Giáo trình Thiết kế cơ khí trên máy tính (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ CĐ/TC): Phần 1 - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

Giáo trình Thiết kế cơ khí trên máy tính phần 1 gồm các nội dung chính như: Giới thiệu Inventor; Công cụ vẽ phác; Lệnh hiệu chỉnh; Ràng buộc phác thảo; Các lệnh vẽ 3D. Mời các bạn cùng tham khảo!

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG

Giáo trình THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRÊN

MÁY TÍNH

NGHỀ : CẮT GỌT KIM LOẠI TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP & CAO ĐẲNG

(Ban hành theo quyết định số: 630/QĐ-CĐN ngày 05 tháng 04 năm 2022

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang)

AN GIANG - 2022

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình mô đun “ Thiết kế cơ khí trên máy tính ” được biên soạn nhằm

phục vụ cho nhu cầu học tập của học sinh sinh viên nghề Cắt gọt kim loại của Trường Cao đẳng nghề An Giang

Nội dung giáo trình này được biên soạn dựa trên chương trình chi tiết của mô đun đã được nhà trường phê duyệt Trong quá trình biên soạn, nội dung giáo trình

đã được rút gọn, cô động sao cho phù hợp với trình độ học tập của người học

Thời gian thực hiện mô đun: 60 giờ (Lý thuyết: 14 giờ, thực hành: 44 giờ, kiểm tra: 2 giờ), bao gồm 9 bài:

- Bài 1: Giới thiệu Inventor

- Bài 2: Công cụ vẽ phác

- Bài 3: Lệnh hiệu chỉnh

- Bài 4: Ràng buộc phác thảo

- Bài 5: Các lệnh vẽ 3D

- Bài 6: Ràng buộc lắp ráp chi tiết

- Bài 7: Cơ sở mô phỏng chuyển động

- Bài 8: Trình diễn quá trình lắp ráp

- Bài 9: Xây dựng bản vẽ 2 chiều

Việc biên soạn giáo trình này, tác giả đã cố gắng bám sát nội dung của chương trình chi tiết đã được duyệt để người học dễ đối chiếu giữa bài giảng và giáo trình khi học

Trong quá trình biên soạn, mặc dù đã cố gắng rất nhiều vẫn không thể tránh được những sai sót Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các đồng nghiệp và các em học sinh sinh viên để giáo trình ngày càng hoàn thiện hơn Xin chân thành cảm ơn./

An Giang, ngày 02 tháng 08 năm 2021

Tham gia biên soạn Huỳnh Vinh Lợi

MỤC LỤC

BÀI 1 GIỚI THIỆU INVENTOR

1 Hướng dẫn cài đặt phần mềm Inventor 6

3 Xén 1 phần đối tượng lệnh Trim 34

BÀI 4 RÀNG BUỘC PHÁC THẢO

2 Tạo đặc tính xoay lệnh Revolve 51

3 Tạo đặc tính quét theo đường dẫn lệnh Sweep 52

4 Tạo đặc tính vuốt lệnh Loft 54

5 Tạo đặc tính gân lệnh Rib 56

BÀI 6 RÀNG BUỘC LẮP RÁP CHI TIẾT

2 Các bước chuẩn bị lắp ráp 64 2.1 Tham chiếu chi tiết ngoài 65 2.2 Tạo các chi tiết mới 66 2.3 Tạo chi tiết lắp ráp từ thư viện chuẩn 66

2.7 Hiển thị mặt cắt các đối tượng 68

BÀI 7 CƠ SỞ MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG

BÀI 8 TRÌNH DIỄN QUÁ TRÌNH LẮP RÁP

BÀI 9 XÂY DỰNG BẢN VẼ 2 CHIỀU

1 Các lệnh tạo hình chiếu 95

3 Ghi kích thước bản vẽ hai chiều 104

4 Ghi ký hiệu trong bản vẽ hai chiều 111

5 Nhập văn bản trong bản vẽ 2 chiều 112

6 Hiệu chỉnh khung bao và khung tên 114

7 Xuất bản vẽ sang file DWG 115

CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN

Tên mô đun: THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRÊN MÁY TÍNH

I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔ ĐUN

II MỤC TIÊU CỦA MÔ ĐUN

- Cài đặt được phần mềm thiết kế cơ khí Inventor

- Sử dụng được các chức năng trên thanh công cụ của màn hình đồ họa

- Thiết lập được bản vẽ và cách thức quản lý đối tượng

- Thực hiện các lệnh vẽ cơ bản 2D và nâng cao 3D

- Thực hiện các lệnh hiệu chỉnh để hiệu chỉnh và các lệnh vẽ nhanh

- Sử dụng các ràng buộc đối tượng một cách hợp lý

- Xây dựng bản vẽ 2 chiều với 3 hình chiếu cơ bản riêng biệt

- Lắp ráp các chi tiết thành một khối hoàn chỉnh

- Mô phỏng quá trình lắp ráp và xuất thành file video

- Ghi và hiệu chỉnh văn bản trên bản vẽ

- Biết cách in bản vẽ ra giấy in

- Có ý thức tổ chức kỷ luật trong hoạt động nghề nghiệp

- Rèn luyện lòng yêu nghề, tính kiên trì, sáng tạo và tự chủ trong công việc

- Cẩn thận, nghiêm túc trong công việc, có tác phong công nghiệp

BÀI 1 GIỚI THIỆU INVENTOR Mục tiêu:

- Mô tả được cấu trúc màn hình đồ họa, các chức năng của các thanh công cụ, các dòng trạng thái và vị trí nhập các câu lệnh vẽ

- Xác định được vùng vẽ, các chức năng chính của các biểu tượng trên các thanh công cụ, các dòng trạng thái

- Tuân thủ quy trình, quy phạm về thực hành trên máy tính

Nội dung chính:

1 Hướng dẫn cài đặt phần mềm Inventor

Autodesk cung cấp một phiên bản dành riêng cho việc nghiên cứu và học tập các phần mềm của hãng, đó là phiên bản Education Có rất nhiều phần mềm khác nhau để bạn lựa chọn: AutoCAD, Inventor, Revit tất cả đều được miễn phí 1 năm, (có thể gia hạn hằng năm)

BƯỚC 1: Đăng nhập vào trang web www.autodesk.com và chọn “Sign In” bên góc trên cùng bên phải, chọn "Education Community"

BƯỚC 2: Chọn mục "Create Account" và nhập các thông tin cần thiết sau đó chọn "Next" Ở mục Get Education Benefits, lưu ý chọn Educational role phải chọn

là Student

BƯỚC 3: Tiếp đến nhập tên của bạn, email, mật khẩu và tích vào ô "I Agree",

sau đó chọn "Create Account" Ví dụ tên email : nguyenvan@agvc.edu.vn

BƯỚC 4: Autodesk sẽ gửi 1 email xác nhận đến bạn, hãy check mail và chọn

"Verify Email"

BƯỚC 5: Nhập lại email của bạn và chọn "Next" sau đó nhập mật khẩu để đăng nhập, chọn "Done"

BƯỚC 6: Nhập tên trường Đại học của bạn và hộp thoại bên dưới “Name of educational institution”, tích vào ô “Area of study”, điền thông tin đăng ký bao gồm thời gian đăng ký và thời gian tốt nghiệp, sau đó chọn “Next”

Lưu ý: Chọn “Add it to our records” khi Autodesk không thể tìm thấy tên trường

của bạn, sau đó nhập thêm một số thông tin về trường

BƯỚC 7: Chọn “Continue” ở trang “Account set”, bạn tiếp tục chọn

“Continue” ở trang “Terms of service”

BƯỚC 8: Sau đó bạn sẽ được chuyển đến Autodesk Education Community, ở đây bạn có thể tải các phần mềm cần sử dụng (hoặc bạn cũng có thể truy cập đường link sau https://www.autodesk.com/education/free-software/all )

BƯỚC 9: Chọn phần mềm muốn tải ở phần Feature Products hoặc All Products, lựa chọn phiên bản và ấn tải

Sau khi tải về bạn có thể cài đặt bình thường như các phần mềm khác

Lưu ý: trong lúc đăng ký Autodesk sẽ có gửi mail cấp phép đến bạn, hãy giữ lại

các mail này để tiện cho việc cài đặt lại phần mềm nếu cần

Sau khi tải phần mềm về máy tính, các bạn cài đặt phần mềm theo hướng dẫn như sau:

Bước 1: Cài đặt Autodesk 2014

Bước 2: Làm theo như trong ảnh

Bước 3: Sử dụng Serial: 666-69.696.969, 667-98.989.898, 400-45.454.545 066-66.666.666

Product key: 797F1

Lưu ý: Nhập thêm Email quản lý để xác nhận trên hệ thống Autodesk nếu phần

mềm yêu cầu

Bước 4: Lựa chọn phiên bản Inventor cần cài đặt

Bước 5 Chỉ để tích ở Autodesk Inventor 2014 khi các bạn mới học vẽ, còn vẽ chuyên nghiệp các bạn để tích tất cả nhé!

Bước 6: Kiên trì đợi cài đặt vì dung lượng phần mềm lớn lên quá trình cài đặt

có thể diễn ra rất lâu đối với máy tính sử dụng ổ cứng HDD, riêng máy tính sử dụng

ổ cứng SDD thì quá trình cài đặt sẽ diễn ra nhanh hơn rất nhiều

Bước 7: Sau khi cài đặt hoàn thành Ấn Finish

Xem thêm hướng dẫn cài đặt tại đây:

https://onecadvn.com/tai-lieu-va-ho-tro/cai-dat-phan-mem-autodesk-single-user

Hoặc:https://www.youtube.com/watch?v=VmDoSZPj8J8

Chúc bạn thành công

Các tính năng của phần mềm Inventor

Autodesk Inventor được phát triển bởi công ty phần mềm Autodesk_USA, là phần mềm thiết kế mô hình 3D phổ biến hiện nay Đây là phần mềm được phát triển chuyên cho thiết kế các sản phẩm cơ khí, có giao diện trực quan, giúp người dùng thuận tiện khi sử dụng với những tính năng nổi trội như sau:

- Xây dựng dễ dàng mô hình 3D của chi tiết (Part)

- Thiết lập các bản 2D từ mô hình 3D nhanh chóng và chuẩn xác (Drawing)

- Tạo bản vẽ lắp từ các chi tiết đã thiết kế một cách tối ưu (Assembly)

- Mô phỏng quá trình tháo lắp các chi tiết từ bản vẽ lắp hoàn chỉnh một cách trực quan và sinh động (Presentation)

- Thiết kế nhanh các chi tiết kim loại dạng tấm (Sheet metal)

- Thiết kế các chi tiết máy như: Trục, bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích, mối ghép bulông-đai ốc, cam, chốt, then, ổ bi, lò xo … một cách nhanh chóng trong môi trường Assembly

- Thiết kế nhanh và chính xác các loại khuôn mẫu (Mold Design)

- Thiết kế nhanh các đường ống phức tạp (Pipe&Tupe)

- Cho phép sử dụng thư viện các loại dây điện và cáp điện để chạy dây với bán kính uốn phù hợp trong thiết kế điện (Cable &Wiring):

- Mô phỏng động và động lực học của cơ cấu máy (Dynamic simulation)

- Phân tích ứng suất, tối ưu hóa thiết kế sản phẩm (Analysis Stress and Optimize)

- Thiết kế nhanh các sản phẩm nhựa (Inventor plastic & tooling)

- Có thư viện chi tiết đa dạng và chuẩn hóa (Content center)

- Liên kết được với nhiều phần mềm CAD khác

2 Khởi động Inventor

Cách 1:

Vào menu Start/All Programs/Autodesk/Autodesk Inventor

2014/Autodesk Inventor Professional 2014

4 Thanh công cụ Toolbar

Là nơi chứa tất cả các lệnh chức năng của phần mềm, ứng với mỗi thanh lệnh

sẽ xuất hiện các lệnh con tương ứng

Sketch: dùng để vẽ phác các biên dạng 2D

3D Model : xây dựng các mô hình khối 3D

Assembly: Môi trường lắp ráp các chi tiết thành một khối

Get Started: Chứa các lệnh kích hoạt,các lệnh giới thiệu và hướng dẫn sử dụng phần

mềm

Tools: Chứa các lệnh hiệu chỉnh và quản lý chung

Vault: Các lệnh chức năng về quản lý dữ liệu hệ thống

5 Browser Bar

Browser Bar là một trình đơn hiển thị phả hệ của chi tiết, mô hình, lắp ráp hoặc các bản vẽ kỹ thuật trong file hiện hành Mặc định, nó nằm ở góc phía dưới Panel Bar Tương ứng với mỗi môi trường có một Browser Bar Ta có thể kéo Browser Bar đến vị trí bất kỳ trên màn hình

Muốn hiển thị hoặc ẩn Browser Bar ta thực hiện trình tự như sau :

Chọn View > Toolbar > Browser Bar

6 Xuất nhập dữ liệu

Ta có thể nhập các file có phần mở rộn SAT, STEP, IGES, để dùng trong Inventor Ngoài ra cũng có thể lưu các file mô hình 3D và các file lắp ráp của Inventor dưới một số dạng khác Sử dụng lệnh Open (hoặc Save Copy As) và chọn file cần thiết trong thư mục File of type của hộp thoại Save Copy As

- SAT File: Là những file chứa các solid không có thông số , nó có thể là

Boolean solid hay các solid có mối quan hệ giữa các thông số bị loại bỏ Bạn có thể dùng một file SAT trong một assembly và thêm các đặc trưng tham số vào các solid

cơ bản

Khi nhập các file SAT có chứa body đơn, nó tạo các file Autodesk Inventor với một part đơn Nếu nó chứa nhiều body, nó tạo ra file assembly với nhiều part Các dữ liệu về bề mặt cũng được hỗ trợ

- STEP File: Là dạng chung phát triển bao quát vài giới hạn của chuyển đổi dữ

liệu tiêu chuẩn Phát triễn part theo tiêu chuẩn kết quả tạo ra có dạng cho từng nơi khác nhau như IGES (US), VDAFS (Germany) hay IDF (cho các board mạch) Các tiêu chuẩn đó không có sự phát triển trong hệ thống CAD Chuyển đổi file STEP cho Autodesk Inventor được thiết kế cho việc giao tiếp hiệu quả và chuyển dổi đáng tin cậy với các hệ thống CAD khác

Khi nhập các file STEP chỉ cho 3D solid, part, surface, và dữ liệu lắp ráp được chuyển đổi Các drafting, text,và wireframe không có trong quá trình chuyển đổi trong file STEP Nếu một file STEP chứa một part, nó tạo ra một file part trong Autodesk Inventor Nếu nó chứa các dữ liệu lắp ráp, nó sẽ tạo ra nột assembly chứa nhiều part

IGES File: Các file IGES là một tiêu chuẩn trong United States Nhiều phần mền NC/CAM đòi hỏi các file dạng IGES Autodesk Inventor xuất nhập các file IGES bao gồm các dữ liệu wireframe

Trong hình phác, di chuyển các điểm của đường spline

BDA Baseline

ghép

Dimension

ghép

ghép

Component

Di chuyển thành viên lắp ghép Assembly – lắp ghép

/ Work Axis Tạo trục làm việc Tất cả

8.1 Lệnh Document Setttings

Trên thanh Menu chọn Tool > Document Settings : lệnh này dùng để thiết lập đơn vị và chế độ hiển thị lưới Hộp thoại gồm các trang: Standard, Units, Sketch, Modeling, Bill of Material và Default Tolerance

- Trang Standard: dùng để thiết lập vật liệu mặc định Có các lựa chọn sau:

+ General: Gán màu cho các đối tượng khi được kích hoạt

+ Physical: Gán vật liệu mặc định cho các chi tiết

- Trang Units: dùng để thiết lập đơn vị đo Các lựa chọn:

+ Units : Thiết lập đơn vị đo

Length: Chọn đơn vị đo độ dài

Angle: Chọn đơn vị đo góc

Time: Chọn đơn vị đo thời gian bao gồm: second và minute

Mass: Chọn đơn vị đo cho khối lượng

+ Modeling Dimension Display: Hiển thị kích thước đo

+ Linear Dim Display Precrision:Xác định độ chính xác cho đơn vị đo độ dài + Angle Dim Display Precrision: Xác định độ chính xác cho đơn vị đo góc

+ Display as value: Hiển thị giá trị bằng số

+ Display as name: Hiển thị giá trị bằng chữ ký hiệu

+ Display as expression: Hiển thị giá trị bằng công thức

+ Display as tolerance: Hiển thị giá trị dung sai

+ Display as precise: Hiển thị giá trị chính xác (không có dung sai)

- Trang Sketch: dùng để thiết lập màn hình trong phác thảo 2 chiều (2D)

+ 2D Sketch: Thiết lập chế độ vẽ trong phác thảo 2 chiều

Snap Spacing: Giá trị bước nhảy con trỏ

X: giá trị bước nhảy theo phương X

Y: giá trị bước nhảy theo phương Y

Grip Display: Thiết lập chế độ hiển thị lưới

Snap per mirror: Xác định khoảng cách giữa các đường mảnh Đơn vị là

mm Ví dụ: nhập 5 thì 5 mm sẽ có một đường mảnh

Minor lines: Xác định khoảng cách giữa các đường kẻ đậm tính bằng số đường mảnh Ví dụ: nhập 10 thì 10 đường mảnh sẽ có 1 đường đậm

- Trang 3D Sketch: Thiết lập chế độ vẽ trong phác thảo 3 chiều (3D)

+ Auto-Bend Radius: tự động chuyển một đoạn thẳng thành cung tròn nếu đoạn

đó nhỏ hơn giá trị ta thiết lập trong ô soạn thảo

- Trang Modeling: Dùng để thiết lập chế độ trong môi trường mô hình

+ Compact Model History: dùng để xóa các thiết lập trong tài liệu khi ta lưu file

bản vẽ

+ 3D Snap Spacing: Giá trị bước nhảy con trỏ trong phác thảo mô hình 3D

Distance Snap: Khoảng cách giữa các điểm

Angle Snap: Góc xoay giữa các điểm

- Trang Bill of Materials: Dùng để thiết lập chế độ trong bảng kê chi tiết trong

môi trường lắp ráp các chi tiết

- Trang Default Tolerance: Dùng để thiết lập giá trị dung sai mặc định

+ User Standard Tolerancing values: Sử dụng các giá trị dung sai chuẩn + Export Standard Tolerancing values: Xuất các giá trị dung sai chuẩn

8.2 Lệnh Application Options

Trước khi phác thảo biên dạng ta cần thiết lập chế độ tạo phác thảo biên dạng Trên thanh Menu chọn Tool > Application Options

- Trang Sketch: Dùng để thiết lập chế độ màn hình Các lựa chọn:

+ Constraint Placement Priority: Chọn ràng buộc được ưu tiên khi thực hiện

phác thảo biên dạng

Parallel and Perpendicular: Ràng buộc song song và vuông góc

Horizontal and Vertical: Ràng buộc thẳng đứng và nằm ngang

Lưu ý: chỉ có thể chọn một trong hai lựa chọn Parllel hoặc Horizontal

+ Overconstrained Dimensions: Các lựa chọn khi ta thay đổi kích thước

Apply Driven Dimension: Cho phép các kích thước thay đổi lẫn nhau Nếu một kích thước nào đó bị thay đổi thì các kích thước nối tiếp với nó hoặc có ràng buộc cũng bị thay đổi theo

Warn of Overconstrained Condition: Đối với các đối tượng nối tiếp nhau tạo thành một vòng khép kín, khi đã cho đủ kích thước thì một số kích thước sẽ không

thể thay đổi do bị một số kích thước khác ràng buộc Các ràng buộc hình dạng cũng không thể thực hiện được Muốn tạo lại ràng buộc cho một đối tượng nào đó ta phải xóa kích thước của đối tượng đó

+ Display:

Grid Lines: Lựa chọn này dùng để hiển thị lưới khi phác thảo

Mirror grid Lines: Hiển thị các đường mảnh trên màn hình

Axes: Hiển thị hoặc ẩn trục tọa độ trên màn hình

Coordinate System Indicator: Hiển thị hệ trục tọa độ

+ Snap to Grid: dùng để bắt vào các điểm lưới

+ Edit Dimension when created: Cho phép thay đổi giá trị ngay lúc ghi kích

thước Hộp thoại Edit Dimension xuất hiện sau khi nhấp chọn điểm đặt kích thước

+ Autoproject edges during curve creation: Chiếu tự động các cạnh khi đường

cong được tạo ra

+ Autoproject edges for sketch creation and edit: Chiếu tự động các cạnh khi

+ Sketch on New Part Creation: gán một mặt phẳng là mặt phác thảo mặc định

khi bắt đầu tạo chi tiết mới

No new Sketch: Không tự động tạo phác thảo khi tạo chi tiết mới

Sketch on X-Y Plane : Chọn mặt XY là mặt phác thảo khi bắt đầu xây dựng

mô hình Lựa chọn này là mặc định

Sketch on Y-Z Plane : Chọn mặt YZ là mặt phác thảo

Sketch on X-Z Plane : Chọn mặt XZ là mặt phác thảo

+ Construction:

Opaque surfaces: Dùng để hiển thị các mô hình mặt cong như dạng solid Khi

bỏ dạng này, các mô hình mặt cong sẽ ở dạng mờ

+ Auto-hide in line work features: Tự động ẩn các đặc tính làm việc (Work

plane, Work axis, Work point) khi các đặc tính khác sử dụng chúng

Tạo file mới trên Inventor

Nhấp chuột vào biểu tượng New trong menu Get Started, khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại Create New File

Vào mục Metric, sẽ thấy 4 Modul chính trên hệ thống phần mềm gồm:

- Part: Xây dựng mô hình 3D của vật thể, các chi tiết máy hay thiết bị cơ khí

- Assembly: Lắp ráp thành sản phẩm hay cơ cấu máy hoàn chỉnh từ các chi tiết

đã thiết kế trong Part

- Drawing: Xuất bản vẽ 2D nhanh chóng và chính xác từ mô hình 3D đã thiết

kế trong Part hoặc Assembly

- Presentation: Mô phỏng quá trình tháo lắp các chi tiết từ bản vẽ lắp hoàn chỉnh trong Assembly một cách trực quan và sinh động

Mở file trên Inventor

Nhấp chọn biểu tượng Open trong menu lệnh Get Started, khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại

Lúc này, ta chọn đường dẫn đến các file đã tạo sẵn, chọn một file bất kỳ cần

mở, sau đó nhấn nút lệnh Open để mở

Các môi trường trong Invetor:

Standard.ipt : Thiết kế chi tiết 3D

Sheet Metal.ipt: Thiết kế kim loại tấm

Standard.iam: Môi trường lắp ráp chi tiết

Standard.dwg : Standard.idw: xuất bản vẽ

Standard.ipn: Môi trường mô phỏng, trình chiếu

Quản lí dữ liệu:

Projects: tạo liên kết giữa các file Tạo thư mục làm việc trước khi thiết kế, nên có thể tham chiếu đến các file đó

Quản lí bản vẽ: các bản vẽ được tạo và quản lí theo các chuẩn ANSI, ISO,

Thiết đặt Project Folder – Thư mục làm việc:

Dùng để quản lí các file do chương trình tạo ra

Thư mục làm việc nên đặt trước khi bắt đầu quá trình làm việc Cách thực hiện:

Đầu tiên phải xác định thư mục lưu trữ Project Tool > Application Options Chọn tab File > ghi đường dẫn lưu trữ Project vào mục Project File Chọn OK

File > Manage > Projects

Kích vào New> chọn New Single User Projects rồi Next Đặt lại tên cho Project Nhấp Finish để kết thúc

Mở Project sẵn có:

Chọn Project File có đuôi định dạng *.ipj, nếu muốn thay đổi đường dẫn tìm kiếm của Project, kích vào Project, sau đó có thể thay đổi thông số về Workspace,