Thiết kế khuôn ép nhựa: Sản phẩm khay nhựa làm đá - Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công hai lòng khuôn - Tìm hiểu công nghệ gia công xung định hình

Mục lục
Mục lục 1
Nội dung Đề tài tốt nghiệp. 5
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn: 7
Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án: 8
Mở đầu. 9
Chương I. Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer. 11
I.1. Giới thiệu về vật liệu chất dẻo Polymer. 11
I.1.1. Phân loại chất dẻo. 11
I.1.2. Cơ sở hoá học của chất dẻo. 12
I.2. Điều kiện kỹ thuật cần có đối với một sản phẩm nhựa. 14
I.3. Đặc điểm công nghệ của nhựa Polypropylen (PP). 17
I.3.1. Tính chất của PP. 17
I.3.2. ứng dụng của PP. 18
Chương II. Tổng quan về công nghệ làm khuôn. 20
II.1. Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa. 20
II.2. Giới thiệu chung về khuôn. 21
II.2.1. Các thuật ngữ kỹ thuật cơ bản. 22
II.2.2. Các loại khuôn phổ biến. 23
II.3. Trình tự thiết kế, đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn. 25
II.3.1. Trình tự thiết kế khuôn. 25
II.3.2. Đặc điểm của công nghệ sản xuất khuôn. 26
II.4. Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa. 26
II.5. Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa. 28
II.5.1. Chọn mặt phân khuôn. 29
II.5.2. Xác định hình dạng của lòng khuôn. 29
II.5.3. Hình dạng và kết cấu của hệ thống dẫn nhựa. 30
II.5.4. Thiết kế hệ thống làm mát lòng khuôn: 33
II.5.5. Thiết kế hệ thống đẩy. 33
II.5.6. Chọn kết cấu khuôn. 35
Chương III. Tổng quan về gia công tia lửa điện. 43

III.1. Giới thiệu chung về phương pháp gia công tia lửa điện. 43
III.1.1. Bản chất của phương pháp gia công tia lửa điện. 44
III.1.2. Quá trình phóng điện trong khi gia công tia lửa điện: 45
III.1.3. Các phương pháp gia công bằng tia lửa điện. 47
III.2. Khả năng công nghệ của gia công tia lửa điện. 49
III.3. Các thông số điều chỉnh quá trình xung định hình. 50
III.3.1. Dòng phóng tia lửa điện Ie. 50
III.3.2. Độ kéo dài xung t1. 52
III.3.3. Khoảng cách xung to. 53
III.3.4. Điện áp đánh lửa UZ. 54
III.3.5. Khe hở phóng điện. 54
III.3.6. Các hiện tượng xấu khi gia công tia lửa điện. 56
III.4. Chất lượng bề mặt gia công. 58
III.4.1. Các yếu tố đặc trưng cho chất lượng bề mặt gia công. 58
III.4.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng gia công. 59
III.5. Vật liệu sử dụng làm điện cực. 61
III.5.1. Yêu cầu của vật liệu sử dụng làm điện cực. 61
III.5.2. Các loại vật liệu thường được sử dụng làm điện cực. 61
III.5.3. Kích thước của điện cực.65
III.6. Chất điện môi trong gia công tia lửa điện. 65
III.6.1. Các loại chất điện môi. 67
III.6.2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng của chất điện môi. 67
III.6.3. Các yếu tố an toàn của chất điện môi. 68
III.6.4. Cách thức vận chuyển chất điện môi. 69
III.6.5. Vài trò của chất điện môi. 70
III.7. Xu hướng phát triển trong lĩnh vực gia công tia lửa điện ở tương lai. 71
Chương IV. Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công biên dạng lòng khuôn. 72
IV.1. Điều kiện kỹ thuật của khuôn. 76
IV.2. Lựa chọn vật liệu thích hợp để chế tạo các chi tiết. 77
IV.3. Lập phương án thiết kế và chế tạo lòng khuôn. 78

IV.4. Lập Qui trình công nghệ gia công chế tạo lòng khuôn. 81
IV.4.1. Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn trước. 81
IV.4.1.1. Trình tự công nghệ gia công tấm áo khuôn trên. 81
IV.4.1.2. Thiết kế các nguyên công. 83
IV.4.1.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công.83
IV.4.1.2.2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên B. 84
IV.4.1.2.3. Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên D. . 84
IV.4.1.2.4. Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi. 85
IV.4.1.2.5. Nguyên công 5: Gia công các biên dạng có trên mặt phẳng C. 86
IV.4.1.2.6. Nguyên công 6: Gia công một phần của hệ thống kênh dẫn nhựa. 88
IV.4.1.2.7. Nguyên công 7: Mài mặt phẳng đáy C của tấm áo khuôn trên. 91
IV.4.1.2.8. Nguyên công 8: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn. 91
IV.4.1.2.9. Nguyên công 9: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên 92
IV.4.2. Qui trình công nghệ gia công lõi khuôn trước. 93
IV.4.2.1. Lập tiến trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trước. 93
IV.4.2.2. Thiết kế các nguyên công. 94
IV.4.2.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ. 94
IV.4.2.2.2. Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thước140h7. 95
IV.4.2.2.3. Nguyên công 3: Phay chiều dài phôi đạt kích thước 240 h7 95
IV.4.2.2.4. Nguyên công 4: Khoan 2 lỗ f10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B. 96
IV.4.2.2.5. Nguyên công 5: Khoan 2 lỗ f10,5 sâu 120 mm trên bề mặt bên D. 97
IV.4.2.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ có trên bề mặt C. 98
IV.4.2.2.7. Nguyên công 7: Gia công nguội phôi để ghép vào áo khuôn. 99
IV.4.2.2.8. Nguyên công 8: Gia công biên dạng lõi khuôn. 99
IV.4.2.2.9. Nguyên công 9: Gia công xung các r•nh của lòng khuôn. 103
IV.4.2.2.10. Nguyên công 10: Gia công một phần của hệ thống dẫn nhựa. 106
IV.4.2.2.11. Nguyên công 11: Gia công xung thủng lỗ dẫn nhựa. 107
IV.4.2.2.12. Nguyên công 12: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn. 110
IV.4.2.2.13. Nguyên công 13: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên 110
IV.4.3. Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn sau. 110

IV.4.3.1. Lập tiến trình công nghệ gia công tấm khuôn sau. 110
IV.4.3.2. Thiết kế các nguyên công. 113
IV.4.3.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ. 113
IV.4.3.2.2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B. 113
IV.4.3.2.3. Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B. 114
IV.4.3.2.4. Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi. 114
IV.4.3.2.5. Nguyên công 5: Gia công các biên dạng trên mặt C. 115
IV.4.3.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy. 117
IV.4.3.2.7. Nguyên công 7: Mài mặt phẳng C của tấm khuôn trên. 117
IV.4.3.2.8. Nguyên công 8: Gia công nguội toàn bộ tấm khuôn trên. 118
IV.4.4. Qui trình công nghệ gia công lòng khuôn sau. 119
IV.4.4.1. Trình tự công nghệ gia công lòng khuôn sau. 119
IV.4.4.2. Thiết kế các nguyên công. 120
IV.4.4.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công.120
IV.4.4.2.2. Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thước 140h7. 121
IV.4.4.2.3. Nguyên công 3: Gia công chiều dài phôi đạt kích thước 240h7. 121
IV.4.4.2.4. Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 80 mm trên bề mặt bên B. 122
IV.4.4.2.5. Nguyên công 5: Khoan 4 lỗ f10,5 sâu 65 mm trên bề mặt bên D. 123
IV.4.4.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ trên bề mặt C. 124
IV.4.4.2.7. Nguyên công 7: Gia công nguội tấm phôi để ghép vào vỏ khuôn. 124
IV.4.4.2.8. Nguyên công 8: Gia công biên dạng lòng khuôn sau. 125
IV.4.4.2.9. Nguyên công 9: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy sản phẩm. 126
IV.4.4.2.10. Nguyên công 10: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn sau. 126
IV.5. Tính toán quá trình cắt gọt khi gia công vật liệu. 126
IV.5.1. Chế độ cắt khi khoan lỗ có đường kính d(mm). 127
IV.5.2. Chế độ cắt khi phay r•nh. 130
IV.5.3. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng. 132
IV.5.3.1. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng sử dụng dao phay ngón. 132
IV.5.3.2. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu. 135
IV.5.4. Chế độ cắt khi doa lỗ sau khi khoan. 137

IV.6. Thiết kế đồ gá cho tương ứng với mỗi nguyên công. 139
IV.6.1. Chọn cơ cấu êtô để cố định phôi. 141
IV.6.1.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá. 141
IV.6.1.2. Xác định phương pháp định vị: 142
IV.6.1.3. Xác định phương chiều và điểm đặt lực của lực kẹp chặt. 142
IV.6.1.4. Tính toán lực kẹp W cần thiết. 143
IV.6.1.5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá ?CT. 145
IV.6.2. Đồ gá là thanh kê và Bulong-đai ốc. 146
IV.6.2.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá. 146
IV.6.2.2. Xác định phương pháp định vị: 147
IV.6.2.3. Xác định phương chiều và điểm đặt của lực kẹp chặt. 147
IV.6.2.4. Tính toán lực kẹp W cần thiết. 147
IV.6.2.5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá ?CT. 150
IV.7. Các lưu ý trong quá trình tính toán ,thiết kế, chế tạo hai cụm lòng khuôn. 151
IV.8. Chương trình sử dụng để điều khiển máy gia công. 152
IV.8.1. Chương trình cho nguyên công 1. 153
IV.8.2. Chương trình cho nguyên công 2. 154
IV.8.3. Chương trình cho nguyên công 3. 154
IV.8.3.1. Chương trình phay hốc chữ nhật (240x140x40mm). 154
IV.8.3.2. Chương trình phay 4 hốc lắp nêm côn. 156
IV.8.3.3. Chương trình khoan 8 lỗ ?20 sâu 43,5 mm. 157
IV.8.3.4. Chương trình khoan 8 lỗ ?10,5 sâu 55 mm. 158
IV.8.4. Chương trình cho nguyên công 4. 159
IV.8.4.1. Chương trình khoan 4 lỗ ?11,5 sâu 45mm 159
IV.8.4.2. Chương trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8. 160
IV.8.4.3. Chương trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8. 161
IV.8.5. Chương trình cho nguyên công 5. 163
IV.8.5.1. Chương trình khoan 18 lỗ ?7,8 sâu 45 mm 163
IV.8.5.2. Chương trình doa 18 lỗ ?8 sâu 45 mm 165
Chương V. Lắp đặt, Bảo dưỡng và bảo quản khuôn 167

Tài liệu tham khảo: 170

Nội dung Đề tài tốt nghiệp.
Đề: - Thiết kế khuôn ép nhựa: Sản phẩm khay nhựa làm đá - Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia
công hai lòng khuôn - Tìm hiểu công nghệ gia công xung định hình.
Các nhiệm vụ cần giải quyết.
A. Thuyết minh và tính toán.
Mở đầu.
Chương 1. Tổng quan về chất dẻo POlymer.
1.1. Giới thiệu chung về chất dẻo Polymer.
1.2. Phân tích các điều kiện kỹ thuật của sản phẩm.
1.3. Đặc điểm của chất dẻo Polypropylen (PP).
Chương 2. Tổng quan về công nghệ làm khuôn.
2.1. Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa.
2.2 Giới thiệu chung về khuôn.
2.2. Trình tự thiết kế, đặc điểm của công nghệ chế tạo khuôn.
2.3. Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa phù hợp với sản phẩm.
2.4 Thiết kế sơ bộ về kết cấu của khuôn ép nhựa.
Chương 3. Tổng quan về gia công tia lửa điện.
3.1. Giới thiệu chung về phương pháp gia công tia lửa điện.
3.2. Khả năng công nghệ của phương pháp gia công tia lửa điện.
3.4. Các thống số điều khiển quá trình xung định hình.
3.5. Chất lượng bề mặt gia công.
3.6. Vật liệu sử dụng làm điện cực.
3.7. Chất điện môi trong gia công tia lửa điện.
3.8. Xu hướng phát triển trong tương lai của gia công bằng tia lửa điện.
Chương 4. thiết kế và lập qui trình công nghệ gia công biên dạng lòng khuôn.
4.1. Xác định điều kiện kỹ thuật chung cần thiết cho khuôn.
4.2. Lựa chọn vật liệu thích hợp cho các chi tiết có trong khuôn.
4.3. Lập phương án thiết kế và chế tạo lòng khuôn.

4.4. Lập qui trình công nghệ gia công chế tạo biên dạng lòng khuôn.
4.4.1 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn trước.
4.4.2 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trước.
4.4.3 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn sau.
4.4.4 Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm lòng khuôn trước.
4.5. Tính toán quá trình cắt cắt lượng kim loại dư.
4.6. Thiết kế đồ gá kẹp chặt cho mỗi nguyên công.
4.7. Thiết kế lập chương trình điều khiển máy để thực hiện gia công.
Chương 5. lắp đặt, bảo dưỡng và bảo quản khuôn.
B. Các bản vẽ cần có.
• Bản vẽ sản phẩm nhựa cần chế tạo với đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật.
• Bản vẽ lắp khuôn ép nhựa ở cả hai vị trí đóng và mở.
• Bản vẽ tách các chi tiết có trong khuôn với đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật (các chi tiết chính).
• Bản vẽ quy lồng phôi của hai long khuôn cần chế tạo.
• Bản vẽ quy trình công nghệ gia công hai lòng khuôn.
• Bản vẽ giới thiệu về công nghệ gia công xung định hình.
Ngày giao nhiệm vụ: 08/02/2004.
Ngày hoàn thành: 05/05/2004.
Sinh viên thực hiện. Giáo viên hướng dẫn.
Chu Quốc Hiếu. Th.S_Nguyễn Hiệp Cường.

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
Giáo viên hướng dẫn
Th.S_Nguyễn Hiệp Cường.
Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án:
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………
Giáo viên duyệt đồ án.
PGS.TS_Trần Văn Địch.
Mở đầu.
Trước đây, các sản phẩm được sản xuất nhờ công nghệ đúc áp lực, ép phun, ép đùn, đột dập… nói chung
và các sản phẩm nhựa nói riêng ít phát triển. Do kiểu dáng mẫu m• đơn điệu, ít xuất hiện trên thị trường.
Bởi vì lúc đó lĩnh vực gia công chế tạo khuôn chưa có điều kiện phát triển do gặp phải khó khăn về trình
độ khoa học công nghệ của đội ngũ kỹ thuật.
Ngày nay, con người không ngừng nghiên cứu khoa học nên đạt được các thành tự nhất định trong các
lĩnh vực: Vật liệu, điều khiển điện tử, cơ khí tự động hoá… Cho nên đ• chế tạo thành công được nhiều
loại vật liệu mới có khả năng tạo hình nhanh nhờ phương pháp định hình (như vật liệu polymer, composit
…) mang các ưu điểm vượt trội về mặt vật lý,hoá học và kinh tế nên được sử dụng rất nhiều để phục vụ
nhu cầu sinh hoạt của con người. Đồng thời nền cơ khí đ• chế tạo thành công được nhiều chủng loại máy
khả năng gia công chế tạo linh hoạt hơn như: Máy phay CNC, máy tiện CNC, máy gia công tia lửa điện
EDM… Các loại máy này có các ưu điểm nổi trội hơn hẳn so với các loại máy gia công truyền thống như:
Phay, tiện, bào… ở các điểm sau:
- Chuyện động tạo hình của dụng cu cắt phong phú hơn.
- Độ chính xác gia công và định vị của dụng cụ tốt hơn (cỡ phần nghìn).

- Độ cứng của vật liệu cần gia công chế tạo hầu như không hạn chế.
- Việc thiết lâp chương trình để máy gia công được các bề mặt định hình một cách tự động diễn ra nhanh
tróng và thuận lợi hơn nhờ sự hỗ trợ của máy tính điện tử.
………….
Cho nên lĩnh vực khuôn mẫu đ• có điều kiện phát triển nhanh và mạnh, để đáp ứng kịp thời nhu cầu sử
dụng của con người trên thị trường. Do con người ngày nay càng ngày càng quan tấm tới hình thức và
mẫu m• của sản phẩm họ sử dụng. Đứng trước tình hình đó các đơn vị sản xuất kinh doanh muốn sản
phẩm của họ làm ra có thể cạnh tranh tốt trên trên thị trường thì ngoài việc nâng cao chất lượng và giảm
giá thành cho sản phẩm thì việc tạo mẫu hay thay đổi mẫu m• cũng là công việc rất cần thiết.
Do đó việc nghiên cứu và tìm hiểu về công nghệ chế tạo khuôn mẫu mẫu là một nhu cầu cấp bách đối với
người kỹ sư công nghệ chế tạo máy sắp ra trường như em, để tạo điều kiện thuận lợi việc xin việc làm.
Hơn nữa đây là công việc sáng tạo không lặp lại, đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức cơ bản và trắc
chắn về công nghệ chế tạo gia công ra sản phẩm cơ khí. Vậy vấn đề thiết kế và chế tạo khuôn mẫu là một
đề tài hay rất phù hợp với nội dụng đồ án ttốt nghiệp cho một sinh viên năm cuối chuyên ngành công
nghệ chế tạo máy như em.
Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo, giúp đỡ rất nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn
Th.S_Nguyễn Hiệp Cường và thầy duyệt đồ án PGS.TS_Trần Văn Địch cùng các thầy cô giáo trong bộ
môn công nghệ chế tạo trường đại học Bách Khoa – Hà Nội và các kỹ sư trong trung tâm khuôn mẫu và
máy CNC thuộc viện Máy và Dụng cụ Công Nghiệp, đến nay em đ• hoàn thành xong toàn bộ nội dung
của đồ án tốt nghiệp đ• được giao.
Tuy nhiên do kinh nghiệm thực tế trong sản xuất còn hạn chế, nên trong quá trình tính toán và thiết kế vẫn
chưa lường hết được các yếu tố sẽ nẩy sinh trong sản xuất thực tế, cho nên sẽ gặp phải những sai sót nhất
định. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ chế tạo máy và sự đóng
góp ý kiến của các bạn để em được hiểu rõ vấn đề này hơn.
Sinh viên thực hiện
Chu Quốc Hiếu.

Chương I. Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer.
I.1. Giới thiệu về vật liệu chất dẻo Polymer.
Chất dẻo có thể được định nghĩa như sau: Vật liệu dẻo là loại vật liệu có thể nung nóng cho mềm ra nhiều

lần sau khi nguội. Nó có thể được phun vào khuôn, được nghiền vụn lại và lập lại quá trình đó một số lần.
Tất nhiên là vật liệu dẻo sẽ bị mất phẩm chất (độ bền, cơ tính…) khi quá trình đó lặp đi lặp lại nhiều lần.
Vậy 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 ít trong khi đại phân
tử của nó tiếp tục tăng.
- Các chất độn gia cường (Dạng bột, dạng sợi…) nhằm tăng cường cơ tính cho vật liệu.
- Chất phụ gia tăng cường phù hợp cho mục đích sử dụng (Chất ổn định, chất bôi trơn, chất hoá dẻo…).
- Chất tạo màu sắc cho sản phẩm để đáp ứng nhu cầu người sử dụng về mặt cảm quang.
I.1.1. Phân loại chất dẻo.
• Theo cấu trúc phân tử.
- Vật liệu vô định hình: Vật liệu dẻo vô định hình có thể dễ dàng nhận thấy bởi các tính chất cứng trong
suốt của nó. Ngoài ra nó có màu sắc tự nhiên là màu trắng như nước hoặc gần như màu cát vàng hoặc
màu mờ đục. Loại vật liệu này có độ co rút rất nhỏ chỉ bằng 0,5 ? 0,8%. Một vật liệu thuộc dạng này có
tên thương mại là: Polycarbonate (PC), Styrene Acrylonitrile (SAN), Polystyrene (PS),
Polymethylmethacrylate … Chúng được sử dụng rất thông dụng cho các mặt công nghiệp và gia dụng đòi
hỏi độ trong suốt cao.
- Vật liệu tinh thể: Loại vật liệu nhiệt dẻo này thường cứng và bền dai về đặc tính nhưng thường không
trong suốt do cấu trúc tinh thể đ• gây cản trở cho sự đi qua của ánh sáng. Các vật liệu này thường được sử
dụng trong công nghiệp làm đồ gia dụng. Bao gồm: Polypropylene (PP), Low density polyethylene
(LDPE), High density polyethylene (HDPE)… Còn đối với một số lĩnh vực công nghiệp thì các loại vật
liệu sau được sử dụng thông dụng: Polyester (PBT ?PETP), Polyacetal (POM), Nylon …
Nhận thấy rằng sự phát triển của tinh thể của cả hai loại vật liệu nêu trên đều đóng vai trò quan trọng tới
sự thay đổi các tính chất của chúng. ở Polyme vô định hình thì tinh thể của chuỗi thiên về bất định còn
các tinh thể thì lại có cấu trúc trật tự và đối xứng làm cho lực giữa các mắt xích có khả năng phát triển
làm cho tinh thể lớn lên chiếm hết khoảng trống. Mức độ hình thành tinh thể (độ trong suốt) của vật liệu
dẻo phụ thuộc một phần vào tốc độ làm nguội trong quá trình gia công. Tốc độ nguội thấp sẽ tạo ra độ
trong suốt cao hơn. Do đó các chuỗi polymer chuyển động có quy luật đòi hỏi quá trình làm nguội diễn ra
nhanh để ngăn cản chuyển động của chuỗi và ngăn cản sự phát triển của tinh thể. Tính chất của các vật
liệu có thể bị thay đổi bởi sự sửa đổi trọng lượng phân tử và sự chia nhánh chuỗi. Sự thay đổi như thế sẽ
có hiệu quả không chỉ đòi với các tính chất cơ học mà còn ảnh hưởng tới quá trình điền đầy khuôn của vật

liệu.
• Theo công nghệ gia công.
- 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 hoặc làm bay hơi dung môi thì nó trở lại trạng thái rắn (Loại này có khả năng tái sinh
được).
- Chất dẻo nhiệt rắn: Là loại vật liệu mà nguyên liệu ban đầu sẽ nóng cháy và hoà tan được khi có nhiệt
độ 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 (Loại này không có khả năng tái sinh được). Sở dĩ có hiện
tượng đó vì trong quá trình gia công dưới tác dụng của nhiệt độ và các nhân tố hoá học được trộn trong
nguyên liệu ban đầu, chúng gây ra phản ứng hoá học với nhau gọi là phản ứng khâu mạch. Năng lượng
cần để phá vỡ liên kết hoá học này có khi lớn hơn năng lượng cần thiết để phá huỷ vật liệu.
• Theo cấu trúc phân tử.
- Cấu trúc của nhiệt dẻo ở dạng sợi: Sợi trơn và sợi phân nhánh.
- Cấu trúc của nhiệt rắn ở dạng lưới: lưới phẳng và lưới không gian.
I.1.2. Cơ sở hoá học của chất dẻo.
VD: Hình thành chất dẻo Polypropylene (PP).
Ban đầu các đơn vị cơ sở hình thành nên của chất dẻo Polypropylene (PP) là propylen (CH2= CH - CH3)
tồn tại độc lập. Dưới tác dụng của điều kiện môi trường xung quanh (Nhiệt độ, áp suất và các chất hoá
học khác) các đơn tinh thể đó liên kết lại với nhau tạo thành một đa tinh thể (Quá trình này gọi là Polymer
hoá). Nếu coi đơn tinh thể là một mắt xích thì đa tinh thể chính là một chuỗi các mắt xích được ghép lại
với nhau.

Hình I 1: Sơ đồ hình thành một mạch polymer thẳng loại đơn giản.
* Các thông số công nghệ của chất dẻo.
• Phân tử lượng và độ trùng hợp:
Đây là hai đại lượng phụ thuộc và ảnh hưởng tới nhau.
VD: PE có phân tử lượng trung bình M = 56000 đơn vị còn phân tử khí Etylen = 28 đơn vị. Như vậy mức
độ trung hợp sẽ là nTH = 56000/28 = 2000.
Như vậy cùng một loại Polyme (Cao phân tử) thì khi phân tử lượng tăng thì tất cả các tính chất cơ lý: độ
bền hoá học, độ bề khí hậu, độ bền cơ học đều tăng theo. Tuy nhiên khi phân tử lượng tăng lên thì độ nhớt

của phân tử khi nóng chảy cũng tăng theo sẽ làm cho quá trình gia công khó khăn hơn.
• Tỷ trọng ? và hệ số lèn chặt ?.
- Tỷ trọng ? (g/cm3) là đại lượng sử dụng để xác địch xem vật liệu dẻo ở dạng hạt hay dạng bột. Đại
lượng này được sử dụng trong tính toán công nghệ và thiết kế khác.
- Hệ số lèn chặt ? của một chất dẻo được sử dụng để tính toán kích thước cần thiết cho khoang nạp nhiên
liệu. Hệ số lèn chặt được xác định bởi tỉ số giữa thể tích (hoặc khối lượng) của vật liệu trước gia công với
thể tích (hoặc khối lượng) của vật liệu đó sau khi đ• thành sản phẩm.

(I.1)
Trong đó: - V1 là thể tích của vật liệu trước khi gia công.
- V2 là thể tích của chính vật liệu sau khi gia công.
• Đặc trưng chảy của chất dẻo nhiệt dẻo.
Đây là một trong những đặc điểm cần phải biết của vật liệu dẻo khi muốn chế tạo sản phẩm từ chất dẻo.
Đặc trưng này phụ thuộc vào mức độ trùng hợp, hình dạng của đại phân tử, tốc độ và nhiệt độ của dòng
vật liệu khi nóng chảy. Được biểu thị quá hai chỉ số: Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index), giá trị K.
- Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index): Với nhiệt độ to xác định, áp suất xác định trong khoảng thời gian
10 phút. Người ta tiến hành ép chất dẻo nóng chảy qua một khe hẹp hình trụ với kích thước chuẩn và tiến
hành đo khối lượng vật liệu chảy qua đó. Số chỉ MFI sử dụng để so sánh các nhóm vật liệu cơ sở cùng
loại và dùng để định hướng khi xác định các thông số công nghệ để gia công chất dẻo.
- Chỉ số K: Giá trị này đặc trưng cho phân tử lượng của Polyvinyclorid (PVC). Nó thay đổi như độ nhớt.
Nghĩa là giá trị K càng lớn thì phân tử lượng của PCV càng lớn.
• Đặc trưng chảy của chất dẻo nhiệt rắn.
Đối với chất dẻo nhiệt rắn thì với cùng một nhiệt độ mà ta có thể đo được đặc trưng chảy thì quá trình tạo
lưới do phản ứng khâu mạch cũng xảy ra. Khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của vật liệu giảm đồng thời vật
liệu tạo lưới tăng. Hai quá trình này luôn đi đồng hành với nhau.
- Độ dài đường chảy: Vật liệu từ một khoang trụ tròn được nung nóng và bị ép vào một kênh bị thu hẹp
lại trong cùng một điều kiện nhiệt độ, áp suất… như nhau. Ta tiến hành so sánh chiều dài các thanh được
ép ra thanh nào có độ dài lớn thì đặc trưng chảy của vật liệu đó càng tốt.
- Đo thời gian chảy: Cách phổ biến nhất của phương pháp này là tạo mẫu thử có dạng hình cái chén. Bằng
phương pháp ép ta chế tạo ra một chiếc chén rồi tiến hành đo thời gian cần thiết để vật liệu đùn đầy

khuôn. Với các điều kiện như nhau thời gian điền đầy khuôn của mẫu thử nào nhỏ hơn thì vật liệu đó có
đặc trưng chảy cao hơn.
I.2. Điều kiện kỹ thuật cần có đối với một sản phẩm nhựa.
Để sản phẩm nhựa, khay làm đá viên, có khả năng chế tạo được bằng phương pháp đúc trong khuôn kim
loại nhờ máy ép nhựa thì kết cầu của sản phẩm phải thoả m•n một số điều kiện nhất định sau.
- Tỉ lệ giữa chiều cao và chiều dày của thành sản phẩm phải thích hợp để tạo điều kiện dòng nhựa nóng
chảy bơm vào lòng đầy khuôn dễ dàng.
- Thành sản phẩm phải có góc nghiêng nhất định tạo điều kiện để sản phẩm thoát nhanh ra khỏi khuôn khi
khuôn được mở ra, hạn chế bớt hiện tượng sản phẩm bị dính vào lòng khuôn.
- Chiều dày thành sản phẩm tại các vị trí chuyển tiếp không được chênh lệch nhau quá nhiều.
…
Bảng I 1: Chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo.
TT Vật liệuChiều dày nhỏ nhất (mm) Chiều dày trung bình (mm) Chiều dày lớn nhất
(mm)
1 PA 0,38 1,6 3,2
2 PC 1,00 2,4 9,5
3 LDPE 0,50 1,6 6,4
4 HDPE 0,90 1,6 6,4
5 PP 0,63 2,0 7,6
6 PS 0,76 1,6 6,4
7 PVC 1,00 2,4 9,5
Bảng I 2: Quan hệ giữa độ cao, chiều dày và độ nghiêng thành sản phẩm.
1/40 1/20 10 20 30 40 50
Chiều cao thành sản phẩm (mm)
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 1.94
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
0.88 1.74 3.50 6.98 10.48 13.98 17.50
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
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 45.84
Chiều dày thành sản phẩm (mm)
Căn cứ vào bản vẽ chi tiết sản phẩm nhựa, ta thấy rằng các thông số kích thước trong kết cấu hoàn toàn
phù hợp để chế tạo ra sản phẩm nhờ phương pháp đúc phun trong khuôn kim loại.



Hình I 2: Hình dạng sơ bộ của sản phẩm cần chế tạo.
Căn cứ thực tế sản xuất, ta nhận thấy rằng các cạnh của viên đá nếu là góc nhọn (90o) thì việc gia công
gặp rất nhiều khó khăn. Cho nên để việc quá trình gia công chế tạo sản phẩm được thuận lợi thì các cạnh
viền của khay đá nên có dạng cung tròn có bán kính thích hợp với kích thước của dụng cụ cắt.




Hình I 3: Hình dạng của sản phẩm nhựa cần chế tạo.
Các thông số chính xác về kích thước tham khảo bản vẽ chi tiết sản phẩm trang sau (A3).
* Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm nhựa như sau:
- Sản phẩm sau khi bơm đạt hình dạng tốt nhất mà tốn ít công sửa lại nhất.
- Sản phẩm sau khi bơm không tồn tại khuyết tật nhất như: cong vênh, rỗ khí, vật phun bị ngắn, có tồn tại
đường hàn, hõm co…
- Cơ tính ổn định ở nhiệt độ thấp –100C
- Không gây độc hại cho người sử dụng.
- Sử dụng loại vật liệu thông dụng nhất.
Căn cứ vào các đặc tính đó ta chọn vật liệu để chế tạo khay đá là nhựa PP có độ co ngót là 1,6 %. Căn cứ

vào đó để thiết kế hình dạng khuôn để sau khi ép tạo ra sản phẩm đạt yêu cầu.
I.3. Đặc điểm công nghệ của nhựa Polypropylen (PP).
Polypropylen (PP) là loại polymer có dạng tinh thể. Trong quá trình chế tạo các nhà sản xuất đ• tạo ra
polypropylen có cấu trúc điều chỉnh lập thể, các mạch đại phân tử của nó có cấu trúc cân đối gọn.
- Phân tử lượng:80000 ? 200000 đơn vị.
- Mức độ tinh thể: 80% ? 90%.
- Tỷ trọng: 0,90 ? 0,91 (g/cm3).
- Công thức hoá học:
I.3.1. Tính chất của PP.
• Tính chất về nhiệt.
PP có nhiệt độ nóng chảy là 160 ? 175oC, bền vững với sự sôi có thể tiến hành khử trùng ở nhiệt độ
120oC mà sản phẩm không bị biến dạng. độ chịu lạnh có thể xuống tới –65oC.
• Tính chất hoá học.
PP bền vững đối với các axit lo•ng, muối, kiềm , khó tan trong các dung môi ở nhiệt độ thường… Nhưng
tới nhiệt độ 90oC thì tính bền vững kém đi.
• Tính chất cơ học:
Tính chất cơ học của PP phụ thuộc vào phân tử lượng, chữ lượng các pha có quy luật, độ phân tán các pha
có quy luật của nó.
- Phân tử lượng của PP được xác định thông qua chỉ số chảy 0,2 ? 5 (g/10’).
- Giới hạn bền kéo của PP phụ thuộc vào tốc độ chất tải. Tốc độ kéo thấp thì giới hạn bền tăng và ngược
lại
- Tính chất cơ học của PP cứng sẽ tăng nếu các sản phẩm của nó được kéo định hướng.
ưu điểm: PP có độ cách điện và độ bền nước (không thấm nước) khá hoàn hảo và không gây độc hại cho
người sử dụng. Nên rất thích hợp làm các sản phẩm gia dụng.
Bảng I 3: Thông số kỹ thuật của một số chất dẻo thông dụng như sau:
Nhựa
Tên gọi Nhiệt độ khuôn Nhiệt độ tại vòi phun Nhiệt độ phá huỷ Độ co ngót %
ABS Styrene co-polyme 10 ? 80 (oC) 170 ? 200 (oC) 310 (oC) (0,4 ? 0,7)
PA 6,6 Polyamide 50 ? 80 (oC) 250 ? 280 (oC) 320 ? 330 (oC) 0,5 ? 2,5
PS Polystyrene 10 ? 75 (oC) 200 ? 280 (oC) 250 (oC) 0,3 ? 0,6

PP Polypropylene 10 ? 80 (oC) 220 ? 235 (oC) 280 (oC) 1,0 ? 2,0
PVC Polyvinylclorid 20 ? 60 (oC) 190 ? 240 (oC) 180 ? 220 (oC) 0,5
I.3.2. ứng dụng của PP.
PP có thể phối hợp với các loại vật liệu để gia công: Cao su tự nhiên hoặc cao su nhân tạo và các loại vật
liệu khác. Người ta dùng máy chộn có bộ phận nung nóng để phối hợp chúng rồi tạo hạt.
Để ổn định PP người ta dùng các amin và muối công nghiệp. Để tạo màu cho sản phẩm người ta dùng hạt
màu vô cơ hoặc hữu cơ để nhuộm màu cho sản phẩm PP khi gia công.
- ống PP: Vật liệu dùng để làm ống có chỉ số chảy 0,5 ? 3 g/10 phút, ống có đường kính ? 25 ?150 mm.
Chúng được sử dụng để vận chuyển nước nóng, chất lỏng hoá chất… trong công nghiệp hoá học.
- Màng và tấm: Màng PP có độ trong suốt ngang giấy bóng kính lại có độ bền cơ học cao hơn đồng thời
chịu được nước.
- Bọc dây điện: Sử dụng cho kỹ thuật điện, điện tử và những nơi có độ bền nhiệt cao.
- 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 nghiệm hoá học, dệt, sơn, ô tô …
- Sản phẩm đúc để chế tạo các chi tiết máy và đồ dùng phục vụ đời sống hàng ngày trong các lĩnh vực ô
tô, xe máy, máy giặt, máy lạnh, điện thoại, máy thực phẩm, máy tính …
- Tạo sợi do PP nhẹ, bền thích hợp sử dụng để bện cáp, lưới đánh cá, túi lưới, thảm, dệt vải bọc trong
công nghệ dệt vải…
- Tạo lớp phủ bảo vệ cho các chi tiết chống ăn mòn của môi trường.

Chương II. Tổng quan về công nghệ làm khuôn.
II.1. Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa.
Ta đ• biết rằng khuôn là một dụng cụ dùng để định hình cho một chủng loại sản phẩm nhất định (hình
dáng và vật liệu...), ở đây là sản phẩm nhựa. Nó được lắp ráp từ nhiều chi tiết cơ khí khác nhau. Khi
khuôn được lắp với các bộ phận cung cấp chuyển động thích hợp (máy ép nhựa…),nó sẽ có khả năng
thực hiện đóng mở khuôn theo một chu kỳ xác định, để tạo ra được những khoảng không gian hợp lý có
tác dụng tạo hình cho sản phẩm hoặc tạo khoảng không gian cần thiết để sản phẩm thoát ra khỏi khuôn
một cách dễ dàng (Không phải ngừng máy, sản phẩm ra một cách tự động…) sau khi đ• có hình dạng đạt
yêu cầu. Nhờ đó mà năng suất ép ra sản phẩm nhựa rất cao.
* Quy trình ép ra một sản phẩm nhựa trên máy ép nhựa như sau:

Hình II 1: Trình tự ép sản phẩm trên máy ép nhựa nằm ngang.
Ban đầu hệ thống thuỷ lực của máy ép nhựa thực hiện chuyển động đóng khuôn để tạo ra khoảng không
gian đóng kín, lúc này dòng nhựa đ• được cụm hoá dẻo (Xylanh hoặc Piston) hoá lỏng bơm vào có nhiệt
độ và áp suất cao chảy qua cuống phun vào khuôn thực hiện công việc điền đầy lòng khuôn. Cụm đóng
khuôn của máy ép vẫn phải tác dụng vào khuôn một lực lớn (lực kẹp khuôn) để không có một chút chất
dẻo nào được chảy ra tại bề mặt phân khuôn (gây tổn thất nhựa và tạo phế phẩm).
Trên cơ sở phân cách nhiệt độ giữa lòng khuôn và cụm hoá dẻo, cả hai đều có mức nhiệt độ rất khác nhau.
Liên kết này chỉ được duy trì một lúc cho đến khi chất dẻo lỏng không còn khả năng chảy nữa. Bởi vì sau
khi nhựa đ• được bơm vào lòng khuôn thì hệ thống làm mát ( không khí, nước, dung dịch làm mát…)
hoạt động thực hiện công việc làm nguội nhựa, làm cho quá trình nhựa từ trạng thái lỏng chuyển sang
trạng thái rắn nhanh hơn (nâng cao năng suất làm việc). Do đó mà sau khi điền đầy khuôn nhựa bắt đầu
đông cứng lại, khi đó thể tích của sản phẩm sẽ bị co lại (phụ thuộc vào hệ số co ngót của vật liệu). Do đó
để tạo ra sản phẩm có hình dạng đúng theo yêu cầu thì bằng cách ép tiếp và bơm nhựa điền đầy tiếp thì
thể tích thiếu hụt do co ngốt nhựa sẽ được bổ xung thêm. Cho nên phải duy trì áp lực lên chất dẻo cho đến
lúc nó đông cứng lại.
Vì quá trình hoá dẻo nhựa từ trạng thái rắn sang lỏng cần một thời gian nhất định, trục xoắn vít thực hiện
việc ép chất dẻo vào lòng khuôn nhờ thực hiện chuyển động quay. Do đó để tạo ra từng liều lượng nhằm
làm chảy nó và xếp đặt trước khi bơm vào khuôn, trục xoắn tạo ra khoảng không gian trống bằng cách
trượt lùi lại trong lòng Xylanh phun bằng chuyển động tịnh tiến dọc trục. Khi sản phẩm được làm đông
lại cụm hoá dẻo sẽ chuyển động rời khỏi khuôn nhờ đó mà chất dẻo ở đầu vòi phun không bị đông đặc lại.
Cụm đóng khuôn vẫn tiếp tục duy trì lực ép khuôn cho đến khi sản phẩm đông đặc tới mức có thể tống ra
ngoài được chuyển động mở khuôn kết hợp với hệ thống chốt đẩy. Quá trình được tiếp tục để chế tạo sản
phẩm tiếp theo.
*) Tóm lại chu kỳ hoạt động của máy ép tạo ra một sản phẩm như sau:
- Khung kẹp thực hiện đóng chặt khuôn.
- Vật liệu dẻo đ• được hoá dẻo từ trước được bơm vào lòng khuôn.
- áp lực tiếp tục duy trì (áp lực giữ).
- Tại thời điểm này trục vít tiếp tục chuyển động quay để hoá dẻo vật liệu chuẩn bị cho lần bơm tiếp theo.
- Khi đó chất dẻo bắt đầu nguội nhờ hệ thống làm mát của khuôn.

- Mở khuôn và đẩy sản phẩm ra ngoài.
II.2. Giới thiệu chung về khuôn.
Khuôn là một dụng cụ dùng để định hình cho một sản phẩm nhựa. Nó được thiết kế sao cho có thể được
sử dụng cho một số lượng lớn chu trình để gia công ra sản phẩm thoả m•n yêu cầu cho trước.
Kích thước và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thước và hình dáng của sản phẩm. Số lượng sản
phẩm cần được chế tạo ra từ một bộ khuôn (Số lần ép, số sản phẩm trong một lần ép…) là một yếu tố rất
quan trọng cần xét tới trong quá trình thiết kế khuôn. Bởi vì đối với dạng sản xuất nhỏ thì không cần đến
loại khuôn có nhiều lòng khuôn hoặc có kết cấu đặc biệt. Các yếu tố đó có ảnh hưởng trực tiếp tới giá
thành của khuôn cũng như là giá thành của sản phẩm cần chế tạo trên khuôn đó.
II.2.1. Các thuật ngữ kỹ thuật cơ bản.

- Khuôn: là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ráp lại với nhau, ở đó nhựa được bơm vào, được làm nguội,
rồi sản phẩm được đẩy ra. Sản phẩm được tạo hình giữa hai phần của khuôn. Khoảng trống giữa hai phần
đó được điền đầy bởi nhựa và nó sẽ mang hình dạng của sản phẩm cần chế tạo.
- Một phần của khuôn lõm vào sẽ xác định hình dạng bên ngoài của sản phẩm được gọi là lòng khuôn,
còn phần lồi ra xác định hình dạng bên trong của sản phẩm gọi là lõi khuôn.
- Đường phân khuôn (mặt phân khuôn) là mặt phẳng phần tiếp xúc giữa lòng khuôn và lõi khuôn.
*) Ngoài lõi khuôn và lòng khuôn thì còn có các bộ phận cơ bản sau:
- Tấm kẹp phía trước: kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun.
- Tấm khuôn phía trước: là phần cố định của khuôn tạo thành phần trong và phần ngoài của sản phẩm.
- Tấm khuôn phía sau: là phần chuyển động của khuôn, tạo nên phần trong và phần ngoài của sản phẩm.
- Tấm kẹp phía sau: kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy ép phun.
- Tấm đỡ: giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài.
- Khối đỡ: Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp phía sau để cho tấm đẩy hoạt động được.
- Tấm giữ: Giữ chốt đẩy với tâm đẩy.
- Vòng định vị: Bảo đảm vị trí thích hợp của vòi phun với khuôn.
- Chốt dẫn hướng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn.
- Bạc dẫn hướng: Để tránh mài mòn dẫn tới làm hỏng nửa khuôn sau.
- Bạc mở rộng: Cùng với bạc để tránh mài mòn làm hỏng tấm kẹp phía sau khối ngăn và tấm đỡ.
- Bộ định vị: Đảm bảo cho sự phù hợp giữa phần chuyển động và phần cố định của khuôn.

- Chốt hồi về: làm cho chốt đẩy có thể quay trở lại khi khuôn đóng lại.
- Chốt đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khi khuôn mở.
- Bạc dẫn hướng chốt: để tránh mài mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tám giữ do chuyển động tương đối
giữa chúng.
- Chốt đỡ: Dẫn hướng chuyển động và đỡ cho tấm đỡ tránh khỏi bị cong vênh do áp lực cao.
- Bạc cuống phun: nối giữa vòi phun và kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phía trước và tấm khuôn trước.
Đây chỉ là các chi tiết hay được sử dụng trong một bộ khuôn, ngoài ra tuỳ theo độ phức tạp của khuôn mà
sử dụng thêm bộ phận khác như: Van dầu, van khí… hoặc bớt đi một số chi tiết nào đó để khuôn hoạt
động hiệu quả nhất (Tham khảo trong bản vẽ lắp khuôn).
II.2.2. Các loại khuôn phổ biến.
Kết cấu của khuôn thường gồm hai phần, một phần ở phía vòi phun nó được bắt chặt, cố định với máy ép
nhựa gọi là tấm khuôn trước, phần còn lại được ở phía hệ thống đẩy, khi hoạt động nó thực hiện chuyển
động đóng mở khuôn gọi là tấm khuôn sau. Tuỳ theo kết cấu của tấm khuôn trước và sau cũng như là
cách thực hiện chuyển động đóng mở khuôn khi làm việc mà có các loại khuôn phổ biến sau:
- Khuôn hai tấm: Là loại khuôn chỉ gồm hai phần khuôn trước (phần khuôn được lắp cố định trên máy ép
nhựa) và khuôn sau (phần thực hiện chuyển động tịnh tiến thực hiện công việc đóng mở khuôn). Đây là
loại khuôn có kết cấu đơn giản (giá thành thấp) được sử dụng rộng r•i để chế tạo các sản phẩm có kích
thước nhỏ, sử dụng ít miệng phun, hình dạng đơn giản, sản lượng chế tạo ít…

Hình II 2: Kết cấu của khuôn ép nhựa hai tấm.
- Khuôn ba tấm: Hệ thống này gồm có các bộ phận sau: Khuôn trước, khuôn sau và hệ thống thanh đỡ.
Nó có khả năng tạo ra hai vùng không gian khi đóng mở khuôn. Một vị trí mở để lấy ra sản phẩm còn một
vị trí mở dùng để lấy kênh nhựa.
Nhược điểm của dạng khuôn này là khoảng cách giữa vòi phun của máy ép nhựa với lòng khuôn cần bơm
nhựa vào khá dài, làm giảm áp lực của dòng nhựa từ vòi phun vào lòng khuôn và lượng nhựa phế phẩm
tiêu tốn ở hệ thống kênh dẫn nhựa lớn.

Hình II 3: Kết cấu của khuôn ép nhựa ba tấm.
- Khuôn nhiều tầng được chế tạo để giữ lực kẹp của máy thấp (nghĩa là sử dụng cho các loại máy có kích
thước nhỏ giảm tiền vốn đầu tư vào máy), nhờ sử dụng được hệ thống đẩy ở cả hai nửa khuôn. Do đó vẫn

giữ được giá thành sản phẩm hạ trong khi có thể sản xuất được một số lượng sản phẩm lớn.

Hình II 4: Kết cấu của khuôn ép nhựa nhiều tầng.
Ngoài các vấn đề đ• trình bày ở trên thì trong quá trình thiết kế khuôn ta cũng cần quan tâm giải quyết tới
một số vấn đề sau:
- Hệ thống kênh dẫn nhựa phải giải quyết như thế nào ?
- Hệ thống làm mát khuôn thiết kế như thế nào ?
- Cần phải thiết kế chế tạo bộ phận, chi tiết nào? còn chi tiết nào thì mua theo tiêu chuẩn ?
Đây là các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp tới giá thành chế tạo khuôn, đồng thời chúng cũng ảnh hưởng trực
tiếp tới năng suất và chất lượng của sản phẩm được ép ra trên khuôn ta thiết kế
II.3. Trình tự thiết kế, đặc điểm công nghệ chế tạo khuôn.
II.3.1. Trình tự thiết kế khuôn.
Để hạn chế bớt sự bất cập giữa nhu cầu từ phía khác hàng và điều kiện sản xuất thực tế tại nhà máy, tăng
hiệu quả của công việc thiết kế. Ta nên lập ra một trình tự các công việc cần phải tiến hành sau khi nhận
được các số liệu về đơn đặt hàng, để có thể thiết kế và chế tạo ra một sản phẩm khuôn đạt yêu cầu.

Hình II 5: Trình tự công việc khi thiết kế khuôn ép nhựa.
II.3.2. Đặc điểm của công nghệ sản xuất khuôn.
Điểm nổi bật nhất của công nghệ sản xuất khuôn mẫu là thuộc dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ. Bởi vì
khuôn dùng để định hình cho một loại sản phẩm có hình dạng, vật liệu đ• được xác định từ trước. Cho nên
khi mà sản phẩm có sự thay đổi một trong hai yếu tố: hình dạng hoặc vật liệu thì ngay lập tức khuôn cũ
không sử dụng được nếu muốn sử dụng tiếp thì cần phải tiến hành gia công sửa chữa lại khuôn, chi phí
cho công việc nay không nhỏ.
Hơn thế trong khuôn lại có các chi tiết, bộ phận đòi hỏi có biên dạng cần chế tạo rất phức tạp (hình dạng
của sản phẩm phức tạp: mặt định hình, lỗ, r•nh hẹp lại sâu…), đồng thời lại đòi hỏi rất cao về chất lượng
sau gia công giữa các các chi tiết với nhau (do phải lắp ráp), giữa các vị trí cần gia công khác nhau trên
cùng một sản phẩm… Cho nên máy móc sử dụng để gia công chế tạo trong lĩnh vực khuôn mẫu không
những có độ linh hoạt và vạn năng mà cao đồng thời độ chính xác đạt được sau khi gia công cũng phải
tốt. Điều này nếu chỉ sử dụng các biện pháp công nghệ truyền thống như là: Phay, tiện, bào, mài, đúc,
hàn, rèn … thì để gia công chế tạo được sản phẩm khuôn đạt yêu là rất khó khăn, thậm chí là không thể

gia công được, nếu gia công được thì bài toán kinh tế cũng không cho phép.
Thế nhưng nhờ áp dụng được các thành tựu mới từ các ngành khoa học như: Điện tử, vật lý, toán học, vật
liệu …vào ngành cơ khí. Đ• tạo ra được các phương pháp gia công mới như là: Gia công tia lửa điện, gia
công tia nước, gia công bằng Laze…hay là các máy công cụ có khả năng linh hoạt hơn như: Máy NC
(máy điều khiển số); Máy CNC (máy điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính); Máy gia công bằng
phương pháp phóng tia lửa điện (máy cắt dây, máy gia công xung… )… Nhờ sử dụng các loại máy đó ta
có thể gia công được bề mặt định hình phức tạp, có độ chính xác cao hay là các loại vật liệu có độ cứng
cao mà các biện pháp truyền thống khó hoặc không thể gia công được.
II.4. Tính toán và lựa chọn loại máy ép nhựa.
Ta đ• biết rằng sản phẩm nhựa ta cần chế tạo có dạng tấm bề dày nhỏ 1mm trong khi diện tích bề mặt của
sản phẩm cần điên dầy nhựa khá lớn. Cho nên để nhựa dẻo có thể điền đầy được toàn bộ lòng khuôn để
khi nguội tạo ra được sản phẩm đạt hình dạng và chất lương theo yêu cầu thì dòng nhựa bơm cần có áp
lực (p) cao lên tới 400 ? 1200 atm (Kg/cm2) (Theo kinh nghiệm có như vậy thì nhựa mới được bơm đầy
kín toàn bộ lòng khuôn).
Do đó trong quá trình bơm nhựa vào khuôn thì tấm khuôn sau luôn chịu một lực đẩy bằng tích số của áp
lực bơm (p) với diện tích bề mặt của sản phẩm (S) cần ép ra. Khiến cho khuôn có xu hướng chuyển động
lùi lại sẽ tạo khe hở giữa hai lòng khuôn làm cho nhựa bị phòi ra làm cho sản phẩm sau khi nguội có ba
via (gây tốn nhựa và tốn công để cắt ba vía sau này). Tỉ lệ ba ví này tuỳ thuộc vào khe hở to hay bé. Cho
nên để tạo ra sản phẩm có hình dạng đẹp đồng thời tiêu tốn lượng nhựa và công lao động ít nhất thì ta
phải chọn máy ép nhựa tạo lực hoá khuôn (F) và áp lực bơm phù hợp.
Tức là máy tốt nhất là máy có thể tạo ra lực khoá khuôn vừa đủ để sản phẩm không có (hoặc có rất ít) ba
ví dưới áp lực của dòng bơm nhựa hoá dẻo được bơm vào lòng khuôn. Tuy nhiên lực khoá khuôn cũng
không được thừa quá nhiều sẽ tiêu tốn kinh phí việc mua máy và vận hành máy trong khi lại không sử
dụng được triệt để khả năng công nghệ của máy.
Vậy ta phải lựa chọn máy tạo ra lực khoá khuôn thoả m•n điều kiện.
F ? p.S (II.1)
Trong đó: - F là lực khoá khuôn của máy ép nhựa.
- p là áp lực của dòng nhựa hoá lỏng bơm vào lòng khuôn.
- S là diện tích của sản phẩm chiếu lên lòng khuôn sau.
Căn cứ vào kích thước của sản phẩm cần chế tạo ta có thể tính toán được lực khoá khuôn cần thiết để cố

định vị trí của các tấm khuôn trong quá trình bơm nhựa như sau:

Tính diện tích của sản phẩm (S) được xác định như sau:
S = 206.107 = 22042 (mm2) = 22,042 (cm2).
Do đó lực khoá khuôn của máy tối thiểu là:
F = p.S = (400?1200).22,042 = 88168 ? 264504 (Kg)= 88 ? 265(Tấn).
Căn cứ vào lực khoá khuôn cần phải có và tình trạng máy móc hiện có tại nơi sản xuất, ta sẽ chọn được
máy phù hợp cho quá trình gia công. ở đây em chọn máy ép 160 tấn (Phù hợp với chỉ tiêu kinh tế nhất) để
ép ra sản phẩm nhựa.
Trong quá trình ép sản phẩm để thử khuôn, căn cứ vào tình trạng thực tế của sản phẩm ta có các biện pháp
xử lý thích hợp để sản phẩm đạt chất lượng. Nếu sản phẩm có tồn tại ba via thì sử dụng các biện pháp
công nghệ để xử lý hệ thống kênh dẫn nhựa để làm giảm áp lực bơm, còn nếu áp lực của dòng nhựa
không đủ để điền dầy khuôn thì ta chọn máy có lực khoá khuôn lớn hơn để tiến hành gia công như là: 190
tấn hay là 260 tấn.
Bảng II 1: Thông số kỹ thuật của máy TW-160 S II (Máy ép nhựa 160 tấn).
Model TW-160 S II
A B C
Screw diameter Mm 42 45 50
Injection pressure Kg/cm22496 2174 1761
Capacity cm2 332.4 381.6 471.12
Sot weight of injection gr 299.16 343.44 424.0
oz 10.5 12.1 14.9
Injection rate cm3/sec 114.26 131.17 161.94
Nozzle stroke mm 350
Screw rotation - Hydraulic motor
Screw speed rpm 0 – 167
Mould clamping force ton 160
Dayligt openingmm 850
Clamping stroke mm 400
Mould thickness mm 200 – 450

Distance between tie rods mmx(HxV) 470x470
Mould plate mm 700x700
Ejector stroke mm/ton 100/4.3
Pump motor I-P (Kw) 25(18.65)
Heater capacity Kw 6.67
Max. load capacity Kw 25.32
Machine weightTon 6
Machine dimersion m(LxWxH) 5.5x1.3x2.1
Hydraulic operation weight l 400
Cooling water capacity m3/hr 1.4
II.5. Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa.
Để chế tạo ra được sản phẩm khuôn có khả năng làm việc tốt: Năng suất hoạt động của khuôn cao, tỉ lệ
phế phẩm ít, vật liệu sử dụng tiết kiểm… Thì trong quá trình thiết kế và chế tạo khuôn cần giải quyết tốt
các vấn đề sau:
- Thiết kế mặt phân khuôn.
- Thiết kế lòng khuôn có biên dạng.
- Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa.
- Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm.
- Thiết kế hệ thống làm mát.
- Chọn loại khuôn phù hợp.
- Sử dụng tối đa các chi tiết trong khuôn đ• được tiêu chuẩn hoá như: Vành định vị, bạc phun, chốt đẩy
sản phẩm, chốt hồi, chốt dẫn hướng, kết cấu khuôn có sẵn … để rút ngắn thời gian và giảm chi phí cho
quá trình chế tạo.
II.5.1. Chọn mặt phân khuôn.
Mặt phân khuôn là bề mặt phân cách giữa hai nửa khuôn với nhau. Nó được lựa chọn làm sao để:
- Tạo điều kiện cho việc thiết kế và chế tạo hai lòng khuôn được thuận lợi nhất trong điều kiện cụ thể.
- Hình dạng của sản phẩm sau khi ép ra có hình dạng đẹp nhất, tốn ít nguyên liệu nhất, tốn ít công sửa
chữa nhất.
- Sản phẩm sau khi làm nguội lấy ra nhanh và dễ nhất.
II.5.2. Xác định hình dạng của lòng khuôn.

Hình dạng của lòng khuôn phải phù hợp với biên dạng của sản phẩm cần chế tạo và bề mặt phân khuôn đ•
lựa chọn. Cho nên căn cứ vào hình dạng và đặc tính vật lý của vật liêu sử dụng để làm ra sản phẩm ta sẽ
xác định được hình dạng cần thiết của mỗi lòng khuôn.

Hình II 6: Hình dạng của sản phẩm khay làm đá viên.
Do sản phẩm được làm từ vật liệu PP có hệ số co ngót là 1,6%. Cho nên kích thước và hình dạng trên mỗi
lòng khuôn (Khuôn trước và khuôn sau) được xác định bằng cách đem kích thước của bề mặt chi tiết cần
chế tạo nhân với hệ số tỉ lệ k = 1,016 ta sẽ xác định được kích thước và hình dạng của mỗi lòng khuôn
tương ứng.

Hình II 7: Hình dạng của lòng khuôn sau.