THIẾT kế và CHẾ tạo KHUÔN đế GIÀY

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO KHUÔN ĐẾ GIÀY

Nguyễn Văn Trình
Lương Văn Minh
Lớp 09CD111 – Khoa Cơ Điện – Điện Tử

TÓM TẮT.
Vấn đề tiết kiệm nguồn nhân lực và chi phí sản xuất đối với đất nước ta hiện nay là vô
cùng quan trọng và cấp thiết. Qua khảo sát ở công ty sản xuất “Bình Tiên”cho thấy
tình hình sử dụng nguồn nhân lực và trang thiết bị máy móc vẫn còn thô sơ, đa số là
dùng phương pháp thủ công ( tốn kém rất nhiều thời gian, tốn nhiều nhân công, chi
phí sản xuất cao, chất lượng sản phẩm chưa đồng đều, và không sản xuất đổng loạt
).Xuất phát từ thực trạng trên và nắm bắt được nhu cầu đưa tự động hóa vào quy trình
sản xuất của công ty, nhóm nghiên cứu đã chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo khuôn đế
giày” cho công ty Bình Tiên.
PHƢƠNG ÁN GIẢI QUYẾT
Thu thập và cập nhập những tài liệu kỹ thuật mới nhật về chế tạo và gia công khuôn
mẫu, và đề ra những những phương án phù hợp nhất với thực trạng của công ty. Nhóm
đã thực hiện thiết kế và gia công phần trung gian của khuôn đế giày gồm hai phần:
phần trên của đế giày và phần dưới của đế giày.
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Tham khảo tài liệu: Tài liệu Help của POWER MILL, các tài liệu khác có liên quan
như: Sách viết về phần mềm, giáo trình CAD/CAM, giáo trình về khuôn mẫu
Tra cứu tài liệu trên các trang Web liên quan đến gia công khuôn mẫu
Thực hành trên máy tính: Trực tiếp làm việc trên máy tính để kiểm tra lí thuyết và so
sánh với khi thực hành trên máy .
Tiến hành gia công trên máy phay CNC 3 trục của trường Đại Học Lạc Hồng.
TẦM QUAN TRỌNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA ĐỀ TÀI
Hạn chế đến mức thấp nhất về việc sử dụng các phương pháp gia công thô sơ để mang
lại hiệu quả kinh tế trong việc sản xuất giày dép ở công ty Bình Tiên.

Đề tài được thiết kế và gia công theo yêu cầu của phòng kỹ thuật của công ty Bình
Tiên, với bộ khuôn này có thể sản xuất giày dép hàng loạt đáp ứng được nhu cầu của
người tiêu dùng trong và ngoài nước .
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
 Khái niệm về khuôn [1]
Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa được phun vào,
được làm nguội rồi sau đó đẩy ra . Khuôn là một dụng cụ để định hình một loại
sản phẩm, nó được thiết kế sao cho có thể sử dụng cho một số lượng chu trình
yêu cầu. Kích thước của khuôn phụ thuộc vào kích thước, hình dáng của sản
phẩm.
Số lượng yêu cầu là yếu tố quan trọng để xem xét, bởi vì sản xuất hàng loạt nhỏ
không cần đến khuôn nhiều .
Thân khuôn: nơi có bố trí lòng khuôn, thân khuôn được phân ra thành hai nửa,
một nửa tĩnh tại và một nửa di động.
Đế khuôn: kẹp chặt khuôn vào trong các bàn máy khi ta tiến hành gia công.
Hệ thống đẩy sản phẩm: chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra sau khi
khuôn mở.
Hệ thống làm khuôn nguội : có tác dụng làm nguội sau khi ta tiến hành gia công
xong.
 Phân loại khuôn
Khuôn hai tấm: Là loại thông thường nhất, dạng này cuốn phun được kéo ra
khỏi lỗ phun trong khi khuôn đang mở và cuốn phun có thể rơi xuống cùng chi
tiết.

Hình 4.1. Cấu tạo khuôn hai tấm
1.
2.
3.
4.

5.

Bạc cuống phun
Vòng định vị
Tấm kẹp phía trước
Tấm khuôn trước
Chốt dẫn hướng

6. Tấm khuôn sau
7. Tấm đỡ
8. Tấm đẩy
9. Khối đỡ
10. Bạc dẫn hướng.


Khuôn ba tấm: Được sử dụng khi cần thiết bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc
cổng nhựa cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn. Đối với những chi
tiết vách mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài. Hai hoặc nhiều cổng nhựa có
hướng vào trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh
được hiện tượng phân luồng dòng chảy, khuôn ba tấm rất phù hợp với nhiểu
trường hợp.

Hệ thống này gồm khuôn sau, khuôn trước. Nó được tạo ra hai khoảng sáng khi
khuôn mở, một khoảng sáng để lấy sản phẩm ra và khoảng sáng kia để lấy kênh
nhựa ra. Nhược điểm của hệ thống khuôn ba tấm là khoảng cách giữa vòi phun của
máy và lòng khuôn của máy rất dài, nó làm giảm áp lực khi phun khuôn và tạo ra
nhiều phễu liệu.
Khuôn nhiều tầng: Khi yều cầu một số lượng sản phẩm lớn và để giữ giá thành
sản phẩm thấp , hệ thống khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy ,
với hệ thống khuôn này chúng ta có một hệ thống đẩy ở mỗi mặt của khuôn.

Các yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn [2]
 Đảm bảo chính xác về kích thước, hình dáng biên dạng của sản phẩm
 Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt lòng khuôn và lõi để đảm bảo độ


bóng của sản phẩm.
Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn.
Đảm bảo lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.
Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công.
Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận của khuôn
không được biến dạng hay lệch khỏi ví trí cần thiết khi chịu lực ép lớn.
 Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn
phải có nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ đẩy vào lòng khuôn và định hình nhanh
chóng trong lòng khuôn, rút ngắn thời gian và tăng năng xuất.
 Khuôn phải có cơ cấu hợp lý , không quá phức tạp sao cho phù hợp với mục
đích sử dụng.

Trình tự gia công chi tiết [3]





Bƣớc 1: Thiết lập mô hình hình học của chi tết cần gia công.
Có thể thiết lập trên các phần mềm CAD như: PowerShape, Creo, Inventor, Catia,.....
rồi Import sang phần mềm PowerMill để tiến hành làm chương trình gia công.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phần mềm PowerShape của hãng DELCAM để thiết
lập chi tiết đế giày, ưu điểm của phần mềm là hỗ trợ nhiều module để vẽ surface.
Mặt trên

Mặt dƣới


Bƣớc 2: Thiết đặt phôi, cấu hình chƣơng trình, các tham số dao cụ và các tham số
công nghệ
Thiết đặt phôi và cấu hình chƣơng trình, dao cụ.
 Thiết đặt phôi…
- Click vào công cụ Block trên thanh công cụ, xuất hiện hộp thoại Block…

-

-

Click vào Calculate để phần mềm tự động tính toán phôi theo đúng bằng kích
thước chi tiết gia công (kích thước phôi của chi tiết tác giả gia công là
(x = 394.915 mm, y = 342.002 mm , z = 59.5 mm)
Sau đó click Accept để kết thúc thao tác định nghĩa phôi, bây giờ ta có thể nhìn
thấy phôi trên của sổ đồ họa ( ta có thể thay đổi độ trong suốt của phôi bằng
cách kéo nút Opacity sang trái hoặc sang phải.


Kết quả tính toán và mô phỏng đƣờng chạy dao.

Đường chạy dao được tạo ra rất tối ưu, do có chiều sâu 1 lớp cắt nhỏ lên bảo vệ
được dao tốt. Và tiết kiệm thời gian gia công một cách đáng kể, mất 3 giờ để
gia công phá thô.

-

Chiến lược chạy dao Pattern Finishing


Đường chạy dao được tạo ra rất tối ưu, do co chiều sâu 1 lớp cắt nhỏ lên bảo vệ
được dao tốt. Và tiết kiệm thời gian gia công một cách đáng kể, mất 2 giờ để
gia công phá thô.
 Chiến lược gia công sau thô (phá bù):
Kết quả tính toán và mô phỏng đường chạy dao

Chiến lược chạy dao kiểu này để phá bù các góc mà con dao EG30R5 để lại do
kích thước con dao quá lớn. Đường chạy dao sử dụng con dao 10 lên phay đi
phần lượng dư còn lớn ở các góc.
Gia công thô các lỗ hốc nhỏ

Kết quả tính toán và mô phỏng đường chạy da


Gia công tinh bề mặt giữa:

-

Chiến lược chạy dao 3D Offset Finishing
Sử dụng là dao B10
Kết quả tính toán và mô phỏng đường chạy dao.

HƢỚNG PHÁT TRIỀN CỦA ĐỀ TÀI
Do đây là hệ thống làm theo đơn đặt hàng của phòng kỹ thuật của công ty “ Bình
Tiên” nên hướng phát triển là sản xuất nhiều mẫu mã về khuôn để cho ra nhiều loại
giày dép đa dạng để đáp ứng cho người tiêu dùng trong và ngoài nước.
Nhóm thực hiện mong muốn bộ khuôn này tiết kiệm được thời gian có thể được ứng

dụng ở nhiều nơi (như ở các công ty trong và ngoài nước,…).
KẾT LUẬN
Nếu bộ khuôn hoàn thành trong thời gian sớm nhất thì chúng em sẽ đưa vào thử
nghiệm và có sự chỉnh sửa.Bộ khuôn hoàn thành sẽ giúp cho các doanh nghiệp có thể
giảm chi phí rất nhiều vì nó sản xuất theo hàng loạt, đảm bảo được độ chính xác cao,
và mang lại năng xuất cho công ty và cũng như người tiêu dùng.
Đề tài nhóm nghiên cứu vẫn còn có nhiều khó khăn và thách thức tuy nhiên chúng
em sẽ cố gắng hoàn tất đề tài được giao trong thời gian ngắn nhất có thể. Đề tài chúng
em làm là khuôn đế giày nên khi làm rất cần sự giúp đỡ của quý thầy (cô) và các bạn
đặc biệt là phải có sự giúp đỡ của máy móc và trang thiết bị của trường vậy kính mong
khoa cơ điện- điện tử và Trường có thể giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng em để nhóm
chúng em hoàn tất đề tài được giao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa. Ts Vũ Hoài Ân. Trung tâm đào tạo và thực
hành CAD/CAM
[2] Tiêu chuẩn khuôn cơ sở DME – REFORM - EOC


[3] Power mill phần mềm gia công CAD/CAM điều khiển máy CNC. Th.s Trần Ngọc
Hiển – NXB Khoa Học Và Kỹ Thuật 2007.
[4] Đồ án tốt nghiệp “ thiết kế tổng thể, thiết kế chi tiết, thiết kế công nghệ chế tạo
lòng khuôn, tính vật tư và giá thành sản phẩm của khuôn cho chi tiết nhựa số 17”.
Nguyễn Tiến Minh. TĐHTKCK_K45.ĐHGTVT.