Báo cáo thí nghiệm thực hành cơ điện

Báo cáo thực hành thí nghiệm cơ điện của trường Đại học Xây dựng. Khoa cơ khí chuyên ngành kĩ thuật cơ điện. Báo cáo về ứng dụng inventer, công nghệ in 3D. Mang đến cho các bạn nguồn tài liệu bổ ích để các bạn tham khảo trong quá trình học tập. Mình cảm thấy rất vui khi giúp được các bạn.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI BỘ MÔN CƠ SỞ KỸ THUẬT CƠ KHÍ BÁO CÁO THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH CƠ ĐIỆN Thầy hướng dẫn: ThS Tống Đức Năng ThS Nguyễn Hoàng Giang Sinh viên thực hiện: Chu Anh Dũng MSSV: 41465 Lớp: 65MEC2 Hà Nội – 2023 BÀI 1: THIẾT KẾ CHI TIẾT KỸ THUẬT BẰNG PHẦN MỀM INVENTOR Giới thiệu Mục đích thiết kế chi tiết kỹ thuật phần mềm Inventor để tạo mơ hình 3D sản phẩm trước sản xuất thực tế Điều giúp cho người thiết kế có nhìn trực quan sản phẩm, tính tốn thơng số thiết kế xác dễ dàng hơn, giúp tiết kiệm thời gian chi phí Các yêu cầu sinh viên sau kết thúc thí nghiệm thực hành thiết kế chi tiết kỹ thuật phần mềm Inventor bao gồm: - Xác định kích thước, hình dạng tính tốn thơng số chi tiết: Dựa vào thơng số ban đầu, xác định kích thước, hình dạng chi tiết - Thiết kế mơ hình 3D chi tiết: Phần mềm thiết kế 3D cho phép sinh viên tạo mơ hình 3D sản phẩm, với độ xác cao, trực quan tiết kiệm thời gian so với phương pháp thiết kế truyền thống - Kiểm tra tính khả thi hiệu chi tiết: Mơ hình 3D cho phép sinh viên kiểm tra tính khả thi hiệu sản phẩm trước sản xuất thực tế, giúp tránh sai sót q trình sản xuất tiết kiệm chi phí - Tạo vẽ kỹ thuật tiêu chuẩn: Sau thiết kế mơ hình 3D, sinh viên khí tạo vẽ kỹ thuật tiêu chuẩn, nhằm lưu giữ, trao đổi thông tin chi tiết giúp cho trình sản xuất trở nên dễ dàng Cơ sở lý thuyết 2.1 Giao diện thiết kế Inventor Sau chạy phần mềm Autodesk Inventor, lúc giao diện phần mềm xuất hộp thoại Create New File Chúng ta có mơi trường sau: - Standard.ipt : thiết kế chi tiết 3D - Sheet Metal.ipt: thiết kế kim loại - Standard.iam: môi trường lắp ráp chi tiết - Standard.dwg, Standard.idw: xuất vẽ - Standard.ipn: mơi trường mơ phỏng, trình chiếu Lựa chọn Standard.ipt để vào môi trường thiết kế 3D mặc định (ảnh dưới) Trong đó, phần khoang đỏ vùng đồ họa 3D dành cho thiết kế Menu cơng cụ nằm phía hình, cung cấp công cụ để thiết kế, tạo dựng chi tiết Các khối lệnh thực thi nằm bên trái hình, thể trình tự thiết kế thơng tin thiết kế Menu phụ nằm phía hình, bổ sung thêm thông tin chi tiết, công cụ hay câu lệnh tương ứng 2.2 Các câu lệnh - Create 2D stretch: cho phép tạo vẽ hai chiều mặt phẳng không gian 3D Các vẽ hai chiều sử dụng để mơ tả hình dạng kích thước chi tiết phận sản phẩm thiết kế Người thiết kế sử dụng công cụ khác để tạo đối tượng hình học, đường thẳng, đường cong, hình trịn, hình chữ nhật Sau tạo vẽ hai chiều, người thiết kế sử dụng cơng cụ thiết kế khác Inventor để thêm tính tạo mơ hình ba chiều phức tạp - Extrude Extrude Cut: hai số lệnh quan trọng phần mềm Autodesk Inventor Lệnh Extrude sử dụng để tạo vật thể ba chiều cách kéo dài bề mặt hai chiều đường viền vẽ hai chiều Lệnh Extrude Cut tương tự lệnh Extrude, nhiên sử dụng để tạo lỗ rãnh vật thể ba chiều cách cắt bớt phần vật thể Ví dụ: muốn tạo khối hộp ba chiều, người thiết kế tạo vẽ hai chiều hình vng, sử dụng lệnh Extrude để kéo hình vng lên để tạo thành khối hộp Hoặc sử dụng lệnh Extrude Cut để tạo lỗ tròn khối hộp ba chiều tạo lệnh Extrude - Revolve Revolve Cut: sử dụng để tạo hình dạng ba chiều cách xoay bề mặt hai chiều đường viền quanh trục định Lệnh Revolve sử dụng để tạo vật thể ba chiều cách xoay bề mặt hai chiều đường viền quanh trục Ví dụ, có vẽ hai chiều vịng trịn, người thiết kế sử dụng lệnh Revolve để xoay vịng trịn quanh trục tạo thành hình trụ Lệnh Revolve Cut tương tự lệnh Revolve, sử dụng để tạo lỗ rãnh vật thể ba chiều cách cắt bớt phần vật thể xoay quanh trục - Sweep: Lệnh Sweep sử dụng để tạo hình dạng cách kéo đường cong (profile) theo quỹ đạo (path) xác định trước Với lệnh "Sweep", người thiết kế tạo hình dạng phức tạp cách sử dụng đường cong quỹ đạo phức tạp, đồng thời thay đổi tham số để điều chỉnh hình dạng sản phẩm Lệnh "Sweep" sử dụng phổ biến ứng dụng thiết kế mơ 3D tạo hình dạng ống, cánh quạt, khung xe đạp, - Loft: Lệnh Loft sử dụng để tạo hình dạng cách kết hợp hai nhiều đường cong bề mặt khác Cụ thể, sử dụng lệnh Loft, người thiết kế phải chọn đường cong bề mặt (profiles) xác định đường dẫn chúng (guides) Sau đó, phần mềm Inventor tạo hình dạng cách kết hợp đường cong bề mặt theo đường dẫn chọn Lệnh Loft cho phép người thiết kế tạo hình dạng phức tạp, bao gồm bề mặt cong, xoắn tuyến tính Nó cho phép người thiết kế điều chỉnh thông số độ cong, độ dốc, độ xoắn, độ dày số lượng segment để tạo hình dạng 3D xác theo mong muốn - Hole: Lệnh Hole sử dụng để tạo lỗ bề mặt phận mơ hình 3D Khi sử dụng lệnh Hole, người thiết kế chọn vị trí bề mặt phận xác định kích thước hình dạng lỗ cần tạo Phần mềm Inventor tạo lỗ với kích thước hình dạng định bề mặt Lệnh Hole sử dụng để tạo loại lỗ khác nhau, bao gồm lỗ trịn, vng, chữ nhật, hình dạng phức tạp hình tam giác, bát giác, hay hình trịn cắt dịch chuyển Nó cho phép người thiết kế điều chỉnh thông số độ sâu, độ dày góc lỗ để tạo lỗ xác theo yêu cầu mơ hình - Chamfer Fillet: hai lệnh sử dụng để làm trịn cạnh cắt góc bề mặt mơ hình 3D Lệnh Chamfer sử dụng để làm tròn cạnh bề mặt cách cắt góc chỗ giao hai cạnh Khi sử dụng lệnh này, người thiết kế chọn cạnh cần làm trịn xác định kích thước tròn cạnh Lệnh Chamfer cho phép người thiết kế làm trịn cạnh với nhiều kích thước góc khác nhau, từ tròn cạnh nhỏ đến tròn cạnh lớn Lệnh Fillet sử dụng để làm trịn góc bề mặt cách tạo đường cong liên kết hai cạnh Khi sử dụng lệnh này, người thiết kế chọn cạnh cần làm trịn xác định bán kính đường cong trịn Lệnh Fillet cho phép người thiết kế làm trịn góc với nhiều bán kính khác - Mirror: cơng cụ quan trọng để chép phần toàn bộ phận tạo phiên đối xứng Khi sử dụng lệnh Mirror, người thiết kế chọn phần tử cần chép, sau xác định trục đối xứng để tạo phiên đối xứng phần tử Trục đối xứng xác định cách chọn hai điểm bề mặt bề mặt mơ hình 3D - Rectangular Pattern Circular Pattern: Lệnh Rectangular Pattern Circular Pattern phần mềm Inventor sử dụng để chép đối tượng cách đồng liên tục khu vực định Lệnh Rectangular Pattern sử dụng để chép đối tượng theo hướng dọc ngang Khi sử dụng lệnh này, người thiết kế cần chọn đối tượng cần chép, xác định số hàng cột chép, khoảng cách hàng cột, hướng chép Lệnh hữu ích để chép thành phần đối xứng khuôn mẫu đặt hàng Lệnh Circular Pattern sử dụng để chép đối tượng theo hướng tròn Khi sử dụng lệnh này, người thiết kế cần chọn đối tượng cần chép, xác định tâm bán kính mơ hình, số lượng chép góc quay chép Lệnh thường sử dụng để tạo chi tiết đối xứng quanh trục sản phẩm, chẳng hạn bánh hay chi tiết trục quay - Shell: sử dụng để loại bỏ mặt phẳng bên đối tượng 3D tạo vỏ bên Khi sử dụng lệnh Shell, người thiết kế chọn mặt phẳng bên mà họ muốn loại bỏ, sau xác định độ dày vỏ bên ngồi 2.3 Môi trường lắp ráp Môi trường lắp ráp (Assembly) phần mềm Inventor sử dụng để ghép phận riêng lẻ lại với tạo thành sản phẩm hồn chỉnh Khi sử dụng mơi trường lắp ráp, người thiết kế tạo sản phẩm phức tạp, bao gồm nhiều phận khác Người thiết kế dễ dàng thêm, xố thay đổi phận sản phẩm mà không ảnh hưởng đến phận khác sản phẩm Môi trường lắp ráp cho phép người dùng kiểm tra tối ưu hóa sản phẩm, chẳng hạn xác định mối quan hệ phận, tìm kiếm mắc kẹt lắp ráp phát xung đột phận Điều giúp đảm bảo sản phẩm hoạt động tốt đáp ứng yêu cầu thiết kế Môi trường lắp ráp cho phép người dùng tạo vẽ chi tiết, bảng phụ kiện danh sách vật tư cho sản phẩm Các tính hữu ích sản xuất sản phẩm giúp đảm bảo sản phẩm sản xuất xác hiệu Sau chạy phần mềm Autodesk Inventor Professional, vào phần Assembly, chọn Create New File Nhấp chọn vào Standard.iam để vào môi trương lắp ráp chi tiết Nhấp chọn vào lệnh Place để đưa chi tiết vào môi trường Assembly Xuất hộp thoại Place Component, chọn đường dẫn tới chi tiết cần đưa vào môi trường lắp ráp, nhấp chọn chi tiết chọn Open Các lệnh để di chuyển hay cố định chi tiết: Move, Rotate, Grounded… Các lệnh để ràng buộc hay lắp ráp chi tiết: Constraint, Mate… 2.4 Thư viện chi tiết tiêu chuẩn Trong Inventor có kho thư viện chi tiết tiêu chuẩn không lồ gồm nhiều chi tiết khác với tất tiêu chuẩn thơng dụng tồn giới Để lấy chi tiêu chuẩn này, nhấp chọn vào lệnh Place from Content Center Trong hộp thoại này, có nhiều lựa chọn cho người dùng, gồm chi tiết như: Bolt, Nut, Pin, Washer, Rivet, Shaft, Structural, Tube & Pipe… Ví dụ: Trên công cụ hộp thoại Place from Content Center, nhấp chọn vào biểu tượng lệnh Filter chọn vào tiêu chuẩn ISO Nhấp chọn vào chi tiết cần đưa vào môi trường Assembly, nhấp chọn OK để xác nhận đóng hộp thoại Ngay xuất hộp thoại mới, lựa chọn thông số kích thước cho chi tiết chọn Báo cáo kết Thiết kế bánh hình vẽ, nêu bước thiết kế lệnh thiết kế tương ứng: Bước 1: Tạo File để vẽ, lựa chọn môi trường lắp ráp Standard.iam  Chọn Create Sau setup xong thông số nhấn OK bánh hình bên Bước 3: Tạo hình cho bánh Đầu tiên khoét lỗ lắp then cho bánh Trên Taskbar chọn Sketch để vẽ 2D Vẽ lỗ lắp then có kích thước sau: Sau vẽ Ta chọn mục 3D Model  Extrude để tiến hành khoét lỗ Hộp thoại setup hình bên  chọn OK Tiếp đến ta khoét rãnh bánh tương tự nhấn OK Vẽ đường trịn có kích thước sau: Tiếp đến vát viền cho bánh Cũng mục 3D Model  Chọn Chamfer  Hộp thoại setup hình bên  Chọn OK Tiếp tiến hành bo cong viền đường tròn cho bánh Cũng mục 3D Model  Chọn Fillet  Hộp thoại setup hình bên  Chọn OK Bo cong góc bánh Cũng mục 3D Model  Chọn Face Fillet  Hộp thoại setup hình bên  Chọn OK Tương tự làm với mặt lại bánh Chúng ta thu kết bánh hình bên Bước 4: Trang trí hồn thiện bánh thu kết hình Bước 5: Lưu File vào máy Chọn File  Save  Đặt tên  OK File lưu định dạng ipt Hình ảnh thiết kế 3D: BÀI 2: CÔNG NGHỆ IN 3D Giới thiệu Công nghệ in 3D công nghệ sản xuất mới, trình sản xuất chất liệu (nhựa, kim loại hay thứ khác) theo phương cách xếp lớp với để tạo nên vật thể chiều Trong công nghệ in 3D, máy in 3D sử dụng tập tin chứa thông tin sản phẩm để tạo mô hình 3D sản phẩm Các tập tin thường định dạng STL (StereoLithography) Sau đó, máy in 3D sử dụng tệp định dạng để tạo sản phẩm cách in lớp vật liệu lên Các vật liệu phổ biến sử dụng công nghệ in 3D bao gồm nhựa, kim loại, gỗ, sợi carbon, sợi thủy tinh, sáp gạch Các sản phẩm in 3D có kích thước hình dạng khác tùy chỉnh theo yêu cầu người sử dụng Công nghệ in 3D có nhiều ứng dụng nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm: - Y tế: Công nghệ in 3D sử dụng để tạo phận thể giả, mẫu để phẫu thuật trước thực hiện, thiết bị y tế dụng cụ phẫu thuật - Sản xuất: Công nghệ in 3D sử dụng để tạo linh kiện, sản phẩm dụng cụ ngành công nghiệp, giúp tiết kiệm chi phí thời gian sản xuất - Kiến trúc: Công nghệ in 3D sử dụng để tạo mơ hình kiến trúc, giúp kiểm tra tính khả thi thiết kế kiến trúc trước thực - Giáo dục: Công nghệ in 3D sử dụng để tạo mơ hình đối tượng cho giáo viên học sinh, giúp họ hiểu rõ khái niệm học thuật, mơ hình đối tượng, tăng khả tưởng tượng học sinh