Báo cáo tiểu luận đề tài solidworks

Phần mềm này được sử dụng để thiết kế và lập trình các máy gia công CNC, bao gồm máy tiện, máy phay, máy cắt dây, máy laser, v.v.Mastercam cung cấp một loạt các tính năng và công cụ giúp

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Giới thiệu về phần mềm SolidWorks

Solidworks là một phần mềm thiết kế 3D mạnh mẽ và tích hợp nhiều công cụ hỗ trợ đa dạng nên rất được các kỹ sư tín nhiệm Đồng thời, phần mềm được ứng dụng rộng rãi vào các lĩnh vực từ: xây dựng, đường ống, kiến trúc, nội thất,

Trải qua nhiều phiên bản, Solidworks đã có nhiều bước tiến vượt trội về tính năng, hiệu suất cũng như đáp ứng trên cả mong đợi nhu cầu thiết kế bản vẽ 3D chuyên nghiệp cho các ngành kỹ thuật, công nghiệp

Khi sử dụng phần mềm người dùng sẽ được hổ trợ các tính năng như:

+ Thiết kế mô hình 3D hoàn hảo.

+ Lắp ráp các chi tiết.

+ Xuất bản vẽ trên phần mềm solidworks.

+ Phân tích động lực học trên Solidworks.

Một số hình ảnh thiết kế từ phần mềm

 Phần mềm CAD SolidWorks trên nền tảng kỹ Parametric, các khối được xây dựng, được mô hình hóa một cách chân thực nhất Người dùng dễ dàng phát hiện ra lỗi trong quá trình thiết kế nhờ chức năng báo lỗi thông minh.

 Bảng FeatureManager Design Tree cho phép người dùng xem được các đối tượng vừa tạo và có thể thay đổi thứ tự thực hiện các lệnh; các lệnh mang tính trực quan làm cho người sử dụng dễ nhớ.

 Cập nhật nhanh sự thay đổi môi trường do dữ liệu được liên thông với nhau Hệ thống quản lý kích thước và ràng buộc trong môi trường vẽ hỗ trợ người sử dụng tạo nên các biên dạng một cách dễ dàng và tránh được các lỗi khi tạo biên dạng.

 Tính năng CAD ở phần mềm CAD SolidWorks còn cho phép người dùng tạo kích thước tự động và kích thước theo quy định của người sử dụng, tạo các chú thích một cách nhanh chóng Bên cạnh đó, phần mềm còn cung cấp chức năng ghi độ nhám bề mặt, dung sai kích thước và hình học giúp người dùng thao tác một cách dễ dàng trong quá trình thiết kế.

 Trong môi trường bản vẽ lắp, các chi tiết 3D sau khi thiết kế xong có thể lắp ráp lại với nhau tạo thành một bộ phận máy hoặc một sản phẩm hoàn chỉnh Người dùng hoàn toàn có thể xây dựng các đường dẫn thể hiện quy trình lắp ghép, xác định các bậc tự do cho chi tiết lắp ghép một cách tiện lợi.

SolidWorks là một phần mềm mạnh mẽ và linh hoạt có thể được sử dụng để thiết kế một loạt các sản phẩm, bao gồm:

 Cơ khí: ô tô, máy bay, thiết bị y tế, v.v.

 Điện tử: thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng, v.v.

 Xây dựng: tòa nhà, cầu, v.v.

 Sản xuất: khuôn, dụng cụ, v.v.

Giới thiệu phần mềm MasterCam

Mastercam là một phần mềm CAD/CAM (Computer-Aided Design/Computer- Aided Manufacturing) được phát triển bởi công ty CNC Software, Inc Phần mềm này được sử dụng để thiết kế và lập trình các máy gia công CNC, bao gồm máy tiện, máy phay, máy cắt dây, máy laser, v.v.

Mastercam cung cấp một loạt các tính năng và công cụ giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công tạo ra các sản phẩm chất lượng cao một cách nhanh chóng và hiệu quả Một số tính năng chính của Mastercam bao gồm:

 Tạo mô hình 3D: Mastercam cung cấp một loạt các công cụ để tạo các mô hình 3D từ đầu, bao gồm tạo hình, cắt bỏ, và trục xoay.

 Lập trình gia công: Mastercam cung cấp một loạt các chiến lược gia công để gia công các bề mặt, đường viền, lỗ, v.v., bao gồm gia công 2D, gia công 3D, gia công

5 trục, gia công tốc độ cao (HSM), v.v.

 Kiểm tra mô hình gia công: Mastercam cung cấp các công cụ để kiểm tra các mô hình gia công để đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

 Tạo bản vẽ kỹ thuật: Mastercam cung cấp các công cụ để tạo bản vẽ kỹ thuật từ các mô hình 3D.

Mastercam được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm:

 Cơ khí: ô tô, máy bay, thiết bị y tế, v.v.

 Điện tử: thiết bị điện tử, thiết bị gia dụng, v.v.

 Xây dựng: tòa nhà, cầu, v.v.

 Sản xuất: khuôn, dụng cụ, v.v.

Mastercam là một phần mềm mạnh mẽ và linh hoạt có thể giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công tạo ra các sản phẩm chất lượng cao một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Dưới đây là một số ưu điểm của phần mềm Mastercam:

 Khả năng tạo mô hình 3D chính xác và chi tiết: Mastercam cung cấp một loạt các công cụ để tạo các mô hình 3D chính xác và chi tiết Các công cụ này giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công tạo ra các sản phẩm đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật.

 Khả năng lập trình gia công linh hoạt và hiệu quả: Mastercam cung cấp một loạt các chiến lược gia công để đáp ứng các yêu cầu gia công khác nhau Các chiến lược này giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công gia công các sản phẩm một cách nhanh chóng và hiệu quả.

 Khả năng kiểm tra mô hình gia công: Mastercam cung cấp các công cụ để kiểm tra các mô hình gia công để đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Các công cụ này giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công tránh được các lỗi gia công.

 Khả năng tạo bản vẽ kỹ thuật: Mastercam cung cấp các công cụ để tạo bản vẽ kỹ thuật từ các mô hình 3D Các công cụ này giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công giao tiếp các thông tin kỹ thuật của sản phẩm một cách rõ ràng và chính xác.

Tuy nhiên, Mastercam cũng có một số nhược điểm:

 Chi phí cao: Mastercam là một phần mềm đắt tiền, đặc biệt là đối với các doanh nghiệp nhỏ.

 Yêu cầu đào tạo: Mastercam là một phần mềm phức tạp, đòi hỏi người dùng phải được đào tạo bài bản.

Nhìn chung, Mastercam là một phần mềm CAD/CAM mạnh mẽ và linh hoạt có thể giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công tạo ra các sản phẩm chất lượng cao một cách nhanh chóng và hiệu quả Tuy nhiên, chi phí cao và yêu cầu đào tạo là những nhược điểm cần được cân nhắc trước khi lựa chọn phần mềm này.

Một số hình ảnh thiết kế từ phần mềm

Gia công phay

- Phay chính là một phương pháp gia công cắt gọt có phoi Phương pháp phay sẽ có hai chuyển động tạo hình:

- Chuyển động tạo hình thứ nhất (chính): dao phay quay tròn.

- Chuyển động tạo hình thứ hai (chạy dao): chi tiết chuyển động tịnh tiến theo 3 phương.

- Chuyển động tịnh tiến có thể độc lập từng phương hoặc kết hợp với nhau.

Khái niêm phay thuận: Phay Thuận là quá trình Phay mà ở đó chiều quay của dao phay và chiều tiến của bàn máy cùng chiều nhay

Hình 17 Ưu điểm của phay thuận:

 Chiều sâu cắt giảm dần do đó cải thiện được độ nhám và không có hiện tượng trượt

 Có thể kéo dài tuổi thọ, độ bền của dao lên tới 50%

 Lực cắt luôn đè lên chi tiết nên gia công đồ gá dễ dàng và rẻ tiền hơn

 Nhiệt cắt tương đối ít và có xu hướng giảm dần

Nhược điểm của phay thuận:

 Va đập mạnh khi cắt do chiều dày cắt từ dày đến mỏng, dễ mẻ dao, tuổi thọ máy thấp.

 Gia công tốt được khi máy có độ khử dơ tốt và chêm bàn máy được siết chặt

 Khó gia công chi tiết cơ lớp vỏ cứng: thép cán nóng Ứng dụng của phay thuận: Thường sử dụng để phay tinh vì cải thiện được độ nhám, năng suất cao đặc biệt khi phay với lượng dư nhỏ

Khái niêm phay nghịch: Phay Nghịch là quá trình Phay mà ở đó chiều quay của dao và chiều tiến của bàn máy ngược chiều nhau

 Gia công thô đạt năng xuất cao

 Khó mẻ dao do cắt chi tiết từ mỏng đến dày

 Được dùng rộng rãi nhất là đối với máy cũ do khử được độ dơ của máy.

 ít va đập và máy chạy êm hơn.

Nhược điểm của phay nghịch:

 Thành phần lực cắt luôn có xu hướng kéo chi tiết lên, nên lực kẹp lớn

 Phoi có thể bị kẹp giữa răng dao và bề mặt chi tiết gia công gây trở ngại cho việc cắt gọt.

 Có hiện tượng trượt khi lượng chạy dao nhỏ Ứng dụng phay nghịch: Thường được sử dụng chủ yếu cho phay thô.

Gia công tiện

Tiện là phương pháp gia công cắt gọt kim loại có phoi được thực hiện bằng sự phối hợp chuyển động của phôi và dao Chuyển động chính là chuyển động xoay tròn của phôi tạo thành chuyển động cắt Kết hợp với đó là chuyển động tịnh tiến dao tổng hợp do cùng lúc chuyển động tiến dao dọc (Sd) và dao ngang (Sng).

 Khi tiện trục trơn, chuyển động tiến dao ngang Sng = 0 Còn chuyển động tiến dao dọc sẽ khác không.

 Đối với trường hợp tiện mặt đầu hoặc cắt đứt, chuyển động tiến dao dọc Sd = 0 Còn chuyển động tiến dao ngang Sng sẽ khác 0 Từ đó, thực hiện quy trình tiện một cách tốt nhất.

1.4.1 Các phương pháp tiện phổ biến

Tiện lỗ giống như tiện ngoài Bản chất của nó vẫn là phương thức cắt gọt để tạo hình cho sản phẩm Tuy nhiên, điều kiện cắt gọt ở đây nhằm tạo ra những lỗ có đường kính lớn nhỏ khác nhau cho sản phẩm Thông thường, phương pháp này sẽ được thực hiện trên máy doa, máy tiện lỗ cao cấp.

Hình 20 1.4.2 Tiện khỏa mặt đầu

Tiện khỏa mặt đầu hay còn được gọi với tên khác là tiện vạt mặt Đây chính là phương pháp dùng để loại bỏ kim loại thừa ở phần đầu của vật liệu gia công bằng cách sử dụng nhiều loại dao tiện khác nhau như dao khỏa mặt đầu chuyên dụng, dao thẳng đầu, cong đầu,… giúp tạo nên một bề mặt nhẵn mịn hơn.

Về bản chất, tiện cắt đứt giống hệt với phương pháp tiện bề mặt ngoài Tuy nhiên,điều kiện cắt gọn sản phẩm khắc nghiệt hơn Dao cắt sử dụng trong việc cắt tiện này cũng có độ bền kém hơn hẳn so với tiện bề mặt, do vậy cần sử dụng các loại dầu cắt gọt kim loại tốt

Là một phương pháp gia công cơ khí khá đơn giản nhưng rất phổ biến Chỉ cần sử dụng loại dao tiện cơ bản là có thể dễ dàng thực hiện quá trình tiện ren mà không gặp chút khó khăn nào Phương pháp này hiện đang được áp dụng tại mọi cơ sở gia công cơ khí, gia công kim loại để tạo các chi tiết ren chẳng hạn như các thanh ren inox Tuy nhiên, năng suất của tiện ren không được đánh giá cao.Nhất là khi tiện ren các lỗ nhỏ hay bước ren nhỏ hoặc độ cứng vững trục dao yếu.

1.4.5 Ưu điểm của phương pháp tiện

Quá trình tiện cho phép gia công nhiều loại bề mặt tròn, xoay khác nhau của vật liệu cần thiết Như tiện mặt ngoài, tiện lên mặt đầu, tiện lỗ, tiện cắt đứt, tiện ren ngoài, ren trong, tiện định hình…

Nhờ vậy, công nghệ tiện cho phép tạo hình sản phẩm một cách đơn giản và chi tiết Mọi người có thể dễ dàng ứng dụng các loại máy tiện trong công việc cơ khí,chế tạo của mình.

LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRÊN MASTER CAM

Lệnh Contour

Phay Contour dùng để phay loại bỏ vật liệu dọc theo đường dẫn là chuỗi (chain) các đường viền 2D hoặc 3D (không giới hạn số lượng chuỗi) Các đường viền này thường chính là biên dạng của chi tiết cần gia công khi lập trình CNC.

2.1.1 Các bước thiết lập Contour

 Trên cửa sổ toolpath click đúp chuột vào file, xuất hiện bảng tùy chọn như dưới.Chọn Stock Setup

 Tiến hành thiết lập XYZ cho phôi

 Trên thanh toolbar chọn Toolpaths sau đó chọn Contour 2D

Xuất hiện bảng tùy chọn Chain, Sử dụng Chain để chọn đường bao ngoài của chi tiết > Chọn OK để hoàn thành quá trình chọn biên dạng contour.

Xuất hiện bảng Parameter Toolpaths Contour, các bạn thiết lập chọn dao như hình dưới

Select library tool để chọn dao phù hợp nguyên công, ở đây mình chọn dao 80 Flat End Mill

Hình 27 Chọn đầu gá dao Holder

 Thay đổi Parameter , thiết lập thông số cắt

 Chiều sân cắt ( Depth Cuts)

 Tùy chọn vào ra của dao

 Thiết lập các thông số an toàn

Mục Linking parameters có 5 thông số về độ cao Z cần khai báo với 2 cách tính là

 Absolute : Tính tuyệt đối từ gốc tọa độ lập trình.

 Incremental : Tính tương đối từ Contour.

 Clearance : Cao độ xuất phát.

 Retract : Cao độ lùi dao.

 Feed Plane: Cao độ mặt chuẩn bị xuống dao G1.

 Top of stock: Vị trí cao nhất của phôi.

 Depth: Tổng chiều sâu cắt.

 Sau cuối , chọn OK để hoàn thành thiết lập

Lệnh Face

Phay Facing dùng để gia công khỏa mặt các chi tiết mà bề dày phôi chưa được đảm bảo.

2.2.1 Các bước thiết lập Face

 Trên cửa sổ toolpath click đúp chuột vào file, xuất hiện bảng tùy chọn như dưới.

 Chọn tab Stock setup để tạo phôi Sử dụng bounding box và quét chuột chọn vùng chi tiết cần tạo phôi, sau đó thiết lập Z cho phôi.

 Thay đổi X và Y để tăng kích thước dài và rộng của phôi.

2.2.2 Tạo nguyên công facing, chọn đường facing

 Trên thanh toolbar chọn Toolpaths sau đó chọn Face

Xuất hiện bảng tùy chọn Chain, Sử dụng Chain kín để chọn vùng biên dạng gia công > Chọn OK để hoàn thành quá trình chọn biên dạng Facing.

 Select library tool để chọn dao phù hợp nguyên công

Thay đổi parameter, thiết lập thông số cắt

 Tab Cut parameter - Chọn kiểu chạy dao như hình

 Even number of pass: Quy định số pass cắt là số chẵn.

 Roughing angle: Quy định góc gia công thô

 Move between cuts: Đường dịch chuyển giữa 2 pass cắt.

 High speed loop: Đường dịch chuyển di theo kiểu gia công cao tốc

 Linear: Đường dịch chuyển khi đến cuối mỗi pass sẽ di chuyển bằng bước tiến F.

 Rapid: Đường dịch chuyển khi đến cuối mỗi pass sẽ di chuyển bằng tốc độ cao nhất của máy

Mục Linking parameters có 5 thông số về độ cao Z cần khai báo với 2 cách tính là

 Absolute : Tính tuyệt đối từ gốc tọa độ lập trình.

 Incremental : Tính tương đối từ Contour.

 Clearance : Cao độ xuất phát.

 Retract : Cao độ lùi dao.

 Feed Plane: Cao độ mặt chuẩn bị xuống dao G1.

 Top of stock: Vị trí cao nhất của phôi.

 Depth: Tổng chiều sâu cắt.

 Chọn OK để hoàn thành các thiết lập

Thread milling (hoặc thread milling operation) trong ngữ cảnh của CAM (Computer-Aided Manufacturing) là quá trình tạo ra các ren hoặc đường vít bằng cách sử dụng một công cụ có đầu hình trụ được gọi là thread mill Đây là một số bước cơ bản khi sử dụng thread mill trong CAM

2.3.1 Các bước thiết lập lệnh Thread Mill

 Trên cửa sổ toolpath click đúp chuột vào file, xuất hiện bảng tùy chọn như dưới.

 Chọn đầu gá dao Holder

 Thiết lập thông số cắt

 Lead In/Out: Thiết lập thông số vào ra dao.

 Multi Pass: Vì trên thực tế ta không nên cắt ren một pass nên để đảm bảo độ chính xác,độ bền của dao ta thiết lập thêm Multi-Pass.

 Thiết lập các thông số an toàn liên quan tới Z

Mục Linking parameters có 5 thông số về độ cao Z cần khai báo với 2 cách tính là

 Absolute : Tính tuyệt đối từ gốc tọa độ lập trình.

 Incremental : Tính tương đối từ Contour.

 Clearance : Cao độ xuất phát.

 Retract : Cao độ lùi dao.

 Feed Plane: Cao độ mặt chuẩn bị xuống dao G1.

 Top of stock: Vị trí cao nhất của phôi.

 Depth: Tổng chiều sâu cắt.

 Chọn OK để hoàn tất thiết lập

SolidWorks và Mastercam là hai phần mềm CAD/CAM phổ biến được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau Cả hai phần mềm đều cung cấp một loạt các tính năng và công cụ mạnh mẽ, giúp các kỹ sư và nhà thiết kế tạo ra các sản phẩm chất lượng cao Tuy nhiên, cũng có một số điểm khác biệt chính giữa hai phần mềm này.

3.2 Dưới đây là một bảng so sánh SolidWorks và Mastercam

- Về khả năng tạo mô hình 3D, SolidWorks và Mastercam đều cung cấp một loạt các công cụ để tạo các mô hình 3D chính xác và chi tiết Tuy nhiên, SolidWorks có lợi thế hơn về khả năng tạo mô hình 3D phức tạp, chẳng hạn như các mô hình có nhiều chi tiết nhỏ hoặc các mô hình có bề mặt cong.

- Về khả năng mô phỏng, SolidWorks cung cấp một loạt các công cụ để mô phỏng hành vi của các sản phẩm trong thế giới thực Các công cụ này có thể được sử dụng để kiểm tra độ bền, độ rung, và hiệu suất của các sản phẩm Mastercam cũng có khả năng mô phỏng, nhưng không mạnh mẽ như SolidWorks.

- Về khả năng lập trình gia công, Mastercam có lợi thế hơn về khả năng lập trình gia công linh hoạt và hiệu quả Mastercam cung cấp một loạt các chiến lược gia công để đáp ứng các yêu cầu gia công khác nhau. SolidWorks cũng có khả năng lập trình gia công, nhưng không đa dạng như Mastercam.

- Về khả năng kiểm tra mô hình gia công, Mastercam cung cấp một loạt các công cụ để kiểm tra các mô hình gia công để đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Các công cụ này có thể giúp các kỹ sư và nhà thiết kế gia công tránh được các lỗi gia công SolidWorks cũng có khả năng kiểm tra mô hình gia công, nhưng không mạnh mẽ như Mastercam.

- Về khả năng tạo bản vẽ kỹ thuật, SolidWorks và Mastercam đều cung cấp các công cụ để tạo bản vẽ kỹ thuật từ các mô hình 3D Tuy nhiên, SolidWorks có lợi thế hơn về khả năng chia sẻ dữ liệu với các phần mềm CAD khác SolidWorks có thể xuất dữ liệu sang các định dạng CAD khác, chẳng hạn như Autodesk Inventor, CATIA, và Siemens

NX Mastercam cũng có thể xuất dữ liệu sang các định dạng CAD khác, nhưng không nhiều như SolidWorks.