Thiết kế, chế tạo khuôn ép nhựa mô hình tòa nhà trung tâm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA MƠ HÌNH
TỊA NHÀ TRUNG TÂM

GVHD: ThS. DƯƠNG THỊ VÂN ANH
SVTH: HỒ XUÂN QUANG
MSSV: 11144077
PHẠM NGỌC KH
MSSV: 12144052
NƠNG BÌNH ÐỊNH
MSSV: 12144024

S KL 0 0 4 5 6 0

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH

BỘ MƠN CƠNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
-----oOo-----

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN ÉP NHỰA

MÔ HÌNH TỊA NHÀ TRUNG TÂM
Giảng viên hƣớng dẫn:
Sinh viên thực hiện:

THS DƢƠNG THỊ VÂN ANH
MSSV
HỒ XN QUANG
PHẠM NGỌC KH
NƠNG BÌNH ĐỊNH
Lớp:
Khố:

11144077
12144052
12144024

121442
2012 - 2016

Thành phố Hồ Chí Minh, 07/2016

ii


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT
TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA
VIỆT NAM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

Bộ môn Công Nghệ Tự Động
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giảng viên hƣớng dẫn: THS. DƢƠNG THỊ VÂN ANH
Sinh viên thực hiện: HỒ XUÂN QUANG
MSSV:
PHẠM NGỌC KH
NƠNG BÌNH ĐỊNH

MSSV:
MSSV:

11144077
12144052
12144024

1.
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA MƠ HÌNH TỊA NHÀ TRUNG TÂM
2. Các số liệu ba ầu:
- Thông số kỹ thuật của máy ép nhựa SW-120B.
- Thông số
o i vật liệu nhựa.
- Các công thứ t nh to n v thiết kế khn.
3. Nội dung chính của ồ án:
- Tìm hiểu vật liệu và cơng nghệ ép phun.
- Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo Parametric 3.0.
- Mơ phỏng dịng chảy nhựa với phần mền Moldflow Insight 2013.
- Thiết kế và gia công khuôn ép nhựa cho Mơ Hình Tịa Nhà Trung Tâm
4. Các sản phẩm dự kiến: mơ hình tịa nhà trung tâm

5.
6.

a ồ án:
ộp ồ án:
TRƢỞNG BỘ MÔN
(Ký, ghi rõ họ tên)

GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN
(Ký, ghi rõ họ tên)

 Đƣợc phép bảo vệ …………………………………………

iii


LỜI CAM KẾT
- Tên đề tài: Thiết kế, chế t o khn ép nhựa mơ hình tịa nhà trung tâm
- GVHD: Th.s Dƣơng Thị Vân Anh.
- Họ tên sinh viên: Hồ Xuân Quang
- MSSV: 11144077
Lớp: 111441A
- Địa chỉ sinh viên: 65/14/5, đƣờng số 2, phƣờng Tăng Nhơn Phú B, Quận 9
- Số điện tho i liên l c: 01632052569
- Email:
- Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp (ĐATN):
- Lời cam kết: “Chúng tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) này là cơng
trình do chính chúng tơi nghiên cứu và thực hiện. Chúng tôi không sao chép từ bất kỳ
bài viết nào đã được cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ sự vi phạm
nào, chúng tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm”.

TP.Hồ Chí Minh, ngày

tháng

năm
Ký tên

iv


LỜI CẢM ƠN
Qua quá trình thự hiện Đồ n tốt nghiệp, nh m đ họ đƣợ rất nhiều iến thứ
huyên m n ổ h, nh n nhận r nh ng thiếu s t v inh nghiệm thự tế m húng m
hƣ
, g p phần h ng nhỏ t o nên sự tự tin trong ng việ trong tƣơng i
Trƣớ tiên, húng m xin gửi ời ảm ơn đến Nh trƣờng, ho Cơ h – Chế t o
m y, ộ m n C ng nghệ Tự động đ t o điều iện ho nh m ho n th nh Đồ n tốt
nghiệp trong thời gi n vừ qu
Xin nh gửi ời ảm ơn đến C ThS Dƣơng Thị V n Anh – gi o viên trự tiếp
hƣớng dẫn Đồ n đ hƣớng dẫn tận t nh ng nhƣ t o điều iện tốt nhất để húng m
thể ho n th nh đồ n tốt nghiệp
Xin nh gửi ời ảm ơn đến tất ả
thầy
trong ho v ộ m n đ giúp đ
húng m trong qu tr nh ho n thiện đồ n tốt nghiệp
Cuối ùng, húng m xin gửi ời tri n đến qu thầy
trƣờng ĐH Sƣ ph m Kỹ
thuật TP HCM đ tận t nh d y d , hỉ ảo húng m, để húng m
đƣợ ng y h m
nay.

Chúng m xin h n th nh ảm ơn!
TP HCM, ng y … th ng … năm 2015
Nhóm sinh viên thực hiện
HỒ XN QUANG
PHẠM NGỌC KH
NƠNG BÌNH ĐỊNH

v


TĨM TẮT ĐỒ ÁN
THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHN ÉP NHỰA
MƠ HÌNH TỊA NHÀ TRUNG TÂM
Trong sự ph t triển ớn m nh h ng ngừng ủ x hội đ i hỏi ng nh ng nghiệp
phải t o r đƣợ sản phẩm nh nh, t nh h ng o t o Nên ng nh ng nghệ hu n
mẫu ắt đầu đƣợ r đời v ng y ng ph t triển
Với mục tiêu vận dụng
m n đ học vào thực tế và t o lo i sản phẩm thiết thực
cho cuộc sống, vừa có tính giải trí, vừa rèn luyện mở mang trí não. Nên nhóm quyết
định chọn đề tài: “Thiết kế, chế tạo khn ép nhựa Mơ hình sản phẩm Tịa nhà
Trung tâm”
Nh ng nội dung h nh ủ đồ n tốt nghiệp:
- Tìm hiểu vật liệu và cơng nghệ ép phun.
- Sự r đời của tòa nhà trung tâm.
- Thiết kế sản phẩm trên phần mềm Creo Parametric 3.0.
- Mô phỏng dòng chảy nhựa với phần mền Moldflow Insight 2013.
- Thiết kế bộ khn hồn chỉnh với phần mềm Expert Moldbase Extension 8.0
- Thiết kế và gia công khuôn ép nhựa cho mơ hình tịa nhà trung tâm.
- Tiến hành lắp ráp khuôn
- Ép thử

Kết uận: s u hi thự hiện đề nh m húng m đ t h y đƣợc một số kinh
nghiệm trong thiết kế, trong gia công, ng nhƣ trong qu tr nh phun ép nhựa Điều
n y sẽ giúp ho nh m thêm tự tin hi ƣớ v o trong sản xuất thự tế
Tuy nhiên do sản phẩm đ i hỏi t nh thẩm mỹ o nên h ng thể dùng
ty đẩy
trên sản phẩm dẫn đến sản phẩm h r hỏi ng hu n
Giải ph p v hƣớng ph t triển: ần thiết ế v hế t o thêm hệ thống gắp ấy sản
phẩm tự động ằng nh t y ro ot
Nhóm Sinh viên thực hiện
Hồ Xn Quang
Phạm Ngọc Kh
Nơng Bình Định

vi


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
CAD
CAM
CAE
CNC
EMX

Computer Aided Design
Computer Aided Manufacturing
Computer Aided Engineering
Computerized Numerical Control
Expert Moldbase Extention

vii

MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP .............................................................................. iii
LỜI CAM KẾT ...............................................................................................................iv
LỜI C M ƠN .................................................................................................................. v
TÓM TẮT ĐỒ ÁN..........................................................................................................vi
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .........................................................................................vii
DANH MỤC B NG BIỂU ......................................................................................... xiii
DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH NH ..............................................................................xiv
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1
1.1

Tính ấp thiết ủ đề t i ...................................................................................... 1

1.2

Ý nghĩ

1.3

Mụ tiêu đề t i .................................................................................................... 2

1.4

Phƣơng ph p nghiên ứu .................................................................................... 2

1.5

Kết ấu ủ ĐATN ............................................................................................. 2

ho họ v thự tiễn ủ đề t i ............................................................ 1

CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER CƠ SỞ LÝ
THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA.................................................................................. 3
2.1.

Tổng qu n về vật iệu hất dẻo Po ym r [2],[3] ................................................. 3

2.1.1. Kh i niệm ........................................................................................................ 3
2.1.2. Phân o i .......................................................................................................... 3
2.1.3. T nh hất ơ ản ủ Po ym r ......................................................................... 4
2.1.4. Một số o i Po ym r thƣờng gặp v
2.2.

C

phƣơng ph p gi

2.2.1. C ng nghệ

ứng dụng ủ

húng ........................ 7

ng hất dẻo ................................................................. 11

n ............................................................................................... 11

2.2.2. C ng nghệ phủ hất dẻo ................................................................................ 12

2.2.3. C ng nghệ đùn .............................................................................................. 13
2.2.4. Gi

ng vật thể r ng .................................................................................... 13

2.2.5. C ng nghệ h n hất dẻo ................................................................................ 14
2.2.6. C ng nghệ d n hất dẻo ................................................................................ 14

viii


2.2.7. C ng nghệ ép v ép phun .............................................................................. 15
2.2.8. C ng nghệ dập hất dẻo ................................................................................ 15
2.3.

Cơ sở

thuyết về hu n ép nhự [1] .............................................................. 15

2.3.1. Máy ép phun .................................................................................................. 15
2.3.2. Thân máy ....................................................................................................... 16
2.3.3. Hệ thống thuỷ ƣ .......................................................................................... 16
2.3.4. Hệ thống điện ................................................................................................ 17
2.3.5. Hệ thống m nguội ....................................................................................... 17
2.3.6. Hệ thống phun ............................................................................................... 18
2.3.7. Hệ thống ẹp ................................................................................................. 20
2.3.8. Hệ thống điều hiển ...................................................................................... 22
2.4.

Tổng qu n về hu n ép phun sản phẩm nhự [1] ............................................ 22

2.4.1. Kh i niệm ...................................................................................................... 22
2.4.2. C

o i hu n ép sản phẩm nhự ................................................................. 22

2.4.3. C

yếu tố ơ ản ủ

hu n ........................................................................ 26

CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH THẾT KẾ S N PH M
VÀ HỆ THỐNG KÊNH DẪN NHỰA .......................................................................... 27
3 1 V i nét về ị h sử.................................................................................................. 27
3.2. Sự r đời ủ t

nh trung t m ........................................................................ 27

3.3.

Phần mềm Cr o P r m tri 3 0 ........................................................................ 28

3.4.

Sản phẩm “M H nh T

Nh Trung T m” ..................................................... 28

3.4.1. Thiết ế sản phẩm ằng phần mềm Cr o P r m tri 3 0 .............................. 28

3.5.
3.6.

Sản phẩm t

nh trung t m .......................................................................... 29

Vật iệu, hối ƣợng v thể t h sản phẩm ........................................................ 31

3.6.1. Vật iệu .......................................................................................................... 31
3.6.2. Khối ƣợng v thể t h sản phẩm .................................................................. 32
3.7.

Bố tr

ng hu n v hệ thống ênh dẫn nhự .................................................. 32

3.7.1. Số

ng hu n................................................................................................ 32

ix


3.7.2. Hệ thống ênh dẫn......................................................................................... 33
CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH CAE CHO S N PH M [5],[6]......................................... 36
4.1.

Tổng qu n ......................................................................................................... 36

4.1.1 Ƣu điểm CAE ................................................................................................ 36
4.1.2. Ứng dụng CAE .............................................................................................. 37
4.1.3. Kết uận ......................................................................................................... 38
4.2.

Phân t h qu tr nh ép phun với phần mềm Mo dF ow Insight 2013 ............... 38

4.2.1 T m vị tr ổng phun tốt nhất......................................................................... 38
4.2.2. Tiến h nh ph n t h trong Mo dF ow Insight 2013 ...................................... 39
4.3.

Kết quả ph n t h ênh dẫn thiết ế th o

4.5.

Thiết ế i hệ thống ênh dẫn ần 2 ............................................................. 43

-

thuyết ...................................... 41

Kết quả ph n t h qu tr nh điền đầy với hệ thống ênh dẫn mới .................... 43

CHƢƠNG 5: ẮP RÁP KHUÔN VÀ ỨNG DỤNG EMX ............................................ 49
5.1.

C

vấn đề ần qu n t m hi thiết ế ............................................................... 49

5.2.

Kết ấu hung ủ

5.3.

Sản phẩm thiết ế ............................................................................................. 49

5.4.

Chọn o i hu n ho thiết ế ............................................................................ 49

5.5.

T nh to n thiết ế hu n ................................................................................... 50

hu n ép nhự .................................................................... 49

Cuống phun .............................................................................................................. 50
5.5.1. Chốt dẫn hƣớng ............................................................................................. 51
5.5.2. B

dẫn hƣớng............................................................................................... 52

5.5.3. Hệ thống m nguội ....................................................................................... 52
5.5.4. Hệ thống đẩy ................................................................................................. 53
5.6.

Tách khuôn .................................................................................................... 54

5.7.

T o ộ hu n với phần mền Cr o Exp rt Mo d s Ext nsion 9 0 ............. 59

CHƢƠNG 6: GIA CÔNG CÁC TẤM KHUÔN VÀ LẮP RÁP ................................... 61
6.1.

C

ƣớ

huẩn ị trƣớ

hi gi

ng: ............................................................. 61

6.2.

Tấm ẹp trên ..................................................................................................... 64
x


6.2.1. Thiết ế .......................................................................................................... 64
6.2.2. Quy trình gia cơng ......................................................................................... 65
6.3.

Tấm ố định ...................................................................................................... 66

6.3.1. Thiết ế .......................................................................................................... 66

6.3.2. Quy trình gia cơng ......................................................................................... 67
6.4.

Tấm di động ...................................................................................................... 69

6.4.1. Thiết ế .......................................................................................................... 69
6.4.2. Quy trình gia cơng ......................................................................................... 69
6.5.

Gối đ ............................................................................................................... 72

6.5.1. Thiết ế .......................................................................................................... 72
6.5.2. Quy trình gia cơng ......................................................................................... 72
6.6.

Tấm gi ............................................................................................................. 73

6.6.1. Thiết ế .......................................................................................................... 74
6.6.2. Quy trình gia cơng ......................................................................................... 74
6.7.

Tấm đẩy ............................................................................................................ 75

6.7.1. Thiết ế .......................................................................................................... 76
6.7.2. Quy trình gia cơng ......................................................................................... 76
6.8.

Tấm ẹp dƣới .................................................................................................... 77

6.8.1. Thiết ế .......................................................................................................... 77

6.8.2. Quy tình gia cơng .......................................................................................... 78
6.9.

Lắp r p hu n [7] ............................................................................................. 79

6.9.1. Chuẩn bị trƣớc khi lắp ráp khuôn .................................................................. 79
6.9.2. Lắp r p hu n................................................................................................ 79
CHƢƠNG 7: ÉP THỬ ................................................................................................... 83
7.1.

Chuẩn ị trƣớ

hi ép ....................................................................................... 83

7.2.

Quy tr nh ép thử ................................................................................................ 84

CHƢƠNG 8: KẾT LUẬN ............................................................................................. 86
8.1.

Kết Luận ........................................................................................................... 86
xi


8.2.

Hƣớng ph t triển đề t i ..................................................................................... 86

PHỤ LỤC ....................................................................................................................... 88

TÀI LIỆU THAM KH O .............................................................................................. 89

xii


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Tỷ trọng một sống nguy n liệu nhựa thông dụng .................................................. 12
Bảng 2.2: Độ co rút của một số loại nhựa ............................................................................. 14
Bảng 2.3: Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa ................................................................. 14
Bảng 5.1: Hệ số co rút của các loại nhựa.............................................................................. 55
Bảng 6.1: Trình tự gia cơng tấm kẹp trên .............................................................................. 65
Bảng 6.2: Trình tự gia cơng tấm cố định ............................................................................... 66
Bảng 6.3: Trình tự gia cơng tấm di động ............................................................................... 71
Bảng 6.4: Trình tự gia cơng gối đỡ ........................................................................................ 73
Bảng 6.5: Trình tự gia cơng tấm giữ...................................................................................... 75
Bảng 6.6: Trình tự gia cơng tấm đẩy ..................................................................................... 77
Bảng 6.7: Trình tự gia công tấm kẹp dưới ............................................................................. 78

xiii


DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH
Sơ đồ 4.1: Quy trình thiết kế khơng có CAE ......................................................................... 37
Sơ đồ 4.2: Quy trình thiết kế có CAE ..................................................................................... 37
Sơ đồ 7.1: Quy trình ép thử .................................................................................................... 84
Hình 2.1: Cơng nghệ chế tạo chất dẻo................................................................................... 11
Hình 2.2: Các loại thiết bị cán chữ I, L, F, Z ........................................................................ 12
Hình 2.3: Máy ép phun........................................................................................................... 16
Hình 2.4: Hệ thống thủy lực ................................................................................................... 17
Hình 2.5: Hệ thống điện ......................................................................................................... 17

Hình 2.6: Hệ thống làm mát ................................................................................................... 18
Hình 2.7: Hệ thống phun ........................................................................................................ 18
Hình 2.8: Trục vít ................................................................................................................... 19
Hình 2.9: Van hồi tự mở......................................................................................................... 19
Hình 2.10: Vị trí vịi phun ...................................................................................................... 20
Hình 2.11: Hệ thống kẹp ........................................................................................................ 20
Hình 2.12: Tấm di động ......................................................................................................... 21
Hình 2.13: Tấm cố định ......................................................................................................... 21
Hình 2.14: Kết cấu khn hai tấm ......................................................................................... 23
Hình 2.15: Khn dùng kênh dẫn nóng ................................................................................. 24
Hình 2.16: Khn ba tấm ....................................................................................................... 25
Hình 2.17: Kết cấu bộ khn ................................................................................................. 26

Hình 3.1: Lệnh new bắt đầu làm việc .................................................................................... 28
Hình 3.2: Biên dạng và kích thước mặt trước........................................................................ 29
Hình 3.3: Biên dạng và kích thước khi dùng lệnh Extrude .................................................... 29
Hình 3.4: Dùng lệnh extrude đ tạo cửa s ........................................................................... 30
Hình 3.5: Dùng lệnh extrude đ tạo tầng .............................................................................. 30
Hình 3.6: Sản phẩm hồn thành ............................................................................................ 30
xiv


Hình 3.7: Hình ki m tra khối lượng và th tích sản phẩm ..................................................... 32
Hình 3.8: nh ảnh khn tr n và khn dưới ...................................................................... 33
Hình 3.9: Bố trí lịng khn và hệ thống kênh dẫn nhựa ....................................................... 35
Hình 4.1: Phân tích dịng chảy nhựa ..................................................................................... 38
Hình 4.2: Mơ phỏng tìm c ng vào nhựa tốt nhất cho sản phẩm............................................ 39
Hình 4.3: Nhập mơ hình thiết kế vào phần mềm mơ phỏng MoldFlow. ................................ 40
Hình 4.4: Chia lưới 3D cho sản phẩm ................................................................................... 40
Hình 4.5: Tiến hành phân tích ............................................................................................... 41

Hình 4.6: Kết quả mơ phỏng thời gian điền đầy sản phẩm ................................................... 41
Hình 4.7: Kết quả mơ phỏng áp suất điền đầy....................................................................... 42
Hình 4.8: Kết quả mơ phỏng nhiệt độ ép phun ...................................................................... 44
Hình 4.9: Kết quả mơ phỏng thời gian điền đầy chi tiết ........................................................ 44
Hình 4.10: Kết quả mơ phỏng lực kẹp khn ........................................................................ 45
Hình 4.11: Kết quả mơ phỏng áp suất lịng khn ................................................................ 45
Hình 4.12: Kết quả mô phỏng nhiệt độ trong quá tr nh điền đầy .......................................... 46
Hình 4.13: Kết quả mơ phỏng áp suất điền đầy..................................................................... 46
Hình 4.14: Kết quả mơ phỏng nhiệt độ phun ......................................................................... 47
Hình 4.15: Kết quả mơ phỏng rỗ khí và đường hàn .............................................................. 47
Hình 4.16: Kết quả mơ phỏng hệ số co rút ............................................................................ 48
Hình 5.1: Kích thước cuống phun cho thiết kế ...................................................................... 50
Hình 5.2: Bạc cuống phun ..................................................................................................... 50
Hình 5.3: Kích thước chốt dẫn hướng ................................................................................... 51
Hình 5. 4: Kích thước chốt dẫn hướng .................................................................................. 52
Hình 5.5: Kích thước bạc dẫn hướng..................................................................................... 52
Hình 5.6: Hệ thống làm nguội khn trên ............................................................................. 53
Hình 5.7: Hệ thống làm nguội khn duới ............................................................................ 53
Hình 5.8: Chốt hồi Ø12mm .................................................................................................... 54
Hình 5.9: : Ti đẩy Ø4mm ....................................................................................................... 54
Hình 5.10: Ti đẩy Ø2.5mm ..................................................................................................... 54

xv


Hình 5.11: Modul tách khn ................................................................................................ 54
Hình 5.12: Hệ số co rút của nhựa nhựa ABS ......................................................................... 56
Hình 5.13: Phơi ...................................................................................................................... 57
Hình 5.14: Mặt ph n hu n ................................................................................................... 57
Hình 5.15: Khn trên ........................................................................................................... 58

Hình 5.16: Khu n dƣới .......................................................................................................... 58
Hình 5.17: T h hu n ho n hỉnh ....................................................................................... 59
Hình 6.1: Phơi thép CT3 ban đầu .......................................................................................... 61
Hình 6.2: Đồ gá: Êtơ .............................................................................................................. 61
Hình 6.3: Các loại dao phay .................................................................................................. 62
Hình 6.4: Đầu dị lệch tâm dùng xét chuẩn ........................................................................... 62
Hình 6.5: Máy phay CNC MVC-955 ...................................................................................... 62
Hình 6.6: Máy mài ................................................................................................................. 63
Hình 6.7: Máy phay vạn năng ................................................................................................ 63
Hình 6.8: Máy tiện ................................................................................................................. 64
Hình 6.9: Mơ hình tấm kẹp trên ............................................................................................. 64
Hình 6.10: Mơ hình tấm khn cố định ................................................................................. 66
Hình 6.11: Mơ hình tấm khn di động ................................................................................. 69
Hình 6.12: Mơ hình gối đỡ ..................................................................................................... 72
Hình 6.13: : Mơ hình tấm giữ ................................................................................................. 74
Hình 6.14: Mơ hình tấm đẩy .................................................................................................. 76
Hình 6.15: Mơ hình tấm kẹp dưới .......................................................................................... 77
Hình 6.16: Các chi tiết trong bộ khn ................................................................................. 79
Hình 6.17: Lắp ráp phần khn cố định ............................................................................ 80
Hình 6.17: Lắp ráp phần khn di động ............................................................................ 81
Hình 6.18: Lắp ráp hồn chỉnh bộ khn .............................................................................. 82
Hình 7.1: Máy ép nhựa SW-120B .......................................................................................... 83
Hình 7.2: Nhựa ABS dùng đ ép phun ................................................................................... 83
Hình 7.3: Xương keo .............................................................................................................. 84
Hình 7.4: Sản phẩm sau khi ép .............................................................................................. 85

xvi


CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài
 Thế giới
Trong uộ sống thƣờng nhật hiện n y
thể nhận thấy
sản phẩm xung qu nh
m nh đƣợ m từ nhự rất nhiều Từ nh ng sản phẩm đơn giản nhƣ i th u, i rổ, i
ƣợ … đến
sản phẩm tinh xảo nhƣ vỏ điện tho i di động, vỏ x m y, inh iện m y
tính…
Với sự ph t triển h ng ngừng ủ ng nh nhự th sự r đời ủ ng nh ng nghiệp
hu n mẫu để h trợ ho n
tất yếu Một hi nền ng nghiệp hu n mẫu ph t triển
th sẽ m đ d ng h sản phẩm nhự trên thị trƣờng, h gi th nh sản phẩm m tăng
t nh nh tr nh ủ do nh nghiệp, đồng thời giúp ngƣời tiêu dùng
nhiều phƣơng n
ự họn hi mu một sản phẩm
 Trong nƣớc
H nhập ùng xu hƣớng ph t triển trên thế giới, ở nƣớ t ng nh sản xuất v gi
ng vật iệu hất dẻo đ ng ắt đầu đƣợ hú trọng v ph t triển th nh tựu đầu tiên m
đƣợ đ nh gi
sự r đời h ng o t
sản phẩm đ d ng phong phú, hất ƣợng v
độ phứ t p ủ sản phẩm ng y ng đƣợ nậng o v ho n thiện hệ thống m y m ,
thiết ị ng y ng đƣợ ải tiến hiện n y v trong tƣơng i, ng nh ng nghiệp vật
iệu hất dẻo
xu hƣớng ng y một ph t triển, đ y một hiến ƣợ u d i v nhiều
triển vọng
Ch nh v nh ng do trên nên nh m đ quyết định họn đề t i “THIẾT KẾ, CHẾ
TẠO KHUÔN ÉP NHỰA MƠ HÌNH TỊA NHÀ TRUNG TÂM
Thơng qu đề t i n y nh m sinh viên mong muốn p dụng nh ng iến thứ đ họ

v o thự tế hế t o, g p một phần nhỏ v o việ ph t triển nền ng nghiệp hu n mẫu
nhự
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩ ho họ : vận dụng
iến thứ về hu n ép nhự , đi s u v o nghiên
ứu để thiết ế ộ hu n một
h hiệu quả

1


- Ý nghĩ thự tiễn: đề t i g p phần t o r sản phẩm mơ hình tịa nhà trung tâm có
nghĩ với m i n sinh viên đ ng th o họ t i trƣờng Đ i Họ Sƣ Ph m Kỹ Thuật
TP HCM với gi th nh thấp.
1.3 Mục tiêu đề tài
- Nghiên ứu ơ sở thuyết v ph n t h d ng hảy trong hu n ép nhự
- Thiết ế sản phẩm v ộ hu n ép nhự với
phần mềm h trợ
- Chế t o hu n ép nhự ho sản phẩm thiết ế
1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thự hiện đề t i n y nh m sinh viên đ tiến h nh ằng
phƣơng ph p:
- Khảo s t
mẫu sản phẩm nhự trên thị trƣờng v nhu ầu sử dụng, h nh th nh
tƣởng thiết ế h nh d ng sản phẩm ho phù hợp với mụ đ h sử dụng
- Th m hảo t i iệu về hu n mẫu Kiến thứ th o thời gi n đ đƣợ t h y T i
iệu th m hảo đƣợ thu thập qu s h vở, gi o tr nh v Int rn t
- Sử dụng phần mềm Cr o 3 0 để thiết ế sản phẩm, từ đ tiến h nh
ƣớ tiếp
th o nhƣ t h hu n, ph n t h…

- Lự họn vật iệu ho sản phẩm v vật iệu m hu n ho phù hợp
- Sử dụng phần mềm Mo d ow Insight 2013 để ph n t h qu tr nh ép phun
- Tự nghiên ứu từ nguồn t i iệu tin ậy thu thập đƣợ , hắt ọ nh ng th ng tin
gi trị, đồng thời suy nghĩ t m r
h giải quyết vấn đề
- Lập tr nh gi
ng hi tiết ở xƣởng ho ơ h
1.5 Kết cấu của ĐATN
- T m hiểu vật iệu v
ng nghệ ép phun
- T m hiểu
d ng hối ằng nhự : yêu ầu hung sản phẩm, yêu ầu ết ấu,
h nh d ng, thẩm mỹ…
- T m hiểu về trƣờng Đ i Họ Sƣ Ph m Kỹ Thuật v sự r đời ủ t nh trung
tâm
- Thiết ế sản phẩm trên phần mềm Cr o P r m tri 3.0.
- M phỏng d ng hảy nhự ho hu n ép nhự với phần mền Mo d ow Insight
2013.
- Thiết ế hu n ép nhự ho sản phẩm m h nh t nh trung t m
- Gia công khuôn ép nhự ho sản phẩm m h nh t nh trung t m
- Lắp r p v ép thử
- Kết uận

2


CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU CHẤT DẺO POLYMER CƠ SỞ LÝ
THUYẾT VỀ KHUÔN ÉP NHỰA
2.1. Tổng quan về vật liệu chất dẻo Polymer [2],[3]
2.1.1.

Khái niệm
Chất dẻo hay còn gọi là nhựa (Plastic) hay Polymer, là các hợp chất cao phân tử
đƣợc hình thành do sự lặp l i nhiều lần của một hay nhiều lo i nguyên tử hay nhóm
nguyên tử (Monom , đơn vị cấu t o của Polymer) liên kết với nhau với số ƣợng khá
lớn để t o nên một lo t các tính chất m húng h ng th y đổi đ ng ể khi lấy đi h y
thêm vào một v i đơn vị cấu t o.
Nó có thể đƣợ phun v o hu n, đƣợc nghiền vụn l i và lập l i qu tr nh đ một số
lần. Tuy nhiên vật liệu dẻo sẽ bị mất phẩm chất (độ bền, ơ t nh,…) hi qu tr nh đ
lặp đi ặp l i nhiều lần.
2.1.2.
Phân loại
Có nhiều cách phân lo i Po ym r dƣới đ y t hỉ r
h thƣờng dùng.
- Th o nguồn gố :
+ Polymer tự nhiên: Cao su, xenlulo, protein..
+ Polymer nhân t o: PE, PP, PS…
- Th o ấu trú h nh họ :
+ Polymer m ch thẳng.
+ Polymer m ch nhánh: Polymer m ch nhánh d ng ƣới, Polymer m ch nhánh
d ng không gian.
- Th o ứng dụng:
+ Polymer thông dụng: Dùng để sản xuất các chi tiết khối kỹ thuật đ i hỏi tính
chất ơ h
o hơn V dụ nhƣ: PP, PE, PMMA…
+ Polymer kỹ thuật: Dùng để sản xuất các chi tiết kỹ thuật đ i hỏi tính chất ơ
h
o hơn V dụ nhƣ: PA, PC, PF(t o)…
- Th o t nh hất hịu nhiệt:
+ Polymer nhiệt dẻo: Polymer m ch thẳng dƣới tác dụng của nhiệt độ nó bị
chảy dẻo ra, khi làm nguội nó rắn l i, quá tr nh n y đƣợc lặp đi ặp l i. Lo i

Po ym r n y ƣu điểm t i sinh đƣợ , nên ngƣời t dùng m đồ gia dụng.
+ Polymer nhiệt rắn: Hay còn gọi Po ym r đặc nhiệt là lo i Polymer m ng
h ng gi n, dƣới tác dụng của nhiệt độ hay chất đ ng rắn, nó trở nên cứng, quá
3


trình này khơng lặp l i Ƣu điểm của lo i n y
nhiều trong kỹ thuật.

ơ t nh tốt, nên đƣợc dùng

2.1.3.
Tính chất cơ bản của Polymer
Một số t nh hất ơ họ qu n trọng ủa vật iệu nhự : độ bền éo, độ d n d i, độ
ứng, độ d i v đập, hống m i m n, modu đ n hồi…
 Độ bền cơ học
Độ bền ơ họ
hả năng hống i sự ph ho i dƣới tác dụng của các lự ơ họ
Độ bền của một sản phẩm làm bằng vật liệu Polymer phụ thuộc nhiều yếu tố nhƣ:
- Chế độ trùng hợp, o i xú t , phụ gi …
- Phƣơng pháp gia công.
- Kết ấu h nh d ng sản phẩm…
 Thông số cơ bản phản ánh độ bền Polymer
Giới h n ền (𝜎b) là giá trị ứng suất mà mẫu bị ph ho i trong nh ng điều kiện đ
cho. Giới h n ền có thể đƣợ x định theo một số o i iến d ng h nh u nhƣ iến
d ng éo đứt, biến d ng nén, iến d ng uốn,… tƣơng ứng độ bền éo đứt, độ bền
nén, v độ bền uốn…
Độ bền éo đứt là khả năng hịu lực của vật liệu khi bị kéo dãn bằng một lực xác
định ở tố độ éo d n x định ho đến ú đứt.
Độ bền uốn là khả năng chịu lực của vật liệu khi chịu uốn.

Độ bền nén là khả năng hịu lực của vật liệu khi bị nén.
Giới h n ền của Polymer phụ thuộc vào nhiệt độ m i trƣờng thử nghiệm và thời
gian tác dụng của lự nên hi so s nh độ bền các Polymer với nhau phải so s nh ở cùng
điều kiện thử nghiệm.
Độ biến d ng tƣơng đối (e) là giá trị biến d ng tăng đến cự đ i t i thời điểm đứt.
Độ biến d ng ự đ i tƣơng đối ng phụ thuộ o i iến d ng, tố độ biến d ng
và nhiệt độ. Nói phép suy luận vật liệu đ ng ở tr ng th i n o hi đứt V dụ: khi vật thể
dòn bị đứt, độ biến d ng ự đ i tƣơng đối h ng vƣợt qu v i , n tr ng th i mềm
cao từ h ng trăm phần trăm đến phần ngàn.
Trong trƣờng hợp éo đơn trụ , độ biến d ng tƣơng đối cự đ i thể độ dãn dài
khi đứt.

4


 Độ dai va đập
Hiện tr ng hống i tải trọng động của chất dẻo thƣờng có thể ph n t h ằng kết quả
kiểm tr độ d i v đập. Thực hiện trên thiết bị Charpy – dùng con lắ d o động (búa)
để phá v mẫu thử đƣợc kẹp chặt h i đầu, x định công va đập riêng trên 1 đơn vị
diện t h mẫu thử (kJ/m2).
 Module đàn hồi
Đặ trƣng ho độ cứng của vật liệu hoặ đặ trƣng ho t nh hất của vật liệu, mà
dƣới tác dụng của một lự đ ho th sự biến d ng ủa mẫu thử xảy r đến mức nào.
Vật liệu đ n hồi tƣởng, trong qu tr nh hịu tải, ho đến giới h n hảy th độ dãn dài
tỷ lệ thuận với ứng suất. Hệ số tỷ lệ h nh modu đ n hồi, hiệu là E (N/mm2).
Một số t nh hất vật
ủa nhựa: tỷ trọng, hỉ số n ng hảy, độ nhớt, o rút, t nh
h
điện, truyền nhiệt…
 Tỷ trọng của nhựa

Tỷ trọng thể hiện một phần t nh hất của nguyên liệu nhự , đơn vị: (g/cm3).
Vật liệu nhự tƣơng đối nhẹ, tỷ trọng d o động từ 0.9 – 2 (g/cm3).
Tỷ trọng tăng: ự éo đứt, nhiệt độ biến mềm, độ kháng hóa chất tăng, ngƣợ i
lự v đập v độ nhớt giảm. Tỷ trọng phụ thuộ v o độ kết tinh: độ kết tinh cao thì tỷ
trọng o
Lo i nhựa

Tỷ trọng (g/cm3)

Lo i nhựa

Tỷ trọng (g/cm3)

PELD

0.910 – 0.924

PS

1.040 – 1.050

PEMD

0.925 – 0.940

ABS

1.040 – 1.060

PEHD

0.941 – 0.965

PA6, PA66

1.130 – 1.150

PP

0.900 – 0.910
PC
1.190 – 1.200
Bảng 2.1: Tỷ trọng một sống nguy n liệu nhựa thông dụng

 Chỉ số nóng chảy
Là chỉ số thể hiện t nh hảy hay khả năng hảy của vật liệu, rất cần thiết trong quá
tr nh họn ựa nguyên vật liệu và cơng nghệ gia cơng. Chỉ số nóng chảy càng lớn thể
hiện t nh ƣu động của nhựa càng cao và càng dễ gia công.
Đơn vị t nh: g/10 phút (ở điều kiện áp suất và nhiệt độ nhất định theo tiêu chuẩn
đo)
Tiêu chuẩn đo hỉ số nóng chảy là ASTM D1238.

5


Chỉ số chảy cao:
- Trọng ƣợng ph n tử thấp, dễ hảy Dùng nhiệt độ, p suất gi
ng thấp
- Chu ỳ sản xuất ngắn Dễ gi
ng v sản phẩm đ t hất ƣợng hơn

Chỉ số chảy thấp:
- Vật iệu h hảy, sản phẩm dễ ị huyết tật
- L m tăng thời gi n điền đầy hu n
- L m tăng thời gi n duy tr p
- Áp suất ần thiết để điền đầy hu n phải o
- Đ i hỏi nhiệt độ gi
ng o
 Độ co rút của nhựa
Là tỷ lệ % chênh lệ h
h thƣớc của sản phẩm s u hi đ
định hình và ổn định h thƣớc so với h thƣớc của khuôn.

ấy khỏi hu n đƣợc

STT
1

Nhựa
PVC

Mật độ (g/cm3)
1.3-1.35

2

GPPS

1.04-1.05

0.002-0.006

3

HIPS

1.04-1.05

0.002-0.006

4

AS

1.04-1.05

0.002-0.007

5
6

ABS
PMMA

1.04-1.05
1.04-1.05

0.003-0.008
0.002-0.008

7

PC

1.19-1.2

0.005-0.008

8

PPO

1.06-1.36

0.007

9

HDPE

0.9-0.96

0.01-0.025

10

LDPE

0.9-0.96

0.01-0.025

11

PP

0.9-0.91

0.01-0.025

12

PAB

1.13-1.15

0.009-0.025

13

PABB

1.13-1.15

0.009-0.025

14

POM

1.41-1.42

0.015-0.035

15

PET

1.6

0.004-0.008

16

PBT

1.35

0.019-0.024

17

Hệ số co rút
0.004-0.005

EVA
0.94
0.005-0.03
Bảng 2.2: Độ co rút của một số loại nhựa
6

 Tính cách điện
Đ số
o i nhự
h điện tốt nên đƣợc ứng dụng trong các thiết bị điện gia
dụng, thiết bị viễn thông, vô tuyến truyền h nh…
Nhựa
ABS

Nhiệt độ phá hủy
310°C

PA6,6

320°C - 330°C

PS

250°C

PP

280°C

PVC
180°C - 220°C
Bảng 2.3: Nhiệt độ phá hủy của một số loại nhựa
 Độ cứng
Độ cứng của chất dẻo ng đo đƣợc bằng phƣơng ph p th ng thƣờng nhƣ im o i.
Tuy nhiên ngƣời ta hay sử dụng phƣơng ph p đo độ cứng Brimell (HB) do nó có thể đo

đƣợ độ cứng của các vật liệu mềm mà không làm biến d ng hay làm phá hủy mẫu đo
 Độ bền hóa học
Do đặ điểm cấu t o v ng bền nên Polymer bền với các tác nhân hóa họ nhƣ
kiềm, id… Để đ nh gi độ bền hóa họ ngƣời t đ nh gi hả năng iên ết yếu nhất
của Polymer bị phá v bởi các mặt trên.
2.1.4.
Một số loại Polymer thƣờng gặp và các ứng dụng của chúng
Chất dẻo trong ĩ thuật thƣờng đƣợc phân lo i th o phƣơng ph p ng nghệ gồm
có nhựa nhiệt dẻo và nhựa nhiệt rắn.
 Nhựa nhiệt dẻo
Là lo i chất dẻo có khả năng ặp l i nhiều lần quá trình chảy mềm dƣới tác dụng
của nhiệt độ và trở lên cứng rắn hi đƣợc làm nguội Trong qu tr nh t động nó chỉ
th y đổi tính chất vật lý chứ khơng có phản ứng hóa học xảy ra.
 Nhựa PE (polyethylene)
- T nh hất:
+ Mờ và màu trắng, nhiệt độ mềm thấp và lực kéo thấp.
+ Dễ cháy và có mùi parafin.

7


+ Độ h ng nƣớc cao, kháng hóa chất và tính cách nhiệt v điện tốt.
+ Độ giãn dài lớn và dòn ở nhiệt độ thấp, hệ số giãn nở cao.
- Ứng dụng:
+ Nh ng sản phẩm cần
độ bền éo ơ học: Búa nhựa, vật liệu
h điện và
nhiệt, bồn tắm, ống dẫn nƣớc.
+ Sản phẩm cần kháng dung môi và dầu nhớt: thùng chứa dung môi, chai lọ,
màng mỏng bao bì.

+ Sản phẩm dùng ho
h điện: làm vật liệu chịu tần số o, ăng
o
h
điện.
 Nhựa PP (polypropylene)
- T nh hất
+ Khơng màu, bán trong suốt.
+ Là chất dẻo có trọng ƣợng nhẹ.
+ Độ bền éo, độ cứng o hơn PE
+ Kháng nhiệt tốt hơn PE, đặt biệt tính chất ơ học tốt ở nhiệt độ cao.
+ Dòn ở nhiệt độ thấp, dễ phà hủy bởi UV.
+ Dễ cháy, tính chất
h điện tần số cao tốt.
+ Tính ứng suất nứt tốt, tính chất bám dính kém.
+ Tính chất gia cơng ép phun tốt.
- Ứng dụng
+ Dùng độ cứng: nắp h i nƣớc ngọt, thân nắp bút mực, hộp n trang, két bia.
+ Dùng kháng hóa chất: chai lọ thuốc y tế, màng mỏng bao bì, ống dẫn, nắp
thùng chứa dung mơi.
+ Dùng
h điện tần số cao: vật liệu
h điện tần số cao, vật kẹp
h điện.
+ Dùng trong ngành dệt, sợi dệt PP.
 Nhựa PS (plystyrene)
- T nh hất:
+ V định hình.
+ Độ bền cao, chịu v đập kém.
+ Tính chất ơ học: không màu, trong suốt, dễ t o m u, độ ơ ền thấp, độ giãn

dài tốt, độ bền v đập kém.
+ Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến d ng thấp, t o h đ n
8


- Ứng dụng:
+ Sản phẩm rẻ tiền, sản phẩm nhự t i sinh nhƣ y, hộp.
+ C h điện tần số cao dùng làm vỏ hộp điện, ống, vật liệu
h điện.
 Nhựa ABS (Poly acrylonitrile butadiene styrene)
- T nh hất:
+ Tính chất ơ học: có màu trắng đục – bán trong suốt, độ nhớt v độ bền va
đập o hơn PS
+ Tính chất nhiệt: nhiệt độ biến d ng do nhiệt: 60 – 120 h y đƣợc.
- Ứng dụng:
+ Trong các sản phẩm
h điện, trong kỹ thuật điện tử và thông tin liên l c
(vỏ và các linh kiện bên trong).
+ Trong kỹ thuật nhiệt l nh: Là các vỏ bên trong, các cửa trong và vỏ bọc bên
ngoài chịu v đập ở nhiệt độ l nh.
+ Các sản phẩm ép phun nhƣ
vỏ bọc, bàn phím, sử dụng trong
m y văn
phịng, máy ảnh…
 Nhựa PVC
- Tính hất:
+ Độ bền nhiệt thấp, mềm dẻo khi dùng thêm chất hóa dẻo.
+ Kháng thời tiết tốt.
+ Ổn định kích thƣớc tốt.
+ Độ bền sử dụng cao, sự chống lão hóa cao.

+ Độ bền v đập ém, độc với chất độn, chất monomer còn l i trong PVC.
- Ứng dụng:
+ Sản phẩm ứng: ống nƣớ , m ng mỏng ứng, tấm ứng
+ Sản phẩm mềm: ống nƣớ , tấm
 Polyvinyl (PV)
Thƣờng gọi là Vinyl ứng dụng làm bao bì, vỏ bọ d y điện.
 Nhựa AS
Trong suốt, có tính chất bền trong xăng, ứng dụng làm acqui, vỏ bật lửa.
 Nhựa Acrylic
Độ trong suốt cao, tính chịu thời tiết cao, nhuộm màu tốt, tỷ trọng nhỏ, độ bền ơ
học cao, khó bị xƣớc bề mặt, ứng dụng thay thế thủy tinh, làm một số chi tiết của ô tô.
9