Sam Sung Galaxy I5700
4.2.1. Giới thiệu chi tiết nắpvỏ điện thoại Sam Sung Galaxy I5700
Vỏ điện thoại SAM SUNG được sản xuất từ loại nhựa ABS (Arylonitrile Butadiene Styrene) có công thức cấu tạo:
- 40 - + Các thông số cơ bản - Tỉ trọng: 1,04 – 1,06 - Nhiệt độ biến dạng nhiệt: 60 – 1200C - Độ bền đứt: 350 – 600 Kg/cm2 - Độ dãn dài: 10 – 50% + Tính chất: Đồng trùng hợp, độ kết tinh thấp. - Độ bền nhiệt, độ bền va đập tốt hơn PS. - Tính chất phụ thuộc vào các thành phần đồng trùng hợp. + Ứng dụng
Làm suốt chỉ, nút tivi, vỏ tivi, vỏ máy giặt, vỏđiện thoại, cánh quạt điện, vỏ máy ảnh, vỏ vali,…
Ép đùn ra các loại tấm sử dụng cho nhiều phương pháp gia công khác nhau cho ra nhiều sản phẩm khác nhau.
Với tính chất của vật liệu nhựa ABS như vậy nên sau khi thiết kế xong theo kích thước đo được ta cần Scale sản phẩm thiết kế theo tỷ lệ co ngót nhựa trước khi thiết kế khuôn cho nó.
4.2.2. Phương pháptruy nhập phần mềm CATIA
Để truy nhập vào môi trường phần mềm CATIA có 3 phương pháp: - Kích đúp chuột vào biểu tượng CATIA V5R trên màn hình. - Kích chuột phải vào biểu tượng sau đó chọn Open.
- 41 -
Hình 4.14 –Phương thức truy nhập môi trường CATIA
Trong CATIA, mỗi một module sẽ bao gồm nhiều workbench thực hiện các nhiệm vụ khác nhau. Việc truy nhập vào một workbench bất kỳ được minh hoạ như trong hình 4.15:
Hình 4.15- Truy cập Workbench Part Design
Chi tiết vỏ điện thoại được thiết kế bởi các công cụ và đặc tính nằm trong hai workbenh: Part Design và Generative Shape Design. Part Design hỗ trợ thiết kế các mô hình 3D dạng khối solid còn Generative Shape Design hỗ trợ thiết kế các dạng bề mặt.
- 42 -
Giao diện workbenh Part Design (Hình 4.16) và Generative Shape Design
(Hình 4.17):
Hình 4.16 –Giao diện workbenh Part Design
Hình 4.17 –Giao diện workbenh Generative Shape Design
Quá trình thiết kế tổng quát trong môi trường Workbench Part Design được thể hiện như hình 4.18:
- 43 -
Hình 4.18 –Quá trình thiết kế mô hình
Quá trình này gồm có 5 bước:
- Bước 1: Phác thảo biên dạng cơ sở của chi tiết
- Bước 2: Hình thành chi tiết cơ sở từ biên dạng đã phác thảo với việc sử dụng các đặc tính cung cấp bởi Workbench.
- Bước 3: Sử dụng các đặc tính tạo dựng bổ sung. - Bước 4: Sử dụng các đặc tính chỉnh sửa.
- Bước 5: Chèn thêm các đặc tính mới để hoàn thiện chi tiết.
4.2.3 Thiết kế mô hình khuôn nhựa cho chi tiết vỏ điện thoại Sam Sung
Galaxy I5700
4.2.3.1 Thiết kế mô hình chi tiết vỏ điện thoại Sam Sung Galaxy I5700
Tương tự các phần mềm CAD/CAM khác, CATIA thực hiện việc thiết kế một chi tiết, vật thể khối 3D xuất phát từ việc phác họa biên dạng chi tiết đó trên mặt phẳng 2D sau đó sử dụng các công cụ và các đặc tính để có thể tạo lập chi tiết 3D từ biên dạng được phác thảo. Người thiết kế có thể sử dụng các công cụ tạo lập các thực thể hình học như: tạo điểm (point), đường thẳng (line), đường cong (spline), đường tròn và cung tròn (circle, arc),… trong môi trường phác thảo (Sketcher) để xây dựng hình vẽ phác thảo. Các hình vẽ này sau khi được thực hiện một cách khái quát, tổng thể theo hình dạng và mong muốn của người thiết kế sẽ được gán các ràng buộc (Contrains) để chính xác hóa về mặt kích thước hình học
- 44 -
các thực thể cũng như các mối liên hệ hình học giữa các thực thể đó. Trong CATIA, để truy cập vào môi trường phác thảo, trước hết cần chọn một mặt phẳng phác thảo, mặt phẳng phác thảo có thể là các mặt chuẩn XOY, YOZ, ZOX hoặc người thiết kế có thể tạo ra các mặt phẳng bằng các công cụ tạo mặt (Plane) mà phần mềm hỗ trợ.
Hình 4.19a. Bản vẽ 2D chi tiết
Trước hết, chọn mặt phẳng YZ làm mặt phác thảo (Hình 4.19b):
Hình 4.19b- Chọn mặt YZ làm mặt vẽ phác
- Kích chọn vào biểu tượng sketch trên thanh công cụ để thực hiện việc truy nhập vào môi trường phác thảo. Phác thảo sơ bộ như thể hiện (hình 4.20):
- 45 -
Hình 4.20- Vẽ biên dạng thứ nhất chi tiết
Sử dụng các công cụ ràng buộc nhằm chính xác hoá phác thảo dựa trên các thông số đã có trong bản vẽ kỹ thuật (Hình 4.21):
Hình 4.21-Vẽ biên dạng thứ hai của chi tiết
Sau khi đã thực hiện xong công việc phác thảo, thoát khỏi môi trường phác thảo bằng cách kích chuột vào biểu tượng Exit workbench trở lại môi trường làm việc 3D. Trong môi trường này, CATIA cũng hỗ trợ đầy đủ tất cả các công cụ và các đặc tính thiết kế (Design Features), các đặc tính chỉnh sửa (Modify Features) cùng các đặc tính chuyển đổi (Transfomation features) chi tiết 3D từ phác thảo đã tạo lập.
- 46 -
Sử dụng công cụ Multi-section áp dụng cho 2 biên dạng vừa phác thảo để tạo khối cơ sở với các thông số xác nhập trong hộp thoại Multi-section Definition, sau khi thực hiện xong đặc tính bất kỳ, trên cây thự mục sẽ tự động cập nhật đặc tính đó
(Hình 4.22):
Hình 4.22- Sử dụng lệnh Multi-section Definition nối 2 biên dạng
Sử dụng công cụ Fillet để bo cung các góc cạnh như sau (Hình 4.23), chọn cạnh cần fillet nhập bán kính fillet:
Hình 4.23-Sử dụng lệnh Fillet để tạo góc tròn trên các cạnh
Dùng công cụ Variable Fillet ( fillet cạnh với bán kính thay đổi) để fillet các cạnh còn lại, chọn cạnh sau đó chọn vào các điểm cần thay đổi bán kính:
- 47 -
Hình 4.24-Sử dụng lệnh Variable Fillet để tạo góc tròn có bán kính khác nhau trên các cạnh
Tạo thành mỏng cho chi tiết bằng lệnh Shell , sau khi chọn lệnh xuất hiện hộp thoại, cho phép chọn lựa mặt cần bỏ đi và chiều dày chi tiết sau khi shell
Hình 4.25-Sử dụng lệnh Shell để tạo chiều dày cho chi tiết
Hình 4.26a- Trước khi dùng lệnh Shell Hình 4.26b- Sau khi dùng lệnh Shell
Dùng lệnh Sketch Phác thảo biên dạng 2D với kích thước như sau:
- 48 -
Sau đósử dụng lệnhPocket tạo hốc cho khối solidvừa hình thành (Hình 4.28):
Hình 4.28- Sử dụng lệnh Pocket để tạo lỗ
Thực hiện tương tư ta có kết quả sau:
Hình 4.29- Vẽ biên dạng Sketch để khoét lỗ
Hình 4.30- Sử dụng lệnh Pocket để tạo lỗ
- 49 -
Hình 4.32- Sử dụng lệnh Pocket để tạo lỗ
Hình 4.33- Vẽ biên dạng Sketch để khoét lỗ
Hình 4.34- Sử dụng lệnh Pocket để tạo lỗ
- 50 -
Hình 4.36- Sử dụng lệnh Pocket để tạo lỗ
4.2.3.2. Thiết kế mô hình khuôn ép phun cho chi tiết
a.Tạo mặt phân khuôn cho chi tiết
Từ môi trường thiết kế Pad Design ta thực hiện như sau để vào môi trường thiết kế lòng lõi khuôn Shape->Genarative Shape Design:
Hình 4.37- Chuyển sang môi trường thiết kế Surface
- Tạo mặt phân khuôn lòng, từ menu chọn Insert->Geometry set, xuất hiện hộp thoại:
Hình 4.38-Hộp thoại cho phép đặt tên mặt Surface cần tạo ra (mặt lòng khuôn)
- 51 -
Trên cây trình duyệt sẽ xuất hiện mục cavity cho phép tất cả yếu tố hình học tạo ra đều nằm ở đây:
Hình 4.39- Cây thư mục trên màn hình đồ họa
Để tạo bề mặt phân khuôn cho tấm lòng ta sử dụng các công cụ trong môi trường Surface như sau:
Dùng lệnh Multiple Extract để tạo các mặt Surface từ bề mặt Solid của chi tiết:
Hình 4.40- Sử dụng lệnh Multiple Extract để tạo các mặt Surface trên chi tiết
- Dùng công cụ line để tạo đường thẳng, sau đó dùng lệnh Boundary để tạo đường giới hạn :
- 52 -
Hình 4.41- Sử dụng lệnh Boundary để tạo các đường giới hạn trên chi tiết
- Dùng lệnh Fill để tạo bề mặt:
Hình 4.42- Sử dụng lệnh Fill để tạo các bề mặt từ các đường giới hạn
- 53 -
Hình 4.43- Tạo các mặt Surface tạicác vùng còn lạitrên chi tiết
- Sau đó sử dụng lệnh Join nối các bề mặt đơn thành bề mặt Surface duy nhất:
- 54 -
- Tạo mặt phân khuôn cho chi tiết bằng cách sử dụng lệnh Extruded kéo dài các cạnh theo hướng xác định:
Hình 4.45- Sử dụng lệnh Extruded để tạo mặt phân khuôn
- Nối các bề mặt đơn lẻ lại ta có mặt phân khuôn của tấm lòng khuôn:
- 55 -
Sử dụng các công cụ trong môi trường để thiết kế ra mặt phân khuôn cho tấm lõi khuôn như sau:
Hình 4.47- Mặt phân khuôn của lõi khuôn (Core Plate)
b. Chèn các tấm khuôn
Vào môi trường thiết kế khuôn: Mold tooling design :
- Chuẩn bị chi tiết (Tạo các bề mặt Surface cơ sở để tạo khuôn). Việc này được thực hiện trong Module Core & Cavity Design. Yêu cầu đặt ra là các loại Surface (Core; Cavity; Slider) phải liên kết các mảnh của chúng (theo từng loại Surface) với nhau và được làm kín và không có khe hở. Có thể sử dụng các lệnh như lệnh Fill (tạo Surface điền đầy khoảng rỗng) hoặc các lệnh tạo bề mặt khác có sẵn trong Module Core & Cavity để tạo.
- Vào môi trường Mold Tooling Design. Sau khi tạo và hoàn thiện các bề mặt Surface Core; Cavity; Slider trong Module Core & Cavity. Chuyển đổi từ môi trường Core & Cavity sang môi trường Mold Tooling Design như sau:
- 56 -
Hình 4.48- Vào môi trường thiết kế khuôn
- Thiết kế thân khuôn Mold Base bằng cách sử dụng lệnh Create a New Mold . Lệnh này sẽ nhập vào và tạo một thân khuôn với đầy đủ các tấm theo tiêu chuẩn hoặctheo ý tưởng của người thiết kế khuôn.
- Click nút Create a new Mold. Hộp thoại hiện ra và trên cửa sổ đồ hoạ cũng hiển thị thân khuôn.
Hình 4.49- Chèn khuôn vào môi trường thiết kế
Trong đó:
- Injection Side: Phía đầu phun (phần cố định) + Clamping: Tấm kẹp khuôn trước
- 57 -
+ Cavity Support:Tấm đỡ + Cavity:Tấm khuôn trước
- Ejection Side: Phía di động + Core: Tấm khuôn sau + Core Support:Tấm đỡ + Riser Bar:Khối đỡ phía sau + Setting Plate:Tấm kẹp phía sau
- Ejector System: Phần đẩy gồm tấm đẩy, tấm giữ, chốt đẩy, tấm tháo khuôn. + Stripper Plate: Tấm tháo khuôn đúc (tấm lấy sản phẩm ra thay thế cho chốt đẩy trong một số loại khuôn, tấm này nằm trên phần tấm khuôn sau, ngoài ra nó còn có rãnh dẫn).
+ A Plate:Tấm giữ (Retaining Plate) + B Plate:Tấm đẩy (Ejector Plate)
- Dimensions:Phần kích thước + Length: Xác định chiều dài khuôn
+ Overhang:Phần nhô ra của các tấm kẹp theo chiều Length + Width: Chiều rộng của khuôn
+ Overhang: Phần nhô ra của tấm kẹp theo chiều Width
+ Overlap Cavity/Core: Phần chồng chéo lên nhau của Cavity và Core trong màn hình. Có thể thấy trên hình trên
+ Overlap Stripper/Core: Phần chồng chéo lên nhau của Stripper và Core + Upper Bar Width: Chiều rộng khối đỡ ở phía trên
+ Riser Width: Chiều rộng của khối đỡ phía dưới + Ejector Width: Chiều rộng của các tấm đẩy
- Có thể nhập thân khuôn tiêu chuẩn Standard Mold-Base từ Catalog thư viện có sẵn trong CATIA. Từ hộp thoại trên Click nút Catalog để truy cập cửa sổ trình duyệt Catalog.
- 58 -
Hình 4.50- Lấy các chi tiết trong thư viện chuẩn Catia
- Click đúp vào tên của tiêu chuẩn muốn chọn để hiện ra các loại Mold Base ở phía trái cửa sổ. Hiện ra các loại thân khuôn tiêu chuẩn và các kích thước của nó.
- 59 -
Hình 4.52- Hiệu chỉnh kích thước khuôn
- Bảng kích thước khuôn thiết kế:
Hình 4.53- Bảng kích thước khuôn thiết kế
+ MoldL: Chiều dài chính của Mold. + MoldW: Chiều rộng chính của Mold.
+ OverL: Chiều dài phần nhô ra Overhang của tấm kẹp khuôn trên và tấm kẹp khuôn dưới.
- 60 -
+ OverL: Chiều rộng nhô ra của Overhang của tấm kẹp khuôn trên và tấm kẹp khuôn dưới.
+ UppW: Chiều rộng khối đỡ trên Upper Bar. + RisW:Chiều rộng khối đỡ dưới Riser Bar.
+ EjeW:Chiều rộng tấm đẩy.
+ CorCavS: Khoảng chồng chéo lên nhau Overlap giữa Cavity Plate và Core Plate. Theo công thức giá trị đó là = 0,8. Chiều cao của tấm Core.
+ StripOverlap:Khoảng chồng chéo giữa Stripper và Core Plate.
+ SPShH: Khoảng cách giữa tấm kẹp dưới Setting và tấm đẩy Ejector Plate.- Chú ý: Hình chữ nhật hiển thị trong cửa sổ chương trình thể hiện chiều dài vàchiều rộng của Mold Base lựa chọn.
Sau khi chọn xong. Click đúp vào loại khuôn muốn nhập để hoàn thành.
- Tạo lõi khuôn và lòng khuôn:
- Split một Cavity Plate hoặc một Core Plate bằng mặt Surface để tạo lòng khuôn và lõi khuôn. Bạc cuống phun và các chi tiết khác cũng có thể được split. Một mặt Surface Splitting có thể là Core, Cavity hoặc mọi bề mặt khác. Khi Splitting một chi tiết, tất cả Body chứa đựng trong chi tiết sẽ được Splitting.
- Chọn CavityPlate trong cây phả hệ Specification Tree và sử dụng lệnh Split trong Menu ngữ cảnh.
- 61 -
Chọn bề mặt phân khuôn cavity đã được tạo từ bước trên, sau đó chọn hướng cắt như sau:
Hình 4.55- Chọn phần giữ lại
Hình 4.56- Kết quả thiết kế tấm lòng khuôn (Cavity Plate)
Tương tự như vậy ta thiết kế tấm lõi khuôn:
- 62 -
Hình 4.57b- Kết quả thiết kế tấm lõi khuôn (Core Plate)
- Chèn các chi tiết tiêu chuẩn từ thư viện Catalog của phần mềm CATIA:
Lõi mặt bên Thanh trượt Chốt dẫn hướng
- 63 -
Bạc lót Vòng định vị Chốt định vị Chốt đẩy Chốt đẩy
Cơ cấu đẩy phẳng Bạc đẩy Chốt cấy lõi Chốt hãm Chốt xiên
- 64 -
Đinh khuy Lò xo
Hình 4.58. Các chi tiếttiêu chuẩn trong thư viện Catia - Chèn và định vị các chi tiết tiêu chuẩn lên khuôn:
+ Chèn chốt dẫn hướng: Click nút Add LeaderPin . Xác định vị trí chốt dẫn hướng:
Kích thước chốt dẫn hướng:
Hình 4.59- Chèn chốt dẫn hướng trong thư viện vào khuôn
+ Sau khi đã chọn xong chi tiết, xác định vị trí và hướng của chi tiết cũng như những tấm sẽ được khoan. Click OK để chèn chi tiết vào bộ khuôn. Ta đã thực hiện chèn xong chốt dẫn hướng vào bộ khuôn. Như hình vẽ sau:
- 65 -
Hình 4.60- Kết quả thiết kế sau khi chèn chốt dẫn hướng
- Tương tự như vậy, lần lượt chèn các chi tiết còn lại ta được như hình sau:
Hình 4.61- Kết quả thiết kế khuôn sau khi chèn các chi tiết phụ
- Tạo hệ thống làm mát:
- 66 -
- Khuôn hoàn chỉnh:
Hình 4.63- Thiết kế khuôn hoàn chỉnh
- 67 -
CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG LẬP TRÌNH GIA CÔNG LÒNG VÀ LÕI KHUÔN
NẮP VỎ ĐIỆN THOẠI SAM SUNG GALAXY I5700
5.1. Ứng dụng CATIA lập trình gia công lòng khuôn nhựa nắp vỏ điện thoại Sam Sung Galaxy I5700
5.1.1. Lựa chọn máy gia công
Sau khi đã thiết kế hoàn thiện khuôn đúc cho chi tiết nắpvỏ điện thoại Sam Sung Galaxy I5700. Dựa trên mô hình thiết kế và các yêu cầu kỹ thuật, người lập