3.1. Giới thiệu chung
SolidWorks được đánh giá là một trong những ứng dụng CAD tiên tiến và thân thiện nhất hiện nay. Phần mềm này hỗ trợ rất đắc lực cho công tác thiết kế và chế tạo cơ khí nên thu hút được số lượng người dùng ngày càng đông đảo trên thế giới. SolidWorks tạo ra sản phẩm cuối cùng là các bản vẽ kỹ thuật phục vụ cho chế tạo và lắp ráp. Nhưng SolidWorks rất khác so với AutoCAD.
SolidWorks là phần mềm ứng dụng thiết kế trên cơ sở xây dựng mô hình 3D với tham biến kích thước. SolidWorks không buộc ta phải tính toán kích thước trước khi dựng mô hình. Ta có thể dựng vô tư, rồi lấy đủ các kích thước cần thiết để xác định mô hình mới dựng vào bất cứ lúc nào. Các kích thước này sẽ điều khiển mô hình, bất cứ lúc nào ta thay đổi giá trị kích thước thì mô hình sẽ thay đổi cập nhật theo, ứng với giá trị mới. từng thao tác dựng hình đều được ghi lại trong cây thiết kế, nên ta có thể "Undo" bất cứ lệnh dựng hình nào. SolidWorks cũng không "vẽ" kỹ thuật mà xây dựng mô hình 3D. Sau khi dựng xong, ta muốn gọi ra bao nhiêu hình chiếu, hình cắt, trích ... cũng được.
Hơn thế nữa, tính mở và tính tương thích của SolidWorks cho phép phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó, SolidWorks cũng kết xuất ra các file dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng được phép khai thác mô hình trong môi trường các phần mềm phân tích khác. Ví dụ: các phần mềm phân tích ANSYS, COSMOS, MOLDFLOW, …
Giao diện chương trình thuận lợi cho người sử dụng, không bắt người dùng phải nhớ tên các lệnh một cách chi tiết, vì các biểu tượng của nút lệnh trên các thanh công cụ đã cho người sử dụng biết sơ bộ về chức năng của chúng.
3.2.1. Mở một bản vẽ SolidWorks
Trong SolidWorks có 3 loại bản vẽ:
- Part (bản vẽ chi tiêt): Bản vẽ này thường xuyên được sử dụng để thiết kế các chi tiết 3D.
- Assembly ( bản vẽ lắp): Liên kết các bản vẽ trong bản vẽ chi tiết lại với nhau, để tạo thành một cụm chi tiết hoặc một sản phẩm hoàn chỉnh. Bản vẽ lắp liên kết các chi tiết lại với nhau do đó nếu có sự thay đổi nào từ các bản vẽ chi tiết tương ứng trên bản vẽ lắp cũng tự động cập nhập theo.
- Drawing ( bản vẽ kĩ thuật): Bản vẽ này chủ yếu dùng để biểu diễn các hình chiếu hoặc các mặt cắt từ bản vẽ chi tiết hoặc bản vẽ lắp.
3.2.2.Vẽ phác: là bước cơ bản đầu tiên để hình thành mô hình. Mô hình tạo thành trong SolidWorks được liên kết với biên dạng của chúng. Khi hiệu chỉnh biên dạng, mô hình tự động cập nhập những thay đổi này.
Mặt phẳng vẽ phác chứa các đối tượng hình học tạo thành biên dạng của vật thể hoặc các yếu tố hình học trong quá trình xây dựng vật thể (ví dụ như quỹ đạo quét, trục quay…). Mô hình được hình thành từ các biên dạng vẽ phác bằng cách chiếu hoặc xoay các biên dạng. Các mô hình 3D được tạo thành dựa trên nền tảng các biên dạng trên nhiều mặt phẳng vẽ phác khác nhau và công cụ tạo hình tương ứng (Extrude,
Revolve…). Mặt phẳng vẽ phác liên kết với mô hình. Do đó, khi ta hiệu chỉnh mặt phẳng vẽ phác, phần mô hình tương ứng sẽ thay đổi theo.
Thanh công cụ Sketch
o Line (tạo đường thẳng):Nhấn nút Line trên thanh công cụ Sketch hoặc chọn Tools > Sketch Entity > Line
o Rectangle ( Tạo hình chữ nhật): Nhấn nút Rectangle trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity> Rectangle.
o Centerpoint Arc ( vẽ cung tròn có tâm xác định): Nhấn nút Centerpoint Arc trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity> Centerpoint Arc.
o Tangent Arc (vẽ cung tròn tiếp tuyến): Nhấn nút Tangent Arc trên thanh công cụ hoặc chọn Tools>Sketch Entity>Tangent Arc.
o 3 Pt Arc (vẽ cung tròn bằng 3 điểm): Nhấn nút 3 Pt Arc trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity> 3 Pt Arc.
o Circle ( vẽ đường tròn): Nhấn nút Circle trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity > Circle.
o Ellipse (vẽ Ellipse): Nhấn nút Ellipse trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity > Ellipse.
o Parabola (vẽ Parabol): Nhấn nút Paralola trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity > Parabola.
o Spline (vẽ đường cong Spline): Nhấn nút Spline trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity > Spline.
o Centerline (đường tâm): Nhấn nút Centerline trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Entity > Centerline.
o Mirror (đối xứng): Nhấn nút Mirror trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Tools > Mirror.
o Fillet (tạo góc lượn): Nhấn nút Fillet trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Tools > Fillet.
o Chamfer (vát góc): Nhấn nút Chamfer trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Tools > Chamfer.
o Trim (cắt): Công cụ Trim được dùng để xén một đoạn của đường thẳng, đường tròn, đường Spline, Ellipse, Centerline và cũng có thể được dùng để xoá các đối tượng trên. Nhấn nút Trim trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Tools > Trim.
o Extend (kéo dài đối tượng): Sử dụng Extend để kéo dài một đối tượng cho tới khi gặp một đối tượng khác. Nhấn nút Extend trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Sketch Tools > Extend.
o Công cụ Dimension (tạo kích thước). Công cụ Dimension trong SolidWorks, ngoài việc ghi kích thước cho các đối tượng có trong bản vẽ Autocad, còn có chức năng mới vô cùng quan trọng tạo nên sức mạnh của SolidWorks. Để Nhấn nút hoạt Dimension, ta nhấn nút Dimension trên thanh công cụ hoặc chọn Tools > Dimension.
o Công cụ Add Relation (tạo quan hệ giữa các hoạ tiết). Nhấn nút Add Relation trên thanh công cụ hoặc chọn Tools Relations> Add.
3.3.3. Chức năng tiện ích trong thiết kế 3D
o Công cụ Shaded (tô bóng). Nhấn nút Shaded trên thanh công cụ View hoặc chọn View > Display > Shaded. Khi đó các đối tượng 3D được tô bóng như vật thể khối.
o Công cụ Hidden Line Removed. Nhấn nút Hidden Line Removed trên thanh công cụ View hoặc chọn View > Display > Hidden Line Removed.
o Công cụ Hidden in Gray. Nhấn nút Hidden in Gray trên thanh công cụ View hoặc chọn View > Display > Hidden in Gray.
o Công cụ Wireframe. Nhấn nút Wireframe trên thanh công cụ View hoặc chọn View > Display > Wireframe.
o View Orientation (hướng quan sát). Nhấn nút View Orientation trên thanh công cụ View hoặc nhấn phím cách (Space), hộp thoại Orientation xuất hiện. Trên hộp thoại gồm những hướng quan sát chính sau:
Front: Hướng quan sát vuông góc với hình chiếu đứng. Back: Hướng quan sát vuông góc với mặt sau của đối tượng. Left: Hướng quan sát vuông góc với mặt bên trái của đối tượng. Right: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt bên phải của đối tượng. Top: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt trên của đối tượng.
Bottom: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt dưới của đối tượng. Isometric: Quan sát mô hình theo hình chiếu trục đo đều.
Trimetric và Dimetric: Quan sát mô hình theo hình chiếu trục đo lệch trục. Nomal To: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt được chọn.
o Công cụ Plane (tạo mặt phẳng).
- Offset: Công cụ này có chức năng tạo một mặt phẳng mới song song với mặt đã có và cách nó một khoảng cách d.
- Angle: Công cụ này có chức năng tạo một mặt phẳng Plane từ một bề mặt phẳng và tạo với chúng một góc cho trước.
- Point: Tạo một mặt phẳng Plane xuất phát từ 3 điểm, các điểm ở đây có thể là các đỉnh (Vertex), các điểm được tạo bằng lệnh point hoặc là trung điểm của các cạnh (Midpoint).
- Parallel Plane at Point: Tạo một mặt phẳng Plane đi qua một điểm và song song với mặt phẳng chọn trước. Mặt phẳng chọn trứơc.
- Line & Point: Tạo một mặt phẳng Plane đi qua điểm và một đường thẳng. - Perpendicular to Curve at Point Plane: Tạo một mặt phẳng Plane đi qua một điểm và vuông góc với một cạnh.
- Normal to Curve: Tạo một mặt phẳng Plane cắt đường cong tại điểm cuối và vuông góc với đường cong tại điểm đó.
- On Surface: Tạo một mặt phẳng Plane tiếp xúc với mặt cong và đi qua điểm được chọn thuộc bề mặt cong đó.
o Extrude Base / Boss (Tạo khối cơ sở / khối): Công cụ Extrude Base / Boss thường xuyên được sử dụng để tạo khối Base và Boss, có chức năng kéo một đối tượng vẽ phác 2D thành vật thể khối.
o Extrude Cut: gần giống như công cụ Extrude, điểm khác nhau cơ bản giữa 2 công cụ này là Extrude làm tăng thể tích khối của vật thể, Extrude Cut làm giảm thể
o Công cụ Fillet: Công cụ Fillet có chức năng vo tròn các cạnh hoặc các đỉnh của đối tượng.
o Công cụ Chamfer: Công cụ này có chức năng gần giống công cụ chamfer trong 2D, nhưng ở trong mô hình 3D thì các cạnh (Edge) hoặc các đỉnh (Vertex) bị vát mép.
o Vát mặt (draft): Vát mặt tạo mặt nón, chóp thường được sử dụng trong các chi tiết đúc để dễ tháo khuôn.
o Công cụ mirror: Lấy đối xứng một hoặc nhiều đặc điểm của mô hình qua mặt phẳng đối xứng (mặt phẳng đối xứng có thể là bề mặt hoặc là mặt Plane).
o Khoét lỗ đơn giản (hole): Kiểu lỗ đơn giản (Simple Hole) là loại lỗ chỉ xác định bằng kích thước và chiều sâu lỗ.
o Tạo vỏ (shell): Tạo vỏ bằng cách khoét rỗng chi tiết, để mở mặt đã chọn, và tạo thành mỏng trong các mặt còn lại.
o Revolve boss/base: có chức năng tạo một khối Base hoặc Boss tròn xoay quanh đường Centerline. Giá trị mặc định của góc xoay là 3600.
o Công cụ Sweep: tạo ra các khối cơ sở, khối dựng đứng, khoét bằng phương pháp di chuyển biên dạng trên bề mặt vẽ phác dọc theo một đường dẫn.
o Linear patterns: Công cụ này có chức năng sao chép một đặc điểm của mô hình thành nhiều đặc điểm khác nhau và được sắp xếp theo cột và theo hàng.
o Circular pattern: Công cụ này có chức năng sao chép một đặc điểm của mô hình thành nhiều đặc điểm khác nhau và được sắp xếp theo một đường tròn.
3.3.4. Bản vẽ lắp: là bản vẽ thể hiện việc lắp ghép một cụm các chi tiết riêng lẻ thành một chi tiết hoàn thiện hơn. Khi muốn chèn một chi tiết vào trong bản vẽ lắp, thì các tập tin chứa chi tiết đó sẽ tự động liên kết với tập tin của bản vẽ lắp. Chi tiết xuất hiện trong bản vẽ lắp, tuy nhiên các dữ liệu của chi tiết nằm trong bản vẽ lắp vẫn nằm trong tập tin gốc của chi tiết đó. Do đó nếu có bất kỳ thay đổi nào trong tập tin gốc thì chi tiết trong bản vẽ lắp sẽ tự động cập nhật và thay đổi theo.
o Tạo mối ghép trong bản vẽ lắp.
Nhấn nút Mate trên thanh công cụ và sau đó chọn bề mặt lắp ghép. Có các kiểu lắp ghép sau: - Angle (góc) - Coincident (trùng) - Concentric (đồng tâm) - Parallel(song song) - Distance (khoảng cách). - Perpendicular (vuông góc). - Tangent (tiếp xúc)
o Di chuyển các chi tiết trong bản vẽ lắp: Nhấn nút Move Component trên thanh công cụ sau đó ta chọn đối tượng và các thông số di chuyển và Nhấn nút OK. o Xoay chi tiết.
o Công cụ Smartmate: Trong quá trình di chuyển các chi tiết vào trong bản vẽ lắp ta có thể tự động tạo một số kiểu lắp trong bản vẽ lắp, những kiểu lắp ghép đó gọi là lắp ghép nhanh. Có thể tạo ra một mối ghép khi ta chèn một chi tiết vào trong bản vẽ lắp, bằng cách kéo chi tiết từ màn hình đồ hoạ của SolidWorks. Tuỳ thuộc vào vị trí và hình dáng hình học lắp ghép giữa các chi tiết mà một số kiểu lắp ghép được tự động được hình thành.
o Hiệu chỉnh chi tiết trong bản vẽ lắp: Trong bản vẽ lắp cho phép hiệu chỉnh các chi tiết trong bản vẽ. Ta có thể sử dụng các đối tượng xung quanh trong quá trình tạo ra các đặc điểm mới cho đối tượng. Mặt phẳng vẽ phác cần được tạo trong quá trình chỉnh sửa chi tiết, trong bản vẽ lắp, có thể sử dụng các cạnh của bất cứ chi tiết nào có trong bản vẽ lắp. Các bước hiệu chỉnh chi tiết trong bản vẽ: Nhấn chuột phải vào màn hình đồ hoạ, chọn Edit Part. Ở đây ta có thể thay đổi hầu hết các thông số của chi tiết trong bản vẽ lắp giống như trong bản vẽ chi tiết.
4.1. Giới thiệu chung
Moldflow Plastics Insights (MPI) của hãng MOLDFLOW là sản phẩm hàng đầu sử dụng công nghệ mô phỏng chuyên sâu để kiểm tra tính hợp lệ của bản thiết kế chi tiết và khuôn, cung cấp những thông số cần thiết hỗ trợ việc thiết kế khuôn mẫu để sản xuất ra các chi tiết nhựa có chất lượng. Là một phần mềm CAE, MPI phân tích chuyên sâu quá trình đúc phun và dùng để dự đoán và giải các bài toán sản xuất trước khi chúng được đưa vào thực tế.
MPI có khả năng mô phỏng các quá trình phun nhựa, nén đặc, làm mát và những hiện tượng xảy ra cho vật đúc như co nhiệt, cong vênh.
MPI sử dụng một công nghệ dựa trên lưới phần tử hữu hạn cho phép ta tiến hành mô phỏng trên nền 3D cho mọi chi tiết nhựa từ thành mỏng tới vật rất dày hoặc vật có cả thành mỏng lẫn thành dày.
Một số tiêu chuẩn của MPI: + Dễ triển khai trong nhóm làm việc
+ Thực hiện cả quá trình phân tích kết cấu lẫn phân tích dòng chảy nhựa + Có giao diện CAD mạnh.
MPI có thể sử dụng được tất cả các loại mô hình hình học CAD, bao gồm mô hình midplane truyền thống, mô hình khung dây, mô hình mặt cong, mô hình vật thể đặc có thành mỏng và thành dày. Với mọi thiết kế hình học, người dùng dễ dàng thực hiện công việc mô phỏng trong môi trường trực quan và tích hợp.
Vùng đồ họa: là nơi quan sát và thao tác lên chi tiết
Bảng dự án (project): dùng để lưu trữ nhiều phần phân tích cho nhiều chi tiết, mỗi phần phân tích gọi là một study.
Bảng công việc: Liệt kê các thao tác cần thiết và kết quả có được cho từng study.
Các lớp hình học: khi lựa chọn một loại lớp hình học như nút, lưới, mặt cong…, lớp đó sẽ hiện lên trên vùng đồ họa.
4.3. Các chức năng chính
- Nhập mô hình hình học (import): Vào File>Import, nạp mô hình hình học của chi tiết từ nhiều định dạng (IGES, UDM…)
- Tạo lưới (Mesh) cho vật thể: Vào Mesh>Creat Mesh. Do MPI phân tích quá trình đúc phun dựa trên mô hình ô lưới hữu hạn, ta bắt buộc phải tạo lưới cho vật thể trước khi
- Lựa chọn các thông số cho quá trình đúc: Vào Analysis>Process Settings Wizard. - Lựa chọn vị trí phun: Vào Analysis>Set Injection Locations.
- Lựa chọn đầu bơm nước làm mát: Vào Analysis>Set Coolant Inlets. - Lựa chọn số lòng khuôn: Vào Modeling>Cavity Duplication Wizard. - Xây dựng kênh nhựa : Vào Modeling>Runner System Wizard. - Xây dựng kênh làm mát : Vào Modeling>Cooling Circuit Wizard. - Xây dựng bề mặt khuôn : Vào Modeling>Mold Surface Wizard.
- Lựa chọn kiểu phân tích (Fill, Flow, Cooling, Warp…): Vào Analysis>Set Analysis Sequence…
- Thực hiện quá trình phân tích: Vào Analysis>Analysis Now!
Mỗi kiểu phân tích có thể cho những loại kết quả khác nhau hoặc giống nhau. Ta so sánh kết quả phân tích với các chỉ tiêu cần đạt, tìm kiếm những điểm bất hợp lý, những khuyết tật tiềm tàng, từ đó sửa đổi thiết kế của chi tiết và khuôn cho phù hợp. MPI cung cấp cho người sử dụng một số lượng kết quả rất phong phú giúp người sử dụng hiểu rõ hơn quá trình đúc phun.
4.4. Các loại kết quả
Dưới đây là một số loại kết quả thu được khi chọn kiểu phân tích Flow:
The Fill time result: mô tả vị trí dòng chảy nhựa ở theo thời gian từ lúc vòi phun bắt đầu hoạt động cho đến khi lòng khuôn đầy nhựa. Mỗi màu biểu diễn các phần của khuôn được điền đầy ở cùng một thời điểm. Màu xanh đậm chỉ những nơi nhựa chảy đến đầu tiên còn màu đỏ chỉ những nơi cuối quá trình chảy. Nếu trong chi tiết có vùng bị thiếu nhựa, vùng đó sẽ không được tô màu.