Bài tập lớn chủ đề tìm hiểu về sản phẩm ps5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ HỌC PHẦN KỸ THUẬT CAD/CAM/CAE BÀI TẬP LỚN CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ SẢN PHẨM PS5 Giáo viên hướng dẫn : TS Trần Xuân Thái Sinh viên thực : Hoàng Tuấn Phong Mã SV : 20185052 LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM thiết kế, chế tạo sản phẩm công nghiệp ngày phổ biến Việt Nam Cùng phát triển cơng nghệ thơng tin, hệ thống CAD/CAM tích hợp phát triển nhanh chóng Nó tạo nên thống từ trình thiết kế chế tạo lĩnh vực khí Được giảng dạy TS Trần Xuân Thái Em học bước đầu nắm bắt kiến thức sở ứng dụng CAD/CAM/ CAE gia cơng khí Thông qua môn học em tiếp cận với phần mềm thiết kế, tính tốn, mơ tiên tiến giới như: Solidwork, NX, MasterCam, Cimatron Qua trình học tập em tập trung tìm hiểu, nghiên cứu thực nghiêm túc để thực báo cáo ứng dụng CAD/CAM/CAE gia cơng khí Mặc dù cố gắng kiến thức thời gian có hạn nên báo cáo khơng tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận bảo thầy ý kiến góp ý bạn người quan tâm đến lĩnh vực Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2021 Sinh viên thực Phong Hoàng Tuấn Phong Giới thiệu CAD/CAM/CAE CAD - Computer Aided Design: Thiết kế trợ giúp máy tính Mục tiêu lĩnh vực CAD tự động hóa bước, tiến tới tự động hóa cao thiết kế sản phẩm CAM - Computer Aided Manufacturing: Chế tạo sản xuất có trợ giúp máy tính Mục tiêu CAM là: Mơ q trình chế tạo, lập trình chế tạo sản phẩm công cụ tự động CNC (Computer Numerical Control –Điều khiển số dùng máy tính) Q trình CAM thực hệ thống máy công cụ điều khiển số NC, CNC CAE - Computer Aided Engineering: Kĩ thuật mô hình hóa tạo mẫu nhanh thiết kế, chế thử sản phẩm Công nghệ CAE bao gồm: + Phân tích ứng suất thành phần sử dụng FEA (Phân tích phần tử hữu hạn) + Động lực học tính tốn chất lỏng, tính tốn phân tích luồng nhiệt lỏng + Mơ khí + Động lực học + Tối ưu hóa sản phẩm q trình CAD/ CAM lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo hệ thống tự động thiết kế chế tạo máy tính điện tử sử dụng để thực số chức định CAD/CAM tạo mối quan hệ thiết hai dạng hoạt động : Thiết kế chế tạo - Tự động hóa thiết kế dùng hệ thống phương tiện tính tốn giúp người kĩ sư thiết kế, mơ phỏng, phân tích tối ưu hóa giải pháp thiết kế - Tự động hóa chế tạo dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều khiển kiểm tra nguyên công gia công Một số phần mềm CAD/CAM sử dụng khí chế tạo Một số phần mềm CAD/CAM dùng cớ khí chế tạo, sản xuất cơng nghiệp:  AUTOCAD: Dùng cho thiết khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử  UNIGRAPHICS: Rất mạnh thiết kế, tính tốn khí chế tạo  DOLIDWORK : Rất mạnh thiết kế, tính tốn khí chế tạo xây dựng  CIMATRON: Tích hợp liên hồn CAD/CAM/CNC cho khí chế tạo  MASTER CAM: Tích hợp liên hồn CAD/CAM/CNC cho khí chế tạo  DENFORD: Giải pháp CAD/CAM/CNC trọn gói  CATIA: Là phần mềm chuyên thiết kế sản phẩm 3D có hỗ trợ máy tính, phần mềm có phức hợp CAD/CAM/CAE  PRO/ENGINEER: Là phần mềm CAD/CAM/CAE tích hợp, có nhiều chức trợ giúp thiết kế, phân tích kĩ thuật lập trình cho máy NC Chức năng, ứng dụng lợi ích CAD/CAM 3.1 Chức CAD/CAM Khác biệt với qui trình thiết kế theo cơng nghệ truyền thống, CAD cho phép quản lý đối tượng thiết kế dạng mơ hình hình học số sở liệu trung tâm, CAD có khả hỗ trợ chức kỹ thuật từ giai đoạn phát triển sản phẩm giai đoạn cuối trình sản xuất, tức hỗ trợ điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số Hệ thống CAD đánh giá có đủ khả để thực chức yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức xử lý phần mềm thiết kế Ngày phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế gia cơng khn mẫu có khả thực chức sau: - Thiết kế mơ hình học chiều (3D) hình dạng phức tạp - Giao tiếp với thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực nhanh chóng chức mơ hình học từ liệu số - Phân tích liên kết liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép - Tạo vẽ ghi kích thước tự động: có khả liên kết vẽ 2D với mơ hình 3D ngược lại - Liên kết với chương trình tính tốn thực chức phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khn, mơ dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu, - Nội suy hình học, biên dịch kiểu đường chạy dao xác cho công nghệ gia công điều khiển số - Giao tiếp liệu theo định dạng đồ hoạ chuẩn - Xuất liệu đồ hoạ 3D dạng tập tin STL để giao tiếp với thiết bị tạo mẫu nhanh theo cơng nghệ tạo hình lập thể 3.2 Những ứng dụng CAD/CAM ngành chế tạo máy - Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp liệu với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (đo quét toạ độ) - Giảm đáng kể thời gian mơ hình học cách tạo mơ hình hình học theo cấu trúc mặt cong từ liệu số - Chức mơ hình học mạnh, có khả mơ tả hình dáng phức tạp - Khả mơ hình hố cao cho phương pháp phân tích, cho phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu 3.3 Lợi ích CAD/CAM Lợi ích CAD có nhiều, song có số định lượng Một số lợi ích khác khó lượng hố mà thể chất lượng công việc nâng cao, thông tin tiện dụng, điều khiển tốt hơn… Một số lợi ích CAD hệ tích hợp CAD/CAM: - Nâng cao suất kỹ thuật - Giảm thời gian dẫn - Giảm số lượng nhân viên kỹ thuật - Dễ cải tiến cho phù hợp với khách hàng - Phản ứng nhanh với nhu cầu thị trường - Tránh phải ký hợp đồng để kịp tiến độ - Hạn chế lỗi chép đến mức tối thiểu - Độ xác thiết kế cao - Khi phân tích dễ nhận tương tác phần tử cấu thành - Phân tích chức vận hành tốt nên giảm khâu thử nghiệm mẫu - Thuận lợi cho việc lập hồ sơ, tư liệu - Bản thiết kế có tính tiêu chuẩn cao - Nâng cao suất thiết kế dụng cụ cắt - Dễ tiết kiệm chi phí, giảm giá thành - Giảm thời gian đào tạo hội họa viên lập trình viên cho máy NC - Ít sai sót lập trình cho máy NC - Giúp tăng cường sử dụng chi tiết máy dụng cụ cắt có sẵn - Thiết kế dễ phù hợp với kỹ thuật chế tác có - Tiết kiệm vật liệu thời gian máy nhờ thuật toán tối ưu - Nâng cao hiệu quản lý thiết kế - Dễ kiểm tra chất lượng sản phẩm phức tạp - Nâng cao hiệu giao diện thông tin dễ hiểu nhóm kỹ sư, thiết kế viên, hội họa viên, quản lý nhóm khác Ứng dụng Solidworks tích hợp NX để thiết kế gia cơng Đề tài Thiết kế gia cơng móc cần cẩu 4.1 Vẽ Solidworks 2018  Trong giao diện Part - Vẽ biên dạng móc cần cẩu với kích thước tương ứng - Vẽ biên dạng tương ứng mặt cắt - Vẽ đường dẫn: 10 Vì khơng đặt lực trực tiếp vào móc nên em mơ gán thêm mặt phẳng vào móc cần cẩu để đặt lực giả thiết sơi dây kéo Đặt kết cấu ngàm đầu kéo 21 Chọn mác thép thường dùng cho móc cần cẩu, thép hợp kim 16MnCr5 22 Đặt lực vào mặt phẳng 50000N/m2 giải ta báo cáo sau 23 Description No Data Simulation of Part1 Date: Saturday, July 23, 2022 Designer: Hoàng Tuấn Phong Study name: Static Analysis type: Static Table of Contents Description .1 Assumptions .2 Model Information Study Properties .3 Units Material Properties Loads and Fixtures Connector Definitions Contact Information Mesh information .6 Sensor Details Resultant Forces .7 Beams .8 Study Results Conclusion 12 24 Assumptions Model Information Model name: Part1 Current Configuration: Default Solid Bodies Document Name and Reference Boss-Extrude2 Treated As Solid Body Volumetric Properties Document Path/Date Modified Mass:9.52502 kg Volume:0.00122116 m^3 Density:7800 kg/m^3 Weight:93.3452 N D:\Học\Cad cam\ Part1.SLDPRT 25 Study Properties Study name Static Analysis type Mesh type Static Solid Mesh Thermal Effect: Thermal option On Include temperature loads Zero strain temperature Include fluid pressure effects from SOLIDWORKS Flow Simulation Solver type Inplane Effect: 298 Kelvin Off Soft Spring: Inertial Relief: Off Off Incompatible bonding options Large displacement Automatic Off Compute free body forces Friction On Off Use Adaptive Method: Result folder Off SOLIDWORKS document (D:\Học\Cad cam) Units FFEPlus Off Unit system: SI (MKS) Length/Displacement Temperature mm Kelvin Angular velocity Pressure/Stress Rad/sec N/m^2 26 Material Properties Model Reference Properties Name: Model type: Default failure criterion: Yield strength: Tensile strength: Elastic modulus: Poisson's ratio: Mass density: Shear modulus: Thermal expansion coefficient: 1.7131 (16MnCr5) Linear Elastic Isotropic Max von Mises Stress Components SolidBody 1(Boss-Extrude2) (Part1) 5.90594e+008 N/m^2 8e+008 N/m^2 2.1e+011 N/m^2 0.28 7800 kg/m^3 7.9e+010 N/m^2 1.1e-005 /Kelvin Curve Data:N/A 27 Loads and Fixtures Fixture name Fixture Image Fixture Details Entities: Type: face(s) Fixed Geometry Fixed-1 Resultant Forces Components Reaction force(N) Reaction Moment(N.m) Load name X 0.000693329 Load Image Pressure-1 Y 126.871 Z 0.000336938 Resultant 126.871 Load Details Entities: Type: Value: Units: Phase Angle: Units: face(s) Normal to selected face 50000 N/m^2 deg Connector Definitions No Data Contact Information No Data 28 Mesh information Mesh type Solid Mesh Mesher Used: Automatic Transition: Standard mesh Off Include Mesh Auto Loops: Jacobian points Off Points Element Size Tolerance 10.6947 mm 0.534736 mm Mesh Quality Plot High Mesh information - Details Total Nodes 12134 Total Elements Maximum Aspect Ratio 7568 19.176 % of elements with Aspect Ratio < % of elements with Aspect Ratio > 10 96.4 0.251 % of distorted elements(Jacobian) Time to complete mesh(hh;mm;ss): 00:00:03 Computer name: ADMIN 29 Sensor Details No Data Resultant Forces Reaction forces Selection set Units Sum X Sum Y Sum Z Resultant Entire Model N 0.000693329 126.871 0.000336938 126.871 Reaction Moments Selection set Units Sum X Sum Y Sum Z Resultant Entire Model N.m 0 0 30 Beams No Data 31 Study Results Name Type Min Max Stress1 VON: von Mises Stress 5.432e-002N/m^2 Node: 4.451e+005N/m^2 Node: 9520 Part1-Static 2-Stress-Stress1 Name Type Min Max Displacement1 URES: Resultant Displacement 0.000e+000mm Node: 430 8.166e-004mm Node: 32 Name Type Min Max Part1-Static 2-Displacement-Displacement1 Name Type Min Max Strain1 ESTRN: Equivalent Strain 6.268e-013 Element: 3503 1.541e-006 Element: 2283 33 Name Type Min Max Part1-Static 2-Strain-Strain1 Name Type Min Max Factor of Safety1 Max von Mises Stress 1.327e+003 Node: 9520 1.087e+010 Node: 34 Name Type Min Max Part1-Static 2-Factor of Safety-Factor of Safety1 Conclusion 35