Luận văn thạc sĩ: Ảnh hưởng của kết cấu khuôn đến quá trình giải nhiệt cho tấm khuôn dương

Nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu khuôn đến quá trình giải nhiệt cho tấm khuôn dương với hệ thống baffle, mang lại hiệu quả tối ưu.

2016

115
0
0

Phí lưu trữ

35 Point

Mục lục chi tiết

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

TÓM TẮT

ABSTRACT

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố

1.1.1. Các nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.2. Các nghiên cứu ngoài nước

1.1.3. Các nghiên cứu trong nước

1.2. Tính cấp thiết của đề tài

1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

1.3.1. Ý nghĩa khoa học

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn

1.4. Mục đích nghiên cứu

1.5. Đối tượng nghiên cứu

1.6. Phạm vi nghiên cứu

1.7. Phương pháp nghiên cứu

1.7.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

1.7.2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

1.8. Kết cấu của luận văn

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về khuôn ép phun

2.2. Khái niệm chung về khuôn

2.3. Kết cấu chung 1 bộ khuôn

2.4. Phân loại khuôn ép phun

2.4.1. Khuôn nhiều tầng

2.5. Hệ thống nhiệt trong khuôn ép phun

2.5.1. Yêu cầu chung về hệ thống nhiệt trong khuôn ép phun

2.5.2. Gia nhiệt bằng chất lỏng

2.5.3. Thiết kế hệ thống kênh làm nguội

2.5.3.1. Các bộ phận trong hệ thống
2.5.3.2. Những lưu ý khi thiết kế

2.6. Hệ thống kênh dẫn nước

2.6.1. Hệ thống làm nguội cho khuôn dương

2.6.1.1. Hệ thống vách phẳng và vách xoắn làm nguội (Baffle)
2.6.1.2. Hệ thống vòi phun
2.6.1.3. Hệ thống lỗ nghiêng
2.6.1.4. Hệ thống xoắn ốc
2.6.1.5. Chốt làm nguội

2.6.2. Bố trí kênh dẫn nước

2.6.2.1. Bố trí liên tục
2.6.2.2. Bố trí song song

2.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến chu kỳ làm nguội

2.7.1. Hình dạng và kích thước sản phẩm

2.7.2. Bề dày sản phẩm

2.7.3. Vật liệu nhựa

2.7.4. Kiểu dáng và kích thước của cổng phun và runner

2.7.5. Vật liệu chế tạo khuôn

2.8. Hiệu suất làm nguội

2.8.1. Kết cấu và vật liệu khuôn

2.8.2. Hình dáng hình học và kích thước kênh làm nguội

2.8.3. Số lượng kênh

2.8.4. Lưu lượng nước làm nguội

2.9. Các phương thức trao đổi nhiệt

2.9.1. Định nghĩa và phân loại

2.9.2. Công thức tính nhiệt cơ bản

2.9.3. Hệ số tỏa nhiệt α

2.9.4. Bức xạ nhiệt

2.9.5. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng

2.9.6. Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống

3. CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG KHUÔN DƯƠNG

3.1. Hệ thống kênh dẫn nước không sử dụng hệ thống Baffle

3.2. Hệ thống kênh dẫn nước có sử dụng hệ thống Baffle

3.2.1. Điều kiện biên

3.2.2. Mô hình lưới

3.2.3. Kết quả mô phỏng và phân tích

3.2.3.1. Ảnh hưởng của kênh dẫn nước (có và không có Baffle)
3.2.3.2. Ảnh hưởng chiều cao khuôn h đến nhiệt độ khuôn
3.2.3.2.1. Vật liệu thép
3.2.3.2.2. Vật liệu nhôm
3.2.3.2.3. Vật liệu đồng
3.2.3.3. Ảnh hưởng bề dày khuôn t đến nhiệt độ khuôn
3.2.3.3.1. Vật liệu thép
3.2.3.3.2. Vật liệu nhôm
3.2.3.3.3. Vật liệu đồng
3.2.3.4. Ảnh hưởng góc khuôn α đến nhiệt độ khuôn
3.2.3.4.1. Vật liệu thép
3.2.3.4.2. Vật liệu nhôm
3.2.3.4.3. Vật liệu đồng
3.2.3.5. Ảnh hưởng vật liệu đến nhiệt độ khuôn
3.2.3.6. Nhận xét kết quả mô phỏng

4. CHƯƠNG 4: THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH GIẢI NHIỆT CỦA TẤM KHUÔN

4.1. Mô hình thí nghiệm

4.2. Tiến hành thí nghiệm

4.2.1. Thiết bị thí nghiệm

4.2.2. Các bước tiến hành thí nghiệm

4.3. Kết quả thí nghiệm

4.4. So sánh kết quả mô phỏng và thí nghiệm

4.5. So sánh kết quả thí nghiệm giữa khuôn thép và khuôn nhôm

5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

5.1. Kết quả đạt được của luận văn

5.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tài liệu "Nghiên cứu ảnh hưởng kết cấu khuôn đến quá trình giải nhiệt tấm khuôn dương" cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà kết cấu của khuôn ảnh hưởng đến hiệu quả giải nhiệt trong quá trình sản xuất. Nghiên cứu này không chỉ giúp các kỹ sư và nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về các yếu tố kỹ thuật liên quan mà còn chỉ ra những phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm thiểu thời gian sản xuất.

Để mở rộng thêm kiến thức về lĩnh vực này, bạn có thể tham khảo tài liệu Luận văn thạc sĩ kỹ thuật cơ khí dự đoán độ bền kéo của đường hàn trong công nghệ ép phun nhựa ứng dụng mạng nơron. Tài liệu này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền của sản phẩm trong quy trình ép phun nhựa, từ đó liên kết với các khía cạnh của nghiên cứu về khuôn và giải nhiệt.

Khám phá thêm những tài liệu liên quan sẽ giúp bạn nắm bắt được những xu hướng và công nghệ mới trong ngành, mở ra nhiều cơ hội học hỏi và phát triển trong lĩnh vực kỹ thuật cơ khí.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày 26 tháng 07 năm 2016 (Ký tên và ghi rõ họ tên) Huỳnh Văn Lợi ii LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến PGS.TS Đỗ Thành Trung,TS Phạm Sơn Minh đã tận tình trực tiếp hướng dẫn,định hướng và sửa chữa những thiếu sót trong quá trình thực hiện đề tài. Tôi xin cảm ơn quý thầy trong Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tận tình dạy dỗ giúp đỡ tôi trong quá trình học tập tại trường. Tôi xin cảm ơn phòng đào tạo cao học Trường học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi học tập cũng như thực hiện đề tài. Cuối cùng, tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ,động viên nhiệt tình của các bạn học viên Cao học,ngành Kỹ thuật Cơ khí, khóa 2014-2016A Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh,và nhất là gia đình đã tạo điều kiện cho tôi học tập thật tốt. Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2016 Học viên thực hiện luận văn Huỳnh Văn Lợi iii TÓM TẮT Trong công nghệ ép phun sản phẩm nhựa, thời gian làm mát thường chiếm đến 70% chu kỳ.Do đó quá trình làm mát cho bề mặt khuôn được đề xuất nhằm giúp cho thời gian làm mát không kéo dài quá lâu.Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của kết cấu khuôn đến quá trình giải nhiệt cho tấm khuôn dương với hệ thống Baffle ” sẽ giải quyết phần nào vấn đề nói trên. Mục đích của đề tài là nghiên cứu ảnh hưởng của vật liệu khuôn, lưu lượng dòng chảy, hình dáng và kích thước khuôn, và hình dáng kênh giải nhiệt đến quá trình điều khiển nhiệt độ cho tấm khuôn dương với hệ thống Baffle. Nội dung và phương pháp nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu về lý thuyết truyền nhiệt, lý thuyết khuôn mẫu. Kết quả của quá trình mô phỏng trên phần mềm kết hợp với đo đạt thực tế nhiệt độ bề mặt khuôn. Thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm công nghệ khuôn mẫu của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Từ khóa: ép phun, gia nhiệt cục bộ, điều khiển nhiệt độ cho lòng khuôn, nhiệt độ khuôn, truyền nhiệt. iv ABSTRACT In injection molding field, cooling time often accounted for 70% of that cycle.Therefore cooling process for the mold surface was presented to help to mold cooling time not too long.Topic '' To study the effect of the structure to the process of cooling the mold to mold positive plate Baffle System " explained this problem. The purpose of this Project is studying the effect of mold material, flow rate of water, mold geometry, and cooling channel design on the dynamic mold temperature control of the core plate Baffle System. The content and methodology of the research relate to heat transfer, mouldingand theories. the results of simulation combined with the actual mould surface temperature measuring process. The experiment was carried out in molding technology in the laboratory of the Ho Chi Minh CityUniversity of Technology and Education. Key words: injection molding, local heating, temperature control for mold cavity , mould temperature ,heat transfer. v MỤC LỤC Trang tựa TRANG Quyết định giao đề tài Xác nhận của cán bộ hướng dẫn Lý lịch khoa học . i Lời cam đoan .ii Lời cảm ơn . vi Danh sách các chữ viết tắt . x Danh sách các hình. xi Danh sách các bảng . xv Chương 1 TỔNG QUAN .1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu , các nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố .1 Các nghiên cứu trong và ngoài nước .1 Các nghiên cứu ngoài nước .2 Các nghiên cứu trong nước .2 Tính cấp thiết của đề tài .3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn .1 Ý nghĩa khoa học .2 Ý nghĩa thực tiễn .4 Mục đích nghiên cứu .5 Đối tượng nghiên cứu.6 Phạm vi nghiên cứu .7 Phương pháp nghiên cứu.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết .2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm .8 Kết cấu của luận văn . 5 Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Tổng quan về khuôn ép phun .1 Khái niệm chung về khuôn .2 Kết cấu chung 1 bộ khuôn .3 Phân loại khuôn ép phun .3 Khuôn nhiều tầng .2 Hệ thống nhiệt trong khuôn ép phun .3 Yêu cầu chung về hệ thống nhiệt trong khuôn ép phun .4 Gia nhiệt bằng chất lỏng .5 Thiết kế hệ thống kênh làm nguội .1 Các bộ phận trong hệ thống .2 Những lưu ý khi thiết kế .6 Hệ thống kênh dẫn nước .1 Hệ thống làm nguội cho khuôn dương .1 Hệ thống vách phẳng và vách xoắn làm nguội (Baffle).2 Hệ thống vòi phun .3 Hệ thống lỗ nghiêng .4 Hệ thống xoắn ốc .5 Chốt làm nguội .7 Bố trí kênh dẫn nước .1 Bố trí liên tục .2 Bố trí song song .8 Các yếu tố ảnh hưởng đến chu kỳ làm nguội .1 Hình dạng và kích thước sản phẩm .2 Bề dày sản phẩm .3 Vật liệu nhựa .4 Kiểu dáng và kích thước của cổng phun và runner .5 Vật liệu chế tạo khuôn.9 Hiệu suất làm nguội .1 Kết cấu và vật liệu khuôn .2 Hình dáng hình học và kích thước kênh làm nguội .3 Số lượng kênh .4 Lưu lượng nước làm nguội.10 Các phương thức trao đổi nhiệt .1 Định nghĩa và phân loại .2 Công thức tính nhiệt cơ bản .3 Hệ số tỏa nhiệt α.3 Bức xạ nhiệt .2 Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng .3 Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống . 36 Chương 3 MÔ PHỎNG PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ TRONG KHUÔN DƯƠNG .1 Hệ thống kênh dẫn nước không sử dụng hệ thống Baffle.2 Hệ thống kênh dẫn nước có sử dụng hệ thống Baffle .2 Điều kiện biên .3 Mô hình lưới .4 Kết quả mô phỏng và phân tích.1 Ảnh hưởng của kênh dẫn nước ( có và không có Baffle) .2 Ảnh hưởng chiều cao khuôn h đến nhiệt độ khuôn .1 Vật liệu thép .2 Vật liệu nhôm .3 Vật liệu đồng .3 Ảnh hưởng bề dày khuôn t đến nhiệt độ khuôn .1 Vật liệu thép .2 Vật liệu nhôm .3 Vật liệu đồng .4 Ảnh hưởng góc khuôn α đến nhiệt độ khuôn .1 Vật liệu thép .2 Vật liệu nhôm .3 Vật liệu đồng .5 Ảnh hưởng vật liệu đến nhiệt độ khuôn .5 Nhận xét kết quả mô phỏng . 80 Chương 4 THÍ NGHIỆM QUÁ TRÌNH GIẢI NHIỆT CỦA TẤM KHUÔN 4.1 Mô hình thí nghiệm .2 Tiến hành thí nghiệm .1 Thiết bị thí nghiệm .2 Các bước tiến hành thí nghiệm .3 Kết quả thí nghiệm .4 So sánh kết quả mô phỏng và thí nghiệm .5 So sánh kết quả thí nghiệm giữa khuôn thép và khuôn nhôm . 92 Chương 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .1 Kết quả đạt được của luận văn .2 Hướng phát triển . 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO . 97 ix DANH SÁCH CÁC CHỮ VIỀT TẮT CAD : Computer Aided Design CAM : Computer Aided Manufacturing CFD : Computer Fluid Dynamic CFX : Computational Fluid Xerography x DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 2. Khuôn âm và khuôn dương ở trạng thái đóng . Kết cấu của bộ khuôn . Cấu tạo khuôn hai tấm . khuôn 3 tấm 2 lòng khuôn ở quy trình mở khuôn . Thời gian làm nguội chiếm phần lớn thời gian chu kỳ . Hệ thống làm nguội hoàn chỉnh . Hệ thống làm nguội trên khuôn . Bố trí kênh dẫn nguội làm nguội đều sản phẩm . Dòng chảy rối trao đổi nhiệt tốt hơn . Hệ thống kênh dẫn nước cơ bản gồm 2 đường song song . Hệ thống kênh dẫn làm nguội 4 phía . Hệ thống kênh dẫn bao quanh sản phẩm hình tròn xoay . Kích thước tối ưu thiết kế kênh dẫn nước . Hệ thống vách phẳng làm nguội (Baffle) . Hệ thống vách xoắn làm nguội (Baffle) . Hệ thống có 1 vòi phun trên khuôn . Hệ thống có nhiều vòi phun trên khuôn . Hệ thống có 2 lỗ nghiêng . Hệ thống có nhiều lỗ nghiêng kết hợp. Hệ thống lỗ bậc trên khuôn . Hệ thống xoắn ốc trên khuôn . Làm nguội bằng không khí . Làm nguội bằng ống dẫn nhiệt . Nguyên lí hoạt động của chốt làm nguội . Nguyên lí hoạt động của ống nhiệt . Kích thước lõi khuôn khi đặt các hệ thống nhiệt. Hệ thống kênh nước với bố trí liên tục . Hệ thống kênh nước với kiểu bố trí song song kết hợp vòi phun . Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế . Đối lưu nhiệt tự nhiên. Đối lưu nhiệt cưỡng bức . Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường phẳng . Truyền nhiệt đẳng nhiệt qua tường ống . Kích thước mô hình mô phỏng . Kích thước kênh nước không sử dụng hệ thống Baffle. Hình 3D của mô hình kênh nước không sử dụng hệ thống Baffle cắt ở mặt phẳng A-A . Kích thước kênh nước sử dụng hệ thống Baffle. Hình 3D của mô hình kênh nước sử dụng hệ thống Baffle cắt ở mặt phẳng A-A . Thông số chia lưới cho các mô hình. Nhiệt độ khuôn ban đầu . Thông số lưu lượng lưu chất . Mô hình lưới có sử dụng Inflation. Vào môi trường Inflation . Đưa các thông số vào Inflation . Cách chọn một đối tượng . Bảng thông số chia lưới . Bảng thông số chia lưới sau khi thiết lập . Mô hình chia lưới đặc biệt ANSYS CFX . Vị trí 2 điểm P1 và P2 . Biểu đồ nhiệt độ tại điểm P1và P2 của khuôn vật liệu thép có và không có Baffle . Biểu đồ nhiệt độ tại điểm P1và P2 của khuôn vật liệu nhôm có và không có Baffle. Biểu đồ nhiệt độ tại điểm P1và P2 của khuôn vật liệu đồng có và không có Baffle. Đồ thị nhiệt độ của thép tại điểm P1 và P2 , h(10-50 mm) . Đồ thị nhiệt độ của nhôm tại điểm P1 và P2 , h(10-50 mm) . Đồ thị nhiệt độ của đồng tại điểm P1 và P2 , h(10-50 mm) . Đồ thị nhiệt độ của thép tại điểm P1 và P2 , t(1-5 mm) . Đồ thị nhiệt độ của nhôm tại điểm P1 và P2 , t(1-5 mm). Đồ thị nhiệt độ của đồng tại điểm P1 và P2 , t(1-5 mm) . Đồ thị nhiệt độ của thép tại điểm P1 và P2 , α(91-950) . Đồ thị nhiệt độ của nhôm tại điểm P1 và P2 , α(91-950) . Đồ thị nhiệt độ của đồng tại điểm P1 và P2 , α(91-950). Đồ thị nhiệt độ của thép,nhôm,đồng tại điểm P1 và P2 . Kích thước chi tiết thân khuôn . Kích thước chi tiết lõi khuôn . Kích thước lắp ráp cho hai chi tiết lõi và thân khuôn . Thân khuôn vật liệu thép sau khi gia công . Thân khuôn vật liệu nhôm sau khi gia công . Lõi khuôn vật liệu thép sau khi gia công. Lõi khuôn vật liệu nhôm sau khi gia công .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ