NGHIÊN cứu các PHẦN mềm ỨNG DỤNG TRONG THIẾT kế, mô PHỎNG và GIA CÔNG cơ KHÍ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA CƠ KHÍ -    ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÁC PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ GIA CƠNG CƠ KHÍ Vũng Tàu - 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU KHOA CƠ KHÍ -    ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÁC PHẦN MỀM ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG VÀ GIA CÔNG CƠ KHÍ Người thực hiện: ThS Lê Hùng Phong Vũng Tàu - 2013 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn nay, Công nghệ thông tin (CNTT) trở thành công cụ thiếu phục vụ cho ngành nghề, lĩnh vực Trong lĩnh vực khí, CNTT ứng dụng giai đoạn q trình sản xuất- gia cơng gồm: Thiết kế, Tính tốn mơ điều khiển gia cơng CNTT thực thúc đẩy nghành cơng nghiệp khí có bước tiến vượt bậc: Nâng cao hiệu suất chất lượng, gia tăng xác, giảm thiểu chi phí Và đặc biệt, nhờ có CNTT, khối lượng chất lượng phát minh khí phục vụ cho lĩnh vực sản xuất đời sống tăng đáng kể, điều thực khiến nghành khí có đóng góp to lớn thiết thực cho phát triển toàn kinh tế xã hội Nhờ mà phần mềm ứng dụng thiết kế, mô gia cơng khí xuất phát triển rộng rãi phạm vi nước giới Sự đời chúng giúp cho khâu thết kế gia công sản phẩm khí ngày dễ dàng, nhanh chóng xác Q trình dạy học cho ngành khí nói chung, ngành kỹ thuật khác liên quan thiếu phần mềm ứng dụng Thêm vào đó, năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM thiết kế, chế tạo sản phẩm công nghệ ngày phổ biến Việt Nam CAD (Computer Aided Design) thiết kế với trợ giúp máy tính, CAM (Computer Aided Manufacturing) gia công với trợ giúp máy tính Cùng với phát triển cơng nghệ thơng tin, CAD/CAM ứng dụng nhanh chóng cơng nghệ, cơng cụ giúp nhà thiết kế chế tạo sản phẩm có hiệu để tăng suất lao động, giảm cường độ lao động, tự động hóa q trình sản xuất, nâng cao chất lượng hạ giá thành sản phẩm Đề tài “Nghiên cứu phần mềm ứng dụng thiết kế, mơ gia cơng khí” thực nhằm giúp cho cho em học sinh, sinh viên sử dụng số phần mềm sử dụng phổ biến thị trường giúp ích việc thiết kế gia cơng nhanh sản phẩm khí Đề tài cịn tài liệu quý báu để thay giúp ích cho số môn học khác việc đào tạo ngành Cơng nghệ kỹ thuật nói chung ngành Cơ khí nói riêng Do thời gian cịn hạn chế nên đề tài tác giả xin giới thiệu phần mềm sử dụng phổ biến thị trường phần mềm Autodesk Inventor (Hỗ trợ cho việc thiết kế khí) phần mềm Pro/Engineer (Hỗ trợ cho việc gia cơng khí) MỤC LỤC Chương 1: Môi trường thiết kế chi tiết (Part) Inventor 1.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm Autodesk Inventor Trang 1.1.1 Tính 1.1.2 Khởi động 1.2 Ví dụ minh họa 1.3 Môi trường thiết kế chi tiết (Part) Inventor 1.3.1 Khởi động 1.3.2 Trình tự bước thiết kế chi tiết Chương 2: Môi trường lắp ráp chi tiết (Assembly) Inventor 2.1 Khởi động 29 2.2 Trình tự bước lắp ráp chi tiết 30 Chương 3: Môi trường xuất vẽ 2D (Drawing) từ mô hình 3D 3.1 Khởi động 65 3.2 Trình tự bước xuất vẽ 2D từ mơ hình 3D thiết kế 67 Chương 4: Môi trường tháo lắp chi tiết (Presentation) Inventor 4.1 Khởi động 76 4.2 Trình tự bước tháo lắp chi tiết từ mơ hình lắp ráp thiết kế 77 Chương 5: Mơi trường gia công chi tiết (Manufacturing) Pro/Engineer 5.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm Pro/engineer 88 5.1.1 Tổng quan 88 5.1.2 Khởi động 89 5.2 Môi trường gia công chi tiết (Manufacturing) Pro/Engineer 5.0 90 5.2.1 Khởi động 90 5.2.2 Ví dụ minh họa 91 5.2.3 Trình tự bước thực gia công chi tiết 93 CHƯƠNG MÔI TRƯỜNG THIẾT KẾ CHI TIẾT (PART) TRONG INVENTOR 1.1 Giới thiệu tổng quan phần mềm Autodesk Inventor 1.1.1 Tính Autodesk Inventor phát triển công ty phần mềm Autodesk_USA, phần mềm thiết kế 3D khí dạng mơ hình khối rắn, giúp cho việc mơ sản phẩm khí mơi trường 3D cách trực quan sinh động Đặc biệt, phần mềm phát triển chuyên cho thiết kế khí, có giao diện trực quan, giúp người dùng thuận tiện sử dụng có tính trội sau: - Xây dựng dễ dàng mơ hình 3D chi tiết (Part) - Xuất 2D từ mơ hình 3D nhanh chóng chuẩn xác (Drawing) - Tạo vẽ lắp từ chi tiết thiết kế cách tối ưu (Assembly) - Mơ q trình tháo lắp chi tiết từ vẽ lắp hoàn chỉnh cách dễ dàng sinh động (Presentation) - Thiết kế nhanh chi tiết kim loại dạng (Sheet metal) giúp việc tự động hóa thiết kế nhiều mặt làm việc với phận kim loại Người dùng tạo mơ hình phẳng, điều khiển kim loại gấp, xác lập thư viện đột dập tùy chỉnh kim loại tạo vẽ sản xuất để hỗ trợ hoạt động sản xuất kim loại - Tính tốn, thiết kế chi tiết máy nhanh chóng (Design Accelerator) - Phần thiết kế khung (Frame Generator) giúp người dùng thiết kế phát triển khung hàn cho ứng dụng máy móc cơng nghiệp Nó xây dựng kết cấu khung cách thả chi tiết vào khung dây xác định trước Công cụ sinh khung đơn giản hoá khung dạng khung dây sau thiết kế xong khung dây việc xác lập lại thành phần theo thư viện thép hình sẵn có - Hệ thống đường ống dây dẫn (Pipe&Tupe) giúp người dùng thiết kế ống phức tạp khơng gian chật hẹp Nó bao gồm thư viện với phụ kiện đường ống theo tiêu chuẩn công nghiệp, đường ống Người thiết kế việc chạy đường dẫn sau định thuộc tính đường dẫn thư viện đường ống phụ kiện đường ống - Phần Cable (Cable &Wiring): Cho phép sử dụng thư viện loại dây điện cáp điện để chạy dây với bán kính uốn phù hợp thiết kế điện Cho ta mơ hình thiết kế sát thực - Mơ động động lực học cấu máy (Dynamic simulation) - Phân tích ứng suất, tối ưu hóa sản phẩm (Analysis Stress and Optimize) - Thiết kế nhanh sản phẩm nhựa làm khuôn (Inventor plastic & tooling) - Có thư viện chi tiết đa dạng chuẩn hóa (Content center) - Liên kết với nhiều phần mềm CAD khác 1.1.2 Khởi động Cách 1: Cách 2: Sau khởi động xong, xuất giao diện Inventor phiên 2013 Hình Hình 1.2 Ví dụ minh họa Để dễ dàng cho việc tìm hiểu nghiên cứu phần mềm Inventor, tác giả xin trình bày sơ lược bước q trình thiết kế mơ hình lắp ráp Bàn dao (dùng để gia công mặt cầu) biểu diễn Hình 2 11 10 Hình Đai ốc vịng Bánh vít Trục vít 10 Tay vặn 11 Trục 12 Tay nắm Vít Vít đầu vng Dao cắt Giá Ổ chặn Thân 12 1.3 Môi trường thiết kế chi tiết (Part) Inventor 1.3.1 Khởi động Kích vào biểu tượng New menu Get Started, xuất hộp thoại Hình Hình Tiếp tục chọn biểu tượng Standard(mm).ipt mục Metric nhấn nút Create để khởi động, xuất mơi trường vẽ phác chi tiết Hình 4 Hình Để thay đổi màu vùng vẽ theo ý muốn, ta vào menu Tool chọn Application Options, sau vào mục Colors hộp thoại Application Options chọn màu hợp lý ô Color scheme chọn OK Hình Hình 5 Bước 6: Click phải chuột vào bước gia cơng vừa hồn thành Bước Model Tree, chọn Phay Path với lựa chọn Screen Play Hình 189 để xem biên dạng đường chạy dạo gia công mặt đầu Nút điều chỉnh Display Speed có nhiệm vụ tăng hay giảm thời gian mơ q trình gia cơng Hình 189 Để mơ rõ q trình gia công mặt đầu chi tiết, ta chọn Play Path với chế độ NC check Hình 190 Hình 190 102 Để hiển thị q trình gia cơng chi tiết nhanh hay chậm, ta điều chỉnh thông số mục Step Size lớn hay nhỏ Nếu q trình gia cơng có sai sót ta hiệu chỉnh lại cách click phải chuột vào tên bước gia cơng Model Tree chọn Edit Definition Bước 7: Sử dụng công cụ Frofile Milling công cụ NC Milling với lựa chọn Hình 191 để gia cơng biên dạng ngồi chi tiết Đặt tên bước gia công PhayBDngoai hộp thoại Enter NC Sequence Name Hình 192 Hình 191 Hình 192 Tiếp tục lựa chọn hình dạng thơng số dao cắt Hình 193, chọn chế độ cắt hợp lý hộp thoại Edit Parameters of Sequence (Hình 194) đặt tên dao cắt chương trình NC 2-D30 Hình 195 103 Hình 193 Hình 194 104 Hình 195 Sau đó, chọn biên dạng cần gia cơng Hình 196 để hồn thành bước gia cơng biên dạng Lưy ý: chọn biên dạng, ta nên giữ phím Ctrl kết hợp với click trái chuột vào bề mặt chi tiết Hình 196 Sau hồn thành, ta chạy mơ NC Check Hình 197 để kiểm tra lại q trình gia cơng trước qua bước 105 Hình 197 Bước 8: Sử dụng nút lệnh Pocketing menu Steps với lựa chọn Hình 198 để gia cơng hốc chữ nhật 62x60mm Đặt tên bước gia công Phayhoc62x60x10 hộp thoại Enter NC Sequence Name Hình 199 Hình 198 Hình 199 106 Tiếp tục lựa chọn hình dạng thơng số dao cắt Hình 200 (Đường kính dao cắt phải nhỏ bánh kính bo cung hốc, tức nhỏ 20mm) Để sử dụng lại thông số cắt bước trước gia cơng trước đó, ta thực lệnh Copy from Step menu Edit hộp thoại Edit Parameters of Sequence Hình 201, chọn tên bước gia cơng Hình 200 Hình 201 107 Sau đó, đặt tên dao cắt chương trình NC 3-d20 chọn biên dạng hốc Hình 202 Kết quả, gia công hốc chữ nhật chi tiết Hình 203 Hình 202 Hình 203 108 Bước 9: Thực lệnh tương tự gia công biên dạng Bước 7, khác chọn bề mặt gia cơng Hình 204 Khi đó, gia cơng biên dạng chi tiết Hình 205 Hình 204 Hình 205 109 Bước 10: Khoan 25 lỗ ∅8 để hồn tất q trình gia cơng cách sử dụng công cụ Standard công cụ NC Milling Hình 206 Khi đó, hộp thoại Tools setup xuất hiện, ta chọn loại dao khoan (Drilling), đường kính ∅8 Hình 207, nhấn OK điền thơng số cắt Hình 208 Hình 206 Hình 207 110 Hình 208 Hộp thoại Hole Set Subsets giúp ta định lỗ cần gia công chi tiết Lúc này, ta nhấn nút Detail Hình 209 chọn lỗ cần khoan chi tiết, hiển thị kết Hình 210 Hình 209 111 Hình 210 Xem mô NC Check, ta thấy trình khoan chi tiết Hình 211 Hình 211 112 Bước 11: Xuất chương trình NC từ bước thực cách click phải chuột vào bước chọn Play Path Sau đó, thực lệnh Save As MCD từ menu File Hình 212, chọn nút lệnh Output hộp thoại Post Processor Options (Hình 213) đặt tên thư mục Working Directory hộp thoại Save a Copy (Hình 214) Hình 212 Hình 213 113 Hình 214 Chương trình NC xuất từ bước gia cơng biên dạng ngồi chi tiết N1 T1 M6 N2 S700 M3 N3 G0 X-58.345 Y-7.6 N4 G43 Z53 H1 N5 Z10 N6 G1 Z-.8 F350 N7 G3 X-58.345 Y7.6 I-23.502 J7.6 N8 G2 X-7.6 Y58.345 I38.345 J12.4 N9 G3 X7.6 Y58.345 I7.6 J23.502 N10 G2 X58.345 Y7.6 I12.4 J-38.345 N11 G3 X58.345 Y-7.6 I23.502 J-7.6 N12 G2 X7.6 Y-58.345 I-38.345 J-12.4 N13 G3 X-7.6 Y-58.345 I-7.6 J-23.502 N14 G2 X-58.345 Y-7.6 I-12.4 J38.345 N15 G1 Z-1.6 N16 G3 X-7.6 Y-58.345 I38.345 J-12.4 N17 G2 X7.6 Y-58.345 I7.6 J-23.502 N18 G3 X58.345 Y-7.6 I12.4 J38.345 N19 G2 X58.345 Y7.6 I23.502 J7.6 114 N20 G3 X7.6 Y58.345 I-38.345 J12.4 N21 G2 X-7.6 Y58.345 I-7.6 J23.502 N22 G3 X-58.345 Y7.6 I-12.4 J-38.345 N23 G2 X-58.345 Y-7.6 I-23.502 J-7.6 N24 G1 Z-2.4 N25 G3 X-58.345 Y7.6 J7.6 N26 G2 X-7.6 Y58.345 I38.345 J12.4 N27 G3 X7.6 Y58.345 I7.6 J23.502 N28 G2 X58.345 Y7.6 I12.4 J-38.345 N29 G3 X58.345 Y-7.6 I23.502 J-7.6 N30 G2 X7.6 Y-58.345 I-38.345 J-12.4 N31 G3 X-7.6 Y-58.345 I-7.6 J-23.502 N32 G2 X-58.345 Y-7.6 I-12.4 J38.345 N33 G1 Z-3.2 N34 G3 X-7.6 Y-58.345 I38.345 J-12.4 N35 G2 X7.6 Y-58.345 I7.6 J-23.502 N36 G3 X58.345 Y-7.6 I12.4 J38.345 N37 G2 X58.345 Y7.6 I23.502 J7.6 N38 G3 X7.6 Y58.345 I-38.345 J12.4 N39 G2 X-7.6 Y58.345 I-7.6 J23.502 N40 G3 X-58.345 Y7.6 I-12.4 J-38.345 N41 G2 X-58.345 Y-7.6 I-23.502 J-7.6 N42 G1 Z-4 N43 G3 X-58.345 Y7.6 J7.6 N44 G2 X-7.6 Y58.345 I38.345 J12.4 N45 G3 X7.6 Y58.345 I7.6 J23.502 N46 G2 X58.345 Y7.6 I12.4 J-38.345 N47 G3 X58.345 Y-7.6 I23.502 J-7.6 N48 G2 X7.6 Y-58.345 I-38.345 J-12.4 N49 G3 X-7.6 Y-58.345 I-7.6 J-23.502 N50 G2 X-58.345 Y-7.6 I-12.4 J38.345 N51 G1 Z-4.8 N52 G3 X-7.6 Y-58.345 I38.345 J-12.4 N53 G2 X7.6 Y-58.345 I7.6 J-23.502 N54 G3 X58.345 Y-7.6 I12.4 J38.345 N55 G2 X58.345 Y7.6 I23.502 J7.6 N56 G3 X7.6 Y58.345 I-38.345 J12.4 N57 G2 X-7.6 Y58.345 I-7.6 J23.502 N58 G3 X-58.345 Y7.6 I-12.4 J-38.345 N59 G2 X-58.345 Y-7.6 I-23.502 J-7.6 N60 G1 Z-5.6 115 N61 G3 X-58.345 Y7.6 J7.6 N62 G2 X-7.6 Y58.345 I38.345 J12.4 N63 G3 X7.6 Y58.345 I7.6 J23.502 N64 G2 X58.345 Y7.6 I12.4 J-38.345 N65 G3 X58.345 Y-7.6 I23.502 J-7.6 N66 G2 X7.6 Y-58.345 I-38.345 J-12.4 N67 G3 X-7.6 Y-58.345 I-7.6 J-23.502 N68 G2 X-58.345 Y-7.6 I-12.4 J38.345 N69 G1 Z-6.4 N70 G3 X-7.6 Y-58.345 I38.345 J-12.4 N71 G2 X7.6 Y-58.345 I7.6 J-23.502 N72 G3 X58.345 Y-7.6 I12.4 J38.345 N73 G2 X58.345 Y7.6 I23.502 J7.6 N74 G3 X7.6 Y58.345 I-38.345 J12.4 N75 G2 X-7.6 Y58.345 I-7.6 J23.502 N76 G3 X-58.345 Y7.6 I-12.4 J-38.345 N77 G2 X-58.345 Y-7.6 I-23.502 J-7.6 N78 G1 Z-7.2 N79 G3 X-58.345 Y7.6 J7.6 N80 G2 X-7.6 Y58.345 I38.345 J12.4 N81 G3 X7.6 Y58.345 I7.6 J23.502 N82 G2 X58.345 Y7.6 I12.4 J-38.345 N83 G3 X58.345 Y-7.6 I23.502 J-7.6 N84 G2 X7.6 Y-58.345 I-38.345 J-12.4 N85 G3 X-7.6 Y-58.345 I-7.6 J-23.502 N86 G2 X-58.345 Y-7.6 I-12.4 J38.345 N87 G1 Z-8 N88 G3 X-7.6 Y-58.345 I38.345 J-12.4 N89 G2 X7.6 Y-58.345 I7.6 J-23.502 N90 G3 X58.345 Y-7.6 I12.4 J38.345 N91 G2 X58.345 Y7.6 I23.502 J7.6 N92 G3 X7.6 Y58.345 I-38.345 J12.4 N93 G2 X-7.6 Y58.345 I-7.6 J23.502 N94 G3 X-58.345 Y7.6 I-12.4 J-38.345 N95 G2 X-58.345 Y-7.6 I-23.502 J-7.6 N96 G1 Z53 N97 M5 N98 M30 116