Ứng dụng phần mềm catia trong thiết kế và lập trình gia công trục bơm nước của động cơ xe máy trên máy tiện CNC

ĐÀO NGỌC PHƯƠNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY ĐÀO NGỌC PHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRỤC BƠM NƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ XE MÁY TRÊN MÁY TIỆN CNC LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY CHUYÊN SÂU: SƯ PHẠM KỸ THUẬT CƠ KHÍ KHỐ 2008 -2010 Hà Nội- 2010 PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Hiện nay, thị trường xe gắn máy Việt Nam có nhiều hãng xe mơtơ Nhìn chung sử dụng nhiều dịng xe số tự động, xe tay dịng xe tay ga sử dụng công nghệ phun xăng điện tử Hãng xe máy Honda cho đời xe tay ga SH, @, Dylan, PS sử dụng phương pháp làm mát động dung dịch quạt gió Dòng xe sản xuất nhập vào thị trường Châu Âu nhập thị trường Việt Nam ưa chuộng Qua trao đổi với chuyên gia lĩnh vực sửa chữa môtô, xe máy, thị trường xe SH, @, Dylan, PS sau làm việc khoảng đến năm (≈ 30.000 Km) nhiệt độ nước làm mát động tăng cao vượt mức giới hạn cho phép (định tính: kim báo nhiệt độ nước làm mát tăng vào giới hạn vạch đỏ định lượng: đèn đỏ sáng liên tục mặt đồng hồ sau nổ máy) Nếu không sửa chữa kịp thời làm cho dầu bơi trơn động ngồi vỏ động qua lỗ cơng nghệ khu vực đặt bơm nhớt Nguyên nhân: - Trục bơm nước làm mát làm thép thường nên làm việc mơi trường hóa chất nhiệt độ cao nên trục bơm bị ơxi hóa dẫn đến bị gỉ bề mặt, lớp ơxi hóa bề mặt trục bơm văng khỏi bề mặt làm việc làm tắc hệ thống làm mát động - Dung dịch có lẫn hạt kim loại làm đến phá hủy phớt nước làm mát, phớt dầu, cánh trục bơm Để sữa chữa nhược điểm trên, cửa hàng sửa chữa xe máy tự chế tạo số trục bơm để thay trục bơm bị hỏng Các trục bơm làm mát chế tạo từ thép C45, thép không gỉ Trang Trục bơm chế tạo thép C45 sau thay tượng hỏng trục bơm xảy nhanh so với trục bơm nguyên xe Trục bơm chế tạo thép không gỉ hoạt động khắc phục nhược điểm ơxi hóa bề mặt phá hủy phớt nước, phớt dầu Ngun nhân chủ yếu độ xác khơng cao nên sau thay không lâu (500- 800 Km) xe xảy tượng hỏng hóc Là giáo viên dạy nghề Nguội sửa chữa máy công cụ Tôi thấy để thay trục bơm làm mát dòng xe SH, @, Dylan, PS nguyên nhân dẫn đến hỏng trục bơm : - Do vật liệu chế tạo trục bơm không phù hợp với điều kiện làm việc môi trường dung dịch làm nguội có hóa chất nhiệt độ cao (khoảng 120ºC) - Do thiết bị gia cơng trình độ cơng nghệ nên độ xác kích thước, yêu cầu dung sai (đồng tâm, độ đảo hướng kính) khơng đạt, tính lắp lẫn Chính nên Tác giả lựa chọn đề tài “Ứng dụng phần mềm CATIA thiết kế lập trình gia công trục bơm nước động xe máy máy tiện CNC” II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU XuÊt ph¸t từ đề tài nghiên cứu, luận văn có nội dung sau: - Nghiên cứu tổng quan điều khiển số công nghệ CNC - iu tra kho sát, lựa chọn vật liệu gia công trục bơm hợp lý - Giíi thiƯu phÇn mỊm CATIA - Tỉng quan vỊ m¸y tiƯn CNC Hwacheon HI- ECO 21HS - øng dụng phần mềm CATIA để thiết kế, lập trình gia công trục bơm làm mát động xe máy m¸y tiƯn CNC Hwacheon HI- ECO 21HS Trang III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Tìm hiểu khai thác phần mềm CATIA V5R19 - Thiết kế theo mu trục bơm làm mát động xe ga - Sử dụng máy tiện CNC để gia công chế tạo trục bơm làm mát b»ng vËt liÖu SUS304 ViÖc nghiên cứu thực nghiệm tiến hành với điều kiƯn sau: - M¸y thùc nghiƯm: m¸y tiƯn CNC HWACHEON HI-ECO 21HS (Hn Quốc) - Vật liệu gia công thép SUS304 - Đối tượng gia công trục bơm nước động xe máy có sử dụng phng pháp làm mát động dung dịch IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Trong trình nghiên cứu tác giả làm việc hướng dẫn PGS.TS Nguyn Vit Tip - Nghiên cứu lý thuyết để tìm hiểu ảnh hưởng điều kiện làm việc đến trục b¬m xe tay ga (khảo sát thực tế xe Dylan) - Luận thực tiễn: dựa sở số liệu thu thập, quan sát ®Ĩ thiÕt kÕ đưa vào ch to thử vật liệu SUS304 tiến tới gia công sản phẩm phục vụ thị trường - Thực nghiệm máy Tiện CNC để gia công sản phẩm - Dùng dụng cụ đo đồ gá để kiểm tra sản phẩm sau gia công V Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CA LUN VN ý NGHĩA KHOA HọC: Bằng cách nghiên cứu sở lý thuyết kết hợp với điều tra khảo sát, luận văn đà làm rõ nguyên nhân dẫn đến hỏng hóc trục bơm Từ đưa vật Trang liệu chế tạo công nghệ tối ưu để chế tạo trục bơm cách hợp lý đạt yêu cầu kỹ thuật ý NGHĩA THựC TIễN : Kết nghiên cứu thay đổi vật liệu chế tạo trục bơm ứng dụng công nghệ CAD/CAM để gia công chế tạo hoàn thành 90% sản phẩm trục bơm có ý nghĩa thực tiễn sản xuất sau: - Khắc phục nguyên nhân hỏng trục bơm dòng xe tay ga (SH, PS, Dylan, @) Đây yếu tố có ý nghĩa lớn đối người sử dụng dòng xe tay ga nói - Trục bơm có khả làm việc môi trường hóa chất nhiệt độ cao - ứng dụng phần mềm CATIA để gia công trục bơm đạt yêu cầu kỹ thuật mà vẽ thiết kế đặt Trang CHNG 1: GII THIU PHẦN MỀM CATIA 1.1 Tổng quan phần mềm CAD/CAM đại CAD – Computer Aided Design : Thiết kế trợ giúp máy tính CAM – Computer Aided Manufacturing: Sản xuất trợ giúp máy tính CAD xuất vào trước năm 1960, với tư cách cơng cụ vẽ (Drafting Tool) Vì vậy, trước CAD coi “cây bút chì điện tử” (electronic Pencil) Cho đến năm 80 kỷ trước, vẽ chức phần mềm CAD Các công cụ vẽ không ngừng cải tiến bổ xung thêm tiện ích khiến cho cơng việc vẽ tiến hành nhanh chóng hơn, xác giúp cho việc quản lý, trao đổi tài liệ thiết kế dễ dàng Với chức vẽ theo tên goi ban đầu, CAD công cụ trợ giúp vẽ máy tính điện tử (Computer Aided Draffting) Theo thời gian CAD đuợc phát triển theo hướng: - Một mặt, CAD tích hợp thêm nhiều chức Với tính đồ họa đặc trưng mình, CAD trở thành mơi trường phát triển cơng cụ tính tốn, phân tích, sản xuất (như tính tốn động học, động lực học cấu, tính tốn khí động, nhiệt, từ, rung động việc lập trình, quản lý quy trình cơng nghệ gia cơng máy CNC,…) Nói cách khác, CAD ngày tích hợp thêm chức nhờ chức CAD trở thành công cụ vô hữu dụng cho kỹ sư thiết kế Các thuật ngữ CAE (Computer Aided Engineering) hay CAM (Computer Aided Manufacturing) trở nên ngày quyen thuộc gần gũi người làm kỹ thuật Có thể nói có chức khác phần mềm CAE CAM có đặc điêm trung chúng phát triển môi trường đồ họa CAD sử dụng trực tiếp liệu đồ họa CAD Một cách tự nhiên, nhiều hệ CAD, CATIA (IBM), Pro/Engineer (của PTC), Cimatron (Cimatron Coporation),…đã tích hợp Trang nhiều cho nhiều chức CAM CAE Chúng thực trở thành phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE - Mặt khác, số hãng sản xuất phần mềm CAD khác, Autodesk (Với phần mềm Mechanical Desktop Inventor), Solid Works…, tạo môi trường mở, cho phép khuyến khích tất nhà phát triển sử dụng liều công cụ điều hành CAD để tạo phần mềm CAM CAE khác Chiến lược hợp tác sở chuyên mơn hóa cho phép tạo sản phẩm phần mềm có chất lượng cao, giá thành hạ giải phóng cho khách hàng khỏi lệ thuộc vào vài hệ định Dù cách chức CAM CAE phát triển CAD Nếu không phân biệt cách rạch ròi chức CAD,CAM hay CAE hãng phần mềm tạo quan niệm CAM CAE thực chất phát triển CAD Và với quan niệm nói phần mềm CAD đại tích hợp thêm chức CAM CAE 1.1.1 Các chức hệ CAD đại 1.1.1.1 Chức mơ hình hóa Với hệ CAD đại, mơi trường làm việc kỹ sư thiết kế vẽ (Drawing) mà mơ hình (Model) Bản vẽ ngơn ngữ kỹ sư, chứa hình chiếu, hình cắt, mặt cắt, giải theo quy ước chuyên môn mà người kỹ sư hiểu dùng để lưu trữ trao đổi thông tin với Bản vẽ thực chất tài liệu chết Khi phần mềm CAD đại, đối tượng làm việc mơ hình thiết kế Trên sở hình học 3D, mơ hình dễ dàng quan sát, xoay chuyển theo góc độ cự ly khác nhau, tính tốn xác định tài ngun chi tiết thật thơng qua mơ hình cách nhanh chóng, chi tiết lắp ráp thành cụm chi tiết, thành sản phẩm mơ q trình hoạt động, q trình phân tích trực quan tường minh Trang 1.1.1.2 Chức vẽ Tạo vẽ kỹ thuật chức thiếu phần mềm CAD Các phần mềm CAD hỗ trợ công cụ giúp tạo vẽ kỹ thuật a Dùng chức Sketch Sketch cơng cụ phác thảo, có nhiệm vụ tạo Profile 2D 3D để từ hình thành mơ hình vật đặc (Solid) bề mặt (Surface) Tuy nhiên, kế thừa công cụ vẽ CAD truyền thống, lại bổ xung công cụ tham số hóa, sketcher CAD đại trở thành công cụ vẽ mạnh linh hoạt để tạo vẽ kỹ thuật Người ta thường dùng công cụ sketcher để tạo vẽ đơn giản b Tạo vẽ từ mơ hình Trong CAD đại, vẽ biểu ngôn ngữ mơ hình Vì vậy, cách thơng thường đẻ tạo vẽ xuất trực tiếp hình chiếu, hình cắt từ mơ hình Vì vậy, ngồi cách gọi thơng thường (Draw), vẽ cịn có tên gọi khác Layout Từ mơ hình tạo nhanh chóng hay nhiều vẽ Giữa mơ hình vẽ tạo lại có mối liên hệ qua lại Mỗi thay đổi từ mơ hình tự động cập nhật sang vẽ ngược lại 1.1.1.3 Chức phân tích Đó chức tính tốn động học, động lực học, nhiệt, ứng xuất, biến dạng, rung động, …của chi tiết, cấu thiệt bị hay hệ thống Trên sở phương pháp phần tử hữu hạn, mô hình, đối tượng phân tích tùy theo hình dạng hình học phân tích tạo lưới phần tử hữu hạn cách hợp lý Phần mềm cung cấp cho người sử dụng tất tài nguyên để xây dựng nên đề cho trính phân tích, bao gồm việc xác định vật liệu, xác định thành phần yếu tố tác động vào mơ điều kiện biên lực, áp xuất, chuyển vị, nhiệt…vv thông qua thông số nhập vào theo yêu cầu toán Các tài nguyên tùy biến theo phương pháp phân tích giải pháp khác mà phần mềm cung cấp Các giải pháp kể đến như: phân tích Trang cấu trúc (structure), phân tích q trình truyền nhiệt (Therm), phân tích dao động (Vibration)…Q trình phân tích thực chất sử lý số liệu nhập vào theo nhiều ngun tắc cơng thức thực nghiệm để đưa kết phân tích mà ta mong muốn Kỹ thuật đồ họa CAD đại giúp cho nguời dùng có nhìn trực quan tường minh kết thu nhận 1.1.1.4 Chức CAM CAM xuất cách độc lập với CAD, nhằm mục đích riêng trợ giúp lập trình cho máy NC.Xu huớng tích hợp CAD/CAM nảy sinh từ năm 70 kỷ trước để tận dụng môi trường đồ họa hấp dẫn CAD Hiện phần lớn hệ CAD đại có chức CAM trở thành hệ tích hợp CAD/CAM 1.1.2 Những cơng nghệ CAD Các phần mềm CAD 2D (như AutoCAD) buộc người dùng phải nhập xác kích thước quan hệ hình học đối tượng vào vẽ Điều khơng thể thực chưa có vẽ hồn chỉnh Vì vậy, chức vẽ dù tốt đến đâu khơng thể đảm bảo cho CAD cơng cụ trợ giúp thiết kế thực Muốn có mơi trường thiết kế phải có CAD 3D với chức mơ hình hóa phân tích mạnh với công nghệ thiết kế Các công nghệ đảm bảo cho người kỹ sư thiết kế theo “Quy trình thuận” sơ đồ sau Phác Lập Tính Kiểm Chỉnh thảo mơ tốn Nghiệ sửa Hình 1.1- Quy tình thiết kế thuận Các hệ CAD đại sử dụng cơng cụ mơ hình hóa 3D, tích hợp công nghệ sau: Trang 1.1.2.1 Thiết kế theo tham số (Parametric Design) Với công nghệ này, thay phải vẽ xác từ đầu (điều khó thực hiện), ta bắt đầu với việc phác thảo chi tiết, sau xác hóa cách gán kích thước liên kết hình học cho đối tượng Cũng gán mối quan hệ cho yếu tố hình học để thay đổi yếu tố yếu tố khác tự động thay đổi theo Công nghệ thiết kế theo tham số tạo cho CAD yếu điểm sau: - Giúp cho người thiết kế hình thành thể ý tưởng thiết kế theo quy luật tự nhiên trình tư duy: Đi từ phác thảo ý đồ đến xác hóa mơ hình xuất tài liệu thiết kế dạng vẽ (Drawing) - Tạo cho trính thiết kế mềm dẻo, linh hoạt Các sản phẩm thiết kế sửa đổi cách dễ dàng, giai đoạn - Dễ kế thừa kết có Nhờ cơng nghệ mà người dùng tự tạo thư viện chi tiết kết cấu máy cho riêng sử dụng chúng cách hiệu - Giữ mối liên kết mơ hình tài liệu thiết kế 1.1.2.2 Thiết kế hướng đối tượng (Feature Based Design) Công nghệ đánh dấu bước tiến lớn cơng nghệ CAD Thay làm việc với đối tượng đơn giản, đường thẳng, cung trịn, kích thuớc,…rời rạc, người dùng làm việc trực tiếp với bề mặt (phẳng, trụ, rãnh then…vv) với chi tiết cụm lắp ráp Nhờ tạo mối ghép, khớp, cặp truyền động giới thực Nhờ đối tượng quản lý chặt chẽ theo tên gọi theo số lượng, việc tạo sở liệu xuất bảng danh mục sản phẩm vẽ lắp thuận tiện dễ dàng, xác Đối tượng sở dùng CAD đại Feature (Đặc tính) Từ đặc tính hình thành chi tiết máy, cụm lắp sản phẩm lắp ráp hồn chỉnh Trang 4.3 LẬP TRÌNH GIA CƠNG CHI TIẾT TRỤC BƠM 4.3.1 Xuất chương trình gia cơng NC Trên thư mục tiến trình, kích phải chuột chọn thư mục Manufaturing Program.1, chọn thư mục Manufacturing Program.1 Object Trên menu sổ xuống, kích chọn biểu tượng Generate NC Code Interactively (Hình 6.45): Hình 4.48 Hộp thoại Generate NC Output Interactively xuất cho phép người lập trình thực kết xuất chương trình gia cơng Hình 4.49 Tại trang In/Out, mục lựa chọn dạng liệu NC cần xuất (NC data type) Kích chọn NC Code Trong mục Output File, kích chọn tuỳ biến Store at the Trang 74 same location as the CATProcess để xuất file NC thư mục chứa File liệu chương trình Kích chọn trang NC code để thực thiết lập chương trình theo điều khiển máy CNC Theo thông tin catalog máy trình bầy theo hình Máy CNC gia cơng sử dụng điều khiển Fanuc Oi Mate TC Do vậy, mục IMS PostProcessor file, lựa chọn định dạng Fanuc0 Sau kích chọn Execute để xác nhận lựa chọn đồng thời tiến hành tạo chương trình NC Cuối cùng, hộp thoại Manufacturing Information xuất thông báo cho trình xử lý liệu xây dựng chương trình thành cơng Hình 4.50 Hình 4.51 Trang 75 Hình 4.52 4.3.2.Chương trình NC gia cơng chi tiết trục bơm làm mát động xe máy Đầu ren M7x1 (Lắp cánh bơm) Đầu trơn (Lắp rãnh chuyển động) G55; G54; G28 U0; G28 U0; G53 Z-250.0; G53 Z-250.0; G0 T0404; G0 T0404; G97 S1500 M03; G97 S1500 M03; / M08; / M08; G00 X16.0 Z0; G00 X16.0 Z0; G01 X-1.0 F0.1; G01 X-1.0 F0.1; G0 X14.5 Z5.0; G0 X14.5 Z5.0; G71 U0.3 R0.5; G71 U0.3 R0.5; G71 P10 Q20 U0.2 W0.05 F0.15; G71 P10 Q20 U0.2 W0.05 F0.15; N10 G01 X9.0 Z5.0; N10 G01 X6.0 Z5.0; G01 Z0; G01 Z0; G01 X9.8 Z-0.5; G01 X7.0 Z-0.5; G01 X9.8 Z-30.5; G01 X7.0 Z-14.0; G01 X10.0; G01 X13.0; G01 Z-42.5; G01 Z-32.0; Trang 76 N20 G01 X15,0; N20 G01 X15.0; G28 U0; G28 U0; G53 Z-250.0; G53 Z-250.0; M01; M01; ; ; N2; N2; G55; G54; G28 U0; G28 U0; G53 Z-250; G53 Z-250.0; G0 T0404; G0 T0404; G97 S1800 M03; / M08; /M08; G0 X16.0 Z5.0; G0 X16.0 Z5.0; G70 P10 Q20 F0.1; G70 P10 Q20 F0.1; G28 U0; G28 U0; M09; M09; G40; G40; M09; G53 Z-250.0; G53 Z-250.0; M01; M05; ; M00; N3; ; G55; N3; G28 U0; G54; G53 Z-250.0; G28 U0; G0 T0909; G53 Z-250.0; Trang 77 G97 S500 M03; G0 T0303; /M08; G97 S700 M04; G0 X12.0 Z-34.4; /M08; G01 X12.0 Z-34.4; G0 X7.5 Z10.0; G01 X8.0 F0.08; G76 P021060; G04 X1.0; G76 X5.8 Z-13.0 Q600 Q150 F1.0; G01 X12.0 F0.15; G28 U0; G28 U0; M09; G53 Z-250; G53 Z-250.0; M05; M05; M30; M03; % % Bảng 7: Chương trình NC gia cơng trục bơm Trang 78 KẾT LUẬN HiƯn dịng xe tay ga SH, @, Dylan, PS sử dụng phương pháp làm mát động dung dịch quạt gió, nhiều xe sau làm việc ≈ 30.000 Km nhiệt độ nước làm mát động tăng cao vượt mức giới hạn cho phép, nguyên nhân trục bơm làm mát bị hỏng, không sửa chữa kịp thời làm cho dầu bơi trơn động ngồi vỏ động qua lỗ cơng nghệ khu vực đặt bơm nhớt Xuất phát từ thực tiễn đề tài nghiên cứu đưa số kết luận sau: Trục bơm nước làm mát động dòng xe tay ga (SH, @, Dylan, PS) bị lỗi vật liệu chế tạo chưa hợp lý Trục bơm làm vật liệu thép thường chịu mơi trường hóa chất nhiệt độ cao Sử dụng vật liệu thép không gỉ SUS304 để chế tạo trục bơm nước làm mát động xe tay ga để thay đặc tính ưu điểm Thiết kế lập trình gia công trục bơm nước làm mát động xe tay ga phần mềm CATIA Sử dụng máy tiện CNC có hỗ trợ phần mềm CATIA gia công trục bơm nước làm mát động xe tay ga đạt yêu cầu thiết kế Bằng cách nghiên cứu sở lý thuyết kết hợp với điều tra khảo sát, luận văn làm rõ ngun nhân dẫn đến hỏng hóc trục bơm Từ đưa vật liệu chế tạo cơng nghệ tối ưu để chế tạo trục bơm cách hợp lý đạt yêu cầu kỹ thuật Kết nghiên cứu thay đổi vật liệu chế tạo trục bơm ứng dụng công nghệ CAD/CAM để gia công chế tạo hồn thành 90% sản phẩm trục bơm có ý nghĩa thực tiễn sản xuất: Trang 79 - Khắc phục nguyên nhân hỏng trục bơm dòng xe tay ga (SH, PS, Dylan, @) Đây yếu tố có ý nghĩa lớn người sử dụng dịng xe tay ga nói - Trục bơm có khả làm việc mơi trường hóa chất nhiệt độ cao * Một số kiến nghị: - Các thí nghiệm nghiên cứu luận văn thực thời gian ngắn nên chưa nghiên cứu tới yếu tố cánh bơm làm ảnh hưởng đến cố hỏng hệ thống làm mát dòng xe tay ga có sử dụng phương pháp làm mát dung dịch Cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu ảnh hưởng cánh bơm để nâng cao hiệu bơm làm mát động xe tay ga - Kết luận văn tài liệu để chuyên gia sửa chữa xe máy lựa chọn công nghệ gia công trục bơm làm vật liệu thép SUS304 thay sửa chữa trục bơm Trang 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TS Vũ Hoài Ân Cơ sở kỹ thuật CNC Tiện Phay, Nhà xuất KH&KT 2009 GS.TS Trần Văn Địch Công nghệ CNC, Nhà xuất KH&KT , 2009 GS.TS Trần Văn Địch, PGS.TS Ngơ Trí Phúc Sổ tay mác thép giới Nhà xuất KH&KT 2003-2006 PGS.TS Nguyễn Đắc Lộc, PGS.TS Tăng Huy Điều khiển số công nghệ máy điều khiển số CNC, Nhà xuất KH&KT 1996 PGS.TS Tạ Duy Liêm Kỹ thuật điều khiền - điều chỉnh lập trình khai thác máy cơng cụ CNC, Nhà xuất KH&KT, 2008 PGS.TS Nguyễn Viết Tiếp Giáo trình máy tiện gia cơng máy tiện, Nhà xuất giáo dục Thanh Tâm, Quang Huy, Lê Thuận Thiết kế khí điện tử mô Catia visual nastran, Nhà xuất Hồng Đức Phần Help phần mềm CATIA TS Nguyễn Hữu Lộc – Mechanical Desktop – NXB TPHCM 10 Các trang Website Catia Training 11 Các giảng Thiết kế cơng nghệ khí linh hoạt có trợ giúp máy tính, Bài giảng cơng nghệ CNC, Bài giảng máy điều khiển theo chương trình số… thầy PGS.TS Trần Văn Địch, PGS Nguyễn Trọng Bình, PGS Nguyễn Viết Tiếp, PGS Trần Xuân Việt, PGS.TS Tạ Duy Liêm- Đại Học Bách Khoa Hà Nội Trang 81 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .2 III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU V Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CATIA .5 1.1 Tổng quan phần mềm CAD/CAM đại .5 1.1.1 Các chức hệ CAD đại 1.1.1.1 Chức mô hình hóa .6 1.1.1.2 Chức vẽ 1.1.1.3 Chức phân tích 1.1.1.4 Chức CAM .8 1.1.2 Những công nghệ CAD 1.1.2.1 Thiết kế theo tham số (Parametric Design) .9 1.1.2.2 Thiết kế hướng đối tượng (Feature Based Design) 1.1.3 Phương thức chuyển đổi liệu hệ phần mềm 10 1.1.3.1.Truyền thông trực tiếp 11 1.1.3.2 Truyền thông tiêu chuẩn – dịch gián tiếp 11 1.2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍCH HỢP CAD/CAM/CAE CATIA 16 1.2.1 Lịch sử đời phát triển phần mềm CATIA 16 1.2.2 Tình hình sử dụng CATIA giới 18 1.2.3 Tình hình sử dụng CATIA Việt Nam 20 CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC ĐẾN SỰ ĂN MÒN TRỤC BƠM XE TAY GA 23 2.1 HIỆN TƯỢNG : 23 2.2 ĐIỀU TRA KHẢO SÁT THỊ TRƯỜNG 23 2.3 NGUYÊN NHÂN : 25 2.4 CHỌN VẬT LIỆU SUS 304 ĐỂ CHẾ TẠO 26 2.4.1 Lịch sử đời: 26 Trang 82 2.4.2 Phân loại: 28 2.4.3 Đặc tính thép khơng gỉ SUS 304 29 2.4 KẾT LUẬN 31 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG THIẾT KẾ TRỤC BƠM NƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ XE MÁY 32 3.1 CÁCH TRUY CẬP VÀO CATIA 32 3.2 CÁC BƯỚC THIẾT KẾ 36 3.2.1 Phần đầu ren M7x1 Trái (Lắp cánh bơm) 36 3.2.2 Đầu trục không ren (Lắp khớp chuyển động) 42 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRỤC BƠM NƯỚC LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ XE MÀY TRÊN MÁY TIỆN CNC HWACHEON HI- ECO 21HS (HÀN QUỐC) 49 4.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY TIỆN CNC HWACHEON HI-ECO 21HS 49 4.1.1 Khả làm việc máy kích thước: 49 4.1.2 Ụ trước máy 49 4.1.3 Tiện ren ăn dao .50 4.1.4.Ụ sau 50 4.1.5 Động cơ: 50 4.1.6 Kích thước trọng lượng 50 4.1.7 Đồng thiết bị 50 4.2 ỨNG DỤNG CATIA LẬP TRÌNH GIA CÔNG TRỤC BƠM 51 4.2.1 Chuyển phần thiết kế chi tiết môi trường Part Design (gồm Part Stock) sang môi trường gia công 51 4.2.2 Chọn máy gia công, hệ trục toạ độ, phôi, chi tiết 52 4.2.3 Tiến hành gia công đầu trục ren (Lắp cánh bơm) 55 4.2.4 Tiến hành gia công đầu trục không ren (Lắp khớp chuyển động) 65 4.3 LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT TRỤC BƠM 74 4.3.1 Xuất chương trình gia cơng NC .74 4.3.2.Chương trình NC gia công chi tiết trục bơm làm mát động xe máy .76 KẾT LUẬN .79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 Trang 83 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Cửa hàng sửa chữa xe mô tô 21 Cửa Đông, Chuyên gia môtô Phạm Gia Tứ cho biết số xe máy tay ga sửa chữa tháng 6, tháng 7/2010 sau: 23 Bảng 2: Cửa hàng sửa chữa xe môtô ngõ 127 Văn Cao, Kỹ thuật viên Nguyễn Văn Quyết cho biết số xe máy tay ga sửa chữa tháng 6, tháng 7/2010 sau: 24 Bảng 3: Cửa hàng sửa chữa xe mơtơ 267 Chợ Hịa Bình , Nhân viên viết phiếu bảo dưỡng xe Lương Thu Hà cho biết số xe máy tay ga sửa chữa tháng 6, tháng 7/2010 sau: 24 Bảng Tổng kết bảng điều tra ta có số liệu sau : 25 Bảng (Phần A) Tính chất so sánh họ thép không gỉ 30 Bảng Mác thép thành phần hóa học % theo trọng lượng thép khơng gỉ trịn [CNS3270-1986], sổ tay Thép giới, NXB KH KỸ THUẬT 2006 31 Bảng 7: Chương trình NC gia cơng trục bơm 78 Trang 84 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Quy tình thiết kế thuận Hình3.1 Cách vào chương trình CATIA 32 Hình 3.2 Truy nhập chương trình CATIA .33 Hình 3.3 Vào thiết kế product Mechanical Densign 33 Hình 3.4 Màn hình đồ họa CATIA 34 Hình 3.5 Kích hoạt vào mặt phẳng YZ .35 Hình 3.6 Phác thảo chi tiết phần đầu ren M7 36 Hình 3.7 Thiết kế 3D 36 Hình 3.8 Thiết kế 3D 37 Hình 3.9 Bản vẽ thiết kế 3D trục bơm 37 Hình 3.10 Cây mơ tả q trình thiết kế chi tiết trục bơm 38 Hình 3.11 Trước ẩn hiển thị 3D 39 Hình 3.12 Sau ẩn hiển thị 3D 39 Hình3.13 Đặt tên cho chi tiết 40 Hình 3.14 Tạo phơi cho chi tiết 40 Hình 3.15 Chọn mặt phẳng thiết kế phôi 41 Hình 3.16 Tạo hình vẽ 3D với phơi 41 Hình 3.17 Đặt tên cho phôi .42 Hình 3.18 Thiết kế 2D đầu trục trơn 42 Hình 3.19 Thiết kế 3D đầu trục trơn 43 Hình 3.20 Bản vẽ mơ hình 3D trục trơn 43 Hình 3.21 Cây thiết kế mơ hình 3D trục trơn 44 Hình 3.22 Đầu trục trơn trước ẩn 3D 44 Hình 3.23 Đầu trục sau trước ẩn 3D 45 Hình 3.24 Đặt tên cho chi tiết 45 Hình 3.25 Tạo phơi cho chi tiết 46 Hình 3.26 Chọn mặt phẳng thiết kế phơi 46 Hình 3.27 Thiết kế 3D với phôi đầu ren M7 47 Trang 85 Hình 3.28 Đặt tên cho phôi đầu ren M7 47 Hình 3.29 Hồn thiện thiết kế 48 Hình 4.1 Máy tiện CNC HWACHEON HI-ECO 21HS 49 Hình 4.2 Cách vào môi trường gia công tiện 51 Hình 4.3 Giao diện mơi trường gia công tiện 51 Hình 4.4 Chọn File cần gia cơng 52 Hình 4.5 Mở File cần gia công CATIA .52 Hình 4.6 Chọn máy gia cơng 53 Hình 4.7 Chọn máy tiện có trục nằm ngang .53 Hình 4.8 Chọn trục gia công .54 Hình 4.9 Thay đổi tọa độ gia công 54 Hình 4.10 Hồn thiện việc thành lập gia công ban đầu 55 Hình 4.11 Thanh cơng cụ lựa chọn phương án gia cơng tiện 55 Hình 4.12 Lựa chọn biên dạng khỏa mặt đầu 56 Hình 4.13 Hồn thiện lựa chọn biên dạng 57 Hình 4.14 Chọn chiều dày cắt 57 Hình 4.15 Lựa chọn dao gia công .58 Hình 4.16 Lựa chọn mảnh hợp kim 58 Hình 4.17 Lựa chọn thơng số tốc độ cắt 59 Hình 4.18 Lựa chọn chương trình tiện thơ 59 Hình 4.19 Lựa chọn thơng số hình học gia cơng 60 Hình 4.20 Chọn dao gia cơng 60 Hình 4.21 Chọn mảnh hợp kim 61 Hình 4.22 Chọn chương trình tiện tinh .61 Hình 4.23 Lựa chọn thơng số hình học gia công 62 Hình 4.24 Chọn mảnh hợp kim 62 Hình 4.25 Chọn chương trình tiện ren 63 Hình 4.26 Chọn dao gia cơng 63 Hình 4.27 Chọn mảnh hợp kim 64 Trang 86 Hình 4.28 Lựa chọn thông số gia công .64 Hình 4.29 Lựa chọn phần gia công tiện 65 Hình 4.30 Lựa chọn gia cơng khỏa mặt đầu .66 Hình 4.31 Chọn dao gia cơng 66 Hình 4.32 Chọn mảnh hợp kim 67 Hình 4.33 Chọn thơng số gia công 67 Hình 4.34 Chọn chương trình tiện thơ 68 Hình 4.35 Lựa chọn thơng số hình học gia cơng 68 Hình 4.36 Chọn dao gia cơng 69 Hình 4.37 Chọn mảnh hợp kim 69 Hình 4.38 Chọn chương trình tiện tinh .70 Hình 4.39 Lựa chọn thơng số hình học gia cơng 70 Hình 4.40 Chọn mảnh hợp kim 70 Hình 4.41 Chọn chương trình tiện rãnh 71 Hình 4.42 Chọn biên dạng tiện rãnh 71 Hình 4.43 Chọn dao gia cơng 72 Hình 4.44 Chọn mảnh hợp kim 72 Hình 4.45 Lựa chọn thơng số gia công .72 Hình 4.46 Thao tác chọn mơ 73 Hình 4.47 Chạy chương trình mơ 73 Hình 4.48 Thao tác xuất chương trình NC 74 Hình 4.49 Lựa chọn mã code NC .74 Hình 4.50 Chọn điều khiển Fanuc 75 Hình 4.51 Hồn tất việc xuất chương trình NC 75 Hình 4.52 Trang NC code chương trình .76 Trang 87 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CAD Computer Aided Design CAM Computer Aided Manufacturing CAE Computer Aided Engineering CIM Computer Intergrated Manufacturing NC Numerical Control CNC Computer Numerical Control CU Control Unit MCU Machine Control Unit PTP Point to Point CLU Control Loop Unit DPU Data Processing Unit MDI Manual Data Input DNC Direct Numerical Control DXF Data Xtrange Format IGES Initial Graphics Exchange PDES Product Data Exchange Specification PPR Process Product Resources PO Part Operation Trang 88 ... Trang 48 CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG LẬP TRÌNH GIA CƠNG TRỤC BƠM NƯỚC LÀM MÁT CỦA ĐỘNG CƠ XE MÀY TRÊN MÁY TIỆN CNC HWACHEON HI- ECO 21HS (HÀN QUỐC) 4.1.TỔNG QUAN VỀ MÁY TIỆN CNC HWACHEON... liệu gia cơng trục bơm hợp lý - Giíi thiệu phần mềm CATIA - Tổng quan máy tiện CNC Hwacheon HI- ECO 21HS - øng dơng phÇn mỊm CATIA để thiết kế, lập trình gia công trục bơm làm mát động xe máy máy... liệu chế tạo trục bơm thép SUS 304 Trang 31 CHƯƠNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG THIẾT KẾ TRỤC BƠM NƯỚC CỦA ĐỘNG CƠ XE MÁY 3.1 CÁCH TRUY CẬP VÀO CATIA Trước hết, truy cập chương trình CATIA Việc