Ứng Dụng Công Nghệ Cad Cam Cae Và Cnc Để Thiết Kế Và Gia Công Khuôn Ép Nhựa Cho Sản Phẩm Nắp Vỏ Máy Nén Khí Puma

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CAE VÀ CNC

ĐỂ THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG KHUÔN ÉP NHỰA

CHO SẢN PHẨM NẮP VỎ MÁY NÉN KHÍ PUMA

Sinh viên thực hiện: Kim Ngọc Đan

Mã sinh viên: 1651060323

Lớp: K61-KTCK

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Đặng Thị Hà

Hà Nội, tháng 10 năm 2022

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan: Khoá luận tốt nghiệp này là kết quả nghiên cứu của riêng

em, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của Th.S. Đặng Thị Hà, đảm bảo

tính trung thực và tuân thủ các quy định về trích dẫn, chú thích tài liệu tham khảo.

Em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này!

Hà nội, ngày …… tháng ……năm 2022

Sinh viên

(Ký và ghi rõ họ tên)

i

LỜI CẢM ƠN

Qua gần thời gian tìm hiểu và làm việc, đề tài tốt nghiệp của em đã được

hoàn thành. Để có kiến thức và kết quả thực tế ngày hôm nay, trước hết em xin chân

thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong khoa Cơ Điện và Công Trình trường Đại Học

Lâm Nghiệp Việt Nam đã giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức cơ bản

trong 4 năm Đại Học. Bên cạnh đó em xin gửi lời cảm ơn trân thành đến Th.S.

Đặng Thị Hà đã hướng dẫn, giúp đỡ, chia sẻ kinh nghiệm và tạo mọi điều kiện

thuận lợi giúp em hoàn thành tốt nội dung của khóa luận tốt nghiệp này.

Vời thời gian thực tập còn hạn chế và hiểu biết thực tế còn nhiều bỡ ngỡ nên

bài báo cáo của em không tránh khỏi những thiếu sót. Nên em mong nhận được ý

kiến đóng góp để em có thể đúc kết được nhiều bài học và kinh nghiệm cho bản

thân, từ đó giúp ích được nhiều cho em khi chính thức bước vào môi trường làm

việc.

Cuối cùng em xin gửi đến quý thầy cô lời chúc sức khỏe và thành công trong

sự nghiệp giảng dạy. Chúc toàn khoa Cơ Điện và Công Trình nói riêng và toàn

trường Đại Học Lâm Nghiệp nói chung ngày càng phát triển và đào tạo ra nhiều

sinh viên ưu tú.

Em xin trân trọng cảm ơn!

ii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần hóa học typical analysis................................................9

Bảng 1.2.Thành phần hóa học chủ yếu(%).......................................................9

Bảng 1.3.thành phần hóa học của thép C45....................................................10

Bảng 3.1 : Thông số nhựa ABS.......................................................................44

Bảng 3.2: Thông số máy ép phun....................................................................45

Bảng 4.1: chế độ cắt nguyên công 1................................................................65

Bảng 4.2: chế độ cắt của nguyên công 2.........................................................68

Bảng 4.3: chế độ cắt nguyên công 3................................................................68

Bảng 4.4:Chế độ cắt nguyên công 4................................................................71

Bảng 4.5: Thông số cắt....................................................................................77

iii

DANH MỤC HÌNH

Sơ đồ 1.1: Phân loại chất dẻo............................................................................4

Hình 1.1: Các loại thiết bị cán chữ I, L,F, Z.....................................................7

Sơ đồ 1.2: Công nghệ đùn chất dẻo...................................................................8

Hình 1.2: Máy ép phun....................................................................................10

Hình 1.3: Cấu tạo trục vít................................................................................11

Hình 1.4: Bộ hồi tự hở.....................................................................................12

Hình 1.5: Mô hình khuôn...............................................................................13

Hình 1.6: Cấu tạo khuôn ép phun....................................................................14

Hình 1.7: Cấu tạo khuôn thực tế......................................................................15

Hình 1.8: Nhóm khuôn đơn giản.....................................................................16

Hình 1.9: Nhóm khuôn có lõi phụ...................................................................16

Hình 1.10: Cấu tạo khuôn 2 tấm cơ bản..........................................................17

Hình 1.11: Cấu tạo khuôn 3 tấm.....................................................................18

Hình 1.12 : Cấu tạo của khuôn nhiều tầng......................................................19

Sơ đồ 1.3: Các bước làm khuôn......................................................................20

Hình 1.13: Quá trình ép phun........................................................................21

Sơ đồ 2.1: Mối quan hệ CAD/CAM/CAE/CNC.............................................24

Sơ đồ 2.2: Quy trình thiết kế & chế tạo khuôn theo phương pháp................24

truyền thống.....................................................................................................24

Sơ đồ 2.3: Quy trình thiết kế & chế tạo khuôn theo phương pháp hiện nay.25

Sơ đồ 2.4: Các bước chế tạo khuôn mẫu cổ điển............................................25

Sơ đồ 2.5: Các bước chế tạo khuôn mẫu có sự giúp đỡ của CAE...................25

Hình 2.1: Sơ đồ máy chung CNC....................................................................26

Hình 2.2: Trạm gia công khuôn mẫu nhanh...................................................27

Hình 2.3: Máy CNC nhận chỉ thị định vị (Drive Motor Signal) từ chương

trình CNC. Động cơ chủ động (Drive Motor) chạy số vòng tương ứng để quay

trục vít me bi để dịch chuyển..........................................................................31

Sơ đồ 2.6: Sơ đồ hệ thống CATIA..................................................................33

Hình 2.4 Kết quả mô tả đường chạy dao........................................................38

Hình 3.1 : Vòng định vị bạc cuống phun........................................................54

Hình 3.2: Bạc cuống phun...............................................................................55

iv

Hình 3.4: Kênh dẫn nhựa...............................................................................56

Hình 3.5: Miệng phun.....................................................................................57

Hình 3.6: Chốt đẩy..........................................................................................57

Hình 3.7: Sơ đồ đẩy sản phẩm........................................................................58

Hình 3.8: Quá trình đẩy sản phẩm ra khỏi Khuôn..........................................58

Hình 3.9: Bản vẽ lắp khuôn.............................................................................59

Hìn.10: Chốt xiên h 3......................................................................................59

Hình 3.11 : Lắp ráp Khuôn hoàn thiện...........................................................60

Hình 4.3: Dao FLAT.......................................................................................75

Hình 4.4: Dao BALL-2...................................................................................76

Hình 4.5: Dao FLAT-2....................................................................................76

Hình 4.6: Dao FLAT-1....................................................................................76

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN..............................................................................................i

LỜI CẢM ƠN...................................................................................................ii

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

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

MỤC LỤC........................................................................................................vi

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

PHẦN MỞ ĐẦU...............................................................................................2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT KHUÔN MẪU

...........................................................................................................................4

1.1. Tìm hiểu vật liệu chế tạo sản phẩm nhựa và khuôn..................................4

1.1.1. Vật liệu chế tạo sản phẩm nhựa..............................................................4

1.1.2. Các phương pháp gia công chất dẻo.......................................................7

1.1.3. Vật liệu chế tạo khuôn.............................................................................8

1.2. Tìm hiểu về máy ép phun........................................................................10

1.2.1. Cấu tạo máy ép phun.............................................................................10

1.3. Tìm hiểu khuôn ép phun.........................................................................13

1.3.1. Phân loại các bộ khuôn ép phun............................................................13

1.3.2. Đặc điểm cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các bộ khuôn...............17

1.3.3. Cơ sở lý thuyết thiết kế khuôn..............................................................20

1.4. Tìm hiểu công nghệ ép phun nhựa..........................................................20

CHƯƠNG 2. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CAE VÀ CNC.......22

2.1. Công nghệ CAD/CAM/CAE....................................................................22

2.1.1. Công nghệ CAD....................................................................................22

2.1.2. Công nghệ CAM..................................................................................23

2.1.3. Công nghệ CAE...................................................................................23

2.1.4. Quy Trình liên thông CAD/CAM/CAE................................................24

2.2. Tìm hiểu công nghệ CNC.........................................................................26

2.2.1. Kết cấu máy CNC nói chung................................................................26

vi

2.3. Phần mềm CATIA trong thiết kế chi tiết và khuôn mẫu..........................32

2.3.1 Cấu Trúc Phần Mềm CATIA..............................................................33

2.3.2 Sử dụng phần mềm Catia để lập trình và mô phỏng gia công..............35

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ

KHUÔN ÉP NHỰA NẮP MÁY NÉN KHÍ PUMA.......................................43

3.1. Tính toán thiết kế chi tiết nắp máy nén khí Puma....................................43

3.1.1 Loại hình sản xuất................................................................................43

3.1.2 Chọn vật liệu chế tạo chi tiết và khuôn................................................44

3.1.3. Chọn máy ép phun..............................................................................44

3.1.4 Tính toán số lòng khuôn và phương án bố trí lòng khuôn..................45

3.1.5 Tính toán cối khuôn và chày khuôn.....................................................47

3.2. Tính toán lực phun và lưu lượng nhựa....................................................48

3.3. Ứng dụng Catia để thiết kế khuôn..........................................................48

3.3.1. Thiết kế tạo hình dáng của sản phẩm bằng phần mền Catia.................48

3.3.2. Thiết kế khuôn ép chi tiết nắp máy nén khí Puma...............................49

3.4. Một số hệ thống trong khuôn ép nhựa.....................................................54

3.4.1. Kênh dẫn nguội....................................................................................54

3.4.2. Thiết kế hệ thống đẩy............................................................................57

3.4.3. Hệ thống dẫn hướng..............................................................................60

CHƯƠNG 4. LẬP QUY TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN................................61

4.1. Xác định các dạng sản xuất......................................................................61

4.2. Xác định phương pháp chế tạo phôi.........................................................61

4.3. Lập các thứ tự nguyên công chế tạo khuôn ép chi tiết vỏ nắp máy nén khí

Puma................................................................................................................62

4.4. Tính toán thiết kế các nguyên công..........................................................62

4.4.1 Nguyên công 1: Phay thô - tinh mặt phẳng lớn 1..................................62

4.1.2. Nguyên công 2: phay thô +phay tinh các mặt bên................................65

4.4.3 Nguyên công 3: Mài các mặt phăng lớn.................................................68

4.4.4. Nguyên công 4: Khoan kênh làm mát và khoan lỗ chốt xiên...............69

vii

4.4.5 Nguyên công 5: Khoan, khoét.doa và taro các lỗ chốt dẫn hướng và

chốt đẫy...............................................................................................................

71

4.4.7 Nguyên công 7 : Nguyên công xung điện cực.......................................77

4.4.8 Nguyên công 8: Mạ điện crom..............................................................77

4.4.9 Nguyên công 9: Đánh bóng lòng khuôn.................................................77

4.4.10 Nguyên công 10. Tổng kiểm tra...........................................................77

4.5. Lập trình gia công khuôn trên phần mềm catia........................................77

4.5.1 Gia công lòng khuôn..............................................................................78

4.5.2 Gia công lõi khuôn.................................................................................78

4.5.3 Xuất chương trình CNC.........................................................................79

KẾT LUẬN.....................................................................................................80

viii