Trước hết ta chọn Tool\ Align\Wizardđể tạo hệ tọa độ thiết kế lý tưởng. Kết quả như hình vẽ :
Hình 2.12 : Hình ảnh chi tiết sau chọn hệ tọa độ hoàn chỉnh
a. Xây dựng lại mặt trên của chi tiết từ dữ liệu số hóa
Bước 1 : Tạo khối đặc bao quanh biên dạng ngoài của chi tiết.
Để tạo khối đặc bao quanh chi tiết ta dựng mặt phẳng Surface phane1(đi qua mặt đáy và song song với mặt phẳng Right ).
Trình đơn : Kích chọn biểu tượng (Ref.PlaneProperty) trên thanh công cụ chọn Pickpoin & Normal Axis (trong mục Method) kích chọn mặt làm cơ sở
kích chọn 1 điểm trên mặt đáy →Kích chuột trái kết thúc câu lệnh .
Sau đó ta chuyển vào chế độ Mesh Sketch chọn mặt phẳng phác thảo cơ
bản( Base Plane) là mặt phẳng Plan1 và tạo 1 phác thảo là biên dạng ngoài của khối trụ.
Hình 2.14 : Phác thảo biên dạng khối đặc.
Sử dụng các câu lệnh trong Mesh Sketch để tạo ra biên dạng Skecth cho khối trụ
Hình 2.15 : Biểu tượng của các thanh lệnh trong Mesh Sketch.
Ta được kết quả như hình vẽ
a. b.
Hình 2.16 : Biên dạng Sketch chủa khối đặc. a.Sketch chưa chỉnh sửa b. Sketch hoàn chỉnh.
39
Sau khi tạo ra 1 biên dạng sketch ta sẽ tạo ra khối trụ bằng lệnh đùn theo biên dạng Sketch vừa tạo ra .
Trình đơn: Kích chọn biểu tưởng (Extrude) đểđùn phác thảo lên→ chọn khối cơ bản (Base Sketch) là Sketch1 → Chọn phương pháp đùn (Method) là
Up toRegion → Chọn bề mặt cần đùn tới → Kích chuột trái kết thúc câu lệnh . Ta được khối bao quanh chi tiết.
Hình 2.17: Tạo khối đặc bằng lệnh Extrude
Bước 2: Tạo các khối cơ bản (trụ, cầu) trên mặt phẳng của khối đặc vừa tạo .
Ý tưởng : Để tạo ra được hình dạng của các khối ở mặt trên của chi tiết ta cần tạo ra các mặt phẳng theo biên dạng của chi tiết, sau đó chúng ta dùng các lệnh Trim Surface để cắt các mặt phẳng và lệnh Cut để cắt khối trụ ở bước 1 thành hình dạng của chi tiết, dùng lệnh Sew để khâu các bề mặt lại với nhau và cuối cùng chúng ta dùng lệnh Boolean để cộng các khối thành khối hoàn chỉnh như hình dưới đây .
* Dựng bề các bề mặt cầu (Surface Sphere).
Trình đơn: Chọn Insert/Surface/Privitimes, hoặc kích chọn biểu tượng trên thanh Task bar → Chọn vùng đám mây điểm tạo nên hình cầu → Kích chọn Sphere trong Shape to Create và kích chọn tùy mục Extract Specific Shape → Chọn Get Partial Shapetrong phần More Options → Kích chọn
OK. Bề mặt cầu Surface Sphere 1 được tạo ra như hình vẽ dưới đây.
a. b.
Hình 2.19: Xây dựng bề mặt Surface Sphere1 a.Cách tạo bề mặt b. kéo dài bề mặt
Chú ý : Để thuận tiện cho việc cắt hình thành khối sau này chúng ta nên kéo dài surface tạo ra bằng cách kích chọn (Extend Surface) → Chọn cạnh cần kéo dài, sau đó giữ chuột trái và kéo tới độ rộng thích hợp (Hình vẽ b).
Làm hoàn toàn tương tự với lựa chọn Sphere trong Shape to Create ta dựng các bề mặt Surface Sphere khác theo bề mặt từng vùng của dữ liệu số hóa.
a) b)
Hình 2.20 : Một số bề mặt Surface khác
41
* Dựng bề các bề mặt trụ(Surface Cylinder) .
Trình đơn: Chọn Insert/Surface/Privitimes, hoặc kích chọn biểu tượng trên thanh Task bar → Chọn phân vùng hình thành nên hình trụ → Kích chọn Cylinder trong Shape to Create và chọn mục Extract Specific Shape
→Chọn Get Partial Shape trong phần More Options → Kích chọn OK .Bề
mặt cầu Surface Cylinder1được tạo ra như hình vẽ dưới đây.(Hình 2.20a )
a. b.
Hình 2.21: Xây dựng bề mặt Surface Cylinder1 a.Cách tạo bề mặt b. kéo dài bề mặt
Làm hoàn toàn tương tự với các lựa chọn Cylinder , Plane (mặt phẳng) ,Cone (mặt nón), Torus (mặt xuyến) trong Shape to Create ta dựng các bề mặt Surface Cylinder, Plane, Surface Cone, Surface Torus theo bề mặt từng vùng của dữ liệu số hóa tùy theo từng chi tiết cụ thể.
* Ta cũng có thể tạo mặt phẳng từ một mặt bất kỳ nào của khối được tạo ra ở bước 1 bằng lệnh Surface Offset.
Trình đơn: Kích chọn biểu tượng (Surface Offset) trên thanh Task bar
hoặc chọn theo đường dẫn Insert/Surface/Offset → Chọn bề mặt Offset trong mục Base → Chọn khoảng cách Offset trong ô Offset Distance ( Trong trường hợp này ta chọn khoảng cách Offset là 0 .
* Mô hình tổng thể các mặt Surface Surface Sphere1 Surface Cylinder1 Surface Offset1 Surface Plane1
Surface Sphere3 Surface Sphere2
Hình 2.23 : Mô hình tổng thể của các bề mặt được tạo
Công việc tiếp theo dùng lệnh Trim Surface cắt loại bỏ phần thừa khi các mặt phẳng giao nhau để tạo phục vụ cho lệnh Cut khối trụở bước sau .
Trước tiên ta tiến hành cắt Surface Sphere1 và Surface sphere2.
Trình đơn: Kích chọn (Trim Surface) → Chọn Surface Sphere1 và
Surface Sphere2 → chọn phần giữ lại trên mỗi Surface trong mục Result
→Kích chuột trái vào kết thúc câu lệnh . Ta được kết quả Trim1 như hình dưới đây :
43
Hoàn toàn tương tự ta thực hiện lệnh Trim Surface với các cặp mặt phẳng
(Surface Sphere3, Surface Plane1) và (Surface Offset 1, Surface Sphere3) ta
được kết quả như sau :
Hình 2.25 : Bề mặt của các Surface sau khi cắt
* Sau khi đã tạo rạ được các Surface như hình vẽ, chúng ta sử dụng các Surface này để cắt khối trụ được tạo ra ở bước 1 (Extrude 1) hình thành nên các mặt còn ở mặt trên của chi tiết.
Trình đơn: Kích chọn biểu tượng trên thanh Task bar, hoặc chọn theo
đường dẫn Insert/Solid/Cut → chọn bề mặt làm biên dạng cắt (Trim1) trọng mục Tool Entities → Chọn khối được cắt (Extrude1) trong mục Target Bodies
→ Kích chuột trái vào Chọn phần dữ lại chủa khối trong mục Region Fitting Options → Chọn kết thúc câu lệnh.
Thực hiện hoàn toàn tượng tự với các lệnh Cut cho Extrude1 và Surface Cylinder1 ta được kết quả như hình vẽ dưới đây (Hình 2.25)
Hình2.27 : Kết quả mô hình sau lệnh Cut Hình2.28 : Dán bề mặt bằng lệnh Sew
* Dùng lệnh Sew để dán Surface Offset 1, Surface Sphere3 với nhau để
tạo thành một mặt (hình 2.26)
Trình đơn : Kích chọn biểu tượng trên Task bar, hoặc chọn theo
đường dẫn Insert/Surface/Sew →chọn Surface Sphere3 (Trim4) và Surface Offset1 (Trim3) ở mục Surface Boides → Kích chọn kết thúc câu lệnh.
* Mô hình được tạo ra chưa phải là một khối thống nhất để thuận lợi cho các thao tác tiếp theo ta sẽ cộng các khối lại với nhau với lệnh Bolean
Trình đơn : Kích chọn biểu tượng trên thanh Task bar, hoặc chọn theo đường dẫn Insert/Solid/Boolean → chọn các khối cần cộng với nhau
→Chọn OK kết thúc lệnh.
45
Bước 3 : Dùng lệnh Hollow tạo độ dày cho các cạnh và mặt của chi tiết
Trình đơn : Kích chọn biểu tượng trên thanh Task bar, hoặc chọn theo đường dẫn Insert/Solid/Hollow → Chọn khối cần tạo trong mục Body, điền chiều dày cần tạo trọng ô Depth → Chọn bề mặt cần xóa trong ô Remove Face→Nếu có nhiều cạnh cần tạo chiều dày với độ dày khác nhau chúng ta có thể chọn từng cạnh và độ dày tương ứng trong mục Multi – Thickness Faces →
Chọn OK kết thúc lệnh.
Hình 2.30: Thao tác lệnh Hollow
Bước 4: Tạo khối trụ chữ nhật ở mặt trên của chi tiết và đường gấp ở
cạnh bên của chi tiết.
Hình 2.32: Các phần cần thiết kếở bước 3
Ý tưởng : Tạo ra các mặt cắt đi qua khối trụ sau đó xây dựng Mesh Sktech để hình thành nên biên dạng Sktech, Dùng các lệnh Extrude để tạo khối, Xây dựng các Surface dùng làm các mặt cắt để căys các phần thừa, sau đó cộng khối lại ta được kết quả như hình:
47
Bước 5: Xây dựng khối trụ (tròn ,chữ nhật ), các gân ở mặt trên của chi tiết.
Ý tưởng : Do các khối trụ, các gân là đối xứng nhau nên để tạ ra được trước xây dựng các sktech theo dứ liệu số hóa , sau đó dùng các lệnh Extrude,
Mirror để hình thành nên hình dạng mặt trên của chi tiết cần thiết kế. Ý tưởng này được làm rõ qua các bước sau đây.
* Xây dựng 4 khối trụ tròn ( Thứ tự công việc : Tạo mặt phẳng làm việc, xây dựng Mesh Sktech trên mặt phẳng vừa tạo, Extrude, Cut, Mirror).
Hình 2.34 : Qui trình xây dựng khối trụ tròn
* Hoàn toàn tượng tự ta có thể xây dựng được các khối trụ còn lại và các gân bám theo đám mây điểm đã phân vùng hình thành nên từng bề mặt của chi tiết.
Kết quả sau bước 5 đã hình thành nên các khối cơ bản của mặt trên chi tiết ( Kết quả của mục 3.1).
49
b. Xây dựng lại mặt dưới của chi tiết từ dữ liệu số hóa
Hốc Lỗ tròn Gân cứng Khối trụ tròn Khối trụ vát chữ nhật
Hình 2.36 : Mặt dưới của chi tiết đã được số hóa
Trình tự công việc :
Bước 1 : Tạo hốc
Bước 2: Xây dựng các gân tăng cứng
Bước 3 : Xây dựng 4 trụ vát chữ nhật ở bốn góc Bước 4: Đục các lỗ tròn
Bước 5 : Xây dựng các khối trụ tròn
Ý tưởng chung cho các bước : Tạo ra các mặt phẳng phù hợp → xây dựng các Mesh Sktech → Dùng một số lệnh (Extrude, Surface Pritimives, ExtentSurface, Cut, Mirror..) để tạo ra biên dạng của chi tiết.
Bước 1 : Xây dựng hốc như hình vẽ.
Hình 2.37 : Mô hình cần dựng lại ở bước 5 nhìn ở các góc độ khác nhau
Ý tưởng thiết kế: Dùng các mặt phẳng Surface tạo ra từ dữ liệu số hóa làm các mặt phẳng cắt để cắt mô hình khối tạo hốc cho chi tiết.
* Tạo các mặt phẳng: Ở đây ta dùng lệnh Surface Offset và Surface Extrudeđể tạo ra các mặt.
+ Trước tiên là tạo mặt phẳng bằng lệnh Surface Offset: Kích chọn
→Chọn các mặt phẳng làm cơ sơ để Offset trong mục Face và điểm khoảng cách cần Offset trong mụcOffset Distance →Chọn Ok kết thúc câu lệnh.
Sau đó sử dụng lệnh Extend Surfaceđể kéo dài các mặt phẳng vừa tạo tới kích thước thích hợp tùy theo mỗi mẫu thiết kế (Lệnh này đã được thực hiện ở
trên)
51
Surface Offset2
Surface Offset 4 Surface Offset 3
Hình 2.39 : Các mặt phẳng được tạo ra bằng Surface Offset
Dùng lệnh Trim để cắt các phần thừa giữa các mặt phẳng (trong phần này chúng ta dùng lệnh Trim 2 lần ). Thao tác và kết quả được thể hiện ở hình dưới
đây.
Trim 5 giữa (Surface Offset 3 và Surface Offset 2 ).
Hình 2.40: Kết quả của lần cắt thứ nhất
Trim 6 (Thực hiện lấy phần giao giữa Trim 5 với Surface Offset 4).
+ Tạo mặt phẳng bằng lệnh Surface Extrude.
Hình 2.42 : Tạo mặt phẳng bằng Surface Extrude
Dùng lệnh Trim Surfaceđể cắt 2 phẳng Surface Extrude vừa tạo với Trim 6
Hình 2.43 : Mặt phẳng tạo ra dùng để cắt khối
* Cắt tạo hốc
Dùng mặt phẳng vừa tạo ra làm mặt phẳng cắt :
53 * Bước 2: Xây dựng các khối trụ tròn
Lần lượt tạo xây dựng các Sktech cho từng khối trụ sau đó dùng lệnh
Extrude(Tùy từng khối mà chúng ta có thể chọn tính năng Cut hayMerge trong mục (Resutl Operator). Kết quả của bước 1 như hình vẽ dưới đây.
Hình 2.45 : Tạo khối trụ tròn từ số liệu số hóa
* Bước 3: Xây dựng các gân tăng cứng.
Thao tác và thứ tự công việc được thể hiện như sau :
Tạo mặt phẳng làm việc Xây dựng các Mesh Sktech
* Hoàn toàn như việc xây dựng các khối trụ và gân tăng vứng ta có kết quả của bước 3 hình .a), bước 4 (hình .b).
a. b.
Hình 2.47 : Mô hình kết quả của bước 4 và bước5.
c. Chỉnh sửa mặt trên, mặt dưới và hoàn thiện chi tiết.
Sau khi đã dựng lại khá đầy đủ hình dạng các khối, các gân… ở mặt trên và mặt dưới của chi tiết từ dữ liệu được số hóa. Chúng ta tiến hành kiểm tra chỉnh sửa chi tiết tại các góc cạnh bằng các lệnh Chamfer, Fillet, Draft .
* Bo tròn các góc cạnh bằng lệnh Fillet
Trình đơn: Kích chọn trên thanh Task Bar → Chọn mục Constant Fillet → Chọn cạnh cần Fillet trọng mục Entitines, nhập bán kính cần Filllet →
Chọn Ok kết thúc câu lênh .
Chú ý : - Một trong những tính năng nổi bật của phần mềm thiết kế
ngược Rapidfrom trong lệnh Fillet đó chính là phần mềm sẽ tự tính toán cho ta kết quả bán kính của cạnh cần Fillet từ số liệu quét, chúng ta chỉ cần chọn cạnh cần Fillet rồi sau đó kích chuột trái vào biểu tượng lúc đó bán kính cần bo sẽ hiện trong ô Radius .
- Nếu cần Fillet nhiều cạnh với bán kính khác nhau thì sau khi chọn song cạnh thứ nhất và các thông số liên quan tới cạnh thứ nhất, ta kích chuột trái vào biểu tượng trong mục Fillet Entity Set. Hoàn toàn cho các cạnh tiếp theo nếu có .
55
- Sau khi chọn cạnh và bán kính Fillet song chúng ta có thể kiểm tra xem với bán kính đó thì cạnh cần bo tròn đã chính xác với dữ liệu Scan chưa bằng cách chúng ta phong to 1 đoạn của cạnh cần Fillet lên sau đó quan sát 2
đường được thành lập từ bán kính nhập vào đã trùng với dường mà máy quét số
hóa được không, nếu chưa chính xác ta nhập lại giá trị bán kính cho tới khi trùng hoặc nằm trong khoảng dung sai cho phép .
Hình 2.48 : Chỉnh sửa bằng lệnh Fillet
Đến đây ta đã thiết kế song mô hình CAD cho mẫu sản phẩm vỏ máy khoan phá.
Mặt trên của chi tiết :
Dữ liệu quét Phân vùng
Mô hình CAD
Hình 2.49 : Toàn bộ mặt trên của chi tiết
Mặt dưới chi tiết :
Dữ liệu quét Phân vùng
Mô hình CAD
57