Luận văn Ứng dụng PRO/E để thiết kế và chế tạo khuôn ép ứng dụng hệ thống phun keo nóng

CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PRO/ENGINEER WILDFIRE ĐỂ THIẾT KẾ KHUÔN Giới thiệu sản phẩm. Giới thiệu đặc điểm khuôn. Xác định mặt phân khuôn. Trình tự thiết kế khuôn. Thiết kế các phần phụ của khuôn PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM SẢN PHẨM: Sản phẩm để thiết kế khuôn là phôi thổi của hủ với những đặc điểm sau: Kết cấu sản phẩm đơn giản. Sản phẩm có dạng tròn xoay. Kết cấu đối xứng. Có phần ren ở phần đầu sản phẩm. Bề dày sản phẩm không đồng đều ( do đặc tính của sản phẩm).
Hình dáng sản phẩm PHÂN TÍCH ĐẶC ĐIỂM CỦA KHUÔN: Do khuôn sử dụng hệ thống Hot runner nên kết cấu khuôn khá phức tạp. Kết cấu khuôn gồm các phần chính: Cụm hot runner gồm : ( thiết kế ở chương 7) Bạc cuống phun. Tấm manifold. Nozzle,chụp nozzle. Điện trở, tip, đệm hot runner,… Phần định hình của khuôn gồm : Insert âm, insert dương, các tấm ghép, tấm kẹp, hệ thống định vị (bạc,ty), hệ thống kẹp chặt,…(thiết kế ở chương này) Ngoài ra do kết cấu sản phẩm có phần ren nên phải thiết kế cụm tháo ren…(thiết kế ở chương này) XÁC ĐỊNH MẶT PHÂN KHUÔN: Sản phẩm phôi hũ chỉ cần một mặt phân khuôn. TRÌNH TỰ THIẾT KẾ KHUÔN : Thiết kế cụm chèn: Bước 1: đặt sản phẩm lên ba mặt phẳng chuẩn. File → New→ Manufacturing → Mold cavity → Đặt tên là Insert Edit → setup → Units → Để thiết lặp đơn vị hệ mét. Đưa sản phẩm vào: Chọn Mold model → Create → Ref Model → chọn part (solid) → Đặt tên và chọn đến sản phẩm cần làm khuôn. Định vị sản phẩm: Mate → mặt TOP và mặt MAIN PARTING ( OFFSET với khoảng cách là 0). Align → Mặt RIGHT và mặt MOLD RIGHT ( COINCIDENT). Mate → FRONT và mặt MOLD FRONT ( chọn COINCIDENT)
Bước 2: Tạo phôi: Vẽ phôi : Dùng lệnh Revolve để vẽ phôi tròn xoay bao quanh sản phẩm → vẽ tiết diện trong mặt phẳng MOLD RIGHT. Tiết diện sketch như hình vẽ:
Sau đó Extrude với tiết diện được vẽ trên mặt mold-right với kích thước 190x140x20. Hình vẽ cuối cùng như sau:
Bước 3: Tính toán lại kích thước lòng khuôn theo hệ số co rút của sản phẩm nhựa. Việc tính toán lại kích thước của lòng khuôn nhằm tránh hiện tượng co rút của sản phẩm sau khi mở khuôn và đảm bảo sản phẩm sau khi co rút đúng với kích thước thiết kế ban đầu. Chọn specify shrinkage by dimensions for part → formula là 1+s → chọn all dimensions với tỷ lệ co rút của vật liệu nhựa là: 0.005 → ok Bước 4: xác định mặt phân khuôn cho sản phẩm: Sản phẩm cần các mặt phân khuôn sau: Mặt phân khuôn 1 để tách insert âm 1 ( inserts kênh làm nguội) với inserts âm 2 để định hình phần âm của sản phẩm. Mặt phân khuôn 2 để tách insert âm 2 với tấm líp bung ( bộ phận tháo ren). Mặt phân khuôn 3 để tách ghép tấm dương với insert dương. Mặt phân khuôn 4 để tách ghép tấm dương với líp bung. Mặt phân khuôn 5 để tách insert dương với phần lõi của nó (phần này bỏ đi khi hoàn thành). Mặt phân khuôn 6 để tách 2 tấm líp bung. Tạo các mặt phân khuôn: Sử dụng lệnh revolve để vẽ các mặt phân khuôn xung quanh đường tâm của sản phẩm. Mặt phân khuôn 1:

Tạo mặt phân khuôn thứ 2:

Tạo mặt phân khuôn thứ 3:

 Tạo mặt phân khuôn 4:

Tạo mặt phân khuôn 5:

Tạo mặt phân khuôn 6:

Split → Two volume → All Wrkpcs → chọn mặt phân khuôn một để tách Insert âm 1 và đặt tên là INSERT-AM-1. Khuôn sau khi split và chưa chỉnh sửa có dạng sau:

Khuôn đóng Mở khuôn Bước 5:Lựa chọn hệ thống làm nguội : Hệ thống làm nguội cho khuôn là một phần tất yếu của một bộ khuôn hoàn chỉnh, các hệ thống kênh dẫn làm nguội cho khuôn và do đó, sản phẩm khi tháo khuôn sẽ không bị các hiện tượng về nhiệt như: cong vênh, bị chảy….dẫn đến không định hình được sản phẩm. Việc làm nguội cho bộ khuôn sẽ làm cho chu kỳ khuôn giảm xuống vì thời gian làm nguội chiếm 50-60% toàn bộ của chu kỳ phun khuôn. Làm nguội khuôn còn nhằm mục đích làm cho dòng chảy vào khuôn êm. Vị trí đặt hệ thống làm nguội là yêu cầu đặt ra để làm nguội tối ưu và vị trí này phụ thuộc vào kích thước sản phẩm và chiều dày của sản phẩm. Khi thiết kế kênh nguội cần chú ý những điểm sau: Những kênh làm nguội phải đặt càng gần bề mặt khuôn càng tốt, nhưng chú ý đến độ bền cơ học của khuôn. Các kênh làm nguội phải đặt gần nhau, cũng phải chú ý đến độ bền cơ học của vật liệu. Đường kính của kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm và giữ nguyên như vậy để tránh tốc độ chảy của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường kính của các kênh làm nguội khác nhau. Nên chia hệ thống làm nguội ra làm nhiều vòng làm nguội để tránh các kênh làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh nhiệt độ lớn, ở ngoài cùng nhiệt độ sẽ quá cao để làm lạnh có hiệu quả. Đặc biệt chú ý đến việc làm nguội những phần dày của sản phẩm. Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn cũng rất quan trọng. Cách bố trí hệ thống kênh nguội trong khuôn: *Thiết kế kênh dẫn nguội theo nguyên tắc: Khoảng cách từ kênh tới mặt khuôn là 1,5-2D. Khoảng cách giữa 2 kênh là 3-5D. Việc làm nguội phải đồng đều trên khắp sản phẩm. Các kênh làm nguội được thiết kế cách nhau ít nhất 3mm. Với những kênh dài hơn 150 mm, thì khoảng cách an toàn giữa các kênh là 5mm. Ở đề tài luận văn này, việc thiết kế hệ thống kênh nguội được thiết kế theo cách tối ưu nhằm làm nguội tốt nhất. Vì theo cách thông thường làm nguội lõi ta phải đặt các kênh nguội trong lõi ngoài các cách vách ngăn, bố trí các ống nhiệt, làm lõi bằng vật liệu dẫn nhiệt tốt như: đồng, nhôm… Đặc điểm sản phẩm: sản phẩm làm nguội có dạng tròn xoay, bề dày không thay đổi nhiều trên toàn bộ sản phẩm. Dựa trên đặc điểm đó của sản phẩm và những phân tích trên, nên chúng em lựa chọn hệ thống làm nguội cho phần âm và phần dương như sau: Đối với làm nguội phần âm:
Cho nên tấm insert âm chúng em chọn kết kấu sau:
Những kích thước quan trọng của hệ thống làm nguội được trình bày chi tiết trên bản vẽ chi tiết của insert âm.
Kết cấu của bộ phận làm nguội insert âm Làm nguội phần dương: vì kết cấu insert dương có dạng:

Làm nguội insert dương Các chi tiết của các tấm inserts trước và sau khi thêm các hệ thống kênh làm nguội và hệ thống định vị, kẹp chặt.

A B HÌNH : INSERT – AM – 1 A: hình sau khi split và tạo insert B: hình sau khi hiệu chỉnh : bo các cạnh, thêm đường nước, bulông, định vị,.. Làm tương tự cho các insert còn lại và đặt tên như sau:

A B Hình : INSERT-AM-2

A B HÌNH : GHEP-TAM-DUONG

A B HÌNH: LIP-BUNG

A B HÌNH: INSERT-DUONG HÌNH INSERT SAU KHI ĐÃ HOÀN THÀNH:

KHUÔN ĐÓNG KHUÔN MỞ Thiết kế các chi tiết còn lại của bộ khuôn: -Thiết kế khuôn được thực hiện trong mô đun: Assembly. Các bước thực hiện như sau: → Đầu tiên ta insert 6 components như hình vẽ: với kích thước 250 x 170.
Thiết kế phần tách ren và phần dương: Từ 6 cụm insert trên ta vẽ các tấm bung là những khối đùn với kích thước 560 x 105 x 50 → Cắt các rãnh và tạo lổ cần thiết để gắn vào các líp bung.
Tạo 4 tấm bung giống như trên nhưng vị trí các lổ khác nhau và hoạt động của 4 tấm bung như sau:

Các tấm này được gắn trên lip bung như sau:
Vì hệ thống tháo ren bằng líp bung vận hành lâu sẽ rất chóng mòn, để lâu mòn tại các bộ phận trượt ta gắn thêm các lớp đệm thau:


Hình: mô phỏng quá trình đóng và tháo ren → Trong quá trình ép cụm này hoạt động như sau: trong quá trình điền đầy sản phẩm và quá trình giữ thì 2 mô tơ thuỷ lực đóng các lip bung lại với nhau để định hình ren trên sản phẩm. Khi khuôn mở, hệ thống đẩy của máy sẽ đẩy cả cụm này lên, tiếp theo 2 mô tơ thuỷ lực kéo 2 líp bung mở ra và sản phẩm rớt ra ngoài.Sau đó tạo tấm bung với kích thước 760 x 500 x 50 và tạo các lổ bulông,lổ dẫn hướng.

Sau đó vẽ tấm đế dương với kích thước 760 x 500 x 60
Vẽ tấm kẹp dương với kích thước 760 x 500 x 40
→Tấm bung, tấm đế dương cùng với tấm kẹp dương sẽ giữ 6 insert lòng khuôn phần dương cố định. Tấm bung và phần trên của tấm bung ( phần dương) được liên kết với hệ thống đẩy của máy ép, khi khuôn mở thì hệ thống đẩy của máy sẽ đẩy cả hệ thống đó (tính từ tấm dương ) lên phía trước sau đó sẽ tách phần ren sản phẩm. Thiết kế phần âm của khuôn: Vẽ tấm âm với kích thước 760 x 500 x 100
Sau đó vẽ tấm lót âm với kích thước 760 x 500 x 10
Vẽ tấm kẹp âm 760 x 500 x 70
Vẽ tấm đệm manifold với kích thước: 760 x 500 x 90 (được thiết kế trong chương 7)
→ Tấm đệm manifold không những dùng để định vị manifold, kẹp chặt manifold mà tấm đệm manifold còn có chức năng cách nhiệt giữa manifold với khuôn. Vẽ chốt và bạc dẫn hướng:
Gắn bộ hot runner đã thiết kế ở chương 7 vào và thêm những chi tiết phụ khác như : vòng định vị, bulông tiêu chuẩn ta sẽ được bộ khuôn.