Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm tích hợp CAD CAM topsolid2010 trên máy phay 5 trục để gia công các chi tiết cơ khí

Nhan đề : Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm tích hợp CADCAM Topsolid2010 trên máy phay 5 trục để gia công các chi tiết cơ khí Tác giả : Đỗ Văn Đổng Người hướng dẫn: Nguyễn Huy Ninh Từ khoá : Gia công Năm xuất bản : 2013 Nhà xuất bản : Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tóm tắt : Trình bày tổng quan về CADCAM. Nghiên cứu phần mềm tích hợp CADCAM Topsolid2010. Gia công chi tiết trên máy phay 5 trục.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP CAD/CAM TOPSOLID2010 TRÊN MÁY PHAY TRỤC ĐỂ GIA CƠNG CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHÊ TẠO MÁY HÀ NỘI – NĂM 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP CAD/CAM TOPSOLID2010 TRÊN MÁY PHAY TRỤC ĐỂ GIA CÔNG CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ Chuyên ngành: Chế tạo máy LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHÊ TẠO MÁY NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN HUY NINH HÀ NỘI – NĂM 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi Đỗ Văn Đồng, học viên lớp thạc sỹ kỹ thuật Chế tạo máy ACTM-HY: Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Với đề tài luận văn Nghiên cứu ứng dụng phần mềm tích hợp CAD/CAM TOPSOLID2010 máy phay trục để gia cơng chi tiết khí, tơi xin cam đoan: Tất nội dung luận văn thực chưa cơng bố cơng trình khác Tất phần thơng tin trích dẫn từ cơng trình báo tác giả khác thích rõ ràng Tơi xin chịu trách nhiệm nội dung luận văn Tác giả Đỗ Văn Đồng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn nội dung yêu cầu thời gian cho phép, tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy Giáo: TS Nguyễn Huy Ninh, người hướng dẫn giúp đỡ tận tình từ định hướng đề tài đến q trình viết hồn chỉnh Luận văn Tác giả bày tỏ lòng biết ơn Ban lãnh đạo thầy cô Viện đào tạo Sau đại học, Viện Cơ khí trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành Luận văn Do lực thân nhiều hạn chế nên Luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến Thầy, Cô giáo, nhà khoa học bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Đỗ Văn Đồng MỤC LỤC Trang Lời cam đoan: Lời cảm ơn: Mục lục: Các ký hiệu chữ viết tắt: Danh mục hình vẽ: PHẦN MỞ ĐẦU: CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM: 13 1.1 Vai trò chức CAD/CAM sản xuất đại: 13 1.2 Thiết kế gia cơng tạo hình: 19 1.3 Mô hình hóa hình học: 24 KẾT LUẬN CHƯƠNG 1: 27 CHƯƠNG – NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM TÍCH HỢP CAD/CAM TOPSOLID 2010: 28 2.1 Giới thiệu phần mềm TOPSOLID: 28 2.2 Sử dụng phần mềm TOPSOLID2010: 32 2.2.1 TOPSOLID DESIGN: 32 2.2.2 Gia công phần mềm TOPSOLID2010: 57 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2: 85 CHƯƠNG – GIA CÔNG CHI TIẾT TRÊN MÁY PHAY TRỤC: 86 3.1 Lập trình gia cơng: 87 3.1.1 Khai báo máy, gá lắp phôi, chọn điểm gốc chi tiết gia công: 98 3.1.2 Phay thô chi tiết: 91 3.1.3 Phay bán tinh chi tiết: 93 3.1.4 Phay tinh chi tiết: 97 3.1.5 Quá trình tạo mã lệnh Post-processing: 98 KẾT LUẬN CHƯƠNG 3: 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 100 CÁC TỪ KHÓA: 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 102 PHỤ LỤC: 103 CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu chữ viết tắt CNC CIM CAD CAM Ý nghĩa Computer Numerical Control – Điều khiển số có trợ giúp máy tính Computer Integrated Manufacturing – Sản xuất có tích hợp máy tình Computer Aided Design – Thiết kế có trợ giúp máy tính Computer Aided Manufacturing – Sản xuất có trợ giúp máy tính NC Number Control – Điều khiển số ĐHBKHN Đại học Bách khoa Hà Nội STT Số thứ tự STT Số thứ tự hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 2.23 Hình 2.24 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Ý nghĩa Sơ đồ CAO - FAO - FIO Sơ đồ chu kỳ sản xuất Sơ đồ chu kỳ sản xuất dùng CAD/CAM Qui trình thiết kế gia cơng tạo hình theo cơng nghệ truyền thống Qui trình thiết kế gia cơng tạo hình theo cơng nghệ CAD/CAM Sơ đồ hệ thống CIM Qui trình thiết kế gia cơng tạo hình theo cơng nghê tích hợp Lệnh Extract element Lệnh Rectangular Lệnh Offset Lệnh Fillet Lệnh Thicness Lệnh cut Lệnh Dimension Lệnh Dimension 3D Lệnh Half- part dimension Lệnh Extruded Shape Lệnh Trim Lệnh Chamfer Lệnh Chamfer “mép vát” khác Hộp thoại Boss parameters Hộp thoại Groove Lệnh Thread Lệnh tạo rãnh khối Lệnh Rib Bảng chọn loại dao gia công Bảng thông số dao Bảng chỉnh sửa thơng số dao Kích thước thơng số dao Dao phay ngón Hộp thoại Contouring Trang 14 17 17 19 21 23 24 34 36 38 40 41 43 44 44 45 45 48 48 49 50 50 51 52 51 60 61 61 61 62 63 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 Hình 2.25 Hình 2.26 Hình 2.27 Hình 2.28 Hình 2.29 Hình 2.30 Hình 2.31 Hình 2.32 Hình 2.33 Hình 2.34 Hình 2.35 Hình 2.36 Hình 2.37 Hình 2.38 Hình 2.39 Hình 2.40 Hình 2.41 Hình 2.42 Hình 2.43 Hình 2.44 Hình 2.45 Hình 2.46 Hình 2.47 Hình 2.48 Hình 2.49 Hình 2.50 Hình 2.51 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Cách bù dao sử dụng dao phay cầu Hộp thoại Plunging Qũy đạo dao gia công Hôp thoại Final height Hơp thoại Pocketing spiral Quản lý q trình gia công Phương pháp gia công theo điểm Phương pháp gia công Facing Hộp thoại Machining method Các lựa chọn thẻ Main Gia công theo đường contour Thông số điều chỉnh thẻ cutting conditions Chu trình gia cơng lỗ khơng khép kín Hộp thoại left material facing Các lựa chọn thẻ Main Hộp thoại phay Contouring Lựa chọn gia công nhiều hốc đồng thời Lựa chọn gia công theo đường contou Hôp thoại Multiple Pocketing Cách thay đổi loại dao gia công Cách quản lý dao gia công Tự động gia công hốc chọn Tự động gia công lỗ chọn Sử dụng Chu trình khoan Hộp thoại Chamfering Hộp thoại Radiusing Hộp thoại Grooving Hộp thoại chọn môi trường làm việc Hộp thoại chọn máy gia công Hình dạng máy gia cơng trục DMU100 Hộp thoại chọn mâm cặp Hình ảnh đồ gá kẹp chi tiết Qúa trình đưa chi tiết vào mơi trường gia cơng Chi tiết môi trường gia công Khai báo điểm chuẩn phôi Hộp thoại chọn thông số dao 63 64 64 65 65 66 68 69 69 70 70 71 71 72 73 74 75 76 77 78 78 80 80 81 82 83 83 87 87 88 88 89 89 90 90 91 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Hộp thoại roughing Kết q trình phay thơ Kết sau quay mặt phẳng gia công Xác nhận mặt phẳng làm việc XYZLệnh revolved parallel plane Sử dụng dao phay cầu để gia công Bảng thông số cho q trình gia cơng Kết q trình phay bán tinh Sử dụng dao phay cầu đường kính Φ1(mm) Kết q trình phay tinh Câu lệnh gia công 92 93 93 94 94 95 95 96 97 98 99 Hình 3.7 Chi tiết môi trường gia công Create a workpiece để khai báo gốc tọa độ cho chi tiết, Kích vào biểu tương ta chọn điểm chuẩn phôi tâm chi tiết Hình 3.8 Khai báo điểm chuẩn phôi 90 3.1.2 Phay thô chi tiết Lựa chọn cơng cụ chọn q trình gia cơng thơ roughing Ở ta sử dụng phương thức phay 3D, dùng dao phay ngón để gia cơng thơ chi tiết Chọn đường kính dao Φ12(mm) Hình 3.9 Hộp thoại chọn thơng số dao Sau hộp thoai roughing xuất hiện, ta đặt thơng số hợp lý cho q trình gia cơng Ở xuất bảng thông số gia công, chỉnh sửa lại thông số gia công, thông số giống với thông số mục gia công 2D * Thay đổi thông số gia công sau: + Dao gia cơng dao phay ngón đường kính 12 (mm) + Zstep: Chiều sâu cắt: 0.5mm + Step over: khoảng cách tâm hai đường chạy dao : 11.6 (mm) +Machining method: Phương pháp gia công : Sweep - Tại thẻ Strategy: + Cutting method : Phương pháp cắt - Tại thẻ Cutting condition + Cutting speed:tốc độ cắt :80m/phút + Spindle speed: tốc độ trục 2000v/phút 91 + Feed rate per tooth: Lượng chạy dao :0.06 mm/răng + Feed rate per minte: lượng chạy dao phút: 381mm/phút Hình 3.10 Hộp thoại roughing Mơ gia cơng 92 Hình 3.11 Kết q trình phay thơ 3.1.3 Phay bán tinh chi tiết Đầu tiên ta định nghĩa khu vực an toàn cho phép TopSolid’Cam bảo vệ công cụ từ va chạm trình chuyển động quay máy TopSolid’Cam tính tốn vị trí u cầu để tạo chi tiết cách phân tích tất bề mặt phẳng bề mặt lỗ trụ Ta chuyển hệ trục tọa độ có hướng hình vẽ để gia công chi tiết, cách quay mặt phẳng hành Hình 3.12 Kết sau quay mặt phẳng gia cơng 93 Vị trí tự động tạo TopSolid’Cam + Tạo hệ tọa độ, kích vào công cụ Tools, Coordinate System + Lựa chọn điểm gốc vị trí + Lựa chọn vị trí mặt phẳng làm việc + Lựa chọn mặt phẳng làm việc XY Z-: nghĩa mặt phẳng làm việc XY hướng đường chạy dao thực theo hướng Z- Hình 3.13 Xác nhận mặt phẳng làm việc XYZSau chọn mặt phẳng làm việc ta tiến hành gia cơng cách lựa chọn phương thức gia cơng Hình 3.14 Lệnh revolved parallel plane 94 Sau chọn lệnh xong hộp thoại revolved parallel plane xuất hiện, ta kích chọn dao gia cơng Ta dùng dao phay cầu có đường kính φ4(mm) để tiến hành phay bán tinh Hình 3.15 Sử dụng dao phay cầu để gia cơng Sau ta thiết lập thơng số cho q trình gia cơng: Hình 3.16 Bảng thơng số cho q trình gia cơng 95 Mơ gia cơng: Hình 3.17 Kết trình phay bán tinh 96 3.1.4 Phay tinh chi tiết Tương tự trình phay bán tinh chi tiết thao tác hồn tồn tương tự, ngun cơng ta sử dụng dao phay cầu có đường kính bé Để gia cơng lượng dư cịn lại ta lên dùng dao phay cầu có đường kính Φ1(mm) Hình 3.18 Sử dụng dao phay cầu đường kính Φ1(mm) Mơ q trình gia cơng gia cơng tinh: 97 Hình 3.19 Kết trình phay tinh 3.1.5 Q trình tạo mã lệnh Post-processing Kích vào biểu tượng TopSolid’Cam cơng cụ kích vào Operations manager, ISO process, từ công cụ chọn: 98 Kết ta chương trình NC sau: Hình 3.20 Câu lệnh gia cơng KẾT LUẬN CHƯƠNG Ở chương Tác giả trình bày bước chọn máy, chọn đồ gá kẹp, chọn điểm gốc chi tiết Với chi tiết gia công chi tiết Bánh răng, với việc sử dụng phần mềm tích hợp CAD/CAM TopSolid tác giả trình bày từ việc sử dụng lệnh lập trình gia cơng xuất file NC gia cơng 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận - Trung tâm gia công DMG – DMU 100 trung tâm gia công đại, khả gia công nhiều chi tiết phức tạp Cần khai thác để phát huy tối đa tính máy - Hệ điều hành Heidenhain sử dụng phổ biến, phiên đời liên tục, cần phải cập nhật liên tục - Phần mềm TopSolid phần mềm tích hợp cần sử dụng phổ biến - Tăng khả thiết kế sản phẩm, lập quy trình gia cơng chi tiết trung tâm gia công Kiến nghị - Tiếp tục phát triển đề tài theo hướng gia cơng sản phẩm có mức độ phức tạp máy phay trục - Những kết mà luận văn thu góp phần định vào việc nghiên cứu nâng cao hiệu sử dụng máy CNC nói chung thực tế gia cơng khí Việt nam 100 CÁC TỪ KHĨA Từ khóa 1: Hệ điều hành Heidenhain iTNC530 Từ khóa 2: Trung tâm gia cơng DMG - DMU100 Từ khóa 3: Phần mềm TopSolid Từ khóa 4: Chi tiết Bánh Từ khóa 5: Gia cơng 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO Vũ Hoài Ân (1995), Thiết kế khuôn cho sản phẩm nhựa, Viện máy dụng công nghiệp IMI, Hà nội năm Trần Văn Địch, Công nghệ CNC, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Trần Văn Địch, Nguyễn Trọng Bình, Nguyễn Thế Đạt, Trần Xuân Việt (2003), Công nghệ chế tạo máy, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Mai Thị Hải, Phạm Quang Huy, Lập trình gia cơng Khn với MasterCam Pro/Engineer (Thiết kế Cơ Khí với trở giúp máy tính) Trần Vĩnh Hưng, Trần Ngọc Hiển, MasterCam – Phần mềm thiết kế công nghệ CAD/CAM điều khiển máy CNC Phạm Phương Hoa, Phạm Quang Huy, Quang Hiển, Vẽ - mô gia công khn Cơ Khí MasterCam & SolidWorks 2004 (Tập 1) Tạ Duy Liêm (2001), Hệ thống điều khiển máy công cụ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật , Hà Nội Nguyễn Đắc Lộc (2005), Công nghệ chế tạo máy theo hướng tự động hóa sản xuất, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Huy Ninh, Hệ điều hành Heidenhain iTNC 530, ĐH Bách Khoa Hà Nội 10 Nguyễn Huy Ninh, Trung tâm gia công UCP600, ĐH Bách Khoa Hà Nội 11 Nguyễn Hữu Phước, Hướng dẫn sử dụng Catia V5, Công ty Vcamtech 12 Nguyễn Ngọc Phương, Sổ tay lập trình CNC, Nhà xuất Đà Nẵng 102 PHỤ LỤC Chương trình NC gia công bánh BEGIN PGM CHUAN 5TRUC MM BLK FORM 0.1 Z X-25 Y-25 Z-179 BLK FORM 0.2 X25 Y25 Z0 PLANE SPATIAL SPA0 SPB0 SPC0 STAY PLANE RESET STAY CYCL DEF 247 INIT REF.PT ~ Q339=1 ;REF POINT NUMBER * - SLOT MILL FR_2TAI-012020R-SA50 TOOL CALL Z S2000 F640 TOOL DEF 10 CYCL DEF 32.0 TOLERANCE 11 CYCL DEF 32.1 T0.01 12 CYCL DEF 32.2 HSC-MODE:0 TA0.1 13 M3 14 * - WCS PART 15 PLANE SPATIAL SPA0 SPB0 SPC0 STAY SEQ+ 16 L B0 C0 R0 FMAX 17 L X21,291 Y-25,06 FMAX 18 L Z10 FMAX 19 L Z7 FMAX 20 M8 21 L Z1,7 FMAX 22 L Z-0,3 F640 23 L X0,402 Y-25,092 24 CR X-14,306 Y-8,525 R8,4 DR………… ………… 5857 PLANE SPATIAL SPA0 SPB0 SPC0 STAY 5858 PLANE RESET STAY 5859 * - BALL NOSE MILL FR_HEMI-004050Q-SA50 5860 TOOL CALL Z S6366 F255 5861 TOOL DEF 5862 * - REVOLVE PARALLEL FINISH 5863 CYCL DEF 32.0 TOLERANCE 5864 CYCL DEF 32.1 T0.01 5865 CYCL DEF 32.2 HSC-MODE:0 TA0.1 5866 M3 103 5867 * - Z- B -90 C 5868 M128 ;TCPM ON 5869 L B-90 R0 FMAX 5870 L Y-27 Z0,009 FMAX 5871 L X-45,355 FMAX 5872 L C90 FMAX 5873 L X0 Y-27 FMAX 5874 M8 5875 L X0 Y-27 Z0,009 FMAX 5876 L Y-13,441 FMAX 5877 L Y-4,441 F255 5878 L X0,018 Y-4,442 C90,229 5879 L X0,035 Y-4,443 Z0,008 C90,457 5880 L X0,053 Y-4,444 C90,686 6000 L X3,603 Y-2,755 Z-0,064 C142,605 6001 L X3,616 Y-2,742 C142,834 6002 L X3,629 Y-2,729 Z-0,065 C143,062 ………… ………… 66866 L X-0,179 Y-28,999 FMAX 66867 M9 66868 L X-45,355 FMAX 66869 M129 ;TCPM OFF 66870 L Z-1 FMAX M91 66871 L X-356,711 Y-28,999 FMAX 66872 L X-1 Y-1 FMAX M91 66873 L B0 C0 FMAX 66874 M5 66875 M30 66876 END PGM CHUAN 5TRUC MM 104 ... ? ?Nghiên cứu ứng dụng phần mềm tích hợp CAD/ CAM TOPSOLID2010 máy phay trục để gia công chi tiết khí? ?? Lịch sử nghiên cứu: Ngày nay, Việt Nam giai đoạn công nghiệp hóa, sản xuất cơng nghiệp sử dụng. .. GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ VĂN ĐỒNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP CAD/ CAM TOPSOLID2010 TRÊN MÁY PHAY TRỤC ĐỂ GIA CƠNG CÁC CHI TIẾT CƠ KHÍ Chuyên... luận văn Nghiên cứu ứng dụng phần mềm tích hợp CAD/ CAM TOPSOLID2010 máy phay trục để gia công chi tiết khí, tơi xin cam đoan: Tất nội dung luận văn thực chưa công bố cơng trình khác Tất phần thơng