Tải bản đầy đủ

Bài tập 6 : Khuôn Tạo Hình Chất Dẻo

1

VẬT LIỆU HỌC – NHÓM 90

Bài tập 6 : Khuôn Tạo Hình Chất Dẻo

I/ Khái niệm cơ bản về khuôn:
Trong các loại khuôn nhựa, kết cấu khuôn dùng trong ép tạo hình, đùn tạo hình,
phun tạo hình thì phần quan trọng nhất trước hết là vùng lòng khuôn bảo đảm
điền đầy vật liệu để có được sản phẩm tạo hình như mong muốn.
Lấy lòng khuôn làm trung tâm, khuôn được tạo thành từ những chi tiết ở vùng
lòng khuôn, có thêm thiết bị đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, bộ phận gia nhiệt, bộ
phận gá lắp khuôn trên máy và các trang thiết bị khác. Ngoài các bộ phận nêu
trên ở khuôn tạo hình đùn và phun, còn có thêm bộ phận dẫn vật liệu nóng chảy
vào lòng khuôn như đậu rót, rãnh dẫn, cổng phân phối. Về cơ bản có 6 bộ phận
sau:
Vùng lòng khuôn.
Bộ phận dẫn vật liệu (ở khuôn tạo hình đùn và phun).
Thiết bị đẩy, lấy sản phẩm.
Bộ phận điều tiết nhiệt độ khuôn (bộ phận thực hiện gia nhiệt hoặc làm
nguội).

● Bộ phận gá lắp khuôn vào máy.
● Các chi tiết khuôn cơ sở.





Trong đó, vùng lòng khuôn là vùng trực tiếp tạo kích thước và hình dáng sảm
phẩm, nó được hình thành từ hốc khuôn và lõi khuôn. Thông thường kết hợp hai
cái đó gọi là “lòng khuôn” (cavity). Vì hình dáng lòng khuôn, độ chính xác kích
thước và trạng thái bề mặt của nó có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản
phẩm, nên lòng khuôn là bộ phận quan trọng nhất. Cấu tạo vùng lòng khuôn có
quan hệ mật thiết với rãnh dẫn vật liệu và tùy theo các phương pháp tạo hình ép
nhựa, đúc ép chuyển (tranfer) và ép phun mà khuôn có kết cấu đặc thù khác
nhau.
II/ Khuôn ép nhựa:
Ép nhựa là phương pháp tạo hình đại diện cho nhựa nhiệt rắn. Ngoài ra, nó là cơ
sở cho nhiều phương pháp tạo hình khác và khuôn dùng khi ép nhựa có kết cấu
khuôn cơ bản cho các phương pháp tạo hình khác.

TIỂU LUẬN 6

1


Kết cấu khuôn ép nhựa có điểm khác nhau tùy theo hình dáng sản phẩm, vật liệu
tạo hình sử dụng và chủng loại máy ép. Nhưng cũng có thể chia thành 4 loại
như sau:
● Khuôn hở.
● Khuôn kín.
● Khuôn nửa kín nửa hở.
● Khuôn ghép (split mould).

Khu«n hë

Khu«n kÝn

Khu«n nöa
kÝn nöa hë


TIỂU LUẬN 6

Khu«n trªn
MÐp c¾t bavia
S¶n phÈm
Khu«n d•íi(lßng khu«n)

Khu«n trªn
MÐp c¾t
Khu«n d•íi

Khu«n trªn
MÐp c¾t
Khu«n d•íi

2


1/ Khuôn hở:
Đó là khuôn đơn giản nhất trong số khuôn ép nhựa, như hình (2a). Khuôn
này được hình thành từ hai bộ phận khuôn trên và khuôn dưới. Nửa khuôn
trên là bộ phận khuôn đực gọi là lõi khuôn (core), còn nửa khuôn dưới là bộ
phận khuôn cái, gọi là hốc khuôn (cavity). Để toàn bộ khuôn vào giữa tấm
gia nhiệt, vừa gia nhiệt vừa đổ vật liệu dạng bột vào lòng khuôn, đặt áp vào
nửa khuôn trên. Khi đó, do áp lực, vật liệu thừa trong lòng khuôn sẽ chảy
từ thành mép cắt khuôn thành bavia. Tuy nhiên, nói chung khó đạt được
độ chính xác kích thước do có chiều dày của bavia, hơn nữa để loại bỏ
bavia cần có một số nguyên công sau đó. Vả lại, trong trường hợp vật liệu
tạo hình có vảy bavia độn vải, giấy hay sợi asbest lớn thì có nhược điểm là
khó bảo đảm lực tạo hình, cũng như khó điền đầy vật liệu.
TÊm ®Õ phÝa cè ®Þnh
TÊm gia nhiÖt phÝa cè ®Þnh
TÊm khu«n
TÊm ®Èy s¶n phÈm
VÝt h·m
Lâi
TÊm khu«n phÝa di ®éng
Lßng khu«n
TÊm gia nhiÖt phÝa di ®éng
TÊm gèi
TÊm ®Èy phÝa trªn
TÊm ®Èy phÝa d•íi
TÊm ®Õ phÝa cè ®Þnh

Hình trên biểu thị kết cấu thực tế của khuôn kiểu ép phẳng. Trên hình vẽ,
khi mở khuôn, sản phẩm tách khỏi khuôn dưới và mắc vào khuôn trên, và
người ta dùng tấm gỡ để đẩy sản phẩm rơi xuống.
Khuôn kiểu này dùng để chế tạo chi tiết có hình phẳng và tương đối đơn
giản như: hình đĩa, bát, nút công tắc. Nếu chế tạo khuôn phù hợp và lượng
vật liệu đưa vào chính xác thì cũng có thể ép sản phẩm lớn.

TIỂU LUẬN 6

3


Kết cấu khuôn tạo hình bằng cách phun hoặc ép chuyển (tranfer) mà sẽ nói
sau cũng thuộc kết cấu khuôn kiểu này.
2/ Khuôn kín:
Khuôn kín là khuôn có cấu tạo như kết hợp giữa xilanh và piston. Áp lực
đặt ở nửa khuôn trên nên có tác động trực tiếp đối với vật liệu tạo hình, đó
chính là đặc trưng của khuôn. Khuôn loại này, có thể ép sản phẩm tạo
hình đơn giản với vật liệu có độn vải hay sợi amiang mà ở khuôn ép phẳng
khó thực hiện. Hơn nữa, khuôn này cũng có thể cho hình dáng sản phẩm có
độ chính xác cao nhất. Tuy nhiên loại này có nhược điểm là hầu như vật
liệu nóng chảy không thoát ra ngoài được, nếu không đảm bảo lượng vật
liệu chính xác thì khó đạt độ chính xác theo chều sâu sản phẩm. Ngoài ra
khuôn dễ bị nghiêng đi ở mối ghép giữa khuôn trên và khuôn dưới nên
chiều dày sản phẩm sẽ bị lệch, khuôn dễ bị xước và in vết lên sản phẩm.
3/ Khuôn nửa kín nửa hở:
Khuôn này là khuôn tổng hợp giữa khuôn ép phẳng và khuôn ép chìm và
được sử dụng như là khuôn ép chìm ở nửa đầu hành trình ép, nhưng phần
sau làm việc như khuôn ép phẳng. Khuôn trên và dưới được đỡ bằng bộ
phận ép. Vật liệu thừa chảy ra từ lòng khuôn sẽ được cắt đứt ở bộ phận đỡ
gờ này.

TIỂU LUẬN 6

4


4/ Khuôn ghép:
S¶n phÈm
Lâi gi÷a
RÝm ghÐp
§Õ

Ở sản phẩm có vai như là lõi cuộn dây điện, thì người ta dùng kết cấu
khuôn mở. Hơn nữa, sản phẩm có vùng cắt ngang (under cut), như lỗ mặt
bên trên hình trên, thì coi vùng cắt ngang như là chi tiết khuôn đặc biệt và
có thể sử dụng khuôn có kết cấu lõi trượt với khả năng chuyển động
ngang khi đóng mở khuôn.

TIỂU LUẬN 6

5


III/ Khuôn tạo hình bằng cách ép chuyển:
Phương pháp tạo hình này sử dụng máy ép áp lực thông thường như dưới, áp lực
tác động phun vật liệu dạng chảy lỏng vào lòng khuôn. Nhìn chung, kết cấu
khuôn đơn giản và cũng có ưu điểm là thiết bị rẻ tiền.
§Õ piston
Piston
§Ëu rãt
TÊm trªn
TÊm d•íi

Chèt dÉn h•íng
S¶n phÈm

§Õ d•íi

Trong trường hợp số lượng sản xuất ít, cũng có thể áp dụng hình thức này.
Nhưng trường hợp sản lượng nhiều hoặc kích thước chi tiết lớn, ta cố định
chày piston vào bàn máy ép áp lực (bàn cố định) và lắp ống piston vào tấm
trung gian, và cố định phần lòng khuôn vào bàn di động.

TIỂU LUẬN 6

6


IV/ Khuụn ẫp Phun :
Khuụn l mt thit b trong cụng ngh ộp phun dựng to hỡnh dỏng sn phm.
Khuụn cú hai na khuụn, mi na gn vo mi tm tht khuụn trờn mỏy ộp:
Na khuụn gn vo tht c nh gi l khuụn cỏi Core.
Na khuụn gn vo tht di ng gi l khuụn c Cavity.
Cấu trúc cơ bản của khuôn đợc xác định tùy thuộc nhiều yếu tố nh: hình dáng
vật đúc, số lợng sản phẩm, vật liệu của vật đúc hoặc là vị trí cửa rót.
Cấu trúc của khuôn đợc phân loại theo khuôn 2 tấm, khuôn 3 tấm, khuôn
không dãnh dẫn và khuôn đặc biệt, mỗi loại có đặc điểm riêng.
1/ Khuụn hai tm:
Khuụn 2 tm l khuụn cú cỏc kờnh dn cựng nm trờn mt mt phng.
Khuụn hai tm l loi khuụn ph bin nht. So vi khuụn ba tm thỡ khuụn
hai tm n gin hn, r hn v cú chu k ộp phun ngn hn.

c im khuụn 2 tm

TIU LUN 6

7


Các thành phần của khuôn 2 tấm gồm:

Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nguội:
+ Đối với khuôn hai tấm có một lòng khuôn
thì không cần đến kênh dẫn nhựa mà nhựa
sẽ điền đầy trực tiếp vào lòng khuôn thông
qua bạc cuống phun.
+ Đối với khuôn hai tấm có nhiều lòng
khuôn thì ta cần quan tâm đến việc thiết kế
kênh dẫn và miệng phun sao cho nhựa có
thể điền đầy các lòng khuôn cùng lúc.

TIỂU LUẬN 6

8


Khuôn 2 tấm có kênh dẫn nóng:
Với loại khuôn này, nhựa luôn ở trạng thái chảy lỏng do được gia nhiệt
trong hệ thống kênh dẫn nóng (hot runner), vật phun ra không có kênh
nhựa kèm theo nên giảm được lượng nhựa dư
thừa.Tuy nhiên giá thành cho một
bộ khuôn trang bị hệ thống kênh
dẫn nóng rất đắt tiền nên chỉ
dùng nó cho những sản phẩm có
yêu cầu kĩ thuật cao.

* Ưu điểm của khuôn 2 tấm:
● Cấu trúc đơn giản hơn là khuôn 3 tấm hoặc khuôn không rãnh dẫn.
● Giá thành khuôn có thể giảm.
● Hệ thống rót bao gồm cổng phân phối (miệng phun) cạnh (side gate), và

cổng phân phối trực tiếp (direct gate), cổng phân phối ngầm (submarine
gate), và trực tiếp thường sử dụng nhiều hơn.
● Với cửa rót ngầm, ta có thể tách chi tiết khỏi rãnh dẫn (bao gồm đậu rót
và cổng phân phối), như vậy không cần có bước cắt bỏ nó sau khi đúc (ta
sẽ học từng bộ phận của rãnh dẫn trong hệ thống rãnh "Runner System").
*Nhược điểm:
● Cổng phân phối cạnh và cổng phân phối trực tiếp cần phải loại bỏ rãnh
dẫn, nên chúng khó tự động hóa và không tiết kiệm.
TIỂU LUẬN 6

9


● Cụm đậu rót rãnh dẫn và cổng phân phối:
● Sự liên hệ với như là biểu diễn hình dưới, chúng được đánh dấu riêng.
● Tuy nhiên việc xử lý rãnh dẫn bao gồm cả việc loại bỏ đậu rót và cổng

phân phối.
● đậu rót: là lối vào, nơi mà nhựa nóng được phun vào khuôn.
● Rãnh dẫn: kênh chuyển nhựa nóng tới chi tiết.
● Cổng phân phối: là miệng phun nhựa vào chi tiết từ rãnh dẫn.
2/ Khuôn ba tấm:

Khuôn 3 tấm là khuôn mà các kênh dẫn nhựa không cùng nằm trên cùng một
mặt phẳng. So với khuôn hai tấm thì hệ thống kênh dẫn của khuôn ba tấm
được đặt trên tấm thứ hai song song với mặt phân khuôn chính. Chính nhờ tấm
thứ hai này mà kênh dẫn và cuống phun có thể được rời ra khỏi sản phẩm khi
mở khuôn (tự cắt đuôi keo).

Kết cấu khuôn 3 tấm

Khuôn ba tấm được dùng khi mà toàn bộ hệ thống kênh dẫn không thể bố trí
trên cùng một mặt phẳng như ở khuôn hai tấm. Điều này có thể là do:
– Khuôn có nhiều lòng khuôn.
– Khuôn có một lòng khuôn nhưng phức tạp nên cần hơn một vị trí phun nhựa.
– Vì phải cân bằng dòng nhựa giữa các kênh dẫn với nhau nên buộc phải thiết
kế kênh dẫn không nằm trên mặt phân khuôn.

⇒ Điểm đặc trưng của khuôn ba tấm là tự cắt đuôi keo.
TIỂU LUẬN 6

10


*Trình tự mở các tấm trong khuôn 3 tấm theo 1 – 2 - 3

TIỂU LUẬN 6

11


3/ Khuôn không rãnh:
Khuôn không rãnh dẫn là khuôn có đặt bộ gia nhiệt vào vùng đậu rót hoặc rãnh
dẫn, làm cho vật liệu luôn ở trạng thái lưu động, không đông cứng.
ở khuôn 2 tấm và khuôn 3 tấm cần tháo các chi tiết và rãnh dẫn (runners),
khuôn không rãnh dẫn chỉ cần tháo chi tiết để lại rãnh dẫn ở trong khuôn.
Có 4 kiểu chủ yếu:
- Kiểu họng phun kéo dài (Extention Nozzle)
- Kiểu giếng (Well Type)
- Kiểu rãnh dẫn cách ly (Insulated Runner)
- Kiểu rãnh dẫn nóng (Hot Runner) ( được dùng nhiều nhất)
Trong hai kiểu đầu là loại không có đậu rót nên cũng gọi là không rãnh dẫn.
Còn hai kiểu sau mới thực sự là khuôn không rãnh dẫn.
*Ưu điểm:
● Do rãnh dẫn không được lấy ra mà chỉ có phần chi tiết được tháo ra nên

không cần có bộ phận tháo rãnh dẫn. Không phải loại bỏ rãnh dẫn.
● Đậu rót hoặc rãnh dẫn luôn được nung nóng bởi bộ gia nhiệt, do đó nhựa
nóng chảy điền đầy tốt.
● Nó phù hợp cho quá trình tự động hóa và có hiệu quả cao khi sản xuất với
sản lượng lớn;
*Nhược điểm:
● Kết cấu khuôn phức tąp.
● Giá thành khuôn cao.
● Nąp liệu mất nhiều thời gian.

Để làm núng chảy vật liệu (molding material), nhựa thờng được làm chảy dẻo
(plastication) trong xi lanh phun. Tuy nhiên khuôn không rãnh dẫn áp dụng
phương pháp rãnh dẫn nóng, nó làm tan chảy vật liệu bằng bộ gia nhiệt.

TIỂU LUẬN 6

12


Có 2 kiểu làm rãnh dẫn nóng: kiểu nung
nóng bên trong dùng để nung nóng vật liệu
từ chỗ họng phun phụ, và kiểu nung nóng
từ bên ngoài để nung nóng vật liệu từ
ngoài họng phun phụ như sau:
● Kiểu nung nóng trong

 Hiệu suất nhiệt cao.
 Cản trở dòng chảy nhiều.
 Khó thay đổi màu (do còn lớp đông cứng bên trong)

● Kiểu nung nóng ngoài

 Hiệu suất nhiệt cao
 Ít cản trở dòng chảy

Điều kiện thích hợp của vật liệu của khuôn rãnh dẫn nóng như sau:
● Không nhąy cảm với nhiệt độ, độ ổn định nhiệt cao và dễ đúc ở nhiệt độ





thấp
Không nhąy cảm với áp suất, đúc phun phải đợc làm ở nhiệt độ thấp.
Nhiệt độ làm biến dąng nhiệt cao để có thể nhanh chóng lấy vật đúc ra.
Độ dẫn nhiệt cao.
Nhiệt dung riêng thấp.

TIỂU LUẬN 6

13


V/ Chức năng của các bộ phận chính của khuôn ép nhựa:
1/ Các bộ phận chính:
Tấm khuôn trước (thường là tấm hốc): Là phần cố định của khuôn, thường
tạo thành phần ngoài của sản phẩm.
Tấm khuôn sau (thường là tấm lõi): Là phần chuyển động của khuôn,
thường tạo nên phần trong của sản phẩm.

Hệ thống đẩy:
Chức năng của hệ thống đẩy là lấy sản phẩm ra sau khi khuôn mở. Do vật
liệu dẻo đều bị co lại khi chuyển từ trạng thái lỏng sang rắn trong quá
trình làm nguội nên sản phẩm tạo thành sẽ bó lại trên lõi. Đây là thực tế
thường xảy ra do đó cần có biện pháp để các sản phẩm tự rơi khỏi khuôn.
Với các khuôn thông thường có thể dựng một chốt hồi và một lò xo, còn
đối với các khuôn cỡ lớn người ta có thể dựng chốt hồi có lò xo khớ nộn

TIỂU LUẬN 6

14


Hình vẽ sau minh họa một ví dụ của khuôn cỡ lớn.

2/ Trình tự các chuyển động mở khuôn:
a/ Mở khuôn:

TIỂU LUẬN 6

15


- Nhựa nóng chảy điền đầy khuôn, khi nguội và đông đặc hoàn toàn khuôn

bắt đầu mở từng dần bước.
- Nếu có phần cắt ngang trên chi tiết, nó sẽ giải quyết ngay ở lúc này nhờ
chốt xiên angular pin và lõi trượt slide core
- Nếu góc nghiêng của lõi trượt không lớn hơn góc nghiêng của chốt xiên thì
sẽ có va chạm khi mở khuôn hoặc không chặn được khối trượt
b/ Mở hoàn toàn:

- Sau khi chốt xiên ra hết khỏi lõi trượt, khuôn mở nhanh. Lõi trượt phải

được phải ở vị trí được ra hết khỏi phần cắt ngang.
- Sau đó bộ phận đẩy bắt đầu đẩy tấm đẩy đi lên

TIỂU LUẬN 6

16


- Tấm đẩy đẩy các chốt đẩy và lõi nới lỏng nhờ cần đẩy của khuôn và sản

phẩm từ từ rời ra.
- Cần đặc biệt chú ý xem có các gân hay vấu lồi trên hành trình của tháo
lỏng không. Điều đó có thể làm lõi tháo lỏng bị vướng, không thể di
chuyển được theo yêu cầu.

TIỂU LUẬN 6

17


18

VẬT LIỆU HỌC – NHÓM 90

- Đẩy chi tiết xong , tấm đẩy hết hành trình

- Khi tấm đẩy đi hết hành trình, lõi tháo lỏng phải di chuyển về phía có thể

tháo sản phẩm ra được.
- Phải chú ý đến vấn đề sau đây khi xử lý phần cắt ngang bằng lõi nới lỏng.
- Nếu lõi nới lỏng không di chuyển về phía trong để sản phẩm có thể tháo ra
được thì sẽ không lấy được sản phẩm ra.

TIỂU LUẬN 6

18



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×