuộc lẫn nhau.
M: Phân tử lượng trung bình
P: Độ trùng hợp trung bình.
M
m
: Phân tử lượng của chất xét đến.
Ta có: P =
m
M
M
Chất có nhiều thành phần hoá học nh nhau thì với sự tăng của phân tử lượng,
các tính chất cơ học cũng được hoàn thiện hơn, độ bền hoá học và khí hậu cũng tăng
theo. Phân tử lượng càng cao càng bất lợi cho hiện trạng chảy của các Polyme vì độ
nhớt của chúng càng lớn.
1.4.2. Trọng lượng thể tích và hệ số bền chặt.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
7
Sự định lượng vật liệu hạt và bột bằng các lượng thể tích hoặc khối lượng các
định lượng bằng thể tích thì đơn giản và dễ hơn , song định lượng bằng trọng lượng
thì chính xác hơn. Để sử dụng phép định lượng bằng thể tích phải biết khối lượng
thể tích của vật liệu ( đơn vị : g/cm
3

). Cách xác định trọng lượng thể tích được dựa
trên chuẩn hoá.
Trên thực tế để xác định khoang vật liệu, phải biết hệ số lèn chặt , đó là tỷ lệ
giữa thể tích một đơn vị khối lượng vật liệu hạt hoặc bột tơi xốp với thể tích của nó
sau khi được Ðp tạo lưới các giá trị này khoảng từ: 2,2
÷
2,4.
1.4.3.Đặc trưng chảy của chất dẻo.
Hiện tượng chảy của các chất dẻo phụ thuộc vào cấu trúc riêng của đại phân
tử. Ngoài các đặc trưng có liên quan đến vật liệu, hiện trạng chảy còn phụ thuộc vào
tốc độ chảy và nhiệt độ dòng chảy.
1.4.3.1.Đặc trưng chảy của chất dẻo nhiệt dẻo.
a.Chỉ số chảy( MFI – melt flor index).
Nguyên lý kiểm tra là: Với nhiệt độ, áp lực đã cho và khoảng thời gian xác
định, người ta Ðp chất dẻo chảy qua khe hở hình trụ có kích thước chuẩn và đo khối
lượng vật liệu chảy qua nó cùng với sự tăng của các giá trị MFI được đo đặc trưng
chảy được hoàn thiện. Số đo MFI chỉ sử dụng cho việc kiểm tra đối chiếu nhóm các
vật liệu cơ sở, nhưng đối với việc xác định các thông số gia công nó chỉ đóng vai trò
chỉ dẫn.
b.Thử nghiệm xoắn ốc.
Thử nghiệm này chỉ kiểm tra, đối chiếu vật liệu cơ sở. Nguyên lý của phép
thử nghiệm này là bên cạnh các thông số cố định như nhiệt độ, áp suất, người ta đo
khối lượng vật liệu chảy vào khuôn có rãnh dài hình xoắn ốc và trên cơ sở số đo này
ngươi ta so sánh các chất dẻo. Vật liệu càng chảy nhiều vào khuôn thì đặc trưng
chảy càng hoàn thiện.
c.Giá trị K
Giá trị K càng lớn thì phân tử lượng càng lớn. Giá trị K thay đổi giống nh độ
nhớt.
1.4.3.2.Đặc trưng chảy của chất dẻo nhiệt cứng.
a.Đo độ dài đường chảy.

Vật liệu từ trụ tròn được nung nóng bị Ðp vào một kênh bị thu hẹp lại. Trong
trường hợp kiểm tra được thực hiện với các điều kiện nh nhau, với chiều dài thành
được Ðp sang người ta phân tích đặc trưng chảy. Đường chảy càng dài thanh càng
dài, đặc trưng chảy càng tốt.
b.Kiểm tra nhào trộn.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
8
Với thử nghiệm này, người ta đo sự thay đổi trạng thái vật liệu phụ thuộc vào
thời gian.
Nguyên lý: Vật liệu được đặt vào khoang nung nóng đến nhiệt độ nhất định,
trong khoảng đó người ta cho quay cánh trộn và đo mômen cần thiết để quay cánh
trộn đó. Sự thay đổi mômen đo được trong quá trình quay cho thông tin về sự tạo
lưới không gian xảy ra với các điều kiện nhất định.
1.5.CÁCH NHẬN BIẾT VỀ CÁC LOẠI CHẤT DẺO
1.5.1.NHẬN BIẾT CHẤT DẺO NHIỆT DẺO.
1.5.1.1.Polyetylen (PE)
PE cháy với ngọn lửa xanh, mùi nến, chất dẻo chảy thành dòng nóng chảy .
1.5.1.2.Polypropylen (PP)
Cháy sáng, chân ngọn lửa màu xanh nhạt, có dòng chảy chất dẻo , mùi cao su
hoặc mùi si gắn chai lọ.
1.5.1.3.Polystyren (PS)
Cháy với ngọn lửa sáng rực, có muội, mùi hắc ( nhựa mùi hoa phong tóc)
1.5.1.4.Polyvinylclorid (PVC)
Cháy với ngọn lửa xanh lá cây sáng, rời ngọn lửa thì tắt. Mùi khét hắc của của
khí axit HCl.
1.5.1.5.Polyamid (PA).
Cháy với ngọn lửa xanh nhạt, cạnh vàng. Chất dẻo chảy nhỏ giọt, mùi song cháy.
1.5.1.6.Polymetylmetacrilat (PMMA).
Cháy với ngọn lửa cháy sáng, có muội, mùi khét hắc và mùi chua nồng.
1.5.1.7.Polycarbonat (PC).

Khó cháy, cháy có muội, đưa ngọn lửa ra xa thì tắt. chỗ vật liệu cháy thì giòn, có
bụi than bay, mùi khét hắc.
1.5.1.8.Polyformandehit (PF).
Cháy như cồn, có tiếng lép bép, Ngọn lửa xanh nhạt, không muội, sau khi cháy
có mùi khét và cay.
1.5.1.9.Polyuretan( PUr)
Cháy tốt, ngọn lửa xanh nhạt, cạnh vàng. Mùi khét hắc của axits izoxianat.
1.5.2.NHẬN BIẾT CHẤT DẺO NHIỆT RẮN
1.5.2.1.Chất dẻo Pheno.
Màu vàng nâu đến nâu sẫm, không chảy, khó cháy. Khi cháy có mùi rượu phenol
và mùi formandehhid (cay).
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
9
1.5.2.2.Chất dẻo Amino.
Màu trắng ngà, khó cháy. Than cháy có lớp trắng mỏng ở xung quanh, mùi khai
( mùi Amoniac) và cay (formandehid).
1.5.2.3.Chất dẻo trên cơ sở nhựa epoxy.
Chất cháy sáng có muội, mùi khét hắc.
1.6.CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT QUAN TRỌNG CỦA CHẤT DẺO CẦN
THIẾT CHO VIỆC CHẾ TẠO CHẾ TẠO CÁC SẢN PHẨM CHẤT DẺO
1.6.1.Nhiệt độ gia công
Nhiệt độ gia công của chất dẻo là một thông số rất cần thiết cho việc chế tạo các
sản phẩm từ nhựa. Dựa vào đó người ta sẽ đưa ra các phương án gia nhiệt khi gia
công một cách hợp lý và phù hợp với từng loại vật liệu.
Nhiệt độ gia công được cho theo bảng sau:
TT Nhựa Tên gọi đầy đủ
Nhiệt độ
khuôn (
0
C)

Nhiệt độ ở cuối
Piston-vít
0
C
1 PP Polypropylen 10 - 80 220 - 235
2 PS Polystyren 10 - 75 200 - 280
3 ABS Styrene co-polymers 10 - 80 220 - 270
4 PVC Polyvinyle clorid 20 - 60 170 - 200
5 PMMA Polymetyl Metacrylate 30 - 70 190 - 240
6 PA 6 Polyamid (nylon 6) 50 - 80 250 - 280
7 PA 6,6 Polyamid (nylon 6,6) 50 - 80 250 - 280
8 PPO Polyphenylene oxide 40 - 80 300 - 330
9 PC Poly cacbonat 70 - 115 300 - 350
10 POM Poly axetat Resins 60 - 90 190 - 210
11 Elastomer (nhựa đàn hồi cao sau) Nhiệt độ
lưu hoá
75 - 110
12 LDPE Low density Polyetylen 50 - 70 160 - 260
13 HDPE High density Polyetylen 30 - 70 75 - 110
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
10
Ghi chó: Nhựa ABS để bị oxy hoá trong khuôn nếu gián đoạn sản xuất quá 15
phót.
1.6.2.Độ co ngót
Thông số rất quan trọng đối với việc thiết kế khuôn đó là độ co ngót của vật liệu
chất dẻo
Độ co ngót được cho theo bảng sau:
TT Nhựa Độ co (%) Mật độ
(g/cm
3

)
Tỷ lệ % sợi thuỷ tinh
1 PS 0,3 - 0,6 1,05
2 ABS 0,4 - 0,7 1,06
3 LDPE 1,5 - 5,0 0,954
4 HDPE 1,5 - 3,0 0,92
5 PP 1,0 - 2,5 1,15
6 PVC
mềm
> 0,5 1,38
7 PVC
cứng
0,5 1,38
8 PMMA 0,1 - 0,8 1,18
9 POM 1,9 - 2,3 1,42
10 PPO 0,5 - 0,7 1,06
11 PC 0,8 1,2
12 PA 6 0,5 - 2,2 1,14
13 PA 66 0,5 - 2,5 1,15
Chất dẻo đặt nhiệt
14 PF 1,2 1,4
15 MF 1,2 - 2,2 1,5
16 MPF 0,8 - 1,8 1,6
17 UP 0,5 - 1,8 2,0 - 2,1
18 EP 0,2 1,9 30 - 80
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
11
1.6.3.Chiều dày thành sản phẩm và độ nghiêng thành sản phẩm
Chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo
TT Vật liệu Chiều dày thành

min (mm)
Chiều dày thành
trung bình (mm)
Chiều dày thành
Max (mm)
1 PA 0,38 1,6 3,2
2 PC 1,0 2,4 9,5
3 PELD 0,5 1,6 6,4
4 PEHD 0,9 1,6 6,4
5 PP 0,63 2,0 7,6
6 PS 0,76 1,6 6,4
7 PVC 1,0 2,4 9,5
Quan hệ của độ nghiêng thành với chiều cao và chiều dày thành
Độ 1/4
0
1/2
0
1
0
2
0
3
0
4
0
5
0
0,11 0,22 0,44 0,87 1,31 1,74 2,19
0,22 0,44 0,88 1,75 2,62 3,50 4,37
0,33 0,65 1,31 2,62 3,93 5,24 6,56

0,44 0,87 1,75 3,49 5,24 7,00 8,75
0,55 1,09 2,19 4,36 6,55 8,74 10,94
0,66 1,31 2,63 5,24 7,86 10,49 13,12
0,77 1,52 3,06 6,11 9,17 12,23 15,31
4
0
0,88 1,74 3,50 6,98 10,48 13,98 17,50
1
0
0,99 1,96 3,94 7,85 11,97 15,73 19,68
1,10 2,18 4,38 8,73 13,10 17,48 21,87
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
12
0
50
100
150
250
200
ChiÒu cao thµnh s¶n phÈm
1,21 2,39 4,81 9,60 14,41 19,21 24,06
1,32 2,61 5,25 10,47 15,72 20,97 46,84
Chiều dày thành sản phẩm (mm)
1.7. GIỚI THIỆU CÁC BIỆN PHÁP CÔNG NGHỆ GIA CÔNG CHẤT DẺO.
Dựa vào đặc điểm tính chất gia công của vật liệu và dạng sản phẩm mà ta lựa
chọn các biện pháp công nghệ gia công.
Dựa vào trạng thái của vât liệu mà ta có thể chọn lựa phương pháp gia công
cần thiết nh:
-Nhiệt độ bình thường có thể được gia công bằng cách cắt gọt, dán, hàn.
-ở nhiệt độ nóng dẻo có thể dập nóng , tạo hình bằng chân không khí nén , đùn

cán.
-ở nhiệt độ chảy nhớt có thể dúc phun, đùn, Ðp, Ðp tạo xốp.
1.7.1.Công nghệ đùn chất dẻo.
Công nghệ đùn: Chất dẻo dạng hạt hoặc bột ta thu được sản phẩm được sản
xuất liên tục, nh sản xuất ống.
Quá trình công nghệ: Trục vít quay ở trong xylanh trụ tròn được nung nóng
trong khe rãnh giữa trục vít và xylanh khối chất dẻo đã được định hướng sẽ được
làm nóng chảy, làm nhuyễn được trục vít vận chuyển lên phía trước và qua khe hở
định hình của đầu đùn, nó được đẩy ra ngoài thành sản phẩm.
Các chất dẻo thường dùng trong công nghệ đùn là chất dẻo như : Xenlulo
axetat (CA) , Polystyren(PS), Copolyme styron butadien (SB),acrynitrin butadien
styron (ABS), Polyetilen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinil clorit (PVC), Polymetyl
metarcrylic (PMMA), Polycacbonat(PC), Polyamid(PA), Polyaxetat POM).
1.7.2.Công nghệ cán vật liệu chất dẻo.
Công nghệ cán là một trong những phương pháp sản xuất của công nghệ gia
công chất dẻo, mà trong đó vật liệu chất dẻo được chế tạo thành tấm hoặc màng sau
khi qua khe giữa các trục cán.
Công nghệ cán thường dùng sản xuất màng mỏng, tấm phủ bọc chất dẻo lên
vải hoặc giấy. Máy cán sử dụng định hình gia công chế tạo các loại lốp ôtô, xe
máy
Các chất dẻo sử dụng trong công nghệ cán: Các chất dẻo nhiệt dẻo thường cán
thành màng mỏng, tấm
- PVC cứng và PVC mềm.
- Các Polyme từ PVC.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
13
300
- Poly styron dai và ABS.
- Các ete xenlulo.
- Các chất Poly olefin.

1.7.3.Công nghệ phủ chất dẻo.
Công nghệ tráng phân lớp được hiểu là quá trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vật
liệu cốt dạng tấm mềm dễ uốn ( vải, giấy ). Bằng cách này thu được vật liệu tổ hợp
mới.
Công nghệ tráng phân lớp trước hết được sử dụng để tráng bọc len vải và các
tấm đan Vật liệu của tấm cốt có thể là sợi tự nhiên nh sợi tổng hợp, giấy kim loại,
gỗ và chất dẻo, không kể cao su. Những chất này khi đưa lên phủ trên tấm cốt ở
dạng bột nhão hoặc dung dịch, bột hoặc chất nóng chảy có tính tán sắc( tơ mịn). Sau
khi phủ lên cốt, chất dẻo được cố định bằng phản ứng hoá học hoặc quá trình làm
nguội.
Vật liệu làm cốt có nhiều loại: sợi bông, sợi visco, sợi polyamid, sợi
polyeste
Các phương pháp sử dụng chất dẻo:
-Phương pháp sử dụng bằng dao phết.
-Phương pháp tráng phân lớp bằng trục cán.
-Phương pháp tẩm nhúng.
-Phương pháp tráng phủ bằng máy đùn.
-Phương pháp phủ bằng máy cán.
-Phương pháp tráng phủ bằng phương pháp tiếp xúc.
1.7.4.Công nghệ gia công vật thể rỗng.
Có nhiều cách tạo hình cho việc sản xuất vật thể rỗng như: Đùn thổi, đúc
phun, Ðp, tạo hình nóng Tuy nhiên công nghệ gia công vật thể rỗng được hiểu là:
Người ta tạo hình đoạn ống chất dẻo nhiệt dẻo được đùn ra bằng khí nén áp
lực cao từ phía trong nó thành sản phẩm cần thiết. Khâu thổi sản phẩm được tiến
hành trong khuôn rỗng 2 nửa sao cho đoạn ống chất dẻo được đùn ra ở trạng thái dẻo
nóng sẽ tiếp nhận biên dạng của khoang rỗng trong khuôn mẫu, sau đó được làm
nguội.
Vật liệu chủ yếu trong công nhệ này là PE (85%) với các mặt hàng để đóng
gói thực phẩm, vật phẩm để trang điểm thường được sản xuất từ PVC.
1.7.5.Công nghệ Ðp và Ðp phun

Quá trình Ðp là qúa trình gia công mà trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã
nung nóng sơ bộ, được đổ vào vào trong khoang khuôn, sau đó ở nhiệt độ đủ xác
định các vật liệu Ðp được tiến hành tạo lưới thành sản phẩm trong khuôn.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
14
Công nghệ Ðp phun khác với công nghệ Ðp thông thường ở chỗ vật liệu Ðp
không đổ thẳng vào khoang khuôn mà được đổ vào khoang nung nóng riêng, sau khi
đến một nhiệt độ xác định, dưới tác dụng của piston vật liệu được phun vào khoang
khuôn kín.
Các loại vật liệu gia công với quá trình Ðp và Ðp phun: PF, UF, MF, UP, EP
kết hợp chất độn, chất tăng cường và một loại các phụ gia dạng bột hay sợi như bột
đá, sợi amian, sợi thuỷ tinh, bột gỗ, sợi vải
1.7.6. Công nghệ tạo xốp chất dẻo.
Xốp chất dẻo được hiểu nh kiểu đặc biệt của hệ thống phối hợp, khi mà không
khí hoặc một loại nào đó được đệm vào chất dẻo cũng nh đệm vào một hệ thống
khuôn.
Quá trình gia công xốp chất dẻo là quá trình gia công mà sản phẩm xốp tạo
thành nhờ có chất tạo xốp. Chất tạo xốp bao gồm: Chất tạo xốp vật lý và chất tạo
xốp hoá học. Các chất tạo xốp ở nhiệt độ xác định chuyển sang trạng thái khí hoặc
trong quá trình gia công có phản phản ứng hoá học tạo ra chất khí.
Quá trình gia công xốp chia xốp chất dẻo nhiệt dẻo thành 3 nhóm:
-Được tạo xốp trong trạng thái nhớt nh : PS
-Được tạo xốp trong tạng thái nóng chảy: PS, PE, PVC
-Quá trình tạo xốp tiến hành từ trạng thái lỏng được xuất phát trong quá trình
phản ứng hoá học: PUr, PF,EF Thường xốp sản phẩm được tạo theo cấu trúc tổ
ong đều.
Các loại chất dẻo dùng gia công: polystyrol và polyurethan sản xuất với khối
lượng lớn. Các xốp nhiệt dẻo: Cellulo, PVC,PE.
Chất tạo xốp vật lý: Pentan, Neopentan, hexan, isohexan có nhiệt độ điểm sôi
xác định.

Chất tạo xốp hoá học: N, N dimetyl , N dinitrozo tereftalamid chó ý đến
khoảng nhiệt độ phân huỷ.
1.7.7.Công nghệ hàn chất dẻo.
Các quá trình mà trong đó các mối liên kết các chất nhiệt dẻo được thực hiện
nhờ nhiệt và áp lực với việc sử dụng vật liệu hàn hoặc không sử dụng vật liệu là quá
trình hàn chất dẻo.
Gia công hàn chất dẻo có ý nghĩa đặc biệt đối với các đường ống dẫn và các
thiết bị xây dựng và lắp ghép, trong việc gia công các túi màng đóng gói.
Quá trình hàn xảy ra trong trạng thái dẻo nóng của bề mặt cần hàn. Chỉ có các
loại chất dẻo mà giữa các điều kiện hàn của chúng có cùng trạng thái lưu biến như
nhau mới có thể hàn với nhau được.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
15
Các thông số hàn: áp lực , nhiệt dộ, thời lượng hàn, tốc độ hàn. Các đoạn hàn
phải được cố định. Quá trình làm nguội cũng phải được thực hiện một cách từ từ và
đều đặn để tránh cho sản phẩm khỏi bị biến dạng do ứng suất xuất hiện trong mối
hàn.
Các phương pháp hàn chất dẻo:
- Hàn bằng phần tử nung: trực tiếp hoặc gián tiếp.
- Hàn bằng quang tuyến.
- Hàn bằng ma sát.
- Hàn bằng dòng cao tần.
- Hàn siêu âm.
- Hàn bằng khí nóng.
1.7.8.Công nghệ dán chất dẻo.
Quá trình dán là phương pháp ghép nối hiện đại, nó tạo ra các mối ghép nối
khó có thể tháo gỡ được. Đây là phương pháp gia công kinh tế.
Các mối dán được thực hiên nhờ vật liệu dán gọi là keo dán. Keo dán là các
loại nguyên liệu phi kim mà với chúng các phân tử cần lắp ghép được liên kết với
nhau nhờ độ nhám bề mặt không cần làm thay đổi cấu trúc các phần tử ghép nối.

Các loại chất dẻo có thể dán : PVC, PS, PE, PAGG, PMMA, PE, UP
Keo dán dùng để sử dụng : Nhựa Epoxi , nhựa carbamid formandehyd, nhựa
melamin Formandehid, nhựa phenol fomandehyd.
Ngày nay, quá trình dán chất dẻo và các vật hiệu dết cấu khác là phương pháp
ghép nối có giá trị rất lớn. Với phương pháp này có thể tạo ra các mối ghép nối chịu
được các tải trọng lớn mà những mối thúp không thể giải quyết bằng các phương
pháp khác.
1.7.9. Công nghệ gia công chất dẻo bàng phương pháp đúc áp lực.
Công nghệ gia công chất dẻo bằng phương pháp đúc áp lực sẽ được tìm hiểu cụ thể
ở chương 2.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
16
1.8.CHẤT DẺO ĐIỂN HÌNH.
POLYPROPYLEN (PP).
Ký hiệu hoá học: (-CH
2
-CH-)
n
CH
3
PP là loại Polymer tinh thể cùng trong nhóm polyolefin với PE. Trong quá trình
điều chế , các nhà sản xuất đã tạo ra polypropylen có cấu trúc điều hành chỉnh lập
thể, các mạch đại phân tử của nó có cấu trúc cân đối gọn.
Phân tử lượng PP trong kỹ thuật, công nghiệp : 80.000 - 200.000 đơn vị, muwcs
độ tinh thể 80 - 95%.
Tỷ trọng của PP : 0,90 - 0,91 g/cm
3
.
1.7.1.Tính chất chung của PP
1.7.1.1.Tính chất về nhiệt.

Nhiệt độ nóng chảy: 160-175
0
C.
Các sản phẩm PP rất bền vững với sự sôi và có thể khử trung ở nhiệt độ 120
0
C
mà không bị biến dạng.
Cần tránh cho PP tiếp xúc với đồng hoặc magie vì sự có mặt của chúng sẽ làm
giảm độ bền nhiệt của PP.
Tia cực tím có ảnh hưởng lớn đến quá trình oxy hoá PP làm cho nó lão hoá. Để
chống lại thường cho thêm 2% muội công nghiệp hoặc 1-2% các chất choongs oxy
hoá khác.
Độ chịu lạnh của PP kém hơn PE ( -5 - -15
0
C).
1.7.1.2.Tính chất hoá học.
Khó tan trong dung môi ở nhiệt độ thường. PP bền vững đối với các axit loãng
song nếu nhiệt độ đạt tới 90
0
C thì tính bền vững sẽ kém đi.
PP bền vững với các dung dịch kiềm, muối khoáng .
1.7.1.3.Tính chất cơ học
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
17
-Tính chất cơ học của PP phụ thuộc vào phân tử lượng của nó, phụ thuộc và trữ
lượng của các pha quy luật, vào độ phân tán của các pha phi quy luật.
-Phân tử lượng của polymer được xác định thong qua chỉ số chảy (0,2-5
g/10phút). Qua chỉ số chảy ta cũng có thể đánh giá được tính chất cơ học của PP.
-PP cứng hơn nhiều so với PE.
-Giới hạn bền kéo của PP phụ thuộc vào tốc độ chất tải.

-Tính cơ học của PP cứng sẽ tăng nếu sản phẩm của nó được kéo định hướng.
1.7.1.4. Các tính chất khác.
-Tính chất cách điện và độ bền nước của PP gần với PE.
-So sánh với các chất dẻo khác thì PP có độ bền kéo vượt hẳn so với PE, PS, một
số loại PVC, còn các chỉ số cơ học khác thì tương đương PS và PVC.
-Nhược điểm cơ bản của PP là chịu lạnh kém và dễ bị oxy hoá.
1.7.2.ỨNG DỤNG CỦA PP.
PP có thể phối hợp với các loại vật liệu sau để gia công : cao su tự nhiên hoặc
cao su nhân tạo và các loại vật liệu khác. Người ta dùng máy trộn có bộ phận nung
nóng để phối hợp chúng rồi tạo hạt.
Để ổn định PP người ta dùng các amin và muội công nghiệp . Để tạo màng người
ta dùng các hạt màu vô cơ hoặc hữu cơ nhuộm màu cho sản phẩm PP khi gia công.
1.7.2.1.Sản xuất ống P-P.
Vật liệu dùng lamg ống có chỉ số chảy 0,3-3 g/10phút, ống có ∅25 - 150 mm .
(Sản xuất bằng phương pháp đùn, đúc quay). ống dùng để vận chuyển nước nóng,
chất lỏng hoá chất trong công nghiệp hoá học.
1.7.2.2. Sản xuất màng và tấm.
Màng PP có độ trong suốt ngang giấy bóng kính lại có độ bền cơ học cao hơn,
chịu được nước.
1.7.2.3.Bọc dây điện.
Dùng cho kỹ thuật điện, điện tử , những nơi cần có độ bền nhiệt cao.
1.7.2.4.Sản phẩm dập nóng hoặc hút chân không từ các tấm PP có bề dày 0,2-
3 mm. Các sản phẩm này dùng cho công nghiệp hoá học, dệt, sơn, tô không cần
khung.
1.7.2.5.Sản phẩm đúc.
Để chế tạo các chi tiết máy và đồ dùng cho đời sống hàng ngày trong các lĩnh vực
ôtô, xe máy, máy dệt, máy giặt, điện thoại, máy thực phẩm, máy tính, các thiết bị
điện dân dụng
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
18

Qua các tính chất trên ta thấy vật liệu P-P phù hợp để sản xuất nắp cầu
dao điện 2 pha dùng trong gia đình do có tính cách điện tốt, tính đúc tốt, độ bền
cơ học cao sản phẩm sau khi đúc có bề mặt nhẵn bóng, mẫu mã đẹp
CHƯƠNG 2
CÔNG NGHệ GIA CÔNG CHấT DẻO BằNG phương pháp đúc áp lực
2.1.VẬT LIỆU SỬ DỤNG ĐỂ ĐÚC ÁP LỰC
Vật liệu sử dụng để đúc dưới áp lực thường ở dạng hạt và được sấy tới độ
Èm cho phép .Phương pháp đúc áp lực có thể gia công với chất dẻo nhiệt dẻo cũng
như chất dẻo nhiệt cứng.Chất dẻo nhiệt dẻo được gia công ở dạng nguyên hoặc pha
màu, pha thêm phụ gia .
Các chất dẻo nhiệt dẻo sử dụng nh:CA, CP, CAB , PS, SAN, SB, ABS,
PELD, PP, PVC, PMMA, PC, PA, PVM, PETF.
Còn chất dẻo nhiệt cứng dưới tác dụng của nhiệt mềm ra . Sau đó tạo ra cấu
trúc lưới chuyển sang trạng thái không hoà tan không nóng chảy. Để phục vụ cho kỹ
thuật người ta sử dụng các vật liệu sau :
Phenol Formaldehyd
Melamin Formaldehyd
Nhựa Polyeste không no
Nhựa epoxy
Nhựa Silic hữu cơ
Poly urethan
Người ta cũng dùng công nghệ đúc áp lực để gia công cao su .Về phương diện
kỹ thuật các dạng cao su quan trọng được gia công nh sau:
Cao su Styrel butadiel
Cao su Cloropren
Cao su poly urethan
Cao su acrynitril butadiel
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
19
Đúc áp lực là phương pháp có lợi đối với kinh tế , khi sử dụng nó để sản

xuất các sản phẩm định hình với số lượng lớn .Nhiệt độ thường ở khoảng 150
0
C-
300
0
C,trong khoảng nhiệt độ này các chất dẻo chuyển từ trạng thái rắn sang trạng
thái nóng chảy, thuận lợi cho việc dùng áp lực đẩy vật liệu vào khoang tạo hình của
khuôn đúc.
Các chất dẻo được phối hợp với các loại vật liệu khác đáp ứng tốt hơn yêu
cầu về độ bên cao và ổn định về kích thước . Người ta sử dụng bột đá, hạt thuỷ tinh,
sợi thuỷ tinh để phối hợp với chất dẻo tỷ lệ 30%. Đối với các chất dẻo có độ nhớt
cao người ta trộn thêm các chất phụ gia nhằm giảm độ nhớt khi gia công, đó là các
chất bôi trơn, chất hoá dẻo
Người ta cũng sử dụng lớp bôi trơn như một chất phụ gia cho công nghệ đúc
áp lực, chất này có tác dụng lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng. Như vậy
các chất phối hợp và các chất phụ gia sẽ ảnh hưởng đến sự gia công của vật liệu và
đến tính năng, trạng thái của sản phẩm trong quá trình sử dụng chúng.
2.2. MÁY ĐÚC ÁP LỰC.
Máy đúc áp lực dùng để sản xuất các sản phẩm tạo hình. Việc sản xuất chỉ có
tính kinh tế khi hoạt động của máy được tự động hoá, vì khi đó nhân lực phục vụ
cho máy có thể giảm xuống mức thấp nhất. Máy bao gồm các cơ cấu chính sau:
- Cụm bơm nhựa làm nóng chảy chất dẻo và với áp lực cần thiết đẩy chất
dẻo vào khuôn.
- Cụm khuôn và cơ cấu kẹp khuôn: Khuôn gồm 2 nửa được kẹp lên bàn kẹp,
một nửa cố định và một nửa di động. Di chuyển bàn kẹp di động cùng nửa khuôn
được thực hiện bằng cơ học hoặc bằng xylanh thuỷ lực. Nhiệm vụ của cơ cấu
chuyển động là tạo ra lực đóng khuôn và giữ khuôn kín khít trong quá trình đúc sản
phẩm.
- Đối với máy đúc áp lực cần có một hệ thống thuỷ lực bao gồm bơm được
truyền động bằng động cơ, hệ thống van đóng ngắt và van chuyển hướng xy lanh

thuỷ lực, động cơ thuỷ lực, van điều chỉnh áp lực, lưu lượng. Cụm đo lường điều
khiển như cơ cấu tự động điều chỉnh nhiệt độ và cảm biến thời gian để điều khiển xy
lanh và cơ cấu chấp hành chuyển động . Cụm điều khiển được đặt trong tủ riêng.
• Phân loại máy đúc áp lực:
-Theo lực đóng khuôn: Gồm các loại 50,100 tấn.
-Theo trong lượng sản phẩm một lần phun tối đa có loại 2, 3, 8, 10, ,50, 100,
120 ounces ( Ounces là đơn vị trọng lượng , 1 ounce = 28,34 gr)
-Theo loại Piston hay trục vít
-Loại trục vít.
Loại trục vít nằm ngang hay thẳng đứng.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
20
Hiện nay hay dùng máy đúc loại 150 tấn ( lực đóng khuôn) để gia công các
loại sản phẩm có kích thước nhỏ và trung bình.
2.2.1Các công đoạn của máy đúc áp lực.
Máy đúc áp lực gồm 3 công đoạn chính:
- Công đoạn dẻo hoá và chuyển hoá vật liệu sử dụng cho gia công đúc sang
trạng thái nóng chảy.
- Công đoạn điền đầy khuôn và làm nguội sản phẩm.
- Công đoạn lấy sản phẩm ra khỏi khuôn.
2.2.2.Nguyên lý đúc áp lực.
Để đảm bảo tính chất và chất lượng sản phẩm, quá trình đúc áp lực phải được
thực hiện theo nguyên lý sau:
Vật liệu chất dẻo được cho vào phễu định lượng và cấp liệu đặt trên xylanh
của máy đi vào rãnh vít của trục vít nằm trong xylanh (hình a). Do chuyển động
quay của trục vít, vật liệu được vận chuyển lên phía trước về phía vòi phun, trong
suốt quá trình đó vật liệu tiếp nhận nhiệt từ xylanh do các nhân tố cung cấp ( hơi
nóng điện trở, điện từ ). Nhờ có lượng nhiệt đó cùng nhiệt lượng hình thành do
chuyển động cơ học mà vật liệu nóng chảy và nhiệt độ càng cao thì độ nhớt vật liệu
càng giảm.

Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
21

1 2 4
5
6
7 93 8
Hình biểu diễn quá trình đúc
1.Nửa khuôn di động 2. Sản phẩm 3. Khoang khuôn
4. Nửa khuôn cố định 5. Vòi phun 6. Phần tử nung
7. Xylanh 8. Trục vít 9. Phễu định lượng vật liệu
Vật liệu nóng chảy được trục vít chuyển lên phía trước, nhờ áp lực được hình
thành trong quá trình quay làm cho nó bị kéo lùi về phía sau (hình b) . Nh vậy lượng
vật liệu cần thiết để điền đầy khoang tạo hình của khuôn sẽ tập kết ở khoảng trống
phía trước trục vít. Trong quá trình điền đầy khuôn, trục vít thực hiện chuyển động
dọc trục về phía trước và đẩy khối vật liệu nóng chảy qua vòi phun vào khuôn. vật
liệu được rót vào khuôn làm nguội trong khuôn trở nên cứng. Sau đó khi hai nửa
khuôn được tách ra sản phẩm lấy ra được (hình c).
2.3.3.Các bộ phận cơ bản của máy đúc áp lực:
Các nhiệm vụ đặc trưng quan trọng của máy đúc được thể hiện qua các kết
cấu sau:
a.Cụm bơm nhựa.
Nhiệm vụ của cụm bơm nhựa là làm nóng chảy và nhuyễn hoá một lượng
chất dẻo có thể tích nhất định. Nhiệt hoá nó rồi dùng áp suất bơm đẩy khối chất dẻo
được nhiệt hoá vào khoang khuôn đóng kín.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
22
a)
b)
c)

Cụm bơm nhựa bao gồm:
-Xylanh và trục vít
Xylanh đúc phun thực chất là ống có thành dầy, một đầu có ren để tiếp nhận
vòi phun, đầu kia có khoang định lượng cùng với phễu chứa liệu. Vật liệu xylanh có
độ cứng lớn hay thép có độ bền mòn cao. Dọc theo chiều dài của xylanh có lắp hệ
thống nung nóng bằng điện trở hoặc chia thành từng đoạn. Trên xylanh có cụm định
lượng vật liệu cần phải làm nguội băng nước với mục đích bảo vệ cụm định lượng
và ổ đỡ trục vít không được quá nóng.
Trong xylanh có trục vít thực hiện các chuyển động quay và tịnh tiến qua lại.
Trong quá trình quay nó tiếp nhận vật liệu về phía mình và dưới tác dụng của áp lực
đẩy hình thành trong xylanh nó bị kéo về phía sau. Chuyển động dọc trục về phía
vòi phun của trục vít được thực hiện nhờ xylanh thuỷ lực. Vật liệu của trục vít cho
máy đúc là thép có độ cứng cao, có độ bền uốn và chống ăn mòn lớn, ở đầu trục vít
trước vòi phun thường được trang bị van 1 chiều.
Vòi phun: Là chi tiết hoặc cụm chi tiết lắp gá ở đầu phía trước của xylanh. Nó
là cái cầu nối của xylanh và khuôn trong quá trình phun nhựa vào khuôn. Giữa vòi
phun và khoang tạo hình của khuôn là đậu rót và hệ thống kênh dẫn. Mối ghép giữa
vòi phun và xylanh đúc là mối ghép ren ống. Đường kính của vòi phun vào khoảng
3-6 mm. Có nhiều loại vòi phun: Vòi phun mở, vòi phun tự động dùng cho các loại
chất dẻo có độ nhớt khác nhau.
Để đảm bảo cho mối liên kết cơ học giữa vòi phun và miệng phun kín khít,
điều quan trọng là bán kính cong trên bề mặt đậu rót. Khi các điều kiện trên không
phù hợp thì vật liệu sẽ chảy ra ngoài và khi vật liệu đông cứng tạo gờ gây cản trở
quá trình lấy sản phẩm ra khỏi khuôn, khó khăn trong quá trình tự động hoá. Tuỳ
thuộc vào vật liệu gia công, và sản phẩm cần chế tạo, vào cấu trúc khuôn sử dụng
mà có nhiều loại vòi phun được đưa ra.
Vòi phun đậu rót điểm : Nối tiếp với khuôn có khoang nóng, đậu rót và lỗ
khoan có kích thước nhỏ.
Vòi phun có bạc đệm bằng đồng dẫn nhiệt tốt, cản trở không cho đầu vòi
phun nối với khoang nóng của đậu rót ở nửa phun cố định bị nguội và vật liệu trong

lỗ khoan không bị đông cứng.
Hiện nay, các vòi phun mở được biết vẫn chưa được ứng dụng cho việc đúc
phun vật liệu có độ nhớt nhỏ, vì dưới tác dụng của lực hấp dẫn vật liệu sẽ chảy ra
khỏi vòi phun , cản trở hoạt động của hệ thống tự động. Để đúc phun những vật liệu
có độ nhớt nhỏ cần thiết kế vòi phun sao cho sau mỗi lần phun lỗ khoan của vòi
phun sẽ được đóng lại bằng một van khóa, khi đó vật liệu sẽ không chảy ra khỏi vòi
phun.
Các phần tử nung nóng:
Để nung nóng xylanh thường sử dụng phần tử nung nóng bằng điện. Các cảm biến
đo nhiệt độ được đo trên thành xylanh. Tín hiệu đo được để đóng mở dòng điện
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
23
cung cấp cho hệ thống nung ở trung tâm điều chỉnh nhiệt độ tự động điều hành theo
chế độ đặt thông qua các Rơle, nhiệm vụ làm ổn định nhiệt độ nóng chảy của chất
dẻo. Để thực hiện việc truyền nhiệt được tốt , dây điện trở phải được áp sát vào
thành xylanh đúc, song giữa chúng phải có lớp cách điện. Đồng thời phía ngoài cần
được cách nhiệt với môi trường xung quanh để hạn chế truyền nhiệt ra ngoài, tránh
tổn thất nhiệt. Để tiếp xúc giữa dây điện trở và thành xylanh được tốt cần tạo thành
cụm nh vỏ áo sau đó dùng ốc kẹp chúng lại trên thành xylanh, sau khi nung lần thứ
nhất lại siết ốc kẹp lần nữa.
Cần phải thường xuyên kiểm tra nhiệt độ gia công cho mỗi loại vật liệu trên
xylanh bằng thiết bị đo tín hiệu nhiệt độ. Tín hiệu đo được sử dụng để đóng, mở
dòng điện cung cấp cho hệ thống nung do trung tâm điều chỉnh nhiệt độ tự động
điều hành thông qua hệ thống rơle. Có thể dùng cái đo nhiệt bằng trở kháng hoặc
cặp nhiệt để làm thiết bị cho tín hiệu về nhiệt độ.
Điều chỉnh nhiệt độ của xylanh đúc tốt thì sẽ đảm bảo cho sự ổn định nhiệt độ
chất nóng chảy. Sự xắp đặt các đầu đo nhiệt cũng có ảnh hưởng đến độ ổn định
nhiệt chất nóng chảy. Các đầu đo sẽ cho các giá trị được đảm bảo về nhiệt độ chất
nóng chảykhi tiếp xúc với chất nóng chảy hoặc đặt sâu vào gần thành trong của
xylanh. Trường hợp xếp đặt các đầu đo nh vậy độ dao động về nhiệt sẽ lớn bởi vì do

quán tính sinh ra từ sự dẫn nhiệt và khối lượng tương đối lớn của xylanh đúc . Khi
nhiệt độ của bộ nhạy cảm đã đạt tới nhiệt độ ổn định, truyền chỉ thị cho công tắc
ngắt mạch nung, khi đó phía thành ngoài xylanh đúc đã quá nóng. Lượng nhiệt gây
ra quá nóng đó sẽ làm quá nóng thành trong của xylanh còng nh chất dẻo trong
xylanh. Sau khi ngắt mạch nung, xylanh đúc lại nguội đi và đầu đo cũng nguội đi
cho đến khi tới giới hạn nhỏ nhiệt độ đã cho thì bộ phận điều chỉnh sẽ chỉnh lại chỉ
thị cho bộ đóng mạch nung. Để điều chỉnh nhiệt độ trong khoảng hẹp cần có các
giải pháp phù hợp. Trên các máy đúc áp lực hiện đại , việc điều chỉnh nhiệt độ là do
bộ phận điều chỉnh bằng điện tử hoặc máy tính điện tử giải quyết.
b.Bộ phận truyền động và dẫn động
Các máy đúc áp lực được truyền động và dẫn động bằng động cơ điện. Các
bộ phận tạo áp lực cũng nh truyền lực và năng lượng bằng máy nén khí , thuỷ lực
hoặc cơ khí . Sự truyền động bằng cơ khí chủ yếu là cơ cấu bánh răng hoặc bản lề
thuỷ lực chịu áp lực cao do bơm tạo lên.
Trục vít dẻo hoá vật liệu được truyền động bằng động cơ hoặc động cơ thuỷ
lực có điều chỉnh vô cấp thông qua truyền động bánh răng.Các trục vít có kích thước
lớn thường được truyền động bằng động cơ điện thông qua hộp giảm tốc vô cấp
hoặc phân cấp .Khi truyền động bằng động thuỷ lực phải dùng van điều chỉnh lưu
lượng chất lỏng.
Các máy đúc áp lực hiện đại được trang bị dẫn động điện tử , trong đó các
mạch điện được lắp ráp trên các tấm có thể thay thế được .Ngày nay phần quan
trọng của máy đúc áp lực được máy tính điều chỉnh .
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
24
c.Cụm Ðp sản phẩm
Trước khi phun vật liệu vào khuôn đúc , ta cần đóng khít các nửa khuôn lại
với nhau. Nhiệm vụ của cụm Ðp sản phẩm trên máy đúc áp lực là: Dịch chuyển
khuôn đúc , tạo lực đóng khuôn và giữ khuôn trong quá trình đúc cho đến khi khuôn
mở. Vận tốc đóng và mở khuôn đúc có thể Ên định một cách độc lập với nhau nhằm
mục đích giảm thời gian của một chu trình sản xuất .

Ngoài sự dịch chuyển khuôn ra , cơ cấu đóng mở khuôn cần tạo ra một lực
đóng khuôn và giữ khuôn với một độ lớn nhất định, Nhiệm vụ của lực đóng mở
khuôn là giữ được khuôn kín khít chống áp lực tạo ra trong khoang tạo thành hình
của khuôn
Nếu áp lực trong khuôn lớn hơn áp lực đóng , giữ khuôn thì khuôn sẽ bị tách
ra làm vật liệu chất dẻo nóng chảy tràn ra ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm .
Không cần yêu cầu lực đóng khuôn cực đại theo khả năng vì nó sẽ ảnh
hưởng xấu đến tuổi thọ của máy . Nếu khoang khuôn không chính giữa thì đóng mở
khuôn và các trụ đỡ sẽ chịu tải trọng về một phía gây ra sự mở khuôn . Lực giữ
khuôn của máy đóng mở khuôn không yêu cầu lớn hơn 80% khả năng vốn có, song
nó luôn ở mức độ đòi hỏi phải lớn hơn lực mở khuôn .Cần chú ý đến độ dãn dài của
các trụ đỡ, nó có ảnh hưởng đến quá trình giữ khuôn cũng như quá trình đóng mở
khuôn . Tải trọng các trụ đỡ cần phải đảm bảo đều, nh vậy độ dãn dài phải xác định
đúng yêu cầu để tránh hiện tương đứt trụ đỡ.
d.Cụm khuôn
Cụm khuôn là cụm chi tiết để định hình sản phẩm, nó có kết cấu phức tạp
phụ thuộc vào từng loại sản phẩm .Khuôn được thiết kế sao cho có thể đúc được
một hay nhiều sản phẩm do tính chất của sản phẩm quy định .Khuôn làm nguội sản
phẩm bằng nước .
Khi sản xuất sản phẩm với số lượng Ýt chỉ cần làm khuôn 1 ổ. Để sản xuất
các sản phẩm giống nhau có số lượng lớn thì sử dụng khuôn nhiều ổ, vì cùng ở một
chu kỳ như nhau khuôn có bao nhiêu ổ thì có bấy nhiêu sản phẩm được tạo thành.
Chi phí gia công nhiều ổ lớn hơn rất nhiều so với chi phí của khuôn 1 ổ. Điều kiện
sản xuất các sản phẩm chính xác với kích thước yêu cầu thì áp lực trong khoang
khuôn hết chu kỳ này đến chu kì khác phải được lặp lại như nhau , do đó khi sử
dụng khuôn nhiều ổ phải đảm bảo các khoang tạo hình của các ổ khuôn như nhau và
trong lòng chúng phải được hình thành áp lực giống nhau. Nếu các điều kiện đó
không thoả mãn thì trong các ổ khuôn khác nhau sản phẩm được sản suất sẽ không
chính xác nh nhau, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất.
Cũng có thể sử dụng khuôn nhiều ổ trong trường hợp các khoang tạo hình của

các ổ khuôn có hình dạng và thể tích khác nhau. Giải pháp này được sử dụng trong
trường hợp sản xuất các chi tiết lắp ghép nh hộp, nắp Tuy nhiên, trong những
trường hợp nh vậy độ khác biệt giữa các chi tiết không lớn lắm về hình dạng cũng
nh thể tích.
Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo nắp cầu dao điện 2 pha từ nhựa PP
25