Đồ án công nghệ CADCAMCNC

Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng LỜI NĨI ĐẦU Với phát triển khơng ngừng thành tựu khoa học , công nghệ, đặc biệt lĩnh vực điều khiển số tin học Việc ứng dụng cơng nghệ thơng tin vào tự động hố thiết kế sản xuất, tạo sản phẩm có độ xác, độ tin cậy cao, đa dạng hoá sản phẩm giá thành hạ CAD/CAM/CNC từ viết tắt cụm từ Computer Aided Design/ Coputer Aided Manufacturing/ Computer Numerical Controlled ,đây thuật ngữ đề cập việc thiết kế chế tạo có tham gia máy tính điện tử Cơng nghệ phát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất,CAD /CAM /CNC tạo tảng cơng nghệ cho việc tích hợp máy tính sản xuất.Pro/ENGINEER họ phần mềm chuyên nghiệp tiếng giới công nghệ CAD Đây phần mềm cho phép thiết kế sản phẩm, thiết kế lập trình mơ phỏng, xuất chương trình gia công, đặc biệt ứng dụng mạnh tạo vẽ kỹ thuật- thiết kế sản phẩm- thiết kế tạo khuôn mẫu Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC tập hợp tất tính việc ứng dụng Pro/ENGINEER vào từ khâu thiết kế lập trình gia cơng xuất chương trình Trong suốt thời gian em cố gắng hoàn thành đồ án cách tốt nhất, nhiên thời gian có hạn mặt khác lực tài liệu nhiều hạn chế chắn khơng tránh thiếu sót, kính mong đóng góp giáo viên để đồ án hồn thiện Cuối em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên hướng dẫn thầy Tào Quang Bảng nhiệt tình giúp đỡ cho em suốt thời gian hoàn thành đồ án Xin chân thành cảm ơn Đà Nẵng Ngày 20 tháng năm 2019 Sinh viên thực Dương Văn Thái SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng CHƯƠNG : PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT 1.1 Lựa chọn chi tiết - Chi tiết dạng : loại chi tiết có lỗ cần gia cơng đạt độ xác cao mà đường tâm chúng song song với tạo với góc Ngồi ra, có lỗ dùng để kẹp - chặt, rãnh then, mặt đầu yếu tố khác cần phải gia công Chi tiết dạng thường có chức biến chuyển động thẳng chi tiết thành chuyển động quay chi tiết khác 1.2 Phân tích kỹ thuật điều kiện làm việc chi tiết - Yêu cầu kỹ thuật chi tiết : Độ không song song hai mặt đầu lỗ nhỏ ≤ 0,02/100mm Độ không song song hai mặt đầu lỗ lớn ≤ 0,02/100mm Độ không song song hai đường tâm lỗ ≤0,025/100mm Các lỗ gia công với độ nhám Ra = 1,25 - Điều kiện làm việc chi tiết : Được sử dụng động ( cấu trục khuỷu truyền ) Trong nhiệm vụ ( truyền ) : Có tác SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng dụng nối piston với trục khuỷu động biến chuyển động tịnh tiến piston thành chuyển động quay trục khuỷu + Thanh truyền chịu lực khí thể, lực quán tính piston lực quán tính thân truyền 1.3 Giới thiệu phần mềm CAD/CAM CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) thuật ngữ việc thiết kế chế tạo hổ trợ máy tính Cơng nghệ CAD/CAM sử dụng máy tính để thực số chức định thiết kế chế tạo Công nghệ phát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất, CAD/CAM tạo tảng công nghệ cho việc tích hợp máy tính sản xuất.CAD/ CAM lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo hệ thống tự động thiết kế chế tạo máy tính điện tử sử dụng để thực số chức định CAD/CAM tạo mối quan hệ thiết hai dạng hoạt động : Thiết kế chế tạo + Tự động hóa thiết kế dùng hệ thống phương tiện tính tốn giúp người kĩ sư thiết kế, mơ phỏng, phân tích tối ưu hóa giải pháp thiết kế + Tự đợng hóa chế tạo dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều khiển kiểm tra ngun cơng gia cơng CAD (Computer Aided Design) việc sử dụng hệ thống máy tính để hổ trợ xây dựng, sửa đổi, phân tích hay tối ưu hố Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm phần cứng sử dụng để thực thi chức thiết kế chuyên ngành Phần cứng CAD gồm có: máy tính, cổng đồ hoạ, bàn phím thiết bị ngoại vi khác Phần mềm CAD gồm có chương trình thiết kế đồ hoạ, chương trình ứng dụng hổ trợ chức kỹ thuật cho người sử dụng như: phân tích lực ứng suất phận, phản ứng động lực học cấu, tính tốn truyền nhiệt lập trình điều khiển số CAM (Computer Aided Manufacturing) việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý điều khiển hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay gián tiếp máy tính nguồn lực sản xuất SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng CNC (Computer Numerical Controlled) : trước chương trình điều khiển NC phải thực thơng qua băng đục lỗ, điều khiển phải có lọc để giải mã cung cấp tín hiệu điều khiển cho trục máy, với cách có nhiều hạn chế, thời gian,các chưong trình phải viết lại dung lượng bé Chương trình CNC khắc phục nhược điểm cách đọc hàng nghìn bit thơng tin nhớ Cho đến CNC xuất hầu hết ngành công nghỉệp, lĩnh vực có kết hợp chặt chẽ máy tính máy cơng cụ + Phân tích ứng suất thành phần sử dụng FEA (Phân tích phần tử hữu hạn) + Động lực học tính tốn chất lỏng, tính tốn phân tích luồng nhiệt lỏng + Mơ khí + Động lực học + Tối ưu hóa sản phẩm q trình 1.3.1 Giới thiệu số phần mềm CAD/CAM Một số phần mềm CAD/CAM dùng cớ khí chế tạo, sản xuất cơng nghiệp: • AUTOCAD: Dùng cho thiết khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử • UNIGRAPHICS: Rất mạnh thiết kế, tính tốn khí chế tạo • SOLIDWORK : Rất mạnh thiết kế, tính tốn khí chế tạo xây dựng • CIMATRON: Tích hợp liên hồn CAD/CAM/CNC cho khí chế tạo • MASTER CAM: Tích hợp liên hồn CAD/CAM/CNC cho khí chế tạo • DENFORD: Giải pháp CAD/CAM/CNC trọn gói • CATIA: Là phần mềm chuyên thiết kế sản phẩm 3D có hỗ trợ máy tính, phần mềm có phức hợp CAD/CAM/CAE • PRO/ENGINEER: Là phần mềm CAD/CAM/CAE tích hợp, có nhiều chức trợ giúp thiết kế, phân tích kĩ thuật lập trình cho máy NC 1.3.2 Các chức phần mềm CAD/CAM  Chức CAD/CAM Khác biệt với qui trình thiết kế theo cơng nghệ truyền thống, CAD cho phép quản lý đối tượng thiết kế dạng mô hình hình học số sở liệu trung tâm, CAD có khả hỗ trợ chức kỹ thuật từ giai đoạn SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng phát triển sản phẩm giai đoạn cuối trình sản xuất, tức hỗ trợ điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển số Hệ thống CAD đánh giá có đủ khả để thực chức yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức xử lý phần mềm thiết kế Ngày phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế gia cơng khn mẫu có khả thực chức sau: - Thiết kế mơ hình học chiều (3D) hình dạng phức tạp - Giao tiếp với thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực nhanh chóng chức mơ hình học từ liệu số - Phân tích liên kết liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép - Tạo vẽ ghi kích thước tự động: có khả liên kết vẽ 2D với mơ hình 3D ngược lại - Liên kết với chương trình tính tốn thực chức phân tích kỹ thuật: tính biến dạng khn, mơ dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu, - Nội suy hình học, biên dịch kiểu đường chạy dao xác cho cơng nghệ gia cơng điều khiển số - Giao tiếp liệu theo định dạng đồ hoạ chuẩn - Xuất liệu đồ hoạ 3D dạng tập tin STL để giao tiếp với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể  Những ứng dụng CAD/CAM ngành chế tạo máy - Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp liệu với thiết bị tạo mẫu nhanh theo cơng nghệ tạo hình lập thể (đo qt toạ độ) - Giảm đáng kể thời gian mơ hình học cách tạo mơ hình hình học theo cấu trúc mặt cong từ liệu số - Chức mơ hình học mạnh, có khả mơ tả hình dáng phức tạp - Khả mơ hình hố cao cho phương pháp phân tích, cho phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu  Lợi ích CAD/CAM SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng Lợi ích CAD có nhiều, song có số định lượng Một số lợi ích khác khó lượng hoá mà thể chất lượng công việc nâng cao, thông tin tiện dụng, điều khiển tốt v.v Một số lợi ích CAD hệ tích hợp CAD/CAM: - Nâng cao suất kỹ thuật - Giảm thời gian dẫn, giảm số lượng nhân viên kỹ thuật - Dễ cải tiến cho phù hợp với khách hang, phản ứng nhanh với nhu cầu thị trường - Độ xác thiết kế cao, hạn chế lỗi chép đến mức tối thiểu - Khi phân tích dễ nhận tương tác phần tử cấu thành - Phân tích chức vận hành tốt nên giảm khâu thử nghiệm mẫu - Thuận lợi cho việc lập hồ sơ, tư liệu - Bản thiết kế có tính tiêu chuẩn cao - Nâng cao suất thiết kế dụng cụ cắt - Dễ tiết kiệm chi phí, giảm giá thành - Giúp tăng cường sử dụng chi tiết máy dụng cụ cắt có sẵn - Tiết kiệm vật liệu thời gian máy nhờ thuật toán tối ưu - Nâng cao hiệu quản lý thiết kế - Dễ kiểm tra chất lượng sản phẩm phức tạp 1.3.3 Giới thiệu phần mềm Pro Engineer Wildfire 4.0 - Hiện tại, thị trường phần mềm đồ họa giới đa dạng, việc lựa chọn phần mềm để phục vụ tốt cho công việc thực điều khó khăn Tuy nhiên, có năm tiêu cần biết chọn phần mềm là: + Tính linh hoạt - Tính khả thi - Tính đơn giản.- Tính biểu diễn & tính kinh tế - Một phần mềm có tính Catia, Unigraphics NX, I-deas, Pro/Engineer Wildfire….Đây bốn phần mềm đánh giá mạnh tiếng lĩnh vực CAD/CAM/CNC Tùy vào mạnh phần mềm mà chúng có ứng dụng chuyên biệt: Catia, Unigraphics NX phục vụ triệt ngành công nghiệp hàng không, ôto, tàu thủy Pro/Engineer phục vụ tốt cho ngành SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng khí khn mẫu ( thiết kế gia công) khuôn dập, khn rèn, khn nhựa… Pro/E có lợi giá rẻ nên chiếm lĩnh thị trường hạng trung cao - Hiện nay, số người sử dụng Pro/E giới nhiều, kể Việt Nam (chiếm 75%) nên có hội học hỏi, trao đổi lẫn vấn đề liên quan đến CAD/CAM với giới bên Do vậy, việc chọn học Pro/E hướng tốt cho trước vào nghề cách để nắp bắt, đuổi kịp trình độ công nghệ giới - Pro/E phần mềm hãng Prametric Technology, Corp Một phần mềm thiết kế theo tham số, có nhiều tính mạnh lĩnh vực CAD/CAM/CAE, mang lai cho khả như: - Mơ hình hóa trực tiếp vật thể rắn - Tạo môdun khái niệm phần tử thiết kế - Thiết kế thông số - Sử dụng sở liệu thống - Có khả mơ động học, động lực học kết cấu khí Phần mềm Pro/Engineer có modun sau: Pro/DETAIL: mơdun tạo trực tiếp mơ hình 3D vẽ thiết kế chuẩn cho phân xưởng chế tạo đảm bảo liên kết phía vẽ modun 3D Pro/ASSEMBLY: tạo điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào hệ thống hệ thống Nó hỗ trợ cho phần lắp ráp lắp ráp nhóm, giải tình xung đột, thiết kế thay đổi… Pro/SHEETMETAL: môdun hỗ trợ thiết kế chi tiết có dạng tấm, vỏ, hỗ trợ cho việc tạo lập chi tiết phát triển kể chuẩn bị cho chương trình NC cho sản xuất SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng Pro/SURFACE:modun hỗ trợ vẽ, tạo mặt tự do( Free Form), xử lý mặt cong bề mặt phức tạp Pro/MANUFACTURING: bao gồm liệu NC, mô phỏng, format dư liệu CL, thư viện phần tử Pro/MESH: hỗ trơ tái tạo mạnng lưới cho việc phân tích phần tử hữu hạn (FEA), xác định điều kiện biên, gắn liền với ANSYS, PATRAN, NASTRAN, ABAQUS, SUPERTAB COSMOS/M Pro/MECHANICA: Mô động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến dạng tuyến tính phi tuyến, xác định dự đoán khả phá hủy vật liệu… Pro/INTERFACE: tạo điều kiện gắn với hệ CAD khác như: iges, dxf, vdafs, render, SLA… Pro/PROJECT: xác định để điều khiển dự án thiế kế tổ hợp số đội thiết kế lập dư án Pro/FEATURE: Mở rộng khả thiết lập phần tử thiết kế thư viện phận, nhóm, tái tạo hình dạng chuẩn nhóm Pro/DESIGN: Hỗ trợ thành lập mơ hình 3D, sơ đồ khối, xây dựng kế hoạch thiết kế mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho phân tích nhanh hiệu xếp phương án Pro/LIBRARY: Modun chứa thư viện rộng lớn phần tử chuẩn ( chi tiết, phần tử thiết kế tiêu chuẩn, dụng cụ, khớp nối…), bổ sung hiệu chỉnh Pro/VIEW: Mơdun tạo điều kiện kiểm tra mơ hình hóa chi tiết hệ thống từ hướng quan sát bất kì, phóng độn, ảo ảnh Sử dụng để có nhìn nhanh tổng thể để đạt kết mục đích phòng ngừa Pro/DRAFT:Mơdun hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều khiện đọc vẽ hệ CAD khác bổ sung môdun 3D thiết kế thông số SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng Pro/MOLD: Module thiết kế khuôn Pro/DEVELOP (Pro/PROGRAM): môdun hỗ trợ việc lập trình ứng dụng riêng Chứa thư viện hàm số C, thư viện chương trình củ ngơn ngữ lập trình FORTRAN đặc biệt tiếp cận với cấu trúc thiết lập hệ thống cấu trúc liệu hệ thống Ngồi ra, Pro/E có Pro/CASTING, Pro/LEGACY, Pro/TOOLKIT, Pro/PiPe… Với tính giới thiệu cho thấy: “Pro/Engineer phần mềm CAD/CAM/CAE mạnh, có khả mơ hình hóa chi tiết phức tạp loại máy xúc, máy đào đất, ô tô, biên dạng vỏ tàu thủy… khả lắp ráp lớn tối ưu thiết kế” 1.4 Thiết kế chi tiết 1.4.1 Thiết kế chi tiết phần mềm Pro Engineer Wildfire 4.0  Khởi động chương trình thiết lập thư mục làm việc - Click chuột vào biểu tượng hình desktop để khởi động phần mềm - Giao diện phần mềm: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC - GVHD : Tào Quang Bảng Thiết lập thư mục làm việc: + Mục đích : Lưu tập tin xây dựng từ phần mềm vào thư mục + Các bước : Từ giao diện phần mềm, click chuột chọn File => Set working directory + Lúc Pro Engineer trình hộp thoại Select Working Directory, yêu cầu chọn tạo thư mục làm việc Ở đây, ta chọn thư mục hình nhấn OK : SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC - GVHD : Tào Quang Bảng Hộp thoại Holeset xuất => Chọn lỗ => OK => Done/Return Để mô phỏng, ta chọn Play Path => Screen Play Hộp thoại Play Path xuất : click để mô phỏng: Đường chạy dao: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng o Khoét lỗ: - Trong hộp thoại Menu Manager, Click chọn Machining => NC Sequence => New Sequence => Volume => Done - Đánh dấu tick vào ô : Name, Tool, Parameters, Volume - Điền thông số dao: - Chế độ cắt: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC - Đường chạy dao: - Vát mép: GVHD : Tào Quang Bảng +Thông số dao SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Chế độ cắt: + Đường chạy dao:  Bước SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC - GVHD : Tào Quang Bảng Khoét: + Thông số dao: + Chế độ cắt: + Đường chạy dao: - Vát mép: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Thông số dao: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Chế độ cắt: + Đường chạy dao: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC 3.3.2 GVHD : Tào Quang Bảng Nguyên công  Phay thơ mặt đầu lại: + Thơng số dao: + Chế độ cắt: + Đường chạy dao: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng  Phay tinh: + Thông số dao: +Chế độ cắt: + Đường chạy dao:  Vát mép lỗ Ø21 SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Thông số dao + Chế độ cắt: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Đường chạy dao:  Vát mép lỗ Ø47 + Thông số dao: - - SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Chế độ cắt: + Đường chạy dao: - SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng  Khoan lỗ Ø4 + Thông số dao: + Chế độ cắt: + Đường chạy dao: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trần Đức Q Giáo trình cơng nghệ CNC, Nhà xuất giáo dục, 2008 [2] Trần Thế San Sổ tay lập trình CNC, Nhà xuất Đà Nẵng, 2006 [3] Tạ Duy Liêm Máy công cụ CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2001 [4] GS.TS Trần Văn Địch Công nghệ máy CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2000 SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng MỤC LỤC SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: ... bước công nghệ, nguyên công 2.3.1 Nguyên công 1: + Bước 1: Phay mặt đầu Sơ đồ gá đặt SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng + Bước 2: Gia công. .. 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC - Dùng lệnh Extrude để vẽ tiếp hình dưới: - Dùng lệnh Hole để tạo lỗ SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C GVHD : Tào Quang Bảng Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC... Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC GVHD : Tào Quang Bảng Ta chọn số liệu hình click vào tick xanh: Ta hình: SVTH : Dương Văn Thái – Lớp : 15C1C Trang: Đồ án công nghệ CAD/CAM/CNC -