CHƯƠNG 1. Giới thiệu về đề tài Ngày nay sản phẩm cơ khí chính xác đã chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vật liệu chế tạo chúng ngày càng có những tính chất ưu việt như về chất lượng độ bền và kiểu dáng bắt mắt và giá thành rẽ. Ngành nhựa Việt Nam đã có sự phát triển vượt bậc trong những năm gần đây. Từ năm 2015, ngành nhựa Việt Nam đã có mức tăng hàng năm là 16% - 18%, đứng thứ ba chỉ sau ngành viễn thông và dệt may.
Ngành nhựa được phân khúc theo loại nhựa (nhựa truyền thống, nhựa kỹ thuật và nhựa sinh học), công nghệ (thổi, đùn, ép phun và các công nghệ khác) và ứng dụng (bao bì, điện và điện tử, xây dựng và xây dựng, ô tô và giao thông vận tải, đồ gia dụng, đồ nội thất và các ứng dụng khác). Các sản phẩm này được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu chính xác về kích thước, hình dạng và tính chất vật liệu. Chúng được sản xuất bằng các quy trình công nghệ tiên tiến và được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo chất lượng cao nhất. Với sự phát triển của công nghệ khuôn, sản phẩm từ khuôn ép nhựa hai màu (hai loại vật liệu nhựa) đã được sử dụng rộng rãi.
Chúng thường được sử dụng cho nút bấm của máy tính, nút bấm phát sáng cho thiết bị âm thanh xe ô tô, …. Thông thường, việc ép sản phẩm nhựa hai màu yêu cầu khuôn ép hai màu và khuôn đặc biệt với chế độ đảo ngược. Trong trường hợp đó, nếu sản phẩm ép có sự cắt xén, tạo lỗ, kết cấu của lõi trượt được yêu cầu là phức tạp và thiết kế tiên tiến. Với các bộ khuôn tạo ra sản phẩm nhựa phức tạp thì không thể thiếu Slide core (hệ thống lõi trượt) khi ép và đẩy sản phẩm nhựa ra khỏi khuôn.
Chính vì sự tò mò muốn tìm hiểu cách để gia công hệ thống này mà nhóm chúng em đã quyết định thực hiện thiết kế tiến trình gia công chi tiết ray trượt của hệ thống trên. Hệ thống lõi mặt bên dùng trong khuôn ép phun nhựa hai màu Slide core units for two-color molding là hệ thống lõi mặt bên dùng trong khuôn ép nhựa hai màu (Two-shot injection molding). Hành trình trượt dài 6mm. Khi có một phần gờ dưới và trên sản phẩm ép nhựa hai màu được xử lý bởi trượt ngoài, cần có lõi trượt được thiết kế đặc biệt để giữ phần gờ dưới ngay cả sau khi gia công chính xác.
Theo tài liệu [1], với sự cải tiến được sử dụng để làm nút bấm trên bàn phím máy tính 12 (key of computers) và nút nhấn được chiếu sáng cho thiết bị âm thanh xe hơi (illuminated push buttons for car audio equipment). Một hệ thống đơn giản nhất để giải quyết vấn đề di chuyển tịnh tiến là cam trượt rãnh trượt và lõi trượt, bao gồm các chi tiết chính là: 1. Cam trượt. Chốt bi nhún định vị.
Ray trượt. Hệ thống trượt lõi bên Cam trượt (Primary side cam): Cam trượt được lắp cố định với tấm khuôn đực (Core). Có tác dụng khi 2 tấm khuôn đực và cái trong quá trình ép khuôn sẽ tác động và trượt vào lõi trượt làm cho nó chuyển động định tiến dọc theo rãnh trượt. 13 Đảm bảo tính chính xác trong việc định hình và định vị các sản phẩm nhựa và đặc biệt quan trọng khi sản xuất các chi tiết yêu cầu có độ chính xác cao và các chi tiết phức tạp.
Có thể cài đặt được và điều chỉnh hình dạng và lịch trình của khuôn ép. Primary cam cũng đóng thêm một vai trò quan trọng trong việc kiểm tra đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất và kiểm tra chất lượng của sản phẩm cuối cùng do đây là cơ cấu đẩy quan trọng tạo ra các undercut của sản phẩm do đó bất kì lỗi nào liên quan tới Cam trượt có thể ảnh hưởng đến chất lượng và an toàn. Cam trượt Lõi trượt (Slide core) Lõi trượt là một bộ phận của khuôn mẫu được sử dụng để tạo hình đối với sản phẩm có Undercut bằng hoạt động trượt trong khuôn. Về cơ bản, sự di chuyển của slide dựa vào cam trượt để hoạt động trên rãnh trượt kết hợp 2 màu hoặc chất liệu khác nhau.
Khi khuôn ép đóng lại, lõi trượt chịu trách nhiệm cho việc định vị và tạo ra các lớp nhựa khác nhau. Vì vậy việc thiết kế lõi trượt thực sự rất quan trọng để lõi trượt, di chuyển đúng thời điểm và vị trí đảm bảo tính chính xác của sản phẩm ngoài ra slide core phải chịu được nhiệt độ cao nên việc đảm kiểm soát nhiệt độ để đảm bảo rằng nhựa sẽ đông cứng đúng trên cả hai lớp màu khác nhau. Lõi trượt Chốt bi nhún định vị (Ball plunger): Chốt bi nhún định vị có đặc điểm là một loại vít bi nhún được làm bằng thép hoặc thép không gỉ cho độ bền lâu dài. Được thiết kế với 1 mặt bích phía trên thân nhẵn có lò xo, để khi ấn vào các lỗ trên vật liệu không bị đẩy xuống quá sâu.
Khoan một lỗ nhỏ hơn để gắn chặt hơn. Độ sâu của bi cho phép di chuyển dễ dàng trong và ngoài vị trí. Đơn giản, tiết kiệm. Chốt bi nhún định vị để cố định vị trị của lõi trượt với rãnh trượt.
Chốt bi nhún có thể chịu áp lực cao, điều này cho phép làm việc trong các môi trường ép nhựa có áp lực cao. Chốt bi nhún hoàn toàn có thể tính toán điều chỉnh được giúp điều khiển áp lực và lực tác động lên các bộ phận trong quá trình sản xuất. Khi làm việc chốt bi nhún đẩy lõi trượt làm kín các khe hở việc này giúp ngăn ngừa nhựa chảy ra ngoài khuôn và đảm bảo quá trình ép nhựa chảy ra đúng cách. Chốt bi nhún định vị 15 Ray rượt (Guide rail): Ray trượt được lắp cố định vào tấm khuôn cái (Cavity) của bộ khuôn.
Ray trượt dẫn hướng có tác dụng chính: - Làm giá đỡ cho lõi trượt. - Dẫn động trượt cho lõi trượt. - Chế tạo chính xác để điều chỉnh hướng lõi trượt. Ray trượt 1.
Chức năng của hệ thống lõi mặt bên Chức năng hệ thống lõi mặt bên là để tạo hình cho các sản phẩm nhựa hai màu. Bộ phận này có thể được sử dụng trong các khuôn để tạo hình các chi tiết nhựa hai màu. Hệ thống lõi mặt bên có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm cả ngành công nghiệp ô tô và điện tử. Các đặc điểm của hệ thống lõi mặt bên: - Nhỏ gọn thiết kế đóng kín làm việc tốt trong môi trường có nhiệt độ cao.
- Êm ái, ít tiếng ồn. - Tạo ra sản phẩm nhựa với độ chính xác cao về kích thước. - Lấy sản phẩm nhựa ra một cách dễ dàng. 16 - Không cần nhiều các thiết bị ngoại vi đi kèm như ống, dây dẫn, bơm, dung dịch bôi trơn làm mát, v.v… - Thiết bị đạt độ cứng cao trên 38 – 60HRC, thỏa mãn điều kiện bền khi làm việc với tải trọng nặng và yêu cầu độ chính xác cao.
- Thiết kế dạng mô đun lắp ráp nên có nhiều sự lựa chọn lắp lẫn cũng như thay thế khi hư hỏng. - Bảo trì đơn giản, tra mỡ, định kỳ. Ứng dụng Theo tài liệu [1], với sự cải tiến của công nghệ khuôn, các sản phẩm đúc hai màu (sản phẩm đúc nhựa hai màu hoặc hai loại) được sử dụng rộng rãi. Chúng thường được sử dụng để sản xuất nút bấm bàn phím máy tính (key of computers) và nút nhấn được chiếu sáng cho thiết bị âm thanh xe hơi (illuminated push buttons for car audio equipment).
Hệ thống lõi trượt mặt bên (slide core) là một thành phần quan trọng trong khuôn ép nhựa dùng để chế tạo các sản phẩm có lõi mặt bên. Nó được sử dụng để tạo ra các khe hở, lỗ hoặc các đặc tính khác trên sản phẩm cuối cùng (Undercut). Phân tích ưu điểm, nhược điểm của slide core Bảng 1. Bảng ưu nhược điểm của slide core Ưu điểm Nhược điểm - Thiết kế nhỏ gọn: Slide core có kích thước nhỏ gọn, giúp tiết kiệm không gian trong khuôn.
- Giới hạn về độ dài trượt: Slide core chỉ có độ dài trượt 6mm, do đó chỉ phù hợp - Cơ chế lõi trượt: Bộ phận này được với các ứng dụng có yêu cầu trượt ngắn. trang bị giúp tạo ra các sản phẩm hai màu với độ chính xác cao. - Hạn chế về khả năng tùy chỉnh: Bộ phận này có giới hạn về khả năng tùy - Dễ dàng sử dụng: Slide core có thiết kế chỉnh, không thể thay đổi độ dài trượt. đơn giản và dễ sử dụng, giúp tăng hiệu suất làm việc.
Yêu cầu chung của hệ thống lõi trượt mặt bên Bảng 1. Bảng đánh giá bộ phận dựa trên một số tiêu chí Yêu cầu chung Thang đáp ứng Giá thành phù hợp Khá Tiêu tốn năng lượng Thấp Chi phí bảo trì Thấp Độ chính xác Cao Độ bền mỏi Cao Hiệu suất làm việc Cao Khả năng chịu tải Cao Nhỏ gọn, dễ dàng tháo lắp Cao Tốc độ đáp ứng Cao Tiếng ồn Thấp Dễ dàng tính chọn Cao Chống chịu ăn mòn Cao Khả năng bôi trơn Cao Nhiệt độ Thấp Rung động Thấp Vòng đời sản phẩm Cao Giá thành phù hợp Khá Tiêu tốn năng lượng Thấp Chi phí bảo trì Thấp Trong hệ thống trượt lõi bên được giới hạn trong đề tài này nhóm đã chọn thiết kế quy trình gia công cho ray trượt. PHÂN TÍCH CHI TIẾT GIA CÔNG 2. Chi tiết ray trượt Tên chi tiết: Ray trượt Hình 2.
Chi tiết ray trượt Ray trượt được lắp cố định vào tấm khuôn cái (Cavity) của bộ khuôn siết chặt bằng hai lục giác M5. Chức năng làm việc của ray trượt Ray trượt trong hệ thống trượt lõi bên của khuôn ép nhựa có chức năng quan trọng trong việc di chuyển và hỗ trợ lõi bên (slide core) trong quá trình mở và đóng khuôn ép phun nhựa. Chức năng chính của ray trượt là: 1. Dẫn hướng lõi trượt: Ray trượt cho phép lõi trượt của khuôn ép nhựa di chuyển một cách mượt mà và chính xác theo hướng dọc theo chiều dài.
Điều này rất quan trọng trong quá trình mở và đóng khuôn, giúp đảm bảo lõi trượt không bị lắc lư hoặc bị dịch chuyển theo bề rộng của ray trượt tránh trường hợp định vị sai vị trí cần tạo lỗ mặt bên của sản phẩm. Hỗ trợ lõi trượt: Ray trượt cung cấp hỗ trợ lực cho lõi bên trong quá trình ép nhựa. Khi áp lực ép nhựa tăng lên, ray trượt giúp chịu đựng lực ép và duy trì vị trí ổn định của lõi bên. Điều này giúp đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng và tránh các vấn đề như gãy khuôn hoặc biến dạng sản phẩm.