TIEU LUAN THIET KE GIA CONG KHUON

Phần I: LÝ THUYẾT
1. Trình bày kết cấu khuôn có rãnh dẫn nóng, tên gọi, chức năng các bộ
phận, vật liệu và trình tự hoạt động của chúng.
2. Trong chu trình ép phun của khuôn 2 tấm, từ khi khuôn bắt đầu mở đến
mở hoàn toàn, trong các yếu tố sau điều gì là quan trọng nhất:
1. Lõi trượt ra hẳn khỏi phần cắt ngang
2. Đóng khuôn với lực kẹp tăng dần từ thấp đến cao
3. Góc của lõi trượt và góc của chốt xiên phải phù hợp.
4. Khi chốt hồi chạm vào tấm hốc, khoảng hở giữa chốt đẩy và tấm hốc
phải bằng độ dày của sản phẩm.
5. Lõi tháo lỏng phải có dịch chuyển phù hợp.
6. Có phần sản phẩm cản trở hành trình của lõi tháo lỏng không?
PHẦN II. BÀI TẬP, SẢN PHẨM CÁNH QUẠT

1- Thiết kế khuôn gia công sản phẩm cánh quạt nhựa có kích thước mặt
trong cho dưới đây (những kích thước không cho thì tuỳ chọn). Chi tiết
nhựa có: độ dày 2 -- 3 mm; bán kính góc lượn ở các cạnh tuỳ theo chiều
dày chi tiết. (Bản vẽ thiết kế nộp ở dạng file gốc và file.stp)
2- Tạo file dạng *.STL để có thể tạo mẫu nhanh cho sản phẩm nhựa.
3- Lập chương trình NC (theo mã lệnh G code) để gia công bề mặt khuôn
đực hoặc cái bằng máy CNC
Kích thước chi tiết gia công: Khuôn cái.
Số TT
5

ØD

Øb

ØL

H

300

100

18

60

h
5

- Các kích thước không cho thì chọn sao cho đảm bảo độ bền và mỹ thuật công
nghiệp.


BÀI LÀM
Phần I: LÝ THUYẾT
1. Trình bày kết cấu khuôn có rãnh dẫn nóng, tên gọi, chức năng các bộ
phận, vật liệu và trình tự hoạt động của chúng?
Kết cấu của khuôn có rãnh dẫn nóng về cơ bản gồm các bộ phận của khuôn
ép thông thường. Chỉ có điều kênh dẫn được làm nóng bằng thiết bị gia nhiệt
trong quá trình phun nhựa vào long khuôn.

2


Kết cấu của hệ thống khuôn ép nhựa cơ bản có kênh dẫn nóng

- Tấm kẹp trước: Chức năng dùng để kẹp vào phần cố định của thành máy.
Như hình vẽ các bạn cũng thấy rằng tấm này có chiều rộng nhô ra so với các tấm
khuôn khác. Phần nhô ra đó chính là dùng để kẹp.
- Tấm cố định (tấm khuôn cái):Tấm này là phần khuôn cố định
- Bạc cuốn phun: Chức năng dẫn nhựa từ đầu phun của máy ép vào khuôn
(đầu tiên là dẫn nhựa vào các kênh dẫn)
- Vòng định vị: Dùng để định vị khuôn với thành máy, nó giúp cho đầu phun
của máy ép được định vị chính xác với vị trí tương ứng của bạc cuống phun. Chi
tiết này có dạng vòng tròn và nhô cao hơn mặt trên của tấm kẹp trước để đút vào
một lỗ tương ứng trên thành máy.
- Vít lục giác: Cố định tấm kẹp và tấm khuôn cố định với nhau

3


- Đường nước: Hệ thống làm mát (nguội) của khuôn. Nó còn có chức năng
là giữ nhiệt độ cho khuôn trong quá trình gia nhiệt đối với các loại nhựa có nhiệt
độ nóng chảy thấp.
- Tấm di động (tấm khuôn đực): Tấm khuôn phía di động
- Tấm lót: Dùng để tăng độ cứng vững cho khuôn phía di động, tấm này chỉ
dùng trong trường hợp tấm di động quá mỏng.
- Gối đỡ: Gối đỡ gồm 2 tấm 2 bên được gọi là một cặp. Gối đỡ dùng để trợ
lực cho tấm di động đồng thời tạo khoản hở cần thiết ở giữa để bố trí tấm kẹp pin
đẩy và tấm đẩy cùng hệ thống pin.
- Tấm kẹp pin: Giữ cho hệ thống pin đẩy không trượt ra ngoài trong quá
trình khuôn hoạt động.
- Tấm đẩy pin: Tấm này nối với lõi đẩy của máy ép, nó có chức năng đẩy hệ
thống pin đẩy qua đó gián tiếp đẩy sản phẩm ra ngoài
- Tấm kẹp sau: Dùng để kẹp vào phần di động của máy ép nhựa
- Pin đẩy: Dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn

- Loxo: Đẩy cụm tấm kẹp và tấm đẩy lùi về phía sau để kéo dàn pin đẩy về
chuẩn bị chu kỳ ép phun kế tiếp
- Chốt hồi: Dẫn hướng cụm tấm kẹp và tấm đẩy di chuyển theo một đường
thẳng tịnh tiến nhằm giử cho chúng không trượt ra ngoài và bảo vệ dàn pin dẩy
không bị cong trong qua trình đẩy sản phẩm và lùi về.
- Bạc dẩn hướng: Được gia công chính xác cùng với chốt dẫn hướng giúp
chốt dẫn hướng dễ dàng di chuyển và định vị
- Chốt dẫn hướng: Giúp 2 phần của khuôn được định chính xác trong suốt
qua trình đóng khuôn.
Chia làm các hệ thống như sau
Hệ thống dẫn hướng và định vị: gồm tất cả các chốt dẫn hướng, bạc dẫn
hướng, định vị lõi, định vị vỏ khuôn… có nhiệm vụ giữ đúng vị trí làm việc của
hai phần khuôn khi ghép với nhau để tạo lòng khuôn chính xác.
Hệ thống dẫn nhựa vào lòng khuôn: gồm bạc cuống phun, kênh dẫn nhựa và
cổng phun làm nhiệm vụ cung cấp nhựa từ đầu phun máy ép vào trong lòng khuôn.
Hệ thống slide (bệ trượt): gồm lõi mặt bên, má lõi, thanh dẫn hướng, cam
chốt xiên, xylanh thủy lực,… làm nhiệm vụ tháo những phần không thể tháo
(undercut) ra được ngay theo hướng mở của khuôn.
Hệ thống đẩy sản phẩm: gồm các chốt đẩy, chốt hồi, chốt đỡ, bạc chốt đỡ,
tấm đẩy, tấm giữ, khối đỡ,… có nhiệm vụ đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn sau khi ép
xong.
4


Hệ thống thoát khí: gồm có những rãnh thoát khí, van thoát khí có nhiệm vụ
đưa không khí tồn đọng trong lòng khuôn ra ngoài, tạo điều kiện cho nhựa điền
đầy lòng khuôn dễ dàng và giúp cho sản phẩm không bị bọt khí hoặc bị cháy khét,
thiếu liệu.
Hệ thống làm nguội: gồm các đường nước, các rãnh, ống dẫn nhiệt, đầu nối,
… có nhiệm vụ điều hòa nhiệt độ khuôn và làm nguội sản phẩm một cách nhanh

chóng. Ngoài ra còn có hệ thống gia nhiệt để giữ nhiệt độ khuôn ổn định ở nhiệt độ
cao đối với sản phẩm dùng nhựa kỹ thuật.
Hệ thống Hot runner: Hệ thống hot runner hay còn gọi là hệ thống kênh
dẫn nóng.
Hệ thống dẫn nóng có thể gia nhiệt bên trong hay bên ngoài số lượng nhiều
hay ít long khuôn mà cách bố trí và có hình dáng khác nhau:

Cách gia nhiệt trong

Gia nhiệt bên ngoài

Nguyên tắc hoạt động:
5


Chu kỳ ép phun gồm bốn giai đoạn:
-

Giai đoạn kẹp ( Clamping phase): khuôn được đóng lại.
Giai đoạn phun (Injection phase): nhựa điền đẫy vào khuôn.
Giai đoạn làm nguội (Cooling phase): nhựa được làm đặc lại trong khuôn.
Giai đoạn đẩy (Ejector phase): đẩy sản phẩm nhựa ra khỏi khuônỀ

Giai đoạn kẹp : Lúc đầu cụm lòm đống khuôn lại rất nhanh nhưng sau đố
chậm dần cho đến khi khuôn đóng hoàn toàn (không xảy ra tiếng động). Một khi
khuôn đã đóng cũng là lúc ấy lực kìm rất lớn được tạo ra để chếng lại áp cao từ
dòng nhựa bắn vào khuôn. Điều này rất quan trọng vì nếu lực kìm không chống lại
nổi áp lực phun thì khuôn sẽ bị hư hại và sản phẩm nếu có ép phun được đi nữa thì
cũng gặp nhiều khuyết tật.

6


Giai đoạn phun: Trong suốt giai đoạn này xảy ra 3 quá trình. Đầu tiên,
nhựa nóng chảy được phun vào khuôn rất nhanh do trục vít tiến về phía trước. Một
khi các lòng khuôn gần như được điền đầy (điền đầy khoảng 95% lòng khuôn) thì
quá tình định hình sản phẩm diễn ra do lòng khuôn có nhiệt độ thấp hơn. Nhựa
nóng sẽ nguội dần và xảy ra hiện tượng co rút. Do đó, một lượng nhựa nữa
(khoảng 5%) sẽ tiếp tục được phun vào để bù trừ vào sự co rút cho đến khi miệng
phun bị đặc cứng lại. Ta gọi đây là quá trình giữ hay quá trình kìm. Quá trình này
giúp ngăn dòng chảy ngược của nhựa qua miệng phun.

7


Giai đoạn làm nguội trong chu kỳ ép phun: Giai đoạn này bắt đầu ngây
sau khỉ quá trình giữ kết thức. Khuôn vân được đống và nhựa nống trong lòng
khuôn được làm nguội cho đến khi đủ độ cứng để có thể được đẩy rồi khỏi khuôn.
Trong suốt giai đoạn này trục vít vẫn quay và lùi dần lại để chuẩn cho lần phun kế
tiếp. Thời gian tiêu tốn trong giai đoạn này phụ thuộc vào loại vật liệu nhựa mà ta
ép.

Giai đoạn đẩy trong chu kỳ ép phun: Đây là giai đoạn cuối cùng của một chu kỳ
ép phun. Trong giai đoạn này cụm kìm làm chức năng mở khuôn ra một cách
nhanh chống và an toàn. Lúc đầu, cụm khóa mở khuôn một cách chậm chạp và sau
đố là nhanh dần cho đến gần cuối hành trình thì nó chuyển động chạm lại để tránh
va đập mạnh. Khỉ khuôn mở ra thì tấm đẩy của khuôn bị cần đẩy của máy đẩy về
phía trước để lói sản phẩm ra khỏi khuôn. Một khi sản phẩm rời khỏi khuôn thì cần
đẩy sẽ hồi về để sấn sàng cho một chu kỳ ép phun kế tiếp.

8


2. Trong chu trình ép phun của khuôn 2 tấm, từ khi khuôn bắt đầu mở đến
mở hoàn toàn, trong các yếu tố sau điều gì là quan trọng nhất:
1. Lõi trượt ra hẳn khỏi phần cắt ngang
2. Đóng khuôn với lực kẹp tăng dần từ thấp đến cao
3. Góc của lõi trượt và góc của chốt xiên phải phù hợp.
4. Khi chốt hồi chạm vào tấm hốc, khoảng hở giữa chốt đẩy và tấm hốc
phải bằng độ dày của sản phẩm.
5. Lõi tháo lỏng phải có dịch chuyển phù hợp.
6. Có phần sản phẩm cản trở hành trình của lõi tháo lỏng không?
Đáp án: 3 góc của lõi trượt và góc của chốt xiên phải phù hợp mới đóng
được kín khuôn.

9


Phần II: BÀI TẬP
1. Vẽ 3D chi tiết
Tạo thân quạt

Tạo gờ trên đầu quạt

10


Tạo trục quạt

Khoét lỗ trục R = 9mm

11


Tạo mấu hạn chế quay trục

Tạo gân quạt

12


Tạo đường xoắn vít

Tạo mặt phẳng cánh

13


Tạo hình dạng cánh

14


Tạo rãnh 8 độ sâu 5mm

Vê tròn cạnh cánh quạt

15

Quạt sau thiết kế

16


2. Thiết kế khuôn
a) Thiết kế mặt phân khuôn (mặt phân lõi phân hốc)
Lấy mẫu

17


Tạo các đường xây dựng đường phân khuôn

18


Tạo hướng rút khuôn, tạo cavity và core

19


Tạo các bề mặt để xây dựng mặt phân khuôn gồm phân hốc và lõi

20


21

b) Thiết kế khối khuôn
Lấy mặt phân khuôn

Tạo khối khuôn

Chiều cao hốc 106 mm

22


Chiều cao lõi 106 mm

Tạo hốc

23


Tạo lõi

Chốt dẫn hướng
24


Bạc dẫn hướng

25