Nghiên cứu ứng dụng phần mềm topsolid xây dựng hệ thống bài tập thực hành gia công cắt gọt trên trung tâp phay đứng VMC0641, phục vụ chương trình đào tạo tại trường đại học sao đỏ

TS Tạ Duy Liêm, tác giả đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Topsolid xây dựng hệ thống bài tập thực hành gia công cắt gọt trên trung tâm phay đứng VMC0641, phục vụ chương

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN VĂN CHIẾN Người hướng dẫn Luận văn: TẠ DUY LIÊM

Hà Nội, 2010

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những kết quả có được trong luận văn là do bản thân tôi

thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TS Tạ Duy Liêm Ngoài phần tài

liệu tham khảo đã liệt kê, các số liệu và kết quả thực nghiệm là trung thực và chưa được ai công bố trong bất cứ công trình nào khác

Hà Nội ngày 26 tháng 10 năm 2010 Người thực hiện

Nguyễn Văn Chiển

1.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm Topsolid

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG ĐỐI TƯỢNG 2D, 3D

2.1 Tạo mặt phẳng vẽ và mặt phẳng quan sát

2.2 Lệnh Curve tạo biên dạng 2D

2.3 Lệnh Shape tạo khối 3D

2.4 Lệnh Surface thiết kế bề mặt

2.5 Lệnh Assembly lắp ráp chi tiết

CHƯƠNG 3 GIA CÔNG TRÊN MODULE TOPSOLID’SCAM

3.1 Lựa chọn máy gia công

3.2 Lựa chọn phương pháp gá kẹp phôi

3.3 Phương pháp tạo phôi cho chi tiết

3.4 Chọn điểm gốc W của chi tiết

3.5 Lựa chọn biện pháp gia công và mô phỏng trên máy

3.6 Gia công trên máy 2D - 2D Milling

3.7 Gia công trên máy 3D - 3D Milling

3.8 Giới hạn vùng gia công

3.9 Xuất chương trình gia công dạng G code

3.10 Truyền chương trình gia công từ máy tính sang máy CNC

CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU VỀ TRUNG TÂM PHAY ĐỨNG VMC0641

4.1 An toàn khi vận hành trung tâm phay đứng

4.2 Giới thiệu trung tâm phay đứng VMC0641

Trang

14414

181820222426

27282930313543454648

565658

CHƯƠNG 5 XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC HÀNH TRÊN

TRUNG TÂM PHAY ĐỨNG VMC0641

5.1 Giới thiệu chương trình đào tạo

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CNC: Computer Numerical Control Điều khiển số có sự trợ giúp của máy tính CAD: Computer Aided Design Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính CAM: Computer Aided Manufacturing Gia công với sự trợ giúp của máy tính VMC: Vertical Machine Center Trung tâm gia công đứng

3D: 3 Dimension 3 chiều

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Các phương pháp tạo mặt phẳng làm việc

Bảng 4.1 Đặc tính kỹ thuật trung tâm VMC0641:

Bảng 4.2 Chức năng của các mã lệnh G

Bảng 4.3 Chức năng của các mã lệnh M

Trang18586163

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Giao diện phần mềm Topsolid

Hình 1.2 Các công cụ được ứng dụng trong thiết kế

Hình 1.3 Giao diện Topsolid'sCam

Hình 1.4 Các menu lệnh gia công trên máy phay

Hình 1.5 Tạo đường phân khuôn và mặt phân khuôn

Hình 1.6 Các chỉ tiêu so sánh Topsolid với các đối thủ cạnh tranh

Hình 2.6 Một số sản phẩm thiết kế bằng chức năng Surface

Hình 2.7 Một số sản phẩm trước và sau khi hiệu chỉnh bề mặt

Hình 2.8 Cụm chi tiết máy trước và sau khi lắp ráp

Hình 3.1 Trung tâm phay đứng VMC

Hình 3.2 Các phương pháp gá kẹp phôi

Hình 3.3 Điểm gốc W của chi tiết

Hình 3.4 Lựa chọn các biện pháp gia công khi phay

Hình 3.5 Lựa chọn các biện pháp gia công khi tiện

Hình 3.6 Quá trình mô phỏng gia công trên máy

Hình 3.7 Các chức năng làm việc trong môi trường 2D Milling

Hình 3.8 Các chức năng gia công contour

Hình 3.9 Các chức năng gia công pocket

Hình 3.10 Các chức năng gia công theo chu trình

Hình 3.11 Các chức năng làm việc trong môi trường 3D Milling

Hình 3.12 Các chi tiết 3D khác nhau được gia công trên Topsolid'sCam

Hình 3.13 Chi tiết gia công và sản phẩm sau khi gia công thô

Hình 3.14 Các phương pháp ăn dao khác nhau khi gia công tinh

Hình 3.15 Giới hạn vùng gia công

Hình 3.16 Kết nối RS232

Hình 3.17 Sơ đồ cao chân RS232

Trang581011131718212223242526272929313333343538404243434445454949

Hình 4.2 Màn hình và bàn phím máy VMC

Hình 4.3 Bảng điều khiển máy VMC

Hình 4.4 Hệ điều khiển FANUC VMC0641

Hình 4.10 Khai báo bù đường kính dao

Hình 4.11 Khai báo bù chiều dài dao

Hình 5.1 Xuất chương trình gia công dạng G code

Hình 5.2 Đọc chương trình qua cổng RS232

Hình 5.3 Khai báo điểm W

Hình 5.4 Khai báo bù dao khi phay

Hình 5.5 Gá kẹp phôi lên bàn máy

Hình 5.6 Khai báo điểm W trên chi tiết

Hình 5.7 Mô phỏng gia công trên máy VMC

Hình 5.8 Sản phẩm gia công trên trung tâm VMC0641

Hình 5.9 Vận hành trung tâm phay VMC0641

Hình 5.10 Quá trình truyền chương trình qua cổng RS232

6464656568727373747580828283898990929393

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ trên tất cả các lĩnh vực thì các sản phẩm cơ khí ngày càng có yêu cầu cao hơn về chất lượng sản phẩm, mức độ phức tạp trong kết cấu và mức độ tự động hóa cao trong sản xuất Do đó đòi hỏi nguồn nhân lực có tay nghề cao trong lĩnh vực lập trình và vận hành máy CNC gia công các sản phẩm có kêt cấu phức tạp và độ chính xác cao ngày càng nhiều, đây là một yêu cầu đối với đào tạo kỹ thuật hiện nay

Để góp phần đào tạo nguồn lao động có tay nghề cao trong lĩnh vực vận hành máy CNC gia công các sản phẩm cơ khí, dưới sự hướng dẫn của PGS TS Tạ

Duy Liêm, tác giả đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Topsolid xây dựng hệ thống bài tập thực hành gia công cắt gọt trên trung tâm phay đứng VMC0641, phục vụ chương trình đào tạo tại trường Đại học Sao Đỏ ”

của nhà trường, các Khoa, các Phòng, Ban chức năng, các thầy cô giáo và đồng nghiệp

Viện cơ khí, các giáo viên giảng dạy trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho người viết hoàn thành luận văn này

Viện cơ khí, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn trong quá trình thực hiện luận văn này

giáo thuộc khoa Cơ khí và các bạn đồng nghiệp trường Đại Học Sao Đỏ đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tác giả trong thời gian thực hiện luận văn

Mặc dù đã cố gắng, song do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên chác chắn luận văn này không tránh khỏi thiếu sót Tác giả rất mong sẽ nhận được những ý kiến đóng góp từ các thầy cô giáo và các đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn và có ý nghĩa trong thực tiễn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 10 năm 2010

Nguyễn Văn Chiển

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài

Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước đang diễn ra mạnh mẽ, các công ty và doanh nghiệp đang tích cực đầu tư trang thiết bị hiện đại nhằm tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm và cải thiện điều kiện lao động, tăng thu nhập cho người lao động Do đó đòi hỏi ngành chế tạo máy và cơ điện tử phát triển mạnh mẽ và đi trước một bước là cơ sở vững chắc tạo đà cho các ngành khác góp phần phát triển bền vững Chính vì vậy công tác đào tạo đội ngũ lao động có tay nghề cao, điều khiển được các máy móc, thiết bị hiện đại, sử dụng thành thạo các phần mềm CAD/CAM kết nối với máy gia công CNC là yêu cầu cấp thiết hiện nay tại các cơ sở giáo dục kỹ thuật

Trường Đại học Sao Đỏ với truyền thống đào tạo, luôn luôn quan tâm đến chất lượng và đặt mục tiêu đào tạo là hàng đầu Trong những năm qua, để đạt được mục tiêu này, nhà trường đã tích cực đổi mới phương pháp giảng dạy, nội dung và chương trình đào tạo, đầu tư trang thiết bị hiện đại như máy tiện CNC, trung tâm phay đứng VMC0641, phần mềm Topsolid bản quyền của hãng Missler-Pháp, để phục vụ cho công tác đào tạo Do đó:

- Trong quá trình phát triển của khoa học kỹ thuật hiện nay thì các phần mềm CAD/CAM liên tục phát triển và không có giới hạn Mỗi phần mềm có các sức mạnh

và tiện ích riêng phát huy các công việc cụ thể Tuy nhiên, người kỹ sư, cử nhân nhuần nhiễn, thành thạo phần mềm nào thì đó chính là phần mềm tốt nhất Trong công nghệ gia công trên máy điều khiển số có nhiều phương pháp lập trình: lập trình bằng tay; lập trình bằng máy (không cần sử dụng phần mềm); lập trình bằng phần mềm CAD/CAM Việc sử dụng các phần mềm với ngân hàng công nghệ, thư viện dụng cụ phong phú giúp thông dịch và xuất chương trình gia công với mức công nghệ phức tạp để điều khiển máy Quá trình công nghệ gia công trên máy điều khiển số, bản chất của điều khiển số có nhu cầu bức thiết phải lập trình Việc lập trình bằng tay sử dụng cho các bề mặt cơ bản, với bề mặt phức tạp không thể lập trình được, tốn thời gian lập trình và dễ nhầm lẫn Việc lập trình bằng máy chỉ áp dụng được cho một số máy với một số ngôn ngữ nhất định, người lập trình phải thuộc các ngôn ngữ lập trình riêng Vì vậy cần phải

sử dụng phần mềm CAD/ CAM để giải phóng sức lao động trong việc lập trình, và cần lập trình gia công các bề mặt 3D, mặt surface phức tạp, sử dụng cổng RS232 Đây là nội dung chủ yếu trợ giúp của phần mềm và là yêu cầu khách quan của thiết bị máy điều khiển số hiện nay

thời đáp ứng yêu cầu giảng dạy môn học Thực tập công nghệ CNC trên trung tâm phay đứng VMC0641 cho sinh viên ngành Công nghệ chế tạo Cơ khí và Công nghệ

- Phần mềm Topsolid là phần mềm tích hợp có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm nhiều module: thiết kế 2D, 3D, mô phỏng lắp ráp, mô phỏng động học và động lực học, gia công cắt gọt kim loại như tiện, phay, cắt dây, xung và thiết kế hệ thống khuôn mẫu hoàn chỉnh

phần mềm Topsolid xây dựng hệ thống bài tập thực hành gia công cắt gọt trên trung tâm phay đứng VMC0641, phục vụ chương trình đào tạo tại trường Đại học Sao Đỏ ”

Tên tiếng Anh đề tài: “ Research application of Topsolid by designing and working

on the Vertical Milling Center VMC0641 to etablisieher the exercise for vocation Training on the field CNC- Technology at the Sao Do University"

2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu, ứng dụng module Topsolid'sDesign và Topsolid'sCam trên phần mềm TopSolid để thiết kế, lập chương trình điều khiển và gia công trên trung tâm phay đứng VMC0641

- Xây dựng được các bài tập thực hành cơ bản phục vụ cho môn học Thực hành công nghệ CNC ( Công nghệ CNC, Máy CNC, CAD/CAM ) gia công trên trung tâm phay đứng VMC 0641

- Làm tài liệu tham khảo cho môn học Máy CNC, công nghệ CNC, CAD/CAM phục

vụ giáo viên, sinh viên và học sinh

- Giảm thời gian lập trình gia công trên máy CNC làm tăng năng xuất gia công

- Giúp sinh viên bước đầu tiếp cận với máy công nghệ cao đáp ứng yêu cầu đòi hỏi nguồn lao động có tay nghề cao

3 Đối tượng và phạm nghiên cứu

* Đối tượng nghiên cứu:

- Hướng dẫn thực hành trên trung tâm phay đứng VMC0641, truyền chương trình dạng

G code sang máy CNC

- Hệ thống các bài tập thực hành ứng dụng Topsolid trên trung tâm phay đứng VMC0641

* Phạm vi nghiên cứu:

- Nghiên cứu thiết kế sản phẩm dạng 2D, 3D, surface trên Topsolid'sDesign

- Nghiên cứu trình tự, phương pháp gia công phay trên Topsolid'sCam

- Xây dựng hệ thống bài tập thực hành ứng dụng phần mềm Topsolid thực hiện trên trung tâm phay đứng VMC0641 phục vụ môn học Thực tập công nghệ CNC tại trường Đại học Sao Đỏ

4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu tổng quan về phần mềm Topsolid thiết kế 2D, 3D và gia công trên module Top'SolidCam

- Giới thiệu trung tâm gia công và lập trình gia công trên máy VMC0641

- Viết tài liệu hướng dẫn thực hành trên trung tâm phay đứng VMC0641

- Xây dựng hệ thống bài tập thực hành trên trung tâm phay đứng VMC0641

- Truyền chương trình gia công dạng G code từ máy tính sang máy CNC

5 Mô tả phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu:

+ Phân tích các nguồn tài liệu từ báo và tạp chí khoa học, sách, tài liệu lưu trữ

- Hoàn thành một luận văn thạc sỹ

- Hệ thống bài tập thực hành cơ bản trên trung tâm phay đứng VMC0641

- Hướng dẫn vận hành trung tâm phay VMC0641

- Chương trình gia công dạng file *.NC được truyền từ máy tính sang máy CNC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Giới thiệu tổng quan về phần mềm Topsolid

Phần mềm Topsolid thuộc một trong những sản phẩm CAD hiện đại Topsolid là một phần mềm tích hợp được phát triển bởi hãng Misler Software, đây là phần mềm cung cấp giải pháp tổng thể gồm thiết kế và gia công trong lĩnh vực cơ khí (CAD/CAM)

Topsolid bao gồm:

• TopSolid’Design: 3D design and surface modelling

• TopSolid’Draft: drawing features and 2D design

• TopSolid'Castor: FEA analysis of structures in terms of volume beams and hulls

• TopSolid'Motion: dynamic calculation of motion

• TopSolid'Mold: mold and tooling design

• TopSolid'Progress: progression and stamping tool design

• TopSolid'Fold: design and unfolding of sheet metal applications

• TopSolid'Cam: 2 to 5 axis 2D/3D milling, turning and wire EDM

• TopSolid'PunchCut: punching, nibbling and cutting for sheet metal applications

1.1.1 Giao diện phần mềm Topsolid

Hình 1.1 Giao diện phần mềm Topsolid

- Title Bar: thanh tiêu đề

- Prompt Line: Dòng nhắc lệnh

- Context Bar: thanh nôi dung

- Drop down menu: Các menu

- Function Bar: thanh chức năng

- System Bar: thanh hệ thông công cụ

- Graphic area: màn hình đồ họa

- Status Bar: thanh trạng thái

+ Mode: thiết đặt chế độ vẽ 3D, projected (dự án) , planar (2D)

+ Curor position: vị trí trỏ chuột

+ Tao các điểm trên mặt hiện thời khi chọn

+ Chức năng Zoom khi sử dụng cuốn

+ Chức năng Pan khi sử dụng giữ và kéo

- Nút chuột phải:

+ Lựa chọn các chức năng đã được thực hiện lại

+ Lựa chọn menu của lệnh hiện thời khi giữ

chuột

* Các dạng nhập tọa độ:

Cartesian coordinates: Hệ tọa độ tuyệt đối các giá trị được xét so với gốc hệ tọa độ

(X, Y, Z) Ex: 12,45,21

Polar coordinates: Hệ tọa độ cực, là hệ tọa độ xác định chiều dài trong mặt XY, góc

và chiều cao theo phương Z Ex: 20;45,5

Spherical coordinates: Hệ tọa độ cầu, là hệ tọa độ xác định chiều dài trong mặt XY,

góc trong mặt XY, góc trong mặt YZ (Length;angle1;angle2) Ex: 5;45;30

Relative coordinates: Hệ tọa độ tương đối, biểu tượng & Ex: &10,10,10

* Coordinate system: tạo hệ tọa độ

* Modify element: hiệu chỉnh các đối tượng

1.1.2 TopSolid’Design

- File / New:

- Hộp thoại xuất hiện, chọn Design

- Giao diện Topsolid Design:

- Thiết kế 2D: có thể sử dụng menu Curve hoặc dùng thanh công cụ

1.1.3 TopSolid'Cam

Dùng cho máy tiện, phay , cắt dây từ 2D đến 5D

- File / New:

- Hộp thoại xuất hiện chọn Cam

- Start working: chọn máy

- Select a machine:

- Hộp thoại: Machine to select

Hình 1.3 Giao diện Topsolid'sCam

* Position the workpiece onto the machine: Chọn phương pháp kẹp chặt chi tiết

* Stock creation: tạo phôi và chọn điểm gốc W trên chi tiết

* Turning: các lệnh gia công trên máy tiện

* Milling: Các lệnh gia công trên máy phay và trung tâm phay

* 4/5 axis: Các lệnh gia công trên máy 4D/5D tiện, phay

Hình 1.4 Các menu lệnh gia công trên máy phay

1.1.4 Topsolid' Mold

-File / New:

- Hộp thoại xuất hiện, chọn Mold:

- Giao diện Topsolid' Mold:

* Part and block: tạo đường phân khuơn, mặt phân khuơn và tạo lịng và lõi khuơn

* Nạp chi tiết vào trong Topsolid Mold:

Nạp chi tiết:

Part and block/Load part

/

: chọn chi tiết gia công tạo khuôn

* Phân tích chi tiết: Analyze

- Undercut: phân tích chi tiết tìm bề mặt tạo lưới

: chọn chi tiết để phân tích

* Tạo đường phân khuơn:

Hình 1.5 Tạo đường phân khuơn và mặt phân khuơn

* Tạo mặt phân khuôn:

1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

1.2.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm công nghiệp ngày càng phổ biến ở Việt Nam Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, CAD/CAM đã được ứng dụng nhanh chóng trong công nghiệp, vì nó là công cụ giúp các nhà thiết kế và chế tạo sản phẩm có hiệu quả để tăng năng suất, nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm

Hiện nay với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin, hệ thống CAD/CAM tích hợp được phát triển rất nhanh chóng Nó đã tạo ra sự liên thông từ quá trình thiết kế cho đến chế tạo trong lĩnh vực cơ khí Xu thế hiện nay của các nhà kỹ thuật phát triển chủ yếu là hệ thống CAD/CAM tích hợp Những phần mềm CAD/CAM tích hợp được sử dụng phổ biến hiện nay như: Topsolid, Mastercam, Edgecam, Solidcam, Delcam, Surfcam, Vercut, Topmold, Cimatron, Catia, Pro/engineer, Hypercam

Topsolid là một phần mềm CAD/CAM tích hợp được sử dụng rộng rãi tại pháp,

ở Châu Âu và trên thế giới, và mới được đưa vào sử dụng ở Việt Nam năm 2008 Topsolid có khả năng thiết kế công nghệ để điều khiển cho máy phay CNC năm trục, máy tiện CNC bốn trục, máy cắt dây CNC bốn trục, máy khoan CNC ba trục, máy xung, gia công đột dập, và thiết kế 2D, 3D, surface mạnh mẽ

Phần mềm Topsolid mới bắt đầu được nghiên cứu và ứng dụng ở một số trường đại học, cao đẳng trong cả nước và các doanh nghiệp Topsolid được ứng dụng để thiết

kế, gia công và xuất chương trình *.NC để điều khiển máy CNC

Hiện nay, Tại Trường Đại học Sao Đỏ, phần mềm Topsolid chưa được nghiên cứu tỉ mỉ và chưa ứng dụng vào giảng dạy

Trong phạm vi đề tài, tác giả đi nghiên cứu và ứng dụng phần mềm Topsolid để xây dựng hệ thống bài tập thực hành cho Sinh viên nghành Công nghệ Kỹ thuật Cơ khí

và Công nghệ cơ điện tử trên hệ thống máy CNC: Trung tâm gia công VMC0641 sử dụng hệ điều khiển Fanuc-oi mate-TC

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Theo khảo sát của hãng Missler và so sánh phần mềm Topsolid với các phần mềm CAD/CAM khác đang được sử dụng tại các doanh nghiệp và tổ chức trên thế giới, các chi tiêu so sánh đánh giá phần mềm như sau:

CÁC ĐỐI THỦ CẠNH TRANH VÀ ĐIỂM SO SÁNH:

Các chỉ tiêu so sánh Topsolid với các đối thủ cạnh tranh khác:

- Integration: (Sự tích hợp) - Phần mềm là một sản phẩm tích hợp của CAD/CAM

- Interfaces: (giao diện) -Phần mềm có thể đọc các file tiêu chuẩn hay bất cứ các file từ

hệ thống CAD khác

- Post - Processors: (xuất dữ liệu dạng G code) - Tự xuất dữ liệu gia công điều khiển máy CNC để dùng

- Simulation: (mô phỏng) - Phần mềm sử dụng kết hợp máy-dụng cụ cắt để mô phỏng

- Versatile: (linh hoạt) - Phần mềm có khả năng quản lý tất cả các kỹ thuật ứng dụng- 2D, 3D, 4/5D, Turning, Wire, Mill: Ước lượng các khả năng tổng thể của phần mềm

để các nhà quản lý quyết định

1 So sánh Catia / Topsolid

2 So sánh Esprit / Topsolid

3 So sánh Esprit / Topsolid

4 So sánh MasterCam / Topsolid

5 So sánh PowerMill / Topsolid

6 So sánh UGS / Topsolid

Hình 1.6 Các chỉ tiêu so sánh Topsolid với các đối thủ cạnh tranh

1.3 Các vấn đề mà đề tài tập trung nghiên cứu, giải quyết

- Nghiên cứu tổng quan về phần mềm Topsolid thiết kế 2D, 3D và gia công trên module Top'SolidCam

- Nghiên cứu để viết tài liệu hướng dẫn thực hành trên trung tâm phay đứng VMC0641

- Xây dựng hệ thống bài tập thực hành trên trung tâm phay đứng VMC0641

- Truyền chương trình gia công dạng G code từ máy tính sang trung tâm gia công

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG ĐỐI TƯỢNG 2D, 3D 2.1 Tạo mặt phẳng vẽ và mặt phẳng quan sát

2.1.1 Tạo mặt phẳng vẽ

- Coordinate system: tạo mặt phẳng vẽ (mặt phẳng làm việc)

Hình 2.1 Các phương pháp tạo mặt phẳng vẽ Khi bắt đầu làm việc thiết kế, có 3 mặt phẳng làm việc cơ bản: XY, YZ, ZX, ta có thể

tạo mới hoặc thay đổi mặt phẳng làm việc bằng cách lựa chọn lệnh - Coordinate

Với chức năng này, các nét vẽ tự động tạo thành một chuỗi liên tiếp để tạo bản vẽ 3D

2.2.2 Thiết kế 2D

Để thiết kế chi tiết dạng 2D, trong Topsolid sử dụng lệnh: Curve trên menu lệnh

Có thể sử dụng các lệnh Curve trên thanh công cụ:

nhật, ellipse, đa giác để tạo nên biên dạng 2D của bản vẽ

Bản vẽ trước khi fillet

Bản vẽ sau khi hiệu chỉnh fillet Hình 2.3 Chức năng hiệu chỉnh bản vẽ 2D Các lệnh hiệu chỉnh 2D giúp cho người thiết kế thay đổi nhanh sản phẩm, thể hiện tính công nghệ trong kết cấu sản phẩm và hiệu chỉnh thiết kế từ các hình cơ bản

2.3 Lệnh Shape tạo khối 3D

2.3.1 Tạo sản phẩm dạng khối 3D

lệnh trên thanh công cụ:

Chức năng Shape để tạo các khối cơ bản như trụ, hộp, cầu, nón, các phương pháp tạo hình 3D từ biên dạng 2D như đùn khối, quay, kéo đối tượng theo đường dẫn, tạo gân gờ và thành mỏng, cắt rãnh, tạo ren

Hình 2.4 Một số sản phẩm thiết kế 3D Chức năng thiết kế sản phẩm trong môi trường 3D giúp ích cho người thiết kế, sinh viên, doanh nghiệp quan sát được sản phẩm sau khi gia công xong Sản phẩm 3D mang tính trực quan, dễ quan sát, dễ nhận biết tính kết cấu của sản phẩm là hợp lý hay không hợp lý và còn được dùng để lắp ráp thành các cụm máy, thiết bị hoàn chỉnh, mô phỏng động học, gia công khuôn mẫu

Trong quá trình lắp ráp, mô phỏng chuyển động, gia công khuôn mẫu chính là

2.3.2 Hiệu chỉnh sản phẩm dạng khối 3D

hoặc các lệnh trên thanh công cụ:

Chức năng Shape để tạo hiệu chỉnh các khối 3D như cắt, khoan, vát mép, bo tròn, cộng và trừ các khối, lấy đối xứng, copy, quay (Drill, chamfer, fillet, mirror )

Sản phẩm trước khi hiệu chỉnh Sản phẩm sau khi hiệu chỉnh

Hình 2.5 Các chức năng hiệu chỉnh bản vẽ 3D

hợp lý, thì cần phải thay đổi và hiệu chỉnh sản phẩm 3D Hoặc khi cần thay đổi kết cấu hình dạng sản phẩm, tạo tính công nghệ cũng đều cần hiệu chỉnh sản phẩm 3D

2.4 Lệnh Surface thiết kế bề mặt

3D không thể làm được hoặc làm nhưng rất khó khăn Khi đó người thiết kế sử dụng phương pháp thiết kế surface để tạo các bề mặt phức tạp, sản phẩm dạng mặt 3D

2.4.1 Thiết kế bề mặt

Thiết kế bề mặt trong Topsolid có thể dụng menu: Shape/ other shape/ hay sử dụng thanh công cụ Surface:

Chức năng Suface để tạo các bề mặt phức tạp mà chức năng Shape không thể thiết kế được: Flat, ruled, ruled circular, loft, swept, dome, 3-4curve, constrained, bottle

2.4.2 Hiệu chỉnh bề mặt

Để tăng tính linh hoạt cho người thiết kế và tạo thuận lợi khi tạo đường phân khuôn và mặt phân khuôn khi thiết kế và gia công khuôn mẫu, Topsolid cung cấp rất nhiều chức năng hiệu chỉnh bề mặt Các lệnh hiệu chỉnh bề mặt: blend, tengent, perpendicular, offset shape, copy face, trimming

Hình 2.7 Một số sản phẩm trước và sau khi hiệu chỉnh bề mặt

2.5 Lệnh Assembly lắp ráp chi tiết

giúp người thiết kế kiểm tra sản phẩm sau khi thiết kế, và đặt sản phẩm hoạt động trong cụm máy, bộ phận máy, thiết bị Việc lắp ráp sẽ giúp người thiết kế nhận ra được

ưu nhược điểm trong thiết kế và tính công nghệ của sản phẩm

Lắp ráp sản phẩm phẩm, trong môi trường Topsolid's Design dùng các menu lệnh hoặc thanh công cụ:

- Design/ Assembly/

Sau khi copy face Trước khi copy face

- Include sub assembly/ part: gọi các sản phẩm thành phần trong môi trường lắp ráp

- Include standard: gọi và chèn các chi tiết tiêu chuẩn như bulông, vít, ổ, khớp nối

- Tạo các mối liên kết: đồng tâm, bắt dính, song song, quay

Hình 2.8 Cụm chi tiết máy trước và sau khi lắp ráp

CHƯƠNG 3 GIA CÔNG TRÊN MODULE TOPSOLID’SCAM

Topsolid'sCam là phần mềm thiết kế CAD/CAM với mục đích là để tạo ra các công cụ điều khiển máy công cụ điều khiển số như các loại máy phay, trung tâm phay, các loại máy tiện, trung tâm tiện

Qũy đạo chuyển động của dụng cụ được tính toán theo từng giai đoạn cơ bản, trước hết căn cứ vào đặc trưng mô hình hình học của chi tiết được tạo, thứ hai dựa trên đặc trưng dạng phôi của chi tiết Mỗi một thao tác của máy được cập nhật theo mô hình của phôi vì vậy điều này có thể đưa vào người dùng các theo tác kèm theo sau

Điều này chắc chắn là sự va chạm của dụng cụ cắt với chi tiết gia công Mặt khác, số lượng vật liệu còn được loại bỏ trong suốt thời gia cắt gọt, người sử dụng có thể lựa chọn các quỹ đạo chuyển động, các bước công nghệ tối ưu

Có hai mô hình hình học là: mô hình khối Solid và mô hình mặt Surface, chúng cùng được sử dụng trong một chương trình Hai mô hình này thực sự là cần thiết để tạo các bước công nghệ trong gia công Cả hai mô hình này đều có thể được tạo bởi người dùng Topsolid'sCam Chúng cũng có thể được tạo bởi hệ thống CAD/CAM khác,

Topsolid'sCam bao gồm:

3.1 Lựa chọn máy gia công

- Select a machine: Chọn lựa loại

máy gia công

- Hiển thị hộp thoại:

Machine to select, chọn lựa loại

máy CNC gia công phù hợp / OK

Hình 3.1 Trung tâm phay đứng VMC

3.2 Lựa chọn phương pháp gá kẹp phôi

- Menu Part/ Part clamping/ chọn các phương pháp kẹp chi tiết gia công:

+ Quick:

+ Vise:

+ Table and stop:

+ Table, center and locator:

+ Chuck:

+ Coordinate systemm to coordinate system:

+ V-block clamping:

Hình 3.2 Các phương pháp gá kẹp phôi

- Chọn phương pháp kẹp bằng thanh công cụ:

3.3 Phương pháp tạo phôi cho chi tiết

- Mene Part/Stock/ Stock creation: tạo phôi theo các khối block

chọn chi tiết gia công

- Chọn loại vật liệu: OK

- Stock block: chọn phôi đặc trưng cho chi tiết

- Mene Part/Stock/ Solid form an operation:

tạo phôi theo các khối solid được định nghĩa