Bài tập lớn: Thiết kế chi tiết và tạo khuôn ép nhựa, lập chương trình gia công các chi tiết trong chi tiết binh đựng nước

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Tên nhóm: Nhóm
Sinh viên: Nguyễn Đức Tiến_0741010110
Nguyễn Minh Tiến_0741010161
Nguyễn Huy Tình _0741010132
Nguyễn Văn Toản _0441010457

Lớp: Cơ khí 2- K7
Giảng viên hướng dẫn: Đào Ngọc Hoành
----------------

BÀI TẬP LỚN
Môn: Công Nghệ CAD/CAM
Đề tài: Thiết kế chi tiết và tạo khuôn ép nhựa, lập chương trình gia công
các chi tiết trong chi tiết: binh đựng nước
Phần I: Lời nói đầu:
- CAD/CAM được viết tắt từ computer aided design / computer aided
manufacturing, tức là một kỷ thuật thiết kế và sản xuất thông qua sự trợ giúp
máy vi tính. Từ những ngày đầu ra đời, kỷ thuật này đã được sử dụng trong
lĩnh vực quân sự. Và hiện nay, nó được sử dụng rộng rãi trong ngành công
nghiệp ô tô để thiết kế và sản xuất những bộ phận động cơ.
- Hiện nay với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, hệ thống CAD/CAM tích
hợp được phát triển rất nhanh chóng. Nó đã tạo nên sự liên thông từ quá trình
thiết kế cho đến chế tạo trong lĩnh vực cơ khí. Xu thế hiện nay các nhà kỹ
thuật phát triển chủ yếu là hệ thống CAD/CAM tích hợp. Những phần mềm
CAD/CAM tích hợp đang sử dụng phổ biến hiện nay như: Mastercam,

Edgecam, Solidcam, Delcam, Surfcam, Vercut, Topmold, Cimatron,
Catia/Auto NC, Pro/Engenieer, Hypercam, v.v...
1


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Chúng e xin chân thành cảmơn sự giúpđỡ của thầy giáoĐào Ngọc Hoànhđã
giúpđỡ chúng em để có thể hoàn thànhđược bài tập lớn này. Trong quá trình
làm bài do lầnđầu tiên thiết kế nên vẫn có sự sai sót mong thầy giáo và các
thầy trong tổ bộ môn công nghệ giúpđỡđể bọn em có thể rút kinh nghiệm và
hoàn thành tốt bài của mình hơn nữa..
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
--------------------Phần II: Tổng quan về khuôn nhựa và công nghệ ép phun:
- Công nghệép phun là gì?
- Một cách đơn giản nhất, công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng
chảy điền đầy long khuôn. Một khi nhựa được làm nguội và đông cứng lại
trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn
nhờ hệ thống đẩy. Trong quá trình này không có bất kỳ một phản ưng hóa
học nào.
- Nhu cầu thực tế và hiệu quả kinh tế mà hiệu quả ép phun mang lại.
- Bằng cách quan sát thông thường nhất , chúng ta có thể thấy rất nhiều sản
phẩm nhựa xung quanh chúng ta. Từ các dụng cụ đơn giản là dụng cụ học
tập như: thước, bút, compa… hay đồ chơi trẻ em…cho đến những sản phẩm
phức tạp như: bàn, ghế, vỏ tivi, máy vi tính hay các thiết bị dung trong ôtô,
xe máy…đều được là bằng nhựa. Hầu hết các sản phẩm này đều có hình

dáng và màu sắc rất phòng phú và chúng đã góp phần làm cho cuộc sống của
chúng ta trở nên đẹp và tiện nghi hơn.Điều này đồng nghĩa với việc sản
phẩm nhựa mà phần lớn được tạo ra bằng công nghệ ép phun đã trở thành
một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta. Với các tính chất
như: độ dẻo dai, nhẹ, có thể tái chế, không có những phản ứng hóa học với
không khí trong điều kiện bình thường. Vật liệu nhựa đã thay thế các vật liệu
khác như: sắt, nhôm, gang, đồng…đang ngày càng cạn kiệt trong tự nhiên.
Do đó ta có thể nói rằng nhu cầu sử dụng vật liệu nhựa trong tương lai sẽ còn
rất lớn.Điều này đưa đến một hệ quả là giá thành khuôn sẽ không được cho
là quá đắt bởi lợi nhuận mà nó mang lại là rất lớn vì từ một khuôn ép phun ta
có thể cho ra hàng chục, thậm chí hàng trăm ngàn sản phẩm nhờ máy ép
nhựa.

2


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Tóm lại, nhu cầu về sản phẩm nhựa của con người là mãi mãi cho đến khi
nào người ta có thể tìm ra một vật liệu khác có đặc tính tương tự và tốt hơn
có thể thay thế cho nhựa . Tuy nhiên, song song với nhu cầu ấy, điều chúng
ta cần quan tâm thêm nữa là phải sử dụng nhựa một cách hợp lý nhất để
tránh những hệ lụy không tốt cho môi trường.
- Khả năng công nghệ:
- Tạo ra những sản phẩm có hình dáng phưc tạp tùy ý.
- - Trên cùng một sản phẩm hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài có thể

khác nhau (đây là một thế mạnh một thế mạnh so với các công nghệ sản xuất
nhựa khác).
- Khả năng tự động hóa và chi tiết có tính lặp lại cao.
- Sản phẩm sau khi ép phun có màu sắc rất phong phú và độ nhẵn bóng bề mặt
rất cao nên không cần gia công lại.
Phù hợp cho sản xuất hàng khối và đơn chiếc (trong những trường hợp đặc
biệt).
- Các thành phần cơ bản của khuôn:

3


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Chức năng của các yếu tố cơ bản.
1. Vít lục giác : lien kết các tấm khuôn và tạo tính thẩm mỹ.
2. Vòng định vị : định tâm giữa bạc cuống phun và vòi phun.
3. Bạc cuống phun : dẫn nhựa từ máy ép phun vào các kênh dẫn nhựa.
4. Khuôn cái : tạo hình cho sản phẩm.
5. Bạc định vị : đảm bảo vị trí tương quan giữa khuôn đực và khuôn cái.
6. Tấm kẹp trước : giữ chặt phần cố định của khuôn vào máy ép nhựa.
7 và 11 : Vỏ khuôn cái và vỏ khuôn đực : thường được làm bằng vật liệu rẻ tiền
hơn so với khuôn cái nên giúp giảm giá thành khuôn nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả
kinh tế của khuôn.
8. Chốt hồi : hồi hệ thống đẩy về vị trí ban đầu khi khuôn đóng.
9. Khuôn đực : tạo hình cho sản phẩm.

4


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

10. Chốt định vị : chui vào bạc định vị khi khuôn đóng , giúp khuôn đực và khuôn
cái lien kết một cách chính xác.
12. Tấm đỡ : tăng bền cho khuôn trong quá trình ép phun.
13. Gối đỡ : tạo khoảng trống để tấm đẩy hoạt động.
14. Tấm giữ : giữ các chốt đẩy.
15. Tấm đẩy : đẩy các chốt đẩy để lói sản phẩm rời khỏi khuôn.
16. Tấm kẹp sau : giữ chặt phần di động của khuôn trên máy ép nhựa.
17. Gối đỡ phụ : tăng bền cho khuôn trong qua trình ép phun
- Quy trình công nghệ thiết kế khuôn như sau:

Phần III: Thiết kế chi tiết và bản vẽ lắp chi tiết.
5


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Làmđại diện cho chi tiết thân cặp nồng:
Các bước thiết kế chi tiếtđược thực hiện trên phần mềm PTC CREO 3.0 như
sau:
- Bước 1: Tạo một sketch mới trong phần mềmđể tạo môi trường vẽ:
- Đặt tên là “ngocck2k7” và bỏ Check “Use default templete” sau đó nhấn OK

Và ra môi trường vẽ 2 D:
Tạo mặtphẳngvẽ , sau đó vẽ biên dạng ngoài chi tiết:

- Sử dụng lệnhExtrude ta ra đc biên dạngkhối của chi tiết:

6


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Tiến hành Extrude nhiều lần với biên dạng khác ta được chi tiết

Các chi tiết khác thiết kế tương tự ta cóđược chi tiết lắp ghépđây

7


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Chuẩn bị chi tiếtđến bước tách khuôn bằng Mold Cavity.

8


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

-

-

-

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Phần IV: Tách khuôn chi tiết bằng Mold Cavity
Tách khuôn trong bước thiết kế khuôn là rất quan trọng. Bước này cho phép
ta tạođược phôi khuôn, xácđịnhđược mặt phân khuôn đểđưa vào mô hình
khuôn ép nhựaở phần thiết kế sau.
Phải xácđịnhđượcđúng mặt phân khuôn trong bước này là rất quan trọng.
Bởi vì mặt phân khuôn chính là mặtđể phân cách các nửa khuôn với nhau để
tạo ra chi tiết, mặt phân khuôn cần chính xácđể khi tách phôi ra khỏi khuôn 1
cách dễ dàng và không gay ra biến dạng dẫnđếnđộ chính xác của chi tiết
không đảm bảo và làm cho tuổi thọ của khuôn và của chi tiết không cao.
Ta lấy chi tiết thân làm chi tiếtđiển hìnhđể thiết kế khuôn cho chi tiết này.

Bản vẽ chi tiếtđã giới thiệuở phần trên.

Sau đây là các bước thiết kế và tách khuôn chi tiết sử dụng trong môi trường
Mold Cavity trong phần mềm PTC CREO 3.0
- Khuôn chi tiết này ta chọn là khuôn 2 nửa, bởi vì chi tiết này chỉ cần 2 nửa là
có thể táchđược khuôn rồi. Vì vậy sau đó thiết kếáo khuôn sẽ là sử dụng
khuôn 2 tấm.
- Khởiđộng phần mềm lên, sau đó tạo một file mới, chọn môi trường thiết kế
là môi trường Manufacturing, chọn thẻ Mold Cavity là tạo khuôn và mặt
phân khuôn cho chi tiết theo như hìnhảnh sau từ phần mềm:
9


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

-

Sau đó môi trường tạo khuôn hiện ra:

- Lấy chi tiết ra bằng cách chọn: Refrence Model →Locate Refrence Model
→Sau đó chọn chi tiết cần chọn ra.
10


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành

Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Tạo phôi khuôn thủ công bằng cách chọn lệnh:Workpiece→ Creat
workpiece→ ok rồi chọn Tạo KhốiExtrude để tạo phôi ta được như sau:

Tuỳtheo mình chọn phôi tròn xoay hay phôi dạng khối hộp cho chi tiết,
nhưngởđây ta chọn phôi dạng khối hộp cho chi tiết này ta được:
11


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Tiếp theo: Tạo mặt phẳng phân khuôn:
Chọn trên thanh chức năng lệnh: Parting Surface→Fill : chọn mặt phân
khuôn(mặt tách khuôn).
Chúý: mặt tắc khuôn phải chọnđúng sao cho chi tiết phảiđược rút ra khỏi khuôn dễ
dàng khi phun xong chi tiết thành phẩm, nếu chọn sai mặt phân khuôn thì sẽ không
táchđược khuôn, vì vậy việc chọnđúng mặt phân khuôn là rất quan trọng.

12


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành

Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Vàđược mặt phân khuôn:

- Tách 2 nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới ra bằng lệnh Mold
Volume→Mold volume split sau đó chọn mặt phẳng phân khuôn để phân 2
nửa.
13


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Sau khi phân xong 2 nửa khuôn thì ta tiến hành tách hản 2 nửa khuôn so với
chi tiết ra để thể hiện 2 nửa khuôn.
- Sau đó dùng lệnhđể tách 2 nửa khuôn vàđặt tên cho từng nửa khuôn trên
khuôn dưới.
Lần lượt vào Mold opening →Define step→Define Move rồi chọn lần lượt
từng cái mold mình vừa chọn và offset khoảng cách với chi tiết, có thể chọn
màu khuôn và đổi tên 2 nửa khuôn cho dễ phân biệt khuôn..
Lần lượt chọn màu cho nửa khuôn bằng cách vào Render→ Appearence
gallery lần lượt ta được 2 nửa:

14

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- sử dụng lệnh Mold Opening để mở 2 nửa khuôn ra nhìn sẽ rõ hơn
- Lưu lại 2 nửa khuôn để sau này tiến hành gia công 2 nửa khuôn đó.
- vậy là kết thúc việc tách khuôn bằng MoldCavity , bước quan trọng này là về
phân mặt thách khuôn đúng và hợp lý, sau khi có phôi khuôn và mặt phân
khuôn của chi tiết rồi thì ta lưu lại khuôn để làm khuôn ép nựa với sản phẩm
chi tiếtđó.

-

Phần V: Tạo khuôn ép nhựaEMX cho chi tiếtđã chọn là Mold Cavity trên.
Để tạo ra được chi tiết thì sau khi tách khuôn cần phải sử dụng Khuôn épđể
làm việc gia công chi tiết.
Việc chọn khuôn cho chi tiết làtheo tiêu chuẩnđã tính toán hết. Khuôn emx
càng tiêu chuẩn càngđạtđộ chính xác cao cho chi tiết sau khi hoàn thành.
Sau đây ta sẽ lấy luôn chi tiết thân vừađược tách khuôn từ phần trên để
làmáo khuôn EMX cho chi tiếtđó.
Muốn vậythìtrong phần mềm cần cài thêm cả Môđul EMX tạo ra khuôn mẫu
phun ép nhựa theo tiêu chuẩn quốc tế.
Sau đây là quy trình công nghệđể tạoáo khuôn EMX cho chi tiếtđiển hình:
Bởi vì chi tiết này sử dụng khuôn 2 mảnh tữ là chỉ có 2 nửa khuôn nên trong
EMX ta chỉ chọn dạng khuôn 2 tấm để tách và tháo chi tiết khuôn mẫu.
Mô phỏng bằng Mold Cavity như sau:
15

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Chọn môi trường (tạo mới 1 file tạo khuôn) trong phầnEMX General:

Sau đó tạo 1 file new mới : Creat New → gọi tên khuôn.
Giao diệnEMX hiện ra:

16


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Ta gọi chi tiết ra bằng cách vàoAssemble rồi chọn chi tiết, sau đóđưa chi tiết
về gốc toạđộ bằng cáchđưa mặt phẳng của chi tiết trùng với mặt phẳng của
gốc toạđộ.

17


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam

Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Thiết lập kích thước của khuôn vàđặt kích thước chuẩn của phôi trong mô
hình mô phỏng khuôn. Vào EMX General→Assembly definition.
Chọnkiểukhuôn futaba_s kích thước300x300 và các thông số phôi thực như
trong hình.

- Tiếp theo là lấy các tấm của khuôn ra 1 cách lần lượt , chỉ phải chỉnhđộ dày
của các tấm khuôn theo yêu cầu:
- Vỏ khuôn cái: Cavity Plate, chọnđộ dày30mm.

18


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Vỏ khuôn đực: Cavity Plate, chọnđộ dày30mm.

- Gốiđỡ: Tạo khoảng trốngđể tấmđẩy hoạt động. Rail, chọn chiều dày70mm.

19

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Tấm kẹp sau: dùngđể cốđịnh vị trí của khuôn trên máyép nhựa: Chọn
Clamping plate→ chọnđộ dày25mm.

- Tấm kẹp trước: Dùngđể cốđịnh khuôn với máyép nhựa. Clamping plate→
chọnđộ dày25mm.

20


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Tấmđẩy: Đẩy các chốtđẩy rời khỏi khuôn: ChọnEjetor Base plate ,độ
dày25mm.

- Tấmtrung gian: Để giữ các chốtđẩy, Ejector retainer plate chọn chiều
dày25mm.

21

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Lấy các chốt, vít và bạc dẫnhướng ,để hiện lên ta chọn Component status
chọn tích hết cácôđể sau mỗi lần lấy ra thì chi tiết sẽ hiện lên.

- Các chốt lục giác, để bắt chặt các tấm lại với nhau và tạo tínhthẩmmĩ .
Lần lượt vào các mục sau. Clamp Screw MH→ok
Clamp Screw FH→ok
22


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Ejector Screw MH→ok
Ejector Screw FH→ok
Rail Screw→ok

- Chốtđịnhvị : Có nhiệm vụ chui vào bạcđịnh vị khi khuôn đóng, giúp giữ liên
kết giữa khuôn đực và khuôn cái chính xác.
Centered leader pin → chọn vị trí đặt chốtđịnh vịở khuôn đực và khuôn
cái→Ok
- Bạcđịnhvị :Đảm bảo vị trí tương quan giữa khuôn đực và khuôn cái.

Centered leader pin → chọn vị trí đặt bạc định vịở khuôn cái và khuôn
đực→Ok

23


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Vòngđịnh vị lắp bạc cuống phun: đểđịnh tâm giữa bạc cuống phun và vòi
phun.
Locating Ring FH → chọnđường kính vòng bạc D=100mm→OK
Locating Ring MH → chọnđường kính vòng bạc D=100mm→OK

- Tạo cuống phun nhựa: Dẫn nhựa từ máyép phun vào các kênh dẫn nhựa.
Sprue Bushing→ chiều dài Length=18mm.
24


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 11_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Chốtđẩy tấmđẩy: Đểđẩy tấmđẩy và hệ thống lên để lấy chi tiết ra ngoài.
Knockout→ chọn D=10mm, chiều dài Length= 100mm→OK

- Chốt hồi: Hồiđẩy hệ thống về vị trí banđầu khi khuôn đóng.
Ejector leader pin →Chọn tấm cuối cùng→ Chọn đường kính chốt
D=12mm, Chọn chiều dài chốt Length L=100mmđúng đến mặt phân khuôn
2 nửa→OK
25