Giới thiệu dự án

Ngành công nghiệp chế biến nhựa và sản xuất phụ trợ nội thất tại Việt Nam đang tăng trưởng với tốc độ trung bình 10–12%/năm, đóng vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng cơ khí chính xác và sản phẩm gia dụng. Trong đó, chi tiết đế điều chỉnh chiều cao chân bàn hình oval là phụ kiện định vị và cân bằng tải trọng không thể thiếu trong các kết cấu nội thất văn phòng, trường học và công nghiệp.

+-------------------------------------------------------------------------+
|                  SƠ ĐỒ TỔNG QUAN HỆ THỐNG ÉP PHUN ĐẾ CHÂN BÀN            |
|                                                                         |
|  [Hạt nhựa PE] ---> [Sấy hạt (80°C)] ---> [Máy ép Shini 120B]          |
|                                                    |                    |
|                                                    v                    |
|  [Sản phẩm hoàn thiện] <--- [Đẩy & Tháo Undercut] <--- [Khuôn ép 2 tấm] |
|  (Tải trọng 155 kg)        (Chốt xiên + Lõi trượt)   (Làm nguội Re>4000)|
+-------------------------------------------------------------------------+

Vấn đề thực tiễn và thách thức kỹ thuật

Các sản phẩm nút chân bàn truyền thống trên thị trường thường gặp phải các lỗi kỹ thuật nghiêm trọng:

  • Hỏng ren chịu tải: Ren nhựa đúc liền dễ bị trượt ren, biến dạng dẻo khi chịu tải trọng động hoặc va đập cục bộ vượt quá 50 kg.
  • Biến dạng và co ngót: Thiết kế thành dày không đồng đều gây ra hiện tượng rỗ khí (air traps), đường hàn (weld lines) và cong vênh (warpage).
  • Khó thoát khuôn: Sản phẩm có biên dạng ngoài hình oval kết hợp hệ thống gân bám mặt ngoài (undercut ngoài), tạo ra thách thức lớn cho cơ cấu mở khuôn tiêu chuẩn.

Mục tiêu kỹ thuật của đồ án

  1. Cải tiến thiết kế sản phẩm nút điều chỉnh oval bằng cách thay thế ren nhựa đúc trực tiếp sang giải pháp cấy ren đai ốc kim loại M10, nâng cao độ bền kéo và khả năng chịu tải.
  2. Ứng dụng phần mềm CAD/CAE (PTC Creo Parametric 3.0 M050 và Autodesk Moldflow Adviser 2016) để thiết kế 3D, tách khuôn tự động và mô phỏng động học dòng chảy nhựa.
  3. Thiết kế hoàn chỉnh hệ thống tháo undercut mặt ngoài thông qua cơ cấu chốt xiên (cam pin) kết hợp lõi trượt (slider core) theo tiêu chuẩn linh kiện khuôn FUTABA.
  4. Gia công, chế tạo thực tế bộ khuôn ép 2 tấm hoàn chỉnh trên máy công cụ CNC và máy vạn năng tại xưởng cơ khí.
  5. Vận hành ép thử nghiệm trên máy ép Shini 120B, kiểm định kích thước hình học, độ bền kéo và tối ưu hóa bộ thông số công nghệ.

Giải pháp kỹ thuật và kết quả đo lường dự kiến

Giải pháp được lựa chọn là khuôn ép phun 2 tấm sử dụng nguyên liệu nhựa nhiệt dẻo Polyethylene (PE). Kết quả dự kiến đạt được:

  • Độ bền tải trọng làm việc: $\ge 150\text{ kg/chi tiết}$ (vượt $200%$ so với yêu cầu ban đầu $50\text{ kg}$).
  • Trọng lượng chi tiết: $13.0\pm 0.2\text{ g}$.
  • Thời gian chu kỳ ép (Cycle Time): $\le 30\text{ giây/shot}$.
  • Sai lệch kích thước hình học: $\le \pm 0.05\text{ mm}$.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tiêu chí phân tích Phương án ren nhựa đúc liền Phương án gia công kim loại toàn phần Phương án đế nhựa PE cấy đai ốc M10 (Đề tài)
Khả năng chịu tải Thấp ($< 40\text{ kg}$), dễ tuôn ren Rất cao ($> 300\text{ kg}$) Cao ($155\text{ kg}$), ổn định
Trọng lượng & Chi phí Nhẹ, chi phí sản xuất thấp Rất nặng, chi phí phay/tiện cao Tối ưu hóa ($13\text{ g}$ nhựa + đai ốc)
Độ phức tạp bộ khuôn Cần cơ cấu tháo ren quay (unscrewing) Không dùng khuôn ép Dùng chốt xiên + lõi trượt chuẩn
Tính chống ồn & trầy xước Tốt, giảm chấn mặt sàn Gây xước sàn, không có đàn hồi Hấp thụ rung động và giảm ma sát 
               MA TRẬN ƯU TIÊN YÊU CẦU KỸ THUẬT (MoSCoW)
+--------------------------------------------------------------------------+
| MUST HAVE (Bắt buộc)     | Chịu tải >= 50kg, cấy đai ốc M10, cơ cấu      |
|                          | tháo gân bám undercut ngoài hoạt động êm      |
+--------------------------+-----------------------------------------------+
| SHOULD HAVE (Nên có)     | Mô phỏng CAE dòng chảy giảm rỗ khí < 5%,      |
|                          | góc thoát khuôn đồng nhất 1.5 độ              |
+--------------------------+-----------------------------------------------+
| COULD HAVE (Có thể mở)   | Chu kỳ làm nguội nhanh < 15s, khuôn 2 lòng    |
+--------------------------+-----------------------------------------------+
| WON'T HAVE (Chưa làm)    | Hệ thống tháo sản phẩm tự động bằng Robot ARM |
+--------------------------------------------------------------------------+

Thiết kế hệ thống và tính toán cơ học

1. Tính toán kiểm nghiệm bền chi tiết cấy đai ốc M10

Sản phẩm chịu lực nén dọc trục $N_z = 50\text{ kg} = 500\text{ N}$. Diện tích tiếp xúc chịu lực giữa đai ốc và thành nhựa đo đạc trên phần mềm CAD là $F \approx 1.0\text{ cm}^2$. Ứng suất kéo nguy hiểm của nhựa Polyethylene: $\sigma_{ch} = 220 \div 390\text{ kg/cm}^2$. Chọn hệ số an toàn $n = 2$:

$$\left[\sigma\right] = \frac{\sigma_{ch}}{n} = \frac{310}{2} = 155\text{ kg/cm}^2$$

Điều kiện bền chịu tải của kết cấu:

$$\sigma_{max} = \frac{N_z}{F} \le [\sigma] \implies N_{z,max} = F \cdot [\sigma] = 1.0 \cdot 155 = 155\text{ kg}$$

Kết quả kiểm nghiệm cho thấy tải trọng phá hủy cho phép đạt $155\text{ kg}$, gấp $3.1$ lần so với yêu cầu ban đầu ($50\text{ kg}$).

+-------------------------------------------------------------------------+
|                  BẢN VẼ PHÂN RÃ KẾT CẤU BỘ KHUÔN 2 TẤM                   |
|                                                                         |
|  [Tấm kẹp trên] ---> [Tấm khuôn âm (Cavity)] ---> [Vòng định vị / Bạc]  |
|                                 |                                       |
|  [Khối nêm khóa] <--------------+-------------> [Chốt xiên (Cam pin)]   |
|                                 |                                       |
|  [Lõi trượt (Slider)] <---------+---------> [Insert lòng khuôn dƣới]    |
|                                 |                                       |
|  [Tấm khuôn dương (Core)] ---> [Hệ thống chốt đẩy] ---> [Tấm kẹp dưới]  |
+-------------------------------------------------------------------------+

2. Thông số thiết bị và vật liệu

  • Thiết bị ép: Máy ép phun thủy lực nằm ngang Shini 120B (Lực kẹp khuôn $120\text{ tấn}$, đường kính trục vít $\phi 35\text{ mm}$, thể tích phun cực đại $180\text{ cm}^3$).
  • Vật liệu hạt nhựa: Polyethylene (PE) tỷ trọng $0.94\text{ g/cm}^3$, nhiệt độ nóng chảy $210 \div 280^\circ\text{C}$, độ co rút thể tích quy ước $1.5 \div 2.0%$.
  • Tiêu chuẩn linh kiện: Futaba Standard Mold Base (Bạc cuống phun, chốt dẫn hướng $\phi 20\text{ mm}$, bạc dẫn hướng, chốt hồi $\phi 16\text{ mm}$, lò xo khuôn tải trọng trung bình).
                      CƠ CHẾ THÁO UNDERCUT BẰNG LÕI TRƯỢT
                  
         ||  (Khuôn cố định mở lên)             /| (Khối nêm giữ)
         ||                                    / |
         \/ [Chốt xiên góc 18°]               /  |
                 \                           /   |
                  \                         /    |
                   \                       /     |
                    v                     v      |
               +-----------------------------+   |
               | Lõi trượt dịch ngang (S)    |---+
               | <====== [Thoát gân bám]     |
               +-----------------------------+

3. Tính toán động học cơ cấu chốt xiên - lõi trượt

Để tháo hoàn toàn gân bám undercut ngoài có chiều sâu $h = 2.5\text{ mm}$, hành trình trượt ngang cần thiết là:

$$S = h + (2 \div 3\text{ mm}) = 2.5 + 2.5 = 5.0\text{ mm}$$

Góc nghiêng chốt xiên $\alpha = 18^\circ$ (nằm trong dải an toàn $15^\circ \div 25^\circ$). Chiều cao mở khuôn tối thiểu để hoàn tất hành trình trượt:

$$H = \frac{S}{\tan(\alpha)} = \frac{5.0}{\tan(18^\circ)} \approx \frac{5.0}{0.3249} \approx 15.39\text{ mm}$$

Góc vát khối nêm khóa chọn $\beta = \alpha + 2^\circ = 20^\circ$ nhằm triệt tiêu ma sát và chống bó kẹt chốt khi đóng khuôn.

Phương pháp luận triển khai (Methodology)

Quy trình phát triển khuôn mẫu kết hợp mô hình DFM (Design for Manufacturing) và phân tích CAE lặp:

  1. Giai đoạn 1 (Tuần 1–4): Khảo sát mẫu nguyên bản, tối ưu hóa góc vát thoát khuôn $1.5^\circ$, thiết kế gân tăng cứng bằng PTC Creo 3.0.
  2. Giai đoạn 2 (Tuần 5–8): Tách mặt phân khuôn (Parting Surface), mô phỏng CAE trên Moldflow 2016 tối ưu hóa vị trí cổng phun và hệ thống làm mát.
  3. Giai đoạn 3 (Tuần 9–14): Lập quy trình công nghệ gia công cơ khí CNC/phay/tiện/khoan cho các tấm khuôn, nhiệt luyện chi tiết trượt.
  4. Giai đoạn 4 (Tuần 15–16): Lắp ráp bộ khuôn, hiệu chỉnh khe hở dẫn hướng, thử nghiệm ép phun và đo kiểm CMM.

Quá trình thực hiện và kết quả

Quy trình gia công chế tạo chi tiết khuôn

           QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO LÕI TRƯỢT VÀ INSERT KHUÔN
+-------------------------------------------------------------------------+
| [Phôi thép C45/2083] ---> [Phay 6 mặt chuẩn kích thước]                 |
|                                    |                                    |
|                                    v                                    |
| [Khoan lỗ chốt xiên phi 12] <--- [Gia công CNC biên dạng lòng khuôn]    |
|               |                                                         |
|               v                                                         |
| [Nhiệt luyện tôi chân không 48-52 HRC] ---> [Mài phẳng & Đánh bóng bóng]|
+-------------------------------------------------------------------------+

Toàn bộ quy trình phay lòng khuôn và gia công ray dẫn hướng được lập trình trực tiếp:

  • Tấm kẹp trên/dưới: Gia công trên máy phay vạn năng, khoan hệ thống lỗ bắt bulong kẹp rãnh chữ T máy ép.
  • Lõi Insert khuôn âm và dương: Thép hợp kim làm khuôn gia công trên máy phay CNC 3 trục, dao phay ngón carbide $\phi 6\text{ mm}$, $\phi 4\text{ mm}$ và dao cầu $\phi 2\text{ mm}$ bo góc lượn $R0.5\text{ mm}$.
  • Lõi trượt (Slider core): Đảm bảo độ song song của mặt trượt trong phạm vi $0.01\text{ mm}$, mạ crom cứng bề mặt giảm ma sát trượt.
/* Đoạn trích cấu trúc mã G-code gia công biên dạng lòng khuôn Insert âm */
%
O0100 (GIA CONG LONG KHUON INSERT AM - SHAPE OVAL)
G21 G90 G40 G49 G80
T01 M06 (DAO PHAY FLAT ENDMILL D6)
S3200 M03
G00 G54 X-15.250 Y0.000
G43 H01 Z5.000 M08
Z-0.500
G01 G41 D01 X-12.500 F650
G03 X12.500 R15.000 F800
G03 X-12.500 R15.000
G01 G40 X-15.250
G00 Z5.000
... (Tiep tuc chu trinh phay tinh vet cat dao cau D2 R1.0)
M09
G91 G28 Z0.
M30
%

Kết quả mô phỏng động học dòng chảy (Autodesk Moldflow 2016)

        BIỂU ĐỒ ÁP SUẤT VÀ THỜI GIAN ĐIỀN ĐẦY LÒNG KHUÔN (CAE)
Áp suất (MPa)
  ^
80|                      /------------------ (Giữ áp: 45 MPa)
60|                     /
40|         /----------/ (Điền đầy: 1.12s)
20|        /
 0+-------+------------+--------------------+------------> Thời gian (s)
 0.0     0.5          1.0                  1.5          2.5
  • Vị trí cổng vào nhựa (Gate Location): Chọn kiểu miệng phun cạnh (Side Gate) tiết diện $1.5 \times 1.0\text{ mm}$, đặt tại phần thân dày $3.05\text{ mm}$ của chi tiết để đảm bảo áp suất điền đầy đồng đều.
  • Thời gian điền đầy (Fill Time): $1.12\text{ giây}$, dòng nhựa chảy êm, không xảy ra hiện tượng phun tia (jetting).
  • Phân bố áp suất điền đầy: Áp suất cực đại tại vòi phun đạt $52.4\text{ MPa}$, nằm trong giới hạn công suất bơm của máy Shini 120B ($< 120\text{ MPa}$).
  • Độ co rút thể tích (Volumetric Shrinkage): Dao động từ $1.42%$ đến $2.18%$, được bù áp hoàn hảo nhờ thời gian giữ áp (Packing Time) $3.5\text{ giây}$.
  • Rỗ khí và đường hàn: Bố trí rãnh thoát khí sâu $0.02\text{ mm}$, rộng $5.0\text{ mm}$ tại các vị trí tiếp giáp mặt phân khuôn, triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng bọng khí.

Kiểm nghiệm thực tế và thông số vận hành

                       THÔNG SỐ ÉP PHUN THỰC TẾ
+------------------------------------+------------------------------------+
| Thông số công nghệ                 | Giá trị cài đặt thực nghiệm        |
+------------------------------------+------------------------------------+
| Nhiệt độ gia nhiệt vùng 1, 2, 3    | 190°C - 210°C - 230°C              |
| Nhiệt độ đầu phun (Nozzle)         | 225°C                              |
| Áp suất phun (Injection Pressure)  | 65 kg/cm² (6.37 MPa)               |
| Thời gian làm nguội (Cooling Time) | 12.0 giây                          |
| Lực kẹp khuôn (Clamping Force)     | 45 tấn                             |
| Chu kỳ ép tổng thể (Total Cycle)   | 21.5 giây                          |
+------------------------------------+------------------------------------+
  • Trọng lượng sản phẩm thực tế: Đạt $12.85\text{ g/chi tiết}$ (so với lý thuyết thiết kế $13.0\text{ g}$, sai số $-1.15%$).
  • Hoạt động cơ cấu tháo Undercut: Lõi trượt di chuyển trơn tru, chốt xiên $\phi 12\text{ mm}$ không có hiện tượng cọ quẹt hay biến dạng dư sau 500 chu kỳ ép thử nghiệm.

Đổi mới và đóng góp kỹ thuật

  1. Đổi mới kết cấu chịu lực lai ghép (Plastic-Metal Hybrid): Thay vì sử dụng ren nhựa nguyên khối dễ biến dạng dẻo, giải pháp cấy chèn đai ốc M10 vào thân đế nhựa giúp tăng khả năng chịu tải thêm $210%$ so với mức thiết kế định danh ($50\text{ kg} \to 155\text{ kg}$).
  2. Tối ưu hóa cơ cấu Slider tháo biên dạng Oval: Giải quyết bài toán tháo khuôn undercut mặt ngoài cho sản phẩm phi đối xứng tròn bằng hệ thống 2 lõi trượt dẫn hướng chính xác, giảm chi phí chế tạo so với việc dùng động cơ thủy lực phụ trợ.
  3. Ứng dụng chuỗi công cụ CAD/CAM/CAE khép kín: Giảm thiểu $100%$ rủi ro sai hỏng trước khi cắt gọt kim loại nhờ phân tích dòng chảy Moldflow, rút ngắn thời gian chuẩn bị sản xuất từ 6 tuần xuống còn 3.5 tuần.
       SO SÁNH TỔNG QUAN HIỆU NĂNG VÀ ĐỘ BỀN KỸ THUẬT
  160 +-------------------------------------------------------+
      |                                                [155kg]|
  120 |                                                       |
      |                                                       |
   80 |                                                       |
      |                        [50kg]                         |
   40 |       [35kg]                                          |
      |                                                       |
    0 +-------+------------------+-----------------------+----+
         Ren nhựa PP        Tiêu chuẩn yêu cầu     Giải pháp đề tài

Ứng dụng thực tế và triển khai

Khả năng ứng dụng thực tế

  • Ngành nội thất văn phòng và giáo dục: Ứng dụng trực tiếp cho các hệ khung bàn chân sắt hộp oval kích thước $30 \times 60\text{ mm}$ và $25 \times 50\text{ mm}$.
  • Thiết bị phụ trợ y tế & gia dụng: Sử dụng làm chân đế tăng chỉnh giảm rung cho các thiết bị giặt, kệ tủ bếp và khung giá đỡ công nghiệp.
                  LỘ TRÌNH TRIỂN KHAI SẢN XUẤT HÀNG LOẠT
+-------------------------------------------------------------------------+
| Giai đoạn 1: Chuẩn bị phôi thép và linh kiện tiêu chuẩn Futaba (Tuần 1) |
| Giai đoạn 2: Gia công CNC lòng khuôn và lắp ráp chốt xiên (Tuần 2-3)    |
| Giai đoạn 3: Thử nghiệm ép dập 1.000 sản phẩm trên máy Shini (Tuần 4)   |
| Giai đoạn 4: Đánh giá QA/QC và bàn giao dây chuyền sản xuất (Tuần 5)    |
+-------------------------------------------------------------------------+

Phân tích hiệu quả kinh tế (ROI)

  • Chi phí chế tạo bộ khuôn mẫu: Khoảng 18.000.000 VNĐ (Bao gồm phôi thép C45/2083, linh kiện Futaba, dao cụ CNC và gia công nhiệt luyện).
  • Giá thành sản xuất 1 đơn vị sản phẩm:
    • Chi phí hạt nhựa PE ($13\text{ g}$): 450 VNĐ.
    • Chi phí đai ốc kim loại M10: 500 VNĐ.
    • Chi phí điện năng & khấu hao máy: 350 VNĐ.
    • Tổng giá thành: ~1.300 VNĐ/chi tiết (Giá bán thị trường: 3.500 VNĐ/chi tiết).
  • Thời gian hoàn vốn (Payback Period): Sản xuất khoảng $8.200\text{ sản phẩm}$ (tương đương 50 giờ làm việc liên tục của máy ép đơn lòng khuôn) để thu hồi toàn bộ chi phí khuôn.

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Lòng khuôn được gia công hoàn toàn bằng phương pháp phay CNC truyền thống và đánh bóng cơ học, chưa ứng dụng gia công xung điện EDM để đạt độ bóng gương bề mặt cấp $\Delta 10$.
  • Khuôn thiết kế dạng 1 lòng khuôn (single cavity) phục vụ mục đích nghiên cứu và chế thử, năng suất chưa tối ưu cho quy mô công nghiệp hàng triệu sản phẩm/tháng.

Hướng phát triển đề xuất

  1. Nâng cấp khuôn nhiều lòng (Multi-cavity mold): Thiết kế nâng cấp lên khuôn 4 hoặc 8 lòng khuôn sử dụng hệ thống kênh dẫn nóng (Hot Runner) giúp tiết kiệm $100%$ phế liệu cuống phun.
  2. Tự động hóa hoàn toàn: Tích hợp cánh tay robot gắp sản phẩm và cơ cấu cấp đai ốc M10 tự động vào lòng khuôn trước khi đóng khuôn (Insert Molding Automation).
  3. Thử nghiệm vật liệu kỹ thuật cao: Nghiên cứu chuyển đổi sang nhựa PA66 gia cường $30%$ sợi thủy tinh (Glass Fiber) để ứng dụng trong các kết cấu máy chịu tải trọng va đập lớn ($> 500\text{ kg}$).

Đối tượng hưởng lợi

+-------------------------------------------------------------------------+
|                  CÁC NHÓM ĐỐI TƯỢNG HƯỞNG LỢI TRỰC TIẾP                 |
|                                                                         |
|  [Sinh viên Cơ khí]    ---> Nắm vững quy trình CAD/CAM/CAE và khuôn 2 tấm|
|  [Kỹ sư Khuôn mẫu]     ---> Tài liệu tham khảo chốt xiên và lõi trượt    |
|  [Doanh nghiệp SX]     ---> Bản vẽ sẵn sàng sản xuất đế chân bàn M10     |
|  [Nhà nghiên cứu]      ---> Dữ liệu thực nghiệm dòng chảy hạt nhựa PE    |
+-------------------------------------------------------------------------+
  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ khí & Chế tạo máy: Tiếp cận tài liệu thực tế về toàn bộ chu trình thiết kế DFM, tách khuôn trên Creo Parametric và mô phỏng Moldflow với số liệu đo đạc cụ thể.
  • Kỹ sư thiết kế khuôn mẫu: Tham khảo kết cấu động học lõi trượt tháo undercut ngoài, góc nghiêng cam pin chuẩn hóa và các phương pháp gia công tối ưu.
  • Doanh nghiệp sản xuất linh kiện nội thất: Có được bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh và phương án gia công tối ưu chi phí, sẵn sàng triển khai chế tạo thương mại.
  • Nhà nghiên cứu công nghệ vật liệu: Bộ dữ liệu kiểm chứng thực nghiệm về độ co rút và áp suất điền đầy của hạt nhựa PE trên thiết bị máy ép công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu của máy ép nhựa để vận hành bộ khuôn này là gì?

Máy ép cần có lực kẹp khuôn tối thiểu $35\text{ tấn}$, hành trình mở khuôn $\ge 180\text{ mm}$, khoảng cách giữa 4 trục dẫn hướng lớn hơn $250 \times 250\text{ mm}$, đường kính vòi phun $R10\text{ mm}$ và áp suất phun đạt từ $500 \div 1000\text{ kg/cm}^2$. Máy ép Shini 120B hoàn toàn đáp ứng tốt các yêu cầu này.

2. Tại sao góc nghiêng chốt xiên được chọn là 18 độ mà không phải góc lớn hơn?

Góc nghiêng $\alpha$ của chốt xiên tối ưu trong khoảng $15^\circ \div 22^\circ$. Nếu chọn góc lớn hơn $25^\circ$, lực uốn tác dụng lên chốt xiên khi mở khuôn sẽ tăng đột ngột, dễ gây cong gãy chốt hoặc làm kẹt lõi trượt. Ngược lại, nếu góc quá nhỏ ($< 10^\circ$), hành trình mở khuôn $H$ sẽ phải kéo dài không cần thiết.

3. Phương pháp định vị đai ốc M10 trong quá trình phun nhựa để không bị dịch chuyển?

Đai ốc M10 được định vị trên một ty định vị (core pin) gắn trên tấm khuôn dương. Ty định vị có đường kính lắp ghép trung gian sát với ren đai ốc, kết hợp bậc định vị mặt đáy giúp giữ chặt đai ốc dưới áp lực dòng nhựa nóng chảy.

4. Giải pháp bảo dưỡng và tuổi thọ định mức của bộ khuôn?

Bộ khuôn sử dụng thép làm khuôn chuyên dụng, bề mặt lõi trượt và chốt xiên được nhiệt luyện đạt $48 \div 52\text{ HRC}$. Tuổi thọ bộ khuôn đạt tối thiểu $300.000\text{ shot ép}$. Cần bôi trơn mỡ chịu nhiệt định kỳ cho ray dẫn và chốt xiên sau mỗi $5.000\text{ chu kỳ}$.

5. Làm sao để khắc phục hiện tượng co ngót bề mặt (sink mark) tại các vùng gân bám?

Cần duy trì độ dày gân tăng cứng bằng $0.5 \div 0.6$ lần bề dày thành chính (trong thiết kế chọn $1.2\text{ mm}$ trên thành $2.5\text{ mm}$), bo tròn góc lượn $R0.5\text{ mm}$ và tăng áp suất giữ áp (packing pressure) lên $45\text{ MPa}$ trong $3.5\text{ giây}$ đầu sau khi điền đầy.

Kết luận

Đồ án "Thiết kế, chế tạo bộ khuôn ép nhựa điều chỉnh chân bàn" đã giải quyết trọn vẹn và chuẩn xác bài toán kỹ thuật từ nghiên cứu lý thuyết, tính toán sức bền, mô phỏng dòng chảy CAE đến gia công chế tạo thực tế một bộ khuôn ép phun 2 tấm hoàn chỉnh. Bằng việc cải tiến cấu trúc ren cấy M10 kết hợp hệ thống tháo undercut bằng chốt xiên và lõi trượt, sản phẩm đạt độ bền chịu tải $155\text{ kg}$, triệt tiêu hoàn toàn các lỗi khuyết tật điền đầy và sẵn sàng ứng dụng vào dây chuyền sản xuất thương mại.

Đây là tài liệu kỹ thuật có giá trị ứng dụng cao cho sinh viên, kỹ sư cơ khí và các doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực khuôn mẫu nhựa chính xác. Để tìm hiểu chi tiết các bản vẽ chế tạo và thông số G-code gia công, bạn đọc có thể liên hệ trực tiếp nhóm nghiên cứu hoặc Bộ môn Công nghệ Chế tạo máy – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh.