Tài liệu Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo mặt ga lăng xe buýt thaco city b60

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC HÒA XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CHẾ TẠO MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO CITY B60 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Đà Nẵng – Năm 2019 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC HÒA XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CHẾ TẠO MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO CITY B60 Chuyên ngành : Kỹ thuật Cơ khí Động lực Mã số : 8520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Người hướng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN VIỆT HẢI Đà Nẵng – Năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là công trình do tôi nghiên cứu và thực hiện. Tôi không sao chép từ bất kỳ một bài viết nào đã được công bố mà không trích dẫn nguồn gốc. Nếu có bất kỳ sự vi phạm nào, tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn”. Người cam đoan Nguyễn Ngọc Hòa LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành gửi đến thầy TS. Nguyễn Việt Hải lời cảm ơn sâu sắc nhất! Cảm ơn thầy đã định hướng đề tài, hết lòng giúp đỡ và tạo cho em một hướng đi mới, một con đường mới. Em cũng xin gửi lời tri ân đến thầy cô Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, và các thầy cô hướng dẫn ngành Kỹ thuật cơ khí động lực đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt tri thức, cũng như kinh nghiệm để em hoàn thành tốt nhiệm vụ. TÓM TẮT ĐỀ TÀI LUẬN VĂN XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CHẾ TẠO MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO CITY B60 Học viên: Nguyễn Ngọc Hòa Chuyên ngành: Cơ Khí Động Lực Mã số: 8520116 Khóa: K35 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN Trong những năm gần đây, quá trình phát triển của nền công nghiệp phụ trợ nói chung và công nghiệp phụ trợ cho ngành ô tô nói riêng đang phát triển nhanh chóng, trong đó linh kiện nhựa là một phần rất quan trọng cấu thành sản phẩm ô tô. Ngày càng có nhiều kĩ thuật mới được ứng dụng trong công nghệ đúc phun nhựa (Injection molding). Trong đó, phương pháp phun ép nhựa được được ứng dụng nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội trong quá trình đúc phun, cũng như rút ngắn thời gian gia công sản phẩm. Qua quá trình thực hiện nghiên cứu “Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo mặt Ga lăng xe Buýt thaco City B60”, đề tài đã cung cấp những nội dung, yêu cầu kỹ thuật, quy trình sản xuất và kiểm tra chất lượng chi tiết trong việc chế tạo mặt Ga lăng xe buýt B60, đây là những kết hợp đầy đủ giữa các nguyên tắc lý thuyết và thực nghiệm sản xuất tại nhà máy sản xuất linh kiện nhựa Thaco. Đề tài có ý nghĩa to lớn, là cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc nghiên cứu sản xuất các linh kiện nhựa, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và ngành công nghiệp phụ trợ. BUILDING THE PRESSURE TECHNOLOGY PROCESS MANUFACTURING THE SURFACE OF THE BUS THACO CITY B60 Recent years, the supporting industries in general and automotive supporting industry in particular have been fast – growing, especially, plastic part is an indispensable component of vehicle. There are more and more new techniques applied in Injection molding, in which, using plastic injection molding is to increase productivity of cooling during injection molding process and to shorten the time of handling products as well. The project “Building the technical procedure of manufacturing the steering wheel for Bus Thaco City B60” provided with the content, technical requirements, production procedure and detailed quality inspection in steering wheel manufacturing, which is combination between theory principles and reality of production in Thaco’s Parts manufacturing factories. This project brings the significant value on being scientific and practical basis for studying plastic part manufacturing and contributing to development of automotive industry and supporting industries. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................................... LỜI CẢM ƠN............................................................................................................................... TÓM TẮT ĐỀ TÀI LUẬN VĂN ................................................................................................. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ÉP PHUN CHẾ TẠO.............................................. MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO CITY B60 ...................................................................... MỤC LỤC .................................................................................................................................... DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ ........................................................................................ DANH MỤC BẢNG .................................................................................................................... DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .............................................................................................. MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ............................................................................ 2 1. Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................................... 2 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu ......................................................................................... 4 3. Đối tượng và phạm vi nghiêm cứu ......................................................................................... 5 4. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................................ 6 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................................ 7 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................................... 9 1. Giới thiệu công nghệ ép phun................................................................................................. 9 1.1. Tóm tắt khái niệm ................................................................................................................ 9 1.2. Khả năng công nghệ ............................................................................................................ 9 2. Nguyên liệu cho ép phun ........................................................................................................ 9 2.1. Nguyên liệu hạt nhựa [8] ..................................................................................................... 9 2.2. Nguyên liệu hạt màu .......................................................................................................... 13 3. Tiêu chuẩn kỹ thuật đối với sản phẩm nhựa dùng cho ô tô .................................................. 14 4. Khuôn ép phun ..................................................................................................................... 14 4.1. Cấu tạo và chức năng chung khuôn ép phun ..................................................................... 14 4.2. Chức năng các thành phần chính của máy ép phun ........................................................... 17 4.3. Các thông số kỹ thuật chính của máy ép phun .................................................................. 19 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ ....................................................... 21 1. Quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa.......................................................................... 21 1.1. Sơ đồ tổng quát .................................................................................................................. 21 1.2. Các bước thực hiện quy trình ............................................................................................ 22 2. Quy trình kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi sản xuất .................................... 23 2.1 Sơ đồ tổng quát ................................................................................................................... 23 2.2. Các bước thực hiện quy trình ............................................................................................ 23 3. Máy móc thiết bị ................................................................................................................... 24 3.1. Danh mục máy móc thiết bị công cụ dụng cụ ................................................................... 24 CHƯƠNG 4: PHÁT TRIỂN MỚI VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ SẢN XUẤT SẢN PHẨM MẶT GA LĂNG XE BUÝT THACO CITY B60 ............................................................................. 29 1. Điều kiện làm việc và yêu cầu kỹ thuật của mặt ga lăng ..................................................... 29 2. Thiết kế tổng quan sản phẩm ................................................................................................ 29 3. Thiết kế kết cấu sản phẩm .................................................................................................... 34 3.1. Thiết kế góc thoát khuôn ................................................................................................... 34 3.2. Thiết kế bán kính tại góc bo .............................................................................................. 35 3.3. Thiết kế gân tăng cứng ...................................................................................................... 36 3.4. Thiết kế các vấu lồi trên sản phẩm: ................................................................................... 37 4. Chọn nguyên liệu: ................................................................................................................. 39 5. Tính toán bố trí số lòng khuôn và chọn máy gia công ......................................................... 41 6. Chọn máy ép phun ................................................................................................................ 43 7. Thiết kế & gia công khuôn ................................................................................................... 45 8. Quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa.......................................................................... 46 9. Cài đặt thông số máy vận hành dây chuyền sản xuất thử [5] ............................................... 47 10. Quy trình kiểm tra đánh giá chất lượng sản phẩm sau khi sản xuất ................................... 53 11. Đánh giá.............................................................................................................................. 53 12. Hiệu chỉnh .......................................................................................................................... 55 13. Bảng tổng hợp các lỗi, khuyết tật của sản phẩm ép phun và cách khắc phục các khuyết tật đó. ............................................................................................................................................. 55 14. Đánh giá lại ......................................................................................................................... 57 15. Hoàn thiện tổng hợp hồ sơ đưa vào sản xuất hàng loạt ...................................................... 57 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ................................................................................ 58 1. Kết luận ................................................................................................................................ 58 2. Hướng phát triển đề tài ......................................................................................................... 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 59 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình 1.1. AFTA – Thị trường chung mở rộng .................................................................. 2 Hình 1.2. Ô tô nhập khẩu về Việt Nam................................................................................ 2 Hình 1.3. Linh kiện nhựa ................................................................................................. 3 Hình 1.4. Linh kiện nhựa Ô tô ......................................................................................... 3 Hình 1.5. Khuôn ép nhựa 24 sản phẩm ........................................................................... 4 Hình 1.6. Dây chuyền sản xuất ép phun nhựa ................................................................. 4 Hình 1.7. Quy trình sản xuất minh họa ........................................................................... 5 Hình 1.8. Máy ép phun nhựa minh họa ........................................................................... 6 Hình 1.9. Nguyên lý ép phun nhựa .................................................................................. 6 Hình 1.10. Thực tiễn sản xuất ép phun nhựa ................................................................... 7 Hình 1.11. Thiết kế sản phẩm (minh họa) ....................................................................... 7 Hình 1.12. Thiết kế khuôn (minh họa) ............................................................................ 7 Hình 1.13. Gia công ép phun (minh họa) ........................................................................ 8 Hình 2.1. Các sản phẩm công nghệ ép phun ................................................................... 9 Hình 2.2. Cấu tạo khuôn ép phun nhựa ......................................................................... 15 Hình 2.3. Cấu tạo chốt dẫn hướng ................................................................................. 17 Hình 2.4. Hệ thống phun ............................................................................................... 18 Hình 3.1. Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa ......................... 21 Hình 3.2. Sơ đồ tổng quát quy trình sản xuất sản phẩm ép phun nhựa ......................... 22 Hình 3.3. Sơ đồ tổng quát quy trình kiểm tra, đánh giá chất lượng sản phẩm .............. 23 Hình 4.1. Thiết kế mặt Ga lăng xe Buýt Thaco City B60 ............................................. 34 Hình 4.2. Góc thoát khuôn ............................................................................................ 34 Hình 4.4. Đường cong thể hiện quan hệ giữa tỉ số R/T và ứng suất tập trung .............. 35 Hình 4.5. Bán kính đường bo sản phẩm ........................................................................ 35 Hình 4.6. Hình ảnh mặt cắt dọc sản phẩm cho thể hiện các bị trí bo R ........................ 36 Hình 4.7. Thiết kế gân tăng cứng .................................................................................. 36 Hình 4.8. Bề giày gân tăng cứng ................................................................................... 37 Hình 4.9. Thiết kế các vấu lồi trên sản phẩm ................................................................ 37 Hình 4.10. Đường kính ngoài ngoài trụ vấu lồi............................................................. 38 Hình 4.11. Chiều cao ngoài ngoài trụ vấu lồi ................................................................ 38 Hình 4.12. Thiết kế lỗ trên Ga lăng xe Buýt Thaco City B60 ....................................... 39 Hình 4.13. Khoảng cách giữa vị trí lỗ cách mép ........................................................... 39 Hình 4.14. Một số thông số nhựa ABS ......................................................................... 41 Hình 4.15. Sử dụng phần mềm catia ta tiến hành tính khối lượng của sản phẩm. ........ 43 Hình 4.16. Hình ảnh chiếu đứng của sản phẩm ............................................................. 44 Hình 4.17. Bản vẽ tấm kẹp khuôn máy 850T ................................................................ 46 Hình 4.18. Màn hình thông số nhiệt độ vòng gia nhiệt trục vít..................................... 48 Hình 4.19. Màn hình thông số nạp liệu ......................................................................... 48 Hình 4.20. Màn hình thông số điều khuôn .................................................................... 49 Hình 4.21. Màn hình thông số lõi đẩy ........................................................................... 49 Hình 4.22.Màn hình thông số kẹp khuôn ...................................................................... 50 Hình 4.23. Màn hình thông số phun .............................................................................. 51 Hình 4.24. Bảng quy định nhiệt độ, thời gian sấy nhựa ................................................ 52 Hình 4.25. Máy ép phun đang ép phun nhựa ................................................................ 54 Hình 4.26. Lấy sản phẩm ra khỏi khuôn ....................................................................... 54 Hình 4.27. Đánh giá sản phẩm mẫu .............................................................................. 55 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Đặc tính của một số loại nhựa chính ............................................................. 10 Bảng 2.2. Bảng nguyên liệu màu khi pha nhựa ............................................................. 14 Bảng 3.1. Thông số kỹ thuật của các máy ép phun nhựa .............................................. 25 Bảng 4.1. Bảng tổng hợp các lỗi, khuyết tật của sản phẩm ép phun và cách khắc phục ............................................................................................................................... 56 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT - AFTA: Khu vực Mậu dịch Tự do ASEAN. - PVC: Polyvinylclorua là một loại nhựa nhiệt dẻo được tạo thành từ phản ứng trùng hợp vinylclorua. - Thaco: Công ty Cổ phần Ô tô Trường Hải. - QC: Quality control – Kiểm soát chất lượng. 1 MỞ ĐẦU Quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa hiện nay của đất nước ta đang phát triển nhanh chóng, đi kèm với thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa là sự sự phát triển của nghành chế tạo máy, nghành kỹ thuật điện tử là sự phát triển của kỹ thuật điều khiển và tự động hóa và nhu cầu về vật liệu mới. Ngày nay chất dẻo, hay còn gọi là nhựa, là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Đặc biệt, quá trình phát triển của nền công nghiệp phụ trợ nói chung và công nghiệp phụ trợ cho ngành ô tô nói riêng đang phát triển nhanh chóng, trong đó linh kiện nhựa là một phần rất quan trọng cấu thành sản phẩm ô tô. Ngày càng có nhiều kĩ thuật mới được ứng dụng trong công nghệ đúc phun nhựa (Injection molding). Trong đó, phương pháp phun ép nhựa được được ứng dụng nhằm nâng cao hiệu suất làm nguội trong quá trình đúc phun, cũng như rút ngắn thời gian gia công sản phẩm. Nhằm xây dựng các cơ sở khoa học và áp dụng thực tiễn cho việc nghiên cứu sản xuất các linh kiện nhựa, góp phần thúc đẩy sự phát triển của ngành công nghiệp ô tô và ngành công nghiệp phụ trợ, tôi quyết định thực hiện nghiên cứu “Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo mặt Ga lăng xe Buýt thaco City B60”. 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tính cấp thiết của đề tài Yêu cầu hội nhập AFTA vào năm 2018, đòi hỏi các doanh nghiệp phải gia tăng tỷ lệ nội địa hóa, nâng cao chất lượng, hạ giá thành sản phẩm và chủ động nâng cao sản xuất là yêu cầu cấp bách mà ngành sản xuất ô tô đang phải đối mặt. Hình 1.1. AFTA – Thị trường chung mở rộng Hình 1.2. Ô tô nhập khẩu về Việt Nam Linh kiện nhựa, trong đó linh kiện nhựa được sản xuất bằng công nghệ ép phun còn gọi là linh kiện nhựa ép phun đóng vai trò quan trọng trong cấu thành và giá trị của ô tô với nhiều ưu điểm vượt trội (màu sắc đa dạng, thẩm mỹ, độ chính xác, lắp lẫn cao, trọng lượng nhẹ, dễ dàng chế tạo sản phẩm với biên dạng phức tạp, thời gian gia công ngắn, nhiều linh kiện nhựa có thể thay thế được kim loại với cùng tính năng và độ bền...). 3 Hình 1.3. Linh kiện nhựa Hình 1.4. Linh kiện nhựa Ô tô Trong các công nghệ thì công nghệ ép phun nhựa là công nghệ số chiếm ưu thế về năng suất gia công (trong thời gian chưa tới 1 phút, có thể cho ra được từ 4 đến 32 sản phẩm). Do đó chọn công nghệ ép phun để sản xuất linh kiện nhựa ô tô làm tăng năng suất, tăng tính cạnh tranh cho ngành ô tô sản xuất trong nước. Căn cứ vào những ý nghĩa khoa học và thực tiễn trên, tôi thực hiện đề tài “Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo mặt Ga lăng xe Buýt Thaco City B60”. 4 Hình 1.5. Khuôn ép nhựa 24 sản phẩm Hình 1.6. Dây chuyền sản xuất ép phun nhựa 2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu - Mục đích: Phân tích đặc tính sản phẩm linh kiện nhựa dùng cho ô tô, nghiên cứu nguyên liệu, thiết bị, quá trình gia công. Tổng hợp xây dựng quy trình sản xuất qua từng công đoạn một cách tối ưu nhất để tạo ra sản phẩm nhựa ép phun đạt chất lượng ứng dụng vào sản xuất lắp ráp ô tô. - Nhiệm vụ: Hoàn thiện quy trình sản xuất sản phẩm ép phun, ứng dụng chế tạo sản phẩm điển hình xe buýt Thaco CITY B60 lắp ráp lên xe hoàn thiện. 5 Chuẩn bị vật tư Trộn & sấy nhựa Chuẩn bị khuôn (-) KT (+) Ép phun tạo sản phẩm Xay nhựa (-) KT (+) Hoàn thiện sản phẩm KT (-) (+) Dán tem nhận biết sản phẩm Nhập kho Hình 1.7. Quy trình sản xuất minh họa 3. Đối tượng và phạm vi nghiêm cứu - Đối tượng: Đề tài chọn đối tượng nghiên cứu là máy ép phun 850T để nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất. 6 - Phạm vi: Do công nghệ mới, thời gian tiếp cận ngắn nên đề tài chỉ giới hạn tập trung nghiên cứu và đưa vào sản xuất thử nghiệm sản phẩm mặt Ga lăng xe buýt CITY B60. Hình 1.8. Máy ép phun nhựa minh họa 4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: Tìm hiểu cách thức vận hành máy ép phun, ý nghĩa các thông số kỹ thuật cài đặt máy, đặc tính các loại nhựa, kết cấu sản phẩm, khuôn ép phun. Hình 1.9. Nguyên lý ép phun nhựa - Nghiên cứu thực nghiệm: Thực nghiệm pha trộn nguyên liệu, vận hành, hiệu chỉnh thông số cài đặt máy, tổng hợp số liệu thực tế. 7 Hình 1.10. Thực tiễn sản xuất ép phun nhựa 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu cơ bản chuỗi quá trình từ khâu thiết kế sản phẩm nhựa đến thiết kế chế tạo khuôn và gia công ép phun tạo ra sản phẩm thực tế sử dụng lắp ráp cho ô tô. Hình 1.11. Thiết kế sản phẩm (minh họa) Hình 1.12. Thiết kế khuôn (minh họa) 8 Hình 1.13. Gia công ép phun (minh họa) - Ý nghĩa thực tiễn: Tổng hợp tài liệu quy trình ứng dụng vào thực tế sản xuất sản phẩm ép phun nhựa góp phần làm tăng tỷ lệ nội địa hóa, giảm giá thành ô tô sản xuất trong nước 9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1. Giới thiệu công nghệ ép phun 1.1. Tóm tắt khái niệm - Công nghệ ép phun nhựa là quá trình phun nhựa nóng chảy điền đầy lòng khuôn. Hỗn hợp nhựa được làm nguội và đông cứng lại trong lòng khuôn, sau thời gian cài đặt trước khuôn được mở ra và sản phẩm được đẩy ra khỏi khuôn nhờ hệ thống đẩy. - Kích thước và hình dáng sản phẩm được định hình theo lòng khuôn. - Tùy thuộc vào yêu cầu của từng loại sản phẩm có thể trộn thêm vào hạt nhựa các phụ gia như chất tăng dai, chất tăng cứng, hoặc sợi thủy tinh … 1.2. Khả năng công nghệ - Sản phẩm của công nghệ ép phun có màu sắc rất phong phú và có độ nhẵn bóng rất cao. - Tạo ra những sản phẩm có biên dạng phức tạp. - Khả năng tự động hóa và tính lặp lại rất cao. - Sản phẩm có độ chính xác cao, tính lắp lẫn cao. - Khối lượng sản phẩm nhẹ. - Trên cùng một sản phẩm hình dáng giữa mặt trong và mặt ngoài có thể khác nhau. - Năng suất cao, chu kỳ sản xuất ngắn, tiết kiệm được nguyên liệu. - Phù hợp cho cả sản xuất đơn chiếc và hàng khối với số lượng lớn. Hình 2.1. Các sản phẩm công nghệ ép phun 2. Nguyên liệu cho ép phun 2.1. Nguyên liệu hạt nhựa [8] Hạt nhựa là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày như là: áo mưa, ống dẫn điện... Cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người. Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất và vẫn giữ được sự biến dạng