Đồ án tôt nghiệp: 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.

Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Mục lục
Mục lục............................................................................................................................1
Nội dung Đề tài tốt nghiệp...................................................................................5
Nhận xét của giáo viên hớng dẫn:..................................................................7
Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án:............................................................8
Mở đầu..............................................................................................................................9
Chơng 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)....................................................18
I.3.1. Tính chất của PP.....................................................................................................18
I.3.2. ứng dụng của PP.....................................................................................................19
Chơng 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..................................................................27
II.5. Thiết kế sơ bộ kết cấu của khuôn ép nhựa...............................................................29
II.5.1. Chọn mặt phân khuôn...........................................................................................30
II.5.2. Xác định hình dạng của lòng khuôn.....................................................................30
II.5.3. Hình dạng và kết cấu của hệ thống dẫn nhựa........................................................31
II.5.4. Thiết kế hệ thống làm mát lòng khuôn:................................................................34
II.5.5. Thiết kế hệ thống đẩy............................................................................................34

II.5.6. Chọn kết cấu khuôn..............................................................................................36
Chơng III. Tổng quan về gia công tia lửa điện........................................44
III.1. Giới thiệu chung về phơng pháp gia công tia lửa điện............................................44
III.1.1. Bản chất của phơng pháp gia công tia lửa điện....................................................45
III.1.2. Quá trình phóng điện trong khi gia công tia lửa điện:.........................................46
III.1.3. Các phơng pháp gia công bằng tia lửa điện.........................................................49
III.2. Khả năng công nghệ của gia công tia lửa điện.......................................................54
III.3. Các thông số điều chỉnh quá trình xung định hình.................................................55
III.3.1. Dòng phóng tia lửa điện Ie..................................................................................55
III.3.2. Độ kéo dài xung t1..............................................................................................57
III.3.3. Khoảng cách xung to...........................................................................................58
III.3.4. Điện áp đánh lửa UZ............................................................................................60
III.3.5. Khe hở phóng điện...............................................................................................60
III.3.6. Các hiện tợng xấu khi gia công tia lửa điện.........................................................61
III.4. Chất lợng bề mặt gia công......................................................................................63

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.
III.4.1. Các yếu tố đặc trng cho chất lợng bề mặt gia công.............................................63
III.4.2. Các yếu tố ảnh hởng tới chất lợng gia công.........................................................65
III.5. Vật liệu sử dụng làm điện cực................................................................................67
III.5.1. Yêu cầu của vật liệu sử dụng làm điện cực..........................................................67
III.5.2. Các loại vật liệu thờng đợc sử dụng làm điện cực...............................................68
III.5.3. Kích thớc của điện cực........................................................................................72
III.6. Chất điện môi trong gia công tia lửa điện...............................................................73
III.6.1. Các loại chất điện môi.........................................................................................74

III.6.2. Tiêu chuẩn đánh giá chất lợng của chất điện môi...............................................74
III.6.3. Các yếu tố an toàn của chất điện môi..................................................................75
III.6.4. Cách thức vận chuyển chất điện môi...................................................................76
III.6.5. Vài trò của chất điện môi.....................................................................................77
III.7. Xu hớng phát triển trong lĩnh vực gia công tia lửa điện ở tơng lai.........................78
Chơng IV. Thiết kế và lập quy trình công nghệ gia công biên
dạng lòng khuôn.....................................................................................................79
IV.1. Điều kiện kỹ thuật của khuôn.................................................................................84
IV.2. Lựa chọn vật liệu thích hợp để chế tạo các chi tiết.................................................85
IV.3. Lập phơng án thiết kế và chế tạo lòng khuôn.........................................................86
IV.4. Lập Qui trình công nghệ gia công chế tạo lòng khuôn. ........................................89
IV.4.1. Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn trớc...................................89
IV.4.1.1. Trình tự công nghệ gia công tấm áo khuôn trên...............................................89
IV.4.1.2. Thiết kế các nguyên công.................................................................................91
IV.4.1.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công.................................91
IV.4.1.2.2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên B.................92
IV.4.1.2.3. Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 90 mm trên bề mặt bên D. ..............93
IV.4.1.2.4. Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi..................93
IV.4.1.2.5. Nguyên công 5: Gia công các biên dạng có trên mặt phẳng C......................95
IV.4.1.2.6. Nguyên công 6: Gia công một phần của hệ thống kênh dẫn nhựa. ..............96
IV.4.1.2.7. Nguyên công 7: Mài mặt phẳng đáy C của tấm áo khuôn trên...................100
IV.4.1.2.8. Nguyên công 8: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn.......................100
IV.4.1.2.9. Nguyên công 9: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên...........................101
IV.4.2. Qui trình công nghệ gia công lõi khuôn trớc.....................................................102
IV.4.2.1. Lập tiến trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trớc...................................102
IV.4.2.2. Thiết kế các nguyên công...............................................................................103
IV.4.2.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ..........................103
IV.4.2.2.2. Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thớc140h7.........................104
IV.4.2.2.3. Nguyên công 3: Phay chiều dài phôi đạt kích thớc 240 h7.........................105
IV.4.2.2.4. Nguyên công 4: Khoan 2 lỗ 10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B.............106

IV.4.2.2.5. Nguyên công 5: Khoan 2 lỗ 10,5 sâu 120 mm trên bề mặt bên D............107
IV.4.2.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ có trên bề mặt C.......................107
IV.4.2.2.7. Nguyên công 7: Gia công nguội phôi để ghép vào áo khuôn. ...................108
IV.4.2.2.8. Nguyên công 8: Gia công biên dạng lõi khuôn...........................................109
IV.4.2.2.9. Nguyên công 9: Gia công xung các rãnh của lòng khuôn...........................113
IV.4.2.2.10. Nguyên công 10: Gia công một phần của hệ thống dẫn nhựa...................117
IV.4.2.2.11. Nguyên công 11: Gia công xung thủng lỗ dẫn nhựa.................................118
IV.4.2.2.12. Nguyên công 12: Mài mặt phẳng phân khuôn trên lõi khuôn...................121
IV.4.2.2.13. Nguyên công 13: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn trên.......................121
IV.4.3. Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm áo khuôn sau..................................122

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.
IV.4.3.1. Lập tiến trình công nghệ gia công tấm khuôn sau..........................................122
IV.4.3.2. Thiết kế các nguyên công...............................................................................125
IV.4.3.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công cơ..........................125
IV.4.3.2.2. Nguyên công 2: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B.............125
IV.4.3.2.3. Nguyên công 3: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 105 mm trên bề mặt bên B.............126
IV.4.3.2.4. Nguyên công 4: Gia công biên dạng trên mặt phẳng A của phôi................126
IV.4.3.2.5. Nguyên công 5: Gia công các biên dạng trên mặt C...................................128
IV.4.3.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy....................................129
IV.4.3.2.7. Nguyên công 7: Mài mặt phẳng C của tấm khuôn trên...............................130
IV.4.3.2.8. Nguyên công 8: Gia công nguội toàn bộ tấm khuôn trên...........................131
IV.4.4. Qui trình công nghệ gia công lòng khuôn sau...................................................131
IV.4.4.1. Trình tự công nghệ gia công lòng khuôn sau.................................................131
IV.4.4.2. Thiết kế các nguyên công...............................................................................133

IV.4.4.2.1. Nguyên công 1: Chuẩn bị phôi cho quá trình gia công...............................133
IV.4.4.2.2. Nguyên công 2: Phay chiều rộng phôi đạt kích thớc 140h7........................133
IV.4.4.2.3. Nguyên công 3: Gia công chiều dài phôi đạt kích thớc 240h7....................135
IV.4.4.2.4. Nguyên công 4: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 80 mm trên bề mặt bên B...............136
IV.4.4.2.5. Nguyên công 5: Khoan 4 lỗ 10,5 sâu 65 mm trên bề mặt bên D..............137
IV.4.4.2.6. Nguyên công 6: Gia công hệ thống các lỗ trên bề mặt C............................137
IV.4.4.2.7. Nguyên công 7: Gia công nguội tấm phôi để ghép vào vỏ khuôn. ............138
IV.4.4.2.8. Nguyên công 8: Gia công biên dạng lòng khuôn sau..................................139
IV.4.4.2.9. Nguyên công 9: Gia công hệ thống lỗ lắp chốt đẩy sản phẩm. ..................140
IV.4.4.2.10. Nguyên công 10: Gia công nguội toàn bộ cụm khuôn sau........................140
IV.5. Tính toán quá trình cắt gọt khi gia công vật liệu..................................................141
IV.5.1. Chế độ cắt khi khoan lỗ có đờng kính d(mm)...................................................141
IV.5.2. Chế độ cắt khi phay rãnh...................................................................................145
IV.5.3. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng.........................................................................148
IV.5.3.1. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng sử dụng dao phay ngón................................148
IV.5.3.2. Chế độ cắt khi phay mặt phẳng bằng dao phay mặt đầu................................151
IV.5.4. Chế độ cắt khi doa lỗ sau khi khoan.................................................................156
IV.6. Thiết kế đồ gá cho tơng ứng với mỗi nguyên công..............................................158
IV.6.1. Chọn cơ cấu êtô để cố định phôi. .....................................................................160
IV.6.1.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá...............................................161
IV.6.1.2. Xác định phơng pháp định vị:........................................................................161
IV.6.1.3. Xác định phơng chiều và điểm đặt lực của lực kẹp chặt................................161
IV.6.1.4. Tính toán lực kẹp W cần thiết........................................................................162
IV.6.1.5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá CT...................................................164
IV.6.2. Đồ gá là thanh kê và Bulong-đai ốc..................................................................166
IV.6.2.1. Xác định khoảng không gian tối đa của đồ gá...............................................166
IV.6.2.2. Xác định phơng pháp định vị:........................................................................166
IV.6.2.3. Xác định phơng chiều và điểm đặt của lực kẹp chặt......................................166
IV.6.2.4. Tính toán lực kẹp W cần thiết........................................................................167
IV.6.2.5. Tính sai số chế tạo cho phép của đồ gá CT...................................................169

IV.7. Các lu ý trong quá trình tính toán ,thiết kế, chế tạo hai cụm lòng khuôn.............171
IV.8. Chơng trình sử dụng để điều khiển máy gia công................................................172
IV.8.1. Chơng trình cho nguyên công 1........................................................................173
IV.8.2. Chơng trình cho nguyên công 2........................................................................174

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.
IV.8.3. Chơng trình cho nguyên công 3. ......................................................................174
IV.8.3.1. Chơng trình phay hốc chữ nhật (240x140x40mm).........................................175
IV.8.3.2. Chơng trình phay 4 hốc lắp nêm côn..............................................................176
IV.8.3.3. Chơng trình khoan 8 lỗ 20 sâu 43,5 mm......................................................177
IV.8.3.4. Chơng trình khoan 8 lỗ 10,5 sâu 55 mm......................................................178
IV.8.4. Chơng trình cho nguyên công 4........................................................................179
IV.8.4.1. Chơng trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8......................................180
IV.8.4.2. Chơng trình gia công hệ thống lỗ để xỏ Bulong M8......................................181
IV.8.5. Chơng trình cho nguyên công 5........................................................................183
IV.8.5.1. Chơng trình khoan 18 lỗ 7,8 sâu 45 mm......................................................183
IV.8.5.2. Chơng trình doa 18 lỗ 8 sâu 45 mm.............................................................184
Chơng V. Lắp đặt, Bảo dỡng và bảo quản khuôn................................187
Tài liệu tham khảo:..............................................................................................190

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 4

Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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.
Chơng 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).

Chơng 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.

Chơng 3. Tổng quan về gia công tia lửa điện.
3.1.

Giới thiệu chung về phơng pháp gia công tia lửa điện.

3.2.

Khả năng công nghệ của phơng pháp gia công tia lửa điện.

3.4.

Các thống số điều khiển quá trình xung định hình.

3.5.

Chất lợng 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 hớng phát triển trong tơng lai của gia công bằng tia lửa điện.

Chơng 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 phơng án thiết kế và chế tạo lòng khuôn.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 5

Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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 trớc.

4.4.2

Thiết kế qui trình công nghệ gia công tấm lõi khuôn trớc.

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 trớc.

4.5.

Tính toán quá trình cắt cắt lợng kim loại d.

4.6.

Thiết kế đồ gá kẹp chặt cho mỗi nguyên công.

4.7.

Thiết kế lập chơng trình điều khiển máy để thực hiện gia công.

Chơng 5. lắp đặt, bảo dỡng 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 hớng dẫn.

Chu Quốc Hiếu.

Th.S_Nguyễn Hiệp Cờng.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 6


§å ¸n tèt nghiÖp chuyªn nghµnh C«ng NghÖ ChÕ T¹o M¸y.

NhËn xÐt cña gi¸o viªn híng dÉn:
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………
………………
Gi¸o viªn híng dÉn

Th.S_NguyÔn HiÖp Cêng.

Chu Quèc HiÕu – Líp: CTM6 - K44

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Nhận xét của giáo viên duyệt đồ án:

Giáo viên duyệt đồ án.

PGS.TS_Trần Văn Địch.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 8

Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Mở đầu.
Trớc đây, các sản phẩm đợc 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 mã đơn điệu, ít xuất hiện trên thị trờng. Bởi vì lúc đó lĩnh vực gia công
chế tạo khuôn cha 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 ngời không ngừng nghiên cứu khoa học nên đạt đợc các
thành tự nhất định trong các lĩnh vực: Vật liệu, điều khiển điện tử, cơ khí tự động
hoá Cho nên đã chế tạo thành công đợc nhiều loại vật liệu mới có khả năng tạo
hình nhanh nhờ phơng pháp định hình (nh vật liệu polymer, composit ) mang
các u điểm vợt trội về mặt vật lý,hoá học và kinh tế nên đợc sử dụng rất nhiều để
phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con ngời. Đồng thời nền cơ khí đã chế tạo thành
công đợc nhiều chủng loại máy khả năng gia công chế tạo linh hoạt hơn nh: Máy
phay CNC, máy tiện CNC, máy gia công tia lửa điện EDM Các loại máy này
có các u điểm nổi trội hơn hẳn so với các loại máy gia công truyền thống nh:
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 nh không hạn chế.
- Việc thiết lâp chơng trình để máy gia công đợc 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 đã có điều kiện phát triển nhanh và mạnh, để
đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng của con ngời trên thị trờng. Do con ngời ngày
nay càng ngày càng quan tấm tới hình thức và mẫu mã của sản phẩm họ sử dụng.

Đứng trớc 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 trờng thì ngoài việc nâng cao chất lợng
và giảm giá thành cho sản phẩm thì việc tạo mẫu hay thay đổi mẫu mã 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 ngời kỹ s công nghệ chế tạo máy sắp ra trờng nh
em, để tạo điều kiện thuận lợi việc xin việc làm. Hơn nữa đây là công việc sáng
tạo không lặp lại, đòi hỏi ngời 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

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 9


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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 nh em.

Sau một thời gian tìm hiểu và với sự chỉ bảo, giúp đỡ rất nhiệt tình của
giáo viên hớng dẫn Th.S_Nguyễn Hiệp Cờng và thầy duyệt đồ án
PGS.TS_Trần Văn Địch cùng các thầy cô giáo trong bộ môn công nghệ
chế tạo trờng đại học Bách Khoa Hà Nội và các kỹ s trong trung tâm
khuôn mẫu và máy CNC thuộc viện Máy và Dụng cụ Công Nghiệp, đến nay
em đã hoàn thành xong toàn bộ nội dung của đồ án tốt nghiệp đã đợc giao.
Tuy nhiên do kinh nghiệm thực tế trong sản xuất còn hạn chế, nên
trong quá trình tính toán và thiết kế vẫn cha lờng hết đợc các yếu tố sẽ nẩy
sinh trong sản xuất thực tế, cho nên sẽ gặp phải những sai sót nhất định. Em
rất mong đợc 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 đợc hiểu rõ vấn đề này
hơn.
Sinh viên thực hiện

Chu Quốc Hiếu.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Chơng I. Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer.
I.1. Giới thiệu về vật liệu chất dẻo Polymer.
Chất dẻo có thể đợc định nghĩa nh sau: Vật liệu dẻo là loại vật liệu có thể
nung nóng cho mềm ra nhiều lần sau khi nguội. Nó có thể đợc phun vào khuôn,
đợc 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 cờng (Dạng bột, dạng sợi) nhằm tăng cờng cơ tính cho
vật liệu.
- Chất phụ gia tăng cờng 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 ngời sử dụng về mặt
cảm quang.
I.1.1. Phân loại chất dẻo.
Theo cấu

phân tử.

trúc

- 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 nh nớc hoặc gần nh màu cát vàng hoặc màu mờ đục. Loại vật liệu này
có độ co rút rất nhỏ chỉ bằng 0,5 ữ 0,8%. Một vật liệu thuộc dạng này có tên thơng mại là: Polycarbonate (PC), Styrene Acrylonitrile (SAN), Polystyrene (PS),
Polymethylmethacrylate Chúng đợc 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 thờng cứng và bền dai về
đặc tính nhng thờng không trong suốt do cấu trúc tinh thể đã gây cản trở cho sự đi
qua của ánh sáng. Các vật liệu này thờng đợc 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 đợc 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
Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 11


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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 lợng phân tử và
sự chia nhánh chuỗi. Sự thay đổi nh thế sẽ có hiệu quả không chỉ đòi với các tính
chất cơ học mà còn ảnh hởng tới quá trình điền đầy khuôn của vật liệu.
Theo công nghệ
gia công.
- Chất dẻo nhiệt dẻo: Là loại vật liệu dới 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 đợc).
- Chất dẻo nhiệt rắn: Là loại vật liệu mà nguyên liệu ban đầu sẽ nóng cháy
và hoà tan đợc khi có nhiệt độ hoặc dung môi tác dụng. Nhng 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 đợc). Sở dĩ có hiện tợng đó
vì trong quá trình gia công dới tác dụng của nhiệt độ và các nhân tố hoá học đợc
trộn trong nguyên liệu ban đầu, chúng gây ra phản ứng hoá học với nhau gọi là
phản ứng khâu mạch. Năng lợng cần để phá vỡ liên kết hoá học này có khi lớn
hơn năng lợng cần thiết để phá huỷ vật liệu.
Theo cấu
phân tử.

trúc

- Cấu trúc của nhiệt dẻo ở dạng sợi: Sợi trơn và sợi phân nhánh.
- Cấu trúc của nhiệt rắn ở dạng lới: lới phẳng và lới 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. Dới tác dụng của điều kiện môi trờng

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 đợc ghép lại với nhau.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 12


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Một phân tử

Chuỗi các phân tử

Hình I-: Sơ đồ hình thành một mạch polymer thẳng loại đơn giản.
* Các thông số công nghệ của chất dẻo.
Phân tử lợng và
độ trùng hợp:
Đây là hai đại lợng phụ thuộc và ảnh hởng tới nhau.
VD: PE có phân tử lợng trung bình M = 56000 đơn vị còn phân tử khí
Etylen = 28 đơn vị. Nh vậy mức độ trung hợp sẽ là nTH = 56000/28 = 2000.
Nh vậy cùng một loại Polyme (Cao phân tử) thì khi phân tử lợng 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 lợng 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 lợng sử dụng để xác địch xem vật liệu dẻo ở

dạng hạt hay dạng bột. Đại lợng này đợc sử dụng trong tính toán công nghệ và
thiết kế khác.
- Hệ số lèn chặt của một chất dẻo đợc sử dụng để tính toán kích thớc cần
thiết cho khoang nạp nhiên liệu. Hệ số lèn chặt đợc xác định bởi tỉ số giữa thể
tích (hoặc khối lợng) của vật liệu trớc gia công với thể tích (hoặc khối lợng) của
vật liệu đó sau khi đã thành sản phẩm.
=
Trong đó:

(I.0)

V1
= 2,2 ữ 2,4
V2
- V1 là thể tích của vật liệu trớc khi gia công.
- V2 là thể tích của chính vật liệu sau khi gia công.

Đặc trng 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 trng 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. Đợc
biểu thị quá hai chỉ số: Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index), giá trị K.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 13

Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

- Chỉ số chảy MFI (melt-flow-index): Với nhiệt độ to xác định, áp suất xác
định trong khoảng thời gian 10 phút. Ngời ta tiến hành ép chất dẻo nóng chảy qua
một khe hẹp hình trụ với kích thớc chuẩn và tiến hành đo khối lợng 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 hớng khi xác định các thông số công nghệ để gia công chất dẻo.
- Chỉ số K: Giá trị này đặc trng cho phân tử lợng của Polyvinyclorid
(PVC). Nó thay đổi nh độ nhớt. Nghĩa là giá trị K càng lớn thì phân tử lợng của
PCV càng lớn.
Đặc trng chảy của
chất dẻo nhiệt
rắn.
Đối với chất dẻo nhiệt rắn thì với cùng một nhiệt độ mà ta có thể đo đợc đặc
trng chảy thì quá trình tạo lới do phản ứng khâu mạch cũng xảy ra. Khi nhiệt độ
tăng thì độ nhớt của vật liệu giảm đồng thời vật liệu tạo lới tăng. Hai quá trình
này luôn đi đồng hành với nhau.
- Độ dài đờng chảy: Vật liệu từ một khoang trụ tròn đợc nung nóng và bị
ép vào một kênh bị thu hẹp lại trong cùng một điều kiện nhiệt độ, áp suất nh
nhau. Ta tiến hành so sánh chiều dài các thanh đợc ép ra thanh nào có độ dài lớn
thì đặc trng chảy của vật liệu đó càng tốt.
- Đo thời gian chảy: Cách phổ biến nhất của phơng pháp này là tạo mẫu thử
có dạng hình cái chén. Bằng phơng 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 nh nhau
thời gian điền đầy khuôn của mẫu thử nào nhỏ hơn thì vật liệu đó có đặc trng
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 đợc bằng phơng
pháp đúc trong khuôn kim loại nhờ máy ép nhựa thì kết cầu của sản phẩm phải
thoả mãn 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 đợc mở ra, hạn chế bớt hiện tợng sản phẩm
bị dính vào lòng khuôn.
- Chiều dày thành sản phẩm tại các vị trí chuyển tiếp không đợc chênh lệch
nhau quá nhiều.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 14


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.


Bảng I-: Chiều dày thành sản phẩm nhựa nhiệt dẻo.
TT

Vật liệu

1
2
3
4
5
6
7

PA

PC
LDPE
HDPE
PP
PS
PVC

Chiều dày nhỏ nhất
(mm)
0,38
1,00
0,50
0,90
0,63
0,76
1,00

Chiều dày trung bình
(mm)
1,6
2,4
1,6
1,6
2,0
1,6
2,4

Chiều dày lớn nhất
(mm)
3,2

9,5
6,4
6,4
7,6
6,4
9,5

1/40
0.11
0.22
0.33
0.44
0.55
0.66
0.77
0.88
0.99
1.10
1.21
1.32

1/20
0.22
0.44
0.65
0.87
1.09
1.31
1.52
1.74

1.96
2.18
2.39
2.61

10
0.44
0.88
1.31
1.75
2.19
2.63
3.06
3.50
3.94
4.38
4.81
5.25

20
0.87
1.75
2.62
3.49
4.36
5.24
6.11
6.98
7.85
8.73

9.60
10.47

30
1.31
2.62
3.93
5.24
6.55
7.86
9.17
10.48
11.97
13.10
14.41
15.72

40
1.74
3.50
5.24
7.00
8.74
10.49
12.23
13.98
15.73
17.48
19.21
20.97

50
2.19
4.37
6.56
8.75
1.94
13.12
15.31
17.50
19.68
21.87
24.06
45.84

Chiều cao thành sản phẩm (mm)

Bảng I-: Quan hệ giữa độ cao, chiều dày và độ nghiêng thành sản phẩm.

Chiều dày thành sản phẩm (mm)
Căn cứ vào bản vẽ chi tiết sản phẩm nhựa, ta thấy rằng các thông số kích thớc trong kết cấu hoàn toàn phù hợp để chế tạo ra sản phẩm nhờ phơng pháp đúc
phun trong khuôn kim loại.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 15


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Hình I-: 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 đợc thuận lợi thì các cạnh viền của khay đá nên có dạng
cung tròn có bán kính thích hợp với kích thớc của dụng cụ cắt.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 16


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Hình I-: Hình dạng của sản phẩm nhựa cần chế tạo.
Các thông số chính xác về kích thớc tham khảo bản vẽ chi tiết sản phẩm
trang sau (A3).
* Yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm nhựa nh 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 nh: cong vênh, rỗ khí,
vật phun bị ngắn, có tồn tại đờng hàn, hõm co
- Cơ tính ổn định ở nhiệt độ thấp 100C
- Không gây độc hại cho ngời 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.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 17

Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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 đã 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 lợng: 80000 ữ 200000 đơn vị.
- Mức độ tinh thể:

80% ữ 90%.

- Tỷ trọng:

0,90 ữ 0,91 (g/cm3).

- Công thức hoá học:

[ CH 2

CH ] n
CH 2

I.3.1. Tính chất của PP.
Tính chất về nhiệt.
PP có nhiệt độ nóng chảy là 160 ữ 175oC, bền vững với sự sôi có thể tiến
hành khử trùng ở nhiệt độ 120 oC 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 loãng, muối, kiềm , khó tan trong các dung
môi ở nhiệt độ thờng Nhng 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 lợng, chữ lợng các pha có
quy luật, độ phân tán các pha có quy luật của nó.
- Phân tử lợng của PP đợc xác định thông qua chỉ số chảy 0,2 ữ 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 ngợc lại
- Tính chất cơ học của PP cứng sẽ tăng nếu các sản phẩm của nó đợc kéo
định hớng.
u điểm: PP có độ cách điện và độ bền nớc (không thấm nớc) khá hoàn hảo
và không gây độc hại cho ngời sử dụng. Nên rất thích hợp làm các sản phẩm gia
dụng.
Bảng I-: Thông số kỹ thuật của một số chất dẻo thông dụng nh sau:
Nhựa
ABS
PA 6,6
PS
PP

Tên gọi
Styrene co-polyme
Polyamide
Polystyrene
Polypropylene

Nhiệt độ khuôn
10 ữ 80 (oC)
50 ữ 80 (oC)
10 ữ 75 (oC)

10 ữ 80 (oC)

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Nhiệt độ tại vòi phun
170 ữ 200 (oC)
250 ữ 280 (oC)
200 ữ 280 (oC)
220 ữ 235 (oC)

Nhiệt độ phá huỷ
310 (oC)
320 ữ 330 (oC)
250 (oC)
280 (oC)

Độ co ngót %
(0,4 ữ 0,7)
0,5 ữ 2,5
0,3 ữ 0,6
1,0 ữ 2,0

Trang 18


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.
PVC

Polyvinylclorid

20 ữ 60 (oC)

190 ữ 240 (oC)

180 ữ 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. Ngời ta dùng máy chộn có bộ phận
nung nóng để phối hợp chúng rồi tạo hạt.
Để ổn định PP ngời ta dùng các amin và muối công nghiệp. Để tạo màu cho
sản phẩm ngời 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 ữ 3 g/10 phút, ống
có đờng kính 25 ữ150 mm. Chúng đợc sử dụng để vận chuyển nớc 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 đợc nớc.
- 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, lới đánh cá, túi lới,
thảm, dệt vải bọc trong công nghệ dệt vải
- Tạo lớp phủ bảo vệ cho các chi tiết chống ăn mòn của môi trờng.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 19


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

Chơng II. Tổng quan về công nghệ làm khuôn.
II.1. Nguyên lý hoạt động của khuôn ép nhựa.
Ta đã 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 đợc lắp ráp từ nhiều chi tiết cơ khí khác nhau. Khi khuôn đợc 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 đợc 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 đã 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 nh sau:
Cuống phun

Chất dẻo

Sản phẩm

Dung dich làm mát

Chốt đẩy
Đóng khuôn

Mở khuôn

Hình II-: 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 đã đợc 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 đợc 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 đợc duy trì một lúc cho đến khi
chất dẻo lỏng không còn khả năng chảy nữa. Bởi vì sau khi nhựa đã đợc bơm vào
lòng khuôn thì hệ thống làm mát ( không khí, nớc, 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
Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 20


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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 đợc 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 lợng nhằm làm chảy nó và xếp đặt
trớc khi bơm vào khuôn, trục xoắn tạo ra khoảng không gian trống bằng cách trợt
lùi lại trong lòng Xylanh phun bằng chuyển động tịnh tiến dọc trục. Khi sản
phẩm đợc 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 đợc
chuyển động mở khuôn kết hợp với hệ thống chốt đẩy. Quá trình đợc tiếp tục để
chế tạo sản phẩm tiếp theo.
*) Tóm lại chu kỳ hoạt động của máy ép tạo ra một sản phẩm nh sau:
- Khung kẹp thực hiện đóng chặt khuôn.
- Vật liệu dẻo đã đợc hoá dẻo từ trớc đợc 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 đợc
thiết kế sao cho có thể đợc sử dụng cho một số lợng lớn chu trình để gia công ra
sản phẩm thoả mãn yêu cầu cho trớc.
Kích thớc và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thớc và hình dáng của
sản phẩm. Số lợng sản phẩm cần đợc 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 hởng
trực tiếp tới giá thành của khuôn cũng nh là giá thành của sản phẩm cần chế tạo
trên khuôn đó.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 21


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

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 đợc
bơm vào, đợc làm nguội, rồi sản phẩm đợc đẩy ra. Sản phẩm đợc tạo hình giữa
hai phần của khuôn. Khoảng trống giữa hai phần đó đợc điền đầy bởi nhựa và nó
sẽ mang hình dạng của sản phẩm cần chế tạo.
Khoảng trống

Lòng khuôn

Mặt phân khuôn
Lõi khuôn
(Hình 1)

- Một phần của khuôn lõm vào sẽ xác định hình dạng bên ngoài của sản
phẩm đợc gọi là lòng khuôn, còn phần lồi ra xác định hình dạng bên trong của
sản phẩm gọi là lõi khuôn.
- Đờng 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 trớc: kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép phun.
- Tấm khuôn phía trớc: 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 đợc.
- Tấm giữ: Giữ chốt đẩy với tâm đẩy.
- Vòng định vị: Bảo đảm vị trí thích hợp của vòi phun với khuôn.
- Chốt dẫn hớng: Dẫn phần chuyển động tới phần cố định của khuôn.
- Bạc dẫn hớng: 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.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 22


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

- 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 hớng chốt: để tránh mài mòn và hỏng chốt đỡ, tấm đẩy và tám giữ
do chuyển động tơng đối giữa chúng.
- Chốt đỡ: Dẫn hớng 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 trớc và tấm khuôn trớc.
Đây chỉ là các chi tiết hay đợc sử dụng trong một bộ khuôn, ngoài ra tuỳ
theo độ phức tạp của khuôn mà sử dụng thêm bộ phận khác nh: 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 thờng gồm hai phần, một phần ở phía vòi phun nó đợc
bắt chặt, cố định với máy ép nhựa gọi là tấm khuôn trớc, phần còn lại đợc 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 trớc và sau cũng nh 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 trớc (phần khuôn
đợc 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) đợc sử dụng rộng rãi để chế tạo các sản phẩm có kích thớc
nhỏ, sử dụng ít miệng phun, hình dạng đơn giản, sản lợng chế tạo ít
Tấm di động

Tấm cố định

Lõi

Lòng
khuôn

Bạc
cuống
phun

Hệ thống dẩy
(Hình 2)

Hình II-: Kết cấu của khuôn ép nhựa hai tấm.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 23


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

- Khuôn ba tấm: Hệ thống này gồm có các bộ phận sau: Khuôn trớc,
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.
Nhợc 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 lợng nhựa phế phẩm tiêu tốn ở hệ thống kênh dẫn
nhựa lớn.
Tấm giữa

Tấm di động

Tấm cố động

Lòng
khuôn

(Hình 3)

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

phẩm hạ trong khi có thể sản xuất đợc một số lợng sản phẩm lớn.
Lòng khuôn

Lòng khuôn

(Hình 4)

Hình II-: Kết cấu của khuôn ép nhựa nhiều tầng.
Ngoài các vấn đề đã 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 nh thế nào ?
Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 24


Đồ án tốt nghiệp chuyên nghành Công Nghệ Chế Tạo Máy.

- Hệ thống làm mát khuôn thiết kế nh 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 hởng trực tiếp tới giá thành chế tạo khuôn, đồng thời
chúng cũng ảnh hởng trực tiếp tới năng suất và chất lợng của sản phẩm đợc 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 đợc các số liệu về đơn đặt
hàng, để có thể thiết kế và chế tạo ra một sản phẩm khuôn đạt yêu cầu.

Chu Quốc Hiếu Lớp: CTM6 - K44

Trang 25