Đồ án HCMUTE: Thiết kế khuôn nhựa cho nắp bếp điện tử sử dụng cồn

• Tác giả: Nguyễn Lê Lâm Khang
• Người hướng dẫn: Ths. Nguyễn Văn Sơn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ chế tạo máy
• Đề tài: Thiết kế chế tạo khuôn ép nắp của hộp quạt gió bếp cồn điện tử
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ SẢN PHẨM ÉP
• 1.1. Giới thiệu sản phẩm đế thổi bếp cồn
• 1.2. Phần mềm PTC Creo Parametric 3.0
• 1.3. Thiết kế sản phẩm
• 1.3.1. Kiểm tra bằng Creo Parametric 3
• 1.3.2. Vật liệu, khối lượng và thể tích sản phẩm
• 1.3.3. Thông số gia công
• 1.3.4. Khối lượng và thể tích sản phẩm
• 1.3.5. Tổng quan cấu tạo của máy ép phun trục vít
• 1.3.6. Chọn máy ép phun
• 1.4. Cơ sở chọn loại khuôn ép phun cho sản phẩm
• 1.4.1. Căn cứ vào sản phẩm ép
• 1.4.2. Yêu cầu của sản phẩm sau khi ép
• 1.4.3. Căn cứ vào năng suất cần đạt
• 1.4.4. Tính số lòng khuôn theo số lượng sản phẩm đặt hàng
• 1.4.5. Tính theo năng suất phun của máy ép phun
• 1.4.6. Tính theo năng suất làm dẻo của máy
• 1.5. Thiết kế khuôn cho đế bếp cồn
• 1.5.1. Xác định kiểu khuôn
• 1.5.2. Tính toán, thiết kế kết cấu
• 1.5.2.1. Hệ số co rút của sản phẩm
• 1.5.2.2. Hệ số co rút
• 1.5.2.3. Nhiệt độ lòng khuôn
• 1.5.2.4. Áp lực dòng chảy và thời gian bảo áp
• 1.5.2.5. Độ dày thành sản phẩm
• 1.5.2.6. Cổng nhựa vào (Kiểu Gate)
• 1.5.2.7. Các chất phụ gia
• 1.5.3. Các bước tách khuôn
• 1.5.3.1. Xác định mặt phân khuôn
• 1.5.3.2. Tính toán thiết kế kênh dẫn nhựa
• 1.5.4. Nguyên lý hoạt động
• 1.5.5. Lý thuyết thiết kế hệ thống
• 1.5.6. Chốt dật đuôi keo
• 1.5.7. Kênh dẫn nhựa
• 1.5.8. Đuôi nguội chậm
• 1.5.9. Thiết kế kênh dẫn với phần mềm Creo 3
• 1.5.10. Áp dụng CAE trong thiết kế
• 1.5.10.1. Thời gian điền đầy
• 1.5.10.2. Áp suất điền đầy
• 1.5.10.3. Vị trí đường hàn
• 1.5.11. Thiết kế hệ thống làm nguội
• 1.5.11.1. Tầm quan trọng và mục đích của hệ thống làm nguội
• 1.5.11.2. Tầm quan trọng
• 1.5.11.3. Mô phỏng với Moldex 3D
• 1.5.11.4. Thời gian làm nguội
• 1.5.11.5. Nhiệt độ sau làm nguội
• 1.5.12. Hệ thống lấy sản phẩm
• 1.5.12.1. Khái niệm về hệ thống đẩy sản phẩm ép
• 1.5.12.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
• 1.5.12.3. Tính toán hệ thống đẩy
• 1.5.12.4. Tính lực đẩy và chọn đường kính chốt đẩy
• 1.5.13. Hệ thống thoát khí
• 1.5.13.1. Các kiểu thoát khí
• 1.5.13.2. Thiết kế rãnh thoát khí cho sản phẩm
• 1.5.14. Lắp ráp bộ khuôn hoàn chỉnh với EMX
• 1.5.14.1. Trình tự thiết kế khuôn với EMX
• 1.5.14.2. Tạo môi trường làm việc
• 1.5.14.3. Đưa vỏ khuôn lên ba mặt phẳng chuẩn
• 1.5.14.4. Chọn kích thước bộ khuôn theo tiêu chuẩn
• 1.5.14.5. Nhập lòng khuôn đã tách vào bộ vỏ khuôn
• 1.5.14.6. Chọn các chi tiết tiêu chuẩn và lắp ráp bộ khuôn hoàn chỉnh
• 1.5.14.6.1. Vòng định vị
• 1.5.14.6.2. Bạc cuống phun
• 1.5.14.6.3. Bạc dẫn hướng
• 1.5.14.6.4. Chốt dẫn hướng
• 1.5.14.6.5. Bulong M14, M12 và bulong vòng M12
• 1.5.15. Chọn vật liệu làm khuôn
• 1.5.15.1. Cơ sở lý thuyết chọn vật liệu
• 1.5.15.2. Loại nhựa sẽ ép gia công
• 1.5.15.3. Chức năng của sản phẩm sau khi ép
• 1.5.15.4. Công nghệ để ép sản phẩm nhựa
• 1.5.15.5. Chọn vật liệu làm khuôn
• 1.5.16. Gia công các tấm khuôn và chi tiết trong khuôn
• 1.5.16.1. Gia công trên máy CNC
• 1.5.16.2. Gia công nguội
• 6. CHƯƠNG 6: ĐÁNH BÓNG VÀ LẮP RÁP KHUÔN
• 6.1. Đánh bóng khuôn
• 6.2. Ép sản phẩm
• 6.3. Đánh giá và đề xuất hướng sửa chữa
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Giới thiệu về khuôn nhựa

Khuôn nhựa là một phần quan trọng trong quy trình sản xuất các sản phẩm nhựa, đặc biệt là trong ngành công nghiệp chế tạo máy. Việc thiết kế và chế tạo khuôn nhựa cho nắp bếp điện tử sử dụng cồn tại HCMUTE không chỉ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Sử dụng công nghệ ép phun cho phép sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao và tiết kiệm chi phí. Đặc biệt, việc áp dụng phần mềm Creo Parametric 3.0 trong thiết kế khuôn giúp mô phỏng và phân tích hiệu quả dòng chảy nhựa, từ đó cải thiện thiết kế và giảm thiểu thời gian sản xuất.

1.1. Tầm quan trọng của khuôn nhựa

Khuôn nhựa không chỉ là công cụ sản xuất mà còn là yếu tố quyết định đến chất lượng và tính thẩm mỹ của sản phẩm. Việc thiết kế khuôn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như độ bền, khả năng chịu nhiệt và khả năng thoát khí. Sản phẩm nắp bếp điện tử cần có độ chính xác cao để đảm bảo tính năng hoạt động hiệu quả. Do đó, việc lựa chọn vật liệu và thiết kế khuôn phù hợp là rất quan trọng.

II. Thiết kế khuôn cho nắp bếp điện tử

Quá trình thiết kế khuôn cho nắp bếp điện tử sử dụng cồn bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, cần xác định yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, bao gồm kích thước, hình dạng và tính năng. Sau đó, sử dụng phần mềm Moldex 3D để mô phỏng quá trình ép phun, giúp phân tích và tối ưu hóa thiết kế. Việc này không chỉ giúp giảm thiểu lỗi trong sản xuất mà còn tiết kiệm thời gian và chi phí. Thiết kế khuôn cần phải đảm bảo rằng sản phẩm có thể thoát ra dễ dàng sau khi ép, điều này có thể đạt được thông qua việc thiết kế góc thoát khuôn hợp lý.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế khuôn

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thiết kế khuôn, bao gồm loại nhựa sử dụng, kích thước sản phẩm và yêu cầu kỹ thuật. Việc lựa chọn nhựa phù hợp là rất quan trọng, vì nó ảnh hưởng đến độ bền và tính năng của sản phẩm. Ngoài ra, cần tính toán các thông số như áp lực dòng chảy, thời gian bảo áp và nhiệt độ lòng khuôn để đảm bảo quá trình sản xuất diễn ra suôn sẻ.

III. Gia công và lắp ráp khuôn

Sau khi hoàn tất thiết kế, bước tiếp theo là gia công và lắp ráp khuôn. Quá trình này bao gồm việc gia công các chi tiết khuôn trên máy CNC, đánh bóng và lắp ráp các bộ phận lại với nhau. Việc gia công chính xác các chi tiết là rất quan trọng để đảm bảo khuôn hoạt động hiệu quả. Sau khi lắp ráp, khuôn sẽ được thử nghiệm bằng cách ép sản phẩm để đánh giá chất lượng và hiệu suất. Nếu sản phẩm không đạt yêu cầu, cần phải điều chỉnh các thông số ép phun hoặc sửa chữa khuôn.

3.1. Đánh giá và cải tiến khuôn

Đánh giá khuôn sau khi gia công là bước quan trọng để đảm bảo sản phẩm đạt yêu cầu kỹ thuật. Các lỗi thường gặp như cong vênh, lỗ khí hay vết lõm cần được phát hiện và khắc phục kịp thời. Việc sử dụng công nghệ ép phun hiện đại giúp giảm thiểu các lỗi này và nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngoài ra, cần có các biện pháp cải tiến để nâng cao hiệu suất sản xuất trong tương lai.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Dự án thiết kế và chế tạo khuôn nhựa cho nắp bếp điện tử sử dụng cồn tại HCMUTE đã đạt được nhiều kết quả tích cực. Việc áp dụng công nghệ CAD/CAM/CAE trong thiết kế và sản xuất khuôn đã giúp tối ưu hóa quy trình, tiết kiệm thời gian và chi phí. Hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm việc nghiên cứu và áp dụng các vật liệu mới, cải tiến quy trình sản xuất và mở rộng ứng dụng của khuôn nhựa trong các sản phẩm khác.

4.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các loại khuôn nhựa mới với tính năng vượt trội hơn. Việc áp dụng công nghệ 4.0 vào sản xuất khuôn cũng là một hướng đi tiềm năng, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí. Ngoài ra, cần có các nghiên cứu sâu hơn về ảnh hưởng của các yếu tố môi trường đến chất lượng sản phẩm nhựa.