Bạn có thể chuyển đổi thiết kế 2D có sẵn sang mô hình 3D, với phƣơng pháp này bạn có thể tiết kiệm thời gian, công sức và tận dụng thiết kế có sẵn của mình.
Dễ dàng Import từ các bản vẽ kỹ thuật các file của Autocad.
3.2.6. Thư viện chi tiết khổng lồ
Có tới 80% chi tiết là dùng lại theo các chuẩn thiết kế có trên thị trƣờng hoặc trong công ty. Topsolid hỗ trợ các chi tiết theo chuẩn và chúng đƣợc chứa trong thƣ viện tiêu chuẩn khổng lồ.
3.2.7. Mô phỏng động lực học (Kinematics)
Với Topsolid bạn có thể hoàn toàn mô phỏng đƣợc các chuyển động, phân tích chuyển động để kiểm tra hoạt động các cơ cấu. Để có đƣợc phần mô phỏng thì đòi hỏi phải có môđun Ext/Motion, chúng đƣợc tích hợp trong Topsolid.
Hình 3.6. Mô phỏng động lực học
3.2.8. Mô phỏng động lực học (Dynamic)
Ngoài mô phỏng động học ra, Topsolid còn mô phỏng động lực và thông qua mô phỏng động lực học cho phép ta kiểm tra và phân tích chuyển động của máy hoặc cụm máy trƣớc khi đƣa vào hoạt động. Sau khi mô phỏng động lực học Topsolid sẽ đƣa ra cho ta kết quả dƣới dạng biểu đồ hoặc dƣới dạng bảng từ đó ra kiểm tra đƣợc một cách chính xác nhất.
68
3.3. Thiết kế khuôn với TopSolid'Mold
Hình 3.7. Modul TopSolid'Mold- thiết kế khuôn ép nhựa
* Phần mềm tự động thiết kế lòng, lõi (core and cavity) và mặt phân khuôn từ sản phẩm 3D đã thiết kế. Có khả năng tính toán độ co ngót biến dạng của sản phẩm theo các phƣơng khác nhau.
- Tự động tìm đƣờng phân khuôn. - Tìm và hàn các lỗ lại.
- Tạo vùng chứa bản vẽ.
- Tự động hoặc tách lòng lõi bằng tay.
* Thiết kế Slider
- Tự động tạo ra khi có Profiles và tạo khoảng clearances. - Tạo các thanh dẫn và đệm dẫn
* Thƣ viện chứa đầy đủ khuôn mẫu tiêu chuẩn của các hãng nổi tiếng trên thế giới nhƣ: HASCO, DME, FUTABA …
Hình 3.8. Thư viện khuôn mẫu tiêu chuẩn trong Topsolid
69
* Tạo các hệ thống trên khuôn
Có thể tự động tạo ra các đƣờng dẫn của hệ thống làm mát, đƣờng dẫn nhựa, các lỗ vít với các chi tiết tiêu chuẩn của các hãng nổi tiếng trên thế giới.
Hình 3.9. Hệ thống làm mát được thiết kế trong Topsolid * Tự động chuyển sang Topsolid’Cam để lập trình gia công trên máy CNC.
Hình 3.10. Lòng, lõi khuôn được chuyển sang Topsolid’Cam để gia công * Phân tích dòng chảy
Khả năng điền đầy khuôn hay dự đoán những khuyết tật của sản phẩm nhựa bằng cách kết hợp với giải pháp Mold Flow đƣợc tích hợp trong môi trƣờng của Topsolid.
70
Hình 3.11. Phân tích dòng chảy với Mold Flow
3.4. Lập trình gia công trên TopSolid'Cam
Hình 3.12. Lập trình gia công với TopSolid'Cam
Giải pháp phần mềm CAD/CAM với độ chính xác cao sử dụng các công nghệ khác nhau từ máy phay 2 trục cho tới trung tâm gia công, máy phay 5 trục, phục hồi nhanh chóng dữ liệu số, tự động nhận ra các bề mặt hoặc các lỗ… mô phỏng máy, thiết kế đồ gá và xử lý cho từng thiết kế, chi tiết gia công tự động cập nhật sau mỗi bƣớc gia công, kiểm tra sự thực hiện của quá trình vận hành, cũng nhƣ kiểm tra sự va chạm dao, thƣ viện dao tiêu chuẩn tạo ra báo cáo gia công cho xƣởng sản xuất và chu trình sản xuất, phù hợp với các cổng giao tiếp với máy cho các công ty đƣợc biết trên thế giới. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thƣ viện máy: Hỗ trợ máy cơ bản, trung tâm gia công máy phay với 2 trục hoặc 2 bàn dao, kết hợp với chuyển động phay và tiện của các hãng trên thế giới nhƣ: Moriseiki, Mazak, Hass…
71
Hình 3.13. Thư viện máy
Thƣ viện dao tiêu chuẩn: Topsolid có đầy đủ các loại dao và các mảnh hợp kim phù hợp với quy trình công nghệ gia công.
Hình 3.14. Thư viện dao
Các phương pháp lập trình gia công phay
72
Phay contuor 2D Phay Pocket 2D
Hình 3.15. Mô phỏng phay 2D Phay contuor 3D:
Hình 3.16. Mô phỏng phay contuor 3D Lập trình gia công trên máy phay 4 trục
Hình 3.17. Phay mặt trên máy 4 trục Lập trình gia công trên máy phay 5 trục
73
Hình 3.18. Chuyển đổi gia công từ 3 trục sang 5 trục
Hình 3.19. Mô phỏng gia công trên máy phay tiện phức hợp Các phương pháp lập trình gia công tiện
Topsolid’Cam dễ dàng lập trình cho các nguyên công nhƣ: Khoan, tiện trong, tiện ngoài, rãnh …
74
Hình 3.20. Thực hiện nguyên công khoan, tiện trong TopSolid
Tiện nhiều đầu dao
Hình 3.21. Tiện nhiều đầu dao
3.5. Ứng dụng phần mềm TopSolid trong thiết kế và chế tạo khuôn ép nhựa cho sản phẩm kéo cắt giấy cho sản phẩm kéo cắt giấy
3.5.1. Thiết kế sản phẩm
Từ công cụ thiết kế 2D ta có thể dựng lên biên dạng của cái kéo
75
Hình 3.22. Hình ảnh thân kéo được thiết kế
3.5.2. Phân tích và thiết kế khuôn cho sản phẩm * Thiết kế lòng và lõi khuôn * Thiết kế lòng và lõi khuôn
Sau khi thiết kế trong môi trƣờng Design, chi tiết sẽ đƣợc chuyển sang môi trƣờng Mold để chuẩn bị cho công đoạn thiết kế khuôn.
Trƣớc khi thiết kế lòng và lõi khuôn, phải thiết kế mặt phân khuôn cho sản phẩm. Sử dụng công cụ Create parting lines để phần mềm tự động đƣa ra đƣờng phân khuôn cho sản phẩm (đƣờng phân khuôn là đƣờng màu xanh).
76
Từ đƣờng phân khuôn đã có ngƣời thiết kế sử dụng các công cụ Create external parting surfaces , Create internal parting surfaces để dựng lên mặt phân khuôn cho sản phẩm (mặt phân khuôn là mặt màu xanh)
Hình 3.24. Mặt phân khuôn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sau khi đã tạo đƣợc mặt phân khuôn, ngƣời thiết kế sử dụng công cụ Creation of core/cavity blocks để TopSolid tự động tạo ra lòng khuôn và lõi khuôn.
Hình 3.25. Khuôn trên Hình 3.26. Khuôn dưới
77
* Thiết kế hoàn chỉnh bộ khuôn
Để thiết kế một bộ khuôn hoàn chỉnh với đầy đủ các chi tiết, TopSolid cho phép ngƣời thiết kế lựa chọn các chi tiết này trong thƣ viện các chi tiết tiêu chuẩn của các hãng với các chức năng sau:
Side element: Cho phép thiết kế lõi mặt bên. Cooling and runner: Thiết kế hệ thống làm mát.
Mold base: Chọn các bộ khuôn tiêu chuẩn của các hãng. Guiding: Thiết kế các chốt và bạc dẫn hƣớng.
Ejection: Thiết kế hệ thống chốt đẩy.
Fasteners and annex: Cho phép chèn bulông, lò xo, …
- Ngƣời thiết kế lựa chọn công cụ Mold base để các chi tiết khuôn tiêu chuẩn Chọn bộ khuôn cho sản phẩm với tiêu chuẩn của hãng HASCO
Hình 3.28. Chọn khuôn tiêu chuẩn
Ngƣời thiết kế có thể lựa chọn các bộ khuôn với kích thƣớc phù hợp với lòng và lõi khuôn đã đƣợc thiết kế, ở đây là bộ khuôn có mã 296 446. Kích OK, phần mềm sẽ đƣa ra bộ khuôn nhƣ đã chọn:
78
Hình 3.29. Khuôn tiêu chuẩn được tạo
- Thiết kế hệ thống rãnh dẫn và cuống phun:
Runner: Công cụ cho phép tạo rãnh dẫn nhựa với nhiều loại tiết diện, ở đây chọn
tiết diện hình tròn với bán kính r = 2mm
Gate: Công cụ cho phép thiết kế cuống phun cho kênh dẫn nhựa
79 - Hệ thống đẩy sản phẩm
Công cụ Ejector cylindar pin cho phép tạo các chốt đẩy sản phẩm tại các vị trí đƣợc thiết kế từ trƣớc.
Hình 3.31. Thiết kế hệ thống chốt đẩy sản phẩm
- Hệ thống cổng phun
Sprue bushing: cho phép thiết kế hệ thống cổng phun nhựa
80 - Thiết kế hệ thống làm mát cho sản phẩm
Hình 3.33. Hệ thống làm mát
- Thiết kế các chốt đỡ
Kích vào công cụ Support pin collar để thiết kế hệ thống chốt đỡ
81
- Leader pin with centering collar: Công cụ cho phép thiết kế hệ thống chốt hồi
Hình 3.35. Hệ thống chốt hồi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Và cuối cùng là bộ khuôn hoàn chỉnh
Hình 3.36. Hệ thống khuôn hoàn chỉnh
3.5.3. Lập trình gia công lòng và lõi khuôn
* Đặc điểm quá trình gia công khuôn mẫu trên máy CNC
Quá trình gia công lòng khuôn, lõi khuôn là quá trình gia công các chi tiết có tính đặc thù, số lƣợng sản phẩm ít nên dạng sản xuất là đơn chiếc. Các bề mặt của lòng khuôn, lõi khuôn thƣờng có hình dạng đa dạng, phức tạp, một số bề mặt đòi hỏi gia công với độ chính xác cao. Do vậy, sử dụng máy cho gia công các bề mặt này là các máy CNC, phƣơng pháp gia công trên máy thƣờng là tập trung nguyên công.
82
Do chi phí gia công trên máy CNC lớn nên thực tế ngƣời ta thƣờng sử dụng các máy vạn năng gia công thô để tạo hình cơ bản cho sản phẩm.
Vì các bề mặt gia công phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao nên yêu cầu trong quá trình lập trình phải chọn phƣơng pháp gia công, dụng cụ cắt, chế độ công nghệ, … phải hết sức cẩn thận nhằm đảm bảo các yêu cầu của sản phẩm.
* Công việc chuẩn bị trƣớc khi gia công:
- Lựa chọn máy kích vào biểu tƣợng “Preparation”
Lựa chọn máy từ danh mục (danh mục bao gồm cả máy phay và máy tiện).
Chọn máy HAAS-VMC VFA4 SS từ danh sách máy phay
Hình 3.37. Chọn máy pháy phay CNC kí hiệu HAAS-VMC VFA4 SS
- Gọi phôi vào môi trƣờng gia công
Kích vào biểu tƣợng mâm cặp
Sau quá trình kích hoạt sẽ xuất hiện dòng nhắc
Tool shape(s) to position: Kích vào chi tiết cần gia công.
Face from part to put on parallels: Kích vào bề mặt dƣới của chi tiết sau đó chọn
83
Hình 3.38. Gọi chi tiết vào môi trường gia công
- Tạo phôi
Quá trình tạo phôi có thể tạo trong môi trƣờng thiết kế chi tiết hoặc bằng cách: Sử dụng biểu tƣợng .
Hộp thoại Stock Block xuất hiện, khai báo lƣợng dƣ phôi ở mục Stock block margins. Quá trình sẽ tạo ra một khối kín bao quanh chi tiết. Đó chính là lƣợng dƣ cần gia công.
84
- Nhận dạng chi tiết và phôi
Đầu tiên đặt một hệ tọa độ trên chi tiết ở một nơi phù hợp, lựa chọn biểu tƣợng , sau đó chọn vào các hệ tọa độ khác mà bạn muốn sử dụng.
Sau đó lựa chọn biểu tƣợng Creation . Hoặc từ thanh công cụ chọn: Part, Creation. Sau quá trình chọn sẽ xuất hiện một câu hỏi - Kích vào chi tiết
- Kích vào phôi của chi tiết - Kích vào chi tiết
- Kích vào hệ tọa độ của chi tiết
Hình 3.40. Nhận dạng chi tiết gia công và phôi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
* Quy trình công nghệ gia công lòng khuôn Bƣớc 1: Phay mặt phẳng
- Kích vào biểu tƣợng Topologic , kích chọn mặt trên của chi tiết là bề mặt cần gia công, sau đó chọn chức năng Facing trong mục Operations, kích OK.
85
- Lựa chọn dụng cụ cắt
Lựa chọn dụng cụ cắt từ thƣ viện dụng cụ cắt
Khi lựa chọn dụng cụ cắt cho quá trình gia công chỉ có dụng cụ cắt nào phù hợp sẽ đƣợc lựa chọn
86 Lựa chọn mảnh hợp kim cho dụng cụ cắt
Lựa chọn quá trình gia công và nhập vào các thông số
Các thông số dƣới đây là phổ biến với mọi quá trình gia công. Chiều cao vật liệu tính toán
Các thông số tính toán bởi TopSolid’Cam Các thông số đƣa ra bởi dao:
Chiều cao vật liệu = 5mm Chiều sâu cắt = 5mm Số lát cắt = 1
Chiều sâu cắt lớn nhất = 10mm Chiều sâu của lát cắt cuối cùng = 0
87
Hình 3.41. Mô phỏng phay mặt phẳng
Bƣớc 2: Phay hốc để đặt lƣỡi kéo
Kích vào biểu tƣợng Topologic , kích chọn mặt trên của chi tiết là bề mặt cần gia công, sau đó chọn chức năng Spiral Open pocket trong mục Operations, kích OK.
88
Hộp thoại Linked tool choice hiện ra cho phép chọn thông số dao phay ngón, lựa chọn đƣờng kính dao 5mm
89 Mô phỏng quá trình phay rãnh
Hình 3.42. Mô phỏng phay hốc phía trên
Bƣớc 3: Phay thô lòng khuôn
Kích vào biểu tƣợng 3D Milling, kích chọn chế độ gia công thô Roughing, kích chọn mặt hốc của chi tiết là bề mặt cần gia công.
90
Lựa chọn các thông số cho dao phay cầu, chọn đƣờng kính dao 4mm
Mô phỏng quá trình gia công thô
91 Bƣớc 4: Phay tinh lòng khuôn
Kích vào biểu tƣợng 3D Milling, kích chọn chế độ gia công tinh Finishing, kích chọn mặt hốc của chi tiết là bề mặt cần gia công tinh.
Lựa chọn loại dụng cụ cắt là dao phay đầu cầu từ thƣ viện dụng cụ cắt
92 Mô phỏng quá trình gia công tinh
Hình 3.44. Mô phỏng phay tinh lòng khuôn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Xuất mã NC
Sau khi hoàn thành các bƣớc gia công, kích chọn biểu tƣợng Operations manager, hộp thoại hiện ra các bƣớc gia công, chọn tất cả các bƣớc gia công, kích chuột phải chọn ISO Process
93 Quá trình xuất ra file G-code hoàn thành
Hình 3.45. Xuất mã NC sang máy phay CNC
94
Hình 3.47. Sản phẩm sau khi hoàn thiện
3.6. Kết luận
Việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM vào trong gia công khuôn ép nhựa là một điều tất yếu và phần mềm TopSolid là một trong những lựa chọn đúng đắn. Chƣơng III của luận văn đã tóm lƣợc những thế mạnh của phần mềm TopSolid qua các modul. Đặc biệt là modul TopSold’ Mold qua việc trình bày quá trình thiết kế bộ khuôn ép nhựa cho sản phẩm Thân kéo cắt giấy. Sau đó lòng và lõi khuôn đƣợc chuyển sang môi trƣờng TopSolid’Cam để lập trình gia công.
95
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG NGHIÊN CỨU
Việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM-CNC mang lại những hiệu quả to lớn cho các doanh nghiệp sản xuất cơ khí nói chung và các danh nghiệp thiết kế, chế tạo khuôn mẫu nói riêng, là cầu nối liên hoàn từ ý tƣởng thiết kế đến gia công chế tạo sản phẩm.
TopSolid là sản phẩm cốt lõi của một tổng thể các giải pháp tích hợp phần mềm đƣợc phát triển bởi Missler, phần mềm đó đƣợc cung cấp toàn cầu và đƣợc tích hợp môđun từ khâu thiết kế đến sản xuất. Tuy nhiên, ứng dụng Topsolid để sản xuất ở nƣớc ta mới chỉ dừng lại ở các doanh nghiệp có vốn đầu tƣ nƣớc ngoài, có thể kể đến nhƣ Fujimold, Misumi, Saigon Precision. Khái niệm về Topsolid vẫn còn mới mẻ với nhiều ngƣời dùng ở Việt Nam.
Topsolid là phần mềm đa dạng đƣợc ứng dụng ở nhiều lĩnh vực. Luận văn là kết quả nghiên cứu một số môđun về thiết kế mô hình, thiết kế khuôn cũng nhƣ môđun về gia công trên Topsolid. Tuy vậy, những kết quả nghiên cứu này cũng mở ra cơ hội cho việc nghiên cứu, ứng dụng sâu hơn các môđun khác của Topsolid. Đặc biệt, Topsolid có các tùy chọn mở rộng cho phép ngƣời sử dụng xây dựng, chiến lƣợc chạy dao rất linh hoạt giúp nâng cao chất lƣợng sản phẩm khi gia công.
Với những thế mạnh của phần mềm TopSolid đã đƣợc trình bày, tác giả mong muốn đƣợc phát triển đề tài để khai thác thêm các điểm mạnh của phần mềm qua các modul khác nhƣ: Gia công đồ gỗ_TopSolid’ Wood, Thiết kế khuôn đột dập _TopSolid'Progress.
Với điều kiện thời gian của luận văn cũng nhƣ thời gian thâm nhập thực tế sản xuất còn hạn chế nên tác giả mong muốn có thể tìm hiểu, ứng dụng sâu hơn các môđun của Topsolid trong các nghiên cứu sau này.