Xây dựng quy trình công nghệ ép phun chế tạo mặt ga lăng xe buýt Thaco City B60

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN NGỌC HÒA

XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CHẾ TẠO
MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO CITY B60

Chuyên ngành: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Mã số: 85.20.11.6

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng – 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VIỆT HẢI

Phản biện 1: TS. Trần Văn Luận
Phản biện 2: TS. Nguyễn Xuân Thiện

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Trường Đại học Bách khoa
Đà Nẵng vào ngày 18 tháng 9 năm 2019

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách
khoa

- Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa -


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay của đất nước ta
đang phát triển nhanh chóng, đi kèm với thời kỳ công nghiệp hóa, hiện
đại hóa là sự sự phát triển của nghành chế tạo máy, nghành kỹ thuật
điện tử là sự phát triển của kỹ thuật điều khiển và tự động hóa và nhu
cầu về vật liệu mới. Trong đó, phương pháp phun ép nhựa được được
ứng dụng nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội trong quá trình đúc phun,
cũng như rút ngắn thời gian gia công sản phẩm. Nhằm xây dựng các
cơ sở khoa học và áp dụng thực tiễn cho việc nghiên cứu sản xuất các
linh kiện nhựa, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp
ô tô và ngành công nghiệp phụ trợ, tôi quyết định thực hiện nghiên
cứu “Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo mặt Ga lăng xe Buýt
thaco City B60”.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu
- Mục đích: Phân tích đặc tính sản phẩm linh kiện nhựa dùng cho
ô tô, nghiên cứu nguyên liệu, thiết bị, quá trình gia công. Tổng hợp
xây dựng quy trình sản xuất qua từng công đoạn một cách tối ưu nhất
để tạo ra sản phẩm nhựa ép phun đạt chất lượng ứng dụng vào sản xuất
lắp ráp ô tô.
- Nhiệm vụ: Hoàn thiện quy trình sản xuất sản phẩm ép phun, ứng
dụng chế tạo sản phẩm điển hình xe buýt Thaco CITY B60 lắp ráp lên
xe hoàn thiện.
3. Đối tượng và phạm vi nghiêm cứu
- Đối tượng: Đề tài chọn đối tượng nghiên cứu là máy ép phun

850T để nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất.
- Phạm vi: Do công nghệ mới, thời gian tiếp cận ngắn nên đề tài
chỉ giới hạn tập trung nghiên cứu và đưa vào sản xuất thử nghiệm sản
phẩm mặt ga lăng xe buýt CITY B60.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu cách thức vận hành máy ép
phun, ý nghĩa các thông số kỹ thuật cài đặt máy, đặc tính các loại nhựa,
kết cấu sản phẩm, khuôn ép phun.
- Nghiên cứu thực nghiệm: Thực nghiệm pha trộn nguyên liệu,
vận hành, hiệu chỉnh thông số cài đặt máy, tổng hợp số liệu thực tế.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn


2

- Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu cơ bản chuỗi quá trình từ khâu
thiết kế sản phẩm nhựa đến thiết kế chế tạo khuôn và gia công ép phun
tạo ra sản phẩm thực tế sử dụng lắp ráp cho ô tô.
- Ý nghĩa thực tiễn: Tổng hợp tài liệu quy trình ứng dụng vào thực
tế sản xuất sản phẩm ép phun nhựa góp phần làm tăng tỷ lệ nội địa
hóa, giảm giá thành ô tô sản xuất trong nước.
CẤU TRÚC NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN
Bố cục của luận văn ngoài phần mở đầu, kết luận và hướng phát
triển của đề tài, nội dung chính được trình bày trong 4 chương với cấu
trúc như sau:
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương 3: Xây dựng mô hình tính toán khung xe buýt trên phần
mềm HyperWorks
Chương 4: Phát triển mới và áp dụng thực tế sản xuất sản phẩm

mặt Ga lăng xe Buýt Thaco City B60.
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
Yêu cầu hội nhập AFTA vào năm 2018, đòi hỏi các doanh nghiệp
phải gia tăng tỷ lệ nội địa hóa, nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản
phẩm và chủ động nâng cao sản xuất là yêu cầu cấp bách mà ngành
sản xuất ô tô đang phải đối mặt.
Trong những năm gần đây, quá trình phát triển của nền công nghiệp
phụ trợ nói chung và công nghiệp phụ trợ cho ngành ô tô nói riêng
đang phát triển nhanh chóng.
Linh kiện nhựa, trong đó linh kiện nhựa được sản xuất bằng công
nghệ ép phun còn gọi là linh kiện nhựa ép phun đóng vai trò quan
trọng trong cấu thành và giá trị của ô tô với nhiều ưu điểm vượt trội
(màu sắc đa dạng, thẩm mỹ, độ chính xác, lắp lẫn cao, trọng lượng
nhẹ, dễ dàng chế tạo sản phẩm với biên dạng phức tạp, thời gian gia
công ngắn, nhiều linh kiện nhựa có thể thay thế được kim loại với cùng
tính năng và độ bền...).
Trong các công nghệ thì công nghệ ép phun nhựa là công nghệ số
chiếm ưu thế về năng suất gia công (trong thời gian chưa tới 1 phút,
có thể cho ra được từ 4 đến 32 sản phẩm).
Qua quá trình thực hiện nghiên cứu “Xây dựng quy trình công nghệ
chế tạo mặt Ga lăng xe Buýt thaco City B60”, đề tài đã cung cấp những
nội dung, yêu cầu kỹ thuật, quy trình sản xuất và kiểm tra chất lượng
chi tiết trong việc chế tạo mặt Ga lăng xe buýt B60, đây là những kết


3

hợp đầy đủ giữa các nguyên tắc lý thuyết và thực nghiệm sản xuất tại
nhà máy sản xuất linh kiện nhựa Thaco.
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1. Giới thiệu công nghệ ép phun
1.1. Tóm tắt khái niệm
- Công nghệ ép phun nhựa là quá trình phun nhựa nóng chảy điền
đầy lòng khuôn. Hỗn hợp nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong
lòng khuôn, sau thời gian cài đặt trước khuôn được mở ra và sản phẩm
được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy.
- Kích thước và hình dáng sản phẩm được định hình theo lòng
khuôn.
- Tùy thuộc vào yêu cầu của từng loại sản phẩm có thể trộn thêm
vào hạt nhựa các phụ gia như chất tăng dai, chất tăng cứng, hoặc sợi
thủy tinh …
1.2. Khả năng công nghệ
- Sản phẩm của công nghệ ép phun có màu sắc rất phong phú và có
độ nhẵn bóng rất cao.
- Tạo ra những sản phẩm có biên dạng phức tạp.
- Khả năng tự động hóa và tính lặp lại rất cao.
- Sản phẩm có độ chính xác cao, tính lắp lẫn cao.
- Khối lượng sản phẩm nhẹ.
- Trên cùng một sản phẩm hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài
có thể khác nhau.
- Năng suất cao, chu kỳ sản xuất ngắn, tiết kiệm được nguyên liệu.
- Phù hợp cho cả sản xuất đơn chiếc và hàng khối với số lượng lớn.
2. Nguyên liệu cho ép phun
2.1. Nguyên liệu hạt nhựa [8]
Hạt nhựa là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để
sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày như là: áo mưa,
ống dẫn điện...
Chất dẻo thường các chất tổng hợp có nguồn gốc từ các sản phẩm
hóa dầu.
Mỗi loại nhựa khác nhau sẽ mang các đặc tính đặc thù riêng biệt,

nhờ và những đặc tính này mà ta lựa chọn được loại nhựa phù hợp để
thiết kế và sản xuất các chi tiết ép phun.
2.2. Nguyên liệu hạt màu
Thông thường các hạt nhựa ban đầu sẽ mang màu sắc đặc thù riêng
(không màu, màu đen, màu trắng). Có nhiều trường hợp để tạo ra các


4

sản phẩm có màu sắc phù hợp với yêu cầu sản xuất. Thông thường ta
sẽ mua luôn hạt nhựa màu đã pha sẵn để sản xuất thì khi đó sản phẩm
sẽ ít lỗi và dễ dàng sản xuất.
3. Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với sản phẩm nhựa dùng cho ô tô
Ô tô là phương tiên di chuyển nhiều, chịu tác động của nhiều yếu
tố từ môi trường đến vật liệu, độ mài mòn, độ bền. Vì vậy các sản
phẩm nhựa được thiết kế trên xe ô tô cần đạt các yêu cầu.
Thông thường đối với các chi tiết nằm bên ngoài xe, chịu tác động
về môi trường như nắng, gió … thì cần sử dụng các vật liệu có độ bền
cao, chống lão hóa tốt như PA66, POM…
Đối với các chi tiết nằm trong xe ở nơi chịu nhiệt độ cao thì nhiệt
độ làm biến dạng của sản phẩm cao (từ 250°C - 310°C) nhựa PA6,
PA6 30% GF…
4. Khuôn ép phun
4.1. Cấu tạo và chức năng chung khuôn ép phun
a. Một số bộ phận cơ bản trong cấu tạo khuôn ép nhựa (16 bộ
phận chính):
1. Tấm kẹp trước
9. Gối đỡ
2. Tấm cố định (tấm khuôn
10. Tấm kẹp pin

cái)
11. Tấm đẩy pin
3. Bạc cuốn phun
12. Tấm kẹp sau
4. Vòng định vị
13. Pin đẩy
5. Vít lục giác
14. Lò xo
6. Đường nước
15. Chốt hồi về
7. Tấm di động (tấm khuôn
16. Bạc dẩn hướng
đực)
17. Chốt dẫn hướng
8. Tấm lót
b. Cấu tạo
Máy ép nhựa được chia thành 2 phần chính đó là phần kẹp khuôn
và phần phun nhựa.
Phần kẹp khuôn bao gồm phần kẹp khuôn cố định và phần kẹp
khuôn di động. Phần kẹp khuôn cố định dùng để kẹp và giữ cố định
phần khuôn cố định và khuôn được định vị chính xác nhờ vòng định
vị trên khuôn và lỗ định vị trên máy.
Phần phun nhựa là phần chuyển hóa nguyên liệu nhựa từ thể rắn
sang thể lỏng bằng nhiệt độ và đẩy nhựa nóng chảy vào khuôn nhờ áp
lực đẩy thông qua hệ thống vít xoắn và vòi phun.


5

Ngoài 2 phần chính này thì máy ép nhựa còn có thể được bổ sung

thêm phần hệ thống làm nguội, robot hoặc các hệ thống hỗ trợ khác.
4.2. Chức năng các thành phần chính của máy ép phun
a. Hệ thống phun
Hệ thống phun bao gồm 3 bộ phận chính là phễu cấp liệu, xi lanh
nhiệt, trục vít, đầu trục vít và đầu phun.
Phễu cấp liệu: Nhựa nhiệt dẻo được cấp vào dưới dạng những viên
nhỏ. Phễu cấp liệu có tác dụng chứa những hạt vật liệu này. Những hạt
vật liệu nhỏ này từ cửa của phễu cấp liệu đi vào trong xi lanh nhiệt.
Xi lanh nhiệt: Xi lanh nhiệt gia nhiệt cho vật liệu làm cho vật liệu
chảy lỏng ra. Nó được nung nóng bởi các may xo nhiệt.
Trục vít: Trục vít bao gồm 3 đoạn
Đoạn nhập liệu: Ở gần phễu nhập liệu dùng để chuyển nguyên vật
liệu về phía trước, ở cuối vùng này, nguyên liệu mềm và bắt đầu chảy
(50%L).
Vùng nén ép: Ở giữa vít, dùng để nén ép nguyên liệu lỏng (25%L).
Vùng định lượng:Trộn và tạo đồng nhất vật liệu trước khi phun vào
khuôn.
Đầu phun: Là bộ phận gắn giữa đầu xi lanh và cuống phun của
khuôn. Đầu phun phải có hình dạng thích hợp với sự chảy nguyên liệu
và gắn chặt với cuống phun trong quá trình ép phun. Lỗ đầu phun nên
nhỏ hơn lỗ cuống phun ở khuôn. Đầu phun có thể thay đổi và có vòng
nhiệt riêng.
b. Hệ thống hỗ trợ ép phun
Thân máy liên kết các hệ thống trên máy lại với nhau.
Hệ thống thủy lực : cung cấp lực để đóng và mở khuôn, tạo ra và
duy tứ lực kẹp, làm cho trục vít quay và chuyển động tới lui, tạo lực
cho chốt đẩy và sự trượt của lõi mặt bên. Hệ thống này bao gồm bơm,
van, motor, hệ thống ống, thùng chứa dầu..v„.v.„
Hệ thống điện : cấp nguồn cho môtơ điện (electric motor) và hệ
thống điều khiển nhiệt cho khoang chứa vật liệu nhờ các băng nhiệt

(heater band) và đảm bảo sự an toàn điện cho người vận hành máy
bằng các công tắc.
Hệ thống làm nguội: cung cấp nước hay dung dịch
ethyleneglycol..v…v..để làm nguội khuôn, dầu thủy lực và ngăn
không cho nhựa thô ở cuống phễu (feed throat) bị nóng chảy. Vì khi
nhựa ở cuống phễu bị nóng chảỵ thì phần nhựa thô phía trên khó chạy
vào khoang chứa liệu.


6

c. Hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển giúp người vận hành máy theo dối và điều
chỉnh các thông số gia công như : nhiệt độ, áp suất, tốc độ phun, vận
tốc và vị trí của trục vít, vị trí của các bộ phận trong hệ thống thủy lực.
Quá trình điều khiển có ảnh hưỏng trực tiếp đến chất lượng sau cùng
của sản phẩm và hiệu quả kinh tế của quá trình.
- Màn hình máy tính : cho phép nhập các thông số gia công, trình
bày các dữ liệu của quá trình ép phun, cũng như các tín hiệu báo động
và các thông điệp.
- Bảng điều khiển : gồm các cồng tắc và nứt nhấn dùng để vận
hành máy. Một bản điều khiển điển hình gồm cố : nứt nhấn điều khiển
bơm thủy lực, nút nhấn tắt nguồn điện hay dừng khẩn cấp và các công
tẩc điều khiển bằng tay.
4.3. Các thông số kỹ thuật chính của máy ép phun
Thông số máy là các chỉ số đi kèm với một loại máy ép nhựa cụ
thể mà nhà sản xuất đưa ra dựa trên các dữ liệu về kích thước, áp lực,
khả năng và tính năng của loại máy đó nhằm giúp người sử dụng thuận
tiện trong việc vận hành, sửa chửa và lắp đặt.
Một số thông số máy quan trọng:

1. Lực ép khuôn lớn nhất (Max. Clamping Force): Đây chính là lực
ép khuôn, lực này chính là áp lực mà phần kẹp khuôn di động tác động
lên phần kẹp khuôn cố định trong giai đoạn đóng khuôn.
2. Khoảng mở khuôn lớn nhất (Daylight Opening): Đây là khoảng
cách tối đa khả dụng tính từ mặt kẹp khuôn phần cố định sang mặt kẹp
khuôn phần di động của khuôn khi khuôn ở trạng thái mở hoàn toàn.
3. Độ dày khuôn nhỏ nhất ( Min. Mold Thickness): Chiều dày tối
thiểu tính từ mặt trên tấm kẹp khuôn phía cố định đến mặt dưới tấm
kẹp khuôn phía di động.
4. Kích thước khuôn nhỏ nhất ( Mold size Min. ): Kích thước chiều
rộng (X) Chiều cao tối thiểu cho phép của khuôn
5. Kích thước khuôn lớn nhất ( Mold Size Max.): Kích thước chiều
rộng (X) Chiều cao tối đa cho phép của khuôn
6. Áp lực phun ( Ejection Pressure): MPa
7. Vận tốc trục vít (Screw Speed): rpm
8. Khoảng lói pin tối đa: Khoảng nhô ra lớn nhất của trục lói so với
bề mặt mâp kẹp.
9. Đường kính lỗ định vị khuôn: Lỗ định vị để lắp với vòng định vị
trên khuôn nhằm định vị chính xác đầu vòi phun với bạc cuống phun.


7

10. Vị trí của các lỗ để gắn đồ gá kẹp khuôn…
CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
1. Quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa

Hình 3.2. Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa
2. Quy trình kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi
sản xuất

2.2. Các bước thực hiện quy trình
- Bước 1: Tiếp nhận kế hoạch
Bộ phận quản lý chất lượng tiếp nhận kế hoạch từ Bộ phận Kế
hoạch và kinh doanh.
- Bước 2: Triển khai kế hoạch


8

Trưởng Bộ phận quản lý chất lượng triển khai kế hoạch sản xuất
đến nhân viên quản lý chất lượng chịu trách nhiệm tại vị trí đã được
phân công.
- Bước 3: Ép phun nhựa
Công nhân xưởng thực hiện quá trình sản xuất theo đúng Quy trình
ép phun nhựa.
Trong mỗi đơn hàng sản xuất, nhân viên quản lý chất lượng tiến
hành đánh giá chất lượng sản phẩm đầu lô theo phiếu đánh giá sản
phẩm đầu lô.
Công nhân vận hành máy kiểm tra 100 % chất lượng sản phẩm
trong quá trình sản xuất, kết quả kiểm tra được ghi vào bảng tổng hợp
lỗi hàng ngày.
Nhân viên quản lý chất lượng kiểm tra xác suất (5 lần/ ngày) chất
lượng sản phẩm trong quá trình sản xuất theo phiếu kiểm tra xác.
Nhân viên quản lý chất lượng kiểm tra thông số điều kiện ép sản
phẩm hàng ngày của máy theo biểu mẫu.
Các sản phẩm lỗi trong quá trình kiểm tra phải được cách ly để vào
khu vực đựng sản phẩm lỗi để xử lý.
- Bước 4: Trạm kiểm tra chất lượng sản phẩm
Nhân viên quản lý chất lượng kiểm tra chất lượng sản phẩm theo
hướng dẫn công việc và tiêu chuẩn kiểm tra chất lượng sản phẩm.

Khi kiểm tra nếu phát hiện lỗi trên sản phẩm, nhân viên quản lý
chất lượng tiến hành cách ly sản phẩm lỗi để xử lý (xay lại và tái sử
dụng).
Khi kiểm tra đạt chất lượng nhân viên quản lý chất lượng thực hiện
dán tem QC Pass hoặc đóng dấu lên sản phẩm, bao bì.
- Bước 5: Hủy bỏ
Đối với sản phẩm sửa chữa lại nhưng không đạt chất lượng hoặc
loại bỏ thì thực hiện việc xay nhựa và tái sử dụng.
- Bước 6: Nhập kho
Bộ phận vận chuyển nội bộ căn cứ vào tem QC Pass hoặc đóng dấu
của bộ phận quản lý chất lượng tiến hành nhập kho sản phẩm.
3. Máy móc thiết bị
3.1. Danh mục máy móc thiết bị công cụ dụng cụ
Đối với các chi tiết nhựa ép phun thì máy ép phun là công cụ thứ
yếu cần để sản xuất.
Dưới đây là danh mục cơ bản của máy móc thiết bị, công cụ dụng
cụ.


9

+ Máy ép phun
+ Dao gọt ba via, đuôi keo
+ Kiềm cắt đuôi keo
+ Máy khoan hơi (tạo lỗ trên sản phẩm)
CHƯƠNG 4: PHÁT TRIỂN MỚI VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ
SẢN XUẤT SẢN PHẨM MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO
CITY B60
1. Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của mặt ga lăng
Mặt ga lăng hay còn gọi là lưới tản nhiệt là bộ phận nằm ở phía

trước xe.
Cho nên khi thiết kế mặt ga lăng cần phải đảm bảo 2 tiêu chí về
điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật.
- Điều kiện làm việc: Mặt ga lăng có nhiệm vụ che chắn và tản
nhiệt, vì vậy vật liệu cần sử dụng có thể chịu đựng được nhiệt độ cao
trong quá trình sử dụng xe.
- Yêu cầu kỹ thuật: Thiết kế phục vụ tốt cho việc tản nhiệt của động
cơ, vật liệu sử dụng đạt yêu cầu về độ nóng chảy và chống lão hóa vật
liệu. Bề mặt sản phẩm cần mang điểm nhấn của xe.
2. Thiết kế tổng quan sản phẩm
Phần mềm sử dụng: Catia V5 R21.
Tiến hành đo đạc kích thước thực tế khoản trống trên xe cần bố trí
sản phẩm.
Từ số liệu kích thước đo được, tính toán khe hở của sản phẩm khi
lắp ráp là 4mm.
Xác định kích thước bao của sản phẩm (Dài x Rộng x Cao) là: 1123
x 196 x 54 mm.
- Thiết lập các điểm giới hạn viền của sản phẩm.

- Nối các điểm thành các đường curve.


10

- Tiếp tục dựng điểm và tạo các đường curve theo chiều cao và biên
đạng sản phẩm.
- Tạo các đường curve cao đế lắp logo trên sản phẩm.

- Tạo các đường curve đế lắp ốp trang trí.

11

- Trên cơ sở các đường curve, dựng các mặt cơ sở.

- Tiếp tục dựng các mặt cơ sở.

- Sử dụng các phương pháp giao giữa các mặt, kéo dài mặt, ta dựng
các điểm cơ sở tiếp theo để tạo tiếp các dường cure và dựng tiếp các
mặt khác.


12

- Cắt mặt.

- Dựng các đường tạo lưới cho sản phẩm.

- Kéo dài mặt tạo hốc lưới cho sản phẩm.


13

- Tiếp tục các phương pháp dựng mặt, offset mặt, cắt mặt ta tạo
được các hốc, gân viền tạo hình tổng quan cho sản phẩm.

- Tiến hành xóa các điểm, đường curve đã dựng, nối tất cả các mặt
lại và chuyển qua dạng solid ta được mô hình 3D tổng quát của sản
phẩm.

3. Thiết kế kết cấu sản phẩm
3.1. Thiết kế góc thoát khuôn
Đối với sản phẩm ép phun, góc thoát khuôn trên toàn sản phẩm ép
phun theo hướng chính rút khuôn. Góc rút tốt nhất nằm trong khoảng
2⁰ ≤α ≤ 5⁰các trường hợp đặc biệt có thể dùng góc rút nhỏ hơn nhưng
không khuyến khích [7].
Đối với sản phẩm ga lăng xe Buýt Thaco City B60, chiều cao sản
phẩm chỉ 30mm, khá thấp so với các sản phẩm trung bình là:
70~100mm, ta chọn góc thoát khuôn α = 3o là phù hợp với điều kiện
trên và để ngoại quan sản phẩm có hốc đẹp [1].


14

3.2. Thiết kế bán kính tại góc bo
Bán kính bo (bán kính trong) nên nằm trong phạm vi từ 25% đến
60% bề dày sản phẩm nhưng tốt nhất nên là 50%, Bán kính ngoài nên
bằng bán kính trong cộng thêm bề dày sản phẩm [9].
Một khi điều này không được thỏa mãn thì sản phẩm dễ bị cong
vênh bởi sự nguội không đều giữa phần nhựa bên trong và bề mặt
ngoài sản phẩm khiến sự co rút không đều. Thêm vào đó, ứng suất tập
trung cũng tăng lên [1].
Đối với sản phẩm ga lăng xe Buýt Thaco City B60, bề dày sản
phẩm 2.5, bán kính bo bên trong 0.5, bên ngoài ta chọn theo công thức
R= r + t= 0.5+2.5= 3 mm.
3.3. Thiết kế gân tăng cứng
- Chiều cao: không vượt quá 2.5 - 4 lần bề dày thành chi tiết
- Chiều dày: trong khoảng 0.5 - 0.7 chiều dày thành chi tiết
- Góc bo nhỏ nhất của gân: 0.24 – 0.4 lần chiều dày của chi tiết
- Góc rút gân tăng cứng: 1-1.5o (0.5o đối với trường hợp đặc biệt)

- Khoảng cách giữa 2 gân song song: nhỏ nhất là gấp 2 lần bề
dày chi tiết [1]
Đối với sản phẩm ga lăng xe Buýt Thaco City B60: Bề dày sản
phẩm 2.5 mm, ta chọn bề dày gân: A=0.5T= 0.5x2.5= 1.25 mm.
3.4. Thiết kế các vấu lồi trên sản phẩm:
- Đường kính đáy nhỏ nhất: 0.25 – 0.5 chiều dày chi tiết
- Chiều cao vấu so với đường kính ngoài: không vượt quá 3 lần
đường kính ngoài
- Bán kính nhỏ nhất tại đỉnh vấu:
- Bề dày của vấu: 0.6 lần bề dày chi tiết (0.6T)
- Bán kính đáy lỗ trên vấu: 0.25 -0.5 bề dày chi tiết
- Góc nghiêng trong và ngoài của vấu: bên trong lớn hơn 0.25o,
bên ngoài lớn hơn 0.5o
- Khoảng cách giữa các vấu: nhỏ nhất 2 lần bề dày chi tiết (2T)
[10].
Đối với sản phẩm cho ga lăng xe Buýt Thaco City B60:
Khi lắp ráp lên xe sử dụng vít 3x16 mm, ta chọn đường kính lỗ là
2.5 mm, để khi ráp vít, vít sẽ xoắn phá nhựa 0.5mm tạo ra ren giữ cố
định sản phẩm.
Từ đường kính lỗ D=2.5 mm, ta thiết kế đường kính ngoài ngoài
trụ vấu là 3xD= 3x2.5= 7.5 mm.


15

* Bề dày sản phẩm T=2.5mm, chiều cao trụ vấu, H ≤ 5T ≤ 5x2.5
≤ 12.5
Ta chọn thiết kế chiều cao trụ vấu là 11 mm thoả mãn điều kiện
trên và phù hợp với chiều dài của vít ráp là 16 mm vì còn đoạn 5 mm
phần vít liên kết với chi tiết ngoài.

3.5. Thiết kế lỗ:
Lỗ: Lỗ trên chi tiết có 2 loại, lỗ xuyên qua và lỗ bịt
- Khoảng cách 2 lỗ: nhỏ nhất bằng với đường kính lỗ
- Vị trí lỗ: nên gấp 3 lần đường kính tính từ mép chi tiết (giảm ứng
suất)
- Nên thiết kế lỗ tại vị trí dễ rút khuôn theo 1 chiều
- Đối với lỗ bịt:
+ Nếu đường kính d ≤ 4.8mm: Tối đa gấp 2 lần đường kính
+ Nếu đường kính d ≥ 4.8 mm: tối đa gấp 4 lần đường kính
- Đối với các lỗ bịt có chiều sâu lớn: Nên thiết kế lỗ kiểu bậc
tam cấp [1].
Đối với chi tiết ga lăng xe Buýt Thaco City B60: chỉ có lỗ xuyên
qua
- Kích thước lỗ Ø4, khoản cách nhỏ nhất giữa 2 lỗ: 12mm > đường
kính lỗ => đáp ứng điều kiện thiết kế
- Vị trí lỗ cách mép nhỏ nhất trên chi tiết: 31 > 3 lần đường kính lỗ
(3xØ4) => đáp ứng điều kiện thiết kế.
4. Chọn nguyên liệu:
Xét chức năng lắp ráp trên xe của sản phẩm để chọn vật liệu
- Sản phẩm sử dụng để lắp ráp ở vị trí mặt trước xe, phía bên ngoài:
Cần chống tia UV, bề mặt bóng, cứng cáp, không cần khả năng chịu
mài mòn.
Dựa vào cơ sở lý thuyết tính chất các loại nhựa thông dụng ở
chương 2, mục 2.3, ta chọn nhựa ABS vì có những tính chất phù hợp
nhất với chức năng của sản phẩm: ABS cứng, rắn nhưng không giòn,
cân bằng tốt giữa độ bền kéo, va đập, độ cứng bề mặt, độ rắn, độ chịu
nhiệt các tính chất ở nhiệt độ thấp và các đặc tính về điện trong khi giá
cả tương đối rẻ.
5. Tính toán bố trí số lòng khuôn và chọn máy gia công
- Số lòng khuôn:

Ta có thể cân nhắc để chọn số lòng khuôn phù hợp nhờ các thông
tin sau:


16

+ Kích cỡ của máy ép phun (năng suất phun lớn nhất và lực kẹp
lớn nhất)
+ Thời gian giao hàng.
+ Yêu cầu về chất lượng sản phẩm.
+ Kết cấu và kích thước khuôn.
+ Giá thành khuôn.
Số lòng khuôn thông thường được thiết kế theo dãy số: 1, 2, 4, 6,
8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 96, 128 vì các lòng khuôn sẽ dễ dàng được
xếp theo hình chữ nhật hoặc hình tròn.
Thông thường, ta có thể tính số lòng khuôn cần thiết trên khuôn
bằng cách dựa vào: số lượng sản phẩm, năng suất phun.
* Số lòng khuôn tính theo số lượng sản phẩm trong đơn đặt
hàng [4].
n= L x K x tc / (24 x 3600 x tm)
Trong đó:
n: Số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn
L: Số sản phẩm trong một lô sản xuất.
K: Hệ số do phế phẩm, K = 1/(1-k) Với k là tỉ lệ phế phẩm.
Tc: Thời gian của một chu kỳ ép phun (s)/
Tm: Thời gian hoàn tất lô sản phẩm (ngày).
* Đối với sản phẩm này:
- Số sản phẩm trong 1 lô sản xuất L=500
- Hệ số phế phẩm K = 1/(1-0.02)=1.02
- Thời gian của chu kỳ ép Tc=75s

Áp vào công thức ta có n = 500*1.02x75/(24x3600) = 0,44
=> Vì vậy ta có thể chọn số lòng khuôn tối thiểu từ 1 trở lên
* Số lòng khuôn tính theo năng suất phun của máy ép phun [4]:
N=0.8xS/W
Trong đó:
N: Số lòng khuôn tối thiểu trên khuôn.
S: năng suất phun của máy (gam/một lần phun).
W: trọng lượng của sản phẩm (g).
Sau khi thiết kế sản phẩm, lựa chọn vật liệu nhựa để sản xuất, dựa
vào phần mềm catia ta tiến hành tính khối lượng của sản phẩm.
Với khối lượng của sản phẩm là 1047 gram thì ta cần lực chọn máy
ép phun có Khối lượng nhựa tối đa/ 1 lần ép sản phẩm lớn hơn 1047
gram.
Ở đây ta có thể chọn 1 trong 4 máy


17

- Máy ép phun 400T: Khối lượng nhựa ép tối đa/ 1 lần ép : 1300
gram.
- Máy ép phun 650T: Khối lượng nhựa ép tối đa/ 1 lần ép : 3950
gram
- Máy ép phun 850T: Khối lượng nhựa ép tối đa/ 1 lần ép : 5547
gram.
- Máy ép phun 3200T: Khối lượng nhựa ép tối đa/ 1 lần ép : 13000
gram.
=> Số lòng khuôn theo năng suất phun
Máy 400 Tấn: N=0.8x1300/1047= 0,99
Máy 650 Tấn: N=0.8x3950/1047= 3,01
Máy 850 Tấn: N=0.8x5547/1047= 4,2

Máy 3200 Tấn: N=0.8x13000/1047= 9,93
6. Chọn máy ép phun
Máy ép khuôn nhựa hay còn gọi là máy thành hình là một loại công
cụ để đẩy nhựa nóng chảy vào trong lòng khuôn. Máy ép khuôn
nhựa thường được chia làm các loại như máy 5 tấn, 10 tấn, 15
tấn….200 tấn, 300 tấn đến hàng ngàn tấn. Tên gọi tấn ở đây không
liên quan đến khối lượng của máy mà nó thể hiện lực ép của máy tác
động lên khuôn.
Công thức tính lực ép khuôn tối thiểu [4].
F (ton)= (Pd (Kg/cm2) x S(cm2)x1.2)/1000
- Pd: Áp lực dòng chảy bên trong lõi (kgf/cm2)
Ta có hằng số các loại nhựa:
Nhựa PP, Nhựa PE, Nhựa PS: 250-350
Nhựa ABS 350-400
Nhựa PA6: 302
Nhựa PA66: 322
Nhựa HDPE: 351
Nhựa PU - PE - PC: 571
Nhựa PA66 + 30GF: 453
Nhựa PC: 450-500
- S: là diện tích bề mặt theo hình chiếu đứng (từ trên xuống, theo
hướng mặt phân khuôn) (đơn vị cm2).
Dựa vào phần mềm catia, ta tiến hành đo kích thước và tính diện
tích bề mặt hình chiếu đứng của chi tiết.
Ta có S= (1111,53*187,705)- /100= 2086,397 (cm2)
- 1.2 là hệ số an toàn


18

Từ đó ta tính chọn được máy ép phun như sau:
F (ton) = 375*2086.397*1.2/1000=938,88
Việc lựa chọn máy ép phun và số lòng khuôn cần phải điều chỉnh
tùy thuộc vào kích thước, tính chất, sản lượng, vòng đời của sản phẩm
để bố trí số lòng khuôn cho phù hợp với máy ép vì các lý do sau đây :
- Lực ép cần để tính máy ép phun lớn : ≥938,88
- Sản lượng trung bình hằng tháng của sản phẩm : 120 sản phẩm/
tháng
- Thời gian trung bình ép 1 sản phẩm: 75s
=> Thời gian cần để đảm bảo sản lượng trong vào 1 tháng: T=
(120*75)/60= 150 (phút)
Vì vậy việc bố trí số lòng khuôn quá nhiều sẽ gây ảnh hưởng tới
gia thành của sản phẩm (khuôn càng lớn thì giá càng cao và lực ép
càng lớn).
Vì vậy ta sử dụng máy ép phun 850T và với số lòng khuôn là 1.
7. Thiết kế & gia công khuôn
Đối với việc thiết kế và gia công khuôn cho sản phẩm ép phun
nhựa.
Các yêu cầu kỹ thuật chung của khuôn:
1. Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng biên dạng sản
phẩm.
2. Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả lòng khuôn và lõi để đảm bảo
độ bóng của sản phẩm.
3. Đảm bảo vị trí chính xác về tương quan giữa 2 nửa khuôn.
4. Đảm bảo lấy sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.
5. Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia
công.
6. Khuôn phải đảm bảo độ cứng khi làm việc tất cả bộ phận của
khuôn không được biến dạng hoặc lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu
lực ép lớn (vài trăm tấn)

7. Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho
lòng khuôn phải có nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng
khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó rút ngắn chu
kì ép và tăng năng suất.
8. Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp sao cho phù
hợp với khả năng công nghệ hiện có.
8. Quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa
a. Chuẩn bị vật tư:


19

- Công nhân nhận hạt nhựa từ kho vật tư theo kế hoạch sản xuất và
tiến hành cân định lượng hạt nhựa cần cho sản xuất, lưu ý khi định
lượng cần tính thêm lượng nhựa xả để đảm bảo việc sản xuất không
bị gián đoạn (thiếu nhựa).
b. Trộn nhựa & sấy nhựa:
- Sau khi đã chuẩn bị hạt nhựa, nhân viên tiến hành vận chuyển
nhựa đến bồn sấy
- Nhân viên thao tác vệ sinh bồn sấy nhựa sạch sẽ, mục đích bồn
không dính màu.
- Cài đặt nhiệt độ sấy nhựa tại tủ điều khiển, cho nhựa vào bồn sấy
theo bảng tiêu chuẩn cài đặt nhiệt độ và thời gian sấy.
- Thời gian sấy nhựa (1~2) giờ theo bảng tiêu chuẩn cài đặt nhiệt độ
và thời gian sấy, sau khi đã đủ thời gian sấy nhựa xong, nhân viên thao
tác thực hiện công đoạn tiếp theo.
c. Chuẩn bị khuôn:
- Nhân viên thao tác kiểm tra khuôn đúng với sản phẩm cần sản xuất
và dùng cẩu trục 40/20 tấn vận chuyển khuôn từ kệ để khuôn đến bàn
máy ép phun 850 tấn.

- Nhân viên thao tác tiến hành gá kẹp khuôn vào bàn máy cho cứng
vững, các ngàm kẹp, bulong phải được siết chặt nhằm để khuôn cứng
vững trên bàn máy không rung lắc khi sản xuất.
- Trước khi sản xuất nhân viên thao tác phải kiểm tra khuôn phải
đảm bảo các yếu tố sau:
+ Bề mặt khuôn không rỉ sắt, không có bavia, vật lạ trong khuôn.
+ Lỗ phun keo trong khuôn phải tuyệt đối không được dính bavia.
- Nếu bề mặt khuôn không đảm bảo những yêu cầu trên cần phải
xử lý trước khi tiến hành sản xuất.
- Kiểm tra hệ thống lói của khuôn, đảm bảo hệ thống lói hoạt động
bình thường.
d. Ép phun tạo sản phẩm:
- Nhân viên thao tác trước khi sản xuất phải kiểm tra hệ thống làm
mát của tháp giải nhiệt, nhiệt độ ở 250C để sử dụng làm mát cho thiết
bị máy và khuôn
- Kế tiếp khởi động nguồn, cài đặt thông số gia nhiệt và các thông
số áp suất phun, tốc độ phun …trên màn hình điều khiển của máy ép
850 tấn theo các thông số đã cài khi ép thử sản phẩm.
- Nhân viên thao tác điều khiển đóng khuôn, đưa đài tiến sát vào
khuôn.


20

- Chọn chế độ tự động hoặc bán tự động, đóng cửa để ép phun nhựa
vào khuôn theo chương trình đã được cài đặt, kết thúc chu trình ép nhựa
vào khuôn.
e. Mở khuôn, lấy sản phẩm:
- Sau khi quá trình ép phun nhựa vào khuôn hoàn tất và hệ thống làm
nguội sản phẩm thực hiện trong khoảng thời gian 3s khuôn mở, hệ thống

lói đẩy đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn theo.
- Nhân viên thao tác mở cửa lấy sản phẩm, kiểm tra sản phẩm:
+ Yêu cầu sản phẩm không lồi lõm, không bị thiếu nhựa.
+ Màu sản phẩm phải đúng theo mẫu yêu cầu.
Nếu sản phẩm không đạt yêu cầu của nhân viên quản lý chất lượng,
nhân viên thao tác điều chỉnh lại các thông số gia công trên máy ép phun
cho đến khi sản phẩm đạt yêu cầu thì bắt đầu sản xuất hàng loạt.
- Những sản phẩm lỗi được nhân viên thao tác chuyển đến kệ để
sản phẩm lỗi và đưa đến khu vực xay nhựa phế phẩm để phân loại và
tái chế lại, nhựa sau khi xay xong được công nhân đóng bao dán nhãn
mác và chuyển vào nhập kho.
f. Cắt bavia, hoàn thiện:
- Nhân viên thao tác dùng kìm để cắt đuôi keo sản phẩm tránh làm
trầy xước, cắt phạm vào sản phẩm.
- Những sản phẩm đạt yêu cầu được nhân viên thao tác xếp vào kệ
thành phẩm.
g. Kiểm tra thành phẩm:
- Nhân viên quản lý chất lượng kiểm tra bề mặt sản phẩm, các kích
thước cần đạt độ chính xác.
9. Cài đặt thông số máy vận hành dây chuyền sản xuất thử [5]
- Thông số nhiệt độ vòng gia nhiệt trục vít
Cài đặt nhiệt độ phun (ºC) 220 220 220 215 215 210
- Thông số nạp liệu

Tốc độ(%)
Áp lực(bar)
Vị trí(mm)

#1

#2

#3

#4

15
30
20

15
60
20

15
90
20

15
150
20

- Thông số điều khuôn
Tốc độ đóng khuôn (%): 8
Áp suất đóng khuôn(bar): 20

30
8

21

Tốc độ mở khuôn (%): 8
Áp lực mở khuôn (bar): 30
- Thông số lói đẩy
Đế
m

Cách lói

Tiến
Tiến 3
2

Tiến 1
Tốc độ(%)
Áp lực(bar)
Vị trí(mm)
Thời gian
trễ (s)

Số lần lói

15
35
30

15
30
40

1
Tiến 3 Tiến 2

Tốc độ(%)
Áp lực(bar)
Vị trí(mm)

15
30
60

10
30
2

Thời gian trễ (s)

0.3

25
30
50

15
35
20
0.2

- Thông số kẹp khuôn

1st
Tốc độ(%)
Áp lực(bar)
Vị trí(mm)

2nd

30
50
350

25
50
250

5th
Tốc độ(%)
Áp lực(bar)
Vị trí(mm)

4th

20
40
450

25
50
350

3rd

4th

20
50
80

12
50
2

3rd

2nd

25
50
250

5th
30
200
1st

25
50
100

20

95
10

- Thông số phun
Cài phun
4th
Vị trí(mm)
Áp lực(bar)
Tốc độ(%)
Áp lực

3rd

25
175
32

45
175
45
2nd

Tốc độ(%)
Áp lực(bar)
Vị trí(mm)

2
175

2nd

1st

30
175
55

15
175
95
1st
8
150

Tiến
1


22
Thời gian(s)

10

3.2

10. Quy trình kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi
sản xuất.
- Trước mỗi lô sản xuất, khi thay khuôn hoặc cài đặt lại thông số
thì nhân viên BP. QLCL kiểm tra thông số điều kiện ép phun theo
Bảng theo dõi điều kiện ép sản phẩm

- Đối với sản phẩm đầu tiên mỗi lô sản xuất: Đánh giá chất lượng
sản phẩm và ghi thông tin vào Phiếu đánh giá sản phẩm ép phun đầu
lô (Lần đầu ép sản phẩm với các thông số đã lưu trên máy chưa đảm
bảo rằng sản phẩm sẽ đạt yêu cầu 100%, vì vậy ta tiến hành kiểm tra
sản phẩm, so sánh với sản phẩm mẫu để đánh giá.
- Trong quá trình sản xuất, kiểm tra xác suất chất lượng sản phẩm
2 lần/ buổi (đầu buổi và giữa buổi, cách nhau trong khoảng 2h) theo
Phiếu kiểm tra xác suất chất lượng sản phẩm.
11. Đánh giá
Sau khi ép thử sản phẩm, ta tiến hành kiểm tra chất lượng sản phẩm,
chất lượng khuôn.
Các yêu cầu của sản phẩm cần đạt được:
Sản phẩm không bị: Khuyết liệu, khác màu, biến dạng, nứt bể, lồi
lõm, tách lớp, cháy keo, bong keo, lỗ khí, trầy xước, loang màu, bavia.
Sản phẩm sau khi lấy ra khỏi khuôn không bị trầy xước, dễ dàng
lấy sản phẩm.
12. Hiệu chỉnh
Đối với các lỗi xuất hiện của sản phẩm ta tiến hành phân tích, kiểm
tra xem nguyên nhân lỗi
Nguyên nhân lỗi đến từ các yếu tố:
+ Lỗi từ khuôn.
+ Lỗi từ người điều chỉnh máy ép.
+ Lỗi từ người thiết kế sản phẩm.
+ Lỗi từ nguyên vật liệu.
Tuy nhiên để giảm thời gian + chi phí ta sẽ bắt đầu phân tích lỗi
của sản phẩm và tiến hành sửa chữa các lỗi theo bước sau:
1: Điều chỉnh máy ép phun: Việc điều chỉnh máy không gây mất
thời gian và đỡ tốn kém, tuy nhiên chỉ áp dụng với các lỗi như khuyết
liệu, biến dạng, lồi lõm, tách lớp…
2: Sửa khuôn: Việc sửa khuôn thường là để tiến hành làm bóng bề

mặt, giảm việc thiếu liệu của sản phẩm, ngoài ra còn có thể do việc
thiết kế khuôn chưa đúng (sản phẩm xuất hiện các đường chảy nhựa).


23

3: Thay đổi thiết kế sản phẩm: Đây là bước cuối cùng của việc sửa
sản phẩm. Vì thiết kế sản phẩm bố trí các gân, bề dày sản phẩm chưa
đúng nên dẫn đến bề mặt sản phẩm xuất hiện các lỗ như co rút bề mặt.
13. Bảng tổng hợp các lỗi, khuyết tật của sản phẩm ép phun và
cách khắc phục các khuyết tật đó.
Bảng 5.1. Bảng tổng hợp các lỗi, khuyết tật của sản phẩm ép phun và
cách khắc phục
Lỗi thường gặp
Hướng dẫn khắc phục
- Tăng áp suất ép phun.
- Tăng nhiệt độ xylanh.
- Tăng kích cở béc phun.
Sản phẩm không
- Kiểm tra phần thoát khí ở khuôn hoặc máy.
điền đầy khuôn
- Tăng kích thước đường nhựa chảy chính và
phụ.
- Tăng nhiệt độ khuôn.
Sản phẩm có
- Tăng áp suất ép phun.
đường bọng khí
- Giảm tốc độ ép phun.
tại đường chảy
- Kiểm tra vị trí cổng nhựa có phù hợp.

nhựa nối lại các
- Kiểm tra độ đồng đều về bề dày sản phẩm.
bẫy khí, các vết
- Tăng kích thước đường chảy nhựa.
cháy
- Giảm áp suất ép phun.
Sản phẩm bi - Tăng áp suất kẹp khuôn.
bavia
- Giảm áp suất nén.
- Kiểm tra việc chuyển đổi áp suất.
- Giảm lượng keo nhập liệu.
- Giảm áp suất ép phun.
- Tăng nhiệt độ xylanh.
- Giảm nhiệt độ xylanh nếu dính ở cuống phun.
Sản phẩm bị
- Xem xét kích thước đường kính lỗ và bán kính
dính vào cuống
cong giữa béc phun và lỗ bơm keo trên khuôn
phun hay cốc
phù hợp.
phun.
- Kiểm tra bề mặt cuống phun, đánh bóng.
- Giảm nhiệt độ khuôn.
- Kiểm tra bề mặt cốc phun và hệ thống đường
chảy nhựa.