Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật CAD CAM trong chế tạo khuôn mẫu chính xác

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐINH PHÚ CÔNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CAD/CAM TRONG CHẾ TẠO KHN MẪU CHÍNH XÁC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS, TS: TĂNG HUY Phú Thọ, 2013 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Bản luận văn tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu khoa học thực cá nhân, không chép luận văn khác, thực sở nghiên cứu lý thuyết - sử dụng phần mềm solidworks, mastercam hướng dẫn khoa học của: PGS,TS: Tăng Huy Một lần nữa, xin khẳng định trung thực lời cam kết trên, sai tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm chịu hậu khoa nhà trường đề Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Trường Đại học BKHN đặc biệt thầy cô giáo Ban Giám hiệu, Viện Đào tạo sau đại học Viện Cơ khí ln giúp đỡ, tạo điều kiện cho học viên trình học tập bậc cao học nhà trường Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tăng Huy, người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho em nhiệt tâm tận tình giúp đỡ em hoàn thành luận văn thạc sỹ Cuối cùng, em trân trọng cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, giúp đỡ tạo điều kiện công việc thời gian cho em suốt trình làm luận văn Mặc dù cố gắng từ việc nghiên cứu, sưu tầm tài liệu, tổng hợp ý kiến chuyên gia lĩnh vực này, song luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến quý thầy cô giáo bạn Phú Thọ, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn Đinh Phú Công Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sản phẩm nhựa chiếm vị trí quan trọng kinh tế quốc dân, vật liệu nhựa ngày có tính chất ưu việt chất lượng, độ bền… Do mà ngành công nghiệp nhựa phát triển nhanh thời gian qua, kéo theo lĩnh vực tạo hình sản xuất chế tạo sản phẩm từ nhựa phát triển Trong phải kể đến ngành công nghiệp chế tạo khuôn đúc phun cho sản phẩm nhựa đời cho vơ số sản phẩm với đủ kiểu dáng, kích cỡ, chủng loại… phục vụ cho đời sống người Việc chế tạo chi tiết có biên dạng phức tạp kéo theo lịng khn lõi khn phức tạp dẫn đến việc gia công chúng theo phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn Ngồi ra, việc chế tạo lịng khn, lõi khn cịn phụ thuộc nhiều vào trình độ người thợ, thời gian chế tạo khn dài độ xác lịng khn khơng cao Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, công nghệ gia công phát triển mạnh mẽ kéo theo ứng dụng phần mềm vào tự động hóa sản xuất tự động hóa lắp ráp, ứng dụng phần mềm Master Cam, Cimatron, Catia, Proengineer… Việc ứng dụng phần mềm vào sản xuất, đặc biệt lĩnh vực gia công khuôn mẫu lắp ráp tự dộng giải khó khăn trước đem lại hiệu kinh tế cao Ở nước ta, việc sản xuất sản phẩm tư nhựa phục vụ cho đời sống kỹ thuật phát triển mạnh mẽ, số lượng sở sản xuất ứng dụng phương pháp gia công ngày nhiều, gia công chi tiết có biên dạng phức tạp Nắm bắt tình hình đó, em đến định nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phần mềm CAD/CAM master cam thiết kế gia công khuôn cho sản phẩm vỏ kíp nổ ” Đề tài ứng dụng phần mềm CAD/CAM master cam để để thiết kế gia cơng tự động khn nhựa điển hình với sản phẩm vỏ kíp nổ Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tăng Huy tận tình hướng dẫn để em hồn thành đề tài nghiên cứu Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ CAD/CAM 1.0 Giới thiệu chung: Cơng nghiệp ngày tồn với cạnh tranh toàn giới trừ họ đưa sản phẩm có chất lượng tốt hơn, giá thấp thời gian chế tạo ngắn hơn, tính thẩm mỹ cao Vì vậy, họ phải cố gắng sử dụng khả nhớ lớn hơn, tốc độ xử lý nhanh khả giao diện đồ họa dễ sử dụng máy tính để tự động hố phải kết hợp với sản xuất kỹ thuật riêng rẽ không hiệu khác Như làm giảm thời gian giá thành sản phẩm Thiết kế có trợ giúp máy tính (CAD), gia cơng có trợ giúp máy tính (CAM), trợ giúp kỹ thuật (CAE) kỹ thuật sử dụng cho mục đích chu kỳ sản xuất Vì để hiểu vai trị CAD, CAM, CAE, cần xem xét hoạt động chức khác phải hoàn thành thiết kế chế tạo sản phẩm Các hoạt động chức nói đến chu kỳ sản xuất Chu kỳ miêu tả sơ đồ (hình 1.1) Như vậy, chu kỳ sản xuất bao gồm hai phần chính: - Q trình thiết kế (bắt đầu từ nhu cầu khách hàng) - Q trình gia cơng (bắt đầu từ đặc tính thiết kế) Các hoạt động q trình thiết kế chia làm hai phần lớn tổng hợp phân tích Q trình tổng hợp bao gồm hoạt động như: nhận biết cần thiết thiết kế, biểu diễn đặc tính thiết kế, nghiên cứu tính khả thi thơng tin thiết kế có liên quan thiết kế dựa khái niệm Một thiết kế phát triển, q trình phân tích bắt đầu với việc phân tích tối ưu hóa thiết kế như: di chuyển chi tiết không cần thiết, giảm bớt kích thước, chấp nhận sử dụng cân đối hình học Tuỳ thuộc vào đặc tính sử dụng sản phẩm mà q trình phân tích tập trung vào vấn đề như: phân tích ứng suất để kiểm tra bền sản phẩm, việc phân tích kiểm tra tác động để kiểm tra va chạm chi tiết trình lắp ghép… Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Một thiết kế hoàn thành, sau tối ưu hóa cân đối số độ xác, giai đoạn thiết kế bắt đầu Cơng việc chế tạo mẫu tiến hành Ngày cơng nghệ chế tạo mẫu khơng cịn vấn đề khó khăn kỹ thuật nhờ công nghệ tạo mẫu nhanh Công nghệ tạo mẫu nhanh xây dựng nên mẫu việc xếp lớp vật liệu mẫu từ đáy tới đỉnh Vì phương pháp tạo mẫu nhanh xây dựng nên mẫu trực tiếp từ liệu CAD thiết kế Nếu đánh giá thiết kế mẫu nhanh định mà chưa đạt yêu cầu, trình lặp lại với thiết kế Khi đánh giá thiết kế đạt yêu cầu, tài liệu thiết kế chỉnh lý Theo công nghệ truyền thống, tài liệu thiết kế dạng vẽ kỹ thuật đưa đến nơi sản xuất Theo công nghệ CAD/CAM, trình gia cơng bắt đầu với việc lập kế hoạch sản xuất, sử dụng liệu vẽ từ trình thiết kế kết thúc với sản xuất thực tế Lập kế hoạch sản xuất bao gồm cơng đoạn lập quy trình cơng nghệ, chọn máy, chọn vật liệu, lập chương trình gia cơng, thiết kế đồ gá Mối quan hệ lập quy trình cơng nghệ q trình sản xuất tương tự tổng hợp q trình thiết kế gia cơng, địi hỏi phải có kinh nghiệm độ xác Một lập quy trình cơng nghệ hoàn tất, sản phẩm sản xuất kiểm tra theo yêu cầu chất lượng Các chi tiết qua trình kiểm tra chất lượng lắp ghép, kiểm tra chức năng, đóng gói, dán nhãn chở tới khách hàng Trong trình tổng hợp người thiết kế phải lựa chọn tốt thông tin thiết kế có liên quan để nghiên cứu tính khả thi cách sử dụng định dạng liệu việc sử dụng cataloge để điều khiển thông tin chất lượng sản phẩm Chúng ta khơng dễ dàng hình dung cách sử dụng máy tính q trình thiết kế máy tính chưa phải cơng cụ mạnh cho q trình thiết kế, tạo lập thơng minh Mơ hình hóa tham số khả lập trình Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Macro hệ thống Computer-Aided-Drafting, mơ hình hóa hình học sử dụng công việc thiết kế đặc trưng phần mềm CAD Chúng ta sử dụng máy tính q trình phân tích ban đầu q trình thiết kế Thực tế, nhiều phần mềm sử dụng việc phân tích, kiểm tra, phân tích động học… phần mềm gọi CAE Vấn đề đặt với phần mềm CAE việc cung cấp mơ hình phân tích Sẽ khơng có vấn đề mơ hình phân tích thực tự động dựa khái niệm thiết kế Tuy nhiên, mơ hình phân tích khơng giống với việc thiết kế khái niệm thực cách giảm bớt kích thước Mức độ thích hợp phần giảm khác nhau, phụ thuộc vào yêu cầu phân tích độ xác Vì khó để tự động hóa q trình giảm này, theo mơ hình phân tích thường tạo lập tách biệt Đó cách làm thơng dụng để tạo lập hình dạng lý thuyết mơ hình thiết kế việc sử dụng hệ thống vẽ có trợ giúp máy tính hệ thống mơ hình hóa hình học đơi sử dụng khả xây dựng bên gói phần mềm phân tích Các gói phần mềm CAE thường cần đến cấu trúc thể việc bố trí lưới liên kết bên máy tính quản lý thành vùng liệu Nếu gói phần mềm phân tích sử dụng có khả tạo lập lưới cách tự động, phần mềm cần thiết để tạo lập hình dạng đường bao Tuy nhiên lưới phải tạo lập người sử dụng tự động phần mềm Việc tạo lưới gọi mơ hình phần tử hữu hạn Mơ hình phần tử hữu hạn bao gồm điều kiện biên xác định điều kiện bên Nếu cần mẫu thiết kế, tạo mẫu thiết kế sử dụng phần mềm thiết kế nối với máy tạo mẫu nhanh Các gói phần mềm gọi CAM Dĩ nhiên hình dạng mẫu tạo với công nghệ cao loại liệu tương ứng với hình dạng tạo lập mơ hình hóa học hình học Thậm chí làm tốt cách tạo mẫu ảo, thường gọi digital mock-up, mẫu nhanh ảo cung cấp cho thông tin tương tự mẫu thực cơng cụ phân tích Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy sử dụng trình tạo mẫu trở nên đủ mạnh Vì mẫu nhanh ảo có khuynh hướng thay mẫu thực Phần cuối trình thiết kế tạo hồ sơ thiết kế Các thơng số máy tính có khả lưu trữ quản lý hồ sơ thiết kế Cơng nghệ máy tính sử dụng q trình gia cơng Q trình gia cơng bao gồm hoạt động việc lập kế hoạch sản xuất, thiết kế chuẩn bị dạo cụ, vật liệu, lập trình NC, điều khiển máy CNC, điều khiển chất lượng đóng gói Các gói phần mềm gọi CAM Q trình thiết kế Các đặc tính thiết kế Nhu cầu thiết kế Nghiên cứu tính khả thi với thơng tin thiết kế Phân tích Tài liệu thiết kế Lập quy trình cơng nghệ Đánh giá thiết kế Phân tích thiết kế, tối ưu hóa Kế hoạch sản xuất Thiết kế Sản xuất Mơ hình phân tích Quản lý chất lượng Đóng gói Chọn dụng cụ cắt Chọn phơi Tiếp thị Lập trình NC, CNC, DNC Q trình sản xuất Hình 1.1: Chu trình sản xuất Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Khái niệm thiết kế Vận chuyển Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy 1.1 Các định nghĩa CAD, CAM, CAE: 1.1.1 CAD Là thuật ngữ viết tắt Computer-Aided-Design Là kỹ thuật liên quan đến việc sử dụng hệ thống máy tính để trợ giúp việc tạo lập, hiệu chỉnh, phân tích tối ưu hóa thiết kế Vì chương trình máy tính đồ họa máy tính chương trình ứng dụng chức dễ lập trình trình thiết kế gọi CAD Các cơng cụ CAD thay đổi từ cơng cụ hình học để điều khiển hình dạng đến việc tạo chương trình ứng dụng theo yêu cầu khách hàng, việc phân tích tối ưu hóa Các cơng cụ bao gồm việc phân tích sai, tính khối lượng, mơ hình phần tử hữu hạn hiển thị kết phân tích Các vai trị CAD nói đến như: thiết kế, mơ hình hóa hình học, thiết kế chi tiết máy, tạo vẽ sơ đồ mạch điện, kiến trúc… Các đối tượng hình học tạo lập hệ thống CAD sử dụng sở để hình thành nên chức khác hệ thống CAE CAM Đây lợi ích lớn CAD lưu trữ định nghĩa lại cần thiết 1.1.2 CAM Là thuật ngữ viết tắt Computer-Aided Manufacturing Là công nghệ liên quan đến 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 gián tiếp máy tính với thiết bị sản xuất nhà máy Một phạm vi ứng dụng thành công CAM điều khiển số NC Kỹ thuật NC sử dụng câu lệnh lập trình để điều khiển máy cơng cụ như: máy tiện, máy mài, máy phay, đột lỗ… Máy tính tạo khối lượng lớn câu lệnh NC dựa liệu hình học từ định dạng liệu CAD cộng với thông tin phụ cho q trình gia cơng Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Chức quan trọng khác CAM lập trình robot để làm việc dây truyền sản xuất, lựa chọn định vị dao cụ, phôi cho máy NC Ngồi robot cịn thực công việc khác như: hàn lặp ghép di chuyển chi tiết… Lập kế hoạch sản xuất mục đích việc tự động hóa có trợ giúp máy tính Lập kế hoạch sản xuất có khả xác định cách chi tiết bước sản xuất cần thiết để tạo phận chi tiết từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc Thậm chí việc lập kế hoạch sản xuất cách tự động đầy đủ thực tạo lập kế hoạch sản xuất cho chi tiết tương tự có Để thực mục đích cơng nghệ nhóm phát triển để tổng hợp chi tiết tương tự thành họ, nhóm Các chi tiết phân loại tương tự chúng có đặc tính gia cơng chung như: rãnh, hốc, lỗ… Do để phát cách tự động giống chi tiết, định dạng liệu CAD phải chứa đựng thông tin đặc tính Cơng việc thực thành công việc sử dụng mô hình hóa dựa đặc tính thừa nhận đặc tính 1.1.3 CAE Là thuật ngữ viết tắt Computer-Aided Engineering Là kỹ thuật liên quan đến việc sử dụng hệ thống máy tính để phân tích đối tượng hình học CAD Nghiên cứu cách thức hoạt động sản phẩm, người thiết kế điều chỉnh tối ưu hóa q trình Các cơng cụ CAE ứng dụng rộng lớn Ví dụ: sử dụng CAE để xác định đường chuyển động chuyển động liên kết chi tiết máy, phân tích chuyển vị, sử dụng để xác định tải trọng chuyển vị lắp ghép phức tạp thiết bị tự động, mơ thời gian mô hoạt động mạch điện tử phức tạp Phần lớn phương pháp sử dụng việc phân tích kỹ thuật máy tính phương pháp phần tử hữu hạn FEM (the Finite Element Method) Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng để xác định ứng suất biến Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Phay bán tinh lần với dao phay D=4mm với lệnh contour cách chạy dao thông số đặt sau Sau q trình chạy mơ ta chi tiết hồn thành sau gia cơng tinh lần2 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 70 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Sau bước phay bán tinh cịn nhiều góc lượn hốc nhỏ chưa gia công phải tiến hành gia cơng nốt dao có đường kính 2mm Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 71 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Sau có chương trình gia cơng tự động ta xuất file NC đưa vào máy gia cơng Trích đoạn trương trình NC lần gia công phần gia công khuôn % O0000 (PROGRAM NAME - NC BUOC KHUON CAI ) (DATE=DD-MM-YY - 21-05-13 TIME=HH:MM - 11:57 ) N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 ( 12 BULL ENDMILL RAD TOOL - 145 DIA OFF - 145 145 DIA - 12 ) N104 T145 M6 N106 G0 G90 G54 X-6 Y-83.844 A0 S3500 M3 N108 G43 H145 Z-68.748 N110 Z-88.748 N112 G1 Z-95.248 F4 N114 X229.07 N116 G0 Z-90.248 N118 Z-70.248 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 72 LEN - Luận văn thạc sĩ khoa học N120 N122 N124 N126 N128 N130 N132 N134 N136 N138 N140 N142 N144 N146 N148 N150 N152 N154 N156 N158 N160 N162 N164 N166 N168 N170 N172 N174 N176 N178 N180 N182 N184 N186 N188 N190 N192 N194 N196 N198 N200 N202 N204 N206 N208 N210 N212 N214 N216 N218 N220 N222 N224 N226 N228 N230 N232 N234 GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Z-68.748 X-6 Y-81.856 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-79.869 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-77.882 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-75.894 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-73.907 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-71.92 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-69.932 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-67.945 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-65.958 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 73 Luận văn thạc sĩ khoa học N236 N238 N240 N242 N244 N246 N248 N250 N252 N254 N256 N258 N260 N262 N264 N266 N268 N270 N272 N274 N276 N278 N280 N282 N284 N286 N288 N290 N292 N294 N296 N298 N300 N302 N304 N306 N308 N310 N312 N314 N316 N318 N320 N322 N324 N326 N328 N330 N332 N334 N336 N338 N340 N342 N344 N346 N348 N350 GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Z-88.748 G1 Z-95.248 X4.231 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X23.769 Z-88.748 G1 Z-95.248 X199.301 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X218.839 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-63.97 Z-88.748 G1 Z-95.248 X4.006 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X23.994 Z-88.748 G1 Z-95.248 X199.076 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X219.064 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-61.983 Z-88.748 G1 Z-95.248 X4.177 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X23.823 Z-88.748 G1 Z-95.248 X199.247 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X218.893 Z-88.748 G1 Z-95.248 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 74 Luận văn thạc sĩ khoa học N352 N354 N356 N358 N360 N362 N364 N366 N368 N370 N372 N374 N376 N378 N380 N382 N384 N386 N388 N390 N392 N394 N396 N398 N400 N402 N404 N406 N408 N410 N412 N414 N416 N418 N420 N422 N424 N426 N428 N430 N432 N434 N436 N438 N440 N442 N444 N446 N448 N450 N452 N454 N456 N458 N460 N462 N464 N466 GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-59.996 Z-88.748 G1 Z-95.248 X4.771 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X23.229 Z-88.748 G1 Z-95.248 X199.841 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X218.299 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-58.008 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-56.021 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-54.034 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-52.046 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Z-70.248 Z-68.748 X-6 Y-50.059 Z-88.748 G1 Z-95.248 X229.07 G0 Z-90.248 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 75 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy N468 Z-70.248 N470 Z-68.748 N472 X-6 Y-48.072 … 8066 Z-81.657 N8068 Z-81.583 N8070 X229.07 Y15.523 N8072 Z-101.583 N8074 G1 Z-107.135 N8076 X174.613 N8078 X174.608 Z-107.039 N8080 X174.599 Z-107.034 N8082 X174.598 Z-106.904 N8084 X174.575 Z-106.657 N8086 G0 Z-101.657 N8088 Z-81.657 N8090 Z-81.583 N8092 X229.07 Y13.535 N8094 Z-101.583 N8096 G1 Z-107.135 N8098 X175.699 N8100 X175.698 Z-107.073 N8102 X175.679 Z-106.657 N8104 G0 Z-101.657 N8106 Z-81.657 N8108 Z-81.583 N8110 X229.07 Y11.548 N8112 Z-101.583 N8114 G1 Z-107.135 N8116 X176 N8118 G0 Z-102.135 N8120 Z-82.135 N8122 Z-81.583 N8124 X229.07 Y9.561 N8126 Z-101.583 N8128 G1 Z-107.135 N8130 X176 N8132 G0 Z-102.135 N8134 Z-82.135 N8136 Z-81.583 N8138 X229.07 Y7.573 N8140 Z-101.583 N8142 G1 Z-107.135 N8144 X176 N8146 G0 Z-102.135 N8148 Z-82.135 N8150 Z-81.583 N8152 X229.07 Y5.586 N8154 Z-101.583 N8156 G1 Z-107.135 N8158 X176 N8160 G0 Z-102.135 N8162 Z-82.135 N8164 Z-81.583 N8166 X229.07 Y3.599 N8168 Z-101.583 N8170 G1 Z-107.135 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 76 Luận văn thạc sĩ khoa học N8172 N8174 N8176 N8178 N8180 N8182 N8184 N8186 N8188 N8190 N8192 N8194 N8196 N8198 N8200 N8202 N8204 N8206 N8208 N8210 N8212 N8214 N8216 N8218 N8220 N8222 N8224 N8226 N8228 N8230 N8232 N8234 N8236 N8238 N8240 N8242 N8244 N8246 N8248 N8250 N8252 N8254 N8256 N8258 N8260 N8262 N8264 N8266 N8268 N8270 N8272 N8274 N8276 N8278 N8280 N8282 N8284 N8286 GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy X176 G0 Z-102.135 Z-82.135 Z-81.583 X229.07 Y1.611 Z-101.583 G1 Z-107.135 X176 G0 Z-102.135 Z-82.135 Z-81.583 X229.07 Y-.376 Z-101.583 G1 Z-107.135 X176 G0 Z-102.135 Z-82.135 Z-81.583 X229.07 Y-2.363 Z-101.583 G1 Z-107.135 X176 G0 Z-102.135 Z-82.135 Z-81.583 X229.07 Y-4.351 Z-101.583 G1 Z-107.135 X176 G0 Z-102.135 Z-82.135 Z-81.583 X229.07 Y-6.338 Z-101.583 G1 Z-107.135 X176 Z-106.856 X175.998 Z-106.657 G0 Z-101.657 Z-81.657 Z-81.583 X229.07 Y-8.325 Z-101.583 G1 Z-107.135 X175.663 Z-107.132 X175.66 Z-107.131 Z-107.064 X175.641 Z-106.657 G0 Z-101.657 Z-81.657 Z-81.583 X229.07 Y-10.313 Z-101.583 G1 Z-107.135 X174.536 X174.529 Z-107.034 X174.516 Z-107.028 Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 77 Luận văn thạc sĩ khoa học N8288 N8290 N8292 N8294 N8296 N8298 N8300 N8302 N8304 N8306 N8308 N8310 N8312 N8314 N8316 N8318 N8320 N8322 N8324 N8326 N8328 N8330 N8332 N8334 N8336 N8338 N8340 N8342 % GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy X174.515 Z-106.895 X174.484 Z-106.657 G0 Z-101.657 Z-81.657 Z-81.583 X229.07 Y-12.3 Z-101.583 G1 Z-107.135 X170.984 X170.916 Z-106.935 X170.853 Z-106.926 X170.823 Z-106.925 X170.775 Z-106.877 X170.749 Z-106.728 X170.623 Z-106.657 G0 Z-101.657 Z-81.657 Z-81.583 X229.07 Y-14.287 Z-101.583 G1 Z-107.135 X113.788 G0 Z-102.135 Z-82.135 M5 G91 G28 Z0 G28 X0 Y0 A0 M30 3.2.6 Gia cơng Xung (Electrode) Do có số bề mặt khn (các rãnh nhỏ, sâu) khó gia công nên ta cần phải để lại bề mặt tiến hành gia cơng xung (tia lửa điện) Để vào môi trường Electrode ta lựa chọn biểu tượng (@), hộp thoại lựa chọn chi tiết cần gia công xung xuất ta lựa chọn đường dẫn tới file cần gia công xung ⇒ Ok Để xác định vị trí tạo xung lựa chọn lệnh Extract Electrode, sau chọn lựa hố (rãnh) cần gia cơng xung, nhấp phím cuộn chuột (chuột giữa), cuối nhấp Ok để hồn tất việc xác định vị trí gia cơng xung Sau lựa chọn vật liệu chế tạo điện cực máy gia cơng xung: kích phải chuột vào mục K20#1-EL-001 vừa tạo bước Panel Features bên trái giao diện môi trường Electrode ⇒ lựa chọn EDM Setup, bảng thiết lập tạo để thiết lập thông số gia công xung (máy, vật liệu điện cực…) Hình 3.117: Thiết lập máy gia công xung vật liệu điện cực Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 78 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Chú ý: Ta chọn lựa loại vật liệu điện cực với thuộc tính sau: - Điện cực kim loại (đồng thau, đồng đỏ, bạc, wolfram, đồng – wolfram, bạc – wolfram, wolfram – cacbit): ưu điểm tính dẫn nhiệt cao, độ đồng cao, nhược điểm khó chế tạo tốc độ gia cơng thấp, loại điện cực ngày sử dụng khoảng 10% ứng dụng gia công xung điện (trưg khoan lỗ nhỏ) - Điện cực Graphit: sử dụng rộng rãi gia công xung điện (90%) Ưu điểm loại điện cực tốc độ gia công nhanh (cao gấp lần so với đồng đỏ), đạt độ bóng tương đương với điện cực làm đồng đỏ số trường hợp, dễ chế tạo chế tạo nhanh so với đồng đỏ Tuy nhiên nhược điểm loại làm ảnh hưởng đến môi trường - Điện cực đồng đỏ - graphit: loại vật liệu kết hợp đồng đỏ graphit, dẫn tới tăng tính dẫn điện tăng độ bền Đồng thời kết hợp ưu điểm dễ chế tạo graphit tính “an tồn” đồng (vấn đề mơi trường) Sau thiết lập máy vật liệu điện cực ta tiến hành tạo khối sở điện cực: nhấp đúp vào mục K20#1-El-001 để kích hoạt nó, nhấp vào biểu tượng (@) để tạo khối sở cho điện cực Lựa chọn thông số khối sở cho phù hợp ⇒ chọn Ok để đồng ý thoát Sử dụng lệnh Auto Contour để tạo biên dạng kín trước sử dụng lệnh Extensions để tạo biên dạng điện cực gia công rãnh Làm tương tự vị trí cần gia cơng xung cịn lại ta tồn vị trí gia cơng xung khn đực hình vẽ Để mơ q trình gia cơng xung ta kích hoạt tất phần tử với lựa chọn Active Assembly, nhấp chọn (@) Thiết lập tương tự khuôn ta có q trình gia cơng xung vị trí gia cơng xung khn hình vẽ sau: CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MOLDFLOW PLASTIC INSIGHT HỖ TRỢ Q TRÌNH THIẾT KẾ KHN MẪU Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 79 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy Giới thiệu Moldflow Plastic Insingt Phần mềm Moldflow phần mềm CAE (Computer Aided Engineering) chuyên dùng để mơ q trình ép phun nhựa Thơng qua việc mơ q trình ép phun nhựa ta xác định vị trí miệng phun hợp lý, dự đốn khuyết tật xảy cho sản phẩm: co ngót cơng vênh, đường hàn, lỗ khí… cách bố trí sản phẩm hợp lý… Qua giúp giảm chi phí thời gian sản xuất, làm giảm giá thành sản phẩm Phần mềm Moldflow phần mềm trợ giúp kỹ thuật (CAE) việc phân tích khả gia cơng chi tiết q trình thiết kế khn mẫu, hệ thống dẫn nhựa, hệ thống làm mát… Cho phép Import mơ hình chi tiết thiết kế gói phần mềm CAD Các tham số lưu trữ phần mềm Chẳng hạn cần phân tích dịng chảy nhựa lỏng, cần lựa chọn vật liệu nhựa tạo hình sản phẩm vị trí phun Các tham số khác động thêm vào phần mềm thay đổi theo điều kiện thực tế như: nhiệt độ dòng vật liệu, áp suất phun… Với phần mềm Moldflow, phân tích q trình điền đầy, phân tích nhiệt độ… cho loại khn như: khn đơn, khn nhiều hốc cho sản phẩm, khn có nhiều sản phẩm khác Sau phân tích xong, kết phân tích hiển thị dạng phổ màu Cho biết vị trí tốt xấu sản phẩm theo yêu cầu phân tích Chúng ta phân tích áp lực điền đẩy nhiệt độ khuôn để biết vị trí tạo rỗ khí vết hàn q trình tạo hình sản phẩm khn để có biện pháp khắc phục, nâng cao chất lượng trình tạo hình sản phẩm Nếu cầ thiết, thay đổi vị trí phun thiết kế lại kênh dẫn nhựa, hệ thống làm mát cho phù hợp Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 80 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy 4.2 Làm việc với môi trường Moldflow Plastics Insight (MPI) 4.2.1 Gọi mơ hình vao mơi trường MPI MPI làm việc mơ hình có tập tin định dạng như: STL, MPA, SLP, CTM, MDA,ADV Khởi động phần mềm MPI, chọn File ⇒ Import chọn biểu tượng (@), sau chọn đường dẫn đến thư mục có lưu file mơ hình Card (thường có định dạng igs) 4.2.2 Chia lưới cho sản phẩm Chọn (Mesh → Generate Mesh) Ở mục Edge length nhập giá trị chiều dài ô lưới “Enter Global Edge Length”, nhập giá trị sai số ô lưới “IGES Merge Tolerance”, sau chọn Mesh để chia lưới cho mơ hình phân tích 4.2.3 Chọn vật liệu nhựa Sử dụng cơng cụ (Analysis →Select Material), chọn loại vật liệu thường sử dụng loại vật liệu Chọn Specific Material, chọn tên nhà sản xuất Manufacturer, chọn tên thương mại vật liệu Trade name, chọn Ok Để xem giữ liệu chi tiết vật liệu nhựa, chọn Detail 4.2.4 Chọn chức phân tích Sau chọn vật liệu nhựa, phần mềm MPI cho phép thực mô trình sau: - Quá trình điền đầy (Fill) - Q trình dịng chảy tồn (Flow) - Quá trình làm nguội (Cool) - Quá trình co rút (Shrink) - Quá trình cong vênh (Warp) - Quá trình hư hỏng sản phẩm (Stress) - Thiết kế tối ưu hóa q trình điền đầy (OPTIM-Fill) - Thiết kế tối ưu q trình dịng chảy tồn (OPTIM-Flow) - Thiết kế thử trình điền đầy (Design of Experiments-Fill) - Thiết kế thử q trình dịng chảy tồn (Design of Experiments-Flow) Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 81 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy - Tìm vị trí miệng phun tốt (Gate location) - Cân dòng hệ thống cấp nhựa (Runner Balance)… Chọn (@) (Analysis → Set analysis sequence → More) chọn Fill → Ok 4.2.5 Chọn vị trí đặt miệng phun Đây bước chọn vị trí vịi phun máy ép Đối với hệ thống kênh dẫn vòi phun phải đặt đầu cuống phun Chọn (@) (Analysis → Set Injection Location), chọn vị trí vịi phun, sau nhấp phải chuột, chọn Finish Injection Locations 4.2.6 Chạy phân tích ghi nhận kết Các thơng số cho q trình chạy phân tích có đầy đủ thực lệnh phân tích máy tính tính tốn cân dịng chảy, sau ghi nhận kết phân tích Từ kết phân tích xem xét cách trực quan thời gian điền đầy (Filling time) để đánh giá hiệu cân dòng chảy Cách chạy phân tích sau: Chọn Analysis → Analysis now 4.2.6.1 Phân tích mơ hình để chọn vị trí đặt miệng phun phù hợp (Gate location) Sau phân tích xong mơ hình thể dạng phổ màu cho lựa chọn vị trí đặt miệng phun tốt cho trình điền đầy vật liệu hình thành sản phẩm Vùng cao có trọng số giảm dần Màu xanh nước biển cho biết vị trí đặt miệng phun tốt Màu đỏ cho thấy vị trí đặt miệng phun xấu Tuy nhiên nhiều trường hợp khơng phải vị trí phần mềm gợi ý đặt miệng phun mà cịn phụ thuộc vào tính thẩm mỹ, khả cơng nghệ,… 4.2.6.2 Phân tích thời gian điền đầy vật liệu vào lịng khn Kết phân tích cho thấy phổ màu thời gian điền đầy vật liệu vào lịng khn vị trí khác Màu xanh da trời tương ứng với vị trí cần thời gian điền đầy lớn Màu đỏ tương ứng với vị trí có thời gian điền đầy ngắn Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 82 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Kết luận Đề tài nghiên cứu làm bật lên vấn đề vai trò quan trọng ứng dụng rộng rãi kỹ thuật ACD/CAM/CNC ngành khí chế tạo nói chung ngành chế tạo khn mẫu nói riêng Qua ta tìm hiểu phần mềm thiết kế khuôn chuyên dụng master cam, với giao diện thân hiện, ứng dụng lệnh dễ thao tác thực hiện, bên cạnh phối hợp hai phần mềm master cam với solid work Ngồi khơng thể thiếu q trình thiết kế khuôn mẫu nhựa phần mềm giúp mô trình diễn đúc phần mềm Moldflow Đây phần mềm chuyên dùng mô trình xảy khu đúc phun nhựa khn, chức chủ yếu như: phân tích khả điền đầy q trình điền đầy khn, phân tích vị trí tối ưu cho miệng phun, phân tích q trình nhựa nguội nhiệt độ vùng khn q trình đúc phun… Trên sở tổng hợp lý thuyết thực nghiệm, tác giả xây dựng quy trình thiết kế khn sản phẩm ổ cắm điện phần mềm Cimatron Kết nghiên cứu đề tài bổ xung vào ngân hàng liệu làm tài liệu tham khảo giảng dạy II Kiến nghị Kết nghiên cứu đạt máy tính cần đưa vào ứng dụng sản xuất thực tế để kiểm chứng tính đắn thiếu sót cần bổ sung cho phù hợp tính tốn, thiết kế máy móc với trình sản xuất thực tế Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 83 Luận văn thạc sĩ khoa học GV hướng dẫn: PGS.TS Tăng Huy TÀI LIỆU THAM KHẢO Công nghệ CNC – GS.TS Trần Văn Địch Công nghệ chế tạo máy tập 1, - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội – Khoa khí Handbook of Plastic Processes – Charles A.Harper Phương pháp gia công khuôn – VINASHIROKI Sổ tay công nghệ chế tạo máy tập 1, 2, - Nguyễn Đắc Lộc, Lê Văn Tiến, Ninh Đức Tốn, Trần Xuân Việt Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa – PTS Vũ Hoài Ân - Viện máy IMI Tiêu chuẩn thiết kế - VINASHIROKI Tiêu chuẩn thép làm khn – ASSAB Vật liệu chất dẻo – Tính chất công nghệ gia công – PGS.TS Phạm Minh Hải 10 Sổ tay lập trình CNC - Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Phương – Khoa khí chế tạo máy - Đại học Sư phạm kỹ thuật TP.HCM 11 Nguồn Internet Sinh viên thực hiện: Đinh Phú Công 84 ... cân đối số độ xác, giai đoạn thiết kế bắt đầu Cơng việc chế tạo mẫu tiến hành Ngày cơng nghệ chế tạo mẫu khơng cịn vấn đề khó khăn kỹ thuật nhờ cơng nghệ tạo mẫu nhanh Công nghệ tạo mẫu nhanh xây... định nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng phần mềm CAD/ CAM master cam thiết kế gia công khuôn cho sản phẩm vỏ kíp nổ ” Đề tài ứng dụng phần mềm CAD/ CAM master cam để để thiết kế gia công tự... điều kiện biên xác định điều kiện bên Nếu cần mẫu thiết kế, tạo mẫu thiết kế sử dụng phần mềm thiết kế nối với máy tạo mẫu nhanh Các gói phần mềm gọi CAM Dĩ nhiên hình dạng mẫu tạo với cơng nghệ