Thiết Kế Và Lập Quy Trình Chế Tạo Khuôn Ép Nhựa Cánh Quạt Điện Cơ 91

ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠ ĐIỆN VÀ CÔNG TRÌNH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ LẬP QUY TRÌNH CHẾ TẠO KHUÔN

ÉP NHỰA CÁNH QUẠT ĐIỆN CƠ 91

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ

MÃ NGÀNH: 7510205

Giảng viên hướng dẫn : Đặng Thị Hà

Sinh viên thực hiện : Phạm Mạnh Hùng

Lớp : K61_KOTO

Khoá học : 2016 – 2020

Hà Nội, 2020

i

MỤC LỤC

MỤC LỤC..........................................................................................................i

DANH MỤC BẢNG........................................................................................iii

DANH MỤC HÌNH .........................................................................................iv

ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................... 1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................... 3

1.1. Tổng quan về khuôn và công nghệ chế tạo................................................ 3

1.1.1. Khái niệm về khuôn ................................................................................ 3

1.1.2. Phân loại khuôn...................................................................................... 3

1.1.3. Các yêu cầu kỹ thuật đối với khuôn mẫu................................................ 5

1.1.4. Vai trò của công nghệ khuôn mẫu trong chế tạo cơ khí ......................... 5

1.2. Tổng quan về công nghệ ép phun .............................................................. 6

1.2.1. Khái niệm về công nghệ ép phun............................................................ 6

1.2.2. Hệ thống hỗ trợ ép phun.......................................................................... 7

1.2.3. Hệ thống phun ......................................................................................... 8

1.2.4. Hệ thống kẹp ......................................................................................... 10

1.2.5. Hệ thống khuôn ..................................................................................... 12

1.3. Giới thiệu về phần mềm catia .................................................................. 15

1.3.1. Giới thiệu chung về phần mềm CATIA................................................ 15

1.3.2. Tìm hiểu catia trong thiết kế ................................................................. 17

1.3.2.1. Module thiết kế sản phẩm.................................................................. 17

1.3.2.2. Module thiết kế, chọn khuôn.............................................................. 17

1.3.2.3. Tìm hiểu về CATIA trong gia công................................................... 18

1.4. Mục tiêu, nội dung, phương pháp và đối tượng nghiên cứu .................. 19

CHƯƠNG II: THIẾT KẾ CHI TIẾT VÀ KHUÔN........................................ 20

2.1. Phân tích ý tưởng ..................................................................................... 20

2.2. Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết ................................. 20

2.3. Thiết kế chi tiết trên phần mềm CATIA .................................................. 22

2.3.1. Thiết kế bầu cánh quạt .......................................................................... 22

2.3.2. Thiết kế cánh quạt ................................................................................. 29

ii

2.4. Lựa chọn vật liệu làm khuôn, xác định mặt phân khuôn và vị trí, kết cấu

cổng phun ........................................................................................................ 31

2.4.1. Lựa chọn vật liệu làm khuôn................................................................. 31

2.4.2. Lựa chọn mặt phân khuôn.................................................................... 35

2.4.3. Chọn vị trí cổng phun, loại cổng phun.................................................. 36

2.5. Thiết kế khuôn ép chi tiết cánh quạt trên phần mềm CATIA................. 40

2.5.1. Tạo bộ khuôn......................................................................................... 41

2.5.2. Tạo khuôn trên và khuôn dưới.............................................................. 43

2.5.3. Đặt phương dẫn hướng.......................................................................... 45

2.5.4. Đặt bạc dẫn hướng ................................................................................ 46

2.5.5. Lắp cuống phun..................................................................................... 46

2.5.6. Lắp chốt đẩy cho tấm khuôn................................................................. 47

CHƯƠNG III: LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN ÉP CHI TIẾT

CÁNH QUẠT ................................................................................................. 49

3.1. Xác định dạng sản xuất ............................................................................ 49

3.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi ........................................................ 50

3.3. Lập thứ tự các nguyên công chế tạo khuôn ép chi tiết cánh quạt............ 53

3.3.1. Lập nguyên công gia công khuôn trên.................................................. 53

3.3.2. Lập nguyên công gia công khuôn dưới................................................. 56

3.4. Tính lượng dư gia công, tra lượng dư cho các bề mặt ............................. 57

3.5. Tính toán chế độ cắt cho các nguyên công .............................................. 62

3.5.1 Tính toán chế độ cắt gia công khuôn trên .............................................. 62

3.5.2 Tính toán chế độ cắt cho khuôn dưới..................................................... 68

3.6. Lập trình gia công khuôn trên phần mềm CATIA................................... 74

3.6.1. Lập trình gia công tấm Khuôn trên ....................................................... 74

3.6.2. Lập trình gia công khuôn dưới.............................................................. 85

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 86

Kết luận ........................................................................................................... 86

Kiến nghị......................................................................................................... 86

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

iii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng so sánh các ký hiệu vật liệu................................................... 34

Bảng 2.2 : Bảng đặc tính của một số loại thép làm khuôn nhựa .................... 34

Bảng 3.1: Bảng tra định dạng sản xuất ........................................................... 50

Bảng 3.2: Công thức xác định lượng dư gia công tối thiểu cho các phương

pháp gia công khác nhau................................................................................. 60

Bảng 3.3: Chất lượng bề mặt đạt được sau khi gia công mặt ngoài bằng các

phương pháp khác nhau .................................................................................. 60

Bảng 3.4: Chất lượng bề mặt đạt được sau khi gia công lỗ bằng các phương

pháp gia công thông dụng. .............................................................................. 61

Bảng 3.5: Hệ số cấp chính xác hóa K của các phương pháp gia công ........... 61

iv

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cấu tạo khuôn hai tấm ...................................................................... 4

Hình 1.2: Cấu tạo khuôn 3 tấm ......................................................................... 4

Hình 1.3: Hệ thống hỗ trợ ép phun ................................................................... 7

Hình 1.4: Hệ thống phun................................................................................... 8

Hình 1.5: Cấu tạo trục vít.................................................................................. 9

Hình 1.6: Các loại bộ hồi tự hở......................................................................... 9

Hình 1.7: Vị trí vòi phun trong 1 hệ thống phun ............................................ 10

Hình 1.8: Tấm di động và vị trí của nó trên máy ép phun .............................. 11

Hình 1.9: Cụm kìm dùng trong cơ cấu khuỷu................................................. 11

Hình 1.10: Các chi tiết của bộ khuôn.............................................................. 13

Hình 2.1 : Bản vẽ cad chi tiết cánh quạt ......................................................... 21

Hình 2.2: Lựa chọn mặt phân khuôn hợp lý (phương án 2) ........................... 35

Hình 2.3: Lựa chọn mặt phân khuôn hợp lý (phương án 1) ........................... 36

Hình 2.4: Các loại cổng phun nhựa phổ biến.................................................. 37

Hình 2.5: Sản phẩm ép nhựa dùng kiểm cổng bơm side gate......................... 38

Hình 2.6: Thiết kế 3D kiểu cổng phun nhựa bơm ngầm submarine gate ....... 39

Hình 2.7: Kênh dẫn nhựa khuôn 2 tấm gate bơm kim.................................... 40

Hình 3.1: Các khuyết tật thường gặp khi đúc ................................................. 51

Hình 3.2: Sơ đồ nguyên lý xác định lượng dư gia công ................................. 57

Hình 3.3: Các thành phần cấu tạo lượng dư gia công tối thiểu....................... 58

Hình 3.4 Gia công tấm khuôn trên................................................................. 74

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Trên thế giới, cuộc cách mạng về điện và điện tử đã có tác động lớn

vào nền sản xuất công nghiệp. Đặc biệt trong ngành công nghiệp chế tạo

khuôn mẫu hiện tại công nghệ thông tin đã được ứng dụng rộng rãi để nhanh

chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất theo kiểu truyền thống sang sản xuất

công nghệ cao, nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo khuôn mẫu từng bước

được tự động hóa. Các nước có nền công nghiệp tiên tiến như: Nhật bản, Hàn

quốc... đã hình thành mô hình liên kết tổ hợp để sản xuất khuôn mẫu chất

lượng cao cho từng lĩnh vực công nghệ khác nhau.

Việt Nam là nước thuộc vùng nhiệt đới, nằm gần đường xích đạo nên

không ai phủ nhận việc nước Việt Nam chúng ta có nhiều ngày tiết trời oi

bức. Lúc ấy, chúng ta sẽ cần đến một vật dụng mà chúng ta đang sử dụng

hằng ngày - quạt máy. Quạt máy là một thiết bị gia dụng cần thiết trong gia

đình, quạt máy là một thiết bị dẫn động bằng điện được dùng để tạo ra các

luồng gió nhằm phục vụ lợi ích cho con người (nhất là giảm sức nóng của cơ

thể, hạ nhiệt, giúp con người cảm thấy mát, thoải mái), thông gió, thoát khí,

làm mát, hoặc bất kỳ tác động liên quan đến không khí trong môi trường

sống. Thành phần chính của quạt máy gồm: động cơ điện, trục động cơ, cánh

quạt, công tắc quạt, vỏ quạt. Khi hoạt động, quạt điện gồm các cánh quạt xoay

nhanh tạo ra các dòng khí. Các nhà sản xuất thiết kế mỗi quạt điện có nhiều

mức độ quay khác nhau từ mức cao nhất đến mức thấp nhất. Nguyên lí hoạt

động của quạt điện được tận dụng rất nhiều trong đời thường, chẳng hạn như

phong tốc kế (thiết bị đo gió) và tuốc bin gió thường được thiết kế tương tự

như quạt điện. Như vậy nhu cầu về sử dụng các loại quạt điện ngày càng tăng

để đáp ứng nhu cầu nâng cao chất lượng cuộc sống cho con người.

Tuy nhiên hiện nay ở Việt Nam do hạn chế về thiết kế và chế tạo nên

các doanh nghiệp chỉ đáp ứng được một phần sản xuất khuôn mẫu phục vụ

cho chế tạo các sản phẩm cơ khí tiêu dùng nói chung và các sản phẩm để sản

xuất, chế tạo, lắp ráp quạt điện nói riêng. Từ nhu cầu trên em tiến hành thực

hiện đề tài “Thiết kế và lập quy trình chế tạo khuôn ép nhựa cánh quạt điện

2

cơ 91”. Nhằm mục đích thiết kế và lập được quy trình công nghệ chế tạo chi

tiết khuôn ép nhựa cánh quạt điện cơ 91 đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật, an

toàn trong sử dụng đáp ứng nhu cầu thực tế về việc sử dụng các thiết bị quạt

máy phục vụ đời sống cho con người như hiện nay.

3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về khuôn và công nghệ chế tạo

1.1.1. Khái niệm về khuôn

Khuôn là dụng cụ dùng để tạo hình sản phẩm theo phương pháp định

hình, khuôn được thiết kế và chế tạo để sử dụng cho một số lượng chu trình

nào đó, có thể là một lần cũng có thể là nhiều lần.

Kết cấu và kích thước của khuôn được thiết kế và chế tạo phụ thuộc

vào hình dáng, kích thước, chất lượng và số lượng của sản phẩm cần tạo ra.

Ngoài ra, còn có rất nhiều vấn đề khác cần phải quan tấm đến như các thông

số công nghệ của sản phẩm (góc nghiêng, nhiệt độ khuôn, áp xuất gia

công,…), tính chất vật liệu gia công (độ co rút, tính đàn hồi, độ cứng,…), các

chỉ tiêu về tính kinh tế của bộ khuôn.

Khuôn là một cụm gồm nhiều chi tiết lắp ghép với nhau, được chia ra

làm hai phần khuôn chính là:

- Phần cavity (phần khuôn cái, phần khuôn cố định): được gá trên tấm

cố định của máy ép nhựa.

- Phần core (phần khuôn đực, phần khuôn di động): được gá trên tấm di

động của máy ép nhựa.

Ngoài ra, khoảng trống giữa cavity và core (phần tạo sản phẩm) được

điền đầy bởi nhựa nóng chảy. Sau đó, nhựa được làm nguội, đông đặc lại rồi

lấy ra khỏi khuôn bằng hệ thống lấy sản phẩm hoặc thao tác bằng tay. Sản

phẩm thu được có hình dạng của lòng khuôn.

1.1.2. Phân loại khuôn

Khuôn hai tấm:

Là loại thông thường nhất, dạng này cuống phun được kéo ra khỏi lỗ

phun trong khi khuôn đang mở và cuống phun có thể rơi xuống cùng chi tiết.

4

Hình 1.1: Cấu tạo khuôn hai tấm

1. Bạc cuống phun; 2. Vòng định vị; 3. Tấm kẹp phía trước;

4. Tấm khuôn trước; 5. Chốt dẫn hướng; 6. Tấm khuôn sau;

7. Tấm đỡ; 8. Tấm đẩy; 9. Khối đỡ; 10. Bạc dẫn hướng

Khuôn ba tấm:

Được sử dụng khi cần thiết bố trí cổng nhựa ở trung tâm hoặc cổng nhựa

cho các đường chảy riêng vào trong lòng khuôn. Đối với những chi tiết vách

mỏng có dòng chảy nhựa rộng và dài. Hai hoặc nhiều cổng nhựa có hướng vào

trong chi tiết có thể tạo nên lưu lượng dòng chảy bằng nhau và tránh được hiện

tượng phân luồng dòng chảy, khuôn ba tấm rất phù hợp với nhiểu trường hợp.

Hình 1.2: Cấu tạo khuôn 3 tấm

1-Bạc cuống phun; 2-Vòng định vị; 3-Kênh dẫn; 4-Tấm khuôn trên;

5-Tấm khuôn dưới; 6-Sản phẩm