BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP NAM ĐỊNH GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: CÔNG NGHỆ GIA CÔNG KHUÂN MẪU NGÀNH: CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….năm 2019 của Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam Định NAM ĐỊNH 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1 LỜI GIỚI THIỆU Trong vòng mƣời năm tở lại đây, ngành nhựa có tốc độ tăng trƣởng nhanh nhất trong cả nƣớc, đặc biệt là khi Việt Nam có các khu công nghiệp liên kết và có sự đầu tƣ của các doanh nghiệp nƣớc ngoài. Ngành nhựa phát triển lớn mạnh kéo theo sự ra đời của ngành công nghiệp khuôn mẫu để hỗ trợ cho ngành nhựa phát triển là tất yếu.
Điều này đã tạo nên một cơ hội cũng nhƣ những thách thức cho đội ngũ kỹ sƣ về lĩnh vực khuôn mẫu. Sản phẩm nhựa có thể đƣợc chế tạo bằng nhiều phƣơng pháp khác nhau, trong đó phải kể đến là công nghệ ép phun. Công nghệ này có hiệu quả kinh tế cao và tốn rất ít thời gian cho việc tạo ra sản phẩm. Đặc biệt, giải quyết đƣợc phần lớn lao động và tạo ra sản lƣợng nhựa lớn trên thị trƣờng và rất phù hợp cho sản xuất hàng loạt.
hiện nay, ngành công nghệ ép phun có sự phát triển vƣợt bậc cùng với sự phát tiển mạnh mẽ của việc ứng dụng công nghệ thông tin vào sản xuất nhƣ CAD/ CNC/CAM/EDM…vào thiết kế và lập quy trình sản xuất, ngành công nghiệp nhựa đang dần khẳng định vị trí của mình trong nền kinh tế nƣớc nhà. Với mục đích giúp ngƣời học hiểu về khuôn một cách tổng quan cũng nhƣ khuôn ép nhựa, hay từng bộ phận trong khuôn nhựa, tôi đã biên soạn giáo trình này để giúp các bạn chuyên ngành khuôn mẫu ở các trƣờng Cao Đảng Nghề hiểu rõ hơn về ngành khuôn mẫu. Trong quá trình biên soạn giáo trình mặc dù đã có nhiều cố gắng nhƣng không tránh đƣợc những hạn chế nhất định. Chúng tôi rất mong đƣợc sự đóng góp ý kiến xây dựng của các bạn đọc và các nhà chuyên môn cho quốn giáo trình.
Nam Định ngày….tháng năm 2018 Chủ biên: Nguyễn Ngọc Bảo 2 MỤC LỤC TRANG Chƣơng 1. CÁC LOẠI KHUÔN MẪU ĐỂ TẠO HÌNH CHI TIẾT KIM LOẠI. Tổng quan về ngành khuôn .1 Thực trạng ngành khuôn mẫu và xu hƣớng phát triểntrên thế giới .2 Thực trạng ngành khuôn mẫu và xu hƣớng phát triển ở Việt Nam .2 Một số loại khuôn tạo hình sản phẩm 11 1.1 Khuôn dập nguội .2 Khuôn dập nóng. 27 Câu hỏi ôn tập chƣơng 1.
CÁC LOẠI KHUÔN MẪU THƢỜNG DÙNG TRONG NGÀNH NHỰA .1 Tổng quan về ngành nhựa .1 Nhu cầu thị trƣờng .2 Kim ngạch xuất khẩu .3 Thị trƣờng xuất khẩu nhựa .4 Nguyên liệu nhựa nhập khẩu.5 Nhập khẩu thiết bị máy móc ngành nhựa .6 Công nghệ sản xuất nhựa.7 Kế hoạch sản xuất nhựa trong những năm tới .2 Vật liệu Polyme .1 Khái niệm và sự hình thành .3 Các tính chất của Polyme .4 Một số Polyme thƣờng gặp và ứng dụng .3 Các phƣơng pháp tạo hình chất dẻo .2 Công nghệ phủ chất dẻo .3 Công nghệ đùn .4 Gia công vật theer rỗng.5 Công nghệ tạo xốp chất dẻo .6 Công nghệ hàn chất dẻo .7 Công nghệ dán chất dẻo.8 Công nghệ ép và ép phun .9 Công nghệ dập chất dẻo .1 Cấu tạo chung .2 Hệ thống hổ trợ ép phun .5 Cơ sở phân loại và kết cấu khuôn ép nhựa.2 Giới thiệu các loại khuôn ép sản phẩm nhựa .3 Hệ thống khuôn không có kênh nhựa .4 Phân tích sản phẩm và chọn kiểu khuôn .5 Kết cấu và các chức năng bộ phận trong khuôn .6 Phân tích kết cấu và chọn kiểu khuôn .7 Các yêu cầu kỹ thuật của khuôn.8 Các hệ thống cơ bản của khuôn .9 Hệ thống làm nguội khuôn .10 Hệ thống dẫn hƣớng.11 Hệ thống đẩy sản phẩm .12 Hệ thống thoát khí. 102 Câu hỏi ôn tập chƣơng 2. CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN.1 Vật liệu làm khuôn ép nhựa .2Yêu cầu của vật liệu làm khuôn ép nhựa .1 Những yếu tố ảnh hƣởng đến việc chọn vật liệu làm khuôn .2 Vật liệu đối với hệ thống dẫn hƣớng và định vị .3 Vật liệu làm thân khuôn .4 Vật liệu cho các miếng ghép.3Tham khảo một số loại thép chế tạo khuôn ép nhựa.4Công nghệ chế tạo khuôn .1 Giới thiệu quy trình chế tạo khuôn .2 Các phƣơng pháp sản xuất khuôn ép nhựa truyền thống .3 Quy trình sản xuất khuôn ép nhựa hiện đại. 125 Câu hỏi ôn tập chƣơng 3.133 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………………………134 5 Tên môn học: Công nghệ gia công khuôn mẫu Mã số môn học: C612012201 Thời gian thực hiện môn học: 45 giờ (Lý thuyết 15giờ; thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập 28 giờ, kiểm tra 2 giờ) I.
Vị trí, tính chất của môn học - Vị trí: Môn học đƣợc bố trí sau khi học sinh học xong các môn chuyên môn nghề nhƣ Thiết kế quy trình công nghệ, Công nghệ CAD/CAM - Tính chất: Là môn học chuyên môn nghề tự chọn. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày đƣợc tổng quan về lĩnh vực sản xuất khuôn mẫu và việc thiết kế, chế tạo khuôn mẫu. + Phân tích đƣợc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của khuôn ép phun và khuôn dập + Giải thích đƣợc quy trình thiết kế và chế tạo khuôn mẫu: khuôn ép phun và khuôn dập. + Nắm đƣợc phƣơng pháp vận dụng các phần mềm CAD/CAM nhƣ: MasterCAM, Inventor, SolidWorks, … vào quá trình thiết kế và chế tạo khuôn mẫu.
- Về kỹ năng: + Lập đƣợc quy trình công nghệ gia công khuôn có độ phức tạp trung bình + Vân dụng các kiến thức về Công nghệ CAD/CAM/CNC để lập trình đƣợc các chƣơng trình gia công chi tiết và khuôn mẫu cho máy phay và tiện CNC ở mức độ đơn giản. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Cẩn thận tỉ mỷ, rèn luyện tính tƣ duy, sáng tạo, tự chủ nghiên cứu học tập trong vấn đề vẽ kỹ thuật. 6 CHƢƠNG 1 CÁC LOẠI KHUÔN MẪU ĐỂ TẠO HÌNH CHI TIẾT BẰNG KIM LOẠI Khuôn là dụng cụ, là thiết bị dùng để tạo hình sản phẩm theo phƣơng pháp định hình, khuôn đƣợc thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lƣợng chu trình nào đó, có thể là một lần sử dụng hay cũng có thể nhiều lần. Hiện nay có rất nhiều cách tạo hình sản phẩm bằng khuôn, ứng với mỗi sản phẩm cụ thể ta có loại khuôn tƣơng ứng, để hiểu rõ hơn tình hình phát triển nghành khuôn mẫu nói chung và khuôn nhựa nói riêng, trong chƣơng này chúng ta đi tìm hiểu cũng nhƣ phân tích các loại khuôn tạo hình sản phẩm.
Mục tiêu : - Trình bày đƣợc một cách tổng quan về ngành khuôn mẫu. - Phân biệt đƣợc các loại khuôn tạo hình chi tiết. - Phân biệt đƣợc sự khác nhau của các loại khuôn tạo hình chi tiết. Tổng quan về khuôn mẫu.
Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu và xu hƣớng phát triển của các nƣớc trên thế giới. Trên thế giới, cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã có tác động lớn vào nền sản xuất công nghiệp. Đặc biệt, trong ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu hiện đại, công nghệ thông tin (CNTT) đã đƣợc ứng dụng rộng rãi, để nhanh chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất theo kiểu truyền thống sang sản xuất công nghệ cao (CNC); nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo khôn mẫu từng bƣớc đƣợc tự động hoá. Trong đó: CAD là thiết kế với sự trợ giúp của máy tính 7 điện tử; CAM là sản xuất với sự trợ giúp của máy tính điện tử, còn đƣợc gọi là gia công điều khiển số.
Hình 1-1: Các sản phẩm đƣợc tạo hình bằng khuôn. Các nƣớc có nền công nghiệp tiên tiến nhƣ: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan… đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp, để sản xuất khuôn mẫu chất lƣợng cao, cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau: - Chuyên thiết kế chế tạo khuôn nhựa, khuôn dập nguội, khuôn dập nóng, khuôn đúc áp lực, khuôn ép chảy, khuôn dập tự động… - Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chi tiết tiêu chuẩn, phục vụ chế tạo khuôn mẫu nhƣ: các bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trụ dẫn hƣớng, lò so, cao su ép nhăn, các loại cơ cấu cấp phôi tự động… - Chuyên thực hiện các dịch vụ nhiệt luyện cho các công ty chế tạo khuôn; - Chuyên cung cấp các loại dụng cụ cắt gọt để gia công khuôn mẫu; - Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng CAD /CAM/CIMATRON, CAE… - Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lƣờng, kiểm tra chất lƣợng khuôn… 8 Những mô hình trên chính là mô hình liên kết mở, giúp các doanh nghiệp có điều kiện đầu tƣ chuyên sâu vào từng lĩnh vực với việc ứng dụng CNC, theo hƣớng tự động hoá quá trình sản xuất, nhằm nâng cao chất lƣợng sản phẩm và phát huy tối đa năng lực thiết bị của mình. Thực trạng ngành công nghiệp sản xuất khuôn mẫu và xu hƣớng phát triển ở Việt Nam. Tại Việt Nam, do hạn chế về năng lực thiết kế và chế tạo, các doanh nghiệp hiện mới chỉ đáp ứng đƣợc một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng và một phần cho các công ty liên doanh nƣớc ngoài.
Với những sản phẩm có yêu cầu kỹ thuật cao (máy giặt, tủ lạnh, điều hoà, ô tô, xe máy…) hầu hết phải nhập bán thành phẩm hoặc nhập khuôn từ nƣớc ngoài vào sản xuất. Một trong những nguyên nhân cần đƣợc đề cập đến là các doanh nghiệp sản xuất khuôn mẫu (SXKM) trong nƣớc hiện đa phần hoạt động ở tình trạng tự khép kín, chƣa có sự phối hợp, liên kết với nhau để đi vào thiết kế và sản xuất chuyên sâu vào một hoặc một số mặt hàng cùng chủng loại; trang thiết bị ở hầu hết các cơ sở thuộc trình độ công nghệ thấp; hoặc có nơi đã đầu tƣ trang thiết bị công nghệ cao, nhƣng sự đầu tƣ lại trùng lặp do chƣa có sự hợp tác giữa các doanh nghiệp trong sản xuất. Bên cạnh đó, nguồn nhân lực thiết kế, chế tạo và chuyển giao công nghệ cũng bị phân tán. Cũng do sản xuất nhỏ lẻ nên ngay cả việc nhập thép hợp kim làm khuôn mẫu cũng phải nhập khẩu với giá thành cao.
Những điều này giải thích vì sao chi phí SXKM của các doanh nghiệp Việt Nam luôn lớn, dẫn đến hiệu quả sản xuất bị hạn chế.