Giáo trình thực tập thiết kế ngược Nguyễn Văn Long Giang, Phạm Sơn Minh, Trần Minh Thế Uyên, Nguyễn Văn Sơ

Mesh Sketch & Extrude Solid - Trên thanh công cụ chọn vào lệnh Mesh Sketch  Chọn mặt Top làm Base Plane  Nhấn Ok và tiến hành vẽ Sketch như hình dưới... Trim Surface Tương tự dùng

NGUYỄN VĂN LONG GIANG - PHẠM SƠN MINH TRẦN MINH THẾ UYÊN - NGUYỄN VĂN SƠN

GIÁO TRÌNH THỰC TẬP

THIẾT KẾ NGƯỢC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2019

Khu phố 6, Phường Linh Trung, Quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh

ĐT: 08 6272 6361 – 08 6272 6390 E-mail: vnuhp@vnuhcm.edu.vn

PHÒNG PHÁT HÀNH

Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé, Quận 1, TP Hồ Chí Minh

ĐT: 08 6272 6361 – 08 6272 6390 Website: www.nxbdhqghcm.edu.vn

TRUNG TÂM SÁCH ĐẠI HỌC

Tầng hầm, Dãy C, số 10-12 Đinh Tiên Hoàng, Phường Bến Nghé,

Quận 1, TP Hồ Chí Minh ĐT: 08 6272 6350 - 08 6272 6353 Website: www.sachdaihoc.edu.vn

Chịu trách nhiệm xuất bản

ĐỖ VĂN BIÊN

Chịu trách nhiệm nội dung

ĐỖ VĂN BIÊN

Tổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm về tác quyền

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM

co-partnership All rights reserved

Xuất bản năm 2019

Số lượng 300 cuốn, Khổ 16 x 24 cm, ĐKKHXB số: 1386-2019/CXBIPH/11-

65/ĐHQGTPHCM, Quyết định XB số 53/QĐ-ĐHQGTPHCM

của NXB ĐHQG-HCM cấp ngày 06/5/2019

In tại: Công ty TNHH In & Bao bì Hưng Phú

Đ/c: 162A/1 - KPA1 - P.An Phú –

TX Thuận An – Bình Dương

Nộp lưu chiểu: Quý II/2019

ISBN: 978 – 604 – 73 – 6944– 7

Giáo trình

THỰC TẬP THIẾT KẾ NGƯỢC

TS Nguyễn Văn Long Giang PGS.TS Phạm Sơn Minh ThS Trần Minh Thế Uyên ThS Nguyễn Văn Sơn

ĐỂ CÓ SÁCH HAY, CẦN CHUNG TAY BẢO VỆ TÁC QUYỀN!

LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuốn một Giáo trình thiết kế ngược nhóm tác giả đã trình

bày đầy đủ các khái niệm, quy trình cũng như ứng dụng của công nghệ thiết kế ngược vào lĩnh vực đời sống – đặc biệt là phần hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế ngược (Geomagic Design X) Tiếp đến với cuốn

sách Giáo trình thực tập thiết kế ngược này, chúng tôi muốn hướng đến

một sự tiếp cận sâu sắc hơn, đầy đủ hơn các khía cạnh cũng như phương pháp sử dụng phần mềm thông qua các bài tập có tính thực tiễn cao, đã được ứng dụng Thông qua những bài tập này, sẽ hiểu rõ hơn về các câu lệnh cũng như phương pháp xử lý khi gặp những bài toán phức tạp Với mục đích giúp người đọc có khả năng sử dụng phần mềm thiết

kế ngược – Geomagic Design X một cách thành thục, nhóm tác giả đã biên soạn cuốn sách này với sự giúp đỡ tận tình của các đồng nghiệp – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM, nhằm dùng làm tài liệu học tập cho môn học Công nghệ tạo mẫu nhanh & Thiết kế ngược, dùng cho sinh viên đại học và học viên cao học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí

Quá trình biên soạn không thể tránh khỏi những thiếu sót Nhóm tác giả rất mong nhận được sự góp ý của người đọc để các lần biên soạn sau được hoàn thiện hơn Mọi ý kiến đóng góp xin vui lòng gởi về địa chỉ email: minhps@hcmute.edu.vn hoặc uyentmt@hcmute.edu.vn

Nhóm tác giả

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 3

MỤC LỤC 5

CHƯƠNG 1 CÁC DẠNG BÀI TẬP SURFACE 9

BÀI 1 FIXTURE 10

I TỔNG QUAN 10

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 11

1 Bước 1 Import File & Region Group 11

2 Bước 2 Surface Primitive 12

3 Bước 3 Body Shaping 18

4 Bước 4 Fillet Body & Check Result 23

BÀI 2 SHEET METAL 26

I TỔNG QUAN 26

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 27

1 Bước 1 Region Group 27

2 Bước 2 Surface Primitive 28

3 Bước 3 Loft and Surface Primitive 30

4 Bước 4 Trim Surface 33

5 Bước 5 Trim Boundary 37

6 Bước 6 Loft Surface 43

7 Bước 7 Fillet 50

Bài 3 LAZANG OTO 53

I TỔNG QUAN 53

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 54

1 Bước 1 Import scan data & Segment Feature Region 54

2 Bước 2 Align Scan Data to Design Coordinate System 56

3 Bước 3 Create Feature Shapes 61

4 Bước 4 Edit Surface Bodies & Create Base Surface Body 66

5 Bước 5 Add More Feature Shapes 73

6 Bước 6 Check Result 79

Bài 4 COVER 80

I TỔNG QUAN 80

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 81

1 Bước 1 Import File & Region Group 81

2 Bước 2 Surface Primitive 82

3 Bước 3 Trim Surface & Trim Boundary 92

4 Bước 4 Create Additional Details & Thicken Surface 93

5 Bước 5 Create Additional Details 101

6 Bước 6 Fillet 112

7 Bước 7 Check Accuracy Analyzer……… 115

CHƯƠNG 2 CÁC DẠNG BÀI TẬP TỔNG HỢP 115

BÀI 1 IMPELLER 116

I TỔNG QUAN 116

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 117

1 Bước 1 Import & Region 117

2 Bước 2 Blade 119

3 Bước 3 Body 128

4 Bước 4 Detail Features 139

5 Bước 5 Check Accurazy Analyzer……… 148

BÀI 2 HELIX 147

I TỔNG QUAN 147

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 148

1 Bước 1 Region Group 148

2 Bước 2 Interactive Alignment 149

3 Bước 3 Screw Shape 152

4 Bước 4 Other Features 155

5 Bước 5 Removing Feature 157

6 Bước 6 Fillet 161

BÀI 3 ARMOR CASE 164

I TỔNG QUAN 164

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 165

1 Bước 1 Import file & Region Group 165

2 Bước 2 Ref Geomatry 166

3 Bước 3 Main Body 169

4 Bước 4 Removing Feature 180

5 Bước 5 Complete Feature 182

BÀI 4 NẮP TRÀ SỮA 192

I TỔNG QUAN 192

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 193

1 Bước 1 Import Data & Region Group 193

2 Bước 2 Main Body 194

3 Bước 3 Additional Details 203

4 Bước 4 Fillet & Check Result 218

TÀI LIỆU THAM KHẢO 222

Chương 1 CÁC DẠNG BÀI TẬP SURFACE

MỤC TIÊU

Giới thiệu một số câu lệnh Surface cũng như bài tập áp dụng để xử

lý một số mẫu vật có bề mặt tự do

Sau chương này, người học có khả năng:

1) Thực hiện được chức năng của từng câu lệnh xử lý Surface 2) Áp dụng đa dạng các phương pháp để giải quyết các bài toán

về thiết kế Surface

Bài 1 FIXTURE

tiến hành phân vùng lưới

Bước 2 Surface Primitive

Tạo các mặt cơ sở dựa trên các

lệnh Sweep Surface và Surface

Primitive trên the Model

Bước 3 Body Shaping

Tạo khối hoàn chỉnh cho Model

bằng cách sử dụng các lệnh Trim

Surface, Cut

Bước 4 Fillet Body & Check

Result

Bo góc và kiểm tra sai lệch

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN

1 Bước 1 Import File & Region Group

2 Bước 2 Surface Primitive

a Mesh Sketch & Extrude Solid

- Trên thanh công cụ chọn vào lệnh (Mesh Sketch)  Chọn

mặt Top làm Base Plane  Nhấn Ok và tiến hành vẽ Sketch như hình

dưới

chọn Intersect 2 Planes (tạo Vector giao giữa hai mặt)  Nhấn OK để

xem kết quả

Hình 2.3 Create Vector1

c Create Plane1

- Chọn lệnh (Plane) trên thanh công cụ  Ở mục Entities chọn

vào hai Region ở hai đầu chi tiết  Ở mục Method chọn Average (lấy

trung bình các mặt)  Nhấn OK và xem kết quả

Hình 2.4 Create Plane1

d Mesh Sketch

- Chọn lệnh Mesh Sketch Sau đó lấy mặt Plane1 vừa tạo làm

Base Plane và tiến hành vẽ Sketch như hình dưới

Hình 2.5 Create Sketch

e Create Plane2

- Tương tự sử dụng lệnh Plane để tạo thêm mặt Plane2 Sử dụng phương pháp Rotation  Chọn Vector1 & Plane (Hình) làm Entities  Tạo mặt xoay góc (Angle) 45 0

Hình 2.6 Create Plane2

f Mesh Sketch

- Lấy mặt Plane2 vừa tạo ở bước trên làm Base Plane và tiến

hành vào môi trường Sketch để dựng hình

Hình 2.7 Create Sketch

g Sweep Surface

- Chọn lệnh (Sweep) tại mục Create Surface trên thẻ MODEL

+ Ở mục Profile: chọn Sketch3 (Sketch3 (Mesh))

+ Ở mục Path: Chọn Sketch2 (Sketch Chain1)

Profile

Path

Hình 2.8 Sweep Surface

h Surface Primitives

- Trên thẻ MODEL chọn lệnh (Surface Primitive)  Chọn khu vực Region cần tạo mặt  ở mục Shape to Create chọn chế độ (Plane)  OK

Hình 2.9 Surface Primitive

Tương tự sử dụng lệnh Surface Primitive để tạo Plane cho các

vùng Region như hình dưới

bên và mặt đáy của chi tiết

- Dùng lệnh (Cut) để tạo hình dáng cơ bản cho Model

- Trong hộp thoại của lệnh điều chỉnh như sau:

+ Tool Entities: chọn Sweep1

+ Target Bodies: chọn Extrude1

Hình 3.1 Cut

Chú ý: Nếu sử dụng mà lệnh Cut báo lỗi thì rất có thể do mặt

Surface (Sweep1) chưa cắt hoàn toàn so với khối Solid (Extrude1) Cách khắc phục là kéo dài mặt Surface bằng lệnh Extend Surface

b Trim Surface

- Dùng lệnh Trim để cắt mặt Surface – tạo dựng các góc cạnh cho

Model dựa vào dữ liệu Scan

- Trên thanh công cụ chọn lệnh (Trim Surface) Chọn các mặt Surface cần Trim  Nhấn Next Stage và chọn mặt cần giữ lại (Remaining Surface)  Nhấn Ok để xem kết quả

Hình 3.2 Trim Surface

Tương tự dùng lệnh Trim Surface để tiến hành cắt các mặt còn lại

để tạo dựng bề mặt cơ sở dựa trên dữ liệu scan

Hình 3.3 Trim Surface

c Cut

- Sử dụng lệnh (Cut) cắt những phần còn lại

Bảng 3.1 Cut Bodies

d Mesh Sketch & Extrude

 Tạo mặt bằng cách tạo Mesh Sketch và dựng Surface Extrude

- Lấy mặt Plane1 đã tạo ở “bước c” phần 2 làm Base Plane, vẽ

đường Sketch như hình dưới

Hình 3.4 Create Sketch

- Sau đó, dựng mặt Surface bằng lệnh Extrude Surface (ảnh)

Hình 3.5 Extrude Surface

e Cut Bodies

- Sau khi đã có đầy đủ mặt Surface cần cho việc tạo dựng Model

(Tool Entities), tiến hành thực hiện lệnh Cut như hình bên dưới

Bảng 3.2 Cut Bodies

Hình ảnh sau khi thực hiện xong bước định hình cho Model

Hình 3.6 Final Step3

4 Bước 4 Fillet Body & Check Result

a Fillet

- Trên thanh công cụ, chọn lệnh (Fillet) để tiến hành bo cạnh

- Chọn phương pháp Constant Fillet và điều chỉnh bán kính phù

hợp, chính xác nhất so với dữ liệu Scan

Hình 4.1 Constant Fillet

- Tương tự thực hiện Fillet những cạnh còn lại cũng theo phương

pháp Constant Fillet (ảnh)

Hình 4.2 Constant Fillet

b Check Result

- Nhấp vào biểu tượng (Accuracy Analyzer) để kiểm tra kết

quả sai lệch giữa Model và dữ liệu Scan

Check Accuracy Analyzer

Enviroment Mapping Deviation For Body

Hình 4.3 Check Accuracy Analyzer

Nhìn vào bảng màu có thể thấy chi tiết thiết kế lại có độ sai lệch rất thấp đối với dữ liệu Scan

Bài 2 SHEET METAL

Bước 5 Trim Boundary

Cắt bỏ phần thừa xung

quanh biên chi tiết

Bước 6 Loft Surface

II CÁC BƯỚC THỰC HIỆN

1 Bước 1 Region Group

a Import File

- Chọn lệnh Import trên thanh công cụ hoặc vào MENU > Insert > Import

- Chọn đường dẫn đến vị trí lưu File Scan “Sheet_Metal.stl”

Hình 1.1 Import File Scan

b Region Group

- Click (Region Group) trên thanh công cụ  Chọn (Auto Segment) để phần mềm tự động phân vùng lưới  Chọn Sensitivity khoảng 70  Nhấn OK

Hình 1.2 Region Group

2 Bước 2 Surface Primitive

a Extract Planar Surface

- Nhấp chuột vào (Surface Primitive)  Chọn Extract Specific Shape (Trích xuất hình dạng bề mặt cụ thể)  Chọn (Plane) trong hộp thoại Shape to Create  Ở hộp thoại More Options cài đặt Extend Ratio khoảng 65%  OK

Hình 2.1 Surface Primitive

- Tạo ra bề mặt surface như hình bên dưới

Hình 2.3 Create Surface Planes

- Tạo thêm một mặt phẳng phía trên

Mặt cần chọn

Hình 2.4 Create Surface Planes

b Mesh Fit Surface

- Click (Mesh Fit) trên thanh công cụ sau đó chọn bề mặt

Region như hình dưới  OK

Mặt cần chọn

Hình 2.5 Mesh Fit Surface

c Surface Primitive

- Click chuột vào (Surface Primitive) trên thanh công cụ, sau

đó, tiến hành tạo mặt phẳng từ hai region như hình dưới

Hình 3.1 Draw Spline on 3D Sketch

- Lệnh 3D Sketch hỗ trợ tạo dựng các mặt Surface 3D, các dạng khối (Solid) trong không gian

e Extract Planar Surface

- Click (Surface Primitives) trên thanh công cụ và tạo thêm

ba mặt phẳng như hình dưới

 Chú ý: Khi sử dụng lệnh Trim Surface điều kiện cần là các mặt

phải cắt nhau hoàn toàn

- Chọn lệnh (Extend Surface) trên thanh công cụ  Chọn vào hai đường và nhập khoảng cách mở rộng 11mm.

Bảng 4.1 Extend Surface

b Trim Surface

- Nhấn (Trim Surface) trên thanh công cụ  Chọn bề mặt

và nhấn (Next Stage)  Chọn phần bề mặt cần giữ lại (Remaining

Surfaces)  OK

Bảng 4.2 Trim Surface

5 Bước 5 Trim Boundary

a Create Boundary Curve (Tạo đường curve từ đường biên của vật)

- Click (3D Sketch) trên thanh công cụ  Chọn (Boundary)  chọn đường biên ngoài của body  Nhấn OK

- Sau đó thoát khỏi môi trường Sketch

Boundaries

Hình 5.1 Boundary Curve

b Convert Mesh Sketch Curve

- Click (3D Sketch) trên thanh công cụ  Tích chọn

(Convert Entities) để lấy lại biên dạng Sketch Curve vừa tạo  Chọn

đường Curve  Nhấn OK

- Đường curve lúc này sẽ chuyển sang màu đen Điều đó có nghĩa

là đường này đã được cố định và không thể chỉnh sửa

Đường curve có màu đen

Hình 5.2 Convert Entities

c Remove Constraint

- Chọn đường Curve bằng cách nhấn giữ chuột trái và quét vào

chi tiết Đường Curve sẽ hiển thị màu xanh Trên bảng công cụ Rebuild

tích chọn OK Bây giờ thì có thể chỉnh sửa được đường Curve này

Hình 5.3 Rebuild Curve

- Click (Remove Constraint) trên thanh công cụ  Quét

chọn vào đường Curve  Nhấn OK

Hình 5.4 Remove Constraint

Delete Curve

Hình 5.8 Delete Curve

e Extend Curve

- Trên bảng công cụ Edit nhấn chọn (Extend)  Chọn 1

đường nối từ điểm bắt đầu và 1 đường nối từ điểm kết thúc  Điều

Chain 1 & Sketch Chain 2  Hộp thoại Custom Direction khai báo mặt phẳng Top  Các tuỳ chọn còn lại làm như hình dưới  Nhấn OK

bề mặt cần giữ lại (Remaining Surfaces)  OK

Tool Entities

Target Bodies

Hình 5.13 Trim Surface

6 Bước 6 Loft Surface

a Trích xuất các đường cong ảo (Extract Virtual Edge)

- Click vào (Polyline) trên thanh công cụ  Ở mục Method chọn phương pháp Extract Virtual Sharp Edge

- Chọn hai Region như hình dưới và nhấn OK

d Spline for Loft

- Click vào (Spline)  Vẽ thêm các đường Spline nối từ

Polyline 6 sang Polyline 5  OK

Hình 6.7 Connecting Spline 6 to Spline 5

e Surface Loft

- Click vào (Loft) trên thanh công cụ  Chọn hai đường

Spline  OK

Hình 6.8 Surface Loft

- Tiếp tục sử dụng lệnh Loft và chọn các đường Spline ngắn ở chế

độ Profile và một đường Spline làm đường dẫn ở chế độ Guide Curves

Guide Curves

Profiles

Hình 6.9 Surface Loft

Hình 6.12 Extend Surface

h Trim Surface

- Nhấn (Trim Surface) trên thanh công cụ  Chọn hai mặt

và nhấn (Next Stage)  Chọn phần bề mặt cần giữ lại (Remaining Surfaces)  OK

Hình 6.13 Trim Surface

- Tiếp tục sử dụng lệnh Trim Surface để cắt bỏ phần mặt thừa

còn lại Thao tác tương tự như hình dưới

c Bo cạnh với nhiều bán kính khác nhau

- Trên thanh công cụ nhấn chọn (Fillet)  Chọn vào cạnh và

nhập giá trị bán kính bằng  Nhấp chọn để bo tiếp các cạnh tiếp theo với bán kính bất kì  Thực hiện như hình dưới  OK

Hình 7.3 Fillet Edges

d Check Accuracy Analyzer

- Kiểm tra độ sai lệch của chi tiết so với dữ liệu scan ban đầu

Hình 7.4 Final Revert