Thiết kế và chế tạo hệ thống kênh dẫn nhựa - hệ thống lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

trường ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT HCM

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA

HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM
RA KHỎI KHUÔN

GVHD:Ths. TRẦN MINH THẾ UYÊN

MỤC LỤC


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

CÁC PHƯƠNG PHÁP LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN
Người công nhân sẽ lấy sản phẩm ( sản phẩm lớn, khó bố trí hệ thống đẩy,
kiểm tra chất lượng sản phẩm .
• Dùng hệ thống tay robot ( tự động hóa cao nhưng chi phí ban đầu cao).
• Dùng hệ thống đẩy lấy sản phẩm, cách này hay dùng.
• Hệ thống đẩy.
•

HỆ THỐNG ĐẨY:
1.
•

Khái niệm:

Sau khi sản phẩm trong khuôn được làm nguội, khuôn lấy ra, sản phẩm còn

dính trên lòng khuôn do sự hút cùa chân không và sản phẩm co lại nên cần
hệ thống đẩy để lấy sản phẩm ra.

Cấu tạo của hệ thống đẩy:
Đơn giản hóa (nhỏ, gọn,nhẹ và hiệu quả).
Độ cứng chốt đẩy 40 – 45 HRC, được gia công chính xác, chống mài mòn
tốt.
• Tốc độ tác động lên sản phẩm nhanh, nhiều vùng trên sản phẩm đối với sản
phẩm lớn, tác động cục bộ đối với sản phẩm ngắn …
• Có khoảng đẩy và lực đẩy phù hợp.
• Lấy sản phẩm ra dễ dàn và không làm biến dạng sản phẩm, tính thẩm mĩ.
•
•

Page 2


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN
•

Hệ thống đẩy phải nẳm trên khuôn di động.
2.

Nguyên lý chung:

Kết thúc quá trình điền đầy nhựa trong khuôn và quá trình làm mát, máy ép
mở khuôn và trục của máy ép (ejector rod) sẽ đẩy 2 tấm đẩy (ejector plate)
và thông qua các chi tiết đẩy (chốt đẩy, lưỡi đẩy, tấm tháo…) đẩy sản phẩm
ra ngoài.
• Trong quá trình đẩy thì tấm đẩy làm lò xo của khuôn ép nén lại. Khi trục đẩy

của máy ép trở về vị trí ban đầu, lực tác động của lên tấm đẩy không còn
nữa, lúc này lực nén lò xo sẽ giúp tấm đẩy trở về vị trí ban đầu, quá trình này
có sự tham gia dẫn hướng của chốt hồi.
•

3.

Giới thiệu một số loại thường dùng:
a. Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy

Đây là hệ thống phổ biến nhất.
Vật liệu T8A hoặc T10A, được tôi cứng hơn 50HRC, bề nặt nhám 0.8 lắp
chặc H8/f8.
• Chốt đẩy là chi tiết tiêu chuẩn với đường kính, chiều dài, hình dạng khác
nhau.
•
•

Ưu điểm:
•

Những lỗ tròn dễ gia công, nên hệ thống này khá đơi giản dễ thực hiện.

Nhược điểm:
•

Những lỗ tròn dài và chính xác thì vẫn khó khăn, do đó nên cần doa rộng các
lỗ chốt đẩy một khoãng chiều dài nhất định.

Page 3

HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Lưu ý:
•

Chốt đẩy phải trở về vị trí ban đầu sau khi đẩy sản phẩm rơi ra ngoài.

Phân loại:
Có 3 hệ thống hồi phổ biến:
Sử dụng chốt hồi:
•

Mặt chóp của chốt hồi phải ngang hàng với đường phân khuôn, tấm khuôn
cố định (4) điều khiển chốt hồi (5) trong quá trình khuôn đóng. Khi khuôn
đóng, nữa khuôn còn lại sẽ tác động lên chuốt hồi nhờ lực đóng khuôn đưa
hệ thống về vị trí ban đầu

Page 4


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Sử dụng chốt đẩy đồng thời cũng là chốt hồi:

Page 5


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Sử dụng lò xo để hồi:

•

•

Một số trường hợp chốt đẩy trong cụm đẩy, hoặc cụm đẩy khá mỏng hoặc
lực đẩy không cân bằng, chốt đẩy có thể bị nghiêng. Kết quả là chốt đẩy bị
nứt hoặc cong, cần phải sử dụng hệ thống dẫn hướng.

•

Sử dụng chốt hồi có dẫn hướng

Page 6


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

b.

Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy

Sử dụng:
•

Đẩy những chi tiết có thành mỏng và hình dáng phức tạp.

Hệ thống dùng lưỡi đẩy

Đặc điểm:
•

Sử dụng lực đẩy lớn hơn, do cấu tạo lưỡi đẩy lớn hơn và diện tích tiếp xúc
của lưỡi đẩy lên sản phẩm lớn hơn chốt đẩy.
c.

Hệ thống dùng ống đẩy

Sử dụng:
•

Các chi tiết có dạng tròn xoay.

Hệ thống dùng ống đẩy

Page 7


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Đặc điểm:
Dùng các ống đẩy gồm có chốt cố định, có nhiệm vụ dẫn hướng ống đẩy đi
trượt tịnh tiến khi tấm đẩy bị tác động.
• Chốt cố định còn có nhiệm vụ làm lõi tạo hình cho sản phẩm dạng tròn xoay.
•

d.

Hệ thống đẩy sử dụng tấm tháo

Sử dụng:
•

Dùng cho những chi tiết trụ tròn hay hình hộp chữ nhật có bề dày thành
mỏng.

Hệ thống dùng ống tháo

Đặc điểm:
Sản phẩm luôn đạt độ thẩm mĩ cao, không có vết chốt đẩy.
Nhược điểm:
•
•

Sử dụng lực đẩy lớn hơn các phương pháp khác, do trọng lượng lớn.
Page 8


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN
e.

Hệ thống đẩy dùng khí nén

Sử dụng:
•

Dùng cho các sản phẩm có lòng khuôn sâu như: sô, chậu,… bởi vì khi sản
phẩm nguội thì độ chân không trong lòng khuôn và lõi khuôn rất lớn nên sản

phẩm khó có thể thoát khuôn.

Page 9


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Đặc điểm:
•
•

Cần một lực đẩy lớn phân bố đều để sản phẩm thoát khuôn.
Kết hợp sử dụng khí nén.

Điều khiển hệ thống đẩy
Gia tốc thêm cho một chốt đẩy.
4.

a.
• Dùng cơ cấu thanh rang bánh rang để gia tốc thêm cho chốt đẩy.
• Hệ thống có gia tốc sẽ giúp sản phẩm rời khuôn nhanh hơn.

Hệ thống đẩy có gia tốc thêm cho chốt đẩy
Page 10


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

b.

Gia tốc thêm tấm đẩy
•

Tương tự hệ thống đẩy có gia tốc cho một chốt đẩy chi khác ở chổ hệ
thống thanh răng sẽ điều khiển tấm đẩy ở phía trên.

•
•

Tấm đòn bẩy.
Hệ thống tấm đẩy của hệ thống này sẽ được lắp trên đoàn bẩy để tăng
chiều cao đẩy về một phí giúp sản phẩm rơi ra mặt khuôn một các dễ
dàng.

Hệ thống đẩy có gia tốc thêm cho chốt đẩy
c.

Tấm đẩy có đòn bẩy

Page 11


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Tấm đẩy có đòn bẩy
d.

Đẩy kép
•

Ứng dụng cho các sản phẩm phức tạp, cần phải đẩy tuần tự, phải dùng hệ
thống đẩy kép.

Hệ thống đẩy kép
5.
•
•
•
•
•

Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy

Luôn được lắp ở khuôn di động, trừ một số trường hợp đặc biệt lắp ở
khuôn cố định.
Bố trí chác chốt đẩy hay lưỡi đẩy ngay gân hoặc cạnh của sản phẩm.
Hành trình đẩy bằng chiều sâu lớn nhất của sản phẩm theo hướng mở
khuôn cộng thêm 5 – 10 mm.
Các chốt đẩy nên nằm ngang so với mặt phân khuôn để đảm bảo không
để lại vết trên của bề mặt sản phẩm.
Đặt chốt đẩy tại những vị trí không yêu cầu thẩm mĩ.
Page 12


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN
•

Lực đẩy hết sức quang trọng đối với thiết kế khuôn, làm cho sản phẩm
rơi ra mà không ảnh hưởng đến sản phẩm cũng như khuôn.
6.

•
•
•
•
•
•

Tính toán hệ thống đẩy và ví dụ minh họa
a. Khoảng đẩy

Khoảng đẩy phải lớn hơn 5 – 10 mm so với so với chiều cao của sản phẩm,
sản phẩm được lấy ra từ khuôn sau theo chiều tác khuôn.
Không nên làm khoảng đẩy quá dài sẽ làm yếu hệ thống đẩy.
Sau khi đẩy sản phẩm lấy ra, hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban đầu, tránh
chốt đẩy làm hỏng lòng khuôn. Vì thế cần chốt hồi về (ty hồi)
Chốt đẩy và tấm đẩy cùng nằm trên tấm đẩy, tấm đẩy chịu áp lực lớn nên
tấm đẩy phải có chiều dài thích hợp:
Kích thước của chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm, đường
kính phải lớn hơn 3mm, trừ khi khi điều đó cần thiết cho sản phẩm.
Thiết kế hệ thống đẩy không làm yếu khuôn.
Bề mặt sản phẩm (cm2)
5
10
25
50
100

•

Độ dày sản phẩm (mm)
12
15
20
30
50

Những sản phẩm có chốt đẩy dài hoặc nhỏ, nên có chốt dẫn hướng trong hệ
thống đẩy.

b.

Chốt đẩy

Sản phẩm có các vách xung quanh cao, gân sâu thì phần này dính chặc trong
khuôn (phần core), phải bố trí ty đẩy ở vị trí này
• Vị trí đẩy ti này càng xa các gân này thị lực tác dụng lên nó càng yếu, và có
nguy cơ làm thủng bề mặt nhựa
• Phẩn đỉnh của chốt đẩy về lý thuyết nằm ngang bằng với lòng khuôn, nhưng
thực tế, có thể trên hoặc dưới 0.05 – 0.1 mm. Tốt nhất đặt thấp khoảng 0.020.04.
• Gắn tấm kẹp sau các con vít, đệm cao su vừa giảm chấn động khi lo xo ở
chốt hồi đẩy hệ thống đẩy về vừa có thể điều chỉnh các khoảng cách của ty
so với khuôn bằng các vặn các con vít này lên hay xuống để thay đổi độ cao.
•

Page 13


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

c.

Tính lực đẩy

Tính lực đẩy như hình:

Chi tiết cần tính lực đẩy
Công thức tính lực đẩy:
Ffriction=(N)
Feject= cos().Ffriction=cos().sFnormal(N)
Fnormal=
Trong đó:
Ffriction: lực ma sát(N)
Feject: lực pháp tuyến (N)
Fnormal: lực đẩy (N)
Daraft angle: góc thoát
•
•
•

Công thức tính độ biến dạng dẻos của sản phẩm:
s

=CTE(Tsoilddification-Tejection)

Trong đó:

Page 14

HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN
•
•
•

Tsoilddification : nhiệt độ hóa rắn của vật liệu (oC)
Tejection :nhiệt độ khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn (oC)
CTE: hệ số giãn nỡ vì nhiệt của vật liệu nhựa (cm/oC)

Ứng xuất của mặt cắt ngang của sản phẩm:
= E. s= E.CTE(Tsoilddification-Tejection)
Fnormal=.
Feject= cos().s .Fnormal = cos().s.E.CTE(Tsoilddification-Tejection)
•

Kiểm tra ứng suất do ty đẩy gây ra với ứng suất bề của vật liệu làm sản
phẩm, để xem lực đẩy có làm hư sản phẩm hay không nếu có phải tăng
đường kính hoặc tăng số lượng ty.

Sơ đồ phân bố lực
Các yêu cầu bố trí ty lối là :
Đặt thấp hơn lòng khuôn 0.02 – 0.1 mm.
Bố trí ty lối tốt nhất ở cạnh gân của sản phẩm.
Để linh hoạt thì gắn trên tấm kẹp sau của con vít các vòng đệm để giảm chấn
động khi lò xo đẩy hệ thống đẩy về theo chốt hồi.
• Đường kính chốt thường 1-25mm chiều dài thường nằm trong khoảng 150
-500mm
•
•
•

Page 15


HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

Thiết kế cho ty đẩy:
Trong một số trường hợp hệ thống đẩy còn có tác dụng làm rãnh thoát khí
(lắp lỏng lớn)
• Ty lói quá dài thì khi chịu tác động lực dễ bị bẽ cong. Không tốt cho khuôn
vì chốt mao mòn và yếu
•

d.

Tính toán lò xo

Kích thước lò xo được xác định theo tiêu chuẩn có sẵn
Tống chiều dài của lò xo không vượt quá 35 % tổng chiều dài tự don của lò
xo.
• Bằng cách tính toán tải trọng của hệ thống đẩy, có thể chọn độ cứng lò xo
phù hợp. Nếu cứng quá khó lắp ráp, nếu mềm quá thì không đủ lực đàn hồi.
• Để tránh trường hợp bị kẹt thì lò xo thường lắp ráp cố định với tấm đỡ, bao
lấy chốt hồi và hạn chế ma sát với chốt
.
•
•

e.

Tính toán ống đẩy và tấm lói

Công thức tính lực đẩy cho hệ thống ống lói và tấm lói:
Feject= cos().s.Fnormal= cos().s.E..Aeff(N)
Với sản phẩm như trên thì:
=
Với hệ số ma sát: 0.5
Góc khuôn 0o
Dựa vào công thức Aeject > . Tính được diện tích cần thiết cho ống đẩy hoặc tấm
đẩy.
•
•
•

f.

Tính toán bạc và chốt hồi

Có 2 loại chốt hồi:
Hồi khuôn tự động: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn thì dưới lực
đàn hồi của lò xo thì hệ thống sẽ trở về trạng thái ban đầu chuẩn bị
chu kì ép típ theo.
• Hồi khuôn cưỡng bức: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, hệ thống
chốt hồi tỳ vào mặt tấm khuôn để đưa hệ thống đẩy về vị trí ban đầu.
Khi thiết kế cần phải bố trí vị trí chốt hồi đối xứng.
•

Page 16

HỆ THỐNG LẤY SẢN PHẨM RA KHỎI KHUÔN

TÀI LIỆU THAM KHẢO
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN PHUN ÉP NHỰA( T.S PHẠM SƠN MINH –
THS TRẦN MINH THẾ UYÊN)
WEB THAM KHẢO : />
Page 17