You are here: Home » Khuôn nhựa » Thiết kế khuôn nhựa Bài_13:Hệ thống lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

Thiết kế khuôn nhựa Bài_13:Hệ thống lấy sản phẩm ra khỏi khuôn

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-28

Hệ thống lấy sản phẩm

1/ Các cách lấy sản phẩm ra khỏi khuôn:

- Người công nhân sẽ lấy sản phẩm, kiểm tra sản phẩm và cắt đuôi
keo (nếu có) sau mỗi chu kỳ ép phun. Thường áp dụng cho sản phẩm lớn,
khó bố trí hệ thống đẩy trong khuôn, hay cần kiểm tra kỹ chất lượng sản
phẩm ép ra.

- Dùng hệ thống tay robot, áp dụng tự động hóa cao nhưng chi phí
ban đầu cao.

- Dùng hệ thống đẩy lấy sản phẩm, cách này hay dùng nhất.

 

2/ Khái niệm hệ thống đẩy:

Sau khi sản phẩm trong khuôn được làm nguội, khuôn được mở ra,
lúc này sản phẩm còn dính trên lòng khuôn do sự hút của chân không và
sản phẩm có xu hướng co lại sau khi được làm nguội nên cần hệ thống
đẩy để đẩy sản phẩm ra ngoài.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-29

- Đơn giản hóa (không quá phức tạp đối với khuôn, cơ cấu nhỏ, nhẹ
và hiệu quả).

- Độ cứng của chốt đẩy khoảng 40 ÷ 45 HRC, được gia công chính
xác và được lắp theo hệ thống trục, độ chịu mài mòn tốt vì quá trình phun
ép có chu kì rất nhỏ, bạc dẫn lại không tự bôi trơn nên rất nhanh mòn,
tuổi thọ sẽ giảm.

- Tốc độ tác động lên sản phẩm nhanh, tác động cùng lúc nhiều nơi
đối với sản phẩm có bề rộng lớn (ty lói), tác động cục bộ đối với sản
phẩm ngắn (tấm lói – lói bửng), tác động lên sản phẩm không đồng
phẳng (ống lói), hay với sản phẩm có bề sâu (khí nén).

- Có khoảng đẩy và lực đẩy phù hợp để đẩy sản phẩm.

- Có thể lấy sản phẩm ra dễ dàng và không ảnh hưởng đến hình
dạng sản phẩm, tính thẩm mỹ của sản phẩm.

- Hệ thống đẩy phải nằm trên khuôn di động (khuôn 2 tấm).

 

3/ Nguyên lý chung:

Sau khi kết thúc quá trình nhựa điền đầy lòng khuôn và quá trình
làm mát thì máy ép sẽ mở khuôn và trục đẩy của máy ép (ejector rod) sẽ
đẩy hai tấm đẩy (ejector plate) và thông qua các chi tiết đẩy (chốt đẩy,
lưỡi đẩy,ống đẩy, tấm tháo, …) đẩy sản phẩm ra ngoài.

Trong quá trình đẩy thì tấm đẩy làm lò xo của khuôn nén lại. Khi
trục đẩy của máy ép trở về vị trí ban đầu, lực tác động lên tấm đẩy không
còn nữa, lúc này lực nén lò xo sẽ giúp tấm đẩy trở về vị trí ban đầu, quá
trình này có sự tham gia dẫn hướng của chốt hồi.

 

4/ Các hệ thống đẩy thường dùng:

a) Hệ thống đẩy dùng chốt đẩy:

Đây là hệ thống đẩy được dùng phổ biến nhất. Vật liệu thường
dùng là T8A hoặc T10A, được tôi cứng hơn 50HRC và nhám bề mặt yêu
cầu 0,8 μm; lắp chặt H8/f8. Chốt đẩy là chi tiết tiêu chuẩn với đường
kính, chiều dài, hình dạng khác nhau.

Những lỗ tròn dễ gia công, nên hệ thống này khá đơn giản dễ thực hiện.
Tuy nhiên để gia công những lỗ tròn dài và chính xác thì vẫn khó khăn, do đó
nên cần doa rộng các lỗ chốt đẩy một khoảng chiều dài nhất định.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-30

Chốt đẩy phải trở về vị trí ban đầu sau khi đẩy sản phẩm rơi ra
ngoài. Có 3 hệ thống hồi phổ biến:

- Sử dụng chốt hồi: mặt chóp của chốt hồi phải ngang hàng với
đường phân khuôn, tấm khuôn cố định (4) điều khiển chốt hồi (5) trong
quá trình khuôn đóng. Khi khuôn đóng, nửa khuôn còn lại sẽ tác động lên
chốt hồi nhờ lực đóng khuôn đưa hệ thống đẩy về vị trí ban đầu.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-31

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-32

- Sử dụng chốt đẩy đồng thời cũng là chốt hồi

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-34

- Sử dụng lò xo để hồi

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-35

b) Hệ thống đẩy dùng lưỡi đẩy:

Lưỡi đẩy thường dùng để đẩy những chi tiết có thành mỏng và hình
dáng phức tạp vì khi sử dụng các chốt đẩy tròn đối với chi tiết có thành
mỏng dễ làm cho chi tiết bị lún vào trong.

Hệ thống đẩy sử dụng lưỡi đẩy sẽ có lực đẩy lớn hơn do cấu tạo
lưỡi đẩy lớn hơn và diện tích tiếp xúc của lưỡi đẩy lên sản phẩm lớn hơn
chốt đẩy.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-36

c) Hệ thống đẩy dùng ống đẩy:

Ống đẩy dùng để đẩy các chi tiết dạng tròn xoay. Hệ thống đẩy
dùng ống đẩy gồm có chốt được gắn cố định, có nhiệm vụ dẫn hướng ống
đẩy di trượt tịnh tiến khi tấm đẩy được tác động. Chốt cố định còn có
nhiệm vụ làm lõi tạo hình cho sản phẩm dạng tròn xoay.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-37

d) Hệ thống đẩy sử dụng tấm tháo:

- Dùng để đẩy những chi tiết có dạng trụ tròn hay hình hộp chữ
nhật có bề dày thành mỏng.

- Hệ thống này thì sản phẩm luôn đạt được tính thẩm mỹ do không
có vết chốt đẩy.

- Nhược điểm của hệ thống này là sử dụng lực đẩy lớn hơn so với
các phương pháp khác, do tấm tháo có trọng lượng lớn hơn.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-38

e) Hệ thống đẩy dùng khí nén:

Dùng cho các sản phẩm có lòng khuôn sâu như: xô, chậu,… bởi vì
khi sản phẩm nguội thì độ chân không trong lòng khuôn và lõi khuôn rất
lớn nên sản phẩm khó có thể thoát khuôn. Do đó, cần một lực đẩy lớn và
phân bố đều để đẩy sản phẩm thoát khuôn. Lời khuyên là sử dụng khí
nén kết hợp tấm tháo để lấy sản phẩm.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-39

Để bớt rườm rà khi thiết kế thêm tấm tháo thì có thể bố trí hai dòng
khí qua hai van khí trên cả hai tấm khuôn để lấy sản phẩm.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-40

5/ Điều khiển hệ thống đẩy:

a) Gia tốc thêm cho một chốt đẩy:

Dùng cơ cấu thanh răng bánh răng để gia tốc thêm cho chốt đẩy.
Hệ thống đẩy có gia tốc sẽ giúp cho sản phẩm rời khuôn nhanh hơn.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-41

b) Gia tốc thêm cho tấm đẩy trên (đẩy kép có gia tốc):

Tương tự như hệ thống đẩy có gia tốc cho một chốt đẩy chỉ khác ở
chỗ hệ thống thanh răng sẽ điều khiển tấm đẩy ở phía trên.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-42

c) Tấm đẩy có đòn bẩy:

Hệ thống tấm đẩy của hệ thống này sẽ được lắp thêm đòn bẩy để
tăng chiều cao đẩy về một phía giúp sản phẩm rơi ra khỏi khuôn một
cách dễ dàng.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-43

d) Đẩy kép:

Ứng dụng cho các sản phẩm phức tạp, cần phải đẩy tuần tự thì
dùng hệ thống đẩy kép.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-44

6/ Một số điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy:

- Luôn được lắp ở nửa khuôn di động, trừ một số trường hợp đặt
biệt thì hệ thống đẩy được lắp ở nửa khuôn cố định.

- Bố trí các chốt đẩy hay lưỡi đẩy ở góc, cạnh hoặc gân của sản
phẩm.

- Hành trình đẩy bằng chiều sâu lớn nhất của sản phẩm theo hướng
mở khuôn cộng thêm 5÷10 mm.

- Các đỉnh chốt đẩy nên nằm ngang so với mặt phân khuôn để đảm
bảo không để lại vết trên bề mặt sản phẩm.

- Đặt chốt đẩy tại những vị trí không yêu cầu về tính thẩm mỹ.

- Lực đẩy là hết sức quan trọng đối với thiết kế khuôn, làm cho sản
phẩm rơi ra mà không ảnh hưởng đến sản phẩm cũng như khuôn.

 

7/ Ví dụ về tính toán hệ thống đẩy:

a) Khoảng đẩy:

- Khoảng đẩy phải lớn hơn 5 ÷ 10 mm so với chiều cao sản phẩm
được lấy từ khuôn sau theo hướng tách khuôn. Không nên làm khoảng
đẩy quá dài, chốt đẩy quá nhỏ đôi khi khoảng đẩy dài sẽ làm yếu hệ
thống đẩy.

- Sau khi sản phẩm được lấy ra, hệ thống đẩy phải trở về vị trí ban
đầu, tránh chốt đẩy làm hỏng lòng khuôn. Vì thế cần chốt hồi về (ty hồi).
Chốt hồi và chốt đẩy cùng nằm trên tấm đẩy, tấm đẩy chịu áp lực lớn nên
tấm đẩy cũng phải có bề dài thích hợp:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-45

- Kích thước của chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm,
đường kính phải lớn hơn 3 mm, trừ khi điều đó cần thiết cho sản phẩm.

- Thiết kế hệ thống đẩy sao cho không làm yếu khuôn.

- Những sản phẩm có hành trình đẩy dài hoặc có những chốt đẩy
nhỏ, thì nên có những chốt dẫn hướng trong hệ thống đẩy.

b) Chốt đẩy:

- Sản phẩm có các vách xung quanh cao, hoặc có gân sâu, thì phần
này dính rất chặt trong khuôn (phần core), vì vậy phải bố trí ty đẩy ở gần
những vị trí này để có thể đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn dễ dàng. Vị trí ty
đẩy càng xa những phần gân này bao nhiêu thì lực tác dụng lên nó càng
yếu, và có nguy cơ làm thủng bề mặt nhựa tại vị trí chốt đẩy trước khi đẩy
được sản phẩm ra khỏi khuôn (với những sản phẩm có độ dày mỏng).

- Phần đỉnh của chốt đẩy về lý thuyết nằm ngang bằng với lòng
khuôn, nhưng thực tế, có thể là trên hoặc dưới 0,05 ÷ 0,1 mm. Tốt nhất là
đặt thấp hơn khoảng 0,02 ÷ 0,04 mm.

- Để linh hoạt, khi thiết kế khuôn thường gắn trên tấm kẹp sau các
con vít, đệm cao su vừa giảm chấn động khi lò xo ở chốt hồi đẩy hệ
thống đẩy về vừa có thể điều chỉnh khoảng cách của ty đẩy so với lòng
khuôn bằng cách vặn các con vít này lên hay xuống để thay đổi độ cao.

c) Tính lực đẩy:

Tính lực đẩy cho chi tiết như hình:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-46

- Công thức tính lực đẩy:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-47

Trong đó:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-48

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-49

- Công thức tính độ biến dạng dẻo µ s của sản phẩm:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-50

- Ứng xuất tại mặt cắt ngang của sản phẩm:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-51

Cần kiểm tra so sánh ứng suất do ty đẩy gây ra với ứng suất bền
của vật liệu làm sản phẩm, để xem lực đẩy có làm hư sản phẩm hay
không, nếu có, phải tăng đường kính ty đẩy hoặc tăng số lượng ty đẩy.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-52

- Sau khi tính toán số ty lói cần thiết thì các yêu cầu bố trí ty lói là:

+ Đặt thấp hơn lòng khuôn 0,02 ÷ 0,1 mm.

+ Bố trí ty lói tốt nhất là ở cạnh hoặc gân của sản phẩm.

+ Để linh hoạt thì gắn trên tấm kẹp sau các con vít các vòng đệm

để giảm chấn động khi lò xo đẩy hệ thống đẩy về theo chốt hồi.

+ Đường kính chốt thường 1 ÷ 25mm chiều dài thường nằm
trong khoảng 150 ÷ 500mm.

- Thiết kế lỗ dẫn cho ty đẩy:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-53

- Trong 1 số trường hợp hệ thống đẩy còn có tác dụng là rãnh thoát
khí và để dễ dàng chuyển động thì giữa chốt đẩy và lỗ dẫn thường có
dung sai lắp lỏng lớn.

- Trong nhiều trường hợp, nếu ty lói quá dài thì khi chịu tác dụng
lực thì dễ bị bẻ cong. Không tốt cho khuôn vì chốt nhanh bị mòn và yếu.

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-54

f) Tính toán lò xo

- Kích thước lò xo được xác định tiêu chuẩn có sẵn.

- Tổng chiều dài nén của lò xo không được vượt quá 35% tổng
chiều dài tự do của lò xo.

- Bằng cách tính toán tải trọng của hệ thống đẩy, để có thể chọn lò
xo có độ cứng phù hợp. Nếu quá cứng thì khó lắp ráp, nếu quá mềm thì
không đủ lực đàn hồi.

- Để tránh trường hợp bị kẹt thì lò xo thường được lắp cố định với
tấm đỡ, bao lấy chốt hồi và hạn chế ma sát với chốt.

g) Tính toán ống đẩy và tấm lói

Công thức tính lực đẩy cho hệ thống ống lói và tấm lói:

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-55

thiet-ke-khuon-ep-nhua2-56

h) Tính toán bạc và chốt hồi:

- Có 2 loại chốt hồi:

+ Hồi khuôn tự động: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn thì
dưới lực đàn hồi của lò xo thì hệ thống sẽ trở về trạng thái
ban đầu chuẩn bị cho chu kì ép tiếp theo.

+ Hồi khuôn cưỡng bức: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn,
hệ thống chốt hồi về tỳ vào mặt tấm khuôn đưa hệ thống đẩy
về vị trí ban đầu.

- Khi thiết kế cần phải bố trí vị trí chốt hồi đối xứng.

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>