Ép phun là gì?
Ép phun là một quá trình sản xuất được sử dụng rộng rãi trong một loạt các ứng dụng công nghiệp. Khuôn là một phần quan trọng của quá trình ép phun. Nó chứa khoang rỗng bên trong mà vật liệu nóng chảy được lấp đầy và làm nguội cho đến khi nó có hình dạng cuối cùng.
Khuôn ép phun có quy trình thiết kế phức tạp do chức năng quan trọng và điều kiện làm việc khắc nghiệt của chúng. Có rất nhiều thành phần khuôn phun mà các kỹ sư phải tính đến trong quá trình thiết kế và quy trình. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ nêu bật mục đích của các bộ phận khuôn ép khác nhau và thảo luận về việc lựa chọn vật liệu để sản xuất chúng.
Các Bộ Phận Và Thành Phần Của Khuôn Ép
Có một số bộ phận của khuôn ép phun, mỗi bộ phận có chức năng và vai trò cụ thể trong quá trình ép phun.
Đế khuôn
Đế khuôn là một trong những bộ phận ép phun quan trọng nhất. Tên gọi khác của nó là tấm khuôn hoặc khung khuôn. Phần này đóng vai trò là cơ sở hạ tầng cơ bản cho toàn bộ cụm khuôn. Nó cung cấp sức mạnh và độ cứng chống lại áp lực mạnh mẽ của quá trình ép phun.
Hơn nữa, vỏ khuôn đóng vai trò như một bộ phận trung tâm để tích hợp các thành phần khác của thiết lập khuôn ép phun như bộ cấp liệu và hệ thống làm mát. Là một phần của vai trò này, vỏ khuôn đảm bảo rằng tất cả các bộ phận đều thẳng hàng với nhau một cách chính xác. Do đó, việc sản xuất chính xác của nó có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của bộ phận.
Lòng khuôn
Lòng khuôn hay còn gọi là khuôn cái, là một nửa của khuôn định hình các đặc điểm bên ngoài của sản phẩm. Theo các tính năng bên ngoài, chúng tôi muốn nói đến các tính năng mà người dùng có thể nhìn thấy. Do đó, lòng khuôn là thành phần của khuôn mang lại cho sản phẩm sự hoàn thiện bề mặt và kết cấu bên ngoài.
Lòng khuôn có thể được gắn ở phía chuyển động hoặc phía cố định của khuôn.
Lõi khuôn
Phần lõi hay còn gọi là khuôn đực, là nửa còn lại của khuôn. Nó chịu trách nhiệm tạo ra các tính năng bên trong như lỗ và hốc. Việc hoàn thiện bề mặt có thể không phải là mối quan tâm hàng đầu, do nó chỉ tạo hình dáng bên trong sản phẩm.
Tuy nhiên, điều quan trọng là các quyết định thiết kế như góc nghiêng để đảm bảo quá trình đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn diễn ra suôn sẻ.
Phụ trang
Phụ trang là các thành phần khuôn phun đặc biệt được đặt riêng biệt bên trong khoang để tạo ra các đặc điểm hình học cụ thể trong bộ phận đúc. Chúng là những thành phần riêng lẻ. Nghĩa là, chúng không phải là một phần của nửa lõi và nửa khoang của khuôn.
Trước khi quá trình đúc bắt đầu, người vận hành đặt chi tiết chèn vào vị trí của nó bên trong khoang khuôn. Nó có thể cần thêm chi tiết khác hỗ trợ để giữ chúng đúng vị trí. Sau đó khuôn sẽ đóng lại và quá trình phun bắt đầu.
Các chi tiết chèn có thể là các thành phần khuôn nhựa hoặc kim loại nếu cần độ bền. Thông thường, các chức năng chính của chúng bao gồm tạo ren trong chi tiết, các đặc điểm hoặc kết cấu bề mặt cụ thể và gia cố các thành phần khuôn nhất định.
Ống lót vòi phun & vòi phun
Ống lót và vòi phun đóng vai trò là bề mặt tiếp xúc giữa khuôn và hệ thống cấp liệu. Đây là điểm đưa nhựa nóng chảy vào khuôn.
Vòi phun giống như một đường ống có tiết diện hẹp dần khi càng đến gần điểm thoát (vào hệ thống cổng khuôn). Ống lót trục là bộ phận giữ vòi phun cố định và đảm bảo sự thẳng hàng và định tâm của nó.
Những thành phần này là những bộ phận quan trọng của khuôn ép. Vòi phun điều chỉnh dòng nhựa nóng chảy vào khuôn, đảm bảo nhựa đi vào khuôn với áp suất và tốc độ chính xác. Hơn nữa, nó cũng làm cho dòng chảy thành lớp, cho phép nó dễ dàng điền đầy vào lòng khuôn.
Hơn nữa, bộ phận này của khuôn phun còn hạn chế tối đa việc hình thành các khe hở không khí bên trong vật liệu nóng chảy. Nó tiếp tục bơm vật liệu nóng chảy vào trong lòng khuôn cho đến khi phần lớn không khí bên trong lòng khuôn thoát ra ngoài thông qua hệ thống thông gió.
Hệ thống kênh dẫn nhựa
Ống lót trục phun nhựa nóng chảy vào hệ thống kênh dẫn. Đây là mạng lưới phân phối dẫn nhựa nóng chảy vào khoang (lòng khuôn) một cách liền mạch, thống nhất. Chức năng của nó trở nên rất quan trọng khi sử dụng khuôn nhiều khoang, trong đó việc phân phối nguyên liệu thô đồng đều và nhanh chóng là rất quan trọng đối với hiệu quả đúc.
Hệ thống kênh dẫn giống như một mạng lưới đường đi đến từng khoang. Ở cuối kênh dẫn có các miệng phun là bộ phận chính của khuôn phun. Đó là một lỗ mở vào khoang thực tế, từ kênh dẫn. Chức năng chính của nó là đảm bảo nguyên liệu thô đi vào khoang một cách trơn tru, ngăn ngừa sự đứt quảng và duy trì áp suất đồng đều.
Chốt đẩy
Các chốt đẩy hay còn gọi là ty lói, sẽ hoạt động khi quá trình ép phun kết thúc. Sau khi bộ phận đông cứng và sẵn sàng để đẩy ra, khuôn sẽ mở ra. Tuy nhiên, do áp suất và sức căng bề mặt giữa chi tiết và bề mặt khoang, chúng dính vào nhau và cần một lực đẩy để phóng thích.
Lực đẩy này xuất phát từ các chốt đẩy. Mặt chuyển động của khuôn mang các chốt đẩy này, chúng chỉ nổi lên khỏi bề mặt của nó khi nó rút ra khỏi phần đứng yên. Do đó, khi nó rút lại, các chốt đẩy sản phẩm ra khỏi khuôn và sau đó nó sẵn sàng cho một chu kỳ đúc khác.
Thiết kế chân đẩy là một khía cạnh quan trọng của sản xuất khuôn. Kỹ sư thiết kế phải bố trí đủ số lượng chốt phóng để chia sẻ tải phóng một cách an toàn. Hơn nữa, do các chốt đẩy tiếp xúc với sản phẩm nên độ hoàn thiện bề mặt và vị trí của chúng cũng là những vấn đề cần được xem xét. Nói chung, vị trí của chúng được đặt ở những điểm mà chi tiết không thể nhìn thấy được.
Hệ thống làm mát
Hệ thống làm mát, đúng như tên gọi, có nhiệm vụ kiểm soát nhiệt độ của khuôn. Nó bao gồm một mạch các kênh làm mát tuần hoàn khắp các bộ phận khác nhau của khuôn ép. Chủ yếu, chúng bao phủ các khu vực lân cận khoang chứa nhựa nóng chảy.
Ép phun sử dụng nước hoặc dầu để làm mát. Nước là sự lựa chọn phổ biến nhất. Tuy nhiên, dầu đôi khi tốt hơn cho các ứng dụng ở nhiệt độ cao. Hơn nữa, vách ngăn bên trong đôi khi cũng được sử dụng để tăng khả năng truyền nhiệt.
Hệ thống thông gió
Hệ thống thông gió được cho là một trong những thành phần quan trọng của khuôn phun. Khoang (lòng khuôn) là một không gian kín chứa đầy không khí. Những thứ này tạo ra các túi khí trong chi tiết, làm giảm chất lượng và hình thức của nó. Hơn nữa, một số loại nhựa cũng tạo ra các hợp chất không tốt cho nấm mốc.
Có một mạng lưới các rãnh, kênh và chốt trong hệ thống thông gió giúp không khí thoát ra khỏi khoang dễ dàng. Chúng được giữ rất hẹp để giữ nhựa bên trong và có ảnh hưởng tối thiểu đến bề mặt hoàn thiện. Hơn nữa, các kỹ sư đặt chúng ở những điểm có thể giữ không khí như đường phân chia để tối đa hóa hiệu quả thông gió.
Khóa liên động khuôn
Khóa liên động khuôn là các bộ phận của khuôn ép phun đảm bảo khóa và căn chỉnh thích hợp các thành phần khuôn ép khác. Chủ yếu, điều này đề cập đến lòng và lõi của khuôn. Nếu không có khóa liên động thích hợp, khả năng xảy ra các lỗi đúc như nhấp nháy , cong vênh và lỗi kích thước sẽ tăng lên đáng kể.
Khóa liên động có thể có nghĩa là một loạt các tính năng khóa trong bộ phận khuôn như chốt, rãnh và khe. Sự truyền động của chúng có thể là cơ khí hoặc thủy lực. Do đó, không có định nghĩa cụ thể cho khóa liên động khuôn, nhưng mục đích chung của chúng đã được hiểu rõ.
Hệ thống hướng dẫn
Hệ thống dẫn hướng đảm bảo rằng các bộ phận khuôn phun khác nhau được lắp ráp với sự căn chỉnh chính xác. Nó bao gồm các chốt dẫn hướng và ống lót trên các nửa khuôn khớp với nhau để định vị các bộ phận với nhau.
Do tầm quan trọng của nó trong việc căn chỉnh tổ hợp, độ chính xác chặt chẽ và các hạn chế về kích thước được đặt ra trong quá trình sản xuất.
Vật Liệu Phổ Biến Cho Các Thành Phần Khuôn Ép
Phần trước đã giải thích chi tiết về các bộ phận khác nhau của khuôn ép. Mỗi bộ phận đều có chức năng và yêu cầu sản xuất riêng. Vì vậy, sự lựa chọn vật liệu có thể khác nhau đối với từng thành phần khuôn riêng lẻ.
Trong phần này, chúng tôi tổng quan ngắn gọn về việc lựa chọn vật liệu cho các bộ phận khuôn ép khác nhau.
Phần khuôn ép | Thuộc tính | Nguyên vật liệu |
Đế khuôn | • Độ bền • Độ cứng • Khả năng chống mài mòn • Khả năng chịu nhiệt |
• Thép dụng cụ (P20, H13) • Hợp kim nhôm |
Lõi & lòng khuôn | • Độ bền • Độ cứng • Chống mài mòn • Chịu nhiệt • Độ hoàn thiện bề mặt |
• Thép dụng cụ (P20, H13) • Thép tôi cứng trước (4140) Hợp kim nhôm |
Vòi phun & ống lót vòi phun | • Độ bền • Độ cứng • Khả năng chống mài mòn • Khả năng chịu nhiệt |
• Thép dụng cụ • Hợp kim thép cứng (Đồng niken, đồng berili) |
Phụ trang | • Độ bền • Khả năng gia công • Khả năng tương thích vật liệu • Khả năng chịu nhiệt |
• Kim loại • Gốm sứ • Polyme cốt thép • Sợi carbon |
Hệ thống khóa dẫn khuôn & liên động | • Độ bền • Độ bền • Chống mài mòn |
• Thép dụng cụ • Hợp kim thép cứng |
Phần Kết Luận
Các bộ phận của khuôn ép phun là bộ phận quan trọng của quá trình thiết lập khuôn ép phun và có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của bộ phận đó. Các nhà thiết kế và kỹ sư sản xuất cần quản lý và bảo trì khuôn phun hiệu quả để đạt được kết quả tốt nhất.
Cần tính đến các yếu tố như thiết kế bộ phận, đặc tính vật liệu, khối lượng sản xuất và hạn chế về ngân sách để tạo ra các giải pháp linh hoạt. Bằng cách tối ưu hóa thiết kế và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, để đảm bảo quy trình sản xuất hiệu quả và các bộ phận hoàn thiện có chất lượng cao.