Bài tập lớn: “Xây dựng quy trình thiết kế và sử dụng phần mềm Cimtron E trong gia công khuôn ép nhựa”

Bi tập lớn

Lời nói đầu
Ngày nay sản phẩm nhựa đã chiếm một vị trí rất quan trọng trong nền kinh tế quốc
dân, vật liệu nhựa ngày càng có những tính chất u việt nh về chất lợng về độ bền
trong khi đó vật liệu khác nh các vật liệu tự nhiên hay vật liệu kim loại tổng hợp càng
ngày càng không đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng rất cao của con ngời do vậy mà ngành
công nghiệp nhựa đã phát triển rất nhanh trong thời gian qua kéo theo đó là các lĩnh
vực tạo hình sản xuất và chế tạo các sản phẩm từ nhựa phát triển theo đặc biệt trong đó
phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa ra đời và cho
ra vô số các sản phẩm với đủ kiểu dáng chủng loại phục vụ cho đời sống của con ngời.
Việc chế tạo ra các chi tiết có biên dạng phức tạp kéo theo biên dạng của lòng khuôn và
lõi khuôn cũng phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo các phơng pháp truyền thống gặp
rất nhiều khó khăn. Ngoài ra việc chế tạo lòng khuôn, lõi khuôn còn phụ thuộc nhiều vào
trình độ ngời thợ, thời gian chế tạo khuôn dài và độ chính xác lòng khuôn thờng không cao.
Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học và kỹ thuật, các công nghệ gia công mới
cũng phát triển rất mạnh mẽ kéo theo các ứng dụng phần mềm vào trong tự động hoá
sản xuất và tự động hoá lắp giáp nh ứng dụng các phần mềm Master Cam, Cimatron,
Catia.... Việc ứng dụng các phần mềm này vào sản xuất, đặc biệt là trong lĩnh vực gia
công khuôn mẫu, và lắp giáp khuôn tự động, nó đã giải quyết đợc các khó khăn trớc
đây và đem lại hiệu quả kinh tế rất cao.
ở nớc ta việc sản xuất các sản phẩm từ nhựa phục vụ cho đời sống cũng nh trong kỹ
thuật đang đợc phát triển rất mạnh mẽ, số lợng các cơ sở sản xuất ứng dụng phơng pháp
gia công mới ngày càng nhiều, gia công đợc các chi tiết có biên dạng phức tạp.
Nắm bắt đợc tình hình đó em đã đợc thầy hớng dẫn định hớng và giao nhiệm vụ cho
nghiên cứu đề tài:
Xây dựng quy trình thiết kế và sử dụng phần mềm Cimtron E trong gia công khuôn
ép nhựa
Đặc biệt là việc ứng dụng phần mền CAD/CAM CimatronE để thiết kế và gia công
tự động một bộ khuôn nhựa điển hình với sản phẩm tự mình lựa chọn.
Bài tập lớn của chúng em bao gồm bốn phần chính:

Chơng I: Giới thiệu tình hình làm khuôn trên thế giới và tại Việt Nam.
Chơng II: Công nghệ gia công chất dẻo bằng ép phun.
Chơng III: Các kiểu khuôn phổ biến.
Chơng IV: Thiết kế một bộ khuôn điển hình có sử dụng phầm mềm CimatronE .

1


Bi tập lớn
Do khả năng thực tế còn hạn chế nên bài tập lớn không tránh khỏi những sai sót.
Chúng em rất mong đợc sự chỉ bảo tận tình của thầy cô và bạn bè để chúng em hiểu
thêm về kiến thức chuyên môn.

Hà Nội: tháng 11 năm 2007
Sinh viên thực hiện:
Vũ Ngọc Linh

2


Bi tập lớn
Mục đích của đề tài
Với đề tài Xây dựng quy trình thiết kế và sử dụng phần mềm Cimtron E trong gia
công khuôn ép nhựa nhóm chúng em đã tổng hợp các kiến thức chung nhất về khuôn
mẫu, những thành tựu mà ngành công nghiệp khuôn mẫu thế giới và Việt Nam đã đạt
đợc. Hớng tới mục tiêu xa hơn là tổng hợp và tạo nên một th viên tra cứu.
Nh chúng ta đã biết mỗi khi một ngời kỹ s đợc giao một sảm phẩm mà cần phải thiết
kế một bộ khuôn ép nhựa cho sản phẩm đó thờng thì với những ngời kỹ s đã có kinh
nghiệm thì việc tìm ra một bộ khuôn thích hợp sẽ không mất nhiều thời gian, nhng với
những ngời kỹ s cha có nhiều kinh nghiệm hay với nhiều chủng loại sản phẩm thì sẽ có

thể làm cho các kỹ s bối rối. Trong tình hình phát triển mạnh mẽ của các ngành công
nghiệp cùng với nó là sự ra đời của những tiêu chuẩn kỹ thuật những hình thức modul
hoá nhằm nhằm giảm công sức cho ngời lao động.
Với ý tởng đó chúng em đã tổng hợp và chia ra thành các bộ khuôn điển hình cùng
với đó chúng em đã phân tích các đặc điểm (đặc điểm về hình dáng, về vật liệu, về tính
năng làm việc) để chia chúng thành các họ t ơng ứng với các đặc điểm tơng tự nhau
để phù hợp với một loại khuôn đợc thiết kế. Nh vậy chúng em đã đạt đợc mục đích rõ
ràng là khi đợc giao cho thiết kế khuôn nhựa cho một sẩn phẩm bất kỳ nào đó dựa vào
đặc điểm của mỗi hộ chi tiết đã đợc phân loại chúng em sẽ dễ dàng tìm ra một bộ
khuôn thích hợp và sau đó sẽ áp dụng để thiết kế cơ bản sau đó áp dụng các phần mềm
CAD/CAM (ví dụ nh Cimatron, Catia, moldex3D) để thiết kế và gia công hoàn chỉnh
ra sản phẩm nh khách hàng yêu cầu.

1


Bi tập lớn
Chơng: i Tổng quan về tình hình làm khuôn mẫu
1.1 Tình hình làm khuôn trên thế giới
1.1.1 Lịch sử phát triển
Ngành khuôn nhựa trên thế giới ra đời và phát triển từ rất lâu đời, từ khi nhu cầu cần
thiết của con ngời về sản phẩm làm ra từ vật liệu nhựa, nh đồ dùng bằng nhựa ( cốc
nhựa, chậu, ghế ), vỏ các thiết bị máy móc cũng làm bằng nhựa ( xe máy, quạt ).
Cách đây gần 200 năm, một nhà nghiên cứu ngời Anh Joseph Priestley (1733-1809)
trong các thí nghiệm của mình đã nhận thấy có một hiệu quả ăn mòn vật liệu gây ra bởi
sự phóng điện.
Đến 1943, hai vợ chồng ngời Nga Lazarenko tìm ra cánh cửa dẫn tới công nghệ gia
công tia lửa điện. Khi các tia lửa điện đợc phóng ra, vật liệu trên bề mặt phôi bị hớt đi
bởi một quá trình điện - nhiệt thông qua sự nóng chảy và bốc hơi kim loại mà không
phụ thuộc vào độ cứng của vật liệu-đó là quá trình gia công bằng tia

Ngày nay, quá trình gia công EDM đã đợc phát triển rộng rãi ở các nớc phát triển,
nhiều loại máy hoạt động trong lĩnh vực EDM đã đợc sản xuất với nhiều kiểu khác
nhau để phục vụ những mục đích khác nhau. Với các thuật toán điều khiển mới, với các
hệ thống điều khiển CNC cho phép gia công đạt năng suất và chất lợng cao mà không
cần có sự tham gia trực tiếp của con ngời.
Có hai phơng pháp công nghệ gia công tia lửa điện đợc sử dụng rộng rãi trong công
nghiệp là:
+ Gia công tia lửa điện dùng điện cực định hình, gọi tắt là phơng pháp xung
định hình (EDM-Die sinking). Điện cực là một hình không gian bất kỳ mà nó in hình
của mình lên phôi tạo thành một lòng khuôn.
+ Gia công tia lửa điện bằng cắt dây (EDM-Wire cutting). đây điện cực là một
dây mảnh (d = 0,1ữ0,3 mm) đợc cuốn liên tục và đợc chạy theo một công tua cho trớc,
nó sẽ cắt phôi theo đúng công tua đó.
Các hệ thống điều khiển CNC hiện có trên thị trờng có tiến bộ rất nhiều, các hệ
thống điều khiển CNC đã có mặt ở các máy xung định hình, các chuyển động hành tinh
và chuyển động theo công tua của một điện cực có hình dáng đơn giản cho phép gia
công xung định hình các hình dáng phức tạp
Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp trên thế giới là chế tạo ra các
sản phẩm thoả mãn yêu cầu của khách hàng, thị trờng và cung cấp hàng ngày với chất
2


Bi tập lớn
lợng cao đảm bảo tốt các dịch vụ sửa chữa, bảo hành. Đồng thời các nhà sản xuất phải
tìm cách giảm giá thành chế tạo, tăng năng suất và chất lợng của sản phẩm. Do đó kỹ
thuật CAD/CAM-CNC trở thành trọng tâm nghiên cứu, phát triển và ứng dụng rộng rãi
trên nhiều quốc gia trong đó có Việt Nam.
Chu kỳ hình thành sản phẩm công nghiệp theo phơng thức hiện đại là ứng dụng kỹ
thuật CAD/CAM-CNC để thiết kế gia công và lắp ráp sản phẩm nhằm sáng tạo sản
phẩm nhanh đáp ứng nhu cầu của thị trờng. Trong đó kỹ thuật vi xử lí máy tính và kỹ

thuật dò hình số hoá từ vật mẫu là công cụ đắc lực để sáng tạo sản phẩm công nghiệp.
Cimatron là hệ thống tích hợp đặc sắc nhất đợc dùng trong lĩnh vực thiết kế và gia
công cơ khí do nhóm chuyên gia của Nhật Bản và Isael hợp tác xây dựng từ những năm
1990. Chỉ trong mấy năm mà hệ thống này đợc các công ti hàng đầu thế giới sử dụng
và khoảng 85% sản phẩm ngành công nghệ cao đợc tạo ra bởi sự trợ giúp của Cimatron
1.1.2 Tình hình làm khuôn
Trên thế giới hiên nay đã đạt đợc rất nhiều thành tựu về ngành công nghiệp khuôn
mẫu. Các loại khuôn nhựa cho sản phẩm rất phức tạp, khuôn cho sản phẩm to nhỏ bất
kì .
Trên thế giới áp dụng các phân mềm tự động hoá cho tất cả các nguyên công thiết
kế do vậy thời gian cho thiết kế một bộ khuôn khá nhanh so với tại Việt Nam và giá
thành để làm ra sản phẩm cũng đợc giảm bớt, do áp dụng công nghệ điển hình lên chất
lợng sản phẩm cũng cao hơn ở Việt Nam.
1.2 Tình hình làm khuôn tại Việt Nam
1.2.1 Lịch sử phát triển
Trớc đây việc chế tạo chày và cối của khuôn ép các sản phẩm nhựa thờng đợc chế
tạo bằng các phơng pháp cắt gọt truyền thống gặp rất nhiều khó khăn khi lòng khuôn có
hình dạng phức tạp. Việc chế tạo lòng khuôn còn phụ thuộc nhiều vào trình độ ngời
thợ, thời gian chế tạo khuôn dài và độ chính xác lòng khuôn thấp.
Tại Việt Nam thì ngành công nghiệp khuôn mẫu mới chỉ bắt đầu thực sự từ những
năm 1990 khi cuộc hội thảo đầu tiên về khuôn ép nhựa diên ra lần đầu tiên tại thành
phố Hồ Chí Minh khi đó thì các nhà máy nhựa đều do Liên Xô để lại các kỹ s lúc đó
rất thiếu những tài liệu tham khảo về khuôn ép nhựa với dự án quốc gia VIE85/012
những con số, bảng biểu, thông tin kỹ thuật đã đợc hỗ trợ rất nhiều bởi tài liệu của ngời
Nhật và những ngời châu Âu.

3


Bi tập lớn

Nớc ta việc sản xuất các sản phẩm từ nhựa phục vụ cho đời sống cũng nh trong kỹ
thuật đang đợc phát triển rất mạnh mẽ, số lợng các cơ sở sản xuất ứng dụng khoa học
kĩ thuật các phần mềm công nghệ vào sản xuất, đặc biệt là trong lĩnh vực gia công
khuôn mẫu, nó đã giải quyết đợc các khó khăn trớc đây và đem lại hiệu quả kinh tế rất
cao.
Sản phẩm nhựa xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng nh
trong đời sống hàng ngày. Trong các ngành công nghiệp nhẹ, từ trớc đến nay đã sử
dụng rất nhiều các chi tiết thiết bị chế tạo từ vật liệu Polyme. Trong các ngành công
nghiệp nặng xa kia hầu hết các chi tiết máy, các thiết bị đều đđợc chế tạo từ thép. Ngày
nay, các chi tiết ít chịu lực đã bắt đầu đđợc chế tạo từ vật liệu nhựa, cá biệt một số loại
nhựa có tính chịu lực cao, chịu nhiệt, chịu mài mòn và chịu môi trthờng mà các loại
thép bị phá huỷ, đợc thay thế thép để chế tạo các chi tiết máy làm việc trong các điều
kiện nói trên. Trực quan nhất, trong đời sống hàng ngày, hầu hết các vật dụng cần thiết
phục vụ cho cuộc sống đều là các sản phẩm nhựa.
1.2.2 Tình hình làm khuôn
Hiên nay công việc làm khuôn tại Việt Nam vẫn còn nhiều nguyên công mà ngời
công nhân còn phải thực hiện rất thô sơ ví dụ nh nguyên công mài bóng thờng đợc ngời
làm khuôn dùng các loại bột cứng ( bột kim cơng, bột ôxít nhôm) và đợc trà sát bằng
vải những nguyên công này thờng mất rất nhiều thời gian và làm giảm năng suất làm
khuôn và làm tăng giá thành của bộ khuôn.
Nh vậy mặc dù ngành công nghiệp khuôn mẫu ở nớc ta thời gian gần đây phát triển
rất mạnh nhng so với thế giới thì vẫn còn rất non trẻ và đang tiếp cận dần với tốc độ
phát triển của ngành công nghiệp thế giói.
Các phần mềm tuy mới đợc đa vào Việt Nam trong những năm gần đây nhng nó đã
tạo đợc sự quan tâm thu hút của nhiều công ty,doanh nghiệp lớn nhỏ và đợc ứng dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong công nghệ chế tạo các bộ khuôn mẫu.
Trang bị máy công cụ gia công điều khiển số CNC để chế tạo khuôn mẫu phục vụ cho
cơ sở ngày càng phổ biến ở các doanh nghiệp. Đặc biệt ở các doanh nghiệp miền Bắc
có thể kể đến các công ty và các Viện tiếp cận sớm nhất với máy CNC và chế tạo khuôn
mẫu nh: Viện IMI, Công ty HAMECO, VINASHIOKI, song sản phẩm của họ vẫn ở

mức đơn giản, chất lợng thấp, tuổi thọ ngắn.
Kĩ thuật CAD/CAM có vai trò đặc biệt quan trọng trong việc thiết kế và chế tạo ra
các bộ khuôn mẫu phức tạp và có độ chính xác cao. Rất nhiều công ty nh Kim khí
4


Bi tập lớn
Thăng Long, nhựa Hà Nội, Hoà Phát, HAMECO Đã đầu t vào các phần mềm
CAD/CAM nh: CATIA, Cimatron, Pro/E, MasterCa Sản xuất của các Công ty trên có
sự đóng góp rất lớn của hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM.
Hiện nay hầu hết các trờng đại học, cao đẳng đã đa vào giảng dạy môn học
CAD/CAM-CNC với các kiến thức mới và đợc cập nhật khá thờng xuyên nh trờng
ĐHBK Hà Nội. Trờng cao đẳng s phạm Hng Yên, Tuy nhiên sinh viên vẫn phải
học chay mà không có điều kiện thực hành một cách có hệ thống. Ngoài nguyên
nhân không có máy CNC công nghiệp hoặc có nhng mới chỉ mang tính chất trng bày để
sau những bài lý thuyết thì ngời học biết đợc hình thù thực tế của máy.
Chính vì tình hình phát triển và sản xuất khuôn mẫu nh trên mà chúng em đã mạnh
dạn tìm hiểu nghiên cứu đề tài về thiết kế và gia công khuôn ứng dụng các phần mềm
CAD/CAM/CAE để phục vụ cho tốc độ phát triển rất cao của ngành công nghiệp khuôn
ép phun tại Việt Nam.

5


Bi tập lớn
Chơng: ii Chất dẻo và công nghệ gia công chất dẻo
2.1 Tìm hiểu vật liệu polymer
2.1.1 Khái niệm chất dẻo
Chất dẻo (Plastics) là loại vật liệu đợc tạo thành bởi nhiều phần tử (các cao phân tử
Polyme). Nó có thể đợc tổng hợp hoặc thay đổi từ thành phần nhỏ (gọi là Monome).

Chất dẻo là vật rắn (có thể là trạng thái lỏng trong quá trình gia công). Định nghĩa chất
dẻo (nhựa) có thể phân loại bằng sự phân loại theo biểu đồ dới đây:

Vật liệu
các loại
Vật liệu vô
cơ
Vật liệu
gốm sứ

Vật liệu hữu cơ

Vật liệu
kim loại
Sợi

Vật liệu
cao phân
tử
Cao su

Chất dẻo

Nhựa nhiệt
dẻo
Tái sinh đư
ợc

Vật liệu
thấp phân

tử
Chất kết dính

Nhựa nhiệt
rắn
Không tái
sinh

Sơ đồ 2.1: Phân loại chất dẻo
Các cao phân tử Polyme thờng đợc cấu tạo từ những thành phần có cấu trúc giống
nhau gọi là đoạn mạch thành phần (monome).
Cao phân tử có nguồn gốc từ thiên nhiên: Cenllulo, len, cao su thiên nhiên
Cao phân tử có nguồn gốc nhân tạo đợc tổng hợp từ các monome.

6


Bi tập lớn
Phân loại
Thấp phân tử
Cao phân tử thờng
Cao phân tử có trọng lợng lớn
Siêu cao phân tử

Trọng lợng phấn tử
Trọng lợng phân tử dới 1000
Trọng lợng phân tử 1000-10.000
Trọng lợng phân tử 10.000-80.000
Trọng lợng phân tử trên 1000.000

Bảng 2.1: Trọng lợng phân tử
Ngời ta phân loại các chất cao phân tử căn cứ vào trọng lợng phân tử:
Các tính chất của chất dẻo đợc điều chế từ một nhóm đơn phân tử chủ yếu do độ dài
của mạch phân tử quyết định. Độ lớn của mạch phân tử đợc xác định bằng phân tử lợng
trung bình (M) hoặc độ trùng hợp trung bình (P).
Độ trùng hợp trung bình đợc biểu diễn qua trọng lợng phân tử và phân tử lợng của
monomer.
Các Polyme đợc tạo thành từ các monomer nhờ các phản ng trung hợp, trùng phối,
trùng ngng, đồng trùng hợp.
Sự trùng hợp.
Trong quá trình trùng hợp các cao phân tử đợc tạo thành từ các đơn phân tử trong
phản ứng mạch không có sự tạo thành các sản phẩm phẩm. Điều kiện của phản ứng
trùng hợp là các đơn phân tử phải có liên kết không bão hoà.
Sự trùng phối.
Trùng phối cũng xảy ra giống trùng hợp vì trong quá trình xảy ra phản ứng hoá học
không xuất hiện các sản phẩm phụ có phân tử nhỏ.Trong quá trình trùng phối ngời ta có
thể sử dụng hai đơn phân tử khác nhau. Quá trình trùng phối hợp các chất đơn phân tử
có sự đổi chỗ các nguyên tử.
Sự trùng ngng.
Phản ứng trùng ngng đợc hình thành từ các chất đơn phân tử mà phản ứng hoà học
của nó xảy ra sẽ tạo thành các phân tử nhỏ khác (nh nớc). Khi trùng ngng sẽ xuất hiện
các Polyme có cấu trúc lới. Trùng ngng có thể thực hiện theo từng giai đoạn. Ví dụ

7


Bi tập lớn
trong quá trình tạo nhựa Phenol, giai đoạn đầu kết thúc ở phần tạo vật liệu ép. Sau đó d ới tác dụng của áp lực và nhiệt độ quá trình tạo vật liệu ép sẽ kết thúc ở trong khuôn.
Đồng trùng hợp.
Các chất dẻo khác nhau có thể liên kết với nhau tạo ra chất dẻo mới copolymer

(Polyme đồng trùng hợp).
Trong quá trình đồng trùng hợp các chất đơn phân tử phàn lớn liên kết các mạch với
nhau tạo thành mảng. Cũng có trờng hợp các Polyme này liên kết vào mạch sẵn của
Polyme khác. Quá trình đó gọi là đồng trùng hợp ghép cấy.
Chất dẻo (Plastics, nhựa tổng hợp) là vật liệu đợc tạo thành bởi nhiều phần tử hữu cơ
(cao phần tử Polyme). Các phần tử Polyme này đợc tổng hợp từ các thành phần nhỏ
khác gọi là Monome. Chất dẻo là vật liệu dạng rắn trong điều kiện thờng và có tính dẻo
hoặc chảy lỏng khi đợc nung nóng ở nhiệt độ nhất định. Có thể minh hoạ chất dẻo qua
biểu đồ sau:
Các cao phần tử Polyme có nguồn gốc nhân tạo thờng đợc tổng hợp từ các Monome,
còn cao phân tử Polyme có nguồn gốc thiên nhiên thì gồm: Xenlulô, Len, Cao su thiên
nhiên.
Các cao phân tử có tính chất tuỳ thuộc vào độ dài của các mạch phân tử, độ dài này
đợc xác định bằng các phân tử lợng trung bình. Sự tạo thành phân tử Polyme từ các
Monome nhờ các phản ứng hoá học nh: sự trùng hợp, sự trùng ngng, đồng trùng hợp.
Cấu tạo của Polyme thành phần hoá học của nó và các phản ứng hoá học là các yếu tố
quyết định cơ - lý - hoá của từng loại vật liệu
2.1.2 Phân loại và tính chất
1. Phân loại
Dựa trên tính chất vật lí, tính chất hoá học, cấu trúc phân tử, khả năng gia công và
các yếu tố tác động lên vật liệu mà ngời ta phân loại chất dẻo theo nhiều phơng pháp
khác nhau nh: phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học (Polyme kết tinh, polyme định
hình), phân loại chất dẻo theo công nghệ (nhựa nhiệt dẻo, nhựa nhiệt rắn), phân loại
chất dẻo theo hình dạng mạch đại phân tử, phân loại chất dẻo theo công dụng (nhựa
thông dụng, nhựa kĩ thuật, nhựa kĩ thuật chuyên dùng).
a. Phân loại chất dẻo theo cấu trúc hoá học.
Trong các vật liệu Polyme,tuỳ theo trạng thái sắp sếp chuỗi mạch của nó mà ta có
thể phân ra loại nhựa có dạng kết tinh hay không kết tinh (vô định hình).
Nếu chuỗi các mạch của vật liệu Polyme đợc xếp khít nhau theo mọt trật tự nhất
định thì ta có vật liệu Polyme kết tinh.

8


Bi tập lớn
Nếu chuỗi các mạch của vật liệu Polyme đợc sắp xếp không theo một trật tự nhất
định nào thì ta có Polyme định hình. Polyme kết tinh không có nghĩa là toàn bộ khối
Polyme đều ở trạng thái kết tinh mà trong đó vẫn có thể có những pha vô định hình.
Các Polyme ở trạng thái kết tinh thờng ở trạng thi đục mờ. Các Polyme ở trạng thái
không kết tinh có độ trong suốt. Ví dụ nh nhựa PPMA còn có độ trong suốt hơn cả thuỷ
tinh. Nó cho phép 73% tia cực tím xuyên qua trong khi đó thuỷ tinh Silicat (vô cơ) chỉ
cho143% tia cực tím đi qua.
b. Phân loại chất dẻo theo công nghệ.
Chất dẻo đợc chia thành 2 loại: Chất dẻo nhiệt dẻo và chất dẻo nhiệt rắn.
- Chất dẻo nhiệt dẻo:
Là loại vật liệu Polyme có khả năng lập lại nhiều lần quá trình chảy mềm dới tác
dụng của nhiệt vầ trở nên cứng rắn (định hình ) khi đợc làm nguội.Trong quá trình tác
dụng của nhiệt nó chỉ thay đổi tính chất vật lí chứ không có phản ứng hoá học xảy ra.
- Chất dẻo nhiệt rắn:
Là loại vật liệu Polyme khi bị tác dụng của nhiệt hoặc các giải pháp xử lí hoá học sẽ
trở nên cứng rắn (định hình sản phẩm). Nhựa nhiệt rắn sau khi nóng chảy và đóng rắn
nó không còn khả năng chảy sang trạng thái chảy mềm dới tác động của nhiệt nữa. Do
vậy nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái sinh các loại phế phẩm, phế liệu hoặc các sản
phẩm đã qua sử dụng.
c. Phân loại chất dẻo theo hình dạng mạch phân tử.
Theo cách này có thể phân biệt các loại Polyme có hình dạng sợi tuyến tính, hình
dạng sợi phân nhánh, cấu trúc lới không gian, cấu trúc hình dây thang,cấu trúc lới
phẳng, cấu trúc hình sao, cấu trúc răng lợc
d. Phân loại chất dẻo theo công dụng:
Trong thực tế sản xuất và sử dụng nhựa thờng đợc phân thành 3 loại: Nhựa thông
dụng,nhựa kĩ thuật và nhựa hỗn hợp.

- Nhựa thông dụng: Là loại nhựa đợc sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới với khối lợng lớn có u điểm là giá thành thấp và dễ gia công thành sản phẩm.
- Nhựa kĩ thuật: Là loại nhựa có nhiều đặc tính u việt hơn nhựa thông dụng nh độ
bền ké, bền va đập, độ kháng nhiệtLoại nhựa này th ờng để sản xuất các chi tiết máy
hoặc các chi tiết có yêu cầu tính năng cao.
- Nhựa kĩ thuật chuyên dùng: Là loại nhựa có trọng lợng phân tử rất cao
(1.000.000 hoặc lớn hơn). Mỗi loại chỉ đợc sử dụng ở một số lĩnh vực riêng biệt
2.Tính chất hoá học
9


Bi tập lớn
a. Tính chịu hoá chất
Khác với kim loại, đa số các loại nhiệt thờng bền khi chịu tác động của môi trờng
khí quyển. Hơn nữa chúng còn bền với các loại hoá chất nh axit, kiềm, muối và nhiều
hoá chất khác.
b. Tính chịu thời tiết khí hậu
Tính chịu thời tiết khí hậu là tính thay đổi về chất lợng độ bền của sản phẩm dới ảnh
hởng của ánh sáng (tia cực tím), nhiệt độ không khí (oxy, Ozon ). quá trình giảm độ
bền dới tác động của khí hậu gọi là sự lão hoá của nhựa.
Để giảm lão hoá ngời ta thờng dùng thêm một số chất phụ gia. Các chất phụ gia này
có tác dụng hạn chế sự lão hoá của nhựa.
1.2.3 Chất phụ gia trong chất dẻo
1. Chất bôi trơn.
Chất bôi trơn trong nhằm giảm ma sát giữa các mạch hay đoạn mạch cao phân tử
của chất dẻo và cảI thiện tính chất chảy dới tác dụng của nhiệt.
Chất bôi trơn ngoài nhằm làm tránh dự bám dính giữa nhựa với bề mặt trong lòng
xylanh, bề mặt trục vít và lòng khuôn.
Các loại bôi trơn gồm có: Rợu béo, axit béo, xà phòng kim loại
2. Chất hoá dẻo.
Chất hoá dẻo có trong nhựa nhằm cải thiện sự dẻo hoá, dễ dàng điền đầy vào khuôn

tạo ra sự mềm dẻo của sản phẩm.
Chất hoá dẻo gồm:Este của axit hay rợu, dầu thơm và béo Parafin, các loại rợu nh
Butanol, Glycol
3. Chất ổn định.
Gồm các loại ổn định nhiệt, ổn định tia tử ngoại, chất chống lão hoá Nhằm mục
đích tránh phá huỷ đặc biệt do nhiệt trong quá trình gia công hoặc sử dụng sản phẩm
chất dẻo.
a. Chất ổn định nhiệt.
Chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và PVC mềm nhằm tránh tạo thành nối đuôI
trong quá trình gia công.Chất ổn định nhiệt đa vào trong nhựa nhằm ổn định tính chất
của chất dẻo trong quá trình gia công.
Các chất ổn định nhiệt gồm:Chất hữu cơ, muối Cadmium, Calcium
b. Chất ổn định ánh sáng.
Chất ổn định ánh sáng dùng để bảo vệ chất dẻo dới ánh nắng mặt trời bằng cách làm
chậm quá trình giảm chất lợng khi sử dụng ngoài trời.
10


Bi tập lớn
Các chất ổn định ánh sáng gồm:Các bon đen, bột màu
c. Chất ổn định chống lão hoá.
Chất phong chống lão hoá nhằm mở rộng khoảng nhiệt độ sử dụng cho chất dẻo, tạo
ra chất dẻo có tuổi thọ sử dụng tăng lên hạn chế hay làm chem. Phản ứng phát triển do
Oxy hay Peroxit tác động vào.
Chất phòng lão gồm: Phòng lão Fenolic, phòng lão Amin
4. Chất chống tĩnh điện
Sự tích điện trên bề mặt vật liệu không dẫn điện có thể đợc khử bằng cách sử dụng
chất chống tĩnh điện để tạo nên một lớp bề mặt háo nớc.
Các chất chống tĩnh điện gồm các chất hoạt động bề mặt, muối vô cơ
5. Chất làm chậm cháy.

Chất làm chậm cháy tạo nên sự kháng cháy cho chất dẻo.Cơ chế của chất chậm
cháy là không cho phát triển phản ứng oxy trên bề mặt chất dẻo tiếp xúc với lửa hoặc
sức nóng bằng cách tạo ra trên lớp bề mặt một lớp bảo vệ.
Các chất chậm cháy thờng có chứa Aluminium, Autimon,BromChất chem. Cháy
thờng dới dạng oxit vô cơ hay phân tử hữu cơ có chứa yếu tố halogen.
6. Chất tạo xốp
Chất tạo xốp làm cho sản phẩm chất dẻo có những lỗ xốp bên trong.
Có hai loại chất tạo xốp:
Chất tạo xốp vật lí: Các lỗ xốp tạo thành do thay đổi trạng tháI vật lí của chất xốp
nh sự giãn nở khí nén, bốc hơI chất lỏng, hoà tan của chất rắn.
Chất tạo xốp hoá học: Các chất xốp tạo thành do sự phóng thích khí khi chất tạo
xốp bị phân huỷ dới tác dụng của nhiệt.
7. Chất tạo màu
Màu đợc chia làm hai loại là: thuốc nhuộm và chất màu.
Thuốc nhuộm là chất hữu cơ tan trong nhựa,nhng không bền nhiệt.
Chất màu là loại chất vô cơ không tan trong nhựa, kháng nhiệt hơn thuốc nhuộm
màu.
8. Chất độn
Chất độn là chất trơ thêm vào trong chất dẻo để cải thiện độ bền và các yêu cầu
khác trong khi sử dụng. Chất độn cũng làm cho giá thành của sản phẩm giảm. Có chất
độn vô cơ và hữu cơ. Chất độn cacbonat canxi và cao lanh, bột tan đ ợc sử dụng nhiều
hơn cả.
2.2 Công nghệ gia công chất dẻo
11


Bi tập lớn
2.2.1 Sử dụng chất dẻo trong khoa học kỹ thuật
1. Đặc trng của chất dẻo
Do thành phần cấu tạo và tính chất đặc biệt của chất dẻo nên một số loại chất dẻo

thờng đợc dùng trong kỹ thuật làm các chi tiết máy thay cho vật liệu kim loại. Đối với
những loại chất dẻo ứng dụng trong kỹ thuật và sản xuất để làm chi tiết máy thì chúng
có u nhợc điểm sau:
u điểm
Nhẹ( tỷ trọng 0,9-2,5)
Tính chống ẩm, tính chống ăn mòn
Khó truyền nhiệt và truyền điện
Dễ gia công dẻo
Nhiều vật liệu trong suốt do vậy có thể nhuộm màu để tạo màu cho sản phẩm.
Có độ bền riêng( độ bền trọng lợng)
Nhợc điểm
Tính chịu nhiệt thấp
Tính đàn hồi thấp
Dễ cắt xén
Độ cứng bề mặt thấp dễ bị xớc
Dễ cháy
Bị lão hoá theo thời gian
Giá thành cao
2. ứng dụng của các loại chất dẻo
Chất dẻo trong kỹ thuật thờng đợc phân loại theo phơng pháp công nghệ gồm có
nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn.
Nhựa nhiệt dẻo:
Là loại chất dẻo có khả năng lặp lại nhiều lần quá trình chảy mềm dới tác dụng của
nhiệt độ và trở nên cứng rắn khi đợc làm nguội. Trong quá trình tác động, nó chỉ thay
đổi tính chất vật lý chứ không có phản ứng hoá học xảy ra.
Các loại nhựa nhiệt dẻo:
polyvinyl: Thờng gọi là vinyl ứng dụng làm bao bì, vinyl house, vỏ bọc dây điện.
polyetylen: Có u điểm chống va đập, chịu đợc ở nhiệt độ thấp, tính giữ nhiệt. Đợc
dùng thay thế cho ống dẫn nớc kim loại và tấm màng lọc.
Polypropylen: Có tỷ trọng cực kỳ nhỏ, khả năng chịu nhiệt rất cao.

12


Bi tập lớn
Polystyren: Tính chảy loãng tốt thích hợp cho sản xuất tạo hình theo cách phun, ứng
dụng làm vỏ tivi, radio, máy lạnh Nhựa polystyren có nhợc điểm là chịu va đập kém.
Nhựa AS: Trong suốt, có tính chất bền trong xăng, ứng dụng làm ắc quy, vỏ bật lửa.
Nhựa ABS: Tốt cho làm chi tiết máy, độ cứng bề mặt ngoài cao và khó bị xớc.
Nhuộm màu tốt có ánh quang bề mặt và đễ tạo hình bằng phun.
Nhựa Acrylic: Độ trong suốt cao, tính chịu thời tiết cao, nhuộm màu tốt, tỷ trọng
nhỏ, độ bền cơ học cao, khó bị xớc bề mặt, ứng dụng thay thế thuỷ tinh, làm một số chi
tiết ôtô.
Polyamit: Thờng gọi là Nylon, là loại nhựa quan trọng đối với nhựa kỹ thuật đợc
dùng trong công nghiệp( Engineering Plastics).
Polycacbonat: Trong suốt, bền va đập, bền kéo, tính chịu nhiệt cao, là đại biểu cho
Plastic dùng trong công nghiệp, ứng dụng làm bulông, đai ốc, bánh răng đồng hồ, mũ
bảo hiểm, nút bấm tivi.
Polyacetat: Đại diện cho Plastics có ma sát và chịu mài mòn tốt dùng trong công
nghiệp, ứng dụng làm bánh răng máy, trục...
Nhựa nhiệt rắn
Là loại chất dẻo khi có tác dụng nhiệt hay hoá học sẽ trở nên đóng rắn và không có
khả năng chảy dẻo nữa. Nhựa nhiệt rắn không có khả năng tái sinh các sản phẩm đã sử
dụng.
Các loại nhựa nhiệt rắn:
Nhựa Phenol, Ure: Không màu, trong suốt có thể nhuộm màu rất đẹp, dùng làm
dụng cụ đồ ăn.
Nhựa Melamine: Vì không màu, độ cứng cao, tính chịu nớc cao, độ bền cao, đẹp
nên đợc dùng làm đồ trang trí, dụng cụ gia đình hoặc làm sơn.
Polyeste: Thờng gọi là Plastics bền hoá, dùng làm kính. Tỷ trọng khoảng 1,8; độ
bền kéo 48-245 N/m, rất nhẹ và bền đợc ứng dụng trong chế tạo vỏ xe ôtô, thuyền,

thùng, ống và mũ bảo hiểm.
Nhựa Epoxy: Có thể tạo hình ở nhiệt độ thờng và áp lực thờng, đặc tính bám dính
tốt đối với kim loại và bê tông, tính chịu nhiệt, chịu dung môi, chịu nớc và cách điện
tốt. Là Plastics quan trọng trong công nghiệp.
Nhựa Epoxy dùn làm vật liệu tăng bền sợi thuỷ tinh và sợi cacbon, làm vật liệu cách
điện của mạch tích điện và của máy in...
Nhựa Silicon: Có tính cách điện và chịu nhiệt độ cao, có tính phát nớc, ứng dụng
làm con dấu, li khuôn, phát nớc, cách điện, chịu dầu và chịu nhiệt.
13


Bi tập lớn
Mỗi một loại chất dẻo đều có một loại gia công, nhiệt độ phá huỷ và độ co riêng, do
vậy trong quá trình chế tạo phải chú ý để tránh tạo ra phế phẩm cháy hoặc sai kích thớc
gia công.
Sau đây là một số bảng thống kê số liệu các loại nhựa.
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Nhựa
PP
PS
ABS
PVC
PMMA
PA6
PA6,6
PPO
PC
POM
Elastomer
LDPE
HDPE

Tên đầy đủ
PolyPropylen
PolyStyren
PolyVinyl Clorit
PolyMetyl Metacrylat
PolyAmit (Nylon6)
PolyAmit (Nylon6,6)
PolyPhenylen Oxit
PolyCacbonat
Polyacetat Resins
Nhựa đàn hồi cao su
LowDensity PolyEtylen
HighDensiy PolyEtylen

Nhiệt độ khuôn

Nhiệt độ cuối

(10-80
10-75
10-80
20-60
30-70
50-80
50-80
40-80
70-115
60-90
Nhiệt độ lu hóa
50-70
30-70

Piston (C)
220-235
200-280
220-270
170-200
190-240
250-280
250-280
300-330
300-350
190-210

75-110
160-260
75-110

Bảng 2.2- Nhiệt độ gia công các loại nhựa:
Chú ý: Nhựa ABS dễ bị ô xy hóa trong khuôn nếu gián đoạn quá 15 phút.
Về độ bền ta xem bảng sau:
TT
1
2
3
4
5

Nhựa
ABS
PA6,6
PS
PP
PVC

Nhiệt độ phá hủy
310C
320C - 330C
250C
280C
180C - 220C

Bảng 2.3- Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa:
Về độ co ngót của nhựa ta xem bảng sau:

TT
1

Nhựa
PS

Độ co (%)
0,3- 0,6

Mật độ (g/cm3)
1,05
14


Bi tập lớn
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

ABS

LDPE
HDPE
PP
PVC mềm
PVC cứng
PMMA
POM
PPO
PC
PA6
PA6,6

0,4- 0,7
1,5- 5,0
1,5- 3,0
1,0- 2,5
>0,5
0,5
0,1- 0,8
1,9- 2,3
0,5- 0,7
0,8
0,5- 2,2
0,5- 2,5

1,06
0,954
0,92
1,15
1,38

1,38
1,18
1,42
1,06
1,2
1,14
1,15

Bảng 2.4: Độ co của một số loại nhựa
2.2.2 Các phơng pháp gia công chất dẻo
1. Công nghệ cán.
Quá trình cán là một trong những phơng pháp sản xuất của công nghiệp gia công
chất dẻo mà trong đó vật liệu chất dẻo nhiệt dẻo đợc chế tạo thành tấm hoặc màng.
Các máy cán thờng sử dụng đoá là các máy có 4 hoặc 5 trục cán xếp theo các dạng
chữ I, L, F, Z

Các loại thiết bị cán chữ I, L,F, Z.
Về mặt nguyên lí thì hầu hết các chất dẻo đều cán đợc tuy nhiên ngời ta thờng dùng
các chất nhiệt dẻo sau đây để cán vì những loại vật liệu này thích hợp cho việc tạo ra
màng mỏng, tấm
- PVC cứng và PVC mềm.
- Các copolyme từ PVC.
- Polistirol dai và ABS.
- Các ete xenlulo.
15


Bi tập lớn
- Các chất Polyolefin.
Phơng pháp cán đợc sử dụng rộng rãi và có ý nghĩa nhất là để gia công PVC cứng và

PVC mềm và các copolyme từ PVC.
2. Công nghệ phủ chất dẻo.
Công nghệ tráng phân lớp đợc hiểu là quá trình phủ bọc lớp chất dẻo lên vật liệu cốt
dạng tấm mềm dễ uốn (nh vải, giấy, sợi tự nhiên, sợi tổng hợp).
Để tráng phủ lớp vật liệu cốt thì có nhiều phơng pháp:
- Phơng pháp phét bằng dao phết: Nhờ dao phết chất dẻo (bột nhão ) đợc phết lên
vật liệu làm cốt đang dịch chuyển phía dới dao phết.
- Phơng pháp tráng phân lớp bằng trục trụ tròn: Sử dụng hệ thống nhiều trục trụ
tròn làm cho bột chất dẻo dãn ra một độ dài nhất định sau đó mang lớp chất dẻo này
phủ lên vật liệu cốt.
- Phơng pháp tẩm nhúng: Vật liệu cốt đợc di chìm qua lớp bột PVC có độ nhớt
nhỏ, lợng d đợc các thanh gạt gạt xuống.
- Tráng phủ bằng máy đùn: Cho chất dẻo nóng chảy từ máy đùn qua đầu đùn có
khe rộng và phủ lên các vật liệu cốt. Sau đó chất dẻo cùng vật liệu cốt đI qua khe của
các trục cán đang quay, chất dẻo đợc ép lên vật liệu cốt.
- Tráng phủ bằng máy cán: Vật liệu cốt cùng với chất dẻo đợc dẫn vào một khe hở
thứ hai hoặc thứ ba của máy cán, khi đó các trục cán sẽ ép chất dẻo lên vật liệu cốt.
- Tráng phủ bằng phơng pháp tiếp xúc: Sử dụng để tráng phân lớp cho chất dẻo
PVC hoặc Polyurethan.
3. Công nghệ đùn
Từ chất dạng hột hoặc bột ta thu đợc sản phẩm sản xuất liên tục ví dụ nh sản xuất
ống nhờ một thiết bị gọi là máy đùn.
Máy đùn thực chất là một thành viên trong dây truyền sản xuất, nó gồm có thiết bị
tạo hình, bộ phận chỉnh hình, bộ phận kéo sản phẩm, bộ phận thu sản phẩm hoặc cắt
sản phẩm thành từng đoạn nhất định.

16


Bi tập lớn

Năng
lượng

Máy
đùn

Chất dẻo
nóng chảy

Đầu
đùn

Tạo
cỡ

Làm
nguội

Thiết
bị kéo
sản
phẩm

Tạo
cỡ

Cuộn
thu
sản

phẩm

Cắt
phân
đoạn

Sản
phẩ
m
được
đùn

Thiết
bị sắp
xếp

Sơ đồ 2.2: Công nghệ đùn chất dẻo
Về mặt nguyên lí thì tất cả các loại chất dẻo nhiệt dẻo đều có thể gia công đùn đợc.
Song đói với khối chất dẻo nóng chảy cần phải có đọ cứng nhất định, đó là điều cần
thiết vì khi chúng ta khởi đầu định hình trong một thời gian ngắn phải giữ đợc hình
dáng tạo ra nó.
Gia công đùn đợc sử dụng để gia công đối vớ sản lợng lớn chủ yếu là các chất dẻo
nh PVC cứng, PVC mềm, PE và PP.
4. Gia công vật thể rỗng.
Để tạo hình cho vật thể rỗng chúng ta có nhiều cách nh đùn thổi, phun thổi đúc ki
tâm, ghép 2 nửa vỏ mà ta có thể chế tạo bằng phơng pháp đúc, phun ép tạo hình nóng.
Công nghệ tạo hình rỗng đợc hiểu là ngời ta tạo hình đoạn ống chất dẻo nhiệt dẻo đợc đùn ra bằng khí nén áp lực cao từ phía trong nó thành sản phẩm cần chế tạo, khuôn
thổi sản phẩm đợc tiến hành trong khuôn rỗng hai nửa sao cho đoạn ống chất dẻo đợc
đùn ra ở trạng thái nóng sẽ tiếp nhận biên dạng của khoang rỗng trong khoang mẫu sau
đó đợc làm nguội.

Với phơng pháp này quá trình sản xuất đợc chia làm hai bớc:Đùn ống tạo phôi và bớc tạo hình sản phẩm.

17


Bi tập lớn
Vật liệu cho sản phẩm loại này chủ yếu là Polyetylen (85%) tạo ra các mặt hàng để
đóng gói thực phẩm.
5. Công nghệ ép và ép phun
Công nghệ ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã đ ợc
nung nóng sơ bộ đợc tạo viên, đợc định lợng vào khoang khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác
định sau khi khuôn đóng,dới áp lực vật liệu ép đợc tiến hành tạo lới thành sản phẩm.
Công nghệ ép phun khác công nghệ thờng ở chỗ vật liệu ép không đổ thẳng vào
khoang khuôn mà đợc đổ vào khoang nung riêng, sau khi đến một nhiệt độ nhất định dới tác dụng của Piston vất liệu đợc phun vào khoang khuôn kín.
Cả hai phơng pháp trên đều thích hợp cho việc gia công các sản phẩm có kích thớc
lớn, đặc biệt có bề dày thành nhỏ. Ngời ta sử dụng quá trình ép để gia công các vật liệu
dẻo nh tấm, bảng dày, bán kính thành phẩm bằng xốp và từ vật liệu có phân tử lợng rất
lớn để tạo thành sản phẩm định hình. Nguyên công ép chủ yếu để gia công các sản
phẩm từ các xốp chất dẻo, từ Polyolefin có phân tử lợng lớn nh PE, PP, các chất dẻo họ
xellulo. Khi sản xuất các sản phẩm định hình, phơng pháp ép chỉ đợc sử dụng khi các
phơng pháp có năng suất khác không thể gia công đợc.
Ta có sơ đồ quá trình ép phun nh sau:

Hình 2.1: Sơ đồ ép phun trục vít
1.Nửa khuôn di động
6.Phần tử nung
2.Sản phẩm
7.Xilanh
3.Khoang khuôn
8.Trục vít

4.Nửa khuôn cố định
9.Phễu định lợng
18


Bi tập lớn
5.Vòi phun
Qua phần trình bầy một số công nghệ gia công chất deo nh trên ta có thể thấy đợc
công nghệ ép phun là công nghệ không thể thiếu đợc trong ngành công nghiệp ép phun.
Các sản phẩm nhựa hầu hết đều có hình dạng phức tạp và có nhu câu sử dụng rất lớn do
vậy phải có một phơng pháp để gia công và tạo ra nó với năng suất cao do vậy công
nghệ ép phun phải đợc đầu t nghiên cứ và phát triển sâu rông hơn để phục vụ cho ngành
công nghiệp sản xuất nhựa bằng ép phun.
Quá trình ép là quá trình gia công trong đó vật liệu đã dẻo hoá sơ bộ hoặc đã đ ợc
nung nóng sơ bộ đợc tạo viên, đợc định lợng vào khoang khuôn. Sau đó ở nhiệt độ xác
định sau khi khuôn đóng, dới áp lực vật liệu ép đợc tiến hành tạo lới thành sản phẩm.
Vật Liệu

Máy đúc

Chất dẻo nóng
Vòi phun
Khuôn ép
Làm mát
Sản phẩm

Sơ đồ 2.3 Dây truyền công nghệ ép phun
a. Trục vít và xy lanh
Xy Lanh ép phun thực chất là ống có thành dày mà một đầu có ren để tiếp nhận vòi
phun còn đầu kia có khoang định lợng cùng với phễu dữ liệu.

Vật liệu xy lanh đúc có độ cứng lớn, và có độ bền mòn cao, dọc theo xy lanh lắp
thêm hệ thống nung nóng xy lanh đến nhiệt độ cần thiết cho từng vùng.
Trên xy lanh có lắp thêm cụm định lợng vật liệu cần phải
đợc làm mát bằng nnớc với mục đích bảo vệ cụm định lợng và ổ đỡ trục vít không bị
quá nóng.
Trong xy lanh có trục vít có thể chuyển động quay và tịnh tiến qua lại. Trong quá
trình quay và tịnh tiến nó tiếp nhận nhiên liệu về phía mình dới tác dụng của áp lực đẩy
hình thành trong xy lanh nó bị kéo về phía sau, chuyển động dọc trục của xy lanh về
19


Bi tập lớn
phía vòi phun của trục vít đợc thực hiện nhờ xy lanh thủy lực. Vật liệu của trục cũng đợc làm bằng thép có độ cứng lớn, độ bền, độ chịu mòn cao.
b. Vòi phun
Là một chi tiết hoặc cụm chi tiết đợc gá lắp ở đầu phía trớc của xy lanh nó là cầu
nối giữa xy lanh và khuôn trong quá trình phun nhựa vào lòng khuôn. Giữa vòi phun và
khoang tạo hình của khuôn là đậu ngót và hệ thống kênh dẫn, mối ghép giữa vòi phun
và xy lanh đúc là mối ghép ren ống. Sau đây là kết cấu của một loại vòi phun hay dùng
có đờng kính khoảng 3-6mm, đối với các sản phẩm lớn thì dùng vòi phun có lỗ khoan
lớn hơn 6 mm.
c. Nung nóng vật liệu gia công
Để nung nóng xy lanh máy ép phun thờng dùng phần tử nung bằng điện, dây điện
trở đợc nung nóng sinh ra đợc truyền vào trong xy lanh. Để thực hiện việc truyền nhiệt
tốt thì dây điện trở phải đợc gắn sát vào xy lanh và giữa chúng phải có lớp cách điện.
d. Truyền động và dẫn động của máy ép phun
Các máy ép phun đợc truyền động và hoạt động nhờ một hay nhiều động cơ điện, hệ
thống truyền động bằng cơ khí, hệ thống truyền động bằng khí nén, hệ thống truyền
động bằng thủy lực.
- Truyền động bằng cơ khí: chủ yếu là cơ cấu bánh răng hoặc cơ cấu bản lề.
- Truyền động bằng thủy lực: nhờ vào áp lực cao do các bơm thủy lực tạo ra.

- Truyền động bằng khí nén: không khí có áp suất cao do các máy nén khí tạo ra.
e. Cụm đóng mở khuôn
Trớc khi phun vật liệu vào trong lòng khuôn cần đóng khít hai nửa khuôn với nhau.
Nhiệm vụ của cụm này là đóng mở khuôn khi cần thiết.
f. Quá trình ép phun
Sau khi máy đợc cấp vật liệu vào trong phễu định vật liệu trong xy lanh dới tác
dụng của áp lực vật liệu đợc dịch chuyển dần vào trong xy lanh tại đây vật liệu đợc dẻo
hóa và nóng chảy, vật liệu đợc nóng chảy nhờ một hệ thống nung nóng bằng điện trở
trên các xy lanh. Sau khi vật liệu đợc nhuyễn ra thì dòng chất lỏng nóng chảy này sẽ
qua vòi phun của máy ép phun và đợc phun vào trong lòng khuôn, trớc khi vật liệu đợc
phun vào lòng khuôn thì hai nửa khuôn đợc ép chặt với nhau nhờ một hệ thống thủy lực
và sau khi sản phẩm đợc điền đầy vào trong lòng khuôn, sản phẩm đợc giữ lại trong
lòng khuôn một thời gian để hình thành sản phẩm và đợc làm mát nhờ hệ thống làm
mát, thờng đợc làm mát bằng nớc vừa kinh tế vừa rẻ tiền giai đoạn này là giai đoạn rất
quan trọng vì nó ảnh hởng trực tiếp đến chất lợng và năng suất gia công. Nớc làm mát
20


Bi tập lớn
trong khuôn nhanh thì năng suất gia công nhanh những sản phẩm làm mát đột ngột sẽ
bị sinh ra nội ứng suất, sản phẩm sẽ bị co hoặc bị nứt. Nớc làm mát chậm quá năng suất
sẽ không cao, nên giai đoạn này cần phải quan tâm đến tính chất vật liệu và tính toán
thời gian làm mát trong khuôn hợp lý.

21


Bi tập lớn
Chơng : iii Các kiểu khuôn ép phun
3.1 Phân loại các bộ khuôn ép phun

3.1.1 Cấu tạo chung và cách phân loại
1. Cấu tạo chung
Khuôn là dụng cụ tạo hình để sản xuất một sản phẩm với hình dạng và kích thớc đã
định, kích thớc và kết cấu của khuôn phụ thuộc vào kích thớc, hình dáng sản phẩm.
Khuôn là cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau trong đó vật liệu đợc điền đầy
vào phần rỗng của khuôn. Phần rỗng của khuôn đợc tạo thành bởi hai phần khuôn. Phần
trên đợc khoét rỗng gọi là lòng khuôn, phần dới xác định hình dạng trong khuôn gọi là
lõi khuôn. Lòng khuôn và lõi khuôn tiếp xúc với nhau qua mặt phân khuôn.

Lòng khuôn
Khoảng trống giữa lòng
khuôn và lõi
Đuờng phân khuôn
Lõi khuôn

Hình 3.1: Các phần chính của bộ khuôn
Có nhiều loại khuôn khác nhau, mỗi loại khuôn đều có những đặc điểm kết cấu đặc
trng song đối với khuôn cho các vật liệu nhựa thì kết cấu cơ bản gồm các phần sau:
Vùng lòng khuôn
Bộ phận dẫn vật liệu
Thiết bị đẩy lấy sản phẩm
Bộ phận điều tiết nhiệt độ khuôn
Bộ gá lắp khuôn vào máy
Chi tiết khuôn cơ bản

22


Bi tập lớn
Vùng lòng khuôn là vùng trực tiếp tạo ra sản phẩm và đợc hình thành từ lòng khuôn

và lõi khuôn. Gọi là vùng lòng khuôn (Cavity) vì hình dáng lòng khuôn, độ chính xác
kích thớc và trạng thái bề mặt có ý nghĩa đến chất lợng sản phẩm, do vậy lòng khuôn là
bộ phận quan trọng nhất. Cấu tạo vùng lòng khuôn có quan hệ sâu sắc với bộ phận dẫn
liệu và ứng với các phơng pháp tạo hình khác nhau mà có kết cấu khuôn đặc thù khác
nhau.
Khuôn là một cụm nhiều chi tiết lắp với nhau, ở đó nhựa đợc phun vào, đợc làm
nguội rồi đẩy sản phẩm ra.
Sản phẩm đợc tạo hình giữa hai phần của khuôn. Khoảng trống ở giữa hai phần
khuôn đợc điền đầy nhựa và nó sẽ mang hình dáng sản phẩm. Phần lõm vào sẽ xác định
hình dạng ngoài của sản phẩm đợc gọi là lòng khuôn, phần xác định hình dạng bên
trong của sản phẩm đợc gọi là lõi.
Phần tiếp xúc lõi và lòng khuôn gọi là đờng phân khuôn. Ngoài ra khuôn còn có các
bộ phận khác:

11
12

10
9

13

8

14

7

15

6
5

16
17

4

18

3

19

2
1
Hình 3.2: Cấu tạo một bộ khuôn ép nhựa thông dụng
Chức năng của các bộ phận:
23