Quy trình thiết kế khuôn nhựa

B1: Dựa vào các số liệu đơn đặt hàng, YC của khách hàng.
- Số lượng, bề mặt sản phẩm, dung sai, ngày giao hàng phải đảm bảo như sau:
- Đảm bảo độ chính xác về kích thước, hình dáng, biên dạng của sản phẩm.
- Đảm bảo độ bóng cần thiết cho cả bề mặt của lòng khuôn và lõi để đảm bảo độ bóng của sản phẩm.
- Đảm bảo độ chính xác về vị trí tương quan giữa hai nửa khuôn.
- Đảm bảo lấy được sản phẩm ra khỏi khuôn một cách dễ dàng.
- Vật liệu chế tạo khuôn phải có tính chống mòn cao và dễ gia công.
- Khuôn phải đảm bảo độ cứng vững khi làm việc, tất cả các bộ phận của khuôn không được biến dạng hay lệch khỏi vị trí cần thiết khi chịu lực ép lớn (vài trăm tấn).
- Khuôn phải có hệ thống làm lạnh bao quanh lòng khuôn sao cho lòng khuôn phải có một nhiệt độ ổn định để vật liệu dễ điền đầy vào lòng khuôn và định hình nhanh chóng trong lòng khuôn từ đó rút ngắn chu kỳ ép và tăng năng suất.
- Khuôn phải có kết cấu hợp lý không quá phức tạp sao cho phù hợp với khả năng công nghệ hiện có.
B2: Tìm hiểu các số liệu về máy Ép phun màh định sử dụng cho việc ép SP.
Ta phải kiển tra các thông số lực phun, lực kẹp, mũi phun, kích thước bệ khuôn tối đa và tối thiếu, khoảng mở của máy phun do nhà cung cấp đưa cho như vậy mới có thể chọn bộ khuôn phù hợp.
B3. Thiết kế SP, Tính toán Shrinkgate (Độ co ngót của vật liệu, cái này kũng khá quan trọng!) Phân tích CAE, lựa chọn cổng phun( gate location): có thể dùng MPI, Plastic Avisor (Pro Engineer), Inventor Tooling...
Trong thực tế khi ta làm nguội sản phẩm sẽ pháp sinh sự co ngót sự sai lệch kích thước của sản phẩm khi gia nhiệt và kích thước của sản phẩm ở nhiệt độ thường gọi là sự co ngót.
Gọi kích thước của khuôn là D, kích thước sản phẩm ở nhiệt độ thường là M thì ta có hệ số co ngót tính theo công thức sau
alpha= (D - M) / D
Giá trị của hệ số co ngót khi tạo hình như nói dưới đây dù là cùng loại vật liệu vẫn khác nhau tuỳ theo điều kiện tạo hình chiều dầy hình dạng của sản phẩm … nên trong thực tế người ta thiết kế quyết định tham số theo cả kinh nghiệm đã có
B4. Tính toán lựa chọn MPK (Patching Surface) sao cho hợp lí, có thể dựa theo những YC sau:
+Về mặt mỹ quan sản phẩm mặt phân khuôn đặt vị trí không nổi bật
+Chọn vị trí và hình dáng sao cho gia công cuối cùng của sản phẩm tạo hình đơn giản . Tuỳ theo từng trường hợp mà thay đổi hình dạng cho phù hợp
+ Khi có phần cắt ngang trên sản phẩm tạo hình, xem xét mối quan hệ giữa kết cấu khuôn ở phần đó và đường phân khuôn cho hợp lí
+ Nghiên cứu hướng dòng chảy vật liệu, xem xét quan hệ vị trí cổng phân phối và mặt phân khuôn về cách rót.
+ Xem xét mối liên quan với phương pháp đẩy sản ra khỏi khuôn sao cho dễ láy sản phẩm nhất
+ Xuất phát từ khả năng tăng độ chính xác của sản phẩm, của kích thước sản phẩm san cho kích thước quan trọng không cắt ngang mặt phân khuôn.
B5. Thiết kế Core and Cavity.
Sau khi đã chọn đk MPK hợp lí => tiến hành phân khuôn tạo Core and Cavity.
B6. Thiết kế kênh dẫn (Runner), Hệ thống định vị, hệ thống đẩy (Injection), hệ thống làm nguội (Cooling)...các tấm khuôn (Mold Plate)...
B7. Tính bền cho khuôn.
B8. Chọn vật liệu làm khuôn.
Một số loại vật liệu hay dùng làm khuôn: SKD11, SKD61, S50C, S45C...
và một số vật liệu theo tiêu chuẩn JIS:
1) Khuôn dập nguội :
1. Vật liệu : DC53 (tức SKD11 cải tân)
Đặc trưng : Độ cứng cao, chịu mài mòn , thích hợp với tôi ở nhiệt độ cao, tính gia công , mài và wire cut tốt.
Chuyên dụng : Khuôn dập nguội, khuôn die cast sản xuất hàng loạt, khuôn đòi hỏi độ chính xác cao.
2. Vật liệu :DC11 (tức tên gọi mới của SKD11)
Đặc trưng: Tính chịu mài mòn tốt, độ giãm kích thước sau khi tôi thấm thấp
Chuyên dụng : Khuôn dập nguội sản xuất hàng loạt.
3. Vật liệu: DCX
Đặc trưng : Tính gia công, hàn sửa khuôn tốt
Chuyên dụng : Dùng cho các loại khuôn dập hạng trung , sản xuất số lượng ít.
4. Vật liệu : DC3
Đặc trưng : Còn gọi thép hoá cứng dưới hơi lạnh. Tính chịu mài mòn rất cao
Chuyên dụng : Thường được dùng làm con lăn trong máy cán sắt, khuôn dập nguội số lượng nhỏ.
5. Vật liệu : GOA (tức tên gọi mới của SKS3)
Đặc trưng : Tính tôi, chịu mài mòn tốt
Chuyên dụng : Dùng làm khuôn dập
6. Vật liệu : GO5
Đặc trưng : Còn gọi là thép chuyên dụng làm frame . Tính tôi cao
Chuyên dụng : Dùng làm khuôn dập dạng blanking.
7. Vật liệu :GO4
Đặc trưng : Tính tôi tốt, độ biến dạng sau tôi thấp
Chuyên dụng: làm khuôn chính xác cao, các loại khuôn cần độ vát tháo khuôn lớn.
8. Vật liệu : CX1
Đặc trưng : Độ cứng 50 HRC , Độ biến dạng sau xử lý nhiệt thấp
Chuyên dụng : Các loại khuôn dập chi tiết có thành mỏng, các chi tiết bộ phận trong khuôn kim loại.
9. Vật liệu : GO40F
Đặc trưng : Độ cứng 40HRC, tính gia công tốt.
Chuyên dụng : Dùng làm các laọi khuôn đơn giản
10. Vật liệu : YK30 (tức tên mới của SKS93)
Đặc trưng : Thép thíhc hợp với tôi dầu, dễ xử lý nhiệt
Chuyên dụng: Dùng sản xuất các loại khuôn dập nhỏ, số lượng ít. Dùng làm Jig ( đồ gá) .
11. Vật liệu: SLD-MAGIC
Đặc trưng : Vật liệu mới nghiên cứu , không cần tôi thấm khuôn sau gia công, độ cứng , dai cao , tính gia công cao, thích hợp với gia công cao tốc, tính chịu mài mòn , va đập cao. Khuôn bằng SLD-MAGIC có thể sản xuất đến 300000 shot mới cần tu sửa khuôn.Thành phần vật liệu không được công khai vì HITACHI METAL đang xin bản quyền
Chuyên dụng : làm tất cả các loại khuôn từ dập nguội đến Die-casting
2) Khuôn dập nóng, khuôn Die Casting:

1. Vật liệu: DHA1 (tên mới của SKD61 cải tân)
Chuyên dụng : Làm khuôn die cast, khuôn đùn, khuôn dập nóng
2. Vật liệu : DH31-S
Đặc trưng : tính tôi và chịu nhiệt cao, cường độ cao, tính chịu mài mòn cao, nếu dùng phương pháp HIT và AHIT để xử lý nhiệt thì tuổi thọ của khuôn sẽ rất cao.
Chuyên dụng : làm khuôn Die cast cao tính năng, khuôn díe cast loại lớn, khuôn dập nóng loại lớn
3. Vật liệu: DHA (tên mới của DKD61 cải tân)
Đặc trưng : Tính tôi cao, độ biến dạng sau xử lý nhiệt thấp, tính thử nóng (heat checking) tốt
Chuyên dụng: Khuôn Die Cast , khuôn dập nóng
4. Vật liệu : DH2F
Đặc trưng : Độ cứng 40HRC
Chuyên dụng: làm khuôn Die Cast, khuôn đúc nhựa, các loại pin trong khuôn
3) Các loại khuôn rèn, khuôn đùn nóng:

1. Vật liệu : DH62 (tên gọi mới của SKD62)
Đặc trưng : Độ kháng mềm cao, tính chịu mài mòn tốt.
Chuyên dụng : Khuôn dập nóng, khuôn đùn
2. Vật liệu : DH32
Đặc trưng: Chuyên dùng làm khuôn chịu được lực va đập, cao tốc, nhiệt độ cao, thích hợp với các loại khuôn dập nóng, khuôn rèn cao tốc.
3. Vật liệu : DFA (tên gọi mới của SKT4 cải tân)
Đặc trưng : Tính chịu va đập cao
Chuyên dụng : Khuôn rèn, khuôn đùn, búa máy

B9. Tổng hợp, lập bản vẽ thiết kế.
B10. Gia công khuôn.
Phay, Tiện, CNC, EDM, Wire Cut EDM, Khoan...và khâu cuối bao giờ cũng là đánh bóng khuôn.
B11. Ép thử SP, kiểm tra SP.
B12. Nếu SP Okay => giao hàng!
nếu SP chưa đạt YCKT, trở lại B3, thiết kế sửa đổi kết kấu => gia công chỉnh sửa khuôn...


trên đây là quy trình thiết kế khuôn mình tổng hợp đc qua các tài liệu và thực tế đang làm.
vẫn còn một số điều chưa đc chuẩn lắm!
bạn nào có ý kiến bổ xung up lên nha!
thank you for your attention!

Source: http://hauionline.com/showthread.php?t=91453&page=2