Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam
Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật CAD/CAM trong thiết kế chế tạo khuôn mẫu
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-1-
ĐẠI HỌC THÁI NGUYấN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƢỜNG ĐHKT CÔNG NGHIỆP Độc lập - Tự do - Hạnh phỳc
*** -----------o0o-----------
THUYẾT MINH
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐỀ TAI:
NGHIấN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CAD/CAM
TRONG THIẾT KẾ CHẾ TẠO KHUễN MẪU
Học viên : Nguyễn Quý Trọng
Lớp : K12- CTM
Chuyên nghành : Cụng nghệ Chế tạo mỏy
Ngƣời HD Khoa học: PGS.TS. Tăng Huy
Ngày giao đề tài : 01/11/2010
Ngày hoàn thành : 30/9/2011
KHOA ĐT SAU ĐẠI HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN HỌC VIEN
PGS.TS.Tăng Huy Nguyễn Quý Trọng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-2-
MỤC LỤC
MỤC LỤC Trang: 2
LỜI CAM ĐOAN 6
LỜI CẢM ƠN 7
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 8
HỆ THỐNG DANH MỤC VÀ CÁC HÌNH VẼ 10
PHẦN MỞ ĐẦU 13
CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIÊM CỦA NỀN CÔNG NGHIỆP CHẾ
TẠO KHUÔN MẪU VÀ VẬT LIỆU NHỰA ÉP PHUN
1.1.Đặc điểm của nền công nghiệp chế tạo khuôn mẫu.
15
1.1.1. Đặc điểm của quy trình chế tạo khuôn mẫu theo công
nghệ truyền thống.
15
1.1.2. Đặc điểm của quy trình chế tạo khuôn mẫu theo công
nghệ CAD/CAM/CNC.
16
1.1.3. Đặc điểm của công nghệ sản xuất khuôn mẫu ở Việt
Nam
17
1.2. Vật liệu nhựa ép phun 18
1.2.1. Giới thiệu về Polymer 18
1.2.2. Phân loại 18
1.2.3. Đặc tính của một số loại nhựa thông dụng 19
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-3-
1.2.4.Công nghệ điển hình trong gia công nhựa 22
CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC 23
2.1.Giới thiệu chung tình hình trong nước và quốc tế . 23
2.2. Giới thiệu về CAD/CAM/CNC 26
2.2.1. Các thuật ngữ 28
2.2.2 Tích hợp CAD và CAM 29
2.2.3. Các phương án triển khai kết nối liên thông CAD-NC 37
2.2.4. CAD/CAM thông minh 40
2.3 Kết luận: 40
CHƢƠNG 3: CƠ SỞ THIẾT KẾ, CHẾ TẠO KHUÔN MẪU
ÉP PHUN NHỰA.
42
3.1. Các vấn đề quan tâm khi thiết kế khuôn. 42
3.2. Máy ép phun. 42
3.2.1. Cấu tạo chung. 42
3.2.1.1. HÖ thèng hç trî Ðp phun. 43
3.2.1.2. HÖ thèng phun. 43
3.2.1.3. Hệ thống kẹp. 45
3.2.1.4. Hệ thống điều khiển. 45
3.2.1.5. Hệ thống khuôn (khuôn) 45
3.2.2. Chu kỳ ép phun. 46
3.2.3. Các thông số cơ bản của máy ép phun. 48
3.3. Chọn loại khuôn cho thiết kế. 49
3.3.1. Khuôn hai tấm. 49
3.3.2. Khuôn ba tấm. 51
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-4-
3.4. Thiết kế lòng khuôn. 51
3.4.1. Số lòng khuôn. 51
3.4.2. Cánh bố trí lòng khuôn. 53
3.5. Thiết kế hệ thống dẫn nhựa 53
3.5.1.Cuống phun ( Sprue) 54
3.5.2. Các kênh dẫn (runners) 57
3.5.2.1. Kênh dẫn nguội 57
3.5.2.2. Kênh dẫn nóng (khuôn không kênh dẫn 61
3.5.3. Miệng phun cho kênh dẫn nguội. 64
3.6. Hệ thống dẫn hướng. 71
3.6.1. Chốt dẫn hướng. 71
3.6.2. Bạc dẫn hướng 71
3.7. Hệ thống làm nguội khuụn. 73
3.7.1. Các phương pháp làm nguội 73
3.7.1.1. Làm nguội bằng khí: 73
3.7.1.2. Làm nguội bằng nước hoặc hỗn hợp Ethylene
Glycol và nước
74
3.7.2. Thiết kế hệ thống làm nguội 75
3.7.2.1. Các bộ phận trong hệ thống 75
3.7.2.2. Những điều cần lưu ý khi thiết kế. 76
3.7.2.3. Kính thước kênh làm nguội cho thiết kế 78
3.7.2.4. Các chi tiết khuôn cần làm nguội. 78
3.7.2.5. Các kiểu bố trí kênh làm nguội: 80
3.7.2.6. Thời gian làm nguội 81
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-5-
3.8. Hệ thống đẩy. 82
3.8.1. Các hệ thống đẩy thường dùng. 82
3.8.1.1. Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy. 83
3.8.1.2. Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy 83
3.9. Hệ thống hồi 84
3.9.1. Chốt hồi có lò so 84
3.9.2. Chốt hồi tiêu chuẩn 85
3.9.3. Chốt đẩy dùng để đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn khi mở 86
CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM
PRO/ENGINEER WILDFINE VÀO THIẾT KẾ CHẾ TẠO
KHUÔN MẪU.
87
4.1. Giới thiệu về phần mềm Pro/Engineer Wildfire 3.0 87
4.2. Vật liệu chế tạo khuôn. 90
4.3. Quy trình thiết kế khuôn 91
4.4. Phân tích và thiết kế sản phẩm. 92
4.5. Phân tích chi tiết trên phần mềm Moldflow 97
4.6. Thiết kế lòng khuôn và lõi khuôn. 98
4.7. Thiết kế hoàn chỉnh bộ khuôn. 103
4.8. Tính tóan lực kẹp và chọn máy. 106
4.9. Quy trình công nghệ chế tạo lòng khuôn và lõi khuôn. 107
CHƢƠNG TRÌNH GIA CÔNG CNC 114
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 116
TÀI LIỆU THAM KHẢO 117
MỘT SỐ HÌNH ẢNH QUÁ TRÌNH LÀM THÍ NGHIỆM 119
BẢNG PHỤ LỤC MÁY ÉP NHỰA 120
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-6-
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và
chưa từng được ai công bố trong một công trình nào khác. Trừ các phần tham
khao đã được nêu rõ trong luận văn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-7-
LỜI CẢM ƠN
Với tình cảm chân thành tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo, khoa sau
Đại học, khoa cơ khí trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, và các thầy cô giáo
đã tham gia giảng dạy và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên
cứu.
Đặc biệt tôi xin chân thành cám ơn thầy giáo PSS-TS Tăng Huy đã tận tình
hướng dẫn giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện để đi đến hoàn thành bản
luận văn này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-8-
Tôi xin trân thành cám ơn ban lãnh đạo công ty TNHH khuôn mẫu Vạn
Xuân và tổ đào tạo CNC trường Cao đẳng công nghiệp Việt Đức đã giúp đỡ trong
quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp đã tạo điều kiện, động
viên giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn.
Do trình độ và thời gian có hạn nên bản luận văn không thể tránh khỏi
những thiếu sót. Rất mong được sự góp ý của thầy cô và đồng nghiệp để bản luận
văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn !
Thái nguyên, ngày 30 tháng 9 năm 2011
Nguyễn Quý Trọng
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
NC (Number Control) – Điều khiển số
CNC (Computer Numerical Control) – Điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính.
MCU (Machine Control Unit) – Hệ điều khiển máy.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-9-
CAD (Computer Aided Design) – Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính
CAM (Computer Aided Manufacturing) – Chế tạo có sự trợ giúp của máy tính
CAE (Computer Aided Enginering) – Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính
CIM (Computer Intergrated Manufacturing) – Hệ thống sản xuất tích hợp.
CAPP – Computer Aided Process Planning
PHICS – Programers Hierarchica Graphic System
GKS-3D- Graphic Kernel Syrtem
CGI – Computer Graphic Metafile
IGES – Initial Graphic Exchange Specification
SET- Standard Exchange transport
VDAFS- VAD- Flachenschnitt
PDES – Produce Data Exchange Specification
STEP – Standard For Exchange of Product Model Data
CAD-NT-CAD – Normteile
APT – Automatically Programmed Tools
MAP – Manufacturing Automation Protocol
TOP – Technical anh Office Protocol
DNC - Direct Numerical Control
PPC – Producition Planning Control
PE – Polyetylen.
PP- Polypropylene.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-10-
PS- Polystyrene.
PA- Polyamide
PVC- Polyvinylchlorire.
PMMA- Polymethylmethacrylate.
SAN- Styrene - acrylonit - copol.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-11-
HỆ THỐNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Quá trình chế tạo sản phẩm 25
Hình 2.2.Qua trình xử lý thông tin trong kỹ thuật CAD/CAM/CNC 28
Hình 2.3 – sơ đồ CIM 29
Hình 2.4 - Mức tiếp cận CAD/CAM với hệ phần cứng và phần
mềm
30
Hình 2.5 - Nguyên lý của kỹ thuật CAD/CAM- CNC 31
Hình 2.6 – Hệ thống chuyển giao dữ liệu gián tiếp thông qua tệp
trung gian.
33
Hình 2.7- Các giao diện dùng trong lĩnh vực cơ khí 34
Hình 2.8 - Quá trình truyền dữ liệu giữa hai hệ thống CAD/CAM A
và B
35
Hình 2.9 - Các phương án triển khai kết nối liên thông CAD-NC 38
Hình 2.10- Sơ đồ chế tạo socket 39
Hình 2.11- Nguyên lý tạo mẫu nhanh. 40
Hình 2.12- Nguyên lý kỹ thuật ngược. 40
Hình 3.1- Khuôn hai tấm có kênhdẫn nguội 49
Hình 3.2- Kết cấu khuôn hai tấm 50
Hình 3.3- Khuôn hai tấm có kênh dÉn nóng 50
Hình 3.4- Kết cấu khuôn ba tấm 51
Hình 3.5- Cánh bố trí long khuôn hình chữ 53
Hình 3.6- C ánh bố trí lòng 53
Hình 3. 7- Hệ thống dẫn nhựa. 54
Hình 3.8 – Vị trí vòi phun. 54
Hình 3.9- Kích thước cuống phun cho thiết kế. 55
Hình 3.10- Một số loại bạc cuống phun 55
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-12-
Hình 3.11- Một số loại vòng định vị. 56
Hình 3.12- Bạc cuống phun trên khuôn 56
Hình 3.13 - Các dạng cuống phun 57
Hình 3.14- Tiết diện ngang của một số loại kênh dẫn 57
Hình 3.15- Kích thước cho thiết kế kênh dẫn 58
Hình 3.16 - Quan hệ giữa khối lượng, bề dày danh nghĩa của sản
phẩm với đường kính kênh dẫn tham khảo.
59
Hình 3.17- Quan hệ giữa hệ số chiều dài và chiều dài kênh dẫn 59
Hình 3.18- Kích thước thiết kế đuôi nguội chậm 60
Hình 3.19- Một số loại kênh dẫn nóng 61
Hình 3.20- Kênh dẫn cách ly 62
Hình 3.21- Cấu tạo kênh dẫn ra nhiệt ngoài. 63
Hình 3.22- Cấu tạo kênh dẫn ra nhiệt trong. 64
Hình 3.22- Hệ thống kênh dẫn có gia nhiệt 64
Hình 3.23 - Miêng phun trên khuôn 65
Hình 3.24- Miệng phun trực tiếp và vết cắt của nó trên sản phẩm 66
Hình 3.25 -Kích thước cho thiết kế miệng phun trực tiếp 66
Hình 3.26- Miệng phun kiểu băng và vết cắt của nó trên sản phẩm 67
Hình 3.27- Kích thước cho thiết kế miệng phun kiểu băng 67
Hình 3.28- Miệng phun kiểu cạnh và vết cắt của nó trên sản phẩm 68
Hình 3.29- Kích thước cho thiết kế miệng phun cạnh 68
Hình 3.30 Miệng phun điểm và vết cắt của nó để lại trên sản phẩm 69
Hình 3.31- Kích thước cho thiết kế miệng phun điểm 69
Hình 3.32-Các kiểu lỗ chốt kéo kênh dẫn 69
Hình 3.33- Miệng phun không có van 70
Hình 3.34- Miệng phun kiểu có van 70
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
-13-
Hình 3.35- Hệ thống dẫn hướng trên khuôn 71
Hình 3.36- Khuôn được làm nguội bằng khí 73
Hình 3.37- Khuôn được làm nguội bằng nước 74
Hình 3.8 Khuôn được nguội bằng nước hoặc hỗn hợp Ethylene
Glycol
74
Hình 3.39- Hệ thống làm nguội hoàn chỉnh 75
Hình 3.40- Hệ thống làm nguội trên khuôn 75
Hình 3.41- Bố trí kênh dẫn nguội làm nguội đều sản phẩm. 76
Hình 3.42- Kênh dẫn nguội không lên quá dài 77
Hình 3.43- Dòng chảy rối trao đổi nhiệt tốt hơn 77
Hình 3.44- Kích thước kênh làm nguội cho thiết kế. 78
Hình 3.45- Làm nguội lòng khuôn. 78
Hình 3.46- Làm nguội lõi 78
Hình 3.47- (a) Làm nguội lòng khuôn và lõi khuôn bằng kênh
làm nguội xoắn ốc kết hợp với vách làm nguội dạng tròn.
79
Hình 3.47- (b) Làm nguội lòng khuôn và lõi khuôn bằng kênh
làm nguội xoắn ốc.
79
Hình 3.48- Làm nguội bằng khí 79
Hình 3.49- Làm nguội bằng ống dẫn nhiệt. 80
Hình 3.50- Bố trí kênh nguội theo tầng kênh riêng biệt. 80
Hình 3.51- Bố trí kênh nguội dạng vòng một cấp. 81
Hình 3.52 - Bố trí kênh nguội dạng vòng nhiều cấp. 81
Hình 3.53- Các phần tử trong hệ thống đẩy 83
Hình 4.1- Quy trình thiết kế khuôn. 91
Hình 4.2- Chi tiết đế đèn và vị trớ lắp ghộp của chi tiết. 92
Hình 4.3- Chi tiết được thiết kế xong trên phần mềm. 96
Hình 4.4- Hình ảnh sản phẩm trên phần mềm moldflow. 97