ứng dụng phần mềm đồ họa 3d vào thiết kế các hoạt cảnh phục vụ ngành công nghệ hàn

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX --- BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỒ HOẠ 3D VÀO THIẾT KẾ CÁC HOẠT CẢNH PHỤC VỤ NGÀNH C

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KINH TẾ KỸ THUẬT VINATEX

-

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ĐỒ HOẠ 3D VÀO THIẾT KẾ

CÁC HOẠT CẢNH PHỤC VỤ NGÀNH CÔNG NGHỆ HÀN

Thực hiện theo Hợp đồng số 102.10 RD/HĐ - KHCN ngày 25 tháng 02 năm 2010 giữa Bộ Công Thương và Trường Cao đẳng nghề Kinh tế Kỹ thuật VINATEX

Nhóm nghiên cứu:

Ths Lưu Văn Toán

Ths Nguyễn Quốc Tuấn

Ks Bùi Minh Thành Ks.Nguyễn Ngọc Thanh

Ks Đào Hải Vân

MỞ ĐẦU

Phát triển nguồn nhân lực công nghệ cao đang trở thành chiến lược đào tạo trong nhiều Trường và cơ sở Đào tạo, các chương trình đào tạo không còn mang tính hàn lâm mà mang tính thực hành cao, trang bị cho người học kỹ năng nghề nghiệp và khả năng nghiên cứu khoa học gắn với thực tế nghề nghiệp Để làm được điều này, cơ bản là xây dựng được khung chương trình trên cơ sở đào tạo kỹ năng thực hành Bên cạnh đó việc kết hợp với các doanh nghiệp sẽ luôn giúp quá trình đào tạo gắn với thực tế doanh nghiệp Giúp đào tạo luôn cập nhập được những thay đổi công nghệ nhanh nhất trong lĩnh vực đào tạo nghề Công nghệ Hàn

1 Tính cấp thiết của đề tài

Công nghệ Hàn là một ngành mới trong ngành Cơ khí Việt Nam và đặc biệt

là các trường, các doanh nghiệp thuộc Bộ công thương Nhưng giai đoạn gần đây ngành Công nghệ Hàn đã và đang phát triển mạnh đã cho thấy tầm quan trọng ứng dụng trong các ngành Cơ khí ô tô, công nghệ đóng tàu, cầu đường, xây dựng…Vì vậy yêu cầu cấp thiết của giáo dục trong giai đoạn hiện nay là đào tạo được các kỹ

sư, thợ Hàn giỏi đáp ứng nguồn nhân lực mới của Bộ Các thiết bị trong ngành Hàn tuy không phức tạp nhưng khá đa dạng và phong phú Đặc biệt các môn học trong công nghệ Hàn có tính trừu tượng cao Bên cạnh đó yếu tố chính trong công nghệ Hàn phức tạp là điều chỉnh góc độ, và độ lớn, dao động que hàn, ngọn lửa Hàn Nhưng trong thực tế ngọn lửa Hàn rất khó quan sát và đường đi của ngọn lửa Hàn rất khó mô phỏng do ảnh hưởng của hồ quang và thể hiện chỉ cần thay đổi một thông số công nghệ nhỏ đã cho ta một phương pháp, một sản phẩm có chất lượng khác

Với các phương pháp dạy học truyền thống thông thường của đại đa số trường nghề cho hiệu quả giảng dạy chưa cao vì chưa tạo tính trực quan cho người học Ngoài mặt ưu điểm như:

+ Thiết bị rẻ, dễ kiếm, quá trình vận hành bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản ít tốn kém

+ Không đòi hỏi cao về kỹ năng công nghệ thông tin

+ Thiết bị dễ vận chuyển tạo sản phẩm trực tiếp từ người học

Bên cạnh đó còn nhiều hạn chế như:

+ Trong quá trình quan sát thao tác thực hành mẫu học viên tiếp xúc trực tiếp với

hồ quang, khí độc gây ra hiện tượng bong da, bỏng mắt, cháy quần áo dụng cụ bảo

hộ, tiếng ồn gây mất an toàn giảm hiệu quả học tập

+ Quá trình thực hành tiêu tốn nhiều vật tư, phôi liệu, hao mòn thiết bị, mất nhiều không gian diện tích hiệu quả kính tế không cao

+ Khả năng mất an toàn lao động cao

+ Quá trình quan sát kỹ năng, kỹ thuật khó, nhiều hạn chế do ảnh hưởng của hồ quang hàn

- Cùng với sự phát triển khoa học kỹ thuật các thiết bị Hàn ảo đã ra đời như:

Thiết bị mô phỏng hàn, Thiết bị giám sát quá trình Hàn cũng có nhiều ưu thế vượt trội như:

+ Phòng thực hành Hàn nhỏ gọn thông thoáng

+ Không tiêu tốn que hàn, vật tư, phôi liệu

+ Không tạo ra khí độc làm ảnh hưởng đến sức khỏe của giảng viên và học viên + Hình thành thói quen và kỹ năng hàn ngay trong quá trình học lý thuyết

+ Giám sát, kiểm tra, đánh giá chính xác năng lực, kỹ năng hàn của nhiều học viên một lúc

Bên cạnh đó còn một số hạn chế như:

- Thiết bị đầu tư đắt, chủ yếu được đầu tư tại các phòng thí nghiệm, các viện và các trường đại học lớn, các thiết bị chủ yếu của nước ngoài nên việc làm chủ công nghệ còn nhiều hạn chế

- Đòi hỏi giảng viên có trình độ về công nghệ Hàn, và trình độ công nghệ thông tin cao có kỹ thuật làm chủ công nghệ

- Quá trình bảo quản, bảo dưỡng phức tạp tốn kém

Hình 1.1 Giờ thực hành hàn hồ quang với phương pháp dạy truyền thống

* Trong những năm gần đây cùng với việc bùng nổ của CNTT đặc biệt là sự phát triển mạnh của ngành công nghệ đồ hoạ 3D Đã có rất nhiều các phần mềm ứng dụng trong ngành cơ khí như: Auto CAD, Solidwork, Pro-Engineer, Autodesk Inventer, Autodesk Mechanical Desktop, SolidWorks Edge, Master CAM, 3D Studio.Max…Mỗi phần mềm đều có các mặt mạnh, hướng chuyên sâu ứng dụng khác nhau :

Trong ngành Công nghệ Hàn việc điều khiển ngọn lửa hàn và các thông số công nghệ là yếu tố tiên quyết định chất lượng sản phẩm Bên cạnh đó ngọn lửa hàn và các yếu tố công nghệ lại rất khó quan sát, và phức tạp không trực quan với phương pháp giảng dạy thông thường phần lớn do ảnh hưởng của hồ quang hàn Việc áp dụng công nghệ đồ họa 3D xây dựng mô hình không gian 3 chiều của các thiết bị nghành Hàn cho phép ta quan sát thiết bị ở mọi góc độ quan sát kết cấu bên trong của thiết bị với hình ảnh được phóng to Mặt khác nhờ các hiệu ứng của phần mềm

ta có thể quan sát được các chuyển động phức tạp, các yếu tố công nghệ chính của ngọn lửa Hàn nhờ các hoạt cảnh Từ các mô hình và các hoạt cảnh giáo viên có thể

áp dụng soạn các bài giảng điện tử cho các môn học khác nhau trong trương trình đào tạo nghề Công nghệ Hàn nói riêng và cơ khí nói chung hỗ trợ lớn cho quá trình đào tạo tại các doanh nghiệp tạo hiệu quả kinh tế cao

Vậy: Với sự phát triển lớn mạnh của ngành Cơ khí, tầm quan trọng của ngành Công nghệ Hàn, với mặt thuận lợi và khó khăn của phương pháp đào tạo nghề Hàn truyền thống hiện đại tại các trường nghề của nước ta hiện nay và ưu việt của công nghệ đồ hoạ 3D Cùng với sự phát triển và áp dụng công nghệ mới trong các

trường nghề Do đó, việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm đồ hoạ 3D vào thiết kế các hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn” là yêu cầu

cấp thiết của thực tế của giáo dục Việt Nam trong đổi mới và hội nhập

2 Mục đích, ý nghĩa nghiên cứu

2.1 Mục đích nghiên cứu:

- Qua quá trình điều tra khảo sát và qua cơ sở lý luận, hiệu quả của đề tài được áp

Hình 1.2 Giờ thực hành hàn

hồ quang với thiết bị

mô phỏng hàn

chương trỡnh ứng dụng cụng nghệ 3D để phục vụ cụng tỏc đào tạo ngành Cụng nghệ Hàn núi riờng và cỏc ngành Cơ khớ khỏc của Bộ núi riờng

- Hướng dẫn giỏo viờn, người quản lý doanh nghiệp ứng dụng mụ hỡnh hoạt cảnh tạo hiệu quả giảng dạy cao tại cỏc trường cú đào tạo ngành Cụng nghệ Hàn của Bộ cụng thương nhằm nõng cao chất lượng đào tạo, đỏp ứng nhu cầu học tập của học viờn, nhu cầu lao động của xó hội, tiếp cận phương thức đào tạo tiến bộ trờn thế giới đồng thời nõng cao trỡnh độ của người dạy, người học, tiết kiệm thời gian, kinh phớ trong đào tạo tạo hiệu quả cao trong sản xuất tại cỏc doanh nghiệp…

2.2 í nghĩa nghiờn cứu:

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đồ hoạ 3D vào hỗ trợ giảng dạy ngành Công

nghệ Hàn cú ý nghĩa lớn lao:

- Gúp phần làm sỏng tỏ cơ sở lý thuyết phần mềm 3DS.Max, Solidworks

- Giỳp cụng tỏc giảng dạy của giỏo viờn trở lờn đơn giản, thuận tiện, chớnh xỏc, khoa học, tiết kiệm thời gian, nhõn lực, chi phớ Người học sẽ hứng thỳ tỡm tũi học tập

- Hạn chế tối đa cỏc sai sút trong quỏ trỡnh mụ phạm và trong thực tiễn

- Nõng cao chất lượng giảng dạy, đào tạo mụn học trong ngành Cụng nghệ Hàn

- Nõng cao trỡnh độ tin học cho đội ngũ giỏo viờn trong cỏc trường nghề, nõng cao hiệu quả tiếp thu kiến thức của học sinh một cỏch chớnh xỏc và dễ hiểu

3 Phạm vi, nhiệm vụ nghiờn cứu

Đề tài tập trung nghiờn cứu cỏc nội dung sau:

- Cơ sở lý luận của cỏc phần mềm 3D như 3DS.Max, Solidworks

- Thực trạng cụng tỏc giảng dạy nghề Cụng nghệ Hàn tại Trường Cao đẳng Nghề Kinh tế Kỹ thuật Vinatex và cỏc trường cú dạy nghề Cơ khớ của Bộ Cụng Thương

và một số giải phỏp nhằm hoàn thiện, nõng cao hiệu quả ứng dụng công nghệ đồ

hoạ 3D vào hỗ trợ giảng dạy ngành Công nghệ Hàn

- Ứng dụng công nghệ đồ hoạ 3D xõy dựng mụ hỡnh mỏy Hàn và cỏc thiết bị (Hàn

hồ quang, Hàn Tig, Hàn Mig, Oxy – Acetylen, Hàn 1G-6G, Mỏy đột dập, mỏy khoan, ) và cỏc hoạt cảnh hỗ trợ cụng tỏc giảng dạy chuyờn ngành Công nghệ

Hàn

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục đích, ý nghĩa nghiên cứu 3

2.1 Mục đích nghiên cứu: 3

2.2 Ý nghĩa nghiên cứu: 4

3 Phạm vi, nhiệm vụ nghiên cứu 4

MỤC LỤC 5

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU 9

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 12

TÓM TẮT NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ 13

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 14

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 14

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước .14

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 14

1.2 Cơ sở lý luận của đề tài 15

1.2.1 Công nghệ về phần mềm đồ họa Solidworks 15

1.2.2 Công nghệ về phần mềm đồ họa 3DS.Max 15

1.2.3 Lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn 16

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 18

2.1 Phân tích thực trạng sử dụng các phần mềm tin học trong ngành Công nghệ Hàn 18

2.1.1 Tình hình chung 18

2.1.2 Những hướng chính ứng dụng tin học vào phục vụ ngành Công nghệ Hàn .19

2.1.3 Khảo sát lựa chọn các phần mềm đồ hoạ 3D ứng dụng trong xây dựng mô hình hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn .19

2.1.3.1 Phần mềm Solidworks 21

2.1.3.2 Phần mềm 3D Studio.Max 23

2.2 Khảo sát thiết bị và dụng cụ tại các trường dạy nghề và doanh nghiệp phục vụ quá trình nghiên cứu 25

2.2.1 Hàn hồ quang tay 25

2.2.1.1 Hàn hồ quang tay máy hàn xoay chiều 25

2.2.1.2 Hàn hồ quang tay máy hàn một chiều .26

2.2.2 Hàn MIG - MAG 27

2.2.2.1 Đặc điểm của phương pháp hàn Mig-Mag 27

2.2.2.2 Ưu nhược điểm phương pháp hàn MAG, MIG 27

2.2.3 Máy hàn TIG 27

2.2.3.1 Thực chất 27

2.2.3.2 Đặc điểm : 27

2.2.3.3 Phạm vi sử dụng : 28

2.2.4 Hàn khí 28

2.2.4.1 Thực chất 28

2.2.4.2 Đặc điểm .28

2.2.4.3 Phạm vi sử dụng 28

2.3 Tổng hợp phân tích các kỹ thuật Hàn phục vụ quá trình nghiên cứu 28

2.3.1 Các thao tác kỹ thuật chính trong Công nghệ Hàn 28

2.3.1.1Các chuyển động chính của que hàn trong kỹ thuật Hàn cơ bản 28

2.3.1.2 Chuyển động dọc trục que hàn: (Chuyển động số 1) 29

2.3.1.3 Chuyển động dọc trục mối hàn: (Chuyển động số 2) 29

2.3.1.4 Chuyển động dao động ngang que hàn: (Chuyển động số 3) 29

2.3.1.5 Ảnh huởng của các chuyển động tới việc hình thành mối hàn? 29

2.3.2 Hàn giáp mối không vát cạnh ở vị trí hàn bằng (1G) 29

2.3.2.1 Đính phôi: (Hình 2.2) 29

2.3.2.2 Góc độ que hàn (Hình 2.3) 29

2.3.2.3 Chuyển động cổ tay 30

2.3.2.4 Chuyển động cánh tay 30

2.3.3 Hàn ở vị trí hàn đứng (Hàn leo) (3G) 30

2.3.3.1 Góc độ que hàn (Hình 2.4) 30

2.3.3.2 Chuyển động cổ tay 30

2.3.3.3 Chuyển động cánh tay 31

2.3.4 Hàn ở vị trí hàn ngang (2G) 31

2.3.4.1 Góc độ que hàn (Hình 2.6) 31

3.2.4.2 Chuyển động cổ tay 31

2.3.4.3 Chuyển động cánh tay 32

2.3.5 Hàn ở vị trí hàn trần ( 4G) 32

2.3.5.1 Góc độ que hàn 32

2.3.5.2 Chuyển động cổ tay 32

2.3.5.3 Chuyển động cánh tay 32

2.3.6 Hàn góc ở vị trí hàn bằng (1F) 32

2.3.6.1 Đính phôi: (Hình 2.10) 33

2.3.6.2 Kỹ thuật hàn góc: (Hình 2.11) 33

2.3.6.3 Góc độ que hàn 33

2.3.6.4 Hàn mối hàn chồng, 33

2.3.7 Hàn ở vị trí hàn leo (3F) 33

2.3.7.1 Cách dao động que hàn 33

2.3.7.2 Góc độ que hàn 34

2.3.8 Hàn ở vị trí hàn ngang (2F) 34

2.3.8.1 Góc độ que hàn: (Hình 2.13) 34

Hình 3.100 Góc độ que trong Hàn 3F

2.3.8.2 Phương pháp dao động que hàn: 35

2.3.9 Hàn ở vị trí hàn trần (4F) 35

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN 36

3.1 Kết quả khảo sát 36

3.2 Sản phẩm của đề tài 37

3.2.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm 3DS max và Solidworks (có sản phẩm kèm

theo - Phụ lục 6) 37

3.2.2 Thư viện mô hình 37

3.2.2.1 Ứng dụng phần mềm 3DS.Max xây dựng mô hình phục vụ ngành Công nghệ Hàn .37

A Xây dựng mô hình thiết bị máy Hàn hồ quang tay xoay chiều 37

B Xây dựng mô hình máy Hàn Tig 38

C Xây dựng mô hình máy Hàn khí (Hàn Oxy-Acetylen) 45

D Xây dựng mô hình máy Hàn Mig – Mag 47

E Xây dựng mô hình dụng cụ Hàn 52

a Xây dựng mô hình bàn Hàn 53

b Xây dựng mô hình giầy bảo hộ lao động 54

c Xây dựng mô hình găng tay bảo hộ lao động 54

d Xây dựng mô hình kính bảo hộ lao động 55

e Xây dựng mô hình mỏ lết 55

g Xây dựng mô hình Cà lê 55

h Xây dựng mô hình kìm cắt dây hàn 56

i Xây dựng mô hình búa gõ xỉ 56

k Xây dựng mô hình Tuốc nơ vít 57

l Xây dựng mô hình búa nguội 57

m Xây dựng mô hình bàn chải đánh gỉ 58

n Xây dựng mô hình mặt nạ hàn 58

3.2.2.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong xây dựng mô hình phục vụ ngành Công nghệ Hàn 61

A Xây dựng mô hình vật thể máy khoan bàn 61

B.Tạo mô hình máy khoan đứng 63

C.Tạo mô hình máy đột dập 64

3.2.3 Thư viện hoạt cảnh 66

3.2.3.1 Ứng dụng phần mềm 3DS.max tạo hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn 66

A.Tạo hoạt cảnh Hàn hồ quang tay 66

a Tạo hoạt cảnh Hàn giáp mối không vát mép vị trí Hàn bằng 66

b Tạo hoạt cảnh Hàn góc không vát mép vị trí Hàn bằng 69

B Hoạt cảnh Hàn Tig 72

+ Tạo hoạt cảnh hàn Tig hàn giáp mối tại vị trí bằng 72

C Hoạt cảnh Hàn Mig-Mag 75

+ Tạo hoạt cảnh Hàn Mig- Mag Hàn chồng không vát mép tại vị trí bằng .75

D Tạo hoạt cảnh hàn Tig Hàn 1G - 6G 77

a Tạo hoạt cảnh Hàn 3G 77

b Tạo hoạt cảnh Hàn 6G 79

E Tạo hoạt cảnh thể hiện thông số ngọn lửa Hàn 80

a.Tạo hoạt cảnh ngọn lửa Hàn 80

b Ngọn lửa thường 81

c Ngọn lửa Oxy hóa 81

d Ngọn lửa nhiên liệu 82

3.2.3.2 Ứng dụng phần mềm Solidworks trong tạo hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn 83

3.2.3.3 Đánh giá hiệu quả việc ứng dụng phần mềm 3D phục vụ ngành Công nghệ Hàn tại trường Cao Đẳng Nghề Kinh tế Kỹ thuật Vinatex 89

A: Thực trạng việc ứng dụng công nghệ phần mềm 3D vào hỗ trợ giảng dạy nghề Công nghệ Hàn tại các trường nghề của tỉnh Nam Định: 89

a Điều kiện về cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ giảng dạy: 89

Bảng 1: Kết quả khảo sát điều kiện cơ sở vật chất, trang thiết bị phục vụ giảng dạy ngành Công nghệ Hàn 89

b Thực trạng ứng dụng công nghệ phần mềm 3D của cán bộ, giáo viên trong giảng dạy ngành Công nghệ Hàn .89

c Đề xuất các biện pháp giải quyết các trở ngại khi sử dụng phần mềm 3DS .Max vào hỗ trợ giảng dạy trong ngành Công nghệ Hàn: 91

B Đối với giáo viên: 91

Bảng 2: Kết quả khảo sát áp dụng đối với giáo viên: Hiệu quả chung ứng dụng công nghệ phần mềm 3D vào giảng dạy mô dun ngành công nghệ Hàn .91

Bảng 3: Kết quả khảo sát đối với giáo viên: Hiệu quả ứng dụng công nghệ phần mềm 3D giúp nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ trong giảng dạy mô dun ngành Công nghệ Hàn 92

C Đối với học sinh: 92

Bảng 4: Kết quả khảo sát đối với sinh viên: Hiệu quả khi học các bài học mà giáo viên sử dụng công nghệ phần mềm 3D vào công tác giảng dạy mô dun ngành Công nghệ Hàn 92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

I Kết luận 94

1.1 Những phần đề tài đã hoàn thành 94

1.2 Những định hướng chính và hướng phát triển của đề tài 95

II Kiến nghị 95

TÀI LIỆU THAM KHẢO 96

Phụ lục 1: PHIẾU ĐIỀU TRA 97

Phụ lục 2: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN VỚI GIÁO VIÊN 99

Phụ lục 3: MẪU PHIẾU TRƯNG CẦU Ý KIẾN VỚI HỌC SINH 100

Phụ lục 4: ĐÁNH GIÁ XẾP HẠNG CÁC PHẦN MỀM 101

CAD/CAM/CAE/CG/RP 101

Phụ lục 5: SO SÁNH CÁC PHẦN MỀM CAD/CAM/CAE THÔNG DỤNG TẠI VIỆT NAM ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH CƠ KHÍ 104

Phụ lục 6: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM 3DS.MAX VÀ SOLIDWORKS 106

( Có sản phẩm kèm theo) .106

DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ BẢNG BIỂU Hình 1.1 Giờ thực hành hàn hồ quang với phương pháp dạy truyền thống 1

Hình 1.2 Giờ thực hành hàn hồ quang với thiết bị mô phỏng hàn 1

Hình 2.1 Các hướng chuyển 1

Hình 2.2 Vị trí và kích thước khi đính phôi ở vị trí Hàn 1G 1

Hình 2.3 Góc độ que Hàn ở vị trí Hàn 1G 1

Hình 2.4 Góc độ que Hàn ở vị trí Hàn 3G 1

Hình 2.5 Thao tác nối que trong Hàn 3G 1

Hình 2.6 Góc độ que ở Hàn 2G 1

Hình 2.7 Dao động que trong Hàn 2G 1

Hình 2.8 Góc độ que trong Hàn 4G 1

Hình 2.9 Góc độ que trong Hàn 1F 1

Hình 2.10 Vị trí đính phôi que trong Hàn 1F 1

Hình 2.11 Vị trí đính phôi que trong Hàn 1F 1

Hình 2.12 Dao động que hàn trong Hàn 3F 1

Hình 2.13 Góc độ que trong Hàn 2F 1

Hình 2.14 Góc độ que và dao động trong Hàn 4F 1

Hình 3.1 Mô hình máy hàn hồ quang tay 38

Hình 3.2 Tạo mô hình mặt thân trên và bánh xe máy hàn Tig 38

Hình 3.3 Tạo mô hình nắp trên 39

Hình 3.4 Tạo cánh quạt gió .39

Hình 3.5 Tạo máy biến áp hàn 41

Hình 3.6 Tạo khối đế bằng lệnh Etrude 41

Hình 3.7 Tạo dây mát, đầu nối dây hàn 42

Hình 3.8 Tạo mô hình chai khí 43

Hình 3.9 Gắn đồng hồ đo áp vào chai khí 43

Hình 3.10 Tạo cán mỏ hàn Tig 44

Hình 3.11 Tạo chụp điện cực mỏ hàn Tig 44

Hình 3.12 Áp vật liệu cho mô hình máy hàn Tig 45

Hình 3.13 Tạo mô hình trục bánh xe vận chuyển 46

Hình 3.14 Tạo mô hình chai khí Oxy-Acetylen 46

Hình 3.15 Lắp ráp và áp vật liệu cho bộ hàn khí .47

Hình 3.16 Tạo mô hình thân máy hàn Mig-Mag 48

Hình 3.17 Tạo mô hình nắp trên và bulon vận chuyển 48

Hình 3.18 Tạo mô hình bánh xe vân chuyển 49

Hình 3.19 Áp ảnh máp mặt trước máy hàn Mig 49

Hình 3.20 Lắp ráp và áp vật liệu cho bộ hàn khí .50

Hình 3.21 Tạo thân bộ cấp dây 50

Hình 3.22 Tạo mô hình cơ cấu căng dây hàn 51

Hình 3.23 Tạo mô hình cuộn dây hàn 51

Hình 3.24 Mô hình máy hàn Mig-Mag 52

Hình 3.25 Tạo mô hình ghế thực hành Hàn 53

Hình 3.26 Tạo mô hình đồ gá kẹp phôi 53

Hình 3.27 Tạo mô hình giầy bảo hộ 54

Hình 3.28 Tạo mô hình găng tay bảo hộ 54

Hình 3.29 Tạo mô hình kính bảo hộ 55

Hình 3.30 Tạo mô hình mỏlết 55

Hình 3.31 Tạo mô hình Clê 55

Hình 3.32 Tạo mô hình kìm cặp dây hàn 56

Hình 3.33 Tạo mô hình búa gõ xỉ 56

Hình 3.34 Tạo mô hình Tuốc nơ vít 57

Hình 3.35 Tạo mô hình búa nguội 57

Hình 3.36 Tạo mô hình bàn chải gỉ 58

Hình 3.37 Tạo mô hình mặt nạ hàn 58

Hình 3.38 Tạo mô hình máy mài tay 59

Hình 3.39 Tạo mô hình máy mài để bàn 60

Hình 3.40 Tạo mô hình máy mài hai đá 61

Hình 3.41: Máy khoan bàn 63

Hình 3.42: Máy khoan đứng mặt cạnh 64

Hình 3.43: Mô hình tổng thể máy đột dập 65

Hình 3.44 Tạo hoạt cảnh giới thiệu 66

Hình 3.45 Tạo hoạt cảnh giới thiệu phôi 66

Hình 3.46 Tạo hoạt cảnh xoay phôi 66

Hình 3.47 Tạo hoạt cảnh đính phôi cạnh 1 67

Hình 3.48 Tạo hoạt cảnh đính phôi cạnh 2 67

Hình 3.49 Tạo hoạt cảnh thể hiện góc độ que hàn 68

Hình 3.50 Tạo hoạt cảnh que hàn di chuyển theo hình bán nguyệt 68

Hình 3.51Tạo hoạt cảnh mô phỏng hàn giáp mối 69

Hình 3.52 Tạo hoạt cảnh giới thiệu hàn góc 69

Hình 3.53 Tạo hoạt cảnh đính phôi của hàn góc 70

Hình 3.54 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn với mặt phẳng phôi 70

Hình 3.55 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn với mặt phẳng góc giữa hai phôi 70

Hình 3.56 Dao động que hàn trong hàn góc 71

Hình 3.57 Hoạt cảnh tạo đường hàn 71

Hình 3.58 Ghi hoạt cảnh đuôi Avi 72

Hình 3.59 Tạo hoạt cảnh giới thiệu mô hình hàn Tig 72

Hình 3.60 Tạo hoạt cảnh xoay phôi 73

Hình 3.61 Tạo hoạt cảnh hàn đính cạnh 73

Hình 3.62 Tạo hoạt cảnh hàn đính 73

Hình 3.63 Tạo hoạt cảnh góc độ mỏ hàn tig 74

Hình 3.64 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn phụ 74

Hình 3.65 Tạo hoạt cảnh hình thành đường hàn trong hàn Tig 75

Hình 3.66 Tạo hoạt cảnh giới thiệu phôi và đồ gá kẹp trong hàn Mig 75

Hình 3.67 Tạo hoạt cảnh thể hiện dao động mỏ hàn 76

Hình 3.68 Tạo hoạt cảnh hàn Tig hình thành đường hàn trong hàn góc 76

Hình 3.69 Ghi hoạt cảnh hàn Tig 77

Hình 3.70 Tạo hoạt cảnh lắp phôi 77

Hình 3.71 Tạo hoạt cảnh góc độ mỏ hàn tig 77

Hình 3.72 Tạo hoạt cảnh góc độ que hàn phụ 78

Hình 3.73 Tạo hoạt cảnh hình thành đường hàn trong hàn Tig 78

Hình 3.74 Tạo hoạt cảnh giới thiệu mô hình hàn Tig 79

Hình 3.75 Tạo hoạt cảnh xoay phôi 79

Hình 3.76 Tạo hoạt cảnh hàn 79

Hình 3.77 Tạo hoạt cảnh mồi ngọn lửa hàn 80

Hình 3.78 Tạo hoạt cảnh ngọn lửa thường 81

Hình 3.79 Tạo hoạt cảnh ngọn lửa Oxy hóa 81

Hình 3.80 Tạo hoạt cảnh ngọn lửa nhiên liệu 82

Hình 3.81 Khung máy đột dập 83

Hình 3.82 Lắp ráp xi lanh vào khung 84

Hình 3.83: Lắp ráp bàn động 85

Hình 3.84: Lắp ráp đầu đột dập 86

Hình 3.85: Lắp ráp đồ gá cối 87

Hình 3.86: Lắp ráp cối đột lỗ vào đồ gá 88

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

CNH-HĐH :Công nghiệp hoá hiện đại hoá

PPDH :Phương pháp dạy học

3DS.Max :3D Studio.Max

CAM :Computer Aided Manufacture

CAD :Computer Aided Design

CAE :Computer Aided Engineering

CG :Computer Graphics

PMNM : Phần mềm nguồn mở

TÓM TẮT NHIỆM VỤ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Để thực hiện được các mục tiêu đề ra của để tài nhóm nghiên cứu đã triển khai các nhiệm vụ sau:

- Tìm hiểu thu thập tài liệu, phân tích đánh giá lập bảng so sánh ưu nhược điểm, khả năng ứng dụng chuyên sâu của các phần mềm 3D lựa chọn các phần mềm 3D tiêu biểu dựa trên các tiêu chí:

+ Phần mềm 3D được các chuyên gia công nhận và đánh giá cao (phụ lục 4) + Phần mềm lựa chọn phải thông dụng tại Việt Nam (phụ lục 5)

+ Có nguồn tài liệu phong phú trên mạng Internet, sách báo , phần mềm dễ sử dụng có khả năng tự học và tự nghiên cứu cho giáo viên, người hướng dẫn

+ Có khả năng mô phỏng được các hoạt cảnh phức tạp của ngành Công nghệ Hàn như: Dựng được mô hình chi tiết máy, tạo hoạt cảnh liên kết chuyển động trong cơ cấu máy, có khả năng mô phỏng được hồ quang hàn, khói hàn, ngọn lửa hàn, góc

độ que hàn, biểu diễn được các thông số kỹ thuật trong Công nghệ Hàn

- Khảo sát: được thực hiện theo các hướng

+ Khảo sát tìm hiểu việc ứng dụng Công nghệ phần mềm 3D phục vụ cho ngành Công nghệ Hàn tại 6 trường TCN, CĐN, ĐH

+ Khảo sát về điều kiện trang thiết bị phục vụ giảng dạy ngành Công nghệ Hàn tại các trường nghề

+ Khảo sát lấy ý kiến trưng cầu đối với giáo viên và học sinh trong đánh giá hiệu quả giảng dạy ngành Công nghệ Hàn khi ứng dụng phần mềm 3D trong giảng dạy Với trên 100 mẫu phiếu khảo sát được thiết kế phù hợp được tổng hợp, phân tích đánh giá theo hướng ứng dụng của đề tài Nhóm nghiên cứu đã tập hợp kết quả khảo sát sau đó lập bảng đánh giá một số tiêu chí quan trọng nhằm tập trung nghiên cứu ứng dụng có trọng tâm trọng điểm

- Xây dựng cơ sở lý thuyết: Nhóm đã nghiên cứu phần mềm đồ họa 3D lựa chọn hai phần mềm chủ yếu là Solidworks và 3DS max kết hợp với lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn trở thành cơ sở lý thuyết của đề tài

- Nhằm giúp giáo viên và người quản lý, doanh nghiệp có thể ứng dụng và sử dụng được công nghệ phần mềm 3D vào ngành Công nghệ Hàn nhóm đã lựa chọn phần mềm 3D theo các tiêu chí, nghiên cứu đưa phần hướng dẫn sử dụng Solidworks và 3DS max (sản phẩm đi kèm đề tài ) chính xác khoa học dễ hiểu có tính ứng dụng cao

- Thực nghiệm:

+ Xây dựng thư viện mô hình phục vụ ngành Công nghệ Hàn

+ Xây dựng thư viện hoạt cảnh được trích xuất phân loại theo phương pháp Hàn Bài học - Nội dung Hàn, tạo hiệu quả ứng dụng

-Toàn bộ mô hình hoạt cảnh được áp dựng thử nghiệm tại Trường Cao đẳng Nghề Kinh tế Kỹ thuật Vinatex, Trường Cao đẳng Công nghiệp Nam định, Công ty TNHH Phú Thịnh

- Hội thảo khoa học đã xin ý kiến đóng góp của các doanh nghiệp, trường có đào tạo ngành Công nghệ Hàn để bổ sung dự thảo báo cáo tổng kết đề tài

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Đối với các nước phát triển: Lĩnh vực khoa học công nghệ đã và đang đạt được nhiều thành tựu lớn, giảm nhẹ sức lao động, tăng năng suất lao động Các nghiên cứu tập trung chính trong ngành giáo dục và đào tạo được ưu tiên hàng đầu, gắn hoạt động giáo dục và đào tạo trong nhà trường với thực tế sản xuất Những phát minh đổi mới phương pháp giảng dạy và đào tạo đã được áp dụng nhiều, đáp ứng được nhu cầu về nguồn nhân lực của các doanh nghiệp

Hiện nay các tổ chức, công ty sản xuất, chế tạo, cung ứng thiết bị của các nước này khi tiến hành cung cấp sản phẩm vào Việt Nam đều đưa ra các hướng dẫn sử dụng, bảo dưỡng sửa chữa bằng các hoạt cảnh làm trên phần mềm 3DS.Max, Solidworks Ví dụ trung tâm đào tạo công nghệ của Italia đăng tải các hoạt cảnh mô

phỏng Hàn 3D tại trang mn@palminigro.com, www.youtobe.com hoặc của trung tâm thông tin công nghệ Hàn Nhật Bản tại trang http://www.jwes.or.jp/en/ …nhận

thấy tại các trang truyền tải trên Intertnet các bài hướng dẫn phục vụ đào tạo ngành Công nghệ hàn còn rất ít, các hoạt cảnh còn đơn giản chưa xác thực với đào tạo nghề Hàn và sản xuất của nước ta

Khoa học công nghệ là nhân tố quan trọng để thúc đẩy sự phát triển của một quốc gia Vì vậy phát triển nghiên cứu khoa học công nghệ là động lực thúc đẩy tăng năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất

1.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Thực trạng việc nghiên cứu khoa học công nghệ của ngành giáo dục nước ta còn thấp so với các nước trong khu vực và thế giới Các đề tài nghiên cứu trong đổi mới giáo dục và đào tạo, công nghệ còn ít và chưa phát huy được hiệu quả Chưa có đề tài nào ứng dụng triệt để Công nghệ 3D hỗ trợ đào tạo cho ngành Công nghệ Hàn Công tác nghiên cứu và phát triển khoa học công nghệ thực sự chưa được các trường đào tạo nghề quan tâm đúng mức, còn nhiều hạn chế trong ngân sách và con người

Các trường đào tạo nghề muốn có sự liên kết và hỗ trợ của các doanh nghiệp trong đào tạo nhân lực, đáp ứng được yêu cầu lao động việc làm của thị trường Hiện nay các trường đại học, cao đẳng, dạy nghề của Bộ công thương đều có đào tạo nghề cơ khí và đặc biệt là ngành Công nghệ Hàn Tuy nhiên công nghệ giảng dạy còn nhiều hạn chế Hầu hết đều đang sử dụng các bản vẽ, các mô hình cắt bổ từ các thiết bị cũ, hỏng tận dụng hoặc thiết bị thật làm giáo cụ trực quan gây không ít khó khăn cho quá trình nhận thức của người học nhất là khi gặp các thiết bị có kết cấu phức tạp, kích thước nhỏ, chuyển động phức tạp hoặc giảng dạy lưu động Các

mô hình và hoạt cảnh được xây dựng trên công nghệ đồ hoạ 3D sẽ góp phần làm giảm thiểu những khó khăn này.Tuy nhiên việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ đồ

hoạ 3D gặp nhiều khó khăn do điều kiện cơ sở vật chất, trình độ tin học của đội ngũ giáo viên v.v của các trường không đồng đều

1.2 Cơ sở lý luận của đề tài

1.2.1 Công nghệ về phần mềm đồ họa Solidworks

- Phần mềm SolidWorks là phần mềm trực quan và cho phép bạn thiết kế các sản phẩm cơ khí nói riêng và hình khối nói chung tốt nhất bằng cách cho phép thiết

kế theo nhóm làm việc do đó sẽ nhanh và mạnh hơn

- Thiết kế phác họa sử dụng các khối cho phép bạn thiết kế nhanh chóng và xử

lý từng phần cơ cấu 2D trước khi tạo thành 3D Tạo bề mặt (Surfacing), chụp Capture và hiệu chỉnh với các khả năng phác họa cao cấp 3D

- Sử dụng công cụ bề mặt dạng tự do Freeform để "kéo và đẩy" - “push and pull” nhằm điều khiển các điểm dễ dàng và tạo kiểu dáng, các bề mặt liên tục Tạo các bề mặt phức tạp với công cụ lofts và sweep có hướng dẫn bằng các đường cong curvers, điều khiển dễ dàng với các điểm tuyến tính và đặc điểm tô sáng tạo Các công cụ khác như Trim, extend, fillet, và knit làm việc với cả bề mặt

1.2.2 Công nghệ về phần mềm đồ họa 3DS.Max

- Là một ứng dụng đồ họa đầy đủ đặc điểm 3D được phát triển bởi Autodesk Media &Entertainment Nó chạy trên nền Win32bit và Win64bit Đến tháng 8 năm

2006, 3DS.Max đã phát triển phiên bản thứ 11 3DS Max là một trong những ứng dụng tạo hoạt hình 3D rộng rãi nhất Nó có khả năng dựng mô hình mạnh mẽ, một tập hợp các plugin kiến trúc mềm dẻo và một nền tảng tương thích với Microsoft Windows Hầu hết nó được sử dụng cho việc phát triển game, các chương trình quảng cáo và các mô hình kiến trúc Nó cũng được sử dụng để tạo các hiệu ứng phim và thực tại ảo

- Ngoài ra, với các công cụ dựng hình và làm hoạt cảnh, phiên bản mới nhất của 3DS.Max cũng có các đặc điểm cao cấp hơn như: Tạo môi trường và phân bổ bề mặt, mô phỏng động - dynamic simulation, hệ thống hạt - particle system, bản đồ pháp tuyến - normal map Và các bộ tô bóng, kiết xuất hình ảnh - rendering mạnh

mẽ Ngoài ra với các thiết kế giao diện không ngừng cải tiến và ngôn ngữ kịch bản scripting language phục vụ cho việc lập trình Đã có một số bộ plugin để render được thiết kế có thể nhúng vào phục vụ cho việc kiết xuất ảnh như của VRay, Brazil r/s và finalRender Các phiên bản gần đây yêu cầu việc đăng kí và các thỏa thuận sử dụng với nhà sản xuất Có thể thông qua email hoặc fax

- Tạo các hình vẽ 3 chiều , các hình vẽ này có thể xuất thành các hình ảnh hai chiều để sử dụng

- Tạo các file chuyển động từ đơn giản đến phức tạp, có thể xuất thành các tập tin video (*avi,*.mpg, wmv) dùng làm các đoạn phim hoạt hình để hỗ trợ cho các trang web động…

Hai ứng dụng trên là 2 giai đoạn chính của một quy trình làm việc với 3DSmax Tạo hình – Gán vật liệu – Diễn hoạt – Kết xuất

1.2.3 Lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn

Quá trình nghiên cứu để đưa Công nghệ phần mềm 3D ứng dụng vào việc tạo mô hình hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn thực chất đã gắn lĩnh vực khoa học giáo dục kỹ thuật với đào tạo nghề nghiệp Vận dụng các phương pháp giáo dục hiện đại khắc phục những ngược điểm trong giáo dục truyền thống tại các trường nghề và tại doanh nghiệp, nhóm nghiên cứu đã biến chúng trở thành thực tiễn giáo dục kỹ năng nghề nghiệp Để đề tài thành công, nhóm nghiên cứu đề tài đã sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu theo mô hình sau:

Đặc biệt, trong đề tài đã sử dụng phương pháp mô hình hoá Trong giáo dục kỹ thuật nghề nghiệp có rất nhiều vấn đề không thể trực tiếp nghiên cứu trên các đối tượng được do đối tượng nghiên cứu quá phức tạp và gặp những khó khăn khách quan Thực tế tại các doanh nghiệp Cơ khí do điều kiện sản xuất liên tục nên không thể lúc nào chúng ta cũng quan sát được quá trình vận hành thiết bị, kỹ thuật Hàn

mà chủ yếu dựa vào kinh nghiệm tích lũy ngay cả với bộ phận kỹ thuật tại doanh nghiệp Chỉ khi thiết bị vào chu kỳ theo lịch sửa mới có dịp quan sát và có thể có

Các phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu điều tra

(Giáo viên, Sinh viên Cán

bộ công nhân viên trong

- Phân tích cơ sở lý luận giáo dục nghề nghiệp và phần mềm

- So sánh các loại thiết bị của nhiều hãng sản xuất thiết bị Hàn trên thế giới;

- Sự kế thừa về lịch sử chế tạo từ thô sơ đến hiện đại;

- Lựa chọn để mô phỏng

và đưa vào thư viện hình ảnh

một số thử nghiệm cho phép Vì vậy sử dụng phương pháp mô hình hoá các thiết bị điển hình ngành Công nghệ Hàn là hết sức cần thiết trong quá trình nghiên cứu đề tài Do độ phức tạp của kết cấu bên trong các thiết bị, chi tiết máy, việc sử dụng mô hình hoá được chế bản trên phần mềm đồ họa 3D đã tạo ra tính cụ thể, tính chân thực, tính chính xác cao, tạo điều kiện cho người quan sát phân tích được nguyên nhân và biện pháp khắc phục các sai hỏng thường gặp trên thiết bị, góp phần nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm trong sản xuất kinh doanh

Để kiểm chứng kết quả nghiên cứu đề tài, nhóm nghiên cứu đã xây dựng một

số mô hình hoạt cảnh trực quan phục vụ công tác đào tạo, sản xuất thực tiễn chuyên ngành Công nghệ Hàn Sau đó cung cấp sản phẩm cho các cán bộ, giáo viên một số trường, các doanh nghiệp Cơ khí có sử dụng ngành Công nghệ Hàn tham khảo và ứng dụng

Như vậy khi nghiên cứu các tính năng ưu việt của công nghệ đồ hoạ - 3D và các yếu tố trong lý luận giáo dục nghề nghiệp kết hợp với thực tiễn, nhóm nghiên cứu đề tài quyết định lựa chọn hai phạm trù này làm cơ sở lý luận để triển khai nghiên cứu và xây dựng đề tài Sự tổng hoà của một công nghệ phần mềm tin học với lý luận giáo dục nghề nghiệp và thực tiễn là sự kết hợp khoa học để có thể tạo

ra gói sản phẩm có ý nghĩa trong thực tế giáo dục nghề và công tác sản xuất tại các doanh nghiệp

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM

2.1 Phân tích thực trạng sử dụng các phần mềm tin học trong ngành Công nghệ Hàn

2.1.1 Tình hình chung

Công nghệ Hàn là một trong những bộ phận quan trọng trong các doanh nghiệp, nhất là doanh nghiệp Cơ khí lắp ráp, chế tạo phục hồi, đồng thời là một bộ phận nhỏ trong ngành Cơ khí của nước ta Trong chiến lược phát triển ngành Cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến năm 2020, quyết định của Thủ tướng Chính phủ ký ngày 26 tháng 12 năm 2002 đã chỉ rõ: “… ngành Cơ khí là một trong những ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò quan trọng trong việc phát

triển kinh tế, củng cố an ninh, quốc phòng của đất nước”

Đồng thời định hướng phát triển như sau:

- Tập trung phát triển ngành cơ khí một cách có hiệu quả, bền vững trên cơ

sở phát huy nội lực trong nước kết hợp với nguồn lực bên ngoài Khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia phát triển ngành cơ khí một cách có tổ chức, phân công

và hợp tác hợp lý, đồng thời tiếp tục đổi mới, sắp xếp phát triển và củng cố doanh nghiệp nhà nước về cơ khí đủ mạnh để giữ vai trò nòng cốt, là lực lượng chủ lực của ngành

- Tập trung phát triển một số chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm nhằm khai thác, phát huy tốt nhất tiềm năng (tài nguyên, nguồn nhân lực) để đáp ứng các yêu cầu cơ bản của công cuộc phát triển đất nước

- Tăng cường năng lực tự nghiên cứu, chế tạo, đồng thời đẩy mạnh việc tiếp thu, ứng dụng khoa học, công nghệ tiên tiến nhằm đạt trình độ công nghệ trung bình tiên tiến của Châu Á, tạo thêm nhiều sản phẩm cơ khí có khả năng cạnh tranh cao

- Nâng cao khả năng chuyên môn hóa và hợp tác hóa, năng lực của ngành cơ khí, tạo tiền đề phát triển các ngành công nghiệp khác của đất nước

- Nghiên cứu thiết kế, chế tạo các mẫu máy hiện đại (ứng dụng công nghệ PLC, CNC) và các thiết bị gia công đặc biệt

- Đẩy mạnh chương trình hiện đại hóa theo hướng điện tử - tin học hóa (CNC) dàn máy công cụ hiện có trong các cơ sở công nghiệp

2.1.2 Những hướng chính ứng dụng tin học vào phục vụ ngành Công nghệ

Hàn

- Hướng thứ nhất: Thực hiện chương trình hoá các phương pháp tính toán kinh điển đang được sử dụng bằng các phần mềm ứng dụng Khi thiết kế, chạy chương trình trên máy tính, nhập vào chương trình những số liệu cần thiết đã được lựa chọn, kết quả tính toán được đưa ra giấy và màn hình

- Hướng thứ hai: Lợi dụng khả năng tính toán nhanh, chính xác của máy tính, thiết lập các bài toán lắp ráp theo những lý thuyết chính xác, lập chương trình

để giải các bài toán này Kết quả tính toán thiết kế có độ chính xác cao hơn, tin cậy hơn so với phương pháp tính toán thiết kế theo truyền thống

- Hướng thứ ba: Lợi dụng khả năng tính toán nhanh của máy tính, lập chương trình tính toán tất cả các phương án thiết kế có thể được, sau đó chọn ra phương án tốt nhất theo chỉ tiêu tối ưu của bài toán đặt ra

- Hướng thứ tư: Giảm nhẹ công sức lập các bản vẽ Sử dụng các phần mềm

về vẽ, lập chương trình ứng dụng tự động vẽ các chi tiết máy, bộ phận máy Khi chạy các chương trình này, chỉ cần nạp số liệu đã được chọn từ bàn phím, hoặc từ đĩa mềm, máy tính sẽ tự động hoàn thành bản vẽ và có thể in ra giấy để sử dụng

Có thể lập bản vẽ chế tạo chi tiết máy, bản vẽ lắp, bản vẽ chung, thậm chí có thể tự động lập bản thuyết minh

- Hướng thứ năm: Tự động hoá quá trình thiết kế Lập phần mền hoàn chỉnh giải quyết tất cả các vấn đề liên quan đến một chi tiết máy, một bộ phận máy Khi chạy chương trình, chỉ cần nhập những số liệu cần thiết theo yêu cầu của chương trình Kết quả nhận được là bản vẽ hoàn chỉnh của chi tiết máy hoặc bộ phận máy

- Hướng thứ sáu: Kết hợp các chương trình tính toán thiết kế và các chương trình điều khiển quá trình chế tạo, kiểm tra, tạo thành một hệ thống thiết kế - chế tạo tự động hoàn chỉnh

2.1.3 Khảo sát lựa chọn các phần mềm đồ hoạ 3D ứng dụng trong xây dựng

mô hình hoạt cảnh phục vụ ngành Công nghệ Hàn

* Trong những năm gần đây cùng với việc bùng nổ của CNTT đặc biệt là sự phát triển mạnh của ngành công nghệ đồ hoạ 3D Đã có rất nhiều các phần mềm ứng dụng trong ngành cơ khí như: Auto CAD, Solidwork, Pro-Engineer, Autodesk Inventer, Autodesk Mechanical Desktop, SolidWorks Edge, Master CAM, 3D

Studio.Max….Mỗi phần mềm đều có các mặt mạnh, hướng chuyên sâu ứng dụng khác nhau :

- Ứng dụng CNTT trong thiết kế là việc tạo ra và xử lý các mẫu thiết kế trên máy vi tính lĩnh vực CAD (Computer Aided Design) thiết kế có sự trợ giúp của máy tính các phần mềm thông dụng AutoCAD, Solidwork, Pro-Engineer, Autodesk Inventer, Autodesk Mechanical Desktop , SolidWorks Edge, Catia

- Ứng dụng CNTT trong tính toán và phân tích tối ưu: Computer Aided Engineering (CAE) các phần mềm thông dụng Solidworks, Catia và ANSYS, Moldex3D, ProCAD

- Với lĩnh vực CAM (Computer Aided Manufacture) gia công có sự trợ giúp của máy tính Pro/ENGINEER, NX (Unigraphic), Cimatron, MasterCAM,

- Với lĩnh vực CG (Computer Graphics) kỹ thuật đồ họa vi tính có các phần mềm 3DS.Max, Maya, Light Wave 3D, Blender

Bảng 1: ĐÁNH GIÁ XẾP HẠNG CÁC PHẦN MỀM

CAD/CAM/CAE/CG/RP (phụ lục 4)

Đây là bản đánh giá xếp hạng các phần mềm CAD/CAM/CAE/CG/RP của tạp chí NIKKEI DESIGN, Japan (một tạp chí nổi tiếng chuyên về đánh giá các phần mềm 3D) trong năm 2006 Bảng đánh giá xếp hạng này được bỏ phiếu bởi 20 chuyên gia hàng đầu về lãnh vực CAD/CAM/CAE/CG/RP của Nhật để tiện cho chúng ta

có thể tham khảo trong việc chọn phần mềm học tập

Bảng đánh giá được xếp hạng bằng phiếu dựa trên các tiêu chí như: Số lượng

người sử dụng, số cấp quyền được phát hành trong năm 2005, chức năng cũng

như tính ưu việt của software

Bảng 2: SO SÁNH CÁC PHẦN MỀM CAD/CAM/CAE THÔNG DỤNG TẠI VIỆT NAM ỨNG DỤNG TRONG NGÀNH CƠ KHÍ (phụ lục 5)

Qua hai bảng so sánh với các tiêu chí như

+ Phần mềm 3D được các chuyên gia công nhận và đánh giá cao (phụ lục 4)

+ Phần mềm lựa chọn phải thông dụng tại Việt Nam

+ Có nguồn tài liệu phong phú trên mạng Internet, sách báo , phần mềm dễ sử dụng có khả năng tự học và nghiên cứu

+ Có khả năng mô phỏng được các hoạt cảnh phức tạp của ngành Công nghệ Hàn như: Dựng được mô hình chi tiết máy, tạo hoạt cảnh liên kết chuyển động trong cơ cấu máy, có khả năng mô phỏng được hồ quang hàn, khói hàn, ngọn lửa hàn, biểu diễn được các thông số kỹ thuật trong Công nghệ Hàn

Do tính chất và đặc điểm trong đào tạo ngành Công nghệ Hàn để đảm bảo việc

mô tả những cấu trúc, nguyên lý máy, thao động tác kỹ thuật một các chính xác nhất cần có sự kết hợp nghiên cứu hỗ trợ của nhiều phần mềm 3D Qua hai bảng so

sánh về các tính năng công dụng, các ưu nhược điểm của các phần mềm 3D thông dụng tại Việt Nam Nhận thấy cần nghiên cứu tập trung vào hai phần mềm là đồ

họa CAD/CAM với phần mềm Soliworks và đồ họa CG với phần mềm 3DS max

Phần mềm SolidWorks cũng cho phép nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó SolidWorks có thể xuất ra các file dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác mô hình trong môi trường các phần mềm phân tích khác như ANSYS, ADAMS, Pro-Casting…Trước sự phát triển lớn mạnh của phần mềm CAD SolidWorks, hiện nay nhiều phần mềm CAD/CAM đã viết thêm các modul nhận dạng trực tiếp file dữ liệu SolidWorks…

* Chức năng CAD: Phần mềm này có ưu điểm là giao diện đẹp, thân thiện, khả năng thiết kế nhanh hơn các phần mềm khác rất nhiều nhờ vào sự xắp xếp và

bố trí các toolbar một cách có hệ thống và hợp lý Phần mềm này không có nhiều modul như Catia hay unigraphics vốn là những phần mềm lớn thiết kế trong nhiều lĩnh vực như ôtô, hàng không, điện tử, … Solidworks chủ yếu được dùng trong cơ khí chính xác, điện tử, ôtô, thiết kế cơ khí, tạo khuôn, thiết kế kim loại tấm… nói chung, về các chức năng này thì Solidworks tỏ ra có không thua kém Catia, unigraphics thậm chí còn hay hơn và tốt hơn, bởi lẽ nó chỉ chuyên về những lĩnh vực đó, cùng với người anh em Catia của mình, Solidworks trở thành một trong những phần mềm nổi tiếng thế giới của hãng Dassault systemn

* Chức năng CAM : Để dùng được chức năng này, chúng ta phải sử dụng một modul nữa của solidworks là SolidCam Đây là modul Cam của Solid, nó được tách

ra để bán riêng, nếu ai có điều kiện thì tải về dùng thử trên trang web:

www.solidcam.com nó chạy ngay trên giao diện của solidworks, việc sử dụng của

SolidCam quả thật vô cùng thân thiện, hơn hẳn Mastercam và các phần mềm khác

về tính dễ sử dụng Với các tool của SolidCam khá mạnh và phong phú: Phay (2,5D, 3D, 5 trục ), Tiện, Turn-Mill

* Chức năng CAE: Có lẽ đây là một ưu điểm của hãng sản xuất, khi mà họ mua trọn gói bộ phần mềm phân tích cức kì nổi tiếng thế giới là Cosmos để tích hợp và chạy ngay trong môi trường của solidworks bao gồm: COSMOS Motion (mô phỏng rất hay ), COSMOSWorks, COSMOSFloworks làm cho chức năng Phân tích của Solid khó có thể có phần mềm khác so sánh được được Với modul phân tích của Solidworks là cosmos, chúng ta có thể thực hiện được những bài phân tích vô cùng phức tạp nhưng rất hay, dưới đây là liệt kê một vài bài toán dùng

- Phân tích sự va chạm của các chi tiết

- Phân tích thuỷ khí động học ( thông qua bài toán phân tích lượng nước chảy qua cái robine và bố trí quạt thông gió cho CPU máy tính nhằm tản nhiệt tốt hơn)

- Phân tích quá trình rót kim loại lỏng vào khuôn và mức độ gia nhiệt cần thiết cho quá trình đó

- Mô phỏng cánh tay Robot

Bên cạnh những modul phân tích này thì Cosmos còn cho phép thực hiện nhiều bài toán khác nữa Nói chung là chương trình tính toán nhanh và cho phép thực hiện phân tích cụm rất nhiều chi tiết, với các thông số kết quả là: Ứng suất, sức căng, chuyển vị, hệ số an toàn kết cấu …

- Mold tools: Các công cụ giúp công việc thiết kế khuôn mẫu của bạn dễ dàng hơn rất nhiều

- Phần mềm Geaxtra cho phép tính toán bài tóan về bánh răng, sau khi đã tính toán chúng ta có thể suất sang Solidworks như 1 part, rất thuận thiện cho thiết kế chế tạo các cặp bánh răng

Đây là một trong những phần mềm dễ học và trực quan nhất có nhiều tài liệu hướng dẫn có thể tạo dựng được các mô hình vật thể kết cấu và liên kết phức tạp trừu tượng trong đào tạo ngành Công nghệ Hàn

2.1.3.2 Phần mềm 3D Studio.Max

+ 3D Studio.Max là phần mềm mạnh của hãng Autodesk giúp tạo ra và diễn hoạt các vật thể 3 chiều, cho phép thiết đặt các khung cảnh mà trong đó ánh sáng, bóng đổ, sự phản chiếu, hiệu ứng mưa, sương mù, lửa khói,…được thiết kế khi cần thiết Ngoài ra với các công cụ dựng hình và làm hoạt cảnh, phiên bản mới nhất của 3DS.Max cũng có các đặc điểm cao cấp hơn như (tạo môi trường và phân bổ bề mặt), mô phỏng động học - dynamic simulation, hệ thống hạt - particle system, bản

đồ pháp tuyến - normal map và các bộ tô bóng, kiết xuất hình ảnh - rendering mạnh mẽ Ngoài ra với các thiết kế giao diện không ngừng cải tiến và ngôn ngữ kịch bản - scripting language phục vụ cho việc lập trình Đã có một số bộ plugin Render (mô đun phần mềm kết xuất ghép thêm) để kết xuất hình ảnh được thiết kế như V-Ray, Brazil r/s và finalRender Và cuối cùng cho phép xuất ra dưới các dạng phim ảnh, các mô hình thực tế ảo…rất hữu ích cho việc thiết kế các bài giảng với các hiệu ứng mô phỏng hiệu ứng hồ quang, ngọn lửa hàn, sự bắn tóe kim loại các

mô hình tĩnh động tạo tính chính xác, trực quan và thẩm mỹ cao trong ngành Công nghệ Hàn

Vậy: Với sự phát triển lớn mạnh của ngành Cơ khí, tầm quan trọng của ngành Công nghệ Hàn, với thực trạng của nền giáo dục nước ta hiện nay và ưu việt của công nghệ đồ hoạ 3D đặc biệt là hai phần mềm Solidworks và 3D Studio.max Cùng với sự phát triển và áp dụng công nghệ mới trong các trường nghề Do đó,

việc nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ đồ hoạ 3D vào hỗ trợ

giảng dạy ngành Công nghệ Hàn.” là yêu cầu cấp thiết của thực tế của giáo dục

Việt Nam trong đổi mới và hội nhập

Qua khảo sát, mỗi phần mềm tin học có một ứng dụng và thế mạnh riêng Tuy nhiên nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy để có một hoạt cảnh mô phỏng sinh động, các chi tiết máy đầy đủ các thông số kỹ thuật với màu sắc vật liệu xác thực, phù hợp với tính chất và đặc điểm trong đào tạo ngành Công nghệ Hàn để đảm bảo việc

mô tả những cấu trúc, nguyên lý máy, thao động tác kỹ thuật một cách chính xác nhất cần có sự kết hợp nghiên cứu hỗ trợ của nhiều phần mềm 3D Qua hai bảng so sánh về các tính năng công dụng, các ưu nhược điểm của các phần mềm 3D thông dụng tại Việt Nam Nhận thấy cần nghiên cứu tập trung vào hai phần mềm là đồ

họa CAD/CAM với phần mềm Soliworks và đồ họa CG với phần mềm 3DS max

Hơn nữa sau khi được đóng gói dưới dạng các file avi, file mpeg, file swf,

file.exe, công nghệ đồ hoạ 3D cho phép xuất hình ảnh tương thích với hệ điều hành

Microsoft Windows rất phổ biến trên các máy tính

2.2 Khảo sát thiết bị và dụng cụ tại các trường dạy nghề và doanh nghiệp phục vụ quá trình nghiên cứu

Trong ngành Cơ khí nói chung và ngành Công nghệ hàn nói riêng số lượng thiết

bị và dụng cụ rất phong phú và đa dạng Vì vậy phải phân tích lựa chọn các thiết bị thông dụng điển hình để phục vụ cho kỹ thuật mô hình hóa bằng kỹ thuật 3D

Khảo sát tại trường Cao đẳng nghề Kinh tế - Kỹ thuật Vinatex, do việc đầu

tư các máy Hàn công nghệ cao rất tốn kém nên việc sử dụng các máy thật cắt bổ làm mô hình giảng dạy và giới thiệu thiết bị rất hạn chế Tuy nhiên nhà trường cũng đã trang bị rất nhiều hệ thống máy Hàn, kết hợp để mở ra mô hình vừa thực nghiệm sản xuất vừa đào tạo công nhân, kỹ thuật viên, thợ Hàn bậc cao Các thiết

bị, mô hình được trang bị cụ thể như sau:

2.2.1 Hàn hồ quang tay

2.2.1.1 Hàn hồ quang tay máy hàn xoay chiều

Máy hàn xoay chiều có rất nhiều loại, hiện nay dùng phổ biến các loại sau:

- Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm mắc riêng

- Máy hàn xoay chiều có bộ tự cảm mắc kết hợp

- Máy hàn xoay chiều có lõi thép di động và cuộn dây thứ cấp chia làm nhiều phần

- Máy hàn xoay chiều có nguồn chuyển động

- Máy hàn xoay chiều có cuộn dây chuyển động

Dùng để cung cấp dòng điện cho hồ quang điện trong quá trình hàn máy hàn có 2 loại (dòng điện hàn xoay chiều, dòng điện hàn một chiều)

- Không thích hợp để hàn điện cực Bazơ

- Khi hàn dưới nguy cơ điện tăng cao chỉ cho phép điện áp không tải cao nhất là 48( V) do đó tính chất hàn ví dụ như châm hồ quang có thể sẽ bị kém đi

- Được kết nối nguyên tắc một pha ở mạng do đó chịu tải không đồng đều ở mạng

Thông qua việc điều chỉnh lõi bằng tay quay

Thông qua các cuộn dây trong biến áp hàn bằng công tắc nấc bậc

2.2.1.2 Hàn hồ quang tay máy hàn một chiều

- Hình dáng của máy hàn một chiều

- Dựa vào cấu tạo và nguyên lý tác dụng người ta chia máy hàn 1 chiều thành các kiểu sau:

+ Máy hàn 1 chiều có cuộn kích thích độc lập

+ Máy hàn 1 chiều có cuộn kích thích mắc song song và cuộn khử từ mắc nối tiếp

+ Máy hàn 1 chiều từ trường ngang

+ Máy hàn 1 chiều có các cực từ lắp rời

- Người ta thường dùng phổ biến các loại máy hàn 1 chiều các các cực từ lắp rời như: CMTC 300 và CG 300M của Liên Xô, hay loại AT 320 của Trung Quốc

2.2.2 Hàn MIG - MAG

2.2.2.1 Đặc điểm của phương pháp hàn Mig-Mag

- Hàn MIG/ MAG là quá trình hàn hồ quang bằng điện cực nóng chảy trong môi trường khí bảo vệ Nhiệt hồ quang làm nóng chảy dây hàn và vật liệu cơ bản tạo thành bể hàn Bể hàn kết tinh tạo thành mối hàn

- Hàn MIG/ MAG kí hiệu chung :

- GMAG (Gas metal arc welding)

- Khi hàn bằng khí hoạt tính gọi là hàn MAG (metal active welding)

- Khi hàn bằng khí trơ gọi là hàn MIG (metal inert welding)

2.2.2.2 Ưu nhược điểm phương pháp hàn MAG, MIG

+ Ưu điểm của MAG, MIG

- Tiết kiệm kim loại điện cực

- Có thể hàn được vật liệu có chiều dày nhỏ S >= 1 mm

- Tỉ lệ kim loại kết tinh cao

- Kim loại kết tinh liên tục trong đường hàn dài không phải nối que hàn

- Không phải gõ xỉ hàn, ít phải làm sạch mối hàn sau khi hàn

- Năng suất hàn gấp hơn 2,5 lần so với hàn hồ quang tay

- Chất lượng mối hàn cao Sản phẩm hàn ít bị cong vênh do tốc độ hàn cao, nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp

- Điều kiện lao động tốt hơn, sạch sẽ hơn

- Trong quá trình hàn khói hàn giảm, ít phát sinh khí độc

+ Nhược điểm MIG, MAG

- Hồ quang hàn phải được bảo vệ tránh gió

- Nhiệt độ bức xạ và cường độ hồ quang cao hơn so với hàn hồ quang tay

2.2.3 Máy hàn TIG

2.2.3.1 Thực chất

Hàn TIG (Tungsten Inert Gas) là quá trình hàn bằng điện cực không nóng

chảy Vonfram trong môi trường khí trơ bảo vệ Khí trơ Ar, He hoặc Ar + He có tác dụng ngăn cản những tác động có hại của ôxy và nitơ trong không khí và ổn định

hồ quang

Vùng hồ quang có nhiệt độ rất cao, có thể đạt tới 61000C Kim loại mối hàn

có thể chỉ do kim loại vật hàn tạo nên (khi hàn liên kết gấp mép) hoặc được bổ sung từ kim loại phụ Toàn bộ vũng hàn được bao bọc bởi khí trơ thổi ra từ chụp khí

2.2.3.2 Đặc điểm :

Phương pháp hàn TIG có một số đặc điểm sau :

- Tạo ra mối hàn có chất lượng cao đối với hầu hết kim loại và hợp kim

- Mối hàn không phải làm sạch sau khi hàn

- Hồ quang và vũng hàn có thể quan sát được trong khi hàn

- Không có hiện tượng bắn tóe kim loại khi hàn

- Có thể hàn ở mọi vị trí trong không gian

- Nhiệt tập trung cao cho phép tăng tốc độ hàn, giảm biến dạng

- Kém kinh tế so với hàn hồ quang điện cực nóng chảy khi hàn các tấm dầy hơn 10mm

- Khó bảo vệ vũng hàn trong môi trường có gió

2.2.4.2 Đặc điểm

Thiết bị hàn đơn giản, rẻ tiền nhưng năng suất hàn thấp và liên kết hàn biến dạng nhiều, chỉ sử dụng hàn các vật hàn mỏng và nối các ống kim loại màu có đường kính nhỏ

2.2.4.3 Phạm vi sử dụng

Hàn khí dùng hàn các loại thép có chiều dầy s ≤ 5 mm, các kim loại mầu, các kim loại yêu cầu nung nóng ít và nguội chậm như: Thép dụng cụ ; Các kim loại yêu cầu cần nung nóng sơ bộ như gang và một số thép đặc biệt Ngoài ra nó còn sử dụng để hàn vảy hợp kim cứng

2.3 Tổng hợp phân tích các kỹ thuật Hàn phục vụ quá trình nghiên cứu

Phần xây dựng mô hình thiết bị và dụng cụ Hàn với các chi tiết được lắp ghép hoàn chỉnh được hướng dẫn cụ thể tại CD sản phẩm kèm theo Nội dung chương này cho thấy phần mềm 3D Studio.max có thể ứng dụng hiệu quả trong tạo hoạt cảnh thể hiện các thao tác kỹ thuật khó khi quan

sát và tưởng tượng trong thực tế

2.3.1 Các thao tác kỹ thuật chính trong Công

nghệ Hàn

2.3.1.1Các chuyển động chính của que hàn

trong kỹ thuật Hàn cơ bản

- Các hướng chuyển động cơ bản của que hàn

3

Hình 2.1 Các hướng chuyển

2.3.1.2 Chuyển động dọc trục que hàn: (Chuyển động số 1)

- Que hàn chuyển động tịnh tiến theo trục của nó với tốc độ phù hợp với tốc độ nóng chảy của nó để tạo ra chiều dài hồ quang không đổi trong suốt quá trình hàn

và duy trì hồ quang cháy ổn định

2.3.1.3 Chuyển động dọc trục mối hàn: (Chuyển động số 2)

- Que hàn chuyển động theo chiều này để hàn hết chiều dài của mối hàn, muốn đảm bảo chất lượng của mối hàn cần phải có góc độ phù hợp

2.3.1.4 Chuyển động dao động ngang que hàn: (Chuyển động số 3)

- Để tạo ra chiều rộng của mối hàn, đảm bảo bề rộng theo yêu cầu

- Tuỳ theo từng vị trí hàn, hay theo yêu cầu của bản vẽ thì hàn được mối hàn phù hợp

2.3.1.5 Ảnh huởng của các chuyển động tới việc hình thành mối hàn?

* Chuyển động dọc trục que hàn: (Chuyển động số 1)

Ảnh hưởng đến độ đều và độ mịn của mối hàn

* Chuyển động dọc trục mối hàn: (Chuyển động số 2)

Ảnh hưởng đến chiều cao mối hàn

* Chuyển động dao động ngang que hàn:(Chuyển động số 3)

2.3.2 Hàn giáp mối không vát cạnh ở vị trí hàn bằng (1G)

2.3.2.1 Đính phôi: (Hình 2.2)

+ Mối đính phải đảm bảo độ bền

+ Đính xong gõ sạch xỉ, nắn thẳng, phẳng rồi đặt lên đồ gá kẹp chặt ở vị trí hàn bằng

2.3.2.2 Góc độ que hàn (Hình 2.3)

Hình 2.2 Vị trí và kích thước khi đính phôi ở vị trí Hàn 1G

Hình 2.3 Góc độ que Hàn ở vị trí Hàn 1G

Nhanh ChËm ChËm

1

3

2

45

Dao động hình răng cưa Dao động hình bán nguyệt

Thao tác nối que hàn (Hình 2.5)

2.3.3.3 Chuyển động cánh tay

Cánh tay chuyển động theo hướng hàn từ dưới lên trên

- Chuyển động của cách tay để thực hiện hướng hàn và điều chỉnh vận tốc hàn nhanh hay hàn chậm

2.3.4 Hàn ở vị trí hàn ngang (2G)

2.3.4.1 Góc độ que hàn (Hình 2.6)

3.2.4.2 Chuyển động cổ tay

- Cổ tay điều chỉnh đầu que hàn luôn dao động theo hình vòng tròn lệch

- Chuyển động của cổ tay nhằm điều chỉnh khống chế bề rộng mối hàn

Hình 2.5 Thao tác nối que trong Hàn 3G

Hình 2.6 Góc độ que ở Hàn 2G

pH¦¥NG PH¸P VßNG TRßN LÖCH

pH¦¥NG PH¸P VßNG TRßN LÖCH

2.3.4.3 Chuyển động cánh tay

Cánh tay chuyển động theo hướng hàn từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái

- Chuyển động của cách tay để thực hiện hướng hàn và điều chỉnh vận tốc hàn nhanh hay hàn chậm

- Cổ tay điều chỉnh đầu que hàn luôn dao động theo hình vòng tròn lệch

- Chuyển động của cổ tay nhằm điều chỉnh khống chế bề rộng mối hàn

2.3.5.3 Chuyển động cánh tay

- Cánh tay chuyển động theo hướng hàn từ trái sang phải hoặc từ phải sang trái

- Chuyển động của cách tay để thực hiện hướng hàn và điều chỉnh vận tốc hàn nhanh hay hàn chậm

2.3.6 Hàn góc ở vị trí hàn bằng (1F)

Hình 2.7 Dao động que trong Hàn 2G

Hình 2.8 Góc độ que trong Hàn 4G

Hình 2.9 Góc độ que trong Hàn 1F

°-8

2.3.6.1 Đính phôi: (Hình 2.10)

+ Mối đính phải đảm bảo độ bền

+ Đính xong gõ sạch xỉ, nắn thẳng, phẳng rồi đa lên đồ gá kẹp chặt ở vị trí hàn bằng

+ Góc hợp bởi que hàn với mặt phẳng phôi cần hàn là 450

+ Góc hợp bởi que hàn với trục của mối hàn từ 600 ÷ 800

- Phương pháp dao động que hàn theo vòng tròn lệch hoặc đường thẳng

Khi hàn leo góc dao động que hàn theo hình tam giác như (hình 2.12)

Hình 2.10 Vị trí đính phôi que trong Hàn 1F

Hình 2.11 Vị trí đính phôi que trong Hàn 1F

α: Là góc hợp bởi trục đường hàn và trục que hàn α = 750 ÷ 85o

β: Là góc tạo bởi mặt phẳng đi qua trục đường hàn, trục que hàn với mặt phẳng phôi β = 45o

2.3.8.2 Phương pháp dao động que hàn:

- Khi kết thúc đường hàn không ngắt hồ

- Quang ngay mà dùng hồ quang ngắt quãng để lấp đầy rãnh hồ quang

Sau khi hàn xong đường hàn thứ nhất, dùng kìm rèn cặp phôi, tháo phôi ra khỏi

đồ gá, quay phôi hàn 180o gá phôi hàn tiếp đường hàn thứ hai ở phía đối diện Tương tự đường hàn thứ nhất Liên kết góc sau khi hàn, được làm sạch và kiểm tra

Hình 2.14 Góc độ que và dao động trong Hàn 4F

2 - 3

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN

3.1 Kết quả khảo sát

Kết quả khảo sát trên 100 phiếu (phụ lục 1)về ứng dụng phần mềm 3D (Autocad,

Solidwork, 3D studio Max ) để mô phỏng quá trình hàn Phục vụ công tác giảng dạy tại các trường Trung cấp nghề, Cao đẳng và Đại học một số tiêu chí cho kết quả như sau:

Các phần mềm 3D có thể ứng dụng hiệu quả cho ngành Hàn

7% phiếu cho Autocad

41% phiếu cho Solidwork

82% phiếu cho 3D studio Max

+ Khả năng sử dụng phần mềm phần mềm 3D chiếm 51%-70% số lượng CBGV của khoa Cơ khí trong đó có:

có ngọn lửa hàn, không quan sát được cách dao động và di chuyển của que hàn Hơn thế nữa phương pháp này sẽ tổn thất lớn về mặt kinh tế vì mua phôi liệu và que hàn, điện

+ Việc quay phim chụp hình không trực quan vì hình ảnh không rõ nét do ngọn lửa hồ quang gây ra

Từ thực trạng trên ta thấy việc ứng dụng phần mềm 3D Studio Max trong xây dựng mô hình hoạt cảnh là rất cần thiết và rất hiệu quả cho giáo viên và học sinh trong quá trình truyền thụ kiến thức

3.2 Sản phẩm của đề tài

3.2.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm 3DS max và Solidworks (có sản phẩm

kèm theo - Phụ lục 6)

3.2.2 Thư viện mô hình

3.2.2.1 Ứng dụng phần mềm 3DS.Max xây dựng mô hình phục vụ ngành Công nghệ Hàn

Xây dựng mô hình thiết bị Hàn

a/ Hàn là quá trình công nghệ sản xuất các kết cấu không tháo được từ kim loại, hợp kim và các vật liệu khác

Bằng sự hàn nóng chảy có thể liên kết được hầu hết các kim loại và hợp kim với chiều dày bất kỳ Có thể hàn các kim loại và hợp kim không đồng nhất b/ Ưu nhược điểm của hàn

- Trong quá trình hàn xảy ra sự bay hơi và oxi hoá một số nguyên tố, sự hấp thụ

và hoà tan chất khí của bể kim loại cũng như những thay đổi của vùng nhiệt hưởng nhiệt Kết quả thành phần và cấu trúc của mối hàn khác với kim loại cơ bản Các biến dạng của kết gây bởi ứng suất dư có thể làm sai lệch kích thước và hình dáng của nó và hưởng tới độ bền của mối ghép

Dụng cụ thiết bị Hàn hồ quang tay gồm có: Máy hàn hồ quang tay, bàn ghế hàn,

đồ gá hàn, kính hàn, búa nguội, bàn chải sắt, búa gõ xỉ, dũa

A Xây dựng mô hình thiết bị máy Hàn hồ quang tay xoay chiều

- Tạo dây hàn nối mát

Trên mặt Front click chọn Vào menu chọn hình Shapes/Line và click các điểmtạo đường thẳng Click chuột phải chọn Edittable Mesh/Vertex.Với các công cụ Select and Move và di chuyển các điểm lên xuống

Trên mặt cạnh Left vào menu chọn hình Shapes/Circle vẽ đường tròn có R=0.4

Sử dụng công cụ Select and Move sao cho đường thẳng Line nằm giữa đườngtròn (Hình 3.1)

Vào menu Geometry/Compound Object/Loft, tại Get Path click chọn đườngdẫn Line tại Get Shape biên dạng là đường tròn Circle

- Tương tự như vậy tạo đường dây điện nối từ cầu giao vào máy hàn Chọn vệ

liệu cao su cho dây điện Nhấn F9 để xem trước dạng Render và lưu lại

Hình 3.1 Mô hình máy hàn hồ quang tay

B Xây dựng mô hình máy Hàn Tig

Hình 3.2 Tạo mô hình mặt thân trên

và bánh xe máy hàn Tig

1 Xây dựng mô hình thân trên và bánh xe máy hàn Tig

- Tạo thân trên

Click chuột chọn công cụ Select and Move và nhấn phím Shift để nhân bản môhình mặt dưới thành mặt trên (Hình 3.2)

Tại khung nhìn Front Tạo khối hộp Box

có kích thước Length=30; Width=30; Height=25; Length Segs=4;

Tạo lỗ khoét thành thân trên

Dùng công cụ Select and Move di chuyển sao cho khối Box cắt thân trên sau

đó giữ phím Shift nhân bản thành 2 khối Vào menu

Geometry/CompoundObject/ProBoolean/