Hướng dẫn sử dụng phần mềm Solid Works để vẽ vật thể 3 chiều ứng dụng trong giảng dạy

4.Nhấp ta đợc bảng chọn: Khi đã chọn xong, nhấp nút Để đa mặt đợc chọn ra phía trớc, nhấp nút 5.Nhấp vào nút vẽ hình chữ nhật để vẽ một hình chữ nhật trên Nút BỏNút OK Chiều sâu H ớng Nh

Sử dụng phần mềm solid works (v 2004)

để vẽ vật thể 3 chiều ứng dụng trong việc giảng dạy

Đặng Hữu Tuý E.Mail : danghuutuy@yahoo.com.vn

đã tập huấn cho GV vật lý khối THCS & THPT Tỉnh Thừa Thiên Huế tháng 8/2006

Tác giả đã dùng phần mềm thiết kế bài giảng dự thi Giáo viên sáng tạo 2006 do Microsoft tổ chức - đạt“Giáo viên sáng tạo 2006 do Microsoft tổ chức - đạt

giải Ba )

- Tác giả đợc Microsoft mời báo cáo tại hội nghị tổng kết ngày 18/12/2006 Tại Hà Nội

I./ Một số tính năng của phần mềm Solid Works:

Đây là phần mềm mới nhất để vẽ vật thể 3 chiều, dễ học, thao tác đơn giản,ứng dụng đợc trong nhiều lĩnh vực nh: Hình học không gian; Vật lý; Công nghệ

Có thể đợc dùng để giảng dạy trong trờng phổ thông, dạy nghề

Các tính năng cơ bản của phần mềm này:

1 Vẽ vật thể rắn 3 chiều (từng bộ phận: Parts)

2 Tổng hợp các bộ phận (Parts) thành một thực thể phức tạp(Assembly)

3 Từ một thực thể, vẽ các hình chiếu, mặt cắt của nó (bảng vẽ kỹ thuật)

4 Tạo thêm các công cụ mới riêng cho ngời sử dụng

8 Vật thể đợc vẽ với độ chính xác rất cao (tuỳ chọn)

9 Thích hợp với các phần mềm khác (Microsoft Office) Đặc biệt đối vớiphần mềm AutoCAD: có thể chuyển từ bảng vẽ 2D của AutoCAD thành 3D củaSolid Works

10 và một số tính năng khác

II./ Phần nội dung:

1./ Yêu cầu:

- Phải có đĩa CD cài chơng trình Solid Works

- Máy tính của bạn phải có cấu hình tơng đối mạnh

2./ H ớng dẫn cài đặt:

- Cho đĩa CD vào ổ đĩa

- Các th mục và các file xuất hiện nh sau:

- Nhấp đúp tiếp file Swsetup.exe Trả lời theo hớng dẫn của màn hình.

- Khi màn hình đòi hỏi số sêri, mã Bạn gõ chính xác các số trên

gõ chính xác các số này.

Hình 1

Chờ vài giây, mànhình xuất hiện 3 loại tùy chọn sau:

Dùng để vẽ một đối tợng 3 chiều.

Dùng để ghép nhiều đối tợng

3 chiều với nhau.

Dùng để tạo các bản vẽ kỹ thuật (nh hình chiếu trên, hình chiếu dới )

- Chọn tùy chọn thứnhất Nhấp OK

Màn hình tơng tự nh sau xuấthiện:

Hình 2

Có thể màn hình không hoàn toàn giống nh trên Bạn có thể vào:

Menu Tools, chọn Options Mở từng đề mục để thay đổi

4./ Cách sử dụng một số nút lệnh trên các thanh công cụ:

Chọn dụng cụ vẽ

Vẽ một đờng thẳng

Vẽ một cung theo thứ tự: tâm, điểm đầu, điểm cuối

Vẽ một cung tiếp xúc với một đờng thẳng

Vẽ một cung với 3 điểm: đầu, cuối và 1 điểm trên cung

Tạo nét vẽ dọc theo giao tuyến của các vật thể

Đối xứng qua đờng trung tâm

Chuyển đổi các quan hệ hình học

Sao chép dọc theo đờng thẳng (ngang, dọc)

Sao chép dọc theo đờng tròn (hay theo trục quay)

Chèn hình ảnh vào nền

Vùng để vẽ

Liên kết nhiều nét vẽ thành một.

Tạo đờng cong qua nhiều điểm bất kỳ

Tạo đờng cong 3-D qua các điểm đợc chỉ định

Hiển thị vật thể theo dạng khung thép

Hiển thị các đờng khuất bằng màu xám nhạt

Các đờng khuất đợc làm ẩn

Hiển thị vật thể, có đờng nét của các cạnh

Hiển thị vật thể, ẩn đờng nét của các cạnh

Xem đối diện (đa mặt đợc chọn ra phía trớc)

Tăng chiều sâu của một hình phẳng

Quay một hình theo một trục và một góc chỉ định.

Quét một hình theo một đờng dẫn cho trớc

Vuốt đều từ hình này đến hình khác

Tăng bề dày của một bề mặt

Khoét sâu vật thể

Cắt vật thể bằng cách quay một hình phẳng

Khoét vật thể bằng cách quét một hình theo đờng dẫn

Khoét vật thể bằng cách vuốt đều từ hình này đến hình khác

Cắt theo bề dày của hình

Làm cong tấm kim loại

Làm thẳng tấm kim loại

Tạo chỗ cong từ một đờng chỉ định

Chèn thêm mép cho tấm kim loại bằng cách kéo một cạnh lên

Chèn đầy góc cho tấm kim loại

Chèn đờng viền cho những cạnh chỉ định

Cắt vát (hay làm tròn) góc

Tạo bề mặt cho nét vẽ

Tạo bề mặt bằng phép quay

Tạo một bề mặt nằm chính giữa hai bề mặt chỉ định.

Xoá phần giao nhau giữa các bề mặt

Thay thế một mặt bằng một bề mặt khác

Vá những lỗ trên bề mặt

Bài tập 1: Vẽ một vật rắn đơn giản.

Sử dụng các nút Extruded Boss/Base và nút Extruded Cut

1.Chọn Front plane từ Feature Manager Tree

2.Nhấp hoặc chọn Insert/Sketch

4.Nhấp ta đợc bảng chọn:

Khi đã chọn xong, nhấp nút

Để đa mặt đợc chọn ra phía trớc, nhấp nút

5.Nhấp vào nút vẽ hình chữ nhật để vẽ một hình chữ nhật trên

Nút BỏNút OK

Chiều sâu

H ớng

Nhấp chọn mặt này

6.Nhấp nút ta đợc bảng chọn nh hình bên phải :

Bảng này tơng tự nh bảng trên Chọn số thích hợp ta đợc hình xem trớc:

8 Lu vật thể này, bằng cách vào menu File/ Save as/ Chọn thmục/ gõ tên vật thể Nhấp nút Save Phần mở rộng mặc định là.sldprt Nếu cần có thể đổi phần mở rộng (ví dụ jpg) bằng cách vào Type chọn jpg

Bài tập 2: Tạo một lỗ khoan phức tạp trên một vật thể, xong sao chép tuyến tính chúng

thành nhiều lỗ khoan khác

Sử dụng các nút Hole Wizard và nút Linear Pattern

1.Chọn Top plane Nhấp nút Sketch Chọn nét vẽ hình chữ nhật để vẽ hình chữ nhật vớikích thớc 40mm x 80mm Chú ý nhấp chọn nút Dimensions để nhập kích thớc

2.Nhấp nút Extrude Base/Boss, nhập chiều sâu 10mm vào bảng chọn Nhấp OK

Nhấp chọn mặt này

3.Nhấp chọn mặt trên nh đợc chỉ

Chú ý khi nhấp chọn, dấu mũi tên trỏ để lại trên nền đổi màu, có hình chữ thập nhỏ

Điểm này sẽ trở thành tâm của mũi khoang Ta có thể thay đổi toạ độ của điểm này

4.Nhấp nút Hole Wizard :

Xuất hiện bảng chọn sau:

Bấm Next

Xuất hiện bảng thông báo nhắc ta chọn lại vị trí tâm lỗ khoan (khoảng cách từ điểm trỏchuột đến 2 cạnh hình chữ nhật, dùng nút Dimensions) hoặc nhấp chọn thêm các điểm đểtạo nhiều tâm lỗ khoan

5.Nhấp nút Finish Ta đợc 1 lỗ khoan nh hình sau:

dấu mũi tên chuột để lại trên nền

Thay đổi cỡ mũi khoang

Thay đổi độ sâu mũi khoang

6.Để tạo nhiều lỗ khoan theo chiều ngang, chiều dọc, nhấp nút Linear Pattern

Xuất hiện bảng chọn Linear Pattern:

7.Nhấp chọn OK ta đợc hình sau:

8.Lu File này bằng cách:

Chọn File/Save As/Tên th mục / tên file/ Save

Nhấp chọn cạnh thứ nhất (chiều dài khối chữ nhật) Nhập khoảng cách giữa các tâm

Nhập số l ợng các tâm

Nhấp chọn cạnh thứ hai (chiều rộng khối chữ nhật)

Nhập khoảng cách giữa các tâm Nhập số l ợng các tâm

Nhấp chọn lỗ khoang đã tạo hoặc nhấp chọn tên

lỗ khoang trên Feature Manager Tree.

Bài tập 3: Sử dụng phép quay quanh trục và sao chép theo trục quay.

Sử dụng các nút Center Line; Mirror; Add Geometric Relations; Base/Boss Revolve;Circular Pattern:

Geometric Relations Base/Boss Revolve Circular Pattern

1.Chọn Front Plane

2.Nhấp nút Sketch Nhấp tiếp nút Centerline Nhấp trỏ chuột tại gốc rồi vẽ đờng thẳng

đứng (khi rê chuột chú ý mũi tên chuột có chữ V - đờng thẳng đứng; có chữ H - đờngnằm ngang)

3.Tiếp tục nhấp nút Mirror Đờng thẳng đứng vừa vẽ sẽ xuất hiện dấu gạch đôi ở hai đầu(điều này chứng tỏ nó sẽ trở thành trục đối xứng)

7.Muốncho cáccạnh đợcchọn dàibằng nhau, ta nhấp nút Equal Xong nhấp OK.

8.Nếu muốn có độ dài chính xác theo chỉ định

có thể nhấp nút Dimensions để nhập số đo

(đơn vị mm) cho mỗi đoạn (Cạnh dới cùng

cách gốc khoảng 20mm)

9.Nhấp nút Center Line Từ gốc toạ độ vẽ đờng

thẳng nằm ngang (để làm trục quay)

10 Nhấp nút Sketch (nút này đang chìm xuống, bây

giờ sẽ nổi lên)

11.Nhấp nút Base/Boss Revolve Xuất hiện bảng

chọn:

12.Nhấpnút OK.Nhấpchọn mặt bên (nh mũi tên chỉ) Ta đợc hình sau:

13.Nhấp chọn nút Normal-To từ thanh công cụ Standard

View

gốc toạ độ Nhấp tiếp nút Mirror (để vẽ đối xứng) Nhấp

nút Line để vẽ nh hình bên phải :

(có thể cho độ dài cạnh dới 10mm; cạnh trên 30mm)

Nên vẽ cạnh trên hơi quá mép trên của vật

15.Nhấp chọn nút Extrude Cut, xuất hiện bảng chọn

Nhập các số liệu thích hợp Chú ý ở phần chọn Direction,

nhấp dấu tam giác ngợc để chọn Through All Xong nhấp

OK Ta đợc hình sau:

phải chọn trục quay cho khe vừa

vẽ Vào menu View, nhấp vàomục Temporary Axis (nh mũi tênchỉ)

Nhấp chọn trục quay

Đổi chiều trục quay Góc quay

Số l ợng bản sao (kể cả đối t ợng làm mẫu) Chọn khoảng cách đều nhau

Chọn đối t ợng dùng làm mẫu

18.Nhấp nút OK, xuất hiện hình sau:

19.Lu lại đối tợng

20.Tơng tự, bạn có thể vẽ ròng rọc sau:

Sử dụng các nút Insert/Cut/Sweep; Convert Entities; Helix; Chamfer; Mirror

Insert/Cut/Sweep Convert Entities Helix Chamfer Mirror

1.Nhấp chọn Front Plane

2.Nhấp nút Sketch Nhấp chọn nút Line để vẽ hình phát thảo dới đây (có thể nhấp thêmnút Dimensions để chỉ định các giá trị độ dài):

3.Nhấp nút Base/Boss Revolve, xuất hiện bảngchọn Nhấp cạnh dới cùng để làm trục quay(nh mũi tên chỉ); góc quay 360 độ Nhấp OK.

Ta đợc hình sau:

4.Nhấp vào nút xoay (biểu tợng có 2 mũi tên cong ngợc chiều) để da mặt bên trái của vật

ra phía trớc, nhấp chọn mặt này

5.Trên mặt này, chúng ta muốn vẽ một đờng tròn bằng và đồng tâm với cạnh của vật (đợcchỉ trong hình vẽ trên) Nhấp nút Sketch Nhấp chọn nút Convert Entities:

Xuất hiện một đờng tròn nằm trong mặt đợc chọn

6.Nhấp nút Helix, xuất hiện bảng chọn:

Nhấp chọn cạnh này để làm trục quay

Nhấp chọn mặt này Hai đ ờng tròn này có bán kính bằng nhau và đồng tâm

Nhập các giá trị thích hợp Xong nhấp OK.

Ta đợc hình xoắn ốc nh bên phải:

7.Vẽ hình tam giác tiếp xúc với đờng xoắn ốc:

vẽ tam giác nh hình sau (nhấp nút chuột giữa để phóng to - nếu cần)

Chú ý cạnh ngang của tam giác trùng với điểm mútcủa đờng xoắn ốc và cùng nằm ngang với cạnh củavật Muốn vậy, nhấp nút Add Relations Xuất hiệnbảng chọn Chọn 2 cạnh nh mũi tên chỉ hình bêntrái Nhấp nút Colinear trong menu mới xuất hiện:

8.Nhấp lại nút Sketch để tắt nó

Quay theo chiều kim đồng hồ

Quay ng ợc chiều kim đồng hồ

Chọn hai cạnh này

Chọn hình tam giác Chọn đ ờng xoắn ốc

Trong ô Profile: nhấp chọn tam giác.

Trong ô Path: nhấp chọn đờng xoắn ốc

Nhấp nút OK Ta đợc hình sau:

10.Nhấp chọn mặt bên phải (để làm mặt đốixứng gơng) Nhấp nút Mirror:

Xuất hiện bảng chọn Mirror:

ợc trộn lại thành một vật thể

12.Lu vật thể.

Bài tập 5: Vẽ một đinh vít có gai xoắn ốc

1 Chọn Front Plane Nhấp nút Sketch

Nhấp nút Line để vẽ nh hình bên:

trục quay Nhấp OK Ta đợc hình dới:

Bây giờ ta xẻ rãnh cho mũ đinh vít

3.Nhấp chọn mặt trên của đinh vít Nhấp chọn nútSketch Nhấp chọn nút vẽ hình chữ nhật để vẽ một hình chữnhật hẹp và dài

+ Hớng: Blind+ Depth (độ sâu): 4 mm

Ta đợc hình bên

5.Tiếp theo ta vẽ gai cho đinh vít Muốn vậy ta phải định nghĩa 1mặt phẳng cách mũi đinh vít một đoạn về phía trên, tại đây ta vẽ 1vòng tròn làm cơ sở cho 1 đờng xoắn ốc làm đờng dẫn (path) cho việc tạo gai

- Chọn mặt phẳng Top Plane Nhấp nút Plane (hay vào menu Insert \ ReferenceGeometry \ Plane) Xuất hiện bảng chọn Nhập vào các ô tơng ứng:

+ Offset Distance (khoảng cách tính từ Top Plane): 70 mm

+ Nhấp OK Ta đợc 1 mặt phẳng cách Top Plane 70mm

6.Chọn mặt phẳng này Vào menu Tool \ Sketch Tool \ Intersection Curve Chọnthân vít để có đợc giao tuyến là một đờng tròn

7.Vào menu Tool \ Sketch Tool \ Convert Entities (dùng biến đổi thành thực thể)

để biến đổi giao tuyến này thành một đờng tròn (thực thể)

8.Chọn đờng tròn này Vào menu Insert \ Curve \ Helix (để vẽ đờng xoắn ốc) Xuấthiện bảng chọn Nhập vào các ô tơng ứng:

+ Pich (khoảng cách các vòng xoắn): 5 mm

+ Revolutions (sốvòng xoắn): 10

+ Start Angle (gócbắt đầu vòng xoắn): 00

+ Nhấp OK Ta đợchình bên trái

9.Chọn Right Plane, xoay cho đinh vít nằm ngang và phóng lớn lên Vẽ 1 tam giáctiếp xúc với vòng xoắn (tơng tự nh bài tập 4) Vào menu Insert \ Cut \ Sweep (dùng cắttròn theo đờng dẫn) Xuất hiện bảng chọn Nhập vào các ô:

+ Profile: chọn tam giác vừa vẽ

+ Path: chọn đờng xoắn ốc

10.Nhấp nút OK Ta đợc hình:

11.Lu vật thể vừa vẽ

Bài tập 6: Vẽ một lò xo, chọn chất liệu bằng thép.

1 Chọn Front Plane Nhấp

chọn nút Sketch Chọn tiếp

nút Circle để vẽ đờng tròn:

2.Vào menu Insert \ Curve \ Helix Xuất hiện bảng chọn

Nhập vào:

+ Pich: 6 mm+ Revolutions: 15+ Start Angle: 00 + Nhấp OK

Ta đợc hình xoắn ốc bên trái

3.Để vẽ tiết diện của dây làm lò xo, ta chọn Top Plane, phóng

đại lên nhiều lần, vẽ 1 đờng tròn có tâm tiếp xúc với đầu cuối lò xo, bán kính 1mm

4.Vào menu Insert \ Boss-Base \ Sweep Xuất hiện bảng chọn:

+ Profile: chọn đờng tròn

+ Path: chọn lò xo

+ Nhấp OK

5.Chọn vật liệu cho lò xo: - Vào menu Edit \

Appearance \ Material Xuất hiện bảng chọn Chọn

vật liệu là Alloy Steel Ta đợc hình bên phải:

6.Lu vật đã vẽ

Bài tập 7: Vẽ tấm kim loại.

Sử dụng các nút:

BaseFlange Sketch Bend Flat Pattern

1.Chọn Right Plane Nhấp chọn nút Sketch

Nhấp chọn nút Line

2.Vẽ hình sau, với kích thớc đã cho (chú ý gốc):

3.Nhấp nút Base Flange:

Xuất hiện bảng chọn:

4.Nhấp chọn

OK Ta đợchình bên phải:

5.Nhấp chọn cạnh dới (nh mũi tên chỉ)

Nhấp nút Edge Flange Xuất hiện bảng chọn:

Nhấp chọn OK Ta đợc hìnhnhng cha đúng yêu cầu.Tiếp tục nhấp phải chuột vàchọn Edit Sketch Rê 2 đờngdọc vào phía trong thế nào

để đợc hình dới đây:

Nhấp nút này để chọn Mid Plane.

Chọn chiều sâu.

Chọn bề dày của tấm kim loại.

Muốn đổi h ớng thì chọn nút này.

Chọn bán kính uốn cong của góc.

mặc định (nếu không, nhập vào bán kính mới).

Chọn góc Chọn chiều dài của cạnh.

Chọn vị trí uốn cong

Chọn mặt này

6.Nhấp lại nút Sketch để tắt nó đi (nút này nổi lên

7.Quay mẫu vật và chọn cạnh đối diện Thực hiện các thao tác nh trên Ta đợc hình bênphải:

8.Chọn mặt đợc chỉ, vẽ đờng thẳng cách mép trên chừng 5mm

9.Nhấp nút Sketcđe Bend: Xuất hiện bảng chọn:

10.Nhấp OK Ta đợc hình bên phải:

11.Làm tơng tự nh trên với mặt bên kia

12.Đến đây, ta dễ dàng khoan các lỗ nh hình dới, bên trái:

13.Muốn trãi mẫu

bảng vẽ kỹ thuật (tạo các hình chiếu)

Chọn mặt cố định (nhấp chọn phần d ới của mặt)

Chọn vị trí uốn (tại đ ờng trung tâm của đoạn cong).

Góc uốn cong.

Bán kính uốn cong nh mặc định từ đầu

Đến đây bạn dễ dàng vẽ đợc khối máy gần giống nh

a Vào menu File/ New / Drawing/ OK Xuất hiện bảng sau:

Chọn cỡ

D-Landscape) rồi nhấp OK

b Xuất hiện bảng chọn:

Xuất hiện bảng chọn:

Giả sử ta chọn Isometric (nh mũi tên chỉ), rồi đa chuột vàobảng vẽ, nhấp Ta đợc hình chiếu bên trái

Nhấp chuột vào đờng chấm chấm chung quanh để chọn

nó Nhấp vào các nút dới đây(trên thanh công cụ) để cónhững hình chiếu khác

phơng nhất định vì chúng đã liên kết nhau Ta có thể

phải vào đờng biên của hình chiếu rồi chọn Alignment/

Chọn tên của khối máy (bài tập 10) vì File -khối máy- đang mở Nếu File đang đóng, nhấp nút Browse tìm đến tên file này.

Nhấp nút Next (hình mũi tên)

Chọn một trong những h ớng nhìn đ ợc liệt kê rồi đ a trỏ chuột vào trang bảng vẽ

Nhấp vào đ ờng chấm chấm

chung quanh để chọn hình chiếu

3 Xem chi tiết của một vùng ở trên vật:

Nhấp chuột giữa để phóng lớn hình bên trái lên, rồi vẽ một đờng tròn quanh vùng tamuốn phóng lớn Ví dụ nh hình bên phải:

Hệ thống sẽ tự động tạo một cái nhìn chi tiết Ta đặt nó bên

cạnh hình chiếu:

Có thể tăng giảm tỷ lệphóng lớn chi tiết bằng cáchchọn Custom Scale rồi nhập4:1 chẳng hạn

Ta có bảng các hình chiếu nh dới đây:

4.Tạo mặt cắt:

a Chọn một hình chiếu bất kỳ Vẽ một đờng thẳng

(nhấp nút Sketch, nhấp nút Line) nh hình bên phải:

b Nhấp nút Section View:

Hình xem trớc của mặt cắt sẽ tự động xuất hiện

Đa trỏ chuột đến gần hình chiếu và nhấp để cố định mặt cắt

tại đó Mặt cắt này đợc gióng hàng theo hình chiếu đã tạo ra

nó và tự động tạo ra các đờng gạch gạch (Cross-hatched)