thiết kế hoàn chỉnh bộ khuôn cho sản phẩm miếng đế để ly

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ HOÀN CHỈNH BỘ KHUÔN
CHO SẢN PHẨM MIẾNG ĐẾ ĐỂ LY
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: T2011 - 61

S KC 0 0 3 6 3 2

Tp. Hồ Chí Minh, 2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ HOÀN CHỈNH BỘ KHUÔN
CHO SẢN PHẨM MIẾNG ĐẾ ĐỂ LY
Mã số: T2011-61

Chủ nhiệm đề tài: Ths. Trần Minh Thế Uyên

TP. HCM, 11/2011


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐƠN VỊ: CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƯỜNG

THIẾT KẾ HOÀN CHỈNH BỘ KHUÔN
CHO SẢN PHẨM MIẾNG ĐẾ ĐỂ LY

Mã số: T2011-61

Chủ nhiệm đề tài: Ths. Trần Minh Thế Uyên

TP. HCM, 11/2011


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. Giới thiệu ........................................................................................ 1
CHƯƠNG 2 .Tổng quan về nhựa - máy ép nhựa - khuôn ép nhựa
2.1 Tổng quan về nhựa và các sản phẩm nhựa .............................................. 2
2.1.1 Các loại nhựa thông dụng ............................................................... 2
2.1.2 Đặc điểm một số loại nhựa ............................................................. 2
2.1.3 Các phụ gia sử dụng trong chất dẻo ................................................. 6
2.2 Tổng quan về máy ép nhựa ..................................................................... 8
2.2.1 Phân loại ....................................................................................... 8
2.2.2 Các bộ phận cơ bản máy ép nhựa ................................................... 8
2.2.3 Các giai đoạn ép nhựa .................................................................... 9
2.2.4 Các thông số máy ép khi ép nhựa.................................................. 11
2.3 Tổng quan khuôn ép nhựa ..................................................................... 11
2.3.1 Sơ lược về khuôn .......................................................................... 11
2.3.2 Các kiểu khuôn phổ biến ................................................................... 13
2.3.3 Một số bộ phận chủ yếu của khuôn ................................................... 15
CHƯƠNG 3: Thiết kế sản phẩm và tách khuôn
3.1 Thiết kế sản phẩm đế lót ly ................................................................... 22
3.1.1 Dùng lệnh Revolve .................................................................... 25
3.1.2 Dùng lệnh Draft......................................................................... 26
3.2 Tách khuôn sản phẩm ........................................................................... 28
CHƯƠNG 4 : Ứng dụng moldflow 2010 phân tích khuôn đế lót ly
4.1 Tiền xử ly ù(Pre-Processor)..................................................................... 31

4.2 Tiến hành phân tích (Analysis-Processor) ............................................. 33
4.3 Hậu xử lý (Port-Processor)..................................................................35

Chương 5: Lên kết cấu bộ khuôn đế lót ly

5.1 Giới thiệu phần mềm VISI_Series ......................................................... 38
5.2 Ứng dụng phần mềm Visi 17.0 thiết kế bộ khuôn hai tấm ...................... 38
Tài liệu tham khảo
Bản vẽ


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển. Các phát minh mới trong
lónh vực cơ khí cũng theo đó lần lượt ra đời. Đặc biệt là trong lónh vực
CAD_CAM_CAE, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển mạnh mẽ của phần mềm cơ
khí trong việc ứng dụng thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa. Một số phần mềm nổi
tiếng như ProEngineer, Visi, Catia, Solidworks…. Trong các phần mềm nổi tiếng kể
trên, sử dụng 2 phần mềm Pro/E 5.0 và Visi 17.0 để thiết kế khuôn cho sản phẩm.
1.2. Tầm quan trọng của đề tài:
Đề tài về khuôn, nên khi gia công xong phải đảm bảo những tính chất của
một bộ khuôn hoàn chỉnh, như : Độ chính xác, độ bền, độ bóng...
Thiết kế phải đảm bảo gia công trong phạm vi dung sai cho phép. Sau khi
lắp ghép toàn bộ, bộ khuôn không bò sai lệch về hình dáng và kích thước.
1.3. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp quan sát: Những đoạn video, những bộ khuôn thực, để đưa ra
bộ khuôn cho sản phẩm.
Phương pháp tham khảo tài liệu: Các tài liệu liên quan, tìm kiếm tài liệu
(thư viện trường, mạng, bạn bè,…)
1.4. Đối tượng nghiên cứu:

Thiết kế sản phẩm đế lót ly trên phần mềm ProEngineer 5.0
Thiết kế bộ khuôn trên phần mềm Visi 17.0
1.5. Dàn ý nghiên cứu:
1.5.1.
Tổng quan về công nghệ ép phun:
Công nghệ ép phun là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn. Khi
nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn thì khuôn được mở ra và sản
phẩm được lấy ra khỏi khuôn.
1.5.2. Thiết kế sản phẩm :
Lấy ý tưởng là đế lót ly.
Thiết kế sản phẩm 3D trên phần mềm ProEngineer 5.0.
1.5.3. Thiết kế bộ khuôn:
Do sản phẩm khơng phức tạp, chỉ cần khuôn 2 tấm là có thể chế tạo sản phẩm mà
vẫn giữ được tính thẫm mỹ của sản phẩm, kết cấu khuôn lại đơn giản trong việc chế
tạo.

1


CHƯƠNG 2 .TỔNG QUAN VỀ NHỰA - MÁY ÉP NHỰA - KHUÔN ÉP NHỰA
2.1. Tổng quan về nhựa và các sản phẩm nhựa
2.1.1.
Các loại nhựa thông dụng
Trong thực tế sản xuất và sử dụng, nhựa thường được phân loại thành 2 loại:
a. Nhựa kỹ thuật:
Là tên chung của những loại nhựa mà chất lượng trội hơn nhiều so với nhựa
thông dụng về tính chất cơ lí như độ bền kéo, độ kháng nhiệt, …và được sử dụng sản
xuất cho các chi tiết máy và chi tiết yêu cầu tính năng cao. Nhựa kỹ thuật được cải
thiện về độ bền trơn, kháng hoá chất, nhiệt, vv…
Một số loại nhựa kỹ thuật thông dụng: PA, PC, PPO biến tính, POLYSTER

bảo quản. Nhựa FLUORIDE, PI, nhựa SULFONAMID, PPS, …
b. Nhựa thông dụng:
Là loại nhựa được sử dụng với một lượng lớn bao gồm những chủng loại nhựa:
PE, PP, PS, ABS, PVC, PMMA.
2.1.2.
Đặc điểm một số loại nhựa
a. Nhựa PE (polyethylene)
 Các tính chất đặc trưng của nhựa PE :
Mờ và màu trắng.
Nhiệt độ mềm thấp hơn và lực kéo thấp hơn.
Khi đốt với ngọn lửa, có thể cháy được và có mùi parafin.
Độ kháng nước cao, kháng hoá chất và tính cách nhiệt và điện tốt.
Độ giãn dài lớn và dòn ở nhiệt độ thấp.
Dễ cháy.
Hệ số giãn nở cao.
Nứt do ứng suất.
Độ chòu thời tiết kém.
 Các ứng dụng của nhựa PE:
Những sản phẩm cần có độ bền kéo cơ học.
Búa nhựa, vật liệu cách điện và nhiệt, bồn tấm, ống dẫn nước, chi tiết xe hơi.
Sản phẩm cần kháng dung môi và dầu nhớt.
Thùng chúa dung môi, chai lọ, màng mỏng bao bì.
Sản phẩm dung cho cách điện.
Làm vật liệu điện chòu tần số cao, băng keo cách điện, tấm.
b. Nhựa PP (polypropylene)
 Đặc tính :
Giống như PE nhưng cứng hơn.
Cách điện tần số cao, lực va đập ở nhiệt độ thấp.
Tính chất tuỳ thuộc vào cấu trúc đồng phân lập thể.
 Tính chất:

 Tính chất cơ học:
Bề ngoài: không màu, bán trong suốt.
Tỷ trọng: chất dẻo có trọng lượng nhẹ (0. 9-0. 92).
Độ bền kéo, độ cứng: cao hơn PE.
 Tính chất nhiệt:
Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặt biệt tính chất cơ học tốt ở nhiệt độ cao.
Dòn ở nhiệt độ thấp.

2


Dễ phá huỷ bởi UV.
Dễ cháy.
Tính ứng suất nứt tốt.
Tính chất bám dính kém.
Tính chất gia công ép phun tốt.
Các tính chất khác: không mùi, không vò, không độc, rẻ.
 Ứng dụng:
Dùng độ cứng: nắp chai nước ngọt, thân nắp bút mực, hộp nữ trang, két bia,
hộp đựng thòt, …
Dùng kháng hoá chất: chai lọ thuóc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp
thùng chứa dung môi.
Dùng cách điện tần số cao: làm vật liệu cách điện tần số cao, tấm, vật kẹp
cách điện.
Dùng trong ngành dệt, v. v…sợi dệt PP, dép giả da đi trong nhà.
 Ứng dụng của nhựa PA:
Dùng để sản xuất các chi tiết chòu cơ học, chi tiết cho phụ tùng xe hơi, ống
dẫn, tấm, sợi Nylon.
c. Nhựa PC (Plycarbonate):
 Cấu trúc phân tử và tính chất:

Phân cực phân tử: chứa nhóm phân cực mạnh.
Có độ kết tinh cao.
Tính chất cơ lý: độ giãn dài cao, độ bền uốn, độ nén ép cao.
Tính chất nhiệt: độ bền nhiệt rất tốt, chòu lạnh ở -100°C, về độ cháy, không
cháy và tự tắt.
Tính chất điện: vật liệu cách điện tốt ở nhiệt độ cao.
Tính chất hoá học: kháng hoá chất tan trong dung môi thơm, ép phun độ nhớt
cao, chảy chậm.
 Một vài ứng dụng của nhựa PC:
Thường làm nắp motor, hộp điện thoại, vật liệu cách điện cho đường ray xe
lửa, bảng hiệu chỉ lối đi, vỏ tivi và radio.
2.1.3.
Các phụ gia sử dụng trong chất dẻo
a. Chất bôi trơn:
Chất bôi trơn bên trong: để giảm sự ma sát giữa các mạch hay đoạn mạch cao
phân tử của chất dẻo và cải thiện dòng chảy dưới tác dụng nhiệt.
Chất bôi trơn bên ngoài: để tránh sự bám dính giữa nhựa với bề mặt trong
nòng xylanh, bề mặt trục vít và khuôn.
Các loại chất bôi trơn thông dụng: rựơu béo, ACID béo, AMINE của ACID
béo, xà phòng kim loại, PARAFIN, các loại POLYETILEN phân tử thấp,…
b. Chất hóa dẻo:
Chất hoá dẻo cải thiện sự dẻo hoá và sự dễ dàng chảy đầy vào khuôn và đặc
biệt tạo sự mềm dẻo cho sản phẩm.
c. Chất ổn đònh:
Bao gồm các loại ổn đònh nhiệt, ổn đònh tia tử ngoại (còn gọi là ổn đònh tia
cực tím, UV, ánh sáng) chất phòng lão v. v… nhằm mục đích tránh bò phá huỷ đặc biệt
do nhiệt trong quá trình gia công sản phẩm chất dẻo và phá huỷ trong quá trình sử
dụng sản phẩm.
-

3


 Chất ổn đònh nhiệt:
Chủ yếu dùng cho nhựa PVC cứng và mềm, chất ổn đònh nhiệt nhằm tránh tạo
thành nối đôi trong quá trình gia công.
 Chất ổn đònh ánh sáng: (tia cực tím, tia tử ngoại, UV, chất hấp thụ tia tử
ngoại, v. v…).
Chất ổn đònh ánh sáng được dùng để bảo vệ chất dẻo dưới ánh sáng mặt trời
bằng cách làm chậm quá trình giảm cấp chất lượng khi sử dụng ngoài trời.
Các loại chất ổn đònh ánh sáng: CARBON đen, bột màu, HYDROXYBENZO,
PHENONES, ESTER của ACRYLIC, HYDROXYPHENYL ENZTRIAZOLES, v. v…
 Chất phòng lão hoá:
Chất phòng lão hoá nhằm mở rộng khoảng nhiệt độ sử dụng cho chất dẻo, tạo
tuổi thọ chất dẻo trong sử dụng tăng lên, hạn chế hay làm chậm phản ứng phát triển do
OXYGENE hay PEROXIDE tác động vào.
Các loại chất phòng lão hoá: gồm phòng lão PHENONIC, phòng lão AMINE,
hỗn hợp chứa lưu huỳnh hay PHOSPHO như PHOSPHYTES và THIOESTERS.
d. Chất chống tónh điện:
Sự tích điện trên bề mặt vật liệu không dẫn điện có thể được khử bằng Cách
sử dụng chất chống tónh điện để tạo nên một lớp bề mặt háo nước.
Các loại chất chống tónh điện bao gồm các chất hoạt động bề mặt, muối vô cơ, rượu
POLYHYDRIC, v. v…
e. Chất làm chậm cháy:
Chất chậm cháy tạo nên sự kháng cháy cho chất dẻo. Các loại chất làm chậm
cháy thường chứa các yếu tố: ALUMINIUM, AUTIMON, BORON, BROM, FLUOR,
MOLYBDEN, SULFUR, NITROGEN và PHOSPHOR. Có hai loại chất chậm cháy:
loại phụ da tác dụng vật lý và loại phụ gia phản ứng hoá học.
f. Chất tạo xốp:
Chất tạo xốp là chất làm cho chất dẻo sản phẩm có những lỗ xốp phía trong,

có hai loại chất tạo xốp:
Chất tạo xốp vật lý: các lỗ xốp tạo thành do thay đổi trạng tháy vật lý của chất
tạo xốp như do sự giãn nở khí nén, bốc hơi chất long hay do hoà tan của chất rắn.
Chất tạo xốp hoá học: các lỗ xốp tạo thành do sự phóng thích khí khi tạo chấ t
xốp bò phân huỷ dưới tác dụng nhiệt.
g. Chất tạo màu:
Màu chia làm hai loại: thuốc nhuộm (DYE), chất tạo màu (PIZMENT).
Thuốc nhuộm (DYE): là loại chất hữu cơ tan trong nhựa, không chòu nhiệt.
Chất tạo màu: là loại chất vô cơ không tan trong nhựa, kháng nhiệt cao hơn
thuốc nhuộm.
 Chất tạo màu được phân loại:
Bột màu (tức màu khô): dùng cho PVC cứng, PE, PS, ABS v. v…
Màu dạng PATE (nhảo) dùng cho PVC mềm.
Máu dạng vẫy: được tạo màu từ bột màu.
Màu nước: dùng cho PVC mềm.
Màu chủ (MASERCH) là màu tạo từ chất dẻo là chất màu với nồng độ chất
màu cao (đậm đặc) có thể dạng hạt, vảy, tấm, miếng v. v…
h. Chất độn:

4


Là chất trơ thêm vào trong chất dẻo để cải thiện nồng độ bền và độ chòu đựng
khi sử dụng đặc biệt giảm giá thành. Có thể trộn chất vô cơ và hữu cơ CARONATE
CALCIUM và CAOLIN, bột TALC được sử dụng nhiều.
i. Chất gia cường:
Là phụ gia dạng sợi được trộn với chất dẻo để cải thiện những tính chất cơ
học và chòu nhiệt cao.
Sau đây là một số bảng tính chất về nhựa cần biết khi sử dụng một loại nhựa cho ép phun.
Bảng nhiệt độ phá hủy một số loại nhựa [1]

Nhựa
Nhiệt độ phá hủy
TT
1
ABS
310C
2
PA6,6
320C - 330C
3
PS
250C
4
PP
280C
5
PVC
180C - 220C
Bảng nhiệt độ gia cơng [1]
Nhiệt độ
Nhiệt độ cuối Piston –
Nhựa
TT
Tên đầy đủ
(<C)
vis (C)
1
PP
PolyPropylen
10-80

220-235
2
PS
PolyStyren
10-75
200-280
3
ABS
Styrene co-polymers
10-80
220-270
4
PVC
PolyVinyl Clorit
20-60
170-200
5
PMMA
PolyMetyl Metacrylat
30-70
190-240
6
PA6
PolyAmit (Nylon6)
50-80
250-280
7
PA6,6
PolyAmit (Nylon6,6)
50-80

250-280
8
PPO
PolyPhenylen Oxit
40-80
300-330
9
PC
PolyCacbonat
70-115
300-350
10
POM
Polyacetat Resins
60-90
190-210
11
LDPE
LowDensity PolyEtylen
50-70
160-260
12
HDPE
HighDensiy PolyEtylen
30-70
75-110
Độ co một số vật liệu: [1]
TT

Nhựa

Độ co (%)

Mật độ (g/cm3)

1

PS

0,3- 0,6

1,05

2

ABS

0,4- 0,7

1,06

3

LDPE

1,5- 5,0

0,954

4

HDPE

1,5- 3,0

0,92

5

PP

1,0- 2,5

1,15

6

PVC mềm

>0,5

1,38

7

PVC cứng

0,5

1,38

8

PMMA

0,1- 0,8

1,18

5


9

POM

1,9- 2,3

1,42

10

PPO

0,5- 0,7

1,06

11

PC

0,8

1,2

12

PA6

0,5- 2,2

1,14

13

PA6,6

0,5- 2,5

1,15

2.2. Tổng quan về máy ép nhựa
2.2.1.
Phân loại
Máy ép nhựa là thiết bò chuyên dùng để hoá dẻo nhựa và phun ép vào khuôn
tạo ra sản phẩm. Người ta chia máy ép nhựa theo nhiều loại: loại 50, 100, …8000 tấn;
loại piston hay trục vis…

Máy ép nhựa.

2.2.2.
Các bộ phận cơ bản máy ép nhựa
a. Phễu nạp liệu.
Phễu là một thiết bò đơn giản dùng để cấp liệu cho trục vis và xylanh.
b. Cụm phun và các kiểu cụm phun thông dụng.
Cụm phun có nhiêm vụ hóa dẻo nguyên liệu và đẩy vào lòng khuôn. Một số
loại cụm phun thông dụng :
 Piston phun 1 giàn
 Piston 2 giàn
 Piston vis 2 giàn
c. Cơ cấu kẹp.
Cơ cấu kẹp bao gồm đầu xylanh thủy lực chính và cơ cấu cánh tay đòn. Cơ cấu
này có nhiệm vụ cung cấp các lực rất lớn để thực hiện đóng mở khuôn.
d. Bảng điều khiển trung tâm.
Bảng điều khiển trung tâm bao gồm: Van kiểm tra thủy lực (áp suất), hệ thống
kiểm tra nhiệt độ (nhiệt độ) và hệ thống kiểm tra thời gian chu kỳ. Đây là những thông
số gia công quan trọng có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm.
e. Trục vis.
Trục vis là một chi tiết quan trọng và điển hình của cụm phun mà đa số các
loại máy ép nhựa hiện nay đều sử dụng. Trục vis có dạng ren, bước ren không đổi và
có biên dạng giảm dần. Khi trục vis quay, nó có tác dụng làm dẻo hoá nguyên liệu và

6


lấy keo, lúc này trục vis chuyển động về sau và nhựa được đưa đến trước đầu xilanh,
lượng keo lấy phù hợp cho một lần phun.
f. Xylanh.
Trục vis được đặt trong xylanh, nó được làm bằng thép cứng chòu được áp suất
trong suốt quá trình phun. Xylanh được lắp các hệ thống điện trở gia nhiệt dọc theo

chiều dài của nó và được điều khiển bằng các đầu dò nhiệt.
2.2.3.
Các giai đoạn ép nhựa
Gồm 4 giai đoạn :
 Hoá lỏng hạt nhựa.
 Phun nhựa.
 Làm nguội.
 Lấy sản phẩm ra ngoài

Các phần và bộ phận chính của máy ép nhựa.
a. Giai đoạn 1: Hoá lỏng hạt nhựa.
Khuôn được đóng lại, hạt nhựa nguyên liệu thông qua băng nung nóng và trục
vis bò chảy lỏng, hoà trộn vào nhau chuẩn bò được phun ép vào trong khuôn.

Giai đoạn hóa lỏng hạt nhựa.
b. Giai đoạn 2: Phun nhựa.
Giai đoạn này chất dẻo lỏng sẽ được phun ép vào khuôn.

7


Giai đoạn phun nhựa và điền đầy lòng khuôn
c. Giai đoạn 3:Làm nguội
Sau khi phun ép đònh hình được sản phẩm, áp lực phun tiếp tục được duy trì.
Điều này làm cho những phần bò co rút trên sản phẩm tiếp tục được điền đầy. Quá
trình làm nguội sẽ được kết thúc khi chi tiết đông đặc hoàn toàn.

Giai đoạn làm nguội với áp lực đuổi theo.
d. Giai đoạn 4: Lấy sản phẩm.
Dưới sự điều khiển của hệ thống thuỷ lực_khí nén khuôn sẽ mở. Chi tiết và hệ

thống các kênh nhựa sẽ được lấy ra ngoài thông qua các chốt đẩy.

8


Giai đoạn lấy sản phẩm ra ngoài.
2.2.4.
Các thông số máy ép khi ép nhựa
a. Áp suất:
Là thông số quan trọng, liên quan đến độ dày của chi tiết. Áp suất gồm 3
thông số chính là: áp suất nén, áp suất duy trì và thời gian duy trì.
b. Tốc độ chảy:
Là thông số quan trọng thứ 2. Nó liên quan đến độ nhớt và tính chất cơ học
cuối cùng của sản phẩm.
c. Nhiệt độ:
Nhiệt độ trong xylanh thường không thay đổi, nhiệt được điều khiển với độ
nhạy chính xác sẽ làm thay đổi áp suất trong khuôn và chất lïng sản phẩm sẽ thay
đổi.
Thông số nhiệt quan trọng của vật liệu là độ khuếch tán nhiệt. Độ khuếch tán
nhiệt được tính toán từ nhiệt dung riêng, độ dẫn nhiệt và tỉ trọng.
d. Chỉ số chảy (MELT INDEX).
Trong quá trình chọn lựa nguyên liệu và công nghệ gia công, người ta cần biết
chỉ số chảy của nguyên liệu đó. Chỉ số chảy biểu thò tính chảy của nguyên liệu và dùng
để so sánh trong việc chon nguyên liệu.
2.3. Tổng quan khuôn ép nhựa
2.3.1. Sơ lược về khuôn
Phần insert của khuôn gồm 2 tấm. Tấm lõm vào sẽ xác đònh hình dạng ngoài
của sản phẩm gọi là lòng khuôn, tấm xác đònh hình dạng bên trong gọi là lõi.

Lòng khuôn và lõi khuôn.

Phần tiếp xúc giữa lõi và lòng khuôn được gọi là đường phân khuôn.
Khuôn thường có 2 bộ phận chính là bộ phận cố đònh và bộ phận di động. Bộ
phận cố đònh gắn liền với cụm phun của máy ép nhựa. Bộ phận di động có thể di
chuyển ra vào để thực hiện nhiệm vụ đóng mở khuôn.

9


Hai bộ phận chính của khuôn.
 Ngoài ra khuôn còn có các chi tiết khác như:

Các tấm khuôn cơ bản.

T – (Top clamping plate) Tấm kẹp trên: kẹp phần cố đònh của khuôn
vào máy ép phun.

A – (Cavity plate) Tấm khuôn âm: tạo thành các mặt lõm trên sản phẩm.
2.3.2. Các kiểu khuôn phổ biến
Khuôn ép nhựa thường có các kiểu phổ biến như: khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm,
khuôn 3 tấm lói bửng, khuôn có nhiều khỏang sáng, khuôn cho các phần tử có ren… Tuy
nhiên do thời gian thực hiện đề tài là có hạn nên trong bản thuyết minh này sẽ trình
bày 3 loại khuôn cơ bản và thông dụng đó là: khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm và khuôn 3
tấm lói bửng.
a. Khuôn 2 tấm (Side Gate System)
Kiểu khuôn này gồm hai bộ phận: cố đònh và di động. Kênh nhựa (Runer) nằm
trên bộ phận cố đònh trong khi cổng bơm (Gate) nằm trên bộ phận di động. Loại khuôn
này rất thông dụng trong sản xuất các chi tiết cỡ nhỏ.
- Khuôn gồm 2 phần: phần cố đònh và phần di động.

Kết cấu bộ khuôn 2 tấm.

10



ép.

Phần cố đònh của khuôn 2 tấm.
Phần di động có nhiệm vụ di chuyển nguyên cụm ra vào để thực hiện quá trình

Cấu tạo phần di động của khuôn 2 tấm.

Ngoài ra trong mỗi bộ khuôn không thể thiếu các hệ thống khác như: hệ thống
đẩy, hệ thống cấp nhựa, hệ thống lõi, hệ thống điều khiển nhiệt độ khuôn… Đây là
những hệ thống quan trọng trong một bộ khuôn và nó sẽ được trình bày ở những phần
sau.
b. Khuôn 3 tấm (Three Gate System) .
Khuôn 3 tấm thích hợp cho việc sản xuất các chi tiết lớn hoặc khi có yêu cầu
cần tăng năng suất.
Cũng như khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm cũng có 2 phần: phần cố đònh và phần
chuyển động. Ngoài ra nó còn có phần thứ 3 dùng để tháo kênh nhựa ra.

11


2.3.3. Một số bộ phận chủ yếu của khuôn
a. Hệ thống cấp nhựa:
Hệ thống cấp nhựa bao gồm: Cuống phun, kênh nhựa chính, kênh nhựa và
miệng phun.
.

Hệ thống cấp nhựa.

Để điền đầy được lòng khuôn nguyên liệu nhựa chảy đầu tiên phải đi qua
cuống phun và hệ thống kênh nhựa chính. Sau đó chảy qua miệng phun và vào lòng
khuôn, điền đầy chúng và tạo nên sản phẩm

Kênh nhựa 4 miệng phun
Kênh nhựa 8 miệng phun
Sơ đồ phân bố các lòng khuôn.

Ngoài ra còn có loại kênh nhựa 10, 12, 24… miệng phun. Tùy theo số lượng sản
phẩm, chi phí sản xuất… mà sử dụng số miệng phun cho thích hợp.
 Cuống phun:
Cuống phun là chỗ nối giữa vòi phun của máy và kênh nhựa. Hệ thống cuống
phun được sử dụng thông thường nhất có bạc cuống phun.

Bạc cuống phun theo tiêu chuẩn của HASCO.
Kích thước cuống phun phụ thuộc vào 2 yếu tố: khối lượng và độ dày thành
của sản phẩm cũng như loại vật liệu nhựa được sử dụng.
Kích thước lỗ vòi phun của máy cũng ảnh hưởng đến kích thước của cuống
phun

12


Bán kính trên bạc cuống phun và vòi phun phải tạo nên được sự liên kết phù
hợp giữa chúng. Bán kính trên bạc cuống phun phải lớn hơn 2 – 5 mm so với bán kính
vòi phun để đảm bảo không có khe hở giữa cuống phun và vòi phun khi chúng tiếp xúc
với nhau.

Góc côn của cuống phun cũng rất quan trọng. Góc côn tối thiểu nên là 10.

Cuống phun.
 Kênh nhựa:
Kênh nhựa là đọan nối giữa cuống phun và miệng phun. Kênh nhựa phải được
thiết kế ngắn và kích thước phù hợp để có thể nhanh chóng điền đầy lòng khuôn mà
không bò mất nhiều áp lực.
Kênh nhựa hình tròn được ưa chuộng hơn cả vì tiết diện ngang hình tròn sẽ cho
phép một lượng vật liệu tối đa chảy qua mà không bò mất nhiều nhiệt.

Kênh nhựa có tiết diện tròn.

Tuy nhiên các loại kênh nhựa có tiết diện khác nhau có ưu nhược điểm khác
nhau. Một số loại kênh nhựa được dùng trong thực tế :



Kênh nhựa có tiết diện hình thang (không góc nhọn).
Loại kênh hình thang có góc nhọn không tốt bằng vì nó tốn nhiều vật liệu hơn.

Kênh nhựa có tiết diện hình thang (có góc nhọn).

13




Loại kênh hình chữ nhật không nên dùng vì nó có thể xảy ra nhiều sự cố.

Kênh nhựa có tiết diện hình chữ nhật.


Sự phụ thuộc kích thước kênh nhựa có tiết diện ngang hình tròn vào độ dày
thành, khối lượng sản phẩm cũng như loại nhựa sử dụng.

Quan hệ giữa các số lượng thay đổi dùng cho ABS,
Polystryrene và cellulose.

Quan hệ giữa các số lượng thay đổi dùng cho Polycacbonates,
Polyamides, Polyacetals, Polyethylenes và Polypropylenes.
 Miệng phun:
Miệng phun là miệng mở giữa kênh nhựa và lòng khuôn.
 Các kiểu miệng phun thông dụng:
Miệng phun cuống phun: Kiếu này tốt cho các loại sản phẩm lớn như xô, chậu.
Miệng phun cạnh: là kiểu miệng rất thông dụng nó có thể sử dụng cho tất cả
các loại sản phẩm.

Miệng phun cạnh.

14


Miệng phun kiểu đường ngầm: loại này cũng rất thông dụng, có ưu điểm là nó
tự cắt khi sản phẩm bò đẩy ra khỏi khuôn.

Miệng phun kiểu đường ngầm.

-

Miệng phun kiểu đường ngầm (giấu cửa),
Miệng phun kiểu băng:

Miệng phun kiểu băng
b. Hệ thống làm nguội:
Để điều khiển nhiệt độ khuôn và thời gian làm nguội ngắn thì người thiết kế
cần phải quan tâm đến vò trí đặt hệ thống và quyết đònh sử dụng hệ thống làm nguội
nào. Điều này rất quan trọng vì thực tế thời gian làm nguội chiếm 50 – 60% toàn bộ
thời gian của chu kỳ phun khuôn.
 Vò trí của bộ phận làm nguội:
Vò trí này phụ thuộc vào hình dạng, kích thước cũng như độ dày của từng sản
phẩm. Thông thường hệ thống phải được đặt ở chỗ mà nhiệt độ khó truyền từ nhựa
nóng qua thân khuôn.
 Một số phương pháp thông dụng để làm nguội.
 Làm nguội tấm khuôn:
Đây là một trong những hệ thống thông thường nhất, chủ yếu dùng cho các sản
phẩm nhỏ.
Tuỳ theo mức độ mà ta có thể lựa chọn phương pháp làm nguội. Sản phẩm có
thể được làm nguội 2, 3 hoặc 4 mặt.

Làm nguội tấm.

15


 Làm nguội lõi:
Phương pháp đơn giản để làm nguội lõi là làm lõi bằng vật liệu có độ dẫn
nhiệt cao như: đồng, đồng benlium. Sau đó làm nguội lõi bằng cách: bố trí các kênh
nguội xung quanh sản phẩm; làm các kênh nguội chạy vòng qua các lõi; khoan lỗ làm
nguội bên trong lõi.

Làm nguội xung quanh lõi

kênh làm nguội chạy vòng qua lõi

Khoan lỗ bên trong lõi
 Làm nguội chốt:
Để làm nguội chốt, người ta đặt các kênh nguội bên cạnh của chốt hoặc độn
vào bên trong nó những vật liệu khác có tính dẫn nhiệt cao hơn (đồng).

Làm nguội chốt.
 Chú ý: Khi thiết kế hệ thống nguội :
Những kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt, nhưng phải
chú ý đến độ bền cơ học của các tấm
Các kênh làm nguội cũng phải được đặt gần nhau.
Đường kính kênh làm nguội phải lớn hơn 9mm và giữ nguyên như vậy để
tránh thay đổi tốc độ dòng chảy dẫn đến chênh lệch nhiệt độ hai đầu.

16


Đặc biệt chú ý đến việc làm nguội những phần dày của sản phẩm. Việc này
làm cho sản phẩm nguội đồng thời với các bề mặt mỏng khác, nhằm gia tăng năng
suất.
c. Hệ thống đẩy
Hệ thống này có nhiệm vụ lấy sản phẩm ra khi khuôn mở, nó bao gồm các chi
tiết như: tấm lói (E), tấm gá lói (F), chốt đẩy và chốt hồi…

Hệ thống đẩy
Tuỳ theo hình dạng của sản phẩm mà ta chọn số lượng chốt và bố trí nó cho
phù hợp. Dưới đây là một số hình minh hoạ cho điều này.

Các sản phẩm đẩy.
 Khoảng đẩy:
Khoảng đẩy là khoảng không từ tấm lói đến tấm đỡ. Khoảng đẩy phải lớn hơn
từ 5 – 10 mm so với chiều cao của sản phẩm.

-

Khoảng đẩy và hành trình đẩy.
 Một số phương pháp đẩy thông dụng :
 Dùng Chốt đẩy:
Sử dụng chốt đẩy cần thêm một chốt hồi giúp chốt đẩy trở về vò trí ban đầu.
Chốt đẩy tròn: thường được sử dụng vì hệ thống đẩy đơn giản nhất.

Chốt đẩy tròn.

17


 Dùng tấm tháo:
Sử dụng để đẩy những sản phẩm có hình dạng trụ tròn hay hình dạng chữ nhật,
cần đảm bảo tính thẩm mỹ.

Sử dụng tấm tháo
 Dùng Van đẩy:
Hệ thống van đẩy không thông dụng trong chế tạo khuôn nhựa, tuy nhiên nó
lại trợ giúp sự thoát khí rất tốt. Van đẩy thường có dạng hình cốc.

Van đẩy.
d. Các chi tiết khuôn cơ bản
 Các tiêu chuẩn khuôn.

Hiện nay có rất nhiều tiêu chuẩn khuôn nổi tiếng như Hasco, Futaba, D-M-E,
Misuni, LKM…mỗi tiêu chuẩn đều có những kết cấu và những đặc thù mang tính riêng
biệt.
 Bộ Khóa Khuôn, Giảm Xóc.
Bộ khóa khuôn được dùng trong khuôn 3 tấm như một “ cái thắng an toàn” nếu
có sự hoạt động của các bộ phận khác bò trậm trễ, hoặc như một bộ giảm xốc chống lại
sự va chạm mạnh giữa các thớt khuôn.
 Chốt dẫn hướng
Là chi tiết dẫn phần chuyển động tới phần cố đònh của khuôn, làm cho các tấm
khuôn thẳng hàng không bò lệch. Khi lắp ghép chốt dẫn hướng sẽ được lắp ghép với
bạc dẫn hướng.

Guide Pin: Trục dẫn hướng Z011 (theo tiêu chuẩn Hasco)

18


-

 Ty lói (hay còn gọi là chốt hồi về)
Dùng để lấy sản phẩm ra khỏi khuôn khi mở khuôn.

Ejector Pin: Ty lói Z40 (theo tiêu chuẩn Hasco)
 Bạc dẫn hướng
Là chi tiết tiêu chuẩn của khuôn được chế tạo theo đúng tiêu chuẩn dùng để
lắp chốt dẫn hướng. Tác dụng của bạc dẫn hướng là tránh mài mòn nhiều hay làm hỏng
tấm khuôn sau, bạc dẫn hướng còn có tác dụng làm cho việc lắp ráp khuôn diễn ra một
cách dễ dàng và chính xác.

Guide Bush: Bạc dẫn hướng vai Z11 (theo tiêu chuẩn Hasco)

 Co nối ống nước

Plug-in-conector: Co nối ống nước Z88 (theo tiêu chuẩn Hasco)
 Bulong đầu lục giác

Bulon đầu lục giác Z31 (theo tiêu chuẩn Hasco)

19


 Móc Khuôn.
Là loại bulông vòng dùng khi tháo lắp khuôn trên máy và các mục đích khác.
Các loai bu long vòng thường được dùng trong khuôn với mục đích làm cho
việc tháo lắp khuôn diễn ra một cách dễ dàng và nhanh chóng.

Móc khuôn Z 71 (theo tiêu chuẩn Hasco)
 Bạc bơm keo Z51/18x76

Sprue bushing: Bạc bơm keo Z5 (theo tiêu chuẩn Hasco)
 Vòng đònh vò

Locating ring: Vòng đònh vò K100/100-8 (theo tiêu chuẩn Hasco)

20


 Lò Xo
Lò xo khuôn nhựa dạng thanh tròn đặc và ống với nhiều kích cỡ khác nhau.
Lò xo khuôn dập được phân thành năm loại. Tùy theo lực tải của lò xo, mỗi
loại có một màu khác nhau để dễ nhận diện.

Lò xo khuôn nhựa (theo tiêu chuẩn Hasco)

21