- Giao diện Part Design
Các Lệnh Cơ Bản Trong Dựng Hình :
Một khối part được thiết kế bằng cách là thêm vật liệu, lọai bỏ bớt vật liệu . trong phần này, chúng ta sẽ học cách để thiết kế một khối part theo những chỉ dẫn bên dưới.
- Pad ( Tạo part bằng cách Extrude 1 sketch profile ):
- Công cụ thường xuyên được sử dụng trong việc tạo một khối 3D. Nó có chức năng kéo một biên dạng 2D thành một khối 3D.
Clickick vào Pad nằm trên thanh công cụ. Hộp thoại Pad Definition xuất hiện:
- Drafting Fillet Pad ( Tạo 1 pad có vát mặt bên và vo tròn các cạnh ):
Clickick vào Drafted Filleted Pad trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Sketch-Based Freature > Drafted Filleted Pad. Sau đó chọn Sketch dùng để tạo Pad. Hộp thoại Drafted Filleted Pad Defìnition xuất hiện:
- Multi-Pad ( Tạo part với nhiều profile có kích thước khác nhau ):
Clickick vào Multi Pad Trên thanh công cụ. Hoặc Insert > Dressup-Based Feature > Multi Pad. Sau đó chọn Sketch dùng đế tạo Pad. Hộp thoại Mu1ti Pad Defìnition xuất hiện:
- Pocket ( Tạo hốc cho part ):Clickick vào Pocket trên thanh công cụ . Hoặc vào Insert > Sketch-Based Feature > Pocket.
Hộp thoại Pocket Definition xuất hiện:
- Multi-Pocket ( Tạo hốc với nhiều profile ):Clickick vào Multi-Pocket trên thanh công cụ . Hoặc Insert > Sketch-Based Feature > Multi- Pocket .Sau đó chọn Sketch dùng để tạo Pocket. Hộp thoại Multi-Pocket xuất hiện:
- Darfted Filleted Pocket ( Tạo hốc có vát mặt bên và bo tròn các cạnh ):
Clickick vào Drafted Filleted Pocket trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Sketch-Based Freature > Drafted Filleted Pocket. Chọn biên dạng của Poket. Hộp thoại Drafted Filleted Pocket Definition xuât hiện.
- Lệnh Shaft ( Tạo trục ):Clickick vào Shaft trên thanh công cụ. Hoăc vào Insert > Sketch-Based Freature > Shaft. Hộp thoại Shaft Definition xuất hiện.
- Lệnh Groove ( Tạo rãnh ):Groove là lệnh tạo một vật thể bằng cách khoét một vật thể có săn. Phần vật thể bị khoét đi được tạo bằng cách xoay một biên dạng quanh một trục quayClickick vào Groove trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Sketch-Based Freature > Groove. Hộp thoại Goove Definition xuất hiện:
- Lệnh Hole ( Tạo lỗ với vị trí xác định ):Clickick vào Hole trên thanh công cụ.Hoặc vào Insert > Sketch-Based Feature > Hole. Sau đó chọn mặt phẳng cần tạo Hole. Hộp thoại Hole Definition xuất hiện:
- Lệnh Rib ( Tạo gân ):Clickick vào Rib Definition trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Sketch-Based Features > Rib, xuất hiện Hộp thoại Rib.
- Lệnh slot (Cắt part theo 1 đường cong):
Clickick vào Slot trên thanh công cụ .Hoặc Insert > Sketch-Based Feature > Slot. Hộp thoại Slot Definition xuất hiện:
- Stiffener ( Tạo gân trợ lực ): Clickick vào Stiffener trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Sketch-Based Feature > Stiffener. Hộp thoại Stiffener Deíinition xuất hiện:
- Lệnh Multi-Sections Solid (Tạo solid từ nhiều mặt phẳng vẽ phác qua một đường cong chỉ hướng):
Lệnh Loft cho phép tạo các mô hình có hình dạng phức tạp bằng cách nối các biên dạng trên các mặt phẳng. Lệnh Loft không hạn chế số biên dạng vẽ phác. Nhưng chú ý các biên dạng phải được sắp xếp sao cho khi vật thể tạo thành thì các bề mặt của vật thể không được giao nhau.Khi sử dụng lệnh Loft thì các biên dạng không được nằm trên cung một mặt phẳng.Clickick vào Loft trên thanh công cụ.
Hoặc vào Insert > Sketch-Based Freature > Loft. Hộp thoại Loft Definition xuất hiện:
- Removed Multi-Section Solid ( Khoét rỗng solid từ một mô hình Multi Section-solid) : Lệnh Remove Loft cho phép tạo mô hình bằng cách khoét một mô hình có sẵn. Mô hình dùng để khoét được tạo bằng cách nối các biên dạng trên các mặt phẳng. Clickick vào Remove Loft trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Sketch-Based Freature > Remove Loft. Hộp thoại Remove Loft Definition xuất hiện.
- Edge Fillet: Bo tròn 1 bề mặt trên thanh công cụ, Hoặc Clickick vào Insert > Dress-Up Features > Edge Fillet. Hộp thoại Edge Fillet Defìnition xuất hiện.
- Variable Radius Fillet: (Bo tròn 1 bề mặt với những giá trị bán kính khác
nhau) trên thanh công cụ. Hoặc Clickick vào Insert > Dress-Up Features > Variable Radius Fillet. Hộp thoại Variable Edge Fillet hiện ra :
- Chamfer: (Vạt bề mặt ) trên thanh công cụ. Hoặc Clickick vào Insert > Dress-Up Features > Chamfert. Hộp thoại Chamfer Definition xuất hiện:
-Draft Angle: (Vát bề mặt với 1 góc) trên thanh công cụ. Hoặc Clickick vào Insert > Dress-Up Features > Draft Angle. Hộp thoại Draft Defination xuất hiện.
-Variable Draft:( Vát bề mặt với những góc khác nhau) trên thanh công cụ. Hoặc Clickick vào Insert > Dress-Up Features > Variable Draft. Hộp thoại Draft Defìnation xuất hiện.
-Shell:( Tạo vỏ) trên thanh công cụ. Hoặc chọn Insert > Dress-Up Freature > Shell. Hộp thoại Shell Detinition xuất hiện.
-Thichness:( Chiều dày cho một mặt phẳng) trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Dress-Up Freature > Thichness. Hộp thoại Thichness Deíínition xuất hiện.
- Measure Between dùng để đo khoảng cách và góc giữa các dt. Các dt có thể dùng để đo là các mặt, các đường và các điểm.
vào Analyze MeasureBetweenHộp thoại Measure Between xuất hiện.
-Measure Item dùng để đo các kích thước: Chiều dài, diện tích, chu vi, thể tích…và xác định vị trí của đối tượng
-Measure Inertia dùng để đo mô-men quán tính của các mặt hoặc các vật thể có thể tích
- Giao diện Sketch trong Part design
Các thanh công cụ
Các lệnh cơ bản
Profile : Vẽ biên dạng thay đổi
Rectangles, Keyholes, Polygons : Vẽ tứ giác Circles, Arcs : Vẽ hình tròn
Ellipse : Tạo Elip Line : Tạo đường thẳng Axis : Vẽ đường tâm Points : Tạo điểm
Corner : Tạo góc bo tròn giữa các đối tượng Chamfer : Tạo góc vát giữa các đối tượng Trim options : Kéo nối 2 đường vẽ
Symmetry : Tạo các đối tượng đối xứng Projection :
Chiếu một sketch lên mặt phẳng chọn - Giao diện Assembly
Giao diện
Các thanh công cụ cơ bản
Hình 3.12: Các thanh công cụ cơ bản
Các lệnh cơ bản
Component : Tạo một thành phần mới trong bản vẽ lắp. Product : Tạo một cụm chi tiết mới trong bản vẽ lắp.
Part : Tạo một chi tiết đơn mới trong một cụm chi tiết, thành phần hay chi tiết hoàn chỉnh.
Existing Component : lắp một chi tiết hay cụm chi tiết vào bản vẽ lắp từ một tập tin có sẵn hay một file hiện hữu.
Existing Component with Positioning : lắp một chi tiết hoặc một cụm chi tiết vào bản vẽ lắp từ một tập tin có sẵn với các tính năng ràng buộc.
Replace Component : Thay thế một chi tiết hiện tại thành một chi tiết khác.
Graph Tree Reordering : thay đổi thứ tự lắp cho từng thành phần trên thanh Specification Tree.
Fast Multi Instantiation : Nhân bản nhanh nhiều lần trong bản vẽ lắp. Concidence Constraint : Ràng buộc đồng trục, điểm, phẳng cho các đối tượng.
Contact Constraint : Ràng buộc tiếp xúc cho các đối tượng. Offsets Constraint : Ràng buộc khoảng cách song song.
Angle Constraint : Ràng buộc theo góc
Fix Component : Cố định một chi tiết hay một cụm chi tiết. Fix Toghether : Cố định các chi tiết lại với nhau trong bản vẽ lắp.
Quick Constraint : Tính năng ràng buộc nhanh, tự động chọn lựa các kiểu ràng buộc khi ta chọn xong các thành phần.
Change Constraint : thay đổi các thuộc tính ràng buộc
Manipulation : Di chuyển các cụm chi tiết hay đối tượng trên bản vẽ lắp.
- Giao diện Drafting ( Triết xuất bản vẽ 2D từ bản vẽ 3D có sẵn )
Hình 3.13 Giao diện Drafting
-Tạo mặt đứng (Front View )
-Tạo hình chiếu phát sinh ( Projection View ):
-Chiếu 1 mô hình được tạo từ sheet metal workbench ( Unfolded View trên thanh công cụ
-Tạo hình chiếu phụ (Auxiliary View trên thanh công cụ)
-Tạo hình chiếu mặt cắt (Offset Section View trên thanh công cụ)
-Tạo hình chiếu mặt cắt từ một mặt phẳng cắt của mô hình 3D (Align Seciton cut
-Dóng thẳng hàng hình chiếu và hình cắt ( Aligned Section View/Cut )
-Tạo hình chiếu chi tiết (Quick Detail View Profile trên thanh công cụ)
-Cắt 1 hình chiếu (Clipping View Profile trên thanh công cụ.)
Bỏ bớt đối tượng (Broken View trên thanh công cụ.)
Tạo hình cắt trích ( Breakout View trên thanh công cụ)
- Assembly design ( Lắp ráp ) Start -> Mechanical Design -> Assembly Design. Assembly Design Workbench xuất hiện. Chúng ta có thể thấy Product1 xuất hiện trên Specification Tree
Hình 3.14 Assembly design
-Ràng buộc các đối tượng trùng nhau : Hoặc vào Insert > Coincidence. Sau đó
-Ràng buộc các đối tượng tiếp xúc với nhau: Contact Constraint Insert > Contact. Sau đó chọn hai đối tượng cần đặt ràng buộc. Contact Constraint được thực hiện và xuất hiện trên Specification Tree, biểutượng Contact Constraint xuất hiện trên màn hình.
-Ràng buộc khoảng cách giữa 2 đối tượng ( Offset Constraint ) : Insert > Contact.
Sau đó chọn hai đối tượng cần đặt ràng buộc. Hộp thoại Constraints Properties xuất hiện.
- Ràng buộc góc giữa 2 đối tượng song song hoặc vuông góc với nhau ( Angle Constraint ) : Angle Constraint trên thanh công cụ. Hoặc vào Insert > Angle. Sau đó chọn hai đối tượng cần đặt Constraints. Hộp thoại Constraints Properties xuất hiện.
-Cố định vị trí của đối tượng trong không gian ( Fix ) : vào Insert > Fix. Sau đó
chọn đối tượng cần cố định. Sau khi chọn đối tượng một biểu tượng hình cái neo màu xanh xuất hiện chứng tỏ đối tượng đã được cố định trong không gian bản vẽ.
-Cố định vị trí của 1 nhóm đối tượng ( Fix Together ) :Công cụ Fix Together dùng để đặt một nhóm các đối tượng cố định tương đối với nhau. Tức là vị trí tương đối của các đối tượng cùng chịu ảnh hưởng của Fix Together là không thay đổi nhưng vị trí của cả nhóm có thể thay đổi đối với các đối tượng không thuộc nhóm.
-Đặt nhanh ràng buộc giữa các đối tượng ( quick constraint ):Quick
Constraint trên thanh công cụ
-Biến đổi một contraint thành một contraint khác ( Change Contraint ) Change Constraint trên thanh công cụ
-Không kích hoạt hay kích hoạt một constraint ( Deactive/Active ): Các Constraint ở trạng thái bình thường luôn được kích hoạt ngay sau khi nó được tạo ra. Khi một
Constraint khi không được kích hoạt thì các chức năng ràng buộc của nó sẽ không còn tác dụng.
-Cập nhật 1 constraint ( Updating an Assembly ) : Một Constraint chưa được
Update sẽ có màu đen trên màn hình và có biểu tượng Update ở bên cạnh tên của nó ở trên Specification Tree. Ta có thể điều khiển quá trình Update của bản vẽ: Tool > Options. Trong hộp thoại Options chọn Mechanical Design > Assembly Design. Chọn tab General > Update.
3.3.2. Giao diện shape ( Thiết kế tạo hình bề mặt )
Hình 3.15 Giao diện shape
+ FreeStyle: Thiết kế bề mặt, khối rắn tự do
+ Imagine & Shape: Thiết kế bề mặt, hình khối từ ảnh chụp + Generative Shape Design: Thiết kế bề mặt, hình khối tiến hóa
3.3.3. Giao diện tính bền ( Analy và Simulatim )
Giao diện
Hình 3.16 Giao diện tính bền
Các thanh công cụ cơ bản:
Hình 3.17 Các thanh công cụ cơ bản
Các lệnh cơ bản
Clamp : Lệnh tạo ràng buộc mặt.
Slider : Lệnh tạo ràng buộc cho hai mặt, bế mặt Surface.
User-defined Restraint : Lệnh tạo ràng buộc cứng cho toàn bộ chi tiết. Pressure : Lệnh tạo ứng suất đường ống.
Distributed Force : Lệnh đặt lực và mômen. Acceleration : Lệnh đặt tải trọng và mômen. Line Force Density : Lệnh đặt lực tập trung. Temperature Field : Lệnh đặt lực từ trường. Compute : Lệnh chạy chia lưới.
Deformation : Lệnh tạo lưới.
Von Mises Stress : Lệnh hiển thị ứng suất chi tiết tính bền.
3.3.4. Giao diện Module Machining (thiết lập và mô phỏng chương trình giacông) công)
Hình 3.18 Giao diện Machining
+ Lathe Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công tiện
+ Prismatic Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công phay trên
máy phay 3 trục
+ Surface Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công phay mặt cong + Advanced Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công phay trên
3.3.5. Module Machining Simulation
Hình 3.19 Giao diện Machining Simulation
Chức năng chính: Chuyên sử dụng cho việc thiết lập và mô phỏng máy CNC
Các module con và chức năng của chúng:
+ NC Machine Tool Simulation: Mô phỏng máy CNC + NC Machine Tool Builder: Thiết lập máy CNC 3.3.6. Digital mockul
* Giao diện mô phỏng.
Các thanh công cụ cơ bản :
3.4. Thiết kế chi tiết
3.4.1. Piston
Bước 1: Vào giao diện Sketch để vẽ định dạng profile
Bước 2: Thoát khỏi Sketch và chọn lệnh Shaft thực hiện tạo khối chi tiết
Hình 3.2 Tạo khối cho piston
Bước 3: Vào giao diện Sketch sử dụng lệnh Polygons
Bước 4: Vào Sketch sử dụng Arcs tạo lỗ chốt piston
Hình 3.4 Cắt khối cho thân piston
Bước 5 : Thoát khỏi Sketch và chọn lệnh Pocket thực hiện cắt khối cho piston
Bước 6: Thoát khỏi Sketch vào parl sử dụng Pocket tạo lỗ chốt piston
Hình 3.6 Tạo lỗ chốt piston
Bước 7: Vào Sketch để sử dụng lệnh Arcs vẽ tạo bệ chốt piston
Bước 8: Thoát khỏi Sketch và vào Pad để tạ hình cho chốt piston
Hình 3.8 Tạo lỗ bệ chốt
Bước 9 : Hoàn thiện Piston
3.4.2. Thiết kết chốt piston
Bước 1: Vào Sketch sử dụng lệnh Arcs để vẽ chi tiết
Hình 3.10 Vẽ hình chốt piston
Bước 2:Thoát khỏi Sketch vào Pad tạo khối cho chi tiết
3.4.3. Phanh hãm chốt piston
Bước 1 :Vào Sketch vẽ tạo hình cho phanh hãm
Hình 3.12 Phanh hãm chốt
Bước 2: Thoát khỏi Sketch vào Pad dùng tạo khối cho phanh hãm
3.4.4. Thiết kế chi tiết thanh truyền
Bước 1: Vào giao diện Sketch để vẽ định dạng profile.
Hình 3.34 Vẽ định dạng
Bước 2: Thoát khỏi Sketch và chọn lệnh Pad thực hiện tạo khối chi tiết
Bước 3:Vẽ đầu to thanh truyền.
Hình 3.36 Vẽ đầu to thanh truyền
Bước 4: Dùng lệnh Pad Definition để tạo khối đầu to.
Bước 5 : Chuyển sang Sketch vẽ gân của thân thanh truyền.
Hình 3.38 Vẽ sketch cho thân thanhh truyền.
Bước 6 : Chuyển sang Parl sử dụng lệnh Multi-Pocket tạo hốc
Bước 7: Vẽ đường kính bu lông.
Hình 3.40 Vẽ đường kính bu lông.
Bước 8: Tạo lỗ bu lông.
Bước 10 : Sử dụng lệnh Chamfer để vát bề mặt cạnh bên đầu to thanh truyền
Hình 3.42 Vát bề mặt thanh truyền.
Bước 11: Tạo lỗ thoát dầu đầu nhỏ.
3.4.4.1. Thiết kế bạc đầu nhỏ
Bước 1 Sử dụng lệnh Circles, Arcs vẽ đường kính bạc
Hình 3.44 Vẽ đường kính bạc đầu nhỏ.
Bước 2 :Sử dụng lệnh Pad tạo khối
3.4.4.2. Thiết kề bạc đầu to
Bước 1 : Vào Sketch vẽ
Hình 3.46 Vẽ Sketch bạc đầu to.
Bước 2 :Sử dụng lệnh Pad tạo khối cho bạc
3.4.4.3. Thiết kế nửa dưới đầu to thanh truyền
Bước 1 : Sử dụng Sketch Vẽ
Hình 3.48 Vẽ Sketch đầu to thanh truyền.
Bước 2 : Sử dụng lệnh Pad tạo khối
Bước 3 : Vẽ độ dày của đầuto thanh truyền.
Hình 3.50 Vẽ đường kính đầu to.
Bước 4 : chuyển sang Parl sử dụng lệnh Pad tạo khối
Bước 5 : Sử dụng lệnh đối xứng
Hình 3.52 Đối xứng nửa dưới đầu to.
Bước 6 : Sang Sketch dùng lệnh Circles, Arcs vẽ đường kính bulông :
Bước 7 : Sử dụng lệnh Multi-Pocket tạo hốc
Hình 3.54 Tạo lỗ bulong đâu to thanh truyền.
3.4.4.4. Thiết kế bu lông
Bước 1 : Vào Sketch sử dụng lệnh vẽ
Bước 2 : Chuyển sang Parl sử dụng lệnh Pad tạo khối
Hình 3.56 Tạo khối bu lông.
Bưới 3 : Sử dụng lệnh Rib Definition
3.5. Kiểm nghiệm bền một chi tiết piston điển hình
Ở đây ta sẽ thực hiện qui trình tính bền trên phần mềm cho chi tiết piston Các bước tính toán như sau:
Bước 1: Đưa chi tiết cần tính bền vào phần mềm catia.
Sử dụng giao diện thiết kế chi tiết để thiết kế chi tiết piston theo thông số có sẵn bằng các lệnh vẽ 2D (Sketch) và 3D (Pad, Pocket).
Đưa chi tiết cần tính bền vào phần mềm catia
Hình 3.58 Đưa chi tiết cần tính bền vào phần mềm catia
Bước 2: Chọn vật liệu
Click chọn toàn bộ chi tiết sau đó ta chọn lệnh Apply Material, trên giao diện sẽ hiện ra thư viện vật liệu. Ta chọn Metal và chọn Brass, click Apply Material sau đó chọn ok. Như vậy ta đã chọn được vật liệu cho piston
Hình 3.59 Chọn vật liệu
Bước 3: Chuyển sang giao diện tính bền bằng Alalysis & Simulation – Generative