Phân tích thị trường nhằm xác Định các nhu cầu của người tiêu dùng và các yêu cầu chung của sản phẩm

vào đời sông.Nhu cầu của con người ngày càng cao ngày cảng hoàn mỹ, chất lượng nhưng giá thấp ngoài ra con người còn hướng đến việc thiết kế gia công các chị tiết với độ chính xác cao.Hi

INDUSTRIAL

0 fal UNIVERSITY

OF HOCHIMINH CITY

BAO CÁO BÀI TẬP THƯỜNG KĨ

Tên: Nguyễn Ngọc Thái Tân Lớp: DHOT17D

GVHD: Luong Huynh Giang

Thanh phố Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2024

Chuong 1: TONG QUAN VỀ THIẾT KẾ TRÊN MÁY TÍNH 25c

Vai trò thiết kế trên máy tính 5c E1 xEE12111E122111 2.2111 1E errree

Chương 2 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ THIẾT KẾ TRONG SOLIDWORKS

Lời nói đầu

Ngày nay, ngành công nghiệp 4.0 đã và đang phát triển mạnh với việc ứng dụng kỹ thuật công nghệ vào san xuat,tri tuệ nhân tạo vào đời sông.Nhu cầu của con người ngày càng cao ngày cảng hoàn mỹ, chất lượng nhưng giá thấp ngoài ra con người còn hướng đến

việc thiết kế gia công các chị tiết với độ chính xác cao.Hiện nay không còn xuất hiện

nhiều các bản vẽ kỹ thuật bằng tay mà thay vào đó là sự hỗ trợ của máy tính trong việc phác thảo, dựng mô hình 3D, lắp ráp và xuất bản vẽ — được gọi chung là CAD (Computer Aided Design).Diéu này sẽ làm giảm rất nhiều công sức, thời gian và chi phí khi thiết kế

và sản xuất,con người cũng đáp ứng kịp thời các yêu cầu ngày càng cao của 1 sản phẩm được tạo ra.Cũng như việc hợp tác với các đối tác nước ngoài gia công các sản phẩm mà trước đây còn gặp nhiều khó khăn Vì vậy, ngày nay CAD được sử dụng phô biến trong nhiều lĩnh vực như xây dựng, kiến trúc, Và SOLIDWORKS là một trong trong các ứng

dụng mô hình hóa 3D phô biến nhất trong ngành công nghiệp, đặc biệt là lĩnh vực cơ

khí.Đặc biệt ở lĩnh vực cơ khí việc ứng dụng phần mềm SOLIDWORKS vào thiết kế gia công tạo ra các sản phẩm với độ hoàn mỹ tuyệt đối mà trước ngành công nghiệp còn gặp nhiều hạn chế Hiện nay ở nước ta đã tự làm được các chi tiết phức tạp thay thế cho các sản phẩm máy móc nông nghiệp,robot,thiết bị phục vụ công nghiệp và ứng dụng vào sản xuất một số chỉ tiết ô tô,mà không cần nhập khẩu từ nước ngoài.Các sản phâm được tạo ra trong nước với giá thành thấp cạnh tranh trực tiếp với các sản phâm nhập khâu nhưng vẫn đảm bảo chất lượng như nhau Vì thế chúng ra cùng tìm hiểu chỉ tiết hơn phần

thiết kế Giải thích được các khái niệm CAD và CAE, phân biệt được hệ thông CAD và

CAE trong quá trình thiết kế Giới thiệu được các phần mềm ứng dụng hệ thông CAD,

CAM CAE và hệ thống tích hợp CAD/CAM/CAE

liên hệ thực tế các phần mềm CAD, CAM, CAE được sử dụng ở các công ty nào ở Việt

Nam Có thể coi đây là phần nhập môn thiết kế trên máy tính đòi hỏi tư duy phong phú của sinh viên

Chương này có hai phan: phần 1 (mục 1.1) thuần túy là những khái niệm và định nghĩa,

vì vậy sinh viên có thể hoàn toàn tự học Phần 2 là mục 1.2 va muc 1.3 trình bảy những

ứng dụng cụ thể của hệ thông CAD/CAE Nội dung hoàn toàn mới đòi hỏi tư duy và liên

hệ thực tế, cần phân biệt được các phần mềm CAD, phần mềm CAE, phần mềm CAM và

phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE được sử dụng ở Việt Nam

4 Giới thiệu về quá trình thiết kế

Quá trình thiết kế là sự chuyên đôi của các ý tưởng, nhu cầu, hoặc những mong muốn của người tiêu dùng thành một sản phẩm thỏa mãn những nhu cầu này Việc thiết kế một sản phâm mới bao gồm các giai đoạn sau (Hình I-l):

Giai đoạn 1: Phán tích thị trường

Phân tích thị trường nhằm xác định các nhu cầu của người tiêu dùng và các yêu cầu chung của sản phâm

Giai đoạn 2: Xác định các đặc tính kỹ thuật

Xác định các đặc tính kỹ thuật là giai đoạn quan trọng của quá trình thiết kế Đặc tính kỹ

thuật là một tài liệu liệt kê các vẫn đề cụ thê của một sản phâm Dựa vào nhu cầu của

người tiêu dùng và phân tích thị trường đề liệt kê các đặc tính kỹ thuật cần thiết của một sản phâm Người thiết kế nên thường xuyên xem lại tài liệu này để đảm bảo thiết kế phù hợp

Giai đoạn 3: Y twong thiết kế

Dựa vào các đặc tính kỹ thuật của sản phẩm, các nhà thiết kế cô gắng tạo ra một phat thao

sơ bộ sản phẩm Ví dụ, một thiết kế ý tưởng cho một chiếc xe bao gồm một phác họa cho thấy một chiếc xe với bốn bánh xe và động cơ được gắn ở phía trước của chiếc xe Các chi tiết chính xác của các thành phần như đường kính của bánh xe hoặc kích thước của động cơ được xác định ở giai đoạn thiết kế chỉ tiết Giai đoạn này xây dựng một số ý tưởng thiết kế khác nhau đáp ứng yêu cầu của sản phâm đã nêu trong giai đoạn xác định các đặc tính kỹ thuật và sau đó đánh giá xem ý tưởng thiết kế có tính khả thi hay không,

nếu ý tưởng khả thi thì mới tiễn hành giai đoạn kế tiếp

Giai đoạn 4: Thiết kế sản phẩm

Dựa vào ý tưởng thiết kế, tiến hành xây dựng mô hình 3D ban đầu, xây dựng mô hình động lực học, mô hình phần tử hữu hạn ban đầu, sau đó tiễn hành phân tích kết quả Dựa vào kết quả phân tích tiễn hành hiệu chỉnh cập nhập mô hình 3D cho phù hợp

Giai đoạn 5: Chế tạo và kiểm tra

Sau khi thiết kế sản phẩm, tiến hành lập qui trình công nghệ, chọn phương pháp gia công phù hợp Sau khi chế tạo xong, tiền hành kiểm tra thử nghiệm sản phẩm Trong giai đoạn này, sản phẩm được thử nghiệm trong điều kiện gần với thị trường trên quy mô nhỏ đề rút kinh nghiệm, điều chỉnh trước khi sản xuất hàng loạt đề tránh các sai lầm trên quy mô lớn

Giai đoạn 6: Đưa sản phẩm ra thi truong

Sau khi trải qua thử nghiệm, sản phâm mới được chấp thuận, được điều chỉnh, tiền hành sản xuât hàng loạt và tung ra thị trường

và tối ưu hóa thiết kế

Vai trò cơ bản nhất của CAD là để xác định hình học của thiết kế như hình dáng hình học

của các chi tiết cơ khí, các kết cầu kiến trúc, mạch điện tử, mặt bằng nhà cửa trong xây

dựng Các ứng dụng điện hình của CAD là tạo bản vẽ kỹ thuật với đầy đủ các thông tin

kỹ thuật của sản phâm và mô hình hình học 3D của sản phẩm Hơn nữa, mô hình CAD này sẽ được dùng cho các ứng dụng CAE va CAM sau này Đây là lợi ích lớn nhất của CAD vì có thể tiết kiệm thời gian một cách đáng kế và giảm được các sai số gây ra do phải xây dựng lại hình học của thiết kế mỗi khi cần đến nó

Một quá trình CAD tiêu biểu được thực hiện theo các bước sau:

Xây đựng mô hình hình học sản phẩm.

Kiểm tra và đánh giá kỹ thuật

Xây dựng bản vẽ kỹ thuật

5.2 Hé thong CAE

CAE: (Computer-Aided Engineering) Tinh toan k¥ thuat có sự hỗ trợ của máy tính CAE là công nghệ liên quan đến việc sử dụng hệ thông máy tính đề phân tích đối tượng hình học CAD, cho phép người thiết kế mô phỏng và nghiên cửu cách ứng xử của sản phâm từ đó có thé tinh chỉnh và tối ưu hóa sản phâm Các công cụ CAE tương đối đa dạng, đáp ứng được cho nhiều nhu cầu phân tích sản phẩm Ví dụ, các chương trình mô

phỏng động học có thé duoc sử dung để xác định các hành trình chuyển động và tốc độ

các khâu trong cơ cầu máy Các chương trình phân tích động học địch chuyển lớn có thể được dùng đề xác định các tải và các dịch chuyên trong một hệ thông lắp ráp phức tạp như trong ô tô thích hợp cho các đại công ty

Trong CAE người ta sử đụng 3 công cụ giải tích chính: Phương pháp phần tử hữu hạn (Finite Element Method - FEM), phuong phap sai phân hữu hạn (FInite Difference Method - FDM) va phuong phap phan tir bién (Boundary Element Method- BEM) Trong

đó phương pháp phần tử hữu hạn được sử dụng rộng rãi nhất CAE được áp dụng trong

các lĩnh vực sau:

Phân tích ứng suất trên các chỉ tiết và trên các cụm lắp ráp bằng cách sử dụng FEM

Phân tích dòng chảy và truyền nhiệt (CFD)

Phân tích động học các cơ cau

Mô phỏng các trường hợp cơ khí (ME)

Mô phỏng các quá trình công nghệ như đúc, dập

Tối ưu hóa sản phâm hoặc quá trình công nghệ

5.3 Vai trò thiết kế trên máy tính

Các hệ thông CAD và CAE được ứng dụng vào giai đoạn thiết kế sản phẩm Ngoài ra ứng dụng hệ thống CAD/CAE để giải quyết vấn đề sau trong chỉ tiết máy và thiết kế máy: Tính toán thiết kế các chi tiết máy, vẽ bản vẽ 2D (AutoCAD ) va tao mé hinh 3D: Wireframe, mặt cong và Solid Từ mô hình ba chiều ta có thê:

Hiển thị hình ảnh: màu sắc, chất liệu và ánh sáng

Diễn hoạt máy tính

Mô phỏng lắp ráp, chuyên động, động học, động lực học

Tính toán phân tích và thiết kế tối ưu

Tạo các bán vẽ kỹ thuật 2D từ mô hình 3D

Chuyên đữ liệu đề gia công và tạo mẫu

Các hệ thống tích hợp CAD/CAM/CAE bao gồm: Unigraphics (NX), Ideas NX, Pro/ENGINEER, Catia, CADCEUS thich hop cho cac dai công ty Về công cụ CAD thi Pro/ENGINEER han ché hon NX va CATIA CAM thi NX tét hon CAE thi ca ba như nhau

Pro/ENGINEER là phân mềm CAD đầu tiên đưa ra khái niệm Parametric và rất mạnh về

mô hình solid, CATIA và NX là hai phần mềm rất mạnh về đựng đường cong và mặt cong và sử dụng đề dựng mặt cong tự do sau đó chuyên thành solid trong thiết kế Do đó trong lĩnh vực thiết kế ôtô và máy bay, CATIA và NX được dùng nhiêu hơn

Pro/ENGINEER (trong ngành ôtô thì NX 25%, Catia 26%, Ideas NX 11%, Pro/E 7% con lai la cac phan mém khac)

Cac phan mềm theo nhóm chức năng: Thiết kế mô hình 3D hoặc bản vẽ 2D, phân tích phân tử hữu hạn, mô phỏng động lực học Giá thành rẻ hơn, khai thác tính năng tương đối đơn giản nên phù hợp các công ty nhỏ và vừa Bao gôm các phân mêm sau:

Phan mém CAD: Autodesk Inventor (co phan Design Accelerator dé tinh toan thiết kế chỉ tiét may), AutoCAD, SolidWorks, SolidEdge, Intergraph, Mechanical Desktop, CADAM, ThinkDesign là các phần mềm hạng trung phô biến

Cac phan mém CAE: ANSYS, MSC Nastran, SIMULIA (Abaqus), Autodesk Algor

Simulation, DADS, ADAMS

Cac phan mém CAM: MasterCam, PowerMILL, SolidCAM, Vericut, Duct, Cimatron,

Cac phan mém dién hoat may tinh: 3D Studio VIZ, 3DS MAX, Envision, Vis Mockup

Các phần mềm hỗ trợ thiết ké tao kiéu dang céng nghiép - CAID: Autodesk Alias Studio, CATIA Shape Design and Styling, NX Shape Studio, solidThinking, Rhinoceros

Từ những năm 2004 trở về sau thì công nghiệp phần mém CAD nam trong tay 4 nhà san xuất lớn: 3 công ty giải pháp PLM: Dassault với CATIA và ENOVIA, Simens PLM software voi Unigraphics va iIMAN, PTC voi Pro/ENGINEER va WindChill và công ty Autodesk v61 ADP (Autodesk solution for Digital Prototyping): Autodesk Inventor, AutoCAD Giita cac phan mềm hạng trung là sự cạnh tranh giữa SolidWorks (Dassault), Inventor (Autodesk) va SolidEdge (Simens)

Chwong 2 KHAI QUAT CHUNG VE THIET KE TRONG SOLIDWORKS

1 Mục tiêu

Sau khi học xong chương này, sinh viên có khả năng khởi động phần mém SolidWorks,

thiết lập cầu hình hệ thống thiết kế Mở được file có sẵn và thoát được phân mềm

SolidWorks Nhận dạng được các biểu tượng và thanh công cụ trong phan mém Biét

cach tao va su dung cac phim tat

2 Nội dung

Trong các chương sau, chúng ta ứng dụng phần mềm đề thiết kế sản phẩm Cac phan mềm CAD bao gồm: AutoCAD, SolidWorks, SolidEdge, Inventor, Mechanical Desktop M6i phan mém đều có thế mạnh riêng, tuy nhiên cơ bản về chức năng, câu

lệnh và thao tác thì tương tự nhau Vì vậy, trong giáo trình này chỉ giới thiệu và ứng dụng phan mém Solidworks dé thiét kế sản phẩm Chương này giới thiệu tông quan về phần mềm SolidWorks, giao diện của phần mềm và cách thiết lập môi trường phác thảo bản vẽ

trong SolidWorks Thiét lap chế độ cài đặt cho hệ thong va cach sử dụng các thanh công

cụ trên phân mêm

3 Các vấn đề cần lưu ý

Chương này nên vừa giảng lý thuyết kết hợp thực hành theo từng nội dung từ dễ tới khó,

từ đơn giản tới phức tạp Sử dụng tài liệu phát tay và luyện tập theo nhóm là tốt nhất Đề học tốt chương này, sinh viên phải có giáo trình Căn cứ vào giáo trình đề luyện tập theo từng bước, ghi tóm tắt nội dung và các vấn đề cần chủ ý khi khởi động chương trình, mở cửa số, đến các thao tác tạo và sử dụng phím tắt Kết quá cuối cùng là thiết lập cài đặt hệ thống và lưu lại được ñle với tên riêng của sinh viên Cung cấp phần mém SolidWorks

cho sinh viên tự cài dat dé lam bài tập ở nhà

4 Giới thiệu về SolidWorks

SolidWorks là một trong những bộ phần mềm chuyên dùng của hãng Dassault System Phần mềm được xây dựng với công nghệ thích nghi (Adaptive Technology) cùng với khả năng mô hình hóa solid, sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực cơ khí kỹ thuật SolidWorks trang bị những công cụ mạnh, thông minh, quản lý đối tượng thông minh, trợ giúp quá

trình thiết kê

5 Một số lệnh cơ bản trong phần mềm

5.1 Lệnh Extrude Lệnh Extrude

Trong SolidWorks được sử dụng đề tạo khối 3D từ một phác thảo (sketch) 2D Khi thực

hiện lệnh này, người dùng có thể kéo đài (đùn) phác thảo theo một hướng vuông góc với

mặt phăng phác thảo để tạo ra một hình khối Lệnh Extrude thường được dùng để tạo các

chỉ tiết cơ bản như khối hộp, hình trụ, hoặc các hình đạng phức tạp hơn từ các đường nét 2D ban đầu Người dùng cũng có thê sử dụng tính nang Extruded Cut đề cắt bỏ vật liệu,

tạo ra các lỗ hoặc các hình đạng âm trên khối đã được tạo

5.2 Lệnh Revolved Lệnh Revolve

Trong SolidWorks được sử dụng đề tạo khối 3D bằng cách quay một phác thảo 2D quanh một trục cô định Khi áp dụng lệnh này, phác thảo sẽ được xoay theo một góc nhất định (thường là 360 độ) xung quanh trục, tạo ra các hình dạng đối xứng như hình trụ, hình nón, hay các chỉ tiết tròn xoay khác Lệnh Revolve thường được sử dụng để tạo ra các chỉ tiết như bánh xe, ly, ống, hoặc các sản phẩm có dạng hình học tròn đều Tương tự như lệnh Extrude, Revolved Cut có thê được dùng đề cắt bỏ vật liệu bằng cách xoay phác thảo

xung quanh trục để tạo ra các lỗ hoặc rãnh trên chỉ tiết

5.3 Lệnh Swept Lệnh Swept

Trong SolidWorks được dùng để tạo khối 3D bằng cách quét một mặt cắt dọc theo một đường dẫn (path) Người dùng cần tạo hai yếu tố: một proñle (mặt cắt) và một path (đường dẫn) Khi thực hiện lệnh Swept, mặt cắt sẽ đi chuyên đọc theo đường dẫn đã chon, tao ra hình dạng 3D phức tạp như ống, dây cáp, hoặc các chí tiết cong uốn lượn Lệnh này rất hữu ích khi cần tạo các chỉ tiết có hình dạng cong hoặc phức tạp mà không thê thực hiện để dàng bằng các lệnh như Extrude hoặc Revolve Swept Cut cũng có thể

được sử dụng đề cắt bỏ vật liệu đọc theo một đường dẫn nhất định, giúp tạo ra các rãnh,

lỗ hay hình dạng cắt uốn lượn trên bề mặt chỉ tiết

5.4 Lénh Linear Pattern Lénh Linear Pattern

Trong SolidWorks được sử dụng đề sao chép và lặp lại các đối tượng (features) theo một hoặc hai hướng thăng hàng với khoảng cách và số lượng xác định Các đối tượng có thê

là chỉ tiết, mặt phăng, lỗ, hoặc các hình dạng đã có sẵn trong thiết kế Khi sử dụng lệnh này, người dùng sẽ chọn đối tượng cần sao chép, chỉ định hướng di chuyên, khoảng cách giữa các đối tượng, và số lần lặp lại Linear Pattern rất hữu ích khi cần tạo ra các dãy lỗ, rãnh, hoặc các chỉ tiết được sắp xếp đều đặn trên một mặt phăng hay khối Tính năng này giúp tiết kiệm thời gian và đảm bảo sự chính xác trong việc sắp xếp các đối tượng theo quy luật tuyến tính

STT Lệnh Hinh anh minh họa

(Bước)

Vẽ biên dạng như hình

1 Sketch

2 Extrude Đùn biên dạng hai đầu theo kích thước

3 Extrude Đùn tiếp biên dạng thân còn lại

II

Lưu ý: Không

Merge result lai

4 Sketch

5 Split

Vẽ biên dạng như bản vẽ nhằm tạo dao cắt tạo ra than hoàn chỉnh

Cắt phần dư theo biên dạng đã vẽ

12