Hệ thống đẩy có nhiệm vụ đẩy sản phẩm nhựa ép ra khỏi khuôi sau khi được làm mát đủ. Để hoạt động trơn tru, thiết kế hệ thống đẩy phải có sự tính toán kỹ lưỡng.
Tính toán thiết kế hệ thống đẩy trong khuôn yêu cầu trình độ của người thiết kế. Hệ thống đẩy bao gồm nhiều phần nhiều chi tiết bộ phận, do đó mỗi một bộ phận sẽ được tính toán theo một công thức riêng. Cùng với đó là những điểm lưu ý không thể bỏ qua khi thiết kế hệ thống đẩy khuôn hoàn chỉnh.
Một số lưu ý khi thiết kế hệ thống đẩy khuôn
- Thông thường hệ thống đẩy sẽ được thiết kế lắp ở nửa khuôn di động. Trong một số trường hợp đặc biệt, hệ thống đẩy khuôn mới được thiết kế bố trí lắp ở nửa khuôn cố định.
- Bố trí 2 loại chốt đẩy, lưỡi đẩy ở góc, cạnh hoặc gân của sản phẩm.
- Các đỉnh chốt đẩy nên đặt 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.
- Chú ý lực đẩy tạo ra có tầm quan trọng đối với thiết kế khuôn. Nó làm cho sản phẩm rơi ra mà không ảnh hưởng tới chất lượng, hình dáng sản phẩm và chất lượng khuôn.
Trên đây là một số gạch đầu dòng lưu ý bắt buộc người thiết kế phải nắm rõ và áp dụng trong quá trình thế thế hệ thống đẩy khuôn.
Tính toán thiết kế hệ thống đẩy khuôn
Tính toán khoảng đẩy
- Khoảng đẩy phải lớn hớn 5 – 10mm so với chiều cao sản phẩm được lấy từ khuôn sai theo hướng tách khuôn. Không làm làm khoảng đẩu quá dài mà chốt đẩu quá nhỏ sẽ làm cho hệ thống đẩy trở nên yếu, không đủ lực đẩy sản phẩm rơi khỏi khuôn.
- Sau khi đã đẩy được sản phẩm khỏi lòng khuôn, hệ thống chốt đẩy phải quay về vị trí ban đầu để tránh chốt đẩy làm hỏng bề mặt lòng khuôn.
- Kích thước của chốt đẩy phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm, đường kính có thể phải lớn hơn 3mm.
- Đối với những sản phẩm có hành trình dài hoặc chốt đẩy nhỏ nên thiết kế thêm những chốt dẫn hướng trong hệ thống đẩy.
Tính toán lực đẩy
Lực đẩy có vai trò quan trọng đối với thiết kế khuôn. Do đó tính toán lực đẩy yêu cầu cẩn trọng và chính xác.
Lực đẩy được tính theo công thức:
Ffriction = µs. Fnormal (N)
Feject = cos (Ф). Ffriction (N)
Fnormal = φAeff σ(x,y,z)dAeff
Trong đó:
Ffriction: lực ma sát
Fnormal : phản lực pháp tuyến
Feject : Lực đẩy
Ф: Góc thoát Ф
Aeff: diện tích bề mặt cắt ngang của chi tiết (mm2)
µs : sự biến dạng dẻo của sản phẩm
Độ biến dạng dẻo của sản phẩm luôn có sự thay đổi và để tính toán được sự biến dạng dẻo người ta dựa vào công thức:
µs = CTE.(T Solidi fication – T ejection)
Trong đó:
T Solidi fication : nhiệt độ hóa rắn của vật liệu (oC)
T ejection : nhiệt độ khi lấy sản phẩm ra khỏi khuôn (oC)
CTE: hệ số dãn nở vì nhiệt của vật liệu nhựa (cm/oC)
Mặt khác còn phải tính toán ứng suất mặt cắt ngang của sản phẩm theo công thức:
σ = E. µs
Để tính toán lực đẩy phù hợp không hề đơn giản. Nó cần trải qua rất nhiều bước tính toán để tìm ra được giá trị lực đẩy tối ưu nhất.
Tính toán lò xo
Kích thước lò xo được xác định theo tiêu chuẩn có sẵn. Tổng chiều dài nén của lò xo không được vượt quá 35% tổng chiều dài tự do của lò xo. Mặt khác, lò xo sử dụng cho khuôn phải có độ cứng phù hợp vì nếu cứng quá sẽ gây khó khăn cho việc lắp ráp, còn mềm quá thì không đủ lực đàn hồi.
Để tránh trường hợp bị mắc kẹt, lò xo thường được lắp cố định với tấm đỡ, bao lấy chốt hồi và hạn chế ma sát với chốt.
Tính toán chốt hồi
Chốt hồi gồm có 2 loại và trong thiết kế người ta sẽ căn cứ vào tình hình thực tế của khuôn để lựa chọn loại chốt hồi tương thích.
Hồi khuôn tự động: Sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, dưới lực đàn hồi của lò xo thì hệ thống đẩy sẽ trở về trạng thái ban đầu chuẩn bị cho chu kỳ mới.
Hồi khuôn cưỡng bức: sau khi đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn, hệ thống đẩy thể tự động trở về vị trí ban đầu mà cần nhờ tới hệ thống chốt hồi về tỳ vào mặt khuôn để đưa hệ thống đẩy trở về vị trí ban đầu.
Khi thiết kế phải bố trí chốt hồi đối xứng.
Tóm lại, công việc thiết kế khuôn ép nhựa đòi hỏi trình độ kỹ thuật và kinh nghiệm của người thiết kế nhiều hơn chúng ta vẫn nghĩ. Để trở thành một chuyên viên thiết kế khuôn ép nhựa cần thời gian và sự học hỏi, kiên trì.
***Xem thêm: Thiết kế hệ thống đẩy sản phẩm nhựa từ trong khuôn ép phun
