nghiên cứu các phần mềm CAD/CAM/CNC

Trang 1

Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh 1

LỜI NÓI ĐẦU

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhằm đưa Việt Nam trở thành nước có nền công nghiệp văn minh, hiện đại

Ngày nay, ngành công nghệ thông tin đã ứng dụng rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là các lĩnh vực tạo ra của cải cho xã hội, điển hình là khu vực sản xuất công nghiệp với rất nhiều ngành đa dạng Công nghệ thông tin đã chuyển đổi các quá trình sản xuất kiểu truyền thống sang các quá trình công nghệ cao Nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế tạo từng bước được tự động hóa từng phần

hoặc hoàn toàn nhờ các hệ thống CAD/CAM/CAE

Trong những năm tới đây, quá trình công nghiệp hóa ngày càng cao hơn, đòi hỏi các kỹ sư cơ khí và các cán bộ lỹ thuật phải được đào tạo các kiến thức cơ bản tương đối rộng, đồng thời phải biết vận dụng các kiến thức đó để giải quyết các vấn đề thường gặp trong sản xuất

Sau khoảng thời gian gần 2 năm để nghiên cứu các phần mềm CAD/CAM như: Autodesk AutoCAD, Autodesk Inventor, Creo 2.0, Moldflow, thì em đã đăng ký học trước môn CAD/CAM/CNC để hiểu thêm về những gì mà đã tìm hiểu, đặc biệt là phần G-code Trong thời gian học môn này, em đã nhận được sự

giải đáp rất nhiệt tình của thầy Th.s Nguyễn Văn Thành, ngoài ra em còn học được rất nhiều điều từ tác phong cho đến đạo đức của người kỹ sư, những kinh nghiệm sử dụng phần mềm, kinh nghiệm thực tế trong những lời nhắc nhở cũng như những mẫu chuyện mà thầy kể

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 3/5/2014

Trang 2

Hình ảnh 3D của ổ cắm điện

Kích thước không gian của ổ cắm điện

I SƠ LƯỢC CÁC BƯỚC DỰNG HÌNH:

 Trước tiên ta sẽ dựng một khối cơ sở bằng lệnh Extrude, từ đó ta sẽ sử

dụng các phép toán đại số Boole để dựng hình

Dựng một khối hộp có kích thước: 48x102x20 mm3

Tiếp theo, ta sẽ dựng một khối cắt để cắt khối cơ sở tạo nên mặt cong bằng

lệnh Extrude

Trang 3

 Tiếp theo, ta sẽ tạo vỏ bằng lệnh Shell

 Kế tiếp, ta sẽ bo tròn các góc bằng lệnh Round, chú ý rằng bán kính bo

cạnh ngoài sẽ bằng bán kính bo cạnh trong cộng với chiều dày vỏ

Chi tiết của chúng ta đã có được hình dáng sơ bộ, ta chỉ việc thêm và bớt vật liệu để được kết quả cuối cùng như hình

Trang 4

II PHÂN KHUÔN Ổ CẮM ĐIỆN:

1 Quy trình tách khuôn:

 Thiết lập môi trướng làm việc

 Lắp ráp chi tiết vào môi trường khuôn

 Tạo độ co rút cho sản phẩm

 Tạo phôi bao cho khuôn (tạo bằng tay hoặc tự động)

 Tạo mặt phân khuôn (có thể có nhiều mặt phân khuôn)

 Thực hiện tách khuôn

 Thực hiện ép mẫu sản phẩm

 Mở khuôn

2 Trình tự công việc tách khuôn:

 Thiết lập môi trường làm việc:

+ Trước khi thiết lập môi trường làm việc ta phải tạo thư mục làm việc để tránh trường hợp sau này các sản phẩm tách khuôn nằm ở vị trí không mong muốn

+ Nhấp chọn Select Working Directory, hộp thoại Select Working

Directory xuất hiện, chọn đến thư mục CAD_CAM, nhấp phải chuột chọn New Folder để tạo thư mục làm việc Đặt tên cho thư mục là Phan_Khuon_O_Cam_Dien

Trang 5

 Tạo file làm việc mới:

+ Nhấp chọn biểu tượng New, hộp thoại New xuất hiện Trong trang Type ta đánh dấu stick vào Manufacturing, trang Sub-type đánh dấu stick vào Mold

Cavity để vào môi trường khuôn

+ Đặt tên file là Phan_Khuon_O_Cam_Dien

+ Bỏ dấu stick tại mục Use default template (sử dụng file mặc định) Chọn

OK, một hộp thoại New File Option hiện ra, ta chọn file mmns_mfg_mold (có nghĩa là file thiết kế khuôn, hệ đơn vị là Millimet-Newton-Second) Chọn

OK, giao diện thiết kế khuôn xuất hiện như hình trang bên

Trang 6

Trên trang Mold, chọn Reference Model để gọi chi tiết vào môi trường

khuôn

Hộp thoại Open xuất hiện, do ta đã tạo thư mục làm việc do đó chương trình

tự chọn chi tiết Nếu trong thư mục có nhiều Part thì ta sẽ chọn Part cần mở Chọn Open hoặc

nhấn chuột giữa để

gọi chi tiết

Trang 7

Hộp thoại Create Reference Model xuất hiện Ta stick chọn Inherited Sau

đó, nhấp chọn OK Muốn sử dụng tùy chọn này thì trục Z của chi tiết phải

trùng với trục Z của hệ tọa độ môi trường thiết kế khuôn Nếu không thì ta chọn

tùy chọn Assemble để lắp ráp thủ công

(Model tham chiếu kế thừa tính chất của chi tiết Khi chi tiết thay đổi thì Model tham chiếu thay đổi theo, nhưng khi Model tham chiếu thay đổi thì chi tiết không thay đổi.)

Hộp thoại Layout xuất hiên Tại cửa sổ Layout ta chọn Single (do đây là

khuôn 1 sản phẩm, nếu muốn tạo khuôn có nhiều hơn 1 sản phẩm thì ta sẽ chọn

Rectangular hoặc Circular) Click chọn Preview để xem trước sản phẩm lắp vào

có theo ý chúng ta không Click chọn OK để chấp nhận

Hộp thoại Menu Manager xuất hiện, click chọn Done/Return để kết thúc

quá trình gọi chi tiết

 Tạo độ co rút cho sản phẩm:

Trang 8

Đối với các sản phẩm tạo khuôn, hầu hết trải qua quá trình từ trạng thái nóng rồi làm nguội, vật liệu đều là vật liệu dẻo và có tính co ngót Vì vậy để sản phẩm

tạo ra đúng bằng sản phẩm khi thiết kế thì ta phải thêm hệ số co ngót Shrinkage Trong trang Mold, tại thẻ Modifiers nhấp chọn Shrinkage by scale: tạo độ

co ngót theo tỉ lệ Hộp thoại Shrinkage By Scale xuất hiện, yêu cầu ta nhập hệ số

co rút và xác định hệ trục tọa độ

Ở cửa sổ Formula ta chọn kiểu 1+S: kích thước lòng khuôn tăng thêm một lượng S so với chi tiết tham chiếu

Ta nhấp chọn Coordinate System, sau đó click chọn vào hệ trục tọa độ

PHAN_KHUON_O_CAM_DIEN_REF trên Model Tree

 Tạo phôi bao cho chi tiết:

Trang 9

Có 2 phương pháp tạo phôi đó là tạo bằng tay (Manual) và tạo tự động (Automatic) Để tạo phôi nhanh ta sẽ sử dụng phương pháp tạo tự động

Trong trang Mold, tại thẻ Reference Model & Workpiece ta chọn

Automatic Workpiece Hộp thoại Automatic Workpiece xuất hiện, tại mục Mold

Origin ta nhấp chọn hệ tọa độ MOLD_DEF_CSYS tại tâm của chi tiết trong

không gian đồ họa

Tại mục Offset, ta nhập các kích thước

như hình, đó chính là khoảng cách từ bề mặt của chi tiết đến bề mặt của phôi theo các trục

Click chọn Preview để xem trước kết quả, Click OK để chấp nhận, ta được kết quả

như hình

 Tạo mặt phân khuôn:

+ Mặt phân khuôn là mặt phẳng, mặt cong hay mặt phức hợp của nhiều mặt ghép lại Mặt phân khuôn có nhiệm vụ chia đôi khuôn ra thành nhiều phần, nó kết hợp với mẫu (sản phẩm đã thiết kế) nhằm ngăn cách giữa các mãnh khuôn

+ Tạo mặt phân khuôn là công việc đòi

Trang 10

hỏi nhiều tư duy của người thiết kế, với cùng một sản phẩm có nhiều cách để tạo mặt phân khuôn, tuy nhiên để một sản phẩm đẹp và dễ dàng cho việc tách khuôn, gia công thì ta phải tối ưu mặt phân khuôn

Đối với chi tiết trong bài tập này, nó không

quá phức tạp, ta có thể dùng phương pháp tạo mặt

phân khuôn tự động kiểu Shadow

Các bước thực hiện:

Trong trang Mold, tại thẻ Parting Suface &

Mold Volume, ta click chọn Parting Surface

Trong trang Parting Surface, ta nhấp vào

Drop-Down Menu Surfacing và chọn Shadow

Hộp thoại Shadow Surface xuất hiện Ta click chọn Preview để xem trước

mặt phân khuôn

Click chọn OK để chấp nhận mặt phân khuôn được tạo ra Trên đỉnh của màn hình đồ họa, ta click chọn và Shade để quan sát rõ hơn mặt phân khuôn

Trang 11

Click Done/Return để tắt chế độ Shade, tiếp tục Click Done trên thẻ

Controls để hoàn tất việc tạo mặt phận khuôn

 Tách khuôn:

 Phân chia thành phần khuôn:

Trên thẻ Parting Surface & Mold Volume, ta nhấp chọn Volume Split,

Menu Manager xuất hiện, ta chọn Two Volumes, All Wrkpcs → Done

Hộp thoại Split xuất hiện, yêu cầu ta chọn mặt phân khuôn, ta nhấp chọn mặt phân khuôn trên chi tiết như hình, sau đó nhấp OK chấp nhận

Trang 12

Hộp thoại Properties xuất hiện, yêu cầu ta đặt tên cho mãnh khuôn đầu tiên

Để xem trước kết quả, ta nhấp chọn Shade Ta nhập tên cho chi tiết là COI, nhấp chọn OK để chấp nhận

Tiếp tục, ta đặt tên cho mãnh khuôn còn lại là CHAY

Trang 13

 Tiến hành tách khuôn:

Trên thẻ Component, ta nhấp chọn Cavity insert, hộp thoại Create Mold

Component xuất hiện, ta nhấp chọn Select All để chọn 2 chi tiết CHAY và COI,

sau đó nhấp chọn OK để kết thúc quá trình tách khuôn

Quan sát trên Model Tree, ta thấy xuất

hiện 2 Part mới là COI và CHAY Nhấn tổ

hợp phím Ctrl+S để lưu kết quả lại, ta sẽ

tìm thấy chúng trong thư mục đã cài đặt

trước đó

Đến đây thì ta đã hoàn thành cơ bản việc tách khuôn, ta chỉ việc lưu lại Ngoài ra ta còn phải tạo mẫu ép và mô phỏng tách khuôn, tạo kênh dẫn nhựa, đường nước làm mát, kiểm tra góc thoát khuôn, Nhưng do không yêu cầu cao về việc này, cho nên em xin dừng lại tại đây Hình trên là kết quả sau khi tách khuôn

và tạo mẫu ép

Trang 14

III GIA CÔNG CHI TIẾT CỐI:

 Phân tích quá trình gia công:

Nguyên nhân chọn chi tiết Cối để gia công là nó đơn giản hơn chi tiết Chày

Ở chi tiết Chày có quá nhiều rãnh hẹp, phải dùng các phương pháp gia công đặc biệt như bắn điện, còn ở chi tiết Cối thì chỉ có các phần tử lồi (hay gọi là đảo)

Tuy nhiên, để gia công được hoàn toàn các đảo đó không phải dễ thực hiện

Để quá trình chế tạo được dễ dàng, ta sẽ gia công các chi tiết được chỉ mũi tên như

hình bằng các biện pháp khác, sau đó sẽ ráp vào Cối

Ta sẽ tiến hành tách khuôn thêm một lần nữa, cụ thể là sẽ tạo một

block-insert (đáng lẽ sẽ tách từng block-insert riêng biệt) Trên thẻ Parting Surface & Mold

Volume chọn Parting Surface, sau đó chọn Properties để đặt tên cho mặt phân

khuôn mới Ta chấp nhận tên mặc định, nhấp chọn OK để chấp nhận

Trên thẻ Parting Surface & Mold Volume, ta nhấp chọn Parting Surface, sau đó nhấp chọn Properties để đặt tên cho mặt phân khuôn

Trang 15

Bằng các lệnh dựng hình cơ bản, ta tạo được 1 nhóm các mặt phân khuôn như hình

Tiếp theo, ta sẽ tiến hành tách khuôn Tương tự như bước làm trước, ta sẽ được kết quả như hình

Ta quan sát thông số kích thước như hình trên, khoảng cách từ mặt chi tiết đến bề mặt lỗ là lớn hơn 18 mm, và chiều sâu của lỗ là lớn hơn 20 mm, do đó lỗ

Trang 16

có đường kính ∅3.015 mm đó sẽ không thể gia công trong nguyên công phay được, vì chiều dài dao cắt thường không lớn lơn 30 mm

Như vậy, ta sẽ chi ra 2 nguyên công:

Nguyên công 1: gia công hốc bằng phương pháp phay

Nguyên công 2: khoan và phay 3 lỗ (một lỗ đường kính ∅3.015 mm và hai

lỗ đường kính ∅7.5375 mm) Để thực hiện nguyên công này, ta cần phải lật ngược chi tiết lại

 Tiến hành nguyên công 1: Gia công hốc

 Tạo file mới, gọi và lắp ráp chi tiết vào môi trường gia công:

+ Nhấp chọn biểu tượng New, hộp thoại New xuất hiện Trong trang Type ta đánh dấu stick vào Manufacturing, trang Sub-type đánh dấu stick vào NC

Assembly để vào môi trường gia công

+ Đặt tên file là Gia_Cong_Coi

+ Bỏ dấu stick tại mục Use default template (sử dụng file mặc định) Chọn OK,

một hộp thoại New File Option hiện ra, ta chọn file mmns_mfg_nc (có nghĩa là file gia công, hệ đơn vị là Millimet-Newton-Second) Chọn OK, giao diện thiết

kế khuôn xuất hiện như hình bên dưới

Đầu tiên ta sẽ gọi chi tiết và lắp ráp vào môi trường gia công như đã thực hiện ở phần phân khuôn

Tiếp theo ta sẽ tạo phôi cho chi tiết, để đảm bảo bề mặt lắp ghép giữa các mãnh khuôn được chính xác, ta sẽ cho một lượng dư gia công

Trang 17

Trên thẻ Reference Model & Workpiece ta chọn Automatic Workpiece, trên thanh Model Tree, nhấp chọn hệ tọa độ NC_ASM_DEF_CSYS

Trong trang Option, ta nhập lượng dư gia công theo phương Z là 5 Nhấp chọn OK, ta được kết quả như hình

 Chọn máy gia công và thiết lập nguyên công:

Trên thẻ Machine Tool Setup, ta nhấp chọn Mill (máy phay) Hộp thoại

Milling Work Center xuất hiện, ở ô Number of Axes ta chọn 3 Axis (máy phay

3 trục)

Trang 18

Trước khi tiến hành tạo nguyên công, ta tạo gốc tọa độ lập trình cho phôi Sử

dụng lệnh Coordinate System để tạo gốc tọa độ ở góc của phôi, sao cho trục Z

hướng lên

Trên thẻ Process, ta nhấp chọn Operation để thiết lập nguyên công Chương

trình yêu cầu ta chọn gốc tọa độ lập trình, ta chọn vào hệ tọa độ vừa tạo trước đó

Tiếp theo, ta nhấp chọn trang Clearance, trong ô Type ta chọn Plane, sau đó nhấp chọn mặt trên của phôi, nhập giá trị 50 vào ô Value để tạo mặt phẳng

Retract (mặt phẳng lùi dao) Nhấp chọn OK để kết thúc quá trình tạo nguyên

công

Trang 19

 Tiến hành gia công:

 Phay phá mặt trên của phôi:

Để thực hiện bước gia công này ta sẽ sử dụng dao phay trụ (End Mill)

đường kính ∅20 mm Sử dụng phương pháp gia công Face, để thực hiện phương

pháp này, trước tiên ta sẽ tạo Mill Window

Trên thẻ Manufacturing Geometry, ta nhấp chọn Mill Window Chương

trình yêu cầu ta chọn mặt phẳng để chương trình xác định vùng gia công (mặc

định chương trình sử dụng phương pháp “đường bóng” Sihouette)

Trong trang Placement, ta bỏ chọn Keep Inside Loops

Trang 20

Trong trang Options, ở mục Machine with tool, ta chọn Outside window

contour

Trong thẻ Milling, ta nhấp chọn lệnh Face Trong trang Reference, ở mục

Type ta chọn Mill Window, sau đó trên Model Tree, ta nhấp chọn Mill Window

1 vừa tạo trước đó

Ở mục chọn dao (Tool), ta chọn Edit Tools để tiến hành chọn dao

Hộp thoại Tools Setup xuất hiện Tại ô Name, ta đặt tên cho dao là T0001, tại ô Type ta chọn dao cắt loại End Mill Nhập giá trị đường kính của dao cắt là

20

Nhấp chọn trang Setting, tại ô Tool Number ta nhập giá trị 1, giá trị này sẽ

là số thứ tự của dao trên máy

Sau khi chọn dao xong, ta nhấp chọn Apply để xác nhận rồi nhấn OK để

đóng hộp thoại lại

Trang 21

Tiếp tục, ta nhấp chọn trang Parameters để thiết lập chế độ cắt cho dao

Để mô phỏng đường chạy dao, ta nhấp chọn Display the tool path in the

graphic window Ta được kết quả đường chạy dao như hình dưới

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	3,9 MB