Thiết kế mô hình 3D và dựng hình bằng phần mềm Cimatron E7.0

Phần mềm Cimatron của hãng CIMATRON CO,. LTD được đánh giá là phần mềm tích hợp CADCAM dùng cho lĩnh vực thiết kế gia công Cơ khí hàng đầu của thế giới. Phần mềm Cimatron do nhóm chuyên gia Nhật Bản và Israel hợp tác xây dựng từ năm 1990. Phiên bản Cimatron IT ra mắt lần đầu rất nổi tiếng trong lĩnh vực công nghệ CAM và chế tạo khuôn mẫu. Tiếp nối thành công đó, năm 2003 phiên bản Cimatron E ra đời và chạy trên môi trường WindowsNC: đảm nhận việc điều khiển quá trình gia công từ mô hình đã tạo ra trên cơ sở thông tin bề mặt đã được xây dựng ở phần Modeling, máy tính sẽ tính chính xác các đường dao và tạo ra một cơ sở dữ liệu chỉ ra toạ độ của dao ở mỗi thời điểm phục vụ cho việc điều khiển các trung tâm gia công CNC 5 trục, 4 trục, 3 trục được hỗ trợ rất mạnh bằng những lựa chọn chạy dao phong phú và tối ưu nhất.

II TỔNG CỤC DẠY NGHỀ

- -

CIMATRON TÍCH HỢP CAD/CAM THIẾT KẾ 3D VÀ DỰNG HÌNH

HÀ NỘI – 2017

Lời giới thiệu

Phần mềm Cimatron của hãng CIMATRON CO, LTD được đánh giá là phần mềm tích hợp CAD/CAM dùng cho lĩnh vực thiết kế gia công Cơ khí hàng đầu của thế giới Phần mềm Cimatron do nhóm chuyên gia Nhật Bản và Israel hợp tác xây dựng từ năm 1990 Phiên bản Cimatron IT ra mắt lần đầu rất nổi tiếng trong lĩnh vực công nghệ CAM và chế tạo khuôn mẫu Tiếp nối thành công đó, năm 2003 phiên bản Cimatron E ra đời và chạy trên môi trường Windows NC: đảm nhận việc điều khiển quá trình gia công từ mô hình đã tạo ra trên cơ sở thông tin bề mặt đã được xây dựng ở phần Modeling, máy tính sẽ tính chính xác các đường dao và tạo ra một cơ sở dữ liệu chỉ ra toạ độ của dao ở mỗi thời điểm phục vụ cho việc điều khiển các trung tâm gia công CNC 5 trục, 4 trục, 3 trục được hỗ trợ rất mạnh bằng những lựa chọn chạy dao phong phú và tối ưu nhất

1

MỤC LỤC 1

A THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D 2

Bài tập 1: Dựng chi tiết vỏ chuột máy vi tính 2

Bài tập 2: Dựng chi tiết chai nhựa 8

Bài tập 2: Dựng chi tiết chai nhựa 9

Bài tập 3: Xây dựng mô hình Vô lăng tay lái 16

Bài tập 4: Dựng hình, chi tiết Blend: 22

B/ LẮP RÁP_ASSEMBLY .31

C/ TẠO BẢN VẼ CHI TIẾT_DRAFTING 34

2

A THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D

Bài tập 1: Dựng chi tiết vỏ chuột máy vi tính

* Vào môi trường thiết kế chi tiết

Kích ñúp chuột trái vào biểu tượng của Cimatron E7.0 ñể khởi ñộng chương trình

Vào File - New … - Part - OK

* Thiết lập trục tọa ñộ

Chọn Datum - Plane - Main Plane - Kích chuột chọn gốc tọa ñộ -OK

* Tạo bản vẽ phác Sketch

Chọn mặt phẳng ZX - tích vào Sketch (hoặc truy cập vào Sketch theo ñường dẫn

Curve/ Sketch) - Chọn khung nhìn 2D, khung hình chiếu ñứng (hoặc truy cập

vào View/views/ Front) Khi mặt phẳng Sketch ñược mở, các thanh công cụ vẽ sẽ

hiển thị bên phải màn hình ñồ họa

Có thể chọn ñể ñưa về khung nhìn theo hướng pháp tuyến của mặt phẳng sketch

- Ghi kích thước cho ñối tượng

Chọn và ghi lại kích thước ñối tượng như hình vẽ dưới

4

* Thoát khỏi môi trường Sketch

Chọn (hoặc - Exit Sketch ) ñể thoát khỏi môi trường Sketch

* Tạo mặt phẳng song song với mặt phẳng YZ khoảng 64mm:

Vào Datum - Plane - Parallel - tích trái vào mặt phẳng YZ - Delta = 64

- tích vào ñầu mũi tên ñể ñổi phía - - tích vào sketch

* Vẽ cung tròn R108

Nháy vào biểu tượng Add Reference trên thanh công cụ của Sketch - chọn ñiểm cuối của cung tròn ñã vẽ trước - nháy chuột giữa ñể chấp nhận lệnh

Chọn ñiểm P1 và tích chuột giữa ñể chấp nhận lệnh

- Chọn (hoặc chuột phải -Arc) - chọn ñiểm tham chiếu vừa tạo và hai

5

ñối tượng như hình vẽ dưới - nhấn ñể thoát khỏi môi trường Sketch

* Tạo măt phẳng song song với ZX khoảng 105mm: Làm tương tự như ñối với cung tròn R105

* Vẽ cung tròn R150: Tương tự như ñã làm với R108, với các kích thước cung như sau

6

* Tạo bề mặt qua 3 ñối tượng cung tròn vừa tạo

Nhấn vào lệnh Blend trên thanh công cụ (hoặc Face - Blend ) - Chọn Sketch

1 và Sketch 3 - chuột giữa - Pick boundaried - Sketch 2 - OK

7

* Tạo khối chữ nhật

Tích chọn New Extrude trên thanh công cụ

(hoặc Solid - New - Extrude ) - chọn

8

* Tạo cho chi tiết dạng vỏ có bề dày h=5mm

Tích chọn Shell trên thanh công cụ (hoặc Solid-Shell) - Chọn toàn bộ khối -chọn bề mặt mở - nhập giá trị General thickness = 5 -

- Sử dụng ñể xoay chi tiết hoặc nhấn tổ hợp phím Ctrl + (chuột trái)

* Tạo ñường cong Composite

- Tích chọn Composite (hoặc vào Curve -Composite) ñể tạo ñường cong từ

mép ngoài của khối chi tiết (dùng ñể Offset vào trong ñể tạo bậc cho mối lắp ghép)

- Chọn cạnh mép ngoài chi tiết (hình biểu diễn) - chọn ñường cuối -

Chú ý: hướng mũi tên chỉ chiều chạy của ñường cong

* Tạo ñường cong ñồng dạng Offset

Tích vào Offset (hoặc Curve/Offset) - chọn ñường cong Composite vừa tạo - nhập giá trị Offset là 2 - chọn hướng - OK

9

* Hạ bậc tạo mối ghép

Chọn Remove Extrude (Solid/ Remove/ Extrude) - chọn ñường vừa ñược tạo

ra bởi lệnh Offset - Delta =2 - OK

*Sản phẩm hoàn chỉnh :

10

Bài tập 2: Dựng chi tiết chai nhựa

* Tạo vùng tọa ñộ làm việc : Datum - Plane - Main Plane

* Tạo các mặt phẳng song song với mặt XY : Datum - Plane - Parallel - chọn mặt

XY - nhập lần lượt các khoảng cách delta = 110, delta = 240, delta = 285, theo

- Chọn mặt phẳng XY làm mặt Sketch - tạo ñườmg ñối xứng Symmetry line -

Vẽ một ñường tròn, chương trình sẽ tự ñộng lấy ñối xứng qua ñường tâm

Vẽ tiếp một ñường tròn tiếp tuyến với hai ñường tròn vừa tạo (hình vẽ dưới),

chương trình sẽ tự ñộng lấy ñối xứng qua ñường tâm ngang- thực hiện cắt tỉa phần thừa bằng lệnh Trim - ghi kích thước theo hình dưới- OK (Không ñược thoát khỏi Sketch)

Tiếp tuyến

* Lưu lại Sketch vừa tạo :

Từ Sketch vừa tạo, nhấn Export trên thanh công cụ của Sketch ñể lưu lại bản

Sketch vừa tạo, ñặt tên :Loft Sketch

* Import file Loft Sketch.skf vừa tạo vào Sketch của mặt phẳng Plane 1

Chọn Sketch - tích chuột chọn Plane 1 - Import - chọn Loft Sketch.skf

- chọn ñiểm ñặt gốc tọa ñộ UCS - ghi lại kích thước của ñối tượng - OK

Loft Sketch.skf

UCS

* Thực hiện tạo vỏ chai : Lệnh Loft

- Chọn Loft (Solid - New - Loft) - Lựa chọn 4 Sketch vừa tạo - OK

(Chú ý thứ tự lựa chọn Sketch, sẽ quyết ñịnh hình dạng của chi tiết )

* Tạo ñế bình

- B1 : Tạo ñường Composete của ñáy bình - Offset ñường Composite vừa

tạo với giá trị = 12 - OK

* Vê tròn các cạnh ñáy bình còn lại với R=3

* Tạo gân tăng cứng cho ñế bình

Chọn XZ làm Sketch - tạo các ñối tượng trên Sketch (hình vẽ) - Ok -Add Extrude

- Delta =60

* Tạo cổ bình

Tạo Sketch như hình vẽ -Add Extrude- Delta =20- OK

* kết quả cuối cùng

Bài tập 3: Xây dựng mô hình Vô lăng tay lái

* Chạy chương trình Cimatron E7

- Nháy ñúp vào biểu tượng Cimatron E7 - New - Part -OK

- Tạo Main Plane:

Vào Datum/Plane/Main Plane - chọn gốc tọa ñộ -

OK

* Tạo trục xoay của Vôlăng

Tích chọn Datum/Axis/ Intersection - chọn mặt YZ & ZX

-OK

* Vẽ một ñường tròn và cho quay xung quanh trục Z ñể tạo khối

- Tạo Sketch : Tích vào - chọn mặt XZ - tạo ñối tượng - Solid/New/Revolve

- chọn trục xoay - nhập góc xoay 360o

-OK

* Tạo phần nối giữa tay cầm và trục xoay

Chọn mặt ZX làm Sketch - tạo ñối tượng - Solid/New/Revolve - chọn trục quay -OK

Chú ý: Làm hiển thị lên Sketch, tích chuột phải lên Sketch ở Feature bên trái và nhấn

Show Sketch/coutour

Trong Sketch, tích vào Add geometry - chọn ñường tròn - OK(chuột giữa)

* ðặt Active ñối tượng

* Cắt bỏ phần thừa

Chọn XY làm mặt Sketch -tạo ñối tượng - Solid/Remove/Extrude - OK

* Vê tròn các cạnh phần nối, với bán kính thay ñổi

Chọn Round - ñối tượng - nhập bán kính cong- OK

* Copy ñối tượng thành 3 ñối tượng khác

Vào Edit/Copy Geomatry/ Radial Array - chọn phần nối - chọn trục xoay - góc quay giữa các ñối tượng và số ñối tượng cần tạo thành - OK

ðối tượng xoay

Trục xoay

* Nối các ñối tượng thành một khối thống nhất

Chọn Merge (Solid/Merge) - chọn các ñối

tượng - OK

* Tạo khối elip

Chọn XY làm mặt Sketch - tạo ñối tượng -New Extrude - nhập cao ñộ -OK

XY

* Vê tròn cạnh trên của khối Elip

* Hòa hai khối lại với nhau bằng lệnh Merge

Chọn Solid/Merge - Chọn hai khối ñơn vừa tạo - OK

* Vê tròn các cạnh của gân

* Tạo rãnh trên tay quay vô lăng

- Chọn XY làm mặt Sketch - Tạo ñối tượng - Solid/Remove/Extrude - OK -

Solid/Round - R=5 - OK

- Tạo các rãnh trên tay vô lăng

Chọn Edit/Copy Geometry/Radial Array - Chọn ñối tượng cần xoay - Chọn trục xoay

- Chọn số ñối tượng cần tạo và góc giữa chúng - OK

* Kết quả cuối cùng

Bài tập 4: Dựng hình, chi tiết Blend:

Xây dựng trên mô hình các khối lệnh cơ bản như : Extrude, Round, Drive, Taper,

Shell, Helix

* Tạo trục toạ ñộ Main Plane :

Chọn Datum - Plane - Main Plane - Kích chuột chọn gốc tọa ñộ -OK

* Tạo khối trụ ø 55

Chọn mặt phẳng XY - tích vào Sketch (hoặc truy cập vào Sketch theo ñường dẫn Curve/ Sketch) - Chọn khung nhìn 2D, khung hình chiếu bằng (hoặc truy

cập vào View/views/ Top)

Thực hiện vẽ ñường tròn ø55 - dùng lệnh Extrude ñể tạo khối có h= 37.5mm

* Tạo khối thân cơ bản

Chọn mặt phẳng ZX - tích vào Sketch - thực hiện vẽ theo hình bên dưới ñây:

- Thực hiện Add Extrude (chứ không phải New Extrude ) theo hai hướng

(Both sides) với chiều dày mỗi bên là 25

* Tạo ñộ côn cho hình trụ ñứng - lệnh Shell

- Tích vào Taper (hoặc vào Solid/Taper) - chọn Neutral contour là ñường

xanh nổi - chọn mặt cần nghiêng là mặt trụ - chọn góc nghiêng là 3o

- OK

* Vê tròn góc;

- Chọn Round - chọn cạnh có kích thước 35 - R8

- Chọn Round - chọn cạnh có kích thước 20 - R5

- Chọn Round - chọn cạnh giao giữa hình trụ và khối - R5

* Tạo khối trụ ø 35 (Add Extrude )

* Tạo khối rỗng cho chi tiết

Tích chọn Shell trên thanh công cụ (Solid/Shell), chương trình sẽ tự ñộng chọn toàn bộ ñối tượng khối - chọn bề mặt mở - Thickness = 1 -OK

Bề mặt mở

* Vê tròn các cạnh với các bán kính khác nhau

- Tạo mặt phẳng song song với XY, theo phương + Z một khoảng delta = 41.8 (ñể tạo gốc cho ñường xoắn ốc)

- Tạo ñường trục Z: Từ Datum-Axis- Defined by - chọn mặt trụ trong của miệng lỗ -OK

- Chọn mặt phẳng vừa tạo làm mặt Sketch, tích vào trên thanh công cụ của Sketch

ñể tạo một ñiểm nằm giữa mặt phẳng

* Tạo ñường cong xoắn ốc

- Tích chọn Helix (Curve- Helix) - chọn ñiểm tâm trục của ñường xoắn ốc - chọn tham số -OK

ñiểm tâm trục

- Chọn mặt phẳng YZ làm mặt Sketch ñể vẽ tiết diện ren

Chọn Sketch - Chọn Add Reference - chọn ñiểm cuối ñường helix - vẽ ñường tròn như hình bên - OK

* Tạo ñường ren cho khối hộp

Chọn Solid -Add -Drive - chọn Sketch (ñường tròn) và ñường Helix vừa tạo ñược

- chọn hướng : Normal - OK

* Tạo bậc

- Tạo ñường composite trong, sử dụng chức năng “Automatic Chain”

- Tạo tiết diện hạ bậc: Chọn YZ làm mặt phẳng Sketch - Add Reference - Chọn

Composite vừa tạo - Vẽ ñối tượng như hình dưới - Exit Sketch - Chọn

Solid/Remove/Drive -Chọn ñường Composite vừa tạo - OK

* Tạo hốc trên mặt nghiêng

Chọn mặt nghiêng (hình vẽ) ñể làm mặt Sketch -Tạo ñối tượng

-Solid/Remove/Extrude - depth = 0.15, theo hướng –Z -OK

* Tạo mặt dốc nghiêng 30o

-Chọn Solid/Taper - chọn mặt làm chuẩn ñể nghiêng - chọn mặt bị nghiêng - nhập góc nghiêng (Có thể sử dụng Flip ñể ñảo hướng nghiêng)

*Tạo hàng lỗ phía trước

-Chọn XY làm mặt Sketch -Tạo ñối tượng - Extrude +Z, - OK

- Chọn Edit/Copy Geometry/Linear Array ñể tạo các hàng lỗ

* Tạo hàng lỗ phía sau

- Tạo mặt phẳng nghiêng 35o so với mặt YZ: Chọn Datum/Plane/Incline - chọn

ñường tâm và mặt YZ - ðặt góc 35 o

- OK

- Tạo tiết diện cắt: Chọn mặt phẳng vừa tạo làm mặt Sketch -tạo ñối tượng (hình vẽ)

-Solid/Remove/Extrude - OK

* Kết quả cuối cùng

B/ LẮP RÁP_ASSEMBLY

1 Bước 1: Tạo ra Assembly Document mới:

Từ File menu, chọn New Document

Chọn Assembly

2 Bước 2: Chèn ñối tượng Mouse Cover

Chọn biểu tượng Add Component

từ thanh tool bar

Lựa chọn file Mouse Cover từ Cimatron E

Explorer

Xác ñịnh toạ ñộ ñối tượng bằng Place by

USC

Chọn OK

3 Bước 3: Chèn ñối tượng Base Cover

Chọn ñối tượng Mouse Base từ

Cimatron E Explore

Xác ñịnh vị trí của ñối tường trên

màn hình bằng Plane by pick

Chọn OK

4 Bước 4: Kết nối các ñối tượng:

Chọn biểu tượng connect

Chọn bề mặt

Thay ñổi Natural Alignment thành Anti-Align

Chọn 2 bề mặt , Chọn Ok

5 Bước 5: Rotate the Assembly

Kích chọn biểu tượng Move/Rotate

Kích chuột vào hộp thoại chọn Rotate (chuyển từ Move thành Rotate)

Kích chuột vào bề mặt, sau ñó di chuột

Chọn OK

Kích chuột chọn 2 bề mặt

Kích chuột phải và chọn Connect

Chọn OK

C/ TẠO BẢN VẼ CHI TIẾT_DRAFTING

1 Bước 1: Tạo Drawing Document mới

Từ File menu, chọn New Document

Chọn Drawing

2 Bước 2: Tạo khung bản vẽ

Trong cây Drawing, mở sheet1

Kích ñúp vào NONE, chọn khung khổ A3

Chọn Apply/Close

3 Tạo một hình chiếu mới

Kích chuột phải chọn View Creation

Kích chuột vào biểu tượng folder ñể

load ñối tượng

chuột vào vị trí trong khung bản vẽ

Chọn Apply

4 Bước 4: Tạo thêm hình chiếu trước và

hình chiếu bên phải

Chọn ñối tượng và kích chuột vào vị trí duới

nó, sau ñó chọn Apply

Chọn ñối tượng và kích chuột vào vị trí

bên phải nó, sau ñó chọn OK

5 Tạo Iso View:

Chọn biểu tượng Iso View

Kích chuột vào vị trí dưới hình chiếu phải

6 Tạo hình chiếu M-View

Chọn biểu tượng M-View

Chọn M-View trong hộp thoại và chọn OK

Xác ñịnh vị trí hình chiếu trên bản vẽ bằng cách kích

chuột vào vị trí cần, sau ñó chọn OK

7 Tạo kích thước cho bản vẽ:

Chọn biểu tượng kích thước (Dimension)

Từ hình chiếu Simple 2, chọn 2 ñiểm:

Kích chuột vào vị trí cần ghi kích thước:

Kích chuột chọn vị trí cần ghi kích thước, chọn OK

8 Bước 8: Viết chữ vào bản vẽ:

Kích phải chuột vào Simple 1 chọn

Chọn biểu tượng Text

Kích chuột vào hình chiếu ISO như hình vẽ:

Mở hộp Text Editor

Nhập chữ Mouse Cover, chọn OK

9 Bước 9: Tạo ñường cắt

Kích chuột vào biểu tượng Section Line

Kích chuột vào 2 ñiểm trên ñối tượng như