Đăng ký Đăng nhập
Trang chủ ứng dụng công nghệ cadcaecam trong thiết kế gia công khuôn vỏ máy khoan điện cầm...

Tài liệu ứng dụng công nghệ cadcaecam trong thiết kế gia công khuôn vỏ máy khoan điện cầm tay

.PDF
203
125
148

Mô tả:

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG CAD/CAE/CAM TRONG THIẾT KẾ KHUÔN NHỰA CHI TIẾT VỎ MÁY KHOAN ĐIỆN CẦM TAY Người hướng dẫn: TS NGUYỄN QUANG KHUYẾN Người thực hiện: NGUYỄN HỮU GIÁP Lớp: 13060201 Khoá: 17 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2018 Khóa luận tốt nghiệp i GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt bài báo cáo tốt nghiệp này em cũng xin chân thành cảm ơn Khoa Khoa Học Ứng Dụng- trƣờng Đại học Tôn Đức Thắng, Bộ môn Vật liệu hữu cơ đã tạo điều kiện để em có đợt thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Em xin cảm ơn Thầy Nguyễn Quang Khuyến đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành tốt bài báo cáo. Trong quá trình thực hiện khóa luận, cũng nhƣ trong quá trình hoàn thiện bài báo cáo mặc dù em đã rất cố gắng nhƣng do kiến thức cũng nhƣ kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của Bộ môn và thầy cô để em học thêm đƣợc nhiều kinh nghiệm và bài báo cáo đƣợc hoàn thiện hơn. Lời cuối cùng để tỏ lòng biết ơn chân thành em xin kính chúc Quý Thầy cô trƣờng Đại học Tôn Đức Thắng luôn dồi dào sức khỏe và nhiệt huyết để tiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ mai sau. Chân thành cảm ơn! SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp ii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAE/CAM ............................ 2 1. Giới thiệu chung: ................................................................................................. 2 1.1. Các định nghĩa về CAD, CAM, CAE :............................................................. 5 1.1.1. CAD (Computer-Aided Design) ............................................................ 5 1.1.2. CAM (Computer-Aided Manufacturing) ............................................... 6 1.1.3.CAE (Computer-Aided Engineering) ..................................................... 6 1.1.4. Sử dụng hệ thống CAD/CAM/CAE để phát triển sản phẩm ..................... 7 CHƢƠNG II: CÔNG NGHỆ ÉP PHUN VÀ VẬT LIỆU ÉP PHUN ......................... 9 2.1. Cấu tạo chung máy ép phun.............................................................................. 9 2.1.1. Hệ thống khuôn [1,3] ............................................................................... 12 2.1.2. Hệ thống kẹp ............................................................................................ 13 2.1.3. Nguyên lý hoạt động của máy ép phun. [3] ............................................. 13 2.2. Vật liệu polymer dùng trong công nghệ ép phun ........................................... 14 2.2.1. Nhựa PP (Poly Propylene) [2] ................................................................. 14 2.2.2. Nhựa HDPE (High Density Polyethylene) [2] ........................................ 15 2.2.3. Nhựa LDPE (Low Density Polyethylene) [2] ......................................... 16 2.2.4. Nhựa ABS (Acrylonitrile Butadien Styrene) [2] ..................................... 17 2.3. Cơ sở lý thuyết về ảnh hƣởng nhiệt độ đến độ cong vênh sản phẩm. ............ 18 2.3.1. Khái niệm về độ cong vênh ..................................................................... 18 2.3.2. Nguyên nhân gây ra hiện tƣợng co rút cong vênh sản phẩm .................. 18 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp iii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 2.3.3. Đặc điểm trong hiện tƣợng co rút cong vênh sản phẩm .......................... 19 2.3.4. Hiện tƣợng co rút, cong vênh của sản phẩm nhựa: ................................. 19 2.3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ nhựa đến độ co rút cong vênh sản phẩm .......... 20 2.3.6. Ảnh hƣởng của nhiệt độ khuôn đến độ co rút cong vênh sản phẩm........ 21 CHƢƠNG III: CƠ SỞ THIẾT KẾ KHUÔN MẪU .................................................. 22 3.1. Giới thiệu chung về khuôn mẫu tạo hình........................................................ 22 3.2. Khuôn cho sản phẩm nhựa ............................................................................. 22 3.3. Cấu tạo chung và chức năng của một bộ khuôn ép phun nhựa ...................... 23 3.4. Vai trò của các bộ phận trong bộ khuôn: ........................................................ 24 3.5. Hệ thống đẩy trong khuôn .............................................................................. 27 3.6. Hệ thống làm nguội khuôn ............................................................................. 28 3.6.1. Các phƣơng pháp làm nguội: ................................................................... 28 3.7. Hệ thống dẫn nhựa .......................................................................................... 28 CHƢƠNG IV: CÁC LƢU Ý KHI THIẾT KẾ SẢN PHẨM TRONG CÔNG NGHỆ ÉP PHUN ....................................................................................................................... 30 4.1. Khái quát các vấn đề liên quan đến thiết kế sản phẩm ép phun ..................... 30 4.2. Một số vấn đề cần quan tâm trong quá trình thiết kế hình học sản phẩm. ..... 30 4.2.1. Góc thoát khuôn ....................................................................................... 30 4.2.2. Bề dày thành ............................................................................................ 31 4.2.3 Góc bo ....................................................................................................... 33 4.2.4. Gân ........................................................................................................... 34 CHƢƠNG V: THIẾT KẾ CHI TIẾT ........................................................................ 37 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp iv GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 5.1. Thiết kế chi tiết (part) trong môi trƣờng Workbench ..................................... 37 5.2. Bo tròn cạnh .................................................................................................... 39 5.3. Tạo vỏ ............................................................................................................. 40 5.4. Tạo gân cho chi tiết......................................................................................... 42 CHƢƠNG VI: THIẾT KẾ KHUÔN CHO CHI TIẾT VỎ MÁY KHOAN ĐIỆN CẦM TAY ..................................................................................................................... 44 6.1 Thiết kế khuôn tổng thể ................................................................................... 44 6.1.1 Phân tích lõi khuôn (Core) và lòng khuôn (Cavity) ................................. 44 6.2. Thiết kế kết cấu khuôn cho sản phẩm............................................................. 48 6.2.1 Tạo bộ khuôn ............................................................................................ 48 6.2.2 Tạo mặt phân khuôn cho chi tiết .............................................................. 50 6.3. Lắp ráp các chi tiết vào khuôn ........................................................................ 51 6.3.1. Lắp trục dẫn hƣớng .................................................................................. 51 6.3.2. Lắp bạc dẫn hƣớng .................................................................................. 51 6.3.3. Lắp cuống phun ....................................................................................... 52 6.3.4. Lắp bạc cuống phun ................................................................................. 53 6.3.5. Lắp bu lông cố định bạc cuống phun ....................................................... 53 6.3.6. Lắp bu lông cố định tấm miếng ghép khuôn âm và tấm kẹp trên ........... 54 6.3.7. Lắp ráp bu lông cố định tấm miếng ghép khuôn dƣơng và tấm kẹp dƣới. ................................................................................................................................ 54 6.3.4 Lắp các chốt hồi ........................................................................................ 56 6.3.8 Lắp chốt đẩy sản phẩm ............................................................................. 56 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp v GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 6.3.5. Lắp các chốt đẩy ...................................................................................... 57 CHƢƠNG VII: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM MOLDFLOW............................. 59 7.1. Giới thiệu chung: ............................................................................................ 59 7.2. Lợi ích của ứng dụng moldflow ..................................................................... 59 7.3 Cơ sở lý thuyết của phần mềm MOLDFLOW ................................................ 60 7.3.1 Lý thuyết về phần tử hữu hạn khi chia lƣới sản phẩm ............................. 60 7.3.2 Độ nhớt của chất lỏng ............................................................................... 60 7.3.3 Lý thuyết về truyền nhiệt .......................................................................... 61 7.4 Thông số đầu vào của việc phân tích dòng chảy trong công nghệ ép phun .... 62 7.5. Kết quả của việc phân tích mô phỏng dòng chảy ........................................... 63 7.6. Sai số giữa kết quả phân tích MOLDFLOW với thực tế ép phun sản phẩm.. 63 CHƢƠNG VIII: TẠO MESH VÀ SỬA LỖI TẠO MESH ...................................... 65 8.1.Khái quát .......................................................................................................... 65 8.2.Tạo lƣới ............................................................................................................ 67 8.3. Thảo luận về việc chia lƣới............................................................................. 70 8.4. Chỉnh sửa các lỗi xảy ra trên lƣới đƣợc chia .................................................. 72 CHƢƠNG IX: TỐI ƢU HÓA VỊ TRÍ ĐẶT CỔNG PHUN ..................................... 75 9.1. Khái quát ......................................................................................................... 75 9.2. Quy trình thực hiện phân tích chọn vị trí cổng phun phù hợp ........................ 75 9.3. Thiết lập cài đặt cho phân tích vị trí đặt cổng phun ....................................... 76 9.4. Các kết quả có đƣợc từ phân tích vị trí cổng phun phù hợp ........................... 78 9.5. Chạy phân tích điền đầy nhanh (Fill Fast analysis) ........................................ 79 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp vi GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến CHƢƠNG X: TỐI ƢU HÓA CÁC THÔNG SỐ QUÁ TRÌNH (PROCESS PARAMETERS) ............................................................................................................ 82 10.1. Khái quát ....................................................................................................... 82 10.2. Chạy phân tích cửa sổ khuôn ép phun khuôn mẫu ....................................... 82 10.3. Chọn lựa vật liệu ép phun phù hợp ............................................................... 85 CHƢƠNG XI: TỐI ƢU HÓA QUÁ TRÌNH ĐIỀN ĐẦY KHUÔN......................... 94 11.1. Khái quát ....................................................................................................... 94 11.2. Quy trình để tiến hành một tối ƣu hóa điền đầy ........................................... 95 11.3. Tính toán hệ thống kênh dẫn nhựa ............................................................... 97 11.4. Các kết quả có đƣợc từ phân tích điền đầy (Fill Analysis) ........................ 100 CHƢƠNG XII: PHÂN TÍCH SỰ ĐỊNH HƢỚNG CỦA SỢI ................................ 115 12.1. Khái quát ..................................................................................................... 115 12.2. Tiêu chuẩn thiết kế...................................................................................... 115 12.3. Xem xét các kết quả định liên quan đến sự định hƣớng của sợi ................ 115 CHƢƠNG XIII: TỐI ƢU HÓA CÁC THÔNG SỐ LÀM NGUỘI KHUÔN (COOLING ANALYSIS) ............................................................................................ 120 13.1. Khái quát ..................................................................................................... 120 13.2. Tiêu chuẩn thiết kế...................................................................................... 120 13.3. Quy trình tối ƣu hóa các thông số trong phân tích làm nguội khuôn ......... 122 13.4. Tính toán kích thƣớc kênh làm mát trong khuôn [5,6] ............................... 124 13.5. Đánh giá các kết nhận đƣợc từ phân tích làm mát...................................... 128 13.5.1. Xem lại các kết quả chính.................................................................... 128 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp vii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 13.5.2. Các kết quả bổ trợ ................................................................................ 135 CHƢƠNG XIV: TỐI ƢU HÓA PACKING PROFLIE .......................................... 144 14.1. Khái quát ..................................................................................................... 144 14.2. Tiêu chuẩn thiết kế...................................................................................... 144 14.3. Quy trình tối ƣu hóa profile bảo áp (Packing) ............................................ 144 14.4. Xác định áp suất packing ban đầu [4]......................................................... 146 14.5. Xác định thời gian packing ban đầu ........................................................... 148 14.6. Chạy phân tích packing lần 1...................................................................... 149 14.6.1. Các kết quả nhận đƣợc từ lần chạy phân tích packing đầu tiên .......... 150 14.7.Chạy phân tích packing thứ hai ................................................................... 156 14.8. Chạy phân tích packing thứ ba ................................................................... 157 14.8.1. Đánh giá chất lƣợng phân tích packing lần 3 ...................................... 158 CHƢƠNG XV: PHÂN TÍCH CONG VÊNH TRÊN CHI TIẾT ............................ 160 15.1. Tiêu chuẩn thiết kế...................................................................................... 160 15.2. Xác định độ lớn của cong vênh .................................................................. 160 15.2.1. Chạy phân tích cong vênh ................................................................... 161 15.2.2. Kết quả tổng quan đánh giá độ lớn của cong vênh trên chi tiết .......... 161 15.3. Xác định nguyên nhân của cong vênh (Warpage) ...................................... 164 15.3.3. Kết quả đánh giá nguyên nhân chủ yếu gây cong vênh trên chi tiết ... 166 CHƢƠNG XVI: MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN MẪU ........... 169 16.1. Khái quát về phần mềm mô phỏng gia công cắt gọt kim loại SOLIDCAM .................................................................................................................................. 169 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp viii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến 16.2. Khái niệm cơ bản ........................................................................................ 170 16.3. Tổng quan về quy trình gia công trong SolidCAM .................................... 171 16.3.1. Xác định phần CAM-Part .................................................................... 171 16.3.2. Chế độ gia công phay .......................................................................... 173 16.4. Gia công khuôn cái ..................................................................................... 179 16.5. Gia công khuôn đực .................................................................................... 181 KẾT LUẬN ............................................................................................................. 184 TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 185 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp ix GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Sơ đồ cấu tạo máy ép phun. ......................................................................... 9 Hình 2.2: Hệ thống hỗ trợ ép phun. ............................................................................. 9 Hình 2.3: Vòng gia nhiệt. .......................................................................................... 10 Hình 2.4: Cấu tạo trục vít. ......................................................................................... 10 Hình 2.5: Van một chiều. ........................................................................................... 10 Hình 2.6: Các loại bộ hồi tự hở. ................................................................................ 11 Hình 2.7: Vòi phun. ................................................................................................... 11 Hình 2.8: Các thành phần trong khuôn. ..................................................................... 12 Hình 2.9: Các kiểu rãnh dẫn [4]................................................................................. 12 Hình 2.10: Hệ thống kẹp khuôn ................................................................................. 13 Hình 2.11: Cơ cấu khuỷu. .......................................................................................... 13 Hình 2.12: Ảnh hƣởng của thông số ép đến độ co rút nhựa. ..................................... 20 Hình 2.13: Biểu đồ trạng thái co rút thể tích theo nhiệt độ. ...................................... 20 Hình 3.1: Kết cấu của khuôn ..................................................................................... 23 Hình 3.2: Các loại vòng định vị ................................................................................. 25 Hình 3.3: Các kiểu chốt dẫn hƣớng ........................................................................... 26 Hình 3.4: Các kiểu bạc dẫn hƣớng. .......................................................................... 26 Hình 3.5: Các loại chốt đẩy ....................................................................................... 27 Hình 3.6: Các kiểu bạc cuống phun ........................................................................... 27 Hình 3.7: Hệ thống kênh dẫn nhựa. ........................................................................... 29 Hình 4.1: Góc thoát khuôn......................................................................................... 30 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp x GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 4.2: Bề dày thành .............................................................................................. 31 Hình 4.3: Khuyết tật thƣờng gặp liên quan đến thiết kế bề dày ................................ 32 Hình 4.4: Vùng chuyển tiếp. ...................................................................................... 32 Hình 4.5: Các cách thiết kế bề dày đồng nhất. .......................................................... 33 Hình 4.6: Góc bo không đúng.................................................................................... 34 Hình 4.7: Các thông số hình học của gân. ................................................................. 35 Hình 5.1: Kích thƣớc trên hình chiếu bằng. .............................................................. 37 Hình 5.2: Đùn chi tiết ................................................................................................ 38 Hình 5.3: Trƣớc và sau khi vát chi tiết. ..................................................................... 38 Hình 5.4: Vát chi tiết vỏ máy khoan .......................................................................... 39 Hình 5.5: Hộp thoại bo tròn cạnh .............................................................................. 40 Hình 5.6: Chi tiết sau khi đƣợc bo tròn các cạnh. ..................................................... 40 Hình 5.7: Hộp thoại tạo thành chi tiết. ...................................................................... 41 Hình 5.8: Chi tiết sau khi tạo vách. ........................................................................... 41 Hình 5.9: Tạo gân cho chi tiết ................................................................................... 42 Hình 6.1: Hình vẽ 3D chi tiết vỏ máy khoan. ............................................................ 44 Hình 6.2: Vào môi trƣờng tách khuôn ....................................................................... 44 Hình 6.3: Hộp thoại phân khuôn................................................................................ 46 Hình 6.4: Lòng khuôn và lõi khuôn. .......................................................................... 47 Hình 6.5: Mặt phân khuôn của chi tiết. ..................................................................... 47 Hình 6.6: Vào môi trƣờng thiết kế khuôn. ................................................................. 48 Hình 6.7: Xuất chi tiết thiết kế vào môi trƣờng thiết kế khuôn. ................................ 48 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xi GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 6.8: Mô hình khuôn 3D tạm thời. ..................................................................... 49 Hình 6.9: Chọn kích thƣớc khuôn. ............................................................................ 49 Hình 6.10: Xẻ khuôn.................................................................................................. 50 Hình 6.11: Chọn trục dẫn hƣớng. .............................................................................. 51 Hình 6.12: Lắp bạc dẫn hƣớng. ................................................................................. 52 Hình 6.13: Lắp bạc mở rộng. ..................................................................................... 52 Hình 6.14: Lắp cuống phun. ...................................................................................... 53 Hình 6.15: Lắp bạc cuống phun. ................................................................................ 53 Hình 6.16: Lắp bu lông cố định bạc cuống phun....................................................... 54 Hình 6.17: Bu lông cố định tấm miếng ghép khuôn âm và tấm kẹp trên. ................. 55 Hình 6.18: cố định tấm miếng ghép khuôn dƣơng và tấm kẹp dƣới. ........................ 55 Hình 6.19: Lắp các chốt hồi ....................................................................................... 56 Hình 6.20: Vị trí đặt chốt đẩy .................................................................................... 57 Hình 6.21: Lắp các chốt đẩy. ..................................................................................... 57 Hình 6.22: Bộ khuôn hoàn chỉnh. .............................................................................. 58 Hình 7.1: Profile vận tốc và tốc độ biến dạng trƣợt của nhựa trong khuôn. ............. 61 Hình 8.1: Phần tử lƣới [4] .......................................................................................... 65 Hình 8.2: Các loại lƣới [4]. ........................................................................................ 66 Hình 8.4: Chèn các nút lƣới. ..................................................................................... 73 Hình 8.5: Đổi các phần tử. ......................................................................................... 73 Hình 8.6: Hợp nhất một nút. ...................................................................................... 74 Hình 9.1: Quy trình chọn vị trí cổng phun phù hợp [4]............................................. 75 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 9.2: Hộp thoại thiết lập cài đặt vị trí cổng phun. .............................................. 77 Hình 9.3: Chỉ số kháng dòng (Flow resistance indicator). ........................................ 78 Hình 9.4: Kết quả vị trí đặt cổng phù hợp (gating suitability). ................................. 79 Hình 9.5: Thời gian điền đầy khuôn. ......................................................................... 79 Hình 9.6: Bóng khí. ................................................................................................... 80 Hình 9.7: Đƣờng giao lƣu. ........................................................................................ 81 Hình 10.1: Quy trình tìm điều kiện quá trình ép phun [4]. ........................................ 83 Hình 10.2: Vị trí cổng phun. ...................................................................................... 84 Hình 10.3: Điều kiện quá trình đƣợc khuyến nghị trong cơ sở dữ liệu. .................... 85 Hình 10.4: Biểu đồ miền 2D thể hiện điều kiện quá trình tối ƣu. ............................. 86 Hình 10.5: Đồ thị độ giảm áp suất theo thời gian ...................................................... 87 Hình 10.6: Đồ thị nhiệt độ tối thiểu tại đầu của dòng chảy. ...................................... 89 Hình 10.7: Đồ thị ứng suất biến dạng trƣợt cực đại. ................................................. 90 Hình 10.8: Đồ thị thời gian làm mát cực đại. ............................................................ 91 Hình 10.9: Đồ thị chất lƣợng ép phun theo thời gian ................................................ 92 Hình 10.10: Biểu đồ PVT của ABS GF20................................................................. 93 Hình 10.11: Độ nhớt của ABS GF20 theo tốc độ biến dạng trƣợt. ........................... 93 Hình 11.1: Hộp thoại tham số bộ giải (solver parameters) thông số điều kiện. ........ 94 Hình 11.2: Quy trình tối ƣu hóa điền đầy [4]. ........................................................... 95 Hình 11.3: Đầu đề cho bảng tiến trình pha điền trong nhật ký phân tích. ................. 97 Hình 11.4: Miệng phun cạnh. .................................................................................. 100 Hình 11.5: Tạo kết quả mới. .................................................................................... 101 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xiii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 11.6: Thời gian điền đầy khuôn. ..................................................................... 102 Hình 11.7: Áp suất tại thời điểm chuyển tiếp V/P. .................................................. 103 Hình 11.8: Áp suất tại thời điểm cuối quá trình điền đầy........................................ 104 Hình 11.9: Đƣờng giao lƣu ..................................................................................... 105 Hình 11.10: Áp suất điền đầy. ................................................................................. 106 Hình 11.11: Nhiệt độ khối tại thời điểm cuối pha điền đầy .................................... 107 Hình 11.12: Tỷ lệ phần nhựa đông tại thời điểm của quá trinh điền đầy. ............... 108 Hình 11.13: Tỷ lệ phần nhựa đông trong khuôn...................................................... 109 Hình 11.14: Thời gian để đạt đƣợc nhiệt độ thoát khuôn ........................................ 111 Hình 11.15: Ứng suất trƣợt tại thành sản phẩm. ...................................................... 112 Hình 11.16: Đồ thị lực kẹp khuôn. .......................................................................... 113 Hình 11.17: Độ co ngót thể tích thời điểm tháo khuôn. .......................................... 114 Hình 12.1: Phần tỷ lệ định hƣớng sợi trung bình .................................................... 116 Hình 12.2: Các điểm truy vấn độ định hƣớng của sợi. ............................................ 117 Hình 12.3: Biểu đồ định hƣớng sợi trung bình. ....................................................... 118 Hình 12.4: Biểu đồ tensor định hƣớng của sợi. ....................................................... 119 Hình 13.1: Cách bố trí kênh dẫn lƣu chất [3]. ......................................................... 122 Hình 13.2: Kênh dẫn lƣu chất không nên quá dài [3].............................................. 122 Hình 13.3: Quy trình tối ƣu hóa các thông số làm nguội khuôn [4]. ....................... 123 Hình 13.4: Đồ thị XY nhiệt dung riêng vs nhiệt độ ................................................ 125 Hình 13.5: Hệ thống làm nguội mặc định (mặc định) trong MOLDFLOW. .......... 127 Hình 13.6: Hệ thống làm nguôi đã đƣợc điều chỉnh................................................ 127 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xiv GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 13.7: Hệ làm nguội vách ngăn [3]. ................................................................. 128 Hình 13.8: Thông tin về chất lƣu trong mạch (mặc định). ...................................... 129 Hình 13.9: Thông tin về chất lƣu trong mạch (sau khi điều chỉnh). ........................ 129 Hình 13.10: Kết quả nhiệt độ khuôn (trƣớc khi tối ƣu hóa). ................................... 130 Hình 13.11: Kết quả nhiệt độ khuôn (sau khi tối ƣu hóa) ....................................... 130 Hình 13.12: Nhiệt độ của khuôn trƣớc khi tối ƣu. ................................................... 132 Hình 13.13: Nhiệt độ của khuôn sau khi tối ƣu. ...................................................... 132 Hình 13.14: Các điểm truy vấn liên quan đến đồ thị XY profile nhiệt độ .............. 134 Hình 13.15: Đồ thị XY profile nhiệt độ trên chi tiết. .............................................. 134 Hình 13.16: Nhiệt độ cực đại trên chi tiết trƣớc khi tối ƣu. .................................... 135 Hình 13.17: Nhiệt độ cực đại trên chi tiết sau khi tối ƣu......................................... 136 Hình 13.18: Nhiệt độ trung bình của chi tiết trƣớc khi tối ƣu. ................................ 137 Hình 13.19: Nhiệt độ trung bình của chi tiết sau khi tối ƣu. ................................... 137 Hình 13.20: Thời gian đạt nhiệt độ tháo khuôn của chi tiết trƣớc khi tối ƣu. ......... 139 Hình 13.21: Thời gian đạt nhiệt độ tháo khuôn của chi tiết sau khi tối ƣu. ............ 140 Hình 13.22: Nhiệt độ nƣớc làm mát mạch trƣớc khi tối ƣu. ................................... 141 Hình 13.23: Nhiệt độ nƣớc làm mát mạch sau khi tối ƣu. ....................................... 141 Hình 13.24: Nhiệt độ kim loại hệ thống làm mát trƣớc khi tối ƣu. ......................... 142 Hình 13.25: Nhiệt độ kim loại hệ thống làm mát sau khi tối ƣu ............................. 143 Hình 14.1: Quy trình tối ƣu hóa profile bảo áp (Packing) [4]. ................................ 145 Hình 14.2: Thông số hình học của mô hình phân tích. ............................................ 148 Hình 14.3: Độ co ngót thể tích tại thời điểm tháo khuôn. ....................................... 150 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xv GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 14.4: Vị trí điểm truy vấn độ co ngót thể tích tại thời điểm tháo khuôn. ....... 151 Hình 14.5: Độ co ngót thể tích tại các điểm truy vấn. ............................................. 151 Hình 14.6: Các điểm truy vấn độ biến thiên của áp suất theo thời gian. ................. 152 Hình 14.7: Đồ thị áp suất XY tại một số vị trí......................................................... 153 Hình 14.8: Các thành phần áp suất của profile Packing .......................................... 154 Hình 14.9: Thời gian cổng khóa dòng ..................................................................... 155 Hình 14.10: Hình dạng cho Packing profile ............................................................ 157 Hình 14.11: Hình dạng Packing profile (phân tích bảo áp lần III). ......................... 158 Hình 14.12: So sánh độ co thể tích của ba lần bảo áp với ba profile bảo áp khác nhau ...................................................................................................................................... 159 Hình 15.1: Độ lệch toàn cục trên chi tiết theo trục Z. ............................................. 162 Hình 15.2: Mặt phẳng neo (anchor plane) với các vị trí neo cùng độ lệch Z. ......... 163 Hình 15.3: Vị trí các điểm truy vấn liên quan đến độ lệch của chi tiết. .................. 163 Hình 15.4: Đồ thị độ lệch toàn cục (all effects) trên chi tiết theo truc Z. ................ 164 Hình 15.5: Quy trình tìm nguyên nhân chính gây độ lệch lớn [4]. ......................... 165 Hình 15.6: So sánh độ co ngót thể tích của các hiệu ứng nguyên nhân. ................. 167 Hình 16.1: Quy trình định nghĩa chi tiết CAM-Part [5,6] ....................................... 172 Hình 16.2: Gia công biên dạng thô (Contour Roughing). ....................................... 175 Hình 16.3: Trƣớc khi gia công vét thô (Rest Roughing). ........................................ 175 Hình 16.3: Sau khi gia công vét thô (Rest Roughing). ............................................ 176 Hình 16.4: Gia công tinh (bán tinh) theo phƣơng Z không đổi. .............................. 177 Hình 16.5: Gia công tuyến tính tinh (bán tinh) (Linear Machining). ...................... 177 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xvi GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến Hình 16.6: Gia công vét tinh (bán tinh) (Rest Machining). ..................................... 178 Hình 16.7: Khuôn cái đích cần gia công. ................................................................ 179 Hình 16.8: Khuôn đực đích cần gia công. ............................................................... 181 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp xvii GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến DANH MỤC BẢNG Bảng 8.1: Thiết lập cài đặt tạo lƣới và kết quả .......................................................... 69 Bảng 13.1: Các tham số phân tích đầu vào của phân tích làm nguội ...................... 121 Bảng 14.1: Các thông số .......................................................................................... 144 Bảng 14.2: Dữ liệu tính toán áp suất packing .......................................................... 148 Bảng 14.3: Xác định thời gian packing ................................................................... 149 Bảng 14.4: Thông số liên quan đến phân tích bảo áp (Packing) lần 1 .................... 149 Bảng 14.5: Các giá trị để tính toán profile packing ép phun đầu tiên ..................... 156 Bảng 14.6: Profile packing đầu tiên ........................................................................ 156 Bảng 14.7: Tham số ................................................................................................. 157 Bảng 14.8: Các tham số ........................................................................................... 158 Bảng 15.1: Tiêu chí phân tích .................................................................................. 160 Bảng 15.2: Xác định nguyên nhân của cong vênh. ................................................. 168 SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp 1 GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến LỜI NÓI ĐẦU Một trong những thành tựu quan trọng nhất của tiến bộ khoa học kỹ thuật là sự phát triển mạnh mẽ của ngành vật liệu polyme, các nhà sản xuất đã đƣa ra thị trƣờng nhiều chủng loại chất dẻo với các tính chất hơn hẳn các loại vật liệu khác đó là nhẹ, bền, đẹp, dễ gia công,… Bên cạnh đó, trên thế giới nhu cầu sử dụng chất dẻo trong kỹ thuật cũng nhƣ dân dụng ngày càng tăng, nhiều sản phẩm đƣợc sản xuất từ vật liệu chất dẻo ngày càng đa dạng và phong phú về hình dáng, chủng loại, giá trị sử dụng của các loại sản phẩm này xâm nhập vào mọi lĩnh vực của nền kinh tế và dân dụng. Khi chất lƣợng cuộc sống ngày càng cao thì yêu cầu về chất lƣợng và giá thành của các sản phẩm từ nhựa càng khắt khe hơn, dẫn đến thách thức lớn cho các nhà sản xuất và gia công, cũng vì thế ngành công nghiệp khuôn mẫu đã ra đời để đáp ứng nhu cầu đó. Hiện nay, trên thế giới ngành công nghiệp này phát triển rất mạnh mẽ, đã cho ra nhiều sản phẩm chất lƣợng cao và giá thành hạ. Lĩnh vực thiết kế khuôn mẫu cho sản phẩm nhựa là một lĩnh vực kỹ thuật rất mới mẻ ở nƣớc ta, đã tạo ra đƣợc nhiều sản phẩm có chất lƣợng cao sử dụng trong các ngành công nghiệp và dân dụng. Đặc biệt, chúng ta có thể sử dụng nhựa tái chế để tạo ra các sản phẩm, từ đó giảm thiểu sự ô nhiễm đối với môi trƣờng xung quanh. Trƣớc đây việc chế tạo khuôn mẫu phải nhờ vào bàn tay khéo léo của những ngƣời thợ, nhƣng cho đến nay nhờ sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã cho ra đời phƣơng pháp gia công mới nhƣ lập trình gia công tự động trên máy CNC (công nghệ CAD/CAM/CNC), gia công trên máy xung EDM... nhờ đó chúng ta có thể chế tạo những bộ khuôn phức tạp và có độ chính xác cao để tạo ra những sản phẩm đáp ứng đƣợc với nhu cầu của thị trƣờng. Nhằm tìm hiểu sâu hơn về lĩnh vực khuôn mẫu, em chọn đề tài “Ứng dụng công nghệ CAD/CAE/CAM trong thiết kế gia công khuôn vỏ máy khoan điện cầm tay”. SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336 Khóa luận tốt nghiệp 2 GVHD: TS.Nguyễn Quang Khuyến CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAE/CAM 1. Giới thiệu chung: Công nghiệp ngày nay muốn tồn tại và phát triển trong sự cạnh tranh trên toàn thế giới trừ khi họ đƣa ra các sản phẩm mới có chất lƣợng tốt hơn, giá cả thấp hơn và thời gian chế tạo ngắn hơn. Vì vậy, họ phải cố gắng sử dụng khả năng bộ nhớ lớn hơn, tốc độ xử lý nhanh và khả năng giao diện đồ họa dễ sử dụng của máy tính để tự động hóa và phải kết hợp với các sản xuất hoặc kỹ thuật riêng rẽ không hiệu quả khác. Nhƣ vậy sẽ làm giảm thời gian và giá thành của sản phẩm. Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD), gia công có sự trợ giúp của máy tính (CAM), và phân tích mô phỏng có sự giúp sự trợ giúp của kỹ thuật (CAE) là các kỹ thuật sử dụng cho mục đích trong trong chu kỳ sản xuất.Vì vậy để hiểu đƣợc vai trò của CAD, CAM, CAE, chúng ta cần xem xét các hoạt động và chức năng khác nhau phải đƣợc hoàn thành trong thiết kế và chế tạo một sản phẩm.Các hoạt động và chức năng đó đƣợc nói đến nhƣ là chu kỳ sản xuất. Nhƣ vậy chu kỳ sản xuất bao gồm hai phần chính: - Quá trình thiết kế (Bắt đầu từ nhu cầu của khách hàng) - Quá trình gia công ( Bắt đầu từ các đặc tính thiết kế) - Các hoạt động trong quá trình thiết kế có thể đƣợc chia làm hai phần lớn là tổng hợp và phân tích. Quá trình tổng hợp bao gồm các hoạt động nhƣ: nhận biết sự cần thiết của thiết kế, biểu diễn các đặc tính của thiết kế, nghiên cứu tính khả thi của các thông tin của thiết kế có liên quan và thiết kế dựa trên các khái niệm. Một khi bản thiết kế đƣợc phát triển, quá trình phân tích đƣợc bắt đầu với việc phân tích và tối ƣu hóa bản thiết kế nhƣ: di chuyển các chi tiết không cần thiết, giảm bới các kích thƣớc, chấp nhận và sử dụng sự cân đối hình học. Tùy thuộc vào các đặc tính sử dụng của sản phẩm mà quá trình phân tích có thể tập trung vào các vấn đề chính nhƣ: phân tích ứng suất để kiểm tra độ bền của sản phẩm, việc phân tích kiểm tra tác động để kiểm tra va chạm giữa các chi tiết trong quá trình lắp ghép… Một khi bản thiết kế đã đƣợc hoàn thành, sau khi tối ƣu hóa hoặc cân đối một số độ chính xác, giai đoạn thiết kế bắt đầu. Công SVTH: Nguyễn Hữu Giáp MSSV: 61302336
- Xem thêm -

Tài liệu liên quan