ĐỀ TÀI : MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH TRÊN PHẦN MỀM CIMATRON E1O doc

MỞ ĐẦUNgày nay sản phẩm cơ khí chính xác đã chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vật liệu chế tạo chúng ngày càng có những tính chất ưu việt như về chất lượng độ bền…D

Báo cáo thực tập

MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC

HÀNH TRÊN PHẦN MỀM

CIMATRON E1O

MỞ ĐẦU

Ngày nay sản phẩm cơ khí chính xác đã chiếm một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, vật liệu chế tạo chúng ngày càng có những tính chất ưu việt như về chất lượng độ bền…Do vậy mà ngành công nghiệp đã phát triển rất nhanh trong thời gian qua kéo theo đó là các lĩnh vực tạo hình sản xuất và chế tạo các sản phẩm từ nhựaphát triển theo đặc biệt trong đó phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn ép phun cho sản phẩm nhựa ra đời và ra cho vô số các sản phẩm với đủ kiểu dáng chủng loại phục vụ cho đời sống con người

Việc chế tạo ra các chi tiết có biên dạng phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo các phương pháp truyền thống gặp rất nhiều khó khăn Ngoài việc chế tạo các chi tiết máy yêu cầu độ chính xác cao còn phụ thuộc nhiều vào trình độ của người thợ, thờigian chế tạo chúng Cùng với sự phát triển các ngành khoa học kỹ thuật, các công nghệgia công mới cũng phát triển rất mạnh mẽ kéo theo các ứng dụng phần mềm vào trong

tự động hóa sản xuất và tự động hóa lắp ráp như ứng dụng phần mềm Master Cam, CimatronE,… Việc ứng dụng các máy CNC và các phầm mềm này vào sản xuất đã giải quyết được các khó khăn trước đây và đem lại hiệu quả kinh tế rất cao

Ở nước ta việc sản xuất các sản phẩm cơ khí chính xác phục vụ cho đời sống cũng như trong kỹ thuật đang được phát triển rất mạnh mẽ, số lượng các cơ sở sản xuấtứng dụng các phương pháp gia công mới ngày càng nhiều, gia công được các chi tiết

có biên dạng phức tạp

Sau một thời gian được sự hướng dẫn của thầy Phí Ngọc Túc cùng sự cố gắng của nhóm chúng em đã hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp Trong thời gian đó nhóm chúng em đã được tìm hiểu về các loại máy CNC, phương pháp lập trình NC, vấn đề ứng dụng các phần mềm CAD/CAM mà đặc biệt là phần mềm CimatronE vào việc giacông các chi tiết cơ khí

Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Phí Ngọc Túc đã hướng dẫn và chỉ bảo em rất tận tình để em hoàn thành đợt tốt nghiệp này

Hà Nội, tháng 01 năm 2013

- Thời gian thực tập: Từ tháng 1/2013 đến tháng 3/ 2013.

- Nội dung thực tập: Quan sát và tìm hiểu về máy CNC trong trung tâm.

Ứng dụng phần mềm CIMATRON E

( CIMATRON E10)

- Nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

…

MỤC LỤC

Chương I: TÌM HIỀU VỀ TRUNG TÂM BK-CNC

- I Tìm hiểu về trung tâm BK- CNC

- II Tìm hiểu về một số loại máy tại trung tâm

Chương II: : ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CAD/ CAM TRONG GIA CÔNG

- I Một số phần mềm CAD/CAM thông dụng

- II Phần mềm CIMATRON E

- III Khái quát về Cimatron E10 so với các phiên bản cũ.

Chương III : MỘT SỐ BÀI TẬP THỰC HÀNH TRÊN PHẦN MỀM

CIMATRON E1O.

- I: Bản vẽ chuột máy tính

- II : Bài vẽ tổng hợp

- Kết luận.

Chương I: TÌM HIỂU VỀ TRUNG TÂM BK-CNC I- Tìm hiểu về trung tâm BK-CNC

1- Quyết định thành lập

Trung tâm đào tạo và nghiên cứu phát triển công nghệ CNC ( BK-CNC

Technology Center ): Là một đơn vị trực thuộc Viện Cơ khí- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội (ĐHBK) Trung tâm được thành lập theo quyết định số 3903/ QĐ-BGDĐT ngày 30 tháng 08 năm 2011 của hiệu trưởng trường ĐHBK Hà Nội

Văn phòng : Tòa nhà B1- Đại học BKHN, số 1- Đại Cồ Việt, Hà Nội

2- Các hướng nghiên cứu

- Xây dựng chương trình hậu xử lý để xử lý chương trình gia công viết bằng ngônngữ APT sang mã lệnh G-Code để chạy máy CNC

- Xây dựng mô hình thiết bị tạo mẫu nhanh

- Nghiên cứu phương pháp đo gián tiếp lực cắt bằng dòng điện động cơ servo trên trung tâm gia công CNC

- Thiết kế, chế tạo bộ điều khiển thích nghi để tự động diều chỉnh lượng tiến dao trên trung tâm gia công

- Nghiên cứu về phay cao tốc

- Động lực học và điều khiển các trung tâm gia công phay CNC 5Trục, CNC 5 Trục ảo, CNC nhiều trục kiểu lai giữa động học hở và kín

- Sai số gia công , tối ưu chế độ cắt

- Nghiên cứu bản chất quá trình mài Đo Topography của bề mặt mài

- Thiết kế ngược

- Xây đựng thiết bị quét 3D dùng cảm biến đo khoảng cách bằng tia LASER

II Tìm hiểu về một số loại máy tại trung tâm

1- Máy phay:

Trung tâm phay Mikron VCP

- Máy phay CNC 5 Trục

- Hệ điều khiển: Heidenhain

- Công suất: 46kVA

- Thiết kế kiểu công nghiêpk

- 30 ổ chứa dao

- Trục chính có khả năng quay thuận và ngược chiều kim đồng hồ

- Trục chính điều khiển tốc độ vô cấp từ 0-12000 vòng/ phút

- Các điểm tham chiếu tự động

- Toàn bộ vùng lam việc được che chắn

2- Máy tiện

Trung tâm tiện Maxturn

- Hệ điều khiển : Sinumerik; Shopturn

- Công suất 38 kVA

- Thiết kế kiểu công nghiệp

- 12 ổ chứa dao

- 2 chục chính có khả năng quay thuận và quay ngược kim đồng hồ

- Trục chính 1 điều khiển tốc độ vô cấp từ 0-5000 vòng /phút

- Trục chính 2 từ 0-7000 vòng/ phút

- Có khả năng phay trên máy tiện

- Hệ thống kẹp chặt bằng thủy lực

Chương 2: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CAD/ CAM TRONG GIA CÔNG

I- Một số phần mềm CAD/CAM thông dụng

Trên thế giới hiện nay có nhiều hệ CAD và hệ CAM Nổi tiếng nhất của hệ CAD mà ở Việt Nam đã ứng dụng khá rộng rãi là: AutoCad, Solid Egde, Solid Works…Riêng hệ CAM gồm các phần mềm như : Neplpt, Autopit Hiện nay đã cónhiều phần mềm tích hợp CAD/CAM như: CIMATRON, Pro/ENGINEER, Catia luôn đáp ứng những nhu cầu phát triển không ngừng của ngành cớ khí nói riêng và các ngành khác nói chung

II- Phần mềm CIMATRON E

1- Tổng quan về CIMATRON E

Phần mềm Cimatron của hãng CIMATRON CO, được đánh là phần mềm tích hợp CAD/CAM dùng cho lĩnh vực thiết kế gia công Cơ khí hang đầu của thế giới Phần mềm Cimatron do nhóm chuyên gia Nhật Bản và Israel hợp tác xây dựng từ năm 1990 Phiên bản Cimatron IT ra mắt lần đầu rất nổi tiếng tronglĩnh vực công nghệ CAM và chế tạo khuôn mẫu Tiếp nối thành công đó, năm

2003 phiên bản Cimatron E ra đời và chạy trên môi trường Windows

2- Các ứng dụng chính phần mềm Cimatron E

- ,Modeling:

Trang bị đầy đủ các công cụ để xây dựng các mô hình như Wire Frame,

Surface, Solid… cho phép ta tạo ra một mô hình đơn giản đến phức tạp mà ta nghĩ

ra

- Data Interface:

Chuyển đổi dữ liệu thiết kê từ hầu hết tất cả các phần mềm CAD/CAM như

Catia, UG, Pro/Engineer, Solid Works sang cimatron với độ chính xác cao,

khả năng sửa đổi lại các bề mặt bị hỏng khi nhập dữ liệu với dung sao do người thiết kế quy định

- Assembly:

Sử dụng trình ứng dụng cimatron e Assembly, chúng ta có thể tạo ra một cơ

cấu hoàn chỉnh từ những cơ cấu khác với các rang buộc hình học phong phú Giao diện đồ họa và thanh công cụ bô trí khoa học giúp thao tác lắp ráp chi tiết nhanh chóng

- Mold Design:

Modul thiết kế khuôn đầy đủ nhất tập hợp các dạng khuôn Thao tác dễ dàngnhanh chóng với các thanh hướng dẫn thao tác vô cùng đơn giản theo từng trình tự từng bước giúp người sử dụng thiết kế khuôn hoàn thành tốt công việc trong thời gian ngắn nhất

- Complex Mold Project:

Đặc biệt với Modul hỗ trợ Complex Mold Project này người sử dụng dễ dàng thiết kế các kênh làm nguội, hệ thống trượt một cách tối ưu và dễ dàng

Hỗ trợ các phụ kiện làm khuôn trong thư viện sẵn co theo tiêu chuẩn

Đảm nhận việc điểu khiển quá trình gia công từ mô hình đã tạo ra trên cơ

sở thông tin bề mặt đã được xây dựng ở phần Modeling, máy tính sẽ tính chính xác các đường dao và tạo ra một cơ sở dữ liệu chỉ ra tọa độ của dao ở mỗi thời điểm phục vụ cho việc điều khiển các trung tâm gia công CNC 5 trục , 4truc, 3 trục, được hỗ trợ rât mạnh bằng những lựa chọn chạy dao phong phú và tối ưu nhất

- Electrode:

Hỗ trợ thiết kế điện cực và mô phỏng gia công EDM

- Kết Luận:

Phần mềm Cimatron là phần mềm CAM/CAM mà mối liên kết giữa thiết

kế và chê tạo giúp ta có khả năng giải quyết từ khâu đầu đến khâu cuối việc chế tạo ra một sản phẩm công nghiệp một cách chính xác và hiệu quả

- III Khái quát về Cimatron E10 so với các phiên bản cũ.

- Modeling

Cải tiến một số lệnh thiết kế Nếu như trước đây lệnh Exrtude chỉ cho phép đùn đến đối tượng tham khảo (Reference) theo một hướng thì đến phiên bản 10,người dùng có thể dùng tùy chọn này cho hai hướng với 2 góc nghiêng bất kì Lệnh Taper cũng có thêm tùy chọn Split để chia bề mặt cần tạo góc nghiêng thành 2 phần với 2 góc nghiêng độc lập

Giới thiệu thêm một số lệnh mới Trong lần ra mắt này, Cimatron bổ sung thêm

5 lệnh thiết kế mới bao gồm :

Sharp corner : bỏ đi những phần bo tròn trên các cạnh hở của bề mặt

Intermediate curve : tạo ra đường curve trung bình của 2 đường curve cho trước

2D Bounding : tự động tạo ra đường curve bao quanh các tiết diện chọn trước Lệnh này rất hữu ích khi thiết kế các chày cắt trong khuôn dập

Fair Solid : đơn giản hóa các đối tượng mặt và đường trong khối solid bằng cách chuyển chúng về các đối tượng giải tích Việc này giúp mô hình trở nên nhẹ hơn và những thao tác tiếp theo trên mô hình (thiết kế, lập trình gia công) sẽdiễn ra nhanh chóng và ít bị lỗi hơn

Datum Axis : bổ sung thêm các tính năng tạo trục mới như tạo 3 trục chính X,

Y, Z đi qua một UCS, tạo trục song song đi qua 1 điểm

Tính năng xấp xỉ đường curve : giúp chuẩn bị dữ liệu tốt hơn cho việc lập trình gia công WEDM Ngoài việc tạo ra các đường curve liên tục trơn mượt, nó còn

có chức năng tránh tạo ra những góc nhọn và qui định bán kính nhỏ nhất cho đường curve

Hình 1:chức năng xấp xỉ đường curve

Parametric Import : từ phiên bản 10, Cimatron có thêm chức năng Import Paramertric bên cạnh chức năng Import From Part Ưu điểm của chức năng mớinày là cho phép người dùng đưa vào thiết kế hiện hành một (hoặc nhiều) đối tượng cùng lúc và thay đổi các kích thước của đối tượng này tùy ý Ưu điểm của Import Parametric so với Catalog là người dùng không phải tốn thời gian xây dựng nên một chuỗi các chi tiết với kích thước có sẵn như khi tạo Catalog

mà chỉ cần tạo ra một chi tiết có các kích thước cơ sở Chức này giúp tiết kiệm rất nhiều thời gian cho việc thiết kế khuôn dập

- Assembly

Motion Analysis Tính năng mới này hỗ trợ người dùng phân tích các chuyển động phức tạp trong một mô hình lắp Cách thức làm việc khá đơn giản : người dùng chỉ cần gán các nhóm cố định và di động, chọn kiểu chuyển động (tịnh tiến hay quay tròn) của một chi tiết máy, những chuyển động có liên quan giữa các chi tiết máy còn lại sẽ do Cimatron tự động tính toán Kết quả mô phỏng có thể xuất ra dưới dạng movie

Hình 2 : mô phỏng chuyển động với Motion Analysis

- MoldDesign

Automatic attribute : nếu như trước đây sau khi tạo mặt phân khuôn người dùng phải dùng chức năng Parting Attribute để gán thủ công từng bề mặt vào các phần tử Core, Cavity thì với Cimatron E10, công việc nhàm chán và mất thời gian nói trên được thực hiện hoàn toàn tự động Tất nhiên, nếu Cimatron

không thể gán hoặc gán sai, người dùng vẫn có thể gán lại theo cách cũ Thử nghiệm trên bản Cimatron E10 Beta 3, chỉ khoảng 5% đến 10% bề mặt phân khuôn phải thực hiện lại thao tác gán thủ công

Insert & lifter design : trong các phiên bản trước E10 việc thiết kế insert và lifter bao gồm các thao tác : tách phần insert ra thành một tập tin riêng biệt, xóa phần khối đã cắt ra khỏi tấm khuôn và lắp ráp insert trở lại khuôn Với Cimtron E10, người dùng chỉ cần dùng lệnh Extract Insert by contour để tạo Insert, mọi công việc còn lại sẽ do Cimatron tự thực hiện nhanh chóng và chính xác

ECO : tính năng cập nhật thay đổi thiết kế (Engineering Change Order) đã có từcác phiên bản trước được Cimatron nâng cấp trong bản E10 lần này nhằm đem lại hiệu quả cao hơn và công tác quản lí dễ dàng hơn Tùy theo mức độ phức tạpcủa thiết kế, người dùng có thể lựa chọn một trong hai kiểu cập nhật của ECO như sau

Update Work Parts dùng trong trường hợp khuôn có kết cấu đơn giản

Update Active Parts dùng trong những trường hợp khuôn có kết cấu phức tạp và

đã gần như hoàn thiện vì kiểu này có thể giúp trách được những cập nhật không cần thiết

Add rule : mở rộng khả năng cấu hình cho các chi tiết máy trong thư viện Người dùng có thể đặt ra các ràng buộc để Cimatron tự động chọn lựa các chi tiết máy cũng như chuẩn định vị và kích thước của nó Tính năng này rất hữu ích khi thiết kế khuôn mẫu vì nó giúp người thiết kế nhanh chóng lựa chọn các chi tiết tiêu chuẩn phù hợp với khuôn

Mold open simulation : sử dụng tính năng Motion Analysis trong môi trường Assembly, người dùng có thể mô phỏng toàn bộ quá trình mở khuôn và đẩy sản phẩm, giúp kiểm soát thiết kế tốt hơn, giảm thiếu sai sót trong quá trình gia công chế tạo

Mold Quote : tính năng báo giá chỉ dành cho khuôn dập trong Cimatron E9 đã được phát triển thêm cho khuôn nhựa trong bản Cimatron E10 Nhờ Mold Quote, các doanh nghiệp có thể nhanh chóng ước lượng được giá thành sản xuất

ra một bộ khuôn căn cứ vào kích thước, mức độ phức tạp, chi phí nhân công, vật tư, máy móc … Với khả năng liên kết dữ liệu tốt, giao diện trực quan dễ dùng, Mold Quote sẽ là công cụ đắt lực để doanh nghiệp đưa ra bảng báo giá cho khách hàng trong thời gian sớm nhất với nội dung và hình thức chuyên nghiệp nhất

Hình 3 : Báo giá nhanh với Mold Quote

- DieDesign

Springback : tính toán đến khả năng phục hồi trở lại trạng thái ban đầu của phần vật liệu bị dập để thiết kế chày cắt “trừ hao” cho phần biến dạng này Tất nhiên, mức độ phục hồi biến dạng này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dày và định hướng của vật liệu, góc uốn, bán kính uốn và những thông số này phải được người thiết kế đưa ra dựa trên tính toán hay kinh nghiệm

Cải thiện tính liên kết trong Strip Design : trong các phiên bản trước, nếu người dùng chèn vào giữa hai form 3 và 4 một form 3A thì cả hai form 3A và 4 đều liên kết với form 3 nhưng giữa chúng sẽ không có liên kết với nhau Điều này

có nghĩa là những thay đổi trên form 3A sẽ không được cập nhật cho form 4 Với Cimatron E10, khi chèn một form bất kì vào giữa hai form đã có thì liên kếtgiữa các form sẽ được tự động cập nhật theo kiểu tuần tự để bảo đảm những thay đổi trên các form phía trước sẽ được cập nhật cho tất cả các form còn lại

Extract insert by contour : tính năng này tương tự như trong modul thiết kế khuôn nhựa, giúp thiết kế nhanh chóng các chày cắt trong khuôn.

CAM

Tùy chọn mới cho chiến lược chạy dao : cũng như những lần phát hành phiên bản mới trước đây, lần này Cimatron cũng đưa ra một loạt tùy chọn mới cho cácchiến lược chạy dao nhằm đáp ứng tốt hơn yêu cầu về mặt kỹ thuật và kinh tế của việc gia công trên máy CNC

Background calculation : đây là một cải tiến đáng kể cho phép người dùng tận dụng tối đa công suất của máy tính, giảm đến mức tối đa thời gian chết Nếu như trong các phiên bản trước người dùng phải đợi Cimatron tính toán xong đường chạy dao của một bước mới có thể chuyển sang lập trình bước tiếp theo thì ở phiên bản mới này, trong thời gian Cimatron tính toán đường chạy dao chobước lập trình trước đó, người dùng vẫn có thể lập trình cho các bước kế tiếp

Hình 4 : Tính toán chạy nền – Background calculation

SuperBox : thực chất super box là một (hoặc nhiều) máy tính cấu hình cao có cài Cimatron được kết nối đến máy tính chính đang thực hiện công việc lập

trình để chia sẻ bớt gánh nặng tính toán cho máy tính này SuperBox được kết nối theo kiểu Plug & Play và quản lí theo giao thức TCP/IP Khi lập trình, người dùng có thể lựa chọn không sử dụng SuperBox, luôn sử dụng SuperBox hoặc để Cimatron quyết định khi nào sẽ dùng SuperBox Các công việc quản lí,

sử dụng, cập nhật và báo cáo trạng thái của SuperBox được thực hiện thông quacông cụ SuperBox Manager

Hình 5 :kết nối tính toán song song với SuperBox

Stock improvement : cải tiến này khắc phục những hạn chế trước đây trong trường hợp phôi phải gá nhiều lần khi gia công Trong các phiên bản trước, khi thay đổi UCS để chuyển sang một vị trí gá đặt mới thì lượng vật liệu đã gia công ở lần gá trước đó sẽ vẫn xuất hiện hay nói cách khác lượng phoi

gá Trong bản Cimatron E10, lượng vật liệu gia công sẽ được cập nhật kể từ bước gia công đầu tiên đến bước gia công hiện hành dù phôi phải gá lại nhiều

lần Nó giúp thể hiện trung thực nhất tình trạng của chi tiết đang gia công, giúp người lập trình dễ dàng nhận biết các bề mặt cần phải gia công tiếp theo

Cutter & holder library : kể từ phiên bản 10, Cimatron đưa Cutter và Holder vàohai thư viện riêng biệt đồng thời thay đổi giao diện của công cụ quản lí thư viện đầy đủ hơn, chuyên nghiệp hơn Một điểm mới nổi bật nữa là Cimatron cho phép người dùng thiết kế và dùng những dụng cụ cắt mới trong khi lập trình

Hình 6 : Thư viện dụng cụ cắt đầy đủ và chuyên nghiệp hơn

Simulator : tính năng mô phỏng gia công có từ phiên bản E9 SP3 được nâng cấp

để cải thiện tốc độ làm việc, tăng độ chính xác đồng thời đưa ra 2 chế độ mô phỏng cho người dùng lựa chọn tùy theo yêu cầu công việc

Turbo chỉ dùng cơ chế mô phỏng CutSim để mô phỏng quá trình bóc tách kim loại.

Double check dùng đồng thời 2 cơ chế CutSim và MachSim để mô phỏng quá trình bóc tách kim loại và kiểm tra va chạm giữa máy, dao, chi tiết gia công và

đồ gá

- Electrode

Không có nhiều điểm mới trong phần thiết kế điện cực Cimatron chỉ cải thiện tính năng chọn đường curve tự động, cho phép đổi tên điện cực và bổ sungthêm thông số kỹ thuật của các máy EDM hiệu SODICK

PMI – Product Manufacturing Information : bản E10 đã mở rộng khả năng của PMI, cho phép người dùng thể hiện đầy đủ các yêu cầu kĩ thuật như kích thước,

độ nhám, dung sai vị trí hình học … trên mô hình 3D thay vì chỉ có kích thước

và văn bản như trong các phiên bản trước