Chương 1 CHUẨN BỊ MÔ HÌNH THIẾT KẾ Sau khi học xong chương này, người học có khả năng: Xác định được các thành phần của một khuôn Trình bày được dòng chảy của nhựa vào khuôn Tạo các kiểu góc nghiêng thoát khuôn 1. Khuôn dương có đặc điểm là mặt lồi của khuôn sẽ lắp vào khuôn âm khi khuôn được đóng lại. Ngược lại, thì khuôn âm là mặt lõm lắp vào khuôn dương khi khuôn đóng. Một ví dụ về khuôn dương và khuôn âm được minh họa ở Hình 1.
Khuôn âm Khuôn dương Hình 1. Khuôn âm và khuôn dương Nhựa được điền đầy vào khoảng trống giữa khuôn dương và khuôn âm khi khuôn đóng. Phần nhựa này khi nguội lại sẽ tạo thành chi tiết. Để vật liệu chảy vào điền đầy lòng khuôn, khuôn có thể có nhiều lòng khuôn và kênh dẫn nhựa.
Các kênh dẫn nhựa được xác định như sau: Cuống phun (sprue) – là con đường mà nhựa chảy từ đầu phun máy ép nhựa đến các kênh dẫn nhựa. Khi đã điền đầy, nó vẫn 15 còn dính với chi tiết (hoặc không) thông qua một hoặc nhiều kênh dẫn và thường được loại bỏ sau đó. Kênh dẫn nhựa và cổng vào (runner and gate) - các rãnh được gia công trên khuôn và trực tiếp dẫn nhựa từ cuống phun vào lòng khuôn.2 có thể thấy cuống phun, kênh nhựa và cổng vào dính với bốn sản phẩm. Sản phẩm Cuống phun Cổng vào nhựa Hình 1.
Cuống phun, kênh nhựa và cổng vào Sau khi nhựa nguội, chi tiết được lấy ra khỏi khuôn. Để hỗ trợ lấy chi tiết, thường dùng một thành phần của khuôn gọi là chốt đẩy (hoặc ty đẩy, hoặc tấm đẩy, hoặc lưỡi đẩy) thường được thiết kế bên trong khuôn. Thiết kế (CAD) khuôn Theo quan điểm về thiết kế (CAD – computer aided design), người thiết kế thường tạo ra mô hình thiết kế Creo Parametric (hoàn thành hoặc sắp hoàn thành) để thiết kế bộ khuôn. Người thiết kế khuôn mẫu, sau đó, có mô hình thiết kế và sử dụng nó để tạo ra một mô hình tham khảo trong chế độ Creo Parametric Mode.
Người thiết kế khuôn sử dụng mô hình tham khảo để tạo ra các phần khuôn dương và khuôn âm của khuôn, từ đó, tạo ra lòng khuôn của mô hình tham khảo. Người thiết kế phải xác định được mặt phân khuôn, nơi mà phần khuôn dương và khuôn âm tách rời nhau. Người thiết kế tạo ra các thành phần khuôn mẫu trong môi trường Mold của Creo Parametric, có thể sử dụng Expert Moldbase Extension để tạo ra bộ khuôn hoàn chỉnh. Moldbase Layout Created in EMX Expert Moldbase Extension, hoặc EMX, sử dụng một giao diện đồ họa 2-D để hướng dẫn người thiết kế tối ưu hóa việc thiết kế.
Nó sử dụng một danh mục các chi tiết tiêu chuẩn (DME, HASCO, FUTABA,.) hoặc các thành phần tùy chỉnh.3 cho thấy bộ khuôn mẫu hoàn chỉnh đã được phát triển với Expert Moldbase Extension. Thiết kế khuôn sử dụng Creo Parametric chỉ tập trung vào việc tạo ra các thành phần khuôn mẫu và không bao gồm Expert Moldbase Extension. CHUẨN BỊ THIẾT KẾ MÔ HÌNH CHO QUÁ TRÌNH TÁCH KHUÔN 1. Chuẩn bị thiết kế mô hình cho quá trình khuôn Mặc dù mô hình thiết kế nhận được có thể là một mô hình thiết kế hoàn chỉnh, nhưng không thể sử dụng mô hình này để tạo ra một khuôn thực tế.
Mô hình thiết kế này cần phải đáp ứng các tiêu chí sau: Góc nghiêng thoát khuôn (Draft) - thuận lợi cho việc tách các chi tiết từ khuôn. 17 Độ dày đồng nhất - phần nào đó của sản phẩm dày hơn so với những phần khác có thể gây ra hiện tượng lõm (sink) hay cong vênh (warp) khi làm nguội. Các gân (Rib) - tăng độ cứng vững cho sản phẩm ép phun. Hệ thống đẩy - chứa ty đẩy để đẩy thành phẩm ra khỏi khuôn.
Các chi tiết này có thể không có trong bản thiết kế bởi vì nhà thiết kế không biết được bề mặt sản phẩm hay ty đẩy được đặt ở đâu trong khuôn. Mô hình thiết kế gốc Hình 1. Mô hình thiết kế chuẩn bị cho khuôn Do đó, phải sửa lại các mô hình thiết kế cho quá trình chế tạo khuôn mẫu, bằng cách thêm các tính năng cần thiết để thiết lập khuôn từ mô hình. Hướng dẫn chuẩn bị thiết kế đúng chuẩn Các hướng dẫn sau đây cho thấy làm thế nào để chuẩn bị một mô hình thiết kế phù hợp cho công nghệ khuôn ép phun: Cố gắng để tạo ra mô hình có độ dày đồng nhất để tránh bị lõm hay bị cong vênh trên sản phẩm.
Tạo gân có độ dày bằng khoảng một nửa so với độ dày của mô hình để tránh bị vết lõm. Tạo góc nghiêng cho các gân nếu chúng là những mặt “thẳng đứng”. Mặt thẳng đứng là những đường thẳng đứng nếu như khuôn mở.5, hai gân đã được tạo ra và áp dụng tạo góc nghiêng. Cần phải có các chốt đẩy trong mô hình thiết kế để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn.
18 Tạo độ côn ít nhất là 0.5° theo hướng mở khuôn trên các mặt thẳng đứng. Độ côn được tạo ra trên tất cả các mặt của mặt phẳng đứng để dễ lấy sản phẩm ra khỏi khuôn khi mở khuôn. Tạo gân Các gân thường được sử dụng để tăng độ cứng vững cho sản phẩm nhựa. Tạo sketch hở Các gân cũng phù hợp với mặt phẳng hay hình trụ hiện tại khi nó được tạo thể tích.
Sau khi chọn vẽ phác thảo, tiết diện mở và đặt độ dày, Creo Parametric tự động tạo gân bằng cách kết hợp nó với mô hình. Hệ thống có thể thêm vật liệu bên trên hay bên dưới tiết diện vẽ phác (sketch), và độ dày có thể được thêm ở cả hai bên, hoặc đôi xứng hai bên tiết diện vẽ phác. Chỉnh sửa độ dày một bên 19 Hình 1. Đổi hướng các phía tạo gân Lệnh Profile Rib cho phép tạo các gân trong thời gian ngắn hơn khi người vẽ tạo một khối.
Các bước tạo Profile Rib Để thuận lợi khi đặt tên, nên lưu file làm việc, chọn File > Close cho tới khi không còn hiển thị mô hình nào, sau đó, chọn File > Manage Session > Erase Not Displayed. Nhấn File > Manage Session > Set Working Directory và dẫn đến thư mục PTCU\CreoParametric3\Rib\Profile và chọn OK. Chọn File > Open và nhấn đúp vào RIB. Tạo gân cho một phần mô hình 1.
Hủy bỏ tất cả các lệnh hiện hành. Chọn Profile Rib. Chọn RIB_SKETCH-1. Kéo thanh công cụ và chỉnh bề rộng đến 75.
Bề rộng gân 75 20 5. Chọn Complete Feature. Chọn Profile Rib. Chọn RIB_SKETCH-2.
Xoay hướng nhìn. Nét vẽ phác nằm chính giữa gân. Chọn Change Thickness Option. Gân bên trái hình vẽ.
Gân bên trái 11. Chọn Change Thickness Option lần nữa. Gân chuyển về bên phải hình vẽ. Đổi bên tạo bề dày gân 12.
Chọn Complete Feature. Xoay mô hình. Chọn Profile Rib. Chọn RIB_SKETCH-3.
Gân nằm bên trên hình vẽ. Tạo gân bên trong 16. Chọn mũi tên màu đỏ trên màn hình. Gân chuyển sang nằm bên dưới hình vẽ.
Đổi hướng tạo gân 22 17. Chọn Complete Feature. Bài tập: Tạo Profile Rib 1. Để tránh xung đột khi đặt tên, lưu file làm việc, chọn File > Close cho tới khi không hiển thị mô hình nào, sau đó, chọn File > Manage Session > Erase Not Displayed.
Chọn File > Manage Session > Set Working Directory và dẫn tới thư mục PTCU\CreoParametric3\Rib\Profile và nhấn OK. Chọn File > Open và nhấn đúp ENG_BLOCK. Tạo gân để tăng cứng cho cấu trúc chi tiết. Thử nghiệm sản phẩm chỉ ra rằng một phần khối cơ cấu cần được thêm gân để chắc chắn hơn, không bị hư hỏng quá sớm.
Nhiệm vụ là thêm các gân. Tạo Profile Rib trên ENG_BLOCK. Chỉ kích hoạt các dạng dữ kiện hiển thị sau:. Chọn Sketch từ nhóm Datum và chọn mặt phẳng dữ kiện RIB từ cây mô hình (model tree) giống như mặt phẳng vẽ phác.
Chọn hướng tham chiếu là FRONT và hướng tham chiếu theo Top. Chỉ kích hoạt các dạng Sketcher Display sau:. Chọn Sketch View từ thanh công cụ đồ họa. Vô hiệu Plane Display.
Chọn References từ nhóm Setup. Chọn 3 bề mặt được hiển thị (được đánh dấu xanh lá ở hình dưới) giống như mốc quy chiếu, xác định được tổng cộng 4 mốc quy chiếu. Chọn Close trong hộp thoại References. Mốc quy chiếu 23 7.
Phóng to và vẽ phác như hình sau: Nhấp phải chuột và chọn Line Chain. Vẽ phác 1 đường ngang từ mốc quy chiếu xiên, dựng đoạn thẳng đó ở mốc quy chiếu thẳng đứng. Chọn 3-Point /Tangent End từ các hướng dẫn dạng cung tròn thả xuống. Vẽ cung tròn tại điểm cuối chưa hoàn thành của đoạn vẽ phác, và kết thúc trên mốc quy chiếu thẳng đứng.
Nhấp chuột giữa để dừng vẽ phác cung tròn. Nhấp phải chuột và chọn Dimension. Chọn điểm cuối bên trái của cung tròn và mốc quy chiếu thẳng đứng, và đặt kích thước đầu tiên. Nhập 2 và nhấn ENTER.
Chọn đoạn thẳng đã vẽ phác và mốc quy chiếu ngang, đặt kích thước thứ hai. Nhập 5 và nhấn ENTER. Chọn One-by-One từ hướng dẫn các dạng tùy chọn thả xuống và sửa bán kính cung tròn thành 6. Chọn OK trên thanh.
Nhấn chuột giữa và xoay mô hình. Sketch đã vẽ xong 10. Với bản vẽ phác vẫn được chọn, chọn Profile Rib. Chọn thẻ References.
Chọn Flip và sau đó, sửa bề dày thành 2. Chọn Change Thickness Option để thiết lập các tính năng đối xứng so với bản vẽ phác của gân. Nhập bề dày gân 11. Chọn Complete Feature.
Chọn Save từ thanh công cụ Quick Access và nhấn OK để lưu mô hình. Chọn File > Manage Session > Erase Current > Yes để xóa bộ nhớ mô hình. TẠO GÓC NGHIÊNG TẠI SKETCH (DRAFTS SPLIT AT SKETCH) Hình 1. Tạo góc nghiêng Có thể dùng sketch để xác định vị trí chia tạo góc nghiêng.
Điều này cho phép tạo ra những đường phân chia tùy ý. Nếu sketch không nằm trên mặt phẳng nghiêng, Creo Parametric sẽ chiếu nó vào mặt nghiêng theo hướng vuông góc với mặt phẳng vẽ phác. Các sketch trong Hình 1.20 được sử dụng như các đối tượng để tạo góc nghiêng trong Hình 1. Các nét vẽ phác Các bước thực hiện: 26 1.
Để tránh xung đột khi đặt tên, lưu file làm việc, chọn File > Close cho tới khi không hiển thị mô hình nào, sau đó, chọn File > Manage Session > Erase Not Displayed. Chọn File > Manage Session > Set Working Directory và dẫn tới thư mục PTCU\CreoParametric3\Rib\Profile và nhấn OK. Chọn File > Open và nhấn đúp DRAFT_SPLIT- SKETCH. Tạo góc nghiêng tại sketch.
Ẩn tất cả các dạng hiển thị Datum. Nhấp phải chuột, chọn Draft Hinges. Kéo góc để phần trên của góc côn đi vào mô hình.