Giáo trình Thiết kế cơ khí trên máy tính (Nghề: Cắt gọt kim loại - Trình độ CĐ/TC): Phần 2 - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

Tiếp nội dung phần 1 Giáo trình Thiết kế cơ khí trên máy tính phần 1 gồm các nội dung chính như: Ràng buộc lắp ráp chi tiết; Cơ sở mô phỏng chuyển động; Trình diễn quá trình lắp ráp; Xây dựng bản vẽ 2 chiều. Mời các bạn cùng tham khảo!

BÀI 5 CÁC LỆNH VẼ 3D Mục tiêu:

- Thực hiện được lệnh quét thẳng góc để tạo ra đối tượng 3D bằng nhiều cách

- Phân tích được các đối tượng trong bản vẽ

- Vận dụng được các lệnh đã học trong bài này để vẽ các bài tập thực hành theo

yêu cầu của bài tập

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực

sáng tạo trong học tập

Nội dung chính:

Hoàn thành trong môi trường vẽ phác 2D, nhấp chọn biểu tượng Finish Sketch hoặc nhấn phím tắt S để kết thúc quá trình vẽ phác và chuyển sang

môi trường thiết kế mô hình 3D

Tọa độ trong mô hình 3D:

1 Lệnh Extrude

Đùn biên dạng 2D (sketch) theo phương vuông góc với mặt phẳng vẽ phác để

tạo thành mô hình khối hoặc mô hình mặt

Chú ý: Chỉ tạo được khối đặc từ các biên dạng kín Biên dạng hở chỉ tạo ra

- Dạng 1 : Tạo khối đặc (Solid)

- Dạng 2 : Tạo mô hình mặt (Surface)

Sử dụng công cụ chọn biên dạng 2D cần đùn

Chọn chế độ đùn (chỉ có trong dạng tạo khối đặc solid):

- Join : Cộng các solid

- Cut : Trừ các solid

- Intersect : Giao giữa các solid

- New solid : Tạo solid mới (Lúc này trên chi tiết sẽ có 2 khối solid khác nhau trong môi trường Part)

Chế độ kết hợp giữa các môi hình với nhau:

Chọn cách thức giới hạn khối đùn trong mục Extents:

* Distance : Đùn với khoảng cách nhất định

+ Asymmetric : Đùn theo hai hướng không đều nhau

* To Next : Chiều dày khối đùn được xác định từ mặt phẳng vẽ

*All : Chỉ được thực hiện với chế độ Cut, cắt toàn bộ chiều dài

Nhập góc phình to hay thu nhỏ của khối đùn vào ô Taper trong More

2 Tạo đặc tính xoay lệnh Revolve

Mô hình đạt được từ việc quét biên dạng quanh một trục cố định

Thao tác:

Click chọn Revolve hoặc bấm phím R

Các bước thực hiện tương tự thực hiện lệnh Extrude

Sự kết hợp giữa các mô hình với nhau

Lưu ý:

- Lệnh này thực hiện khi có biên dạng 2D và trục quay được tạo trước đó

- Để tạo thành khối đặc thì biên dạng 2D phải khép kín

- Biên dạng 2D hở chỉ tạo được mô hình mặt

Between: Góc xoay giới hạn bởi hai mặt phẳng được chọn

More: Dùng hiệu chỉnh hướng tạo hình của các lựa chọn trong mục Shape

Minnimun solution: tạo khối tròn xoay với góc giới hạn của hai mặt phẳng là góc nhỏ (<1800)

3 Tạo đặc tính quét theo đường dẫn lệnh Sweep

Mô hình đạt được từ việc quét theo biên dạng một đường dẫn trơn

Thao tác:

Click chọn Sweep hoặc bấm phím Ctrl + Shift + S

Các bước thực hiện tương tự thực hiện lệnh Extrude

Chú ý: Mặt phẳng chứa biên dạng phải vuông góc với đường dẫn

Type: chọn 1 trong 3 phương pháp tạo hình sau:

Path: chỉ cần biên dạng và 1 đường dẫn Tương ứng có 2 thuộc tính

X&Y: biên dạng tại một tiết diện bất kỳ đồng dạng với biên dạng gốc

với một hệ số biến dạng tương ứng với đường biên giới hạn

X: biên dạng tại một tiết diện bất kỳ so với biên dạng gốc có hệ số biến

dạng theo phương Y=1 (không thay đổi) Còn tỉ lệ biến dạng theo phương X phù thuộc vào đường biên của chi tiết

None: Biên dạng không thay đổi tỉ lệ kích thước so với biên dạng gốc

4 Tạo đặc tính vuốt lệnh Loft

Nối các biên dạng 2D (Sketch) trên các mặt phẳng khác nhau dọc theo một hay nhiều đường dẫn để tạo thành mô hình khối hoặc mô hình mặt

Lưu ý:

- Lệnh này được thực hiện phải có ít nhất hai biên dạng trên hai mặt phẳng khác nhau

- Để tạo thành khối đặc thì biên dạng 2D phải khép kín

- Đường dẫn có thể là sketch 2D hoặc sketch 3D

- Biên dạng 2D hở chỉ tạo được mô hình mặt

Thao tác:

Chuẩn bị các tiết diện dùng tạo hình

Chuẩn bị các đường dẫn cho các tiết diện.(có thể không thực hiện bước này)

Click chọn Loft

Curves

Section: kích chọn Click to add rồi chọn các tiết diện đã vẽ

Rails : kích chọn các đường dẫn cho các tiết diện.có ba lựa chọn:

Rails: các đường dẫn là các đường sinh của chi tiết, giới hạn biên dạng

ngoài của chi tiết

Center line: đường dẫn là các đường nối tâm các tiết diện

Area Loft: với lựa chọn này, kích thước của các tiết diện có thể hiệu chỉnh được Area Loft với lựa chọn này, ngoài các tiết diện chính đã vẽ biên dạng,

ta có thể tạo thêm các tiết diện phụ

- Center line: chọn đường nối các tâm

- Placed Section: kích chọn một điềm bất kỳ trên đường dẫn, xuất hiện hộp

thoại Sections Dimension,ta nhập kích thước của tiết diện tại điểm được chọn đó

Closed Loop :Tạo chi tiết bằng cách nối các tiết diện vừa chọn thành một vòng

kính, quá trình nội suy từ tiết diện: 1 2 3… n 1

Merge tangent faces: Không tạo ra đường giao tuyến giữa hai mặt tiếp xúc

nhau sau khi thực hiện lệnh Loft

Các biên dạng và đường dẫn Loft với đường dẫn 1

Bỏ chọn Automatic Mapping, ta có thể chia lại cách bắt điểm trên từng Sketch

Không chọn Closed Loop Chọn Closed Loop

5 Tạo đặc tính gân lệnh Rib

Tạo gân chịu lực cho các chi tiết

Chú ý: Phải có một đường thẳng giới hạn miền tạo gân

Thao tác:

Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại

Lựa chọn loại gân cần tạo trong hộp thoại Rib

- Normal to Sketch Plane: Hướng tạo gân vuông góc với đường vẽ phác

- Parallel to Sketch Plane : Hướng tạo gân song song với đường vẽ phác

Sử dụng công cụ chọn biên dạng tạo gân

Nhấp 1 trong 2 biểu tượng chọn hướng tạo gân Nhập chiều dày gân cần tạo vào ô

Nhấp 1 trong 3 biểu tượng chọn hướng tạo chiều dày gân Chọn cách tạo chiều sâu của gân, với 2 lựa chọn sau:

- To Next : Chiều sâu gân xuất phát từ biên dạng tạo gân đến các mặt phẳng giới hạn cho gân

- Finite : Chiều sâu gân được xác định bằng giá trị cần nhập

Nhấp biểu tượng để hoàn tất

Tab Draft

Tạo góc nghiêng cho gân, lấy đỉnh làm chuẩn

Tạo góc nghiêng cho gân, lấy gốc làm chuẩn

Tab Boss

Nhấp biểu tượng Top Face Appearance chọn màu sắc cho đối tượng cần tạo

Chọn 1 trong 3 cách tạo hình sau:

- Emboss from Face : Đối tượng nổi lên trên chi tiết (tạo thêm)

- Engrave from Face : Đối tượng chìm xuống chi tiết (cắt bỏ)

- Emboss/ Engrave from Plane : Đối tượng nổi lên trên chi tiết với chiều cao bằng khoảng cách từ biên dạng phác thảo đến bề mặt của chi tiết

Chọn xác định hướng phù hợp Nhấp để hoàn tất

Engrave from Face

Revolution and Height : Nhập số vòng và chiều cao của lò xo

Spiral : Tạo lò xo hình xoắn ốc

Pitch : Nhập khoảng cách 1 bước xoắn

Revolution : Nhập số vòng xoắn

Height : Nhập chiều cao của lò xo

Taper : Nhập góc nghiêng

Ví dụ:

6 Câu hỏi ôn tập

1 Cho biết chức năng của một số lệnh vẽ 3D cơ bản Lệnh nào thường được

sử dụng nhiều nhất trong quá trình vẽ thiết kế 3D

2 Lệnh Extrude là gì ? Các bước thực hiện lệnh Extrude Các loại cách thức giới hạn khối đùn trong mục Extents của lệnh Extrude

3 Lệnh Revolve là gì ? Các bước thực hiện lệnh Revolve Phần Extents của lệnh Revolve gồm những lựa chọn nào ?

4 Lệnh Sweep là gì ? Các bước thực hiện lệnh Sweep Phần Type của lệnh Sweep gồm những lựa chọn nào ?

5 Lệnh Loft là gì ? Các bước thực hiện lệnh Loft

6 Lệnh Rib là gì ? Các bước thực hiện lệnh Rib

BÀI 6 RÀNG BUỘC LẮP RÁP CHI TIẾT Mục tiêu:

- Thực hiện được việc lắp ráp từng chi tiết hoặc theo chuỗi bằng cách ràng buộc mỗi chi tiết với nhau

- Phân tích được các đối tượng trong bản vẽ

- Vận dụng được các lệnh đã học trong bài này để vẽ các bài tập thực hành theo yêu cầu của bài tập

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập

là phương pháp tốt để ổn định hình dạng của phác thảo với các ràng buộc hình dạng trước khi xác định kích cỡ với các ràng buộc kích thước

Các kích thước có thể trình bày như các hằng số hoặc biểu thức Mặc dù ta có thể sử dụng chúng hoán đổi cho nhau nhưng phải xác định

Dạng hằng số hữu dụng khi các phần tử hình học có kích cỡ ổn định và không liên quan với các phần tử hình học khác

Dạng biểu thức hữu dụng khi kích thước của các phần tử hình học là tỷ lệ với kích cỡ của các phần tử khác

1.2 Ràng buộc hình dạng

Autodesk Inventor sẽ tự động gán các ràng buộc cần thiết khi ta phác thảo thành biên dạng Phụ thuộc vào độ chính xác đã phác thảo mà ta có thể cần thêm một hoặc nhiều ràng buộc Bằng việc ràng buộc đầy đủ phác thảo, ta có thể dễ dàng điều khiển mọi vị trí tương quan của hình dạng Các ràng buộc hình dạng xác định hướng và mối quan hệ của các phần tử hình học

Ví dụ:

- Các ràng buộc định phương cho biết phần tử nào là thẳng đứng hoặc nằm ngang

- Các ràng buộc xác định mối quan hệ giữa hai phần tử là vuông góc, song song, tiếp xúc, giao nhau, đồng tâm,

Nhiều phác thảo có thể thay đổi kích thước hoặc hình dạng được gọi là bậc tự

do

Ví dụ: Vòng tròn có hai bậc tự do: vị trí tâm và bán kính của nó Nếu tâm và bán kính được định nghĩa thì vòng tròn được ràng buộc đầy đủ

2 Các bước chuẩn bị lắp ráp

Khởi động

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

Chọn biểu tượng Standard(mm).iam trong mục Metric

Chọn Create để khởi động, lúc này môi trường lắp ráp xuất hiện

2.1 Tham chiếu chi tiết ngoài

Trong một mô hình lắp ráp, ta có thể giảm bớt đi sự phức tạp của file lắp ráp bằng cách sử dụng những chi tiết được tạo độc lập từ các file khác gọi là các chi tiết ngoài

Quá trình liên kết chi tiết ngoài với mô hình lắp ráp gọi là quá trình tham chiếu chi tiết ngoài Khi cần hiệu chỉnh mô hình lắp ráp này ta chỉ cần chỉnh sửa từng chi tiết ngoài độc lập, Autodesk Inventor hỗ trợ chức năng mô hình lắp ráp này sẽ tự động cập nhật theo những hiệu chỉnh của những chi tiết này

Việc sử dụng những chi tiết ngoài độc lập với mô hình lắp ráp giúp ta linh động

và dễ dàng hơn trong quản lý tiến trình lắp ráp

Lệnh Place Component: Sử dụng lệnh để gọi các chi tiết ngoài mà ta muốn lắp ráp chúng với nhau

Các chi tiết ngoài có thể là các chi tiết độc lập hoặc cũng có thể là cụm chi tiết

Để thực hiện gọi các chi tiết, chúng ta nhấp vào biểu tượng trên hộp thoại Open xuất hiện để liệt kê các chi tiết

Các lựa chọn:

Look in :Tên folder chứa tập tin chi tiết

File name : Hiển thị tên chi tiết

Files of type : Xác định kiểu file

Project File : Kiểu file dự án

Find… : Tìm kiếm file

Options : Một số tùy chọn cho file

sẽ tự động ràng buộc với nhau ngay khi chi tiết được chèn vào mô hình lắp ráp Lựa chọn này chỉ có giá trị khi các chi tiết đã được tạo iMate trước đó

Tiếp tục, chúng ta nhấp chọn chi tiết và nhấn Open để quay về màn hình đồ họa Lúc này chi tiết sẽ gắn liền với con trỏ Mỗi lần nhấp chuột trái là một chi tiết xuất hiện Để thoát lệnh bạn nhấp chuột phải và chọn Done (hoặc nhấn phím Ecs)

2.2 Tạo các chi tiết mới

Lệnh Create Component: dùng để tạo các chi tiết trong mô hình lắp ráp Sau khi nhấp vào biểu tượng trên (hay gõ phím P), hộp thoại Create In-Place Component xuất hiện

Các lựa chọn:

New File Name: Nhập tên chi tiết sẽ được tạo

Template: Chọn tiêu chuẩn Có thể chọn theo mặc định hoặc nhấn nút Browse

để chọn tiêu chuẩn khác

New File Location: Hiển thị đường dẫn của thư mục chứa chi tiết sắp tạo Ta

có thể chấp nhận đường dẫn mặc định hoặc nhấn nút Browse để chọn đường dẫn khác

Default BOM structure : Mặc định cấu trúc vật liệu

2.3 Tạo chi tiết lắp ráp từ thư viện chuẩn

Lệnh Place from Content Center: dùng để lấy các chi tiết từ thư viện chuẩn Khi nhấp vào biểu tượng trên, hộp thoại Place from Content Center xuất hiện

Chọn vào các Category View ở cột bên trái để xuất hiện các Part tương ứng ở bảng bên phải

Double click vào loại chi tiết thích hợp để chọn chúng

Chọn một điểm trên màn hình đồ họa để định vị trí của chúng

Khi các bảng thoại Option xuất hiện , chọn các thông số cần thiết > OK

Để thay đổi chi tiết cố định ta làm như sau: trên chi tiết bạn muốn chọn làm chi tiết cố định, nhấp chuột phải và chọn Grounded

2.5 Di chuyển đối tượng

Lệnh Move Component: Dùng để di chuyển chi tiết hoặc cụm chi tiết từ vị trí này sang vị trí khác trong môi trường lắp ráp assembly

Để di chuyển chi tiết ta chọn lệnh Move Component trên thanh công cụ (hoặc nhấn phím tắt V), sau đó nhấp chọn chi tiết và dùng con trỏ chuột để di chuyển chi tiết đến vị trí mong muốn

Ngoài ra, ta cũng có thể nhấp chuột phải lên chi tiết mà bạn muốn di chuyển

và chọn Move Component rồi di chuyển chi tiết

Lưu ý: Để di chuyển cùng lúc nhiều chi tiết trước hết ta phải chọn những chi

tiết mà ta muốn di chuyển trong trình duyệt browser (nhấn phím Ctrl và nhấp chuột lên nhiều chi tiết muốn di chuyển ) sau đó gọi lệnh Move Component

2.6 Xoay đối tượng

Lệnh Rotate Component: Dùng để xoay các chi tiết hay các cụm chi tiết trong môi trường lắp ráp assembly

Để xoay chi tiết ta chọn lệnh Rotate Component trên thanh công cụ (hoặc nhấn phím tắt G), sau đó nhấp chọn chi tiết và dùng con trỏ chuột để xoay chi tiết đến góc nhìn mong muốn

Ta cũng có thể nhấp chuột phải lên chi tiết mà bạn muốn xoay và chọn Rotate Component rồi xoay chi tiết

2.7 Hiển thị mặt cắt các đối tượng

Lệnh này dùng các mặt phẳng làm việc hoặc mặt phẳng của các đối tượng trong mô hình lắp ráp để cắt các đối tượng

Có 4 lệnh để hiển thị mặt cắt:

Lệnh Quarter Section View: Hiển thị chỉ một phần tư đối tượng bị cắt Sau khi gọi lệnh, ta nhấp chọn mặt phẳng cắt

Lệnh Half Section View: Hiển thị chỉ một nửa đối tượng bị cắt Sau khi gọi lệnh, ta chọn mặt phẳng cắt

Lệnh Three Quarter Section View: hiển thị ba phần tư đối tượng bị cắt Sau

Mate : Tạo ràng buộc vị trí tương đối giữa hai đối tượng là mặt, trục, cạnh,

điểm một khoảng cách không đổi

Cho phép ràng buộc các đối tượng là điểm , trục, cạnh hoặc hai mặt với pháp tuyến nghịch hướng

Cho đối tượng là hai mặt với pháp tuyến của chúng cùng hướng nhau

Nhập khoảng cách giữa các đối tượng

Angle : Tạo ràng buộc góc giữa hai đối tượng là mặt phẳng , cạnh , trục

Nhập góc ràng buộc hai đối tượng

Góc giữa hai đối tượng chỉ có 1 giá trị (theo một hướng)

Cùng một góc nhưng có hai vị trí tương đối cho giữa hai đối tượng được chọn

Góc giữa 2 đối tượng xác định dựa trên 1 đường thẳng

Tangent : Tạo ràng buộc tiếp xúc giữa hai bề mặt

Inside : Tiếp xúc trong

Outside : Tiếp xúc ngoài

Bề mặt tiếp xúc thật sự sẽ được Offset từ một trong hai

bề mặt đã chọn một giá trị đã nhập

Insert : Tạo ràng buộc đôi : đồng trục và khoảng cách giữa hai mặt Opposed: Hai đối tượng được ràng buộc đồng trục và có pháp tuyến của hai mặt phẳng chứa đối tượng đó ngược chiều nhau

Ligned : Hai đối tượng được ràng buộc đồng trục và có pháp tuyến của hai mặt phẳng chứa đối tượng đó cùng chiều nhau

Symmetry : Tạo ràng buộc một đối tượng nằm giữa hai đối tượng

Lần lượt chọn ba đối tượng cần ràng buộc Đối tượng 1 và đối tượng 2 thuộc hai chi tiết khác nhau, đối tượng 3 nằm giữa hai đối tượng còn lại

Thẻ Motion: tạo ràng buộc chuyển động tương đối giữa hai chi tiết

Motion (Chuyển động quay):

Quay cùng chiều nhau Quay ngược chiều nhau

Tỷ số truyền Chọn đối tượng

Rotation-Translation (Chuyển động quay và tịnh tiến):

Chuyển động ngược chiều

Chuyển động cùng chiều

Nhập tỉ số truyền là khoảng dịch chuyển của thanh răng khi bánh răng quay một vòng

Thẻ Transitional: Ràng buộc này cho phép các bề mặt của hai đối tượng trượt tương

đối với nhau

Thẻ Constraint Set: Ràng buộc hai gốc tọa độ ảo của hai chi tiết lại với nhau

4 Hiệu chỉnh sau khi lắp

Thay đổi khoảng cách ràng buộc giữa các chi tiết

Sau khi các chi tiết được lắp ráp với nhau, các ràng buộc sẽ hiển thị trong từng chi tiết và được quản lý trên thanh Browser Bar

Muốn thay đổi khoảng cách ràng buộc giữa các chi tiết, ta nhấp phải chuột tại tên gọi ràng buộc đó trên thanh Browser Bar và chọn Edit Khi đó hộp thoại Edit Constraint hiện ra, chỉnh sửa lại thông số vào ô Offset, rồi chọn OK

Sao chép các chi tiết trong môi trường lắp ráp

Lệnh Pattern Component: Sao chép các chi tiết trong môi

trường lắp ráp thành nhiều chi tiết xung quanh trục quay hoặc thành nhiều hàng và

cột

Sao chép các đối tượngt theo

hàng và cột

Chọn đối tượng

Column direction: Chọn hướng sao chép theo cột

Flip: Đổi hướng sao chép

Nhập số lượng cần sao chép kể cả đối tượng gốc

Nhập khoảng cách giữa hai đối tượng

đường tâm Column direction: Chọn hướng sao chép theo cột

Flip: Đổi hướng sao chép

Nhập số lượng cần sao chép kể cả đối tượng gốc

Nhập góc giữa hai đối tượng

Lệnh Mirror Components: Tạo chi tiết đối xứng với chi tiết gốc qua một mặt phẳng

trong môi trường lắp ráp

Chọn trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại Mirror Components

Xóa chi tiết

Để xóa các chi tiết không cần sử dụng hoặc lắp ráp sai trong môi trường Assemby, ta nhấn phải chuột tại tên gọi của chi tiết đó trên thanh Browser Bar và chọn Delete

Ẩn hoặc hiển thị chi tiết

Để ẩn hoặc hiển thị các chi tiết theo mong muốn của người sử dụng trong môi trường lắp ráp, ta nhấn phải chuột tại tên gọi của chi tiết đó trên thanh Browser Bar

và chọn Visibility Biểu tượng của chi tiết được ẩn đi trên thanh Browser Bar sẽ chuyển từ màu vàng sang màu xám

Chỉnh sửa chi tiết

Có thể chỉnh sửa trực tiếp các chi tiết chưa đạt yêu cầu trong môi trường lắp ráp bằng cách nhấn phải chuột tại tên gọi của chi tiết đó trên thanh Browser Bar và chọn Edit Ta nhận thấy rằng các thành phần của chi tiết cần hiệu chỉnh sẽ được hiển thị rõ ràng, còn các chi tiết khác bị mờ đi

Sau khi hiệu chỉnh xong, ta nhấp chuột vào biểu tượng Return để quay lại môi trường lắp ráp

Kiểm tra va chạm

Để kiểm tra sự va chạm giữa các chi tiết trong môi trường lắp ráp, ta nhấp chuột vào biểu tượng Analyze Interference trên menu Inspect

Lúc này, hộp thoại Analyze Interference sẽ xuất hiện với các lựa chọn sau:

: Chọn chi tiết thứ nhất cần kiểm tra

: Chọn chi tiết thứ hai cần kiểm tra

Sau đó nhấp chọn OK để kiểm tra Nếu hai chi tiết không va chạm sẽ xuất hiện hộp thoại thông báo của phần mềm

Nếu hai chi tiết va chạm với nhau thì hộp thoại Interference Detected hiện ra thông báo thể tích va chạm giữa hai chi tiết và phần thể tích va chạm sẽ chuyển sang màu đỏ

5 Câu hỏi ôn tập

1 Cách thực hiện lệnh Place Component trong tham chiếu chi tiết ngoài của quá trình lắp ráp chi tiết

2 Cách thực hiện tạo chi tiết mới trong quá trình lắp ráp chi tiết

3 Cách thực hiện lệnh Place from Content Center tạo chi tiết lắp ráp từ thư viện chuẩn trong phần mềm Inventor

4 Tại sao phải cố định chi tiết trong quá trình lắp ráp Cách cố định và xóa bỏ

cố định khi thực hiện lắp ráp chi tiết

5 Trình bày chức năng của lệnh Move Component và lệnh Rotate Component

6 Trình bày các bước thực hiện các lệnh ràng buộc lắp rápContraint : Mate ;

BÀI 7 CƠ SỞ MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG Mục tiêu:

- Thực hiện được việc mô phỏng quá trình chuyển động của cơ cấu và bộ truyền trong quá trình thiết kế máy

- Biết được đặc tính động học, phát hiện được sự va chạm trong quá trình làm việc của hệ thống và phát hiện những sai sót trong quá trình thiết kế

- Vận dụng được các lệnh đã học trong bài này để vẽ các bài tập thực hành theo yêu cầu của bài tập

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập

Nội dung chính:

1 Giới thiệu

Mô hình hóa và mô phỏng trên máy tính đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật cơ khí, xây dựng, cơ điện tử, Những ưu điểm và lợi ích của việc mô phỏng và mô hình hóa giúp hạn chế những sai sót trong kỹ thuật, nâng cao năng suất và hạ giá thành sản phẩm Chính vì vậy, đây là một công cụ rất hữu ích cho các bộ phận thiết kế máy móc hay thiết kế sản phẩm để gia công chế tạo

Trong Autodesk Inventor, ta có thể xây dựng mô hình ba chiều của các chi tiết máy, lắp ráp các chi tiết lại với nhau thành một cụm chi tiết hay một máy, sau đó ta

có thể mô phỏng quá trình chuyển động, diễn hoạt quá trình lắp ráp và phân rã các chi tiết, xuất sang bản vẽ hai chiều để phục vụ cho gia công chế tạo

Chọn Standard(mm).ipn trong mục Metric rồi nhấn nút Create để khởi động

Môi trường trình diễn quá trình lắp ráp chi tiết Presentation xuất hiện

2 Mô phỏng chuyển động lệnh Drive Constraint

Lệnh Drive Constraint dùng để mô phỏng các chuyển động trong các cơ cấu hay các bộ truyền bằng cách cho các chi tiết chuyển động tịnh tiến (nếu ràng buộc Transition) hoặc chuyển động quay (nếu ràng buộc Motion)

Chuyển động được thực hiện khi thay đổi giá trị ràng buộc:

- Nếu là góc thì thay đổi giá trị Angle

- Nếu ràng buộc Mate hay ràng buộc Insert thì thay đổi giá trị Offset

Thay đổi từ vị trí bắt đầu (Start) đến vị trí kết thúc (End) được thiết lập trong hộp thoại Drive Constraint

Gọi lệnh Drive Constraint bằng cách chọn ràng buộc trong Panel Bar, nhấp phải chuột vào ràng buộc trong trình duyệt browser và sau đó nhập thong tin trong

Những ràng buộc có thể giới hạn chuyển động của các chi tiết Phụ thuộc vào đối tượng hình học, số bậc tự do bị loại bỏ hoặc bị giới hạn

Ví dụ: nếu thiết lập một ràng buộc tiếp xúc cho hai hình cầu, tất cả 6 bậc tự

do vẫn còn nhưng ta không thể dịch chuyển một trong số chúng theo một hướng

3 Ví dụ

Dùng tính năng Drive Constraint để tạo chuyển động quay cho khâu 1 trong

cơ cấu 4 khâu bản lề

Đầu tiên, ta tạo cơ cấu 4 khâu bản lề, kích thước như sau:

Giá trị L ứng với khâu 1 là: 15 mm, khâu 2: 30, khâu 3: 20, khâu 4: 35 Sau khi đã vẽ xong và tiến hành lắp ráp được hình như sau:

Chú ý: khâu 4 được chọn làm giá (ground)

Tiếp theo, sẽ tạo ràng buộc góc giữa khâu 1 và khâu 4 Trên Panel Bar, chọn Constraint (hoặc bấm phím tắt C) Hộp thoại Place Constraint xuất hiện, chọn thông

số như hình, sau đó chọn cạnh của khâu 1

Chọn cạnh khâu 4, bấm OK

Trên Browser Bar, bấm dấu “+” ở khâu 4 (hoặc khâu 1), sau đó click phải vào

đổi giá trị góc ràng buộc giữa khâu 1 và khâu 4, từ đó tạo chuyển động quay cho khâu 1

Hộp thoại Drive Constraint xuất hiện Mình muốn cho khâu 1 quay 1 vòng, trong ô End nhập giá trị 460 (= 360 + 100) Bấm nút Forward để xem khâu 1 quay

Tiến hành tô bóng (render) và xuất sang video

Vào menu Applications, chọn Inventor Studio Trên Panel Bar, chọn Animate Constraints, hộp thoại Animate xuất hiện, chọn ràng buộc: Angle:1 (100deg) đã tạo

ở trên Nhập giá trị như hình

Trên Panel Bar, bấm chọn Render Animation Trong thẻ General, chọn kiểu nền, ánh sáng, camera Trong thẻ Output chọn như hình

Bấm render Inventor sẽ cho phép lựa chọn là có nén file video lại hay ko

4 Câu hỏi ôn tập

1 Cho biết những ưu điểm của việc mô hình hóa và mô phỏng trên máy tính bằng phần mềm Autodesk Inventor

2 Trình bày chức năng của mô phỏng chuyển động lệnh Drive Constraint và cách thức thực hiện lệnh này

BÀI 8 TRÌNH DIỄN QUÁ TRÌNH LẮP RÁP Mục tiêu:

- Thực hiện được việc trình diễn quá trình chuyển động của cơ cấu và bộ truyền trong quá trình lắp ráp

- Xây dựng được kịch bản lắp ráp cho cụm chi tiết

- Vận dụng được các lệnh đã học trong bài này để vẽ các bài tập thực hành theo yêu cầu của bài tập

- Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập

Chọn phương pháp phân rã cụm lắp ráp trong mục Explosion Method, với 2 lựa chọn sau:

- Manual: Phân rã cụm lắp ráp bằng phương pháp thủ công

- Automatic: Phân rã cụm lắp ráp một cách tự động, các chi tiết sau khi phân rã

sẽ nằm ở các vị trí chúng ta không mong muốn

+ Distance: Nhập giá trị khoảng cách giữa các chi tiết sau khi phân rã

+ Create Trails: Tạo đường lắp ráp sau khi phân rã

Chọn hướng xoay trong các biểu tượng

Chọn Reset khi muốn xoay về vị trí ban đầu

Sử dụng chọn chi tiết cần di chuyển

Sử dụng chọn điểm bắt đầu của đường lắp ráp

Đánh dấu vào ô để hiểu thị đường lắp ráp sau khi phân rã

Chọn kiểu di chuyển trong mục Transformations, với 2 lựa chọn sau:

+ Tịnh tiến đối tượng cần di chuyển theo trục

+ Quay đối tượng cần di chuyển quanh một trục

Chọn 1 trong 3 biểu tượng để xác định trục quay hoặc hướng trục cần tịnh tiến

Nhập khoảng cách tịnh tiến hoặc góc quay vào ô

Sử dụng để chỉnh sửa lại vị trí của chi tiết sau khi phân rã Chọn Close để kết thúc Khi đó sẽ xuất biện biểu tượng trong các chi tiết trên thanh Browser Bar

1.4 Thay đổi giá trị Tweak

Thay đổi khoảng cách di chuyển của chi tiết khi phân rã

Cách 1: Nhấp chuột vào trong chi tiết đã tạo lệnh Tweak Component trên thanh Browser Bar rồi nhập khoảng cách cần thay đổi

Cách 2: Nhấp chuột vào đường lắp ráp rồi rê chuột đến vị trí mong muốn hoặc nhấp phải chuột vào đường lắp ráp và chọn Edit để hiệu chỉnh

Xóa tính năng Tweak Components

Cách 1: Nhấp chuột phải vào trong chi tiết đã tạo lệnh Tweak Component trên thanh Browser Bar rồi chọn Delete để xóa

Cách 2: Nhấp chuột vào đường lắp ráp cần xóa rồi nhấn phím Delete hoặc nhấp phải chuột vào đường lắp ráp cần xóa và chọn Delete

1.5 Xóa và ẩn đường trail

Chọn đường trail cần xóa, nhấp phải chuột và chọn Delete

Để ẩn đường trail, đầu tiên ta chọn đường trail cần ẩn, sau đó nhấp phải chuột

Tạo hình ảnh động để mô phỏng quá trình lắp ráp các chi tiết thành cơ cấu

hay cụm chi tiết

Chọn biểu tượng trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại Animation

Nhập tốc độ chuyển động của các chi tiết vào ô Giá trị càng lớn thì chuyển động càng chậm

Nhập số lần lặp lại chuyển động của các chi tiết vào ô

Xem chuyển động của từng chi tiết bằng cách chọn một trong các biểu tượng của mục Motion, với 8 lựa chọn sau:

- Forward By Tweak : Mô phỏng quá trình lắp ráp chi tiết theo từng bước tạo Tweak Components Mỗi lần nhấn chọn thì một bước lắp ráp được thực hiện

- Forward By Interval : Mô phỏng quá trình lắp ráp chi tiết theo giá trị nhập trong ô Interval Mỗi lần nhấn chọn thì chi tiết chuyển động một đoạn

- Reverse By Interval : Mô phỏng quá trình phân rã chi tiết theo giá trị nhập trong ô Interval

- Reverse By Tweak : Mô phỏng quá trình phân rã chi tiết theo từng bước tạo Tweak Components Mỗi lần nhấn chọn thì một bước phân rã được thực hiện

- Play Forward : Mô phỏng quá trình lắp ráp toàn bộ chi tiết một cách liên tục Tốc độ chuyển động phụ thuộc vào giá trị nhập trong ô Interval

- Auto Reverse : Mô phỏng cả hai quá trình lắp ráp và phân rã toàn bộ chi tiết một cách liên tục Tốc độ chuyển động phụ thuộc vào giá trị nhập trong ô