BÀI TẬP LỚN Công Nghệ CADCAM: Thiết kế chi tiết và tạo khuôn ép nhựa, lập chương trình gia công các chi tiết trong chi tiết: sô đựng gạo

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Tên nhóm: Nhóm 5
Sinh viên: Dương Văn Hiền_0741010134
Lê Văn Hiếu_0741010168
Nguyễn Bảo Hiếu_0741010175
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: sô đựng gạo
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...

- Chúng e xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy giáo Đào Ngọc Hoành
đã giúp đỡ chúng em để có thể hoàn thành được bài tập lớn này. Trong quá
trình làm bài do lần đầu tiên thiết kế nên vẫn có sự sai sót mong thầy giáo và


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

các thầy trong tổ bộ môn công nghệ giúp đỡ để bọn em có thể rút kinh
nghiệm và hoàn thành tốt bài của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
--------------------Phần II: Tổng quan về khuôn nhựa và công nghệ ép phun:
A. khuôn nhựa
- 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.


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- 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.
- Các thành phần cơ bản của khuôn:

Chức năng của các yếu tố cơ bản.
1. Vít lục giác :cố định các tấm khuôn và tạo tính thẩm mỹ.


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

2. Vòng định vị : định tâm 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.
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
- 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.


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Phù hợp cho sản xuất hàng khối và đơn chiếc (trong những trường hợp đặc
biệt).

- Quy trình công nghệ thiết kế khuôn như sau:

B. Công nghệ phun ép:
- 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.

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


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Làm đại diện cho chi tiết quai sô:
Các bước thiết kế chi tiết được thực hiện trên phần mềm PTC CREO 3.0 :
- Bước 1: Tạo một sketch mới trong phần mềm để tạo môi trường vẽ:

Vào môi trường vẽ 2 D:
Tạo mặt phẳng vẽ , sau đó vẽ biên dạng ngoài chi tiết rồi extrude:

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Sử dụng lệnh extrude ta ra đc biên dạng của quai:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

- Vẽ các gờ trên thân quai trên sketch

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

-

- Sau đó sử dụng lệnh Extrude tạo ra các gờ đó.

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

-

- Vẽ chốt của quai

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

- Sau đó Extrude ra

- Và chi tiết sau khi vẽ hoàn chỉnh:

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Các chi tiết khác thiết kế tương tự ta có được chi tiết lắp ghép đây:

-


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Sau đó xuất bản vẽ drawing chi tiết lắp ghép bằng cách tạo một file trong
môi trường thiết kế Drawing:

- Xuất bản vẽ chi tiết và ghi kích thước chi tiết như sau:

- Chi tiết được xuất bản vẽ trong môi trường Drawing , và ghi kích thước,
dung sai lắp ghép ...


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Sau đó chi tiết được tách ra thành 4 chi tiết nhỏ: Thân, khay chứa bên trong,
nắp, và quai xách. Mỗi thành viên trong nhóm sẽ tiến hành vẽ và thiết kế
khuôn cho chi tiết của mình.
- Ở đây sẽ mô phỏng thiết kế khuôn cho 1 chi tiết điển hình ở chi tiết sô đựng
gạo đó là quai tiết thân.
Ta có bản vẽ chi tiết thân như sau:

- Chuẩn bị chi tiết đến bước tách khuôn bằng Mold Cavity.
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 tạo được phôi khuôn, xác định được mặt phân khuôn để đưa vào mô hình
khuôn ép nhựa ở phần thiết kế sau.
- Phải xác định được đúng mặt phân khuôn trong bước này là rất quan trọng.
Bởi vì mặt phân khuôn chính là mặt để phân cách các nửa khuôn với nhau để
tạo ra chi tiết, mặt phân khuôn cần chính xác để khi tách phôi ra khỏi khuôn
1 cách dễ dàng và không gay ra biến dạng dẫn đến độ 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 tiết điển hình để thiết kế khuôn cho chi tiết này.
- Bản vẽ chi tiết đã giới thiệu ở phần trên.


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

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 tách được khuôn rồi. Vì vậy sau đó thiết kế áo khuôn sẽ là sử dụng
khuôn 2 tấm.
- Khởi động 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 hình ảnh sau từ phần mềm:
-

Sau đó môi trường tạo khuôn hiện ra:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

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

- Tiếp theo là đặt hướng thoát khuôn bằng lệnh Pull Direcction và chọn mặt
phẳng hướng thoát khuôn như chi tiết trên đã chọn.


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ 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 Khối Extrude để tạo phôi ta được như sau:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam

Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

Tuỳ theo mình chọn phôi tròn xoay hay phôi dạng khối hộp cho chi tiết,
nhưng ở đây ta chọn phôi dạng khối hộp cho chi tiết này ta được:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ 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).
Chú ý: mặt tách khuôn phải chọn đúng sao cho chi tiết phải được rút ra khỏi khuôn
dễ dàng khi phun xong chi tiết thành phẩm, nếu chọn sai mặt phân khuôn thì sẽ
không tách được khuôn, vì vậy việc chọn đúng mặt phân khuôn là rất quan trọng.
- Ở đây chi tiết này thì mặt phân khuôn ta chọn là mặt cắt ngang của phần than
chi tiết, vì chọn mặt này thì khi rút khuôn sẽ dễ dàng mà vẫn đảm bảo tính
công nghệ, theo như hình sau:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Và được 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.


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

- Sau đó ta vào mold component → cavity insert để thêm cả 2 nửa của chi tiết
ta vào tách

- 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 lệnh để tách 2 nửa khuôn và đặt tên cho từng nửa khuôn trên
khuôn dưới.

Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

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.

Đây là move phân rã nửa khuôn dưới(Mold cavity1)..
- Còn đây là của nửa khuôn trên:
- Ta được:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành
Nhóm: 5_ Cơ khí 2- K7

Giáo viên hướng dẫn: Đào Ngọc

-

- chọn màu khuôn 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:


Bài tập lớn: Công nghệ CadCam
Hoành

Nhóm: 5_ 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
- Vậy là kết thúc việc tách khuôn bằng Mold Cavity , bước quan trọng này là
về phân mặt tách 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 tiết đó.
Phần V: Tạo khuôn ép nhựa EMX cho chi tiết đã chọn là Mold Cavity trên.
- Để tạo ra được chi tiết thì sau khi tách khuôn cần phải sử dụng Khuôn ép để
làm việc gia công chi tiết.
- Việc chọn khuôn cho chi tiết là theo tiêu chuẩn đã tính toán hết. Khuôn emx
càng tiêu chuẩn càng đạt độ chính xác cao cho chi tiết sau khi hoàn thành.
- Sau đây ta sẽ lấy luôn chi tiết thân vừa được tách khuôn từ phần trên để làm
áo khuôn EMX cho chi tiết đó.
- Muốn vậy thì trong phần mềm cần cài thêm cả Modul EMX tạo ra khuôn
mẫu phun ép nhựa theo tiêu chuẩn quốc tế.
- Sau đây là quy trình công nghệ để tạo áo khuôn EMX cho chi tiết điển 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:

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