Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Lời nói đầu Ngày nay, vật liệu chất dẻo trở lên phổ biến, vào lĩnh vực sống Nhu cầu sản phẩm bền, rẻ an toàn, với mẫu mã đa dạng, phong phú đặt thử thách cho tính sáng tạo ngành chế tạo máy nói riêng ngành sản xuất gia công vật liệu chất dẻo Tuy công nghệ thiết kế, phát triển khuôn mẫu chuyển giao cho nước ta chưa đầy 20 năm phát triển đáng ghi nhận, công nghệ sản phẩm tạo không khoảng cách nhiều so với nên công nghệ giới Tuy nhiên thiết kế khuôn lĩnh vực mẻ, sức sáng tạo cần nhiều để đáp ứng với nhu cầu không dừng lại xã hội Chúng em sinh viên chế tạo máy theo chuyên ngành sản phẩm chất dẻo, lần áp dụng kiến thức học, kiến thức tự tìm hiểu vào thiết kế khuôn hoàn chỉnh nên thấy thú vị Những kiến thức trao đổi với thầy quý báu cho trình học tập trường chúng em trình công tác sau Sau 15 tuần hướng dẫn môn với thầy Phạm Minh Hải thầy môn chúng em hoàn thành Đồ án khuôn chất dẻo, sản phẩm Giá đặt đĩa CD Về hoàn thành thiết kế, thuyết minh phần hệ thông kênh dẫn, hệ thông đẩy sản phẩm, hệ thống làm mát,… Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Minh Hải thầy môn hướng dẫn giúp đỡ bảo tận tình giúp chúng em hoàn thành đồ án này! Hà Nội, Ngày 24 tháng 12 năm 2012 Sinh viên Phần I Đồ án khuôn chất dẻo -1 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Giới thiệu sản phẩm công nghệ gia công I Giới thiệu sản phẩm - Công dụng: dùng để đựng đĩa CD, VCD, DVD, - Môi trường làm việc làm việc nhiệt độ phòng, chịu lực nhỏ - Chọn vật liệu sản xuất: + Vật liệu sản xuất nhựa thông dụng: PE, PS, ABS, PSHI, PVC, PMMA, + Tính chất: trọng lượng nhẹ cứng; cách điện cách nhiệt; chảy tốt, dùng nhiều phương pháp gia công; kháng nước hóa chất; Rẻ; + Ứng dụng: sản xuất hàng loạt vật dụng sinh hoạt + Lựa chọn PSHI vì: tính tốt PS, chịu va đập, dễ chảy độ ổn định nhiệt cao, đặc biệt rẻ => hiệu kinh tế + Các thông số kỹ thuật vật liệu PSHI: Độ bền kéo: 70N/mm 2, Độ dai va đập: 18KJ/m2, Modun đàn đồi: 2.45MPa, Trọng lượng riêng: 1,05g/cm2, Độ giãn dài phá hủy: 33% Độ hút ẩm 0,03% + Sản phẩm có dạng tam giác đối xứng cắt với hình tròn bên Bề dày mỏng có đế tựa ghép nối mặt chi tiết Do tính phức tạp sản phẩm nên ta chọn loại khuôn ổ Khối lượng sản phẩm :20g Đồ án khuôn chất dẻo -2 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải R7 R7 2.0 R2.0 R2 E C R D W E R O C D T O W T R53R43 R21.8 10 R1.3 C A R D T O W E R5 R9 R9 A M?t c?t A-A B B T? l? 5:1 1 14 0.5 0.2 Ghi : 1.Có 14 du?ng gân Ø0.5 cách 1mm 2.C? ch? : 5×4×0.5 Yêu cầu khuôn : Khuôn tấm, kết cấu khuôn có thêm miếng ghép.Lực bám chủ yếu đế sản phẩm ta làm chốt đẩy đế Tuy nhiên sản phẩm có bề dày mỏng để tránh gãy đẩy tao chọn thêm chốt đẩy II Tính toán độ co ngót Độ co ngót nhựa PSHI vào khoảng 0.3÷ 0.6% Do vật liệu bị co ngót làm nguội sản phẩm nên phải tăng tất kích thước lên 1.003÷1.006 lần, chọn 1.005 lần III Thiết kế mặt phân khuôn Đồ án khuôn chất dẻo -3 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD R1 Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Thiết kế khuôn đúc phun vật liệu nhựa dẻo xác định mặt phân khuôn sản phẩm,để từ định hình lòng lõi khuôn cần thiết kế Mặt phân khuôn mặt chia khuôn phần :phần khuôn động phần khuôn tĩnh Mặt phân khuôn hướng mở khuôn vuông góc với Mặt phân khuôn mặt phẳng ,cũng gồm nhiều mặt phẳng dính liền với nhau, mặt cong nối liền với mặt phẳng hay nối với mặt cong khác Mặt phân khuôn phải đảm bảo yêu cầu sau: +Dễ đẩy sản phẩm +Có biên dạng đơn giản có diện tích hình chiếu có hướng vuông góc với hướng mở khuôn lớn + Mặt phân khuôn phải xây dựng sở đường phân khuôn kéo thoe hướng nhiều hướng tạo với hướng mở khuôn góc Mặt phân khuôn sản phẩm thiết kế là: Đồ án khuôn chất dẻo -4 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải B?n v? khuôn s?n ph?m IV Xây dựng lòng khuôn lõi khuôn Số lòng khuôn tối thiểu khuôn tính theo số lượng sản phẩm đơn đặt hàng : n = L.K.t c /(24.3600.t m ) Trong : - L : Số sản phẩm lô sản xuất, L =25000 sản phẩm - K : Hệ số phế phẩm, K =1/(1-k), với k tỷ lệ phế phẩm,chọn k=5% Vậy K=1/(1-0.05)= 1,0526 Đồ án khuôn chất dẻo -5 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải - t c :thời gian chu kỳ ép phun, t c =45s - t m : thời gian để hoàn tất số lô sản phẩm (ngày), t m =14 ngày Ta chọn lòng khuôn ổ Có kiểu tạo lòng lõi khuôn: 1.kiểu 1: Sử dụng vỏ khuôn tiêu chuẩn có sẵn hang chuyên sản xuất chi tiết chuẩn dùng cho khuôn đúc phun vật liệu plastic :DME, EOC,FUTABA,HASCO… Vì việc tạo lòng khuôn lõi khuôn khác.Đó chèn phần lõi phần lòng khuôn vào vỏ khuôn có sẵn mà Với kiểu khuôn ta giảm chi phí gai công lỗ nắp chốt dẫn hướng, bạc dẫn hướng…Sửa chữa thay dễ dàng chi tiết có sẵn vỏ khuôn tiêu chuẩn hóa.Vỏ khuôn bao gồm khuôn đầy đủ, chốt dẫn hướng bạc dẫn hướng ,vòng định vị, có bạc dẫn hướng, chốt hồi, bu long,các ốc vít… Ta chọn sơ đồ kích thước lòng khuôn lõi khuôn theo kích thước sản phẩm có tính đến khoảng cách đường làm mát kênh dẫn nhựa sau : + Đẩy sản phẩm : Theo kết cấu sản phẩm nhận thấy nên đẩy chốt + Kiểu vỏ khuôn : theo tiêu chuẩn DMA + Khoảng cách hệ thống làm nguội với sản phẩm dự tính vị trí hệ thống làm nguội khuôn: Do sản phẩm có dạng hình tròn kênh làm mát có dạng hình tròn ⇒ lòng lõi khuôn làm từ miếng để dễ gia công kênh làm mát 2.Kiểu Với kiểu sử dụng kim loại lớn sau đem gia công tạo biên dạng lòng khuôn lõi khuôn.Tức khối l òng khuôn khối lõi khuôn trở thành khuôn: lòng khuôn lõi khuôn Vì kích Đồ án khuôn chất dẻo -6 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải thước khuôn lớn khối kim loại trên.Nhưng kích thước khuôn vẫ xác định có tính đến có tính đến hệ thống dẫn hướng tiêu chuẩn cá khuôn Chi tiết có mặt phân khuôn mặt phẳng ,khi ta tính bề dày lòng khuôn theo công thức : f= PD h 12 PD h 2,6.1,2 + 2.E.s 8.E.s Trong đó: - f: độ võng lòng khuôn - h: chiều sâu lòng khuôn, h=21mm - s: bề dày lòng khuôn - P D : áp suất phun Lấy P D =60MPa=60.10 N/mm - E: mô đun đàn hồi vật liệu chế tạo khuôn.Lấy E =210GPa Chi tiết đồi hỏi độ xác cao nên ta chọn f=0,001 Từ công thức tính bề dày lòng khuôn s=20mm V.Công nghệ gia công - Mô tả: Kỹ thuật ép phunđược mô tả trình chuyển đổi nhiệt vật liệu nhựa: 1-chảy; 2-bơm vào khuôn, 3-làm nguội; 4sau sản phẩm cứng, khuôn mở đẩy sản phẩm để lấy sản phẩm Khuôn đóng lại bắt đầu chu trình Sự lặp lặp lại chuổi sản phẩm gọi chu trình làm khuôn Mỗi khuôn loại vật liệu gia công có thời gian cho chu trình tối ưu điều bắt buộc người điều khiển máy phải điều chỉnh thời gian chu kỳ máy tối ưu để đạt sản phẩm có chất lượng cao Đồ án khuôn chất dẻo -7 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải - Khuôn xem trái tim quy trình công nghệ,được làm từ thép cứng thườngđược chứa nhiều cốc khuôn,có hình dạng sản phẩm.khuôn có hình dạng không giới hạn,có thể phức tạp lớn điền đầy lần phun Sản phẩm từ công nghệ ép phun thiết kế có nhiều lỗ, gân mặt cắt giao thành VI.Tính toán lực kẹp tối thiểu chọn máy Tính toán lực kẹp khuôn +Lực kẹp khuôn cần thiết Fk>(S.P) Trong S:diện tích hình chiếu sản phẩm theo hướng kẹp khuôn P:áp suất trung bình khuôn S=80cm2 P=1800N/cm2 Fk>80.1800=14400=14,4 +Lực mở khuôn lấy theo kinh nghiệm < lực đóng khuôn 15% Fm=Fh-15%Fh=14,4.85%=12,2 +Khoảng mở khuôn: lấy 1,5 lần chiều cao chi tiết theo hướng mở khuôn Hmở=22.1,5=33 cm +Tính thời gian chu kì ước lượng sản phẩm Thời gian đóng mở khuôn lấy theo kinh nghiệm Tđ-m=2.0.75=1.5 (s) Đồ án khuôn chất dẻo -8 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Thời gian lấy sản phẩm Tép=1,7 (s) Thời gian làm nguội Tnguội=8 (s) Thời gian trì: lấy theo thực nghiệm Tdt-lm=20 (s) Thời gian chu kỳ ước lượng sản phẩm T=36,3 s => Chọn máy CLF-500PET VII.Thiết kế hệ thống kênh dẫn nhựa Kênh dẫn Các kênh dẫn nhựa cầu nối miệng phun cuống phun Chúng làm nhiệm vụ đưa nhựa vào lòng khuôn Vì thiết kế chúng cần phải tuân thủ số nguyên tắc kỹ thuật để đảm bảo chất lượng cho hầu hết sản phẩm Sau số nguyên tắc mà ta cần phải tuân thủ: - Giảm đến mức tối thiểu thay đổi tiết diện kênh dẫn - Nhựa kênh dẫn phải thoát khuôn - Toàn chiều dài kênh dẫn nên ngắn để tránh mát áp nhiệt trình điền đầy - Mặt cắt kênh dẫn phải đủ lớn để đảm bảo điền đầy cho toàn sản phẩm mà không làm thời gian chu kỳ dài, tốn nhiều vật liệu lực kẹp lớn a Chọn mặt cắt ngang kênh dẫn nhựa Đồ án khuôn chất dẻo -9 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Chọn tiết diện hình tròn: giá thành gia công cao cho phép lượng vật liệu tối đa chảy qua mà bị nhiệt b Kích thước kênh dẫn Việc tính toán để có đường kính chiều dài kênh dẫn hợp lý quan trọng kênh dẫn lớn hay dài làm cản trở dòng chảy gây mát áp nó, tốn nhiều vật liệu làm tăng thời gian chu kỳ Do đó, ta nên thiết kế kênh dẫn nhỏ mức để lợi dụng nhiệt ma sát gia nhiệt cho nhựa lỏng giúp trình điền đầy lòng khuôn thuận lợi sản phẩm bị nhiệt Sản phẩm cần làm có kích thước là: Khối lượng W= 20g, Chiều dày thành S=2mm Dựa vào biểu đồ biểu diễn đường kính kênh dẫn theo trọng lượng chiều dày sản phẩm ta xác đình đường kính kênh dẫn D=4.2mm Đồ án khuôn chất dẻo - 10 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải 600 500 W(g) 400 300 S=5 S=4 S= S= 100 S=2 200 40 2.5 3.5 4.2 4.5 5.5 6.5 7.5 D(mm) Cuống phun - Cuống phun nối trực tiếp với vòi phun máy ép phun để đưa nhựa vào kênh dẫn qua miệng phun vào lòng khuôn Kích thước bạc phun sau tính toán theo tiêu chuẩn tra theo bảng sau: Đồ án khuôn chất dẻo - 11 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Đầu cuống phun nên nhỏ tốt phải đảm bảo điền đầy đồng lòng khuôn với Góc côn cuống phun cần phải đủ lớn để dễ thoát khuôn đường kính cuống phun đừng lớn làm tăng thời gian làm nguội tốn vật liệu Căn vào sản phẩm 20g nên ta chọn d= 2,5 mm, D= mm, = 3o Sản phẩm có tính đối xứng cạnh tam giác nên ta chọn loại phun điểm, miệng phun cạnh Với trọng lượng 20g ta chọn miệng phun điểm Ø1,2mm VIII.Mô tả thiết kế lòng khuôn lõi khuôn cách gia công Tính toán thớt tĩnh Độ võng thớt kẹp đỉnh xác định việc thừa nhận trường hợp thớt có tất mép Đồ án khuôn chất dẻo - 12 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải (mm) Trong đó: - f: độ võng lòng khuôn D: đường kính tương đương thớt S: chiều dày P: Áp suất phun, P=60MPa=60.106 N/mm E: module đàn hồi vật liệu chế tạo khuôn, E= 210 GPa Độ võng cho phép 0,02 mm, chọn bề dày thớt tĩnh s = 20mm, khuôn ổ nên kích thước tĩnh 240 × 210 × 20mm Tấm thớt tĩnh : 20.0 15 4×Μ2 281 20 4×Μ8 Tính toán thớt động Đồ án khuôn chất dẻo - 13 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Kích thước thớt giữ lõi xác định từ biểu thức: (mm) Trong đó: - f: độ võng lòng khuôn h: chiều dài tự s: chiều dài thớt P: áp suất phun, P=60.106 N/mm Chiều cao thành sản phẩm mm, với độ võng 0,2 ta chọn chiều dày thớt tĩnh 20 mm.Kích thước tĩnh 240 × 210mm Khuôn ổ lấy theo kích thước dài rộng tĩnh nên kích thước thớt động 240x210x25 mm Tấm thớt động : 25.0 R3 R7 Đồ án khuôn chất dẻo - 14 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Tính toán đỡ Khi ghép lõi, lòng lõi khuôn phải gá đỡ cách chắn đỡ phần khuôn lấy chuẩn lắp ghép chặt chẽ thông qua mối ghép Công thức tính độ dày đỡ: (mm) Trong đó:  - p: áp lực nhựa tác dụng vào khuôn, lấy p=700 (kg/cm2) - b: chiều rộng lõi thép (mm), b=210mm - E: modun đàn hồi, E=210 GPa - B: chiều rộng đỡ B=210mm - d: độ võng cho phép, d=0,1mm - L: chiều dài vùng diện tích không đỡ.L = 260mm h=28.765 (mm) Chọn h=20 mm Chọn kích thước đỡ 240x210x20mm IX.Thiết kế hệ thống làm nguội Các phương pháp làm nguội: + Làm nguội khí: khuôn làm nguội khí nhờ vào xạ nhiệt théo làm khuôn môi trường xung quanh + Làm nguội nước hỗn hợp Etylen Glycol Đây phương pháp sử dụng rộng rãi Khuôn làm nguội nhờ vào kênh dẫn chứa chất làm nguội bố trí khuôn Đồ án khuôn chất dẻo - 15 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Hệ thống làm nguội hoàn chỉnh Trong A: bể chứa, B: khuôn, C: ống phân phối nước hỗn hợp làm nguội, D: bơm, E: kênh làm nguội, F: ống dẫn, G: vách làm nguội, H: điều khiển nhiệt Để thời gian làm nguội ngắn, cần phải biết đựt hệ thống làm nguội chỗ, điều quan trọng thực tế thời gian làm nguội chiếm 50-60% toàn thời gian chu kỳ phun Để điều khiển tốt nhiệt độ khuôn cần lưu ý: + Những kênh làm nguội phải đặt gần bề mặt khuôn tốt, ý đến độ bền học vật liệu làm khuôn + Đường kính kênh làm nguội phải lớn 8mm giữ nguyên để tránh tốc độ chảy chất lỏng làm nguội khác đường kính kênh làm nguội khác + Nên chia hệ thống làm nguội làm nhiều vòng làm nguội để tránh kênh làm nguội dài dẫn đến chênh lệch nhiệt độ lớn, nhiệt độ cao để làm lạnh có hiệu + Tính dẫn nhiệt vật liệu làm khuôn quan trọng Đồ án khuôn chất dẻo - 16 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Ta thiết kế đường nước Φ = 10mm vòng quanh khuôn khuôn Gia công lỗ ren M12x1 để bắt cổ nước Khoảng cách bề dày >5m Theo kinh nghiệm sản xuất với bề dày thành phảm >2mm chọn đường kính kênh dẫn chất lỏng làm nguội D=10mm Ta chọn kiểu làm nguội có dạng phù hợp với sản phẩm tròn xoay, (thể vẽ) Ưu điểm - Làm nguội đồng bề mặt sản phẩm - Dễ gia công đường nước - Có thể điều chỉnh vị trí làm nguội vị trí bề dày khác - Chú ý dùng sin để ngăn rò rỉ bề mặt tiếp xúc Thời gian làm nguội sản phẩm Tnguội =h2/a h: bề dày lớn sản phẩm (cm) Tnguội: thời gian làm nguội a: hệ số khuếch tán a=K/(p.Cp)=0,2/(1,05.1,33) = 0,14 Tnguội=22/(0,14) =28(s) Tính toán hệ thống làm nguội Để tính toán hệ thống làm nguội trước hết ta cần tính lượng nhiệt trao đổi sau dựa vào kết cấu khuôn sơ để bố trí đường nước ưu tiên cho chốt dẫn hướng dựa vào thời gian chu kì khuôn tính thời gian làm nguội để từ tính lưu lượng nước cần thiết + Tính lượng nước làm nguội: Theo định luật bảo toàn lượng nhiệt lường cần lấy làm nguội sản phẩm phải lượng nhiệt nhận chất làm mát qua hệ thống làm mát Đồ án khuôn chất dẻo - 17 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Lượng nhiệt cần lấy đi: Qnh.Cnd.(T1-T2) Trong đó: - mnh: khối lượng sản phẩm, mnh=0,02 kg Cnd: nhiệt dung riêng nhựa PSHI, Cnd=1,33 kJ/kgoC T1: nhiệt độ gia công nhựa, T1=260oC T2: nhiệt độ sản phẩm, T2=50oC Thay số vào ta có lượng nhiệt cần lấy là: Qnh=0,02.1,33.(260-50)=5,6 (kJ) Nhiệt lương nước hấp thụ Qn=mn.Cn.(T3-T4) Trong đó: - mn: khối lượng nước cần tìm Cn: nhiệt dung riêng nước, Cn= 4,2kJ/kgoC T3: nhiệt độ nước cửa ra, T3= 30oC T4: nhiệt độ nước cửa vào, T4= 25oC Ta có: Qn= mn.4,17.10 Phương trình cân nhiệt: Qnh= Qn mn= 0,27 kg V= mn.d V= 0,27 l Chọn chu kì sản phẩm 30s Vn=0,27.2=0,55 (l/phút) Đồ án khuôn chất dẻo - 18 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải X.Hệ thống đẩy sản phẩm Thiết kế hệ thống đẩy Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy: chốt đẩy gia công xác chọn theo tiêu chuẩn Thông thường, chốt đẩy gia công xác phần dẫ hướng lắp theo hệ thống trục Độ cứng thân chốt khoảng 6065HRC, độ cứng đầu chốt khoảng 30-35 HRC Chức hệ thống đẩy đẩy sản phẩm sau khuôn mở sản phẩm không bị hỏng Mục đích việc tính toán phải đủ lực để đẩy sản phẩm khỏi lõi khuôn Độ co ngót sản phẩm bị hạn chế lõi Nó xảy nằm khuôn kín sau tách khỏi lõi khuôn sản phẩm bị đẩy hoàn toàn Độ co ngót làm chiều dày thành sản phẩm mặt sản phẩm tách khỏi lòng khuôn xuất lớp không khí sản phẩm lòng khuôn Kết làm cho tát kích thước sản phẩm bị bé đi, mặt tiếp xúc với lõi khuôn, kích thước không bị bé đi, tiết diện tồn ứng suất kéo (σk) Lực bám dính vật lên bề mặt khuôn đực phụ thuộc vào tính chất cuả vật liệu, độ nhám tế vi bề mặt khuôn giá trị áp suất dư tác dụng vào mặt khuôn sai rót đầy vật đúc Cản trở việc đẩy sản phẩm lực xuất chênh lệch áp suất bề mặt lõi khuôn áp suất khí trời bên có mặt sản phẩm bề mặt lõi khuôn đẩy Đồ án khuôn chất dẻo - 19 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Lực danh nghĩa tạo tác dụng ứng suất kéo co ngót, lực bám dính áp suất khí trời tác động vào mặt sản phẩm, ép vào khuôn Lực dọc trục toàn phần (Pđẩy) cần thiết để đẩy sản phẩm khỏi lõi khuôn phải lớn lực ma sát dính lực pháp tuyến (P bám) Để xác định lực toàn phần P cần phải tính đến thành phần lực chiều trục tiêu tốn di chuyển chi tiết hệ thống P dch: P0 = Pđẩy + Pdch Xác định lực không cần thiết để làm rõ khả đẩy sản phẩm khỏi lõi khuôn lực tách máy mà làm rõ khả làm hỏng sản phẩm, khả là: - Làm mềm mặt tỳ sản phẩm nơi chịu áp lực đẩy chi tiết đẩy - Gây uốn dọc tạo nếp nhăn thành sản phẩm - Gây võng, giãn cắt dạng chân chim thành sản phẩm theo phương vuông góc với phương đẩy - Gây xây xước bề mặt sản phẩm có chuyển động tương bề mặt lõi khuôn lực bám dính lực ma sát - Làm biến dạng sản phẩm vị trí phân bố chi tiết đẩy không đối xứng với ống đẩy tạo nên chân không vành sản phẩm mặt lõi khuôn - Đường kính chốt đẩy tính theo công thức kinh nghiệm D > 0,028.L Với: D đường kính chốt đẩy L chiều dài chốt đẩy ( ta chọn L =15cm ) Đường kính chốt đẩy là: 0.028 15 =0.42 (cm ) = 4.2 (mm) Tính toán lực đẩy cần thiết để đẩy sản phẩm Khi tính toán gần lực để đẩy sản phẩm khỏi lõi khuôn thực với đô co ngót chung phần khó cho đủ để tách sản phẩm khỏi lõi khuôn Đồ án khuôn chất dẻo - 20 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải nhiệt độ sản phẩm thời gian đẩy Sự co ngót sản phẩm khuôn đực biến đổi thành ứng suất co ngót tương đối xác định: Xnp = Xnp - X1 (%) (1) Trong X1 độ co ngót tự sau tách khỏi khuôn đực X1 = a.∆t.100% co ngót tự do: ∆ t = Xi -Xm , 0K a hệ số dãn nở dài Ti nhiệt độ SP đẩy, tách khỏi khuôn đực 0K (Ti < Tch) Tm nhiệt độ môi trường xung quanh K Sự co ngót không thực Xnp gọi lượng kéo dài ∆l so với chiều dài ban đầu l ε = ∆l/l Đối với SP hình trụ với đường kính D =2R, đường kính d 1=2r, chiều dài ta có d1 đường kính giả thiết không bị co Khi biến dạng nằm giới hạn đàn hồi (phù hợp với đinh luật Húc) ta có: Đồ án khuôn chất dẻo - 21 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Từ (2) Trong đó: σ’ E’ ứng suất mo đun đàn hồi nhiệt độ sản phẩm ứng với thời điểm bắt đầu đẩy sản phẩm Lực kéo F tạo ứng suất σ (trong điều kiện khuôn đực khuôn đồng tâm) hai mặt cắt qua tâm đối xứng với đường kính (hình vẽ(a)) xác định phương trình: F = σ (D – d1).1 = 2.a.1 σ (N) (3) Ngoại lực ΣF = F xuất dạng áp suất hướng kính bên p lên thành ống Lực F1 thành phần lực thẳng đứng tác dụng lên phần tử diện tích ∆S áp lực p 3.Công thức tính toán hệ thống đẩy Fe lực đẩy (N) ∆ hệ số giãn nở nhiệt vật liệu (cm/0C) (N/cm2) E mô đun đàn hồi Đồ án khuôn chất dẻo - 22 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải ∆t = Tm –Te Tm nhiệt độ chảy vật liệu (0C) Te nhiệt độ khuôn đẩy (0C) A diện tích tiếp xúc lòng khuôn lõi khuôn theo hướng đẩy (cm2) μ hệ số ma sát vật liệu lõi γ hệ số possion d đường kính lõi khuôn (cm) t bề dày sản phẩm (cm) Nhựa PSHI: E = 3.103 (N/cm2) μ =0.3 Tm = 2200C Te = 60 0C α= 10-5 (cm/0C) γ = 1,33 Ta có Σ diện tích bên trong: A = 20 (cm2), (gồm diện tích trụ cách nhau) d =1,3 cm ∆t = Tm - Te = 220 – 60 = 160 0C Đồ án khuôn chất dẻo - 23 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu Đồ án khuôn chất dẻo GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải - 24 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu Đồ án khuôn chất dẻo GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải - 25 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD [...]... để làm rõ khả năng đẩy sản phẩm ra khỏi lõi khuôn bằng lực tách của máy mà còn làm rõ khả năng làm hỏng sản phẩm, nhưng khả năng có thể là: - Làm mềm mặt tỳ của sản phẩm tại nơi chịu áp lực đẩy của chi tiết đẩy - Gây uốn dọc và tạo nếp nhăn trên thành sản phẩm - Gây võng, giãn và cắt dạng chân chim thành sản phẩm theo phương vuông góc với phương đẩy - Gây xây xước bề mặt sản phẩm có chuyển động tương... cần thiết để đẩy sản phẩm Khi tính toán gần đúng lực để đẩy sản phẩm ra khỏi lõi khuôn được thực hiện với đô co ngót chung của phần khó hơn sao cho đủ để tách sản phẩm ra khỏi lõi khuôn Đồ án khuôn chất dẻo - 20 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải ở nhiệt độ của sản phẩm trong thời gian đẩy Sự co ngót sản phẩm ở khuôn đực biến đổi thành ứng suất và sự co ngót tương... Thông thường, các chốt đẩy chỉ được gia công chính xác ở phần dẫ hướng và được lắp theo hệ thống trục Độ cứng của thân chốt khoảng 6065HRC, độ cứng của đầu chốt khoảng 30-35 HRC Chức năng của hệ thống đẩy là đẩy sản phẩm ra sau khi khuôn mở và sản phẩm không bị hỏng Mục đích của việc tính toán làm sao phải đủ lực để đẩy sản phẩm ra khỏi lõi khuôn Độ co ngót của sản phẩm bị hạn chế bởi lõi Nó xảy ra ngay... ngay cả khi còn nằm trong khuôn kín cũng như sau khi nó tách khỏi lõi khuôn cho đến khi sản phẩm bị đẩy ra hoàn toàn Độ co ngót đó làm chiều dày thành sản phẩm do đó mặt ngoài sản phẩm tách khỏi lòng khuôn và xuất hiện lớp không khí giữa sản phẩm và lòng khuôn Kết quả này làm cho tát cả các kích thước ngoài của sản phẩm bị bé đi, nhưng mặt trong tiếp xúc với lõi khuôn, kích thước không bị bé đi, do đó... bề mặt khuôn đực phụ thuộc vào tính chất cuả vật liệu, độ nhám tế vi bề mặt khuôn và giá trị áp suất dư tác dụng vào mặt khuôn sai khi rót đầy vật đúc Cản trở việc đẩy sản phẩm ra là các lực xuất hiện do chênh lệch áp suất giữa bề mặt lõi khuôn và áp suất khí trời bên ngoài có ở giữa mặt trong của sản phẩm và bề mặt ngoài của lõi khuôn khi đẩy Đồ án khuôn chất dẻo - 19 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn:... nhiệt độ nước ở cửa vào, T4= 25oC Ta có: Qn= mn.4,17.10 Phương trình cân bằng nhiệt: Qnh= Qn mn= 0,27 kg V= mn.d V= 0,27 l Chọn chu kì sản phẩm 30s Vn=0,27.2=0,55 (l/phút) Đồ án khuôn chất dẻo - 18 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải X.Hệ thống đẩy sản phẩm 1 Thiết kế hệ thống đẩy Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy: các chốt đẩy được gia công rất chính xác và được chọn theo... đường kính cuống phun thì đừng quá lớn vì sẽ làm tăng thời gian làm nguội và tốn vật liệu Căn cứ vào sản phẩm 20g nên ta chọn d= 2,5 mm, D= 5 mm, = 3o Sản phẩm có tính đối xứng 3 cạnh tam giác đều nên ta chọn loại phun điểm, miệng phun cạnh Với trọng lượng 20g ta chọn miệng phun điểm Ø1,2mm VIII.Mô tả thiết kế lòng khuôn lõi khuôn và cách gia công 1 Tính toán tấm thớt tĩnh Độ võng tấm thớt kẹp ở đỉnh... tròn xoay, (thể hiện trên bản vẽ) Ưu điểm - Làm nguội đồng đều trên bề mặt sản phẩm - Dễ gia công đường nước - Có thể điều chỉnh vị trí làm nguội tại những vị trí bề dày khác nhau - Chú ý dùng các sin để ngăn rò rỉ tại bề mặt tiếp xúc Thời gian làm nguội sản phẩm Tnguội =h2/a h: bề dày lớn nhất của sản phẩm (cm) Tnguội: thời gian làm nguội a: hệ số khuếch tán a=K/(p.Cp)=0,2/(1,05.1,33) = 0,14 Tnguội=22/(0,14)... bị co Khi các biến dạng nằm trong giới hạn đàn hồi (phù hợp với đinh luật Húc) ta có: Đồ án khuôn chất dẻo - 21 Sản phẩm Giá đặt đĩa CD Bộ môn: Cơ học vật liệu GVHD: PGS.TS.Phạm Minh Hải Từ đó (2) Trong đó: σ’ và E’ là ứng suất và mo đun đàn hồi ở nhiệt độ sản phẩm ứng với thời điểm khi bắt đầu đẩy sản phẩm Lực kéo F tạo ra bởi ứng suất σ (trong điều kiện khuôn đực và khuôn cái đồng tâm) trong hai mặt... dựa vào kết cấu khuôn sơ bộ để bố trí đường nước và ưu tiên cho các chốt dẫn hướng dựa vào thời gian chu kì khuôn tính ra thời gian làm nguội để từ đó tính được lưu lượng nước cần thiết + Tính lượng nước làm nguội: Theo định luật bảo toàn năng lượng thì nhiệt lường cần lấy đi làm nguội sản phẩm phải bằng lượng nhiệt nhận được của chất làm mát qua hệ thống làm mát Đồ án khuôn chất dẻo - 17 Sản phẩm