Thiết kế chế tạo khuôn sản phẩm trên phần mềm Catia P5R15 và lập trình gia công khuôn với phần mềm Solid-Cam

Trong lịch sử phát triển củakhoa học kỹ thuật, vật liệu nhựa đã có một lịchsử phát triển rất lâu đời, vật liệu nhựa đã từng bước thay thế những vật liệukhác do có những ưu thế nổi trội

LỜI NÓI ĐẦU

I.LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay khoa học kỹ thuật trên thế giới đang phát triển với tốc độ vôcùng nhanh chóng Việc ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vào sảnxuất không mấy khó khăn ,mặt khác nền kinh tế thị trường hiện nay để đảmbảo lợi nhuận cao thì việc chế tạo ra sản phẩm ngoài các đặc tính theo yêucầu của sản phẩm thì việc đưa sản phẩm kịp ra thị trường để đáp nhu cầu củaxã hội Do đó với sự trợ giúp tối đa của máy tính thí hầu hết các sản phẩmđược thiết kế trên các phần mềm thiết kế, mô phỏng động học, tính toán ứngsuất, …trước khi đưa vào sản xuất , tạo nên môi trường phát triển sản phẩmảo vô cùng mạnh mẽ

Chính do sự phát triển mạnh ngày càng mạnh của công nghệ thông tin vàviệc đảm bảo lợi nhuận cao trong sản xuất tránh những rủi ro hư hỏng trongquá trình thiết kế do đó tính toán mô phỏng trên máy tính đã và đang trởthành một xu hướng trên toàn thế giới

Đáp ứng nhu cầu trên thế giới ngay nay có rất nhiều phần mềm tính toán,thiết kế, lập trình gia công…quá trình hình thành phát triển của sản phẩm Quátrình này này được mô hình hóa trên môi trường máy tính mà ta gọi là môitrường ảo

Ngày nay có rất nhiều các phần mềm thiết kế, tính toán, mô phỏng, lậptrình gia công như ProE , Solid, Catia, Cad.v.v.v Catia, Solid_Cam là nhữngphần mềm thiết kế, lập trình gia công nổi tiếng hiện nay do hãng DassaultSystems phát triển là phần mềm chuyên dụng trong thiết kế lập trình gia công

Chính vì những lý do trên mà nhóm thực hiện quyết định chọn đề tài “Thiếtkế chế tạo khuôn sản phẩm trên phần mềm CatiaP5R15”, và” lập trình giacông khuôn với phần mềm Solid_Cam”

Do tính mới mẽ của phần mềm và lần đầu tiếp cận nên mặc dù đã cố gắngnhiều nhưng sẽ không tránh khỏi những sai sót.Nhóm thực hiện chân thànhtiếp thu và cảm ơn những ý kiến đóng góp của thầy cô và các bạn

Nhóm thực hiện đề tài

PHẦN I TỔNG QUAN VỀ KHUÔN NHỰA

I Nhựa Và Các Thuộc Tính Cơ Bản Của Nhựa.

1 Nhựa và các thuộc tính cơ bản của nhựa.

Lịch sử phát triển.

Trong lịch sử phát triển củakhoa học kỹ thuật, vật liệu nhựa đã có một lịchsử phát triển rất lâu đời, vật liệu nhựa đã từng bước thay thế những vật liệukhác do có những ưu thế nổi trội như, nhẹ, dẻo, bền trong môi trườngaxit, Ngày nay với sự phát triển ngày càng cao của khoa học kỹ thuật các tínhnăng của vật liệu nhựa được cải tiến và ngày càng chiếm tỷ trọng cao trong cáclĩnh vực như , thiết kế máy, dụng cụ gia đình, hàng không,…

Các dạng vật liệu nhựa

a) Dạng vô định hình: là loại nhựa nhiệt dẻo, có tính cứng, màu sắc trong suốt,

hoặc gần như cát vàng hoặc mờ đục, loại vật liệu này có độ co rút nhỏ 0,5-0,8.Tên của dạng vật liệu này là;

b) Dạng tinh thể: Loại vật liệu này nhiệt dẻo thường cứng và bền dai, có cấu

trúc tinh thể Các loại vật liệu này thường được dùng công nghiệp làm đồ giadụng.Bao gồm

+Polypropylene (pp)

+Low Density polypylene (LDPE )

Trong công nghiệp các loại vật liệu sau đây thường được dùng

+Polyester

+Polyacetal

+Nylon

c) Dạng đàn hồi: Là loại vật liệu có tính chất đàn hồi cao như cao su, vật liệu

này rất phổ biến trong công nghiệp và gia dụng.Loại này gồm có

+ Polyure thanes (TPU )

+Styrene Butadiene Styrene (SBS)

+Polyether bloock Aminde (PEBA)

Bảng nhận biết một số loại nhựa thông dụng

TT Nhựa Mềm

ra ?

Bắtlửa

Màulửa

Cháytiếp

Khói Mùi Dấu

hiệu



1 ABS Có Dễ Vàng

bồhóng

Có Bồ

hóng Hăng Hơigiốn

gcaosu

2 PA Không Khó Xanh

lơ đỉnhvàng

Không Ít Gỗ Sủi

bọtkhibắtlửa

3 PP Có Dễ Vàng

xanh

lơ ởđáy

Có Ít Dầu

nóng

Mề

m ởnhiệtđộcao

4 PVC có Khó Vàng

xanhlục ởđáy

Không Trắng Hăng Dễ

hàngắn

+ Khuyết điểm

Vật liệu nhựa ngoài những ưu điểm kể trên vật liệu nhựa còn có nhữngkhuyết điểm như, không bền ở môi trường nhiệt độ cao Khi tuổi thọ cao cơtính không còn đảm bảo,…

II CÁC ỨNG DỤNG CỦA NHỰA TRONG CUỘC SỐNG.

Trong cuộc sống ngày nay các sản phẩm từ nhựa ngày càng trở nên khôngthể thiếu trong các hoạt động sinh hoạt hàng ngày của con người, các sản phẩnđược chế tạo từ nhựa thay thế dần các sản phẩm làm từ vật liệu khác do cókhối lượng nhẹ dễ chế tạo, sử dụng,… Theo thống kê năm 1990 trong lĩnh vựccông nghiệp ô tô và điện tử trên toàn thế giới đã tiêu thụ trên 1 triệu tấn nhựa

PA, và loại nhựa PS do châu Âu tiệu thụ trong chế tạo các mặt hàng từ nhựa PSkhoảng 2.1 triệu tấn Các chi tiết được làm từ nhựa ngày càng nhiều và đi vàonhiều lĩnh vực như, Y dược, chế tao máy, hàng không, đồ gia dụng,…

III KHUÔN NHỰA VÀ CÁC LOẠI KHUÔN CƠ BẢN.

3.1) Giới Thiệu

Trong những năm 1991-1994 Viện máy và dụng cụ thuộc Bộ Công Nghiệpcó tiếp nhận dự án UNDP/UNIDO-VIE về” Chuyển giao công nghệ thiết kế ,phát triển và chế tạo khuôn mẫu”

Dự án kết thúc được phía Liên Hợp Quốc đánh giá là một trong những dự ánthành công nhất của UNDP về công nghiệp phát triển nhất ở Việt Nam

Để phát huy những thành quả trên Bộ Công Nghiệp đã chuyển giao côngnghệ cho các cơ sở sản xuất trong cả nước.Đối với nghành sản xuất sản phẩmnhựa là điều cấp bách vì

Sản phẩm nhựa đang chiếm một tỷ trọng vô cùng lớn trong kỹ thuật và đờisống, nhưng chất lượng còn thấp.Việc thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa ởnước ta từ trước đến nay đều thiếu bài bản do các trường đại học chưa dào tạochuyên sâu về lĩnh vựa này

3.2) Tổng Quan

Khuôn nhựa là dụng cụ dùng để định hình một sản phẩm nhựa trên máy épnhựa.Kích thước khuôn nhựa phụ thuộc vào hình dáng sản phẩm, số lượng sảnphẩm trong một lần ép

Khuôn nhựa có cấu tạo gồm nhiều chi tiết ghép lại với nhau , ở đó nhựađược nhiệt dẻo và phun vào lòng khuôn, được làm nguội,rồi lấy sản phẩm ra

Sản phẩm được tạo hình trong lòng khuôn,là khoảng trống giữa hai phầnkhuôn, nhựa ở đó được điền đầy vào lòng khuôn mang hình dạng sản phẩm

Phần lõm xác định hình dạng bên ngoài của sản phẩm được gọi là lòngkhuôn , phần xác định hình dạng bên trong được gọi là lõi

Phần tiếp xúc giữa lòng khuôn và lõi được gọi là đường phân khuôn Ngoài

ra khuôn còn có các bộ phận khác như , tấm đỡ, chốt dẫn hướng đường nước…

3.3) Chức Năng Và Các Bộ Phận Của Khuôn

Hình 1 và hình 2 thể hiện khuôn nhựa và lòng khuôn mô phỏng

1.Tấm kẹp trước:Kẹp phần cố định của khuôn vào máy ép nhựa

2.Tấm khuôn phía trước:Là phần cố định của khuôn tạo nên phần trong và

phần ngoài của sản phẩm

3.Tấm khuôn sau: Là phần chuyển động của khuôn tạo nên phần trong và phần

ngoài của sản phẩm

4.Tấm kẹp phía sau: Kẹp phần chuyển động của khuôn vào máy ép nhựa 5.Tấm đỡ : Giữ cho mảnh ghép của khuôn không bị rơi ra ngoài.

6.Khối đỡ :Dùng làm phần ngăn giữa tấm đỡ và tấm kẹp, phía sau tấm đỡ cho

tấm đẩy hoạt động

7 Tấm giữ :Giữ chốt và đẩy vào tấm đẩy.

8 Tấm đẩy : Đẩy chốt đẩy đồng thời với quá trình đẩy.

9.Vòng định vị : Đảm bảo vị trí chính xác của vòi phun nhựa với khuôn.

10 Chốt dẫn hướng : dùng để dẫn chuyển động từ tấm khuôn động dến tấm

14 Chốt hồi : Làm cho chốt đẩy quay trở lại khi khuôn đóng lại

15 Chốt đẩy : Dụng để đẩy sản phẩm ra khỏi lòng khuôn khi khuôn mở

16.Bạc dẫn hướng chốt : Tránh hao mòn và hư hỏng chốt đỡ

17.Chốt đỡ : Dẫn hướng chuyển cho tấm đỡ , tránh cho tấm đỡ khỏi bị cong

do áp lực cao

18 Bạc cuống phun : Nối vòng phun và kênh nhựa với nhau qua tấm kẹp phía

trước và tấm khuôn trước

Các Kiểu Khuôn Phổ Biến

Khuôn Hai Tấm

Kết cấu khuôn gồm hai phần , một phía trước vòi phun được cố đinh gọi làtấm khuôn trước (tấm khuôn trên) , phần còn lai là tấm khuôn sau , là phầnchuyển động đóng mở trong ép nhựa gọi là tấm khuôn sau( tấm khuôn dưới).3.4) Khuôn Hai Tấm

Là loại khuôn gồm hai phần, khuôn trước và khuôn sau, kiểu kết cấu khuônnày giống như hệ thống khuôn hai tấm có 1 hay nhiều lòng khuôn như hình sau

Khuôn hai tấm lõi ghép

Khuôn hai tấm lõi liền

Khuôn 2 tấm hai lòng khuôn

3.5)Khuôn Nhiều Tầng.

Khi yêu cầu có một số lượng sản phẩm lớn và giữ giá thành sản phẩm hệthống khuôn nhiều tầng được chế tạo để tạo ra khối lượng sản phẩm lớn vớinhững máy ép nhựa có kích thước nhỏ Hệ thống khuôn này có một hệ thốngđẩy ở mỗi mặt khuôn

Khuôn hai tấm có hai lòng khuôn

Khuôn hai tấm rất thông dụng, tuy nhiên nếu sản phẩm quá lớn không bố tríđược miệng khuôn ở tâm hoặc sản phẩm có nhiều miệng phun hay nhiều lòngkhuôn thì kết cấu khuôn hai tấm không hợp lý do đó có thể thay thế bằngkhuôn ba tấm

Khuôn ba tấm là loại khuôn khi mở khuôn nó tạo ra hai cửa mở khuôn mộtchỗ để lấy sản phẩm , một chỗ để lấy kênh nhựa.Nhược điểm của khuôn batấm là khoảng cách giữa vòi phun của máy và lòng khuôn rất dài , nó làmgiảm áp lực khi phun nhựa vào lòng khuôn, tạo nhiều phế liệu trên kênh nhựa

hình chèn khuôn 3 tấm trang 214

Hệ thống cấp nhựa là nơi nhựa được nhiệt dẻo đi qua đường dẫn nhựa đểđến lòng khuôn Trước tiên nhựa được đổ đầy cuống phun và hệ thống kênhdẫn nhựa đến lòng khuôn, tạo hình bởi nhựa bị nóng chảy, Khi nhựa nóng chảychạm vào khuôn lạnh và nhanh chóng đông lại tạo hình sản phẩm Một số dạngkênh nhựa

Hệ thống phun nhựa nhiều lòng khuôn hình 19

Các dạng cuống phun hình 27

Các dạng kênh nhựa hình 32

Các dạng kênh nhựa hình 40

Miệng phun nhựa vào long khuôn hình 69

3.6)Hệ thống làm nguội khuôn

Để điều khiển nhiệt độ khuôn và thời gian làm nguội ngắn, cần phải đặt hệthống làm nguội chỗ nào và hệ thống làm nguội nào Điều này rất quan trọng

vì thực tế thời gian làm nguội chiếm 50%-60% toàn bộ chu kỳ phun khuôn Đólà quá trình làm lạnh có hiệu quả rất quan trọng để giảm thời gian của chu kỳ

Phải điều khiển nhiệt độ khuôn để dòng nhựa êm chảy vào khuôn Để tránhlàm nguội quá nhanh, về lý thuyết tốt nhất là giữi nhiệt độ cao ở cuối dòngchảy Để nhiệt độ khuôn tốt nhất cho quá trình ép nhựa ta cần chú ý nhữngđiểm sau

Những kênh làm nguội phải đặt gần bề mặt khuôn càng tốt, nhưng cần chú

ý đến độ bền cơ học của vật liệu khuôn

Các kênh làm nguội phải đặt gần nhau và cũng phải chú ý đến độ bền cơhọc của vật liệu khuôn

Đường kính kênh làm nguội phải lớn hơn 8mm và có đường kính không đổiđể tránh tốc độ của chất lỏng đang làm nguội khác nhau do đường kính khácnhau

Nên chia hệ thống làm nguội ra làm nhiều vòng làm nguội để tránh cáckênh làm nguội quá dài dẫn đến sự chênh lệch nhiệt độ lớn

Chú ý làm nguội ở những bề dày của sản phẩm

Tính dẫn nhiệt của vật liệu làm khuôn

Một số kênh làm nguội

chèn hình trang 114

chèn hình trang 115

3.7) Lõi Mặt Bên

Khi thiết kế khuôn có đường phân khuôn cố định, thường có những phần củasản phẩm không tháo ra được khi mở khuôn Trong trường hợp này ta dùng đếncác lõi ghép (lõi mặt bên).

Các trường hợp thường sử dụng lõi mặt bên như:

Sản phẩm có lỗ ở thành bên

Sản phẩm có rãnh trang trí hoặc bề mặt có hoa văn trạm trổ

Sản phẩm có hoa văn hoặc gân ở thành bên

Sản phẩm có tay xách mà không có tháo rời

Sản phẩm gấp khúc

chen hình trang 132

chen hình trang 133

3.8) Khuôn Có Nhiều Khoảng Sáng.

Khuôn cơ bản bao gồm hai phần, phần cố định và phần di động Khi mởkhuôn thì sản phẩm có thể được lấy ra Kết cấu này đơn giản vì khi mở khuôn

ta chỉ thấy một khoảng sáng ( khoảng không )

Những khuôn phức tạp có thể có nhiều khoảng sáng, kiểu khuôn này gồm 3phần, tấm khuôn cố định, tấm khuôn di động và tấm đẩy

chèn hình trang 172

3.9) Các Chi Tiết Khuôn Cơ Bản.

a) Chốt dẫn hướng và Bạc dẫn hướng.

Chức năng chính của chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng là đưa tấm di độngvào tấm cố định và làm hai phần thẳng hàng Chốt dẫn hướng nằm ở tấm diđộng và bạc dẫn hướng nằm ở tấm cố định

chèn hình trang 181

3.10) Các Bộ Định Vị.

Thông thường các chốt dẫn hướng có thể giữ được độ thẳng hàng sơ bộnhưng với khuôn chính xác thì dung sai chốt dẫn hướng và bạc dẫn hướng làquá lớn vì thế cần bộ định vị.

Đối với loạt sản phẩm lớn, nhất định phải dùng bộ định vị Trong trường hợpnày khuôn phải chịu sức ép mặt bên, đặc biệt là khi khuôn chưa được điền đầyvà các chốt dẫn hướng không thể được các lực ép mặt bên này

chèn hình 418 trang 182

3.11) Vòng Định Vị

Chức năng của vòng định vị là đặt khuôn vào đúng đầu phun nhựa của máyép nhựa Vòng định vị thường đặt ở tấm cố định, đôi khi nó là phần bổ xung ởtấm di động Kích thước của vòng phải nhỏ hơn lỗ mở của máy gia công nhựalà 0,1mm với dung sai nhỏ nhất là 0,05mm.

chèn hình 419 và 420 trang 183

3.12) Miếng ghép

Miếng ghép dùng để đơn giản hóa quá trình gia công tấm khuôn, hoặc tạocác mảng cứng trong thân khuôn tương đối mềm Điều này phụ thuộc vào sốlượng sản phẩm yêu cầu Khi cần gia công 1 chỗ lồi hoặc đường gân ta phảigia công rất nhiều để bỏ di những phần vật liệu xung quanh nó và khi hỏng rấtkho sửa chữa, trong khi đó dùng miếng ghép có thể giải quyết đuợc vấn đềnày.

chèn hình 423 425 trang 183

3.13) Sự Thoát Khí

 Khi nhựa vào khuôn và làm đầy hệ thống dẫn lẫn lòng khuôn, nó đẩykhông khí ra khỏi lòng khuôn qua bề mặt phân khuôn Nhưng khi tốc độ phuncao, không khí không thể thoát ra nhanh và bị tắc lại trong lòng khuôn Khínén này có thể chặn dòng nhựa chảy hoặc nhiệt độ không khí tăng nhanh cóthể dốt cháy nhựa khi tiếp xúc với nó Để tránh điều này khuôn phải có rãnhthoát khí Nói chung khó đoán được vị trí mà luồng khí bị tắc lại do vậy nên xẻrãnh thoát khí sau khi thử nghiệm, để đưa ra kiểu rãnh thoát khí trên đườngphân khuôn Đô sâu của rãnh phụ thuộc vào chất liệu nhựa phun vào khuôn.

chèn hình 448 447 449 trang 188

3.14) Vật Liệu Làm Khuôn.

Để chọn thép làm khuôn ta phải chú ý đến một số chỉ tiêu

+ Số lượng sản phẩm yêu cầu

+ loại nhựa phun khuôn vì có những loại nhựa có hại cho thép làm khuôn

Đối với sản xuất loạt nhỏ khuôn nhựa có thể làm bằng đồng , nhôm, nhưngnói chung chi tiết khuôn như miếng ghép, tấm khuôn để định hình chi tiêt, cácchốt đẩy đều làm bằng các loại thép khác nhau Lựa chọn vật liệu không là dogiá vật liệu chi phối mà do tính gia công của nó từ đó giảm được giá thành sảnphẩm, bớt công sức và thời gian gia công

Thân khuôn: Vật liệu làm thân khuôn có một tiêu chuẩn cho sự lựa chọn.

Thép Carbon loại trung bình ( CW 45W ) thường dùng nhưng với quy trình sảnxuất cao thì dùng thép hóa tốt

Miếng ghép tấm khuôn cho lòng khuôn và lõi: Dùng thép hóa tốt nếu

không cần phải tôi, Loại vật liệu thông dụng nhất là 35Cr Mo2 : Vật liệu nàycho gia công tốt nhưng không tốt cho đánh bóng hoặc chạm chổ

Bảng chọn thép làm khuôn nhựa

Ký hiệu thép

của AISI-ASE

Đặc tính chung và ứng dụng

P1 Dùng cho khuôn ngắn, nhỏ và không đắt

P2 P3 Tương đối khó gia công, in hình nhưng độ bền cao

P4 Thép tôi ngoài khí trời, có độ biến dạng cực tiểu khi nhiệt

luyện và cho lõi có độ cứng cao Dùng cho khuôn có lòngkhuôn tương đối nông, yêu cầu dung sai chặt chẽ, dùng chokhuôn có nhiệt độ phun cao

P5 Dùng cho khuôn có độ bền cao về lõi

P6 Khó gia công nhưng cho khuôn có yêu cầu lõi khỏe

P20 Thường được tôi trước ở 300HB, cũng có thể thấm Carbon

để tăng độ cứng bề mặt, phù hợp với tất cả các dạng khuôngia công cắt gọt, rất tốt cho các phần lắp lòng khuôn

L2 Có cả loại tôi trước ở 300HB và loại ủ trước cho phù hợp với

mọi loại khuôn

6115 Hợp kim thấm Carbon phù hợp với tất cả các dạng khuôn

nhựa nào mà có sự thay đổi kích thước trong nhiệt luyện

01 , 02 Có thể nhiệt luyện đến độ cứng cao để có độ bền tối đa,

thường sử dụng cho các loại khuôn lắp ghép nhỏ

H11 , H12 Có độ bền cao và độ chính xác kích thước sau nhiệt luyện

Tốt cho lòng khuôn và lõi ghép

A2, A6 Sử dụng rộng rãi cho khuôn chạy dài và có yêu cầu đánh

bóngT120 không rỉ Dùng cho khuôn chịu điều kiện môi trường và phun PVCEn2 Thép trung bình, phù hợp làm tấm sau, tấm bao, tấm trung

gianEn8 Thép Carbon trung bình dùng làm tấm bao có vùng phun

mạnhGhi chú AISI= American Iron and Steel Intiture

3.15) Phương pháp thiết kế khuôn:

Thiết kế từng phần,số lượng, vật liệu sản phẩm gia công tinh bề mặt

Công việc, các số liệu dặt

hàng

Số liệu về máy phun nhựa Aùp lực phun, lực kẹp, dung tích bắn, kích

thước các tấm, khoảng sáng max, min

Loại khuôn Khuôn bình thường, khuôn có cắt sau

Thiết kế cơ khí Thiết kế nguyên lý như: độ dày các tấm,

phân bố các lỗ,.v.v.v

Độ co rút Xác định tính chất của vật liệu, độ dày

thànhVật liệu khuôn Loại vật liệu cho từng chi tiết, độ cứng

khác nhau

`

Lòng khuôn và phần lồi Liền khối hoặc lắp ghép, lắp thứ cấp và

thiết kế lắpBố trí các lòng khuôn Số lòng khuôn và vị trí lòng khuôn

Thiết kế hệ thống phun Trực triếp hoặc gián tiếp,thiết kế bạc phun,

Điều khiển nhiệt Thiết kế đường nước, số lớp,…

Hệ thống tháo khuôn Chốt đẩy, tấm đẩy, vòng đẩy,…

Dẫn hướng và định vị Định vị bằng công cụ dẫn, chốt, vòng

định vị,…

Sự thoát khí Rãnh thoát khí, chốt, màng mỏng,…

Các chi tiết ghép nối Bulong dài, bộ kích động thủy lực mặt

bên,máy dẫn động bằng hệ thống không córen,…

PHẦN II THIẾT KẾ KHUÔN SẢN PHẨM MẶT NẠ XE DREAM

VỚI PHẦN MỀM CATIA

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM

CATIA-P3R15

I KHÁI NIỆM CATIA-P3R15.

CATIA-P3R15 là một trong những phần mềm thiết kế mạnh nhất hiện nay

do hãng Dassault Systems phát triển là hãng chuyên cung cấp các phần thiết kếmạnh nhất hiện nay sản phẩm của Dassault Systems với nhiều module phục vụ

cho nhiều lĩnh vực Hiện nay phần mềm CATIA-P3R15 được nhiều tập đoàn

sản xuất lớn ứng dụng phần mềm này ,đáng chú ý là hãng hàng không Airbushoặc tập đoàn TOYOTA của Nhật… Ở Việt Namta hiện nay , cùng với sự pháttriển kinh tế và thị trường mở nên có rất nhiều tập đoàn, công ty lớn đầu tưvào những phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp được ứng dụng và phổ biếnrộng rãi trong vài năm gần đây Đặc biệt là tập đoàn Intel, một trong những tậpđoàn lớn đang sử dụng phần mềm CATIA này

CÁC MODULE CHÍNH CỦA CATIA

1.Catia Base : Đảm bảo điều kiện

kiểm tra hệ thống , tao điều kiện

thiết lập môi trường điều kiện hội

thoại , thực hiện kiểm các toán tử cà

tiệm cận vào dữ liệu các module

2.Catia Library : Thư viện của các

phần tử CAD/CAMmà chúng có thể

đồng hòa một số mô hình cùng đồng

thời.Các đối tượng có thể tìm kiếm

bằng từ khóa

3.Catia Interface :Truyền giữi liệu giữa các phần mềm CAD khác nhau bằng

IGES

4 Catia Drafting :Chứa hàm số để tạo

phần tử 2D, ghi kích thước tô mặt cắt ,

mô tả câu chữ

5 Catia 3D Design :Để kiến tạo mô

hình , mô hình hóa , phân tích và biểu

diễn phần 2D và 3D kể cả bề mặt

6 Catia Solids Geometry : Mô hình

hóathể tích để tạo hình, hiệu chỉnh và

phân tích vật thể Nó cho phép các toán

tử logic giữa các vật thể (hợp ,giao,

trừ )vật thể được tao ratù các đối tượng

đơn giản bàng việc dịch chuyển hoặc

quay Profile

7 CatiaKinematics :Giúp xác định cấu

trúc động học của cơ cấu mô phỏng và

phân tích chuyển động ,xác định vận

tốc và gia tốc của các chi tiết cơ cấu ,

đương chuyền động và giải quyết các

bài toán va cham

8 Catia Image Design :Tạo sự biểu

diễn thực với phần khuất hoàn toàn ,

xác định điều kiện chiếu sáng và

thông số bề mặt của đối tượng

9 Catia Finite Element Modeller :Mô

hình tổng thể mô tả tính chất vật liệu ,

điều kiện biên và tải trọng đối tượng

10 Catia NC-Lathe: Tạo chương trình

chứa phân nguyên công tiện dưới dạng

đầu ra APT hoặc CL-File11 Catia

NC-Mill :Tạo chương trình có

nguyên công phay

12.Catia Robotic :Thiết kế mô

phỏng robot với các lệnh chuẩn ,

định nghĩa cấu trúc robot, đăc

trưng hình học ,động học , đồng bộ

hóa nhiều robot

13.Catia Building Design And

Facilies Layout :Tạo thiết kế bản

vẽ xây dựng , xắp đặt các đối

tượng và định nghĩa mối quan hệ

giữa chúng

14 Catia Shematics :Công cụ để

sắp đặt vị trí những phần tử cơ

bản, vẽ các sơ đồ , thiết lập các

liên kết logic giữa các phần tử và

điều khiển chúng

15.Catia Piping and Tubinh : thiết

kế những ống phức tạp , toán tử

logic với vật thể , thăm dò va

chạm

16 Catia Structural Design and

Steel Wak :công cụ tổ hợp cho

kiến trúc

17 Catia Graphic Intensive

Interface:Công cụ lập trình để mở

rộng những hàm số mới và tiếp cận

mở vào môi trường Catia Tuy

nhiên Catia còn rất nhiều module

hỗ trợ thiết kế và gia công khuôn

mẫu , thiết kế kim loại tấm ,xử lý

các quá trình gia công không phoi

hỗi trợ lập trình điều khiển , thiết kế

bo mạch

Hầu hết các hệ thống máy tính

chạy chương trình Catia đều phải có

cấu hình máy mạnh

II.HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT

2.1 Yêu cầu phần cứng

Tối thiểu Yêu cầuHệ điều hành W2000,W và XP W2000,W và XP

Bộ xử lý (Pro cessor) Pentium IV Pentium IV

RAM 256 512 Hoặc cao hơnĐĩa cứng(Hard Disk) 4GB 10 GB

Card đồ hoạ(Video card) 32MB 32MB

Sotfware Internet Explore 4.xhoặc cao hơn Internet Explore 5.xhoặc cao hơnPointing Device Mouse 3 phím Mouse 3 phím

Hỗ trợ Card âm thanh,mànhình Card âm thanh, mànhình

2.2 CÁC BƯỚC CÀI ĐẶT

Đưa đĩa CD Sotfware có chứa

chương trình CatiaP3R15 vào trong

ổ CDROMchạy tập tin Seup

-chọn Next cho đến khi xuất hiện

hộp thoại

Click completer nếu muốn cài tất

cả,Click custom để cài danh sách

Đồ án tốt nghiệp THCTCK05C Trang 32

module cần cài, khi đó hộp thoại thư mục cần cài đặt xuất hịên ,chọn modulebạn muốn cài đặt

Click Next để thực hiện, sau khi

cài phần mềm hoàn tất chọn Finish

dể kết thúc quá trình cài đặt

III GIAO DIỆN LÀM VIỆC CỦA CATIA-P3R15

3.1 Giao diện làm việc

Hộp thoại cài đặt

Danh sách module chọn cài đặt

 Giao diện phần mềm CATIA được chia thành hai phần chính như sau:

1 Cây cấu trúc dữ liệu (Specification Tree): Cấu trúc hình cây mô tả các

thông tin của quá trình thiết kế, đây là một công cụ rất quan trọng để quản lýcác cấu trúc của sản phẩm

2 Vùng đồ họa (Geometric Area): Đây là vùng để vẽ và thao tác các bước

thiết kế, thể hiện và điều chỉnh các mô hình vẽ Vùng này luôn nằm phía saucây cấu trúc dữ liệu và chiếm toàn bộ màng hình

SPECIFICATION TREE

Cây cấu trúc dữ liệu nằm phía bên trái của màn hình phần mềm CATIA

Giống như một trình duyệt cửa sổ của Windows Explorer, có thể mở rộng

trình duyệt hoặc đóng trình duyệt bằng cách nhấp trỏ chuột vào các ký hiệu + hoặc -.

Nó chứa tất cả các dữ liệu, trình tự thực hiện lệnh trong suốt quá trình thiếtkế Những bước thực hiện này có thể huỷ bỏ dễ dàng vì nó được hiển thị từngbiểu tượng riêng biệt Bước vẽ trước được định ở vị trí cao hơn bước thực hiện

sau trên sơ đồ Chế độ phân cấp cũng giống như trong trình duyệt Windows

Explorer Chỉ cần xoá bất kỳ một bước ở trên thì các bước phía dưới sơ đồ

hiển nhiên sẽ bị xóa theo

Điều quan trọng là luôn chú ý đến sơ đồ dữ liệu Specification Tree vì khi nóxuất hiện bất kỳ một ký hiệu nhỏ đặc biệt nào sẽ trên một biểu tượng lệnh thìlệnh đó cần được cập nhật lại hoặc nhánh sơ đồ dữ liệu đã bị gãy hay khôngđược kích hoạt

Mỗi Work-bench của CATIA đều có kiểu thể hiện Specification Tree theo

một kiểu riêng biệt Khi thể hiện Work-bench nào trên Specification Tree thì chúng ta biết rằng chúng ta đang ứng dụng Work-bench ấy.

Bằng động tác nhấp nút phải chuột vào bất kỳ một biểu tượng nào trênSpecification Tree thì nó cũng thể hiện đầy đủ các tính năng như Windows:Cắt, Dán, Copy, Delete, Property…

Bằng cách nhấp nút trái chuột vào nhánh màu trắng trên Specification Tree

ta sẽ làm mất hoạt tính của vùng đồ họa, lúc này ta có thể phóng to, thu nhỏ

hay di chuyển cây Specification Tree bất kỳ trên vùng đồ họa Cũng nhấp nút trái chuột vào nhánh màu trắng trên Specification Tree ta sẽ kích hoạt vùng đồ

họa trở lại

VÙNG ĐỒ HỌA

Vùng này dùng để vẽ, thiết kế và phân tích sản phẩm nó bao hàm tất cả các

vùng trên màn hình kể cả vùng phía sau cây Specification Tree.

Nhấp nút trái chuột: Dùng để lựa chọn các đối tượng trên màn hình

Nhấp giữ nút trái chuột: Cho phép di chuyển những đối tượng đã được chọnhoặc tạo tính năng chọn nhiều đối tượng trên màn hình

Nhấp đôi nút trái chuột: Nhấp đôi nút trái chuột vào đối tượng, xuất hiệnhộp thoại ệnh đã tạo ra đối tượng đó và dùng nó trong trường hợp hiệu chỉnhlệnh

THAO TÁC CHUỘT

Nút giữa chuột: Nhấn giữ nút giữa chuột có thể xoay mô hình chi tiết trên

vùng đồ họa

Nút giữa chuột + nhấp nút phải chuột: Nhấn giữ nút giữa chuột và đồng

thời nhấp vào nút phải chuột dùng để phóng to hay thu nhỏ mô hình chi tiếttrên vùng đồ họa

Nút giữa chuột + nút phải chuột: Nhấn giữ đồng thời nút giữa chuột và nút

phải chuột dùng để di chuyển mô hình chi tiết trên vùng đồ họa

Các thao tác chuột này có thể ứng dụng tương tự cho cây Specification Tree

nếu nhấp trái chuột vào thanh màu trắng trên cây miêu tả Specification Tree.

TRÌNH ĐƠN CHÍNH

Trình đơn Start: Dùng để bắt đầu hoặc thay đổi bất kỳ một trình ứng dụng

trong thiết kế

Trình đơn File: Tương tự như trình đơn File của Windows bao gồm các lệnh

New, Open, Close, Print Dĩ nhiên là có chứa những file gần nhất được mởhoặc tạo

Trình đơn Edit: Chứa các lệnh hiệu chỉnh như Cut, Copy, Paste, và các

lệnh cập nhật khác

Trình đơn View: Trình đơn quan trọng này chứa tất cả các tính năng hiển

thị của các thanh công cụ (Toolbar), và các tính năng thao tác như Pan, Zoom,Rotate và các tính năng họa đồ Render

Trình đơn Insert: Trình đơn này chứa hầu hết các lệnh tạo hình có giá trị,

được kết gắn với từng lệnh là một biểu tượng lệnh rất dễ dàng hình dung từtrong các thanh công cụ lệnh Từ trình đơn này có thể dễ dàng chèn thêm bấtkỳ một lệnh nào trong mô hình cũng như chèn thêm một chi tiết hay một vậtthể trong mô hình sản phẩm

Trình đơn Tools: Rất quan trọng trong việc thiết lập môi trường làm việc

của CATIA Trình đơn này chứa tất cả các lệnh thiết lập tính năng và các tuỳbiến hay các lệnh Macro

Trình đơn Window: Cho phép chuyển đổi tới lui các file đang hiện hành

hoặc xem nhiều file cùng lúc bằng các chọn split màn hình

Trình đơn Help: Gọi trình ứng dụng tài liệu hướng dẫn sử dụng nếu được

cài đặt trước

COMPASS

Đối tượng COMPASS là một tính năng nằm trên phía phải của màn hình vùng

đồ họa, là một công cụ 3D ảo để cho việc thao tác các kiểu nhìn một cách tốt

hơn cho việc thiết kế, lắp ráp hoặc phân tích chi tiết sản phẩm Để di chuyển

một chi tiết bất kỳ, ta chỉ việc dời Compass đến chi tiết đó (Chi tiết cần dời sẽ

có hiển thị màu cam khi dời (Compass đến)

Compass gồm có 3 phần chính được giải nghĩa như sau:

Free Rotation Handle: Sau khi chọn vào điểm điều khiển Handle và giữ

nút trái chuột, chúng ta dễ dàng quay vật thể trên vùng đồ họa để xem đượcnhiều hướng

Compass Manipulation Handle: Đây là các bề mặt và cạnh của hộp điều

khiển Compass có chức năng như là các thao tác của chuột, có thể di chuyểnvật thể để thây đổi góc nhìn từ hộp điều khiển này mà không cần đến sự kếthợp các thao tác chuột

Privileged Plane: Dùng để hỗ trợ các thao tác nhìn vật thể trong vùng đồ

họa

CÁC PHÍM TẮT THÔNG DỤNG

Có rất nhiều phím tắt được dùng trong phần mềm CATIA Tuy nhiên đây là các phím tắt được dùng trong môi trường WINDOWS nên sẽ có một vài phím tắt không có tác dụng trong môi trường UNIX.

ESC: Huỷ bỏ lệnh hiện hành

F1: Mở trình ứng dụng tài liệu tham khảo (Nếu đã được cài đặt trước)

Shift + F1: Chọn hướng dẫn trên biểu tượng lệnh

Shift + F2: Tắt / Mở cây miêu tả Specification Tree

F3: Hiện / Ẩn cây miêu tả Specification Tree

Shift + F3: Chuyển đổi kích hoạt cho vùng đồ họa hay Specification Tree

Alt + F4: Thoát trình ứng dụng CATIA

Alt + F8: Chạy file Macro

Ctrl + C: Copy

Alt + E: Trình đơn Edit

Ctrl + F: Search (tìm kiếm nhanh)

Alt + F: Trình đơn File

Alt + H: Trình đơn Help

Alt + I: Trình đơn Insert

Ctrl + N: Tạo mới một file

Ctrl + O: Mở một file có sẵn

Ctrl + P: In

Alt + Q: Trình đơn Window

Ctrl + S: Lưu tập tin

Alt + S: Trình đơn Start

Alt + Enter: Properties

Home: Hiển thị đầu cây miêu tả Specification Tree nếu được kích hoạt

End: Hiển thị cuối cây miêu tả Specification Tree nếu được kích hoạt

Page Up: Di chuyển cây miêu tả lên trên một trang

Page Down: Di chuyển cây miêu tả xuống một trang

Ctrl + Page Up: Zoom In

Ctrl + Page Down: Zoom Out

Ctrl + Tab: Chuyển đổi hiển thị các tập tin hiện hành trong trình đơn

Window

CÁC ĐỊNH DẠNG FILE MỞ RỘNG

Khi làm việc với từng loại trình ứng dụng trong CATIA mà chúng ta sẽ có các

định dạng File mở rộng khác nhau tương ứng Dưới đây là các giải nghĩa ngắn

gọn một số định dạng file mở rộng thông dụng

CATPart: Đây là định dạng file mở rộng cho tập tin trong trình ứng dụng

thiết kế chi tiết đơn (Part Design)

CATProduct: Là định dạng file mở rộng cho trình ứng dụng thiết kế lắp ráp

với nhiều chi tiết có định dạng file mở rộng là CATPart.

CATDrawing: Là định dạng file mở rộng cho trình ứng dụng thiết kế bản

vẽ 2D hoặc các file bản vẽ 2D được trích xuất từ file 3D.

CATAnalysis: Là một định dạng file mở rộng cho một chi tiết đơn hay lắp

ráp có thể là trong trình Part design hoặc Assembly design nhưng có chứa tất cả

các thông số phân tích của sản phẩm sau khi hoàn tất công việc phân tích

CATMaterial: Là một định dạng file mở rộng cho tập tin vật liệu mà trong

thư viện tiêu chuẩn của phần mềm CATIA không có sẵn.

Catalog: Là định dạng file mở rộng chứa tất cả các chi tiết tiêu chuẩn như

bulong, đai ốc…mà về sau đó được dùng trong trình lắp ráp Dùng để tái nhómcác chi tiết cùng hệ thống

TOOLBAR & ICON (Thanh công cụ và biểu tượng lệnh)

Để hiểu được một biểu tượng ta chỉ việc đưa con trỏ chuột vào biểu tượnglệnh đó và chờ trong giây lát sẽ xuất hiện tên của lện đó

Mỗi một trình ứng dụng trong CATIA sở hữu những thanh công cụ và cácbiểu tượng lệnh tương ứng Những thanh công cụ có thể đặt ở bất kỳ đầu chúng

ta muốn, bên trái, bên phải, phía dưới hoặc ngay cả trong màn hình của phầnmềm

Mỗi biểu tượng lệnh nhìn thấy trong vùng đồ họa có thể tìm thấy trong trìnhđơn Insert

 Người sử dụng có thể tạo riêng biểu tượng lệnh ứng với một tập tin BATbất kỳ do bạn tạo ra

Nếu một số thanh công cụ không được thể hiện trên màn hình, Người sử

dụng có thể vào trong trình đơn ViewToolbar để lựa chọn hiển thị.

Nếu một lệnh bất kỳ không thể thực hiện được, phải bảo đảm là một trong

những tính năng liên kết có được chọn lựa trên cây miêu tả Specification Tree

hay không, một vài lệnh chỉ thực hiện được khi một trông những Body hay

PartBody được hiện hành kích hoạt (có dấu đường underline) Nếu muốn nó

thực hiện được thì Người sử dụng phải kích hoạt vào đối tượng Body hay

Partbody bằng cách nhấp phím phải vào trong Body hay Partbody ấy chọn

vào Define in Work Object.

Khi thực hiện bất kỳ một lệnh nào hãy luôn chú ý đến vùng phía dưới bêntrái màn hình, ở đấy là dòng nhắc các thông tin của lệnh và Người sử dụng cóthể dễ dàng thực hiện theo trình tự của các lệnh ấy

TRÌNH ỨNG DỤNG SKETCHER

Tổng quan về Sketcher

Nhằm thực hiện tốt và nhanh chóng công việc hiệu chỉnh hay thiết kế một chitiết hay một phần của các lệnh tạo mặt hay khối, công việc đầu tiên phải thuần

thục các kỷ năng dựng hình 2D, hay nói cách khác là kỹ năng 2D Profile.Với tính năng Sketch, bạn có thể dễ dàng tạo ra các biên dạng 2D từ đó để dựng các bề mặt 3D hay khối Một Sketch thông thường bao gồm các thành phần sau: Absolute Axis,Geometry và Constraint Và nó được hiển thị trên cây miêu tả Specification Tree bằng cách nhấn vào dấu + trước biên dạng Sketch đó.

Thay đổi tên một đối tượng trên Specification Tree

Người sử dụng có thể thay đổi bất kỳ một tên của các đối tượng trên cây

Specification Tree một cách dễ dàng bằng cách nhấp nút phải chuột vào đối

tượng đó, sau đó chọn thuộc tính Properties.