SỞ LAO ĐỘNG TBXH TỈNH HÀ NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ HÀ NAM GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN CÔNG NGHỆ CADCAM NGÀNHNGHỀ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số 234QĐ CĐN ngày 05.giáo trình học tập, tài liệu cao đẳng đại học, luận văn tiến sỹ, thạc sỹ
TỔNG QUAN CHUNG VỀ CAD/CAM
Vai trò của CAD/CAM trong nền sản xuất hiện đại
1.1.1 Giới thiệu về CAD/CAM
Những năm cuối thế kỷ 20, CAD/CAM được xem như bước đột phá trong thiết kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp CAD (Computer Aided Design) là thiết kế trợ giúp bằng máy tính, CAM (Computer Aided Manufacture) là sản xuất có sự trợ giúp của máy tính Việc kết nối hai lĩnh vực này hình thành một công nghệ cao, là sự hợp nhất của khoa học liên ngành Cơ khí - Tin học - Điện tử - Tự động hóa Với sự tiến bộ của công nghệ thông tin, CAD/CAM được nhận thức nhanh chóng và ứng dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như dệt-may, nhựa, cơ khí chế tạo, đóng vai trò cốt lõi để sáng tạo và sản xuất sản phẩm, tăng năng suất lao động, giảm tải công việc, tự động hóa quy trình sản xuất và nâng cao độ chính xác chi tiết cùng hiệu quả kinh tế.
Trong sản xuất hàng loạt nhỏ, số lượng chi tiết trong mỗi lô hàng ít nhưng chủng loại lại đa dạng, khiến khối lượng thời gian chuẩn bị cho sản xuất rất lớn Dạng sản xuất này đang chiếm ưu thế trong nền kinh tế thị trường ngày nay, đồng thời đặt ra thách thức về tối ưu hóa chu trình và chi phí Để đáp ứng yêu cầu này, cần thiết kế phương pháp mới dựa trên máy tính điện tử, tức là ứng dụng thiết kế và gia công bằng máy tính (CAD/CAM) nhằm rút ngắn thời gian lên kế hoạch, tối ưu hóa danh mục chi tiết và linh hoạt thích ứng với sự đa dạng của sản phẩm Việc chuyển đổi sang phương pháp thiết kế số sẽ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và cải thiện khả năng đáp ứng thị trường.
CAD/CAM kết nối chặt chẽ hai hoạt động thiết kế và chế tạo, biến chúng từ hai lĩnh vực riêng rẽ thành một chu trình đồng bộ và có sự phụ thuộc lẫn nhau Trước đây, nhiều người coi thiết kế và gia công là hai khía cạnh tách biệt, nhưng nhờ sự tích hợp CAD/CAM, dữ liệu thiết kế được truyền trực tiếp sang quá trình gia công, rút ngắn vòng đời sản phẩm, tăng độ chính xác và giảm chi phí sản xuất Việc liên kết này tối ưu hoá quy trình từ ý tưởng đến sản phẩm hoàn thiện, cải thiện tính linh hoạt và khả năng phản hồi nhanh với yêu cầu thị trường, đồng thời hỗ trợ quyết định thiết kế dựa trên dữ liệu sản xuất thực tế.
Động hóa thiết kế là việc sử dụng các hệ thống và phương tiện tính toán nhằm hỗ trợ kỹ sư thiết kế ở mọi giai đoạn từ ý tưởng đến mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa các giải pháp thiết kế Các phương tiện này gồm máy tính điện tử, các máy vẽ, máy in và thiết bị đục lỗ băng, cùng các công cụ hỗ trợ để thực hiện quá trình thiết kế một cách hiệu quả Phương tiện lập trình bao gồm chương trình máy để đảm bảo giao tiếp với máy vẽ và các chương trình ứng dụng thực hiện các chức năng thiết kế, từ đó nâng cao tốc độ, độ chính xác và mức độ tự động hóa của quy trình thiết kế.
Ban đầu CAD/CAM là hai ngành phát triển tách biệt trong khoảng 30 năm, nay đã được tích hợp thành một hệ thống CAD/CAM duy nhất Với sự liên kết này, thiết kế có thể lựa chọn phương án tối ưu và quá trình sản xuất được giám sát và điều khiển từ khâu đầu đến khâu cuối, mang lại tối ưu hóa chu trình thiết kế–gia công và nâng cao hiệu quả sản xuất.
1.1.2 Đối tượng phục vụ của CAD/CAM
CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm phát triển các hệ thống tự động hóa thiết kế và chế tạo sản phẩm Nó sử dụng máy tính điện tử để thực hiện các chức năng thiết kế và chế tạo một cách chính xác và hiệu quả Trong tự động hóa chế tạo, máy tính được dùng để lập kế hoạch, điều khiển quá trình sản xuất, điều khiển quá trình cắt gọt kim loại và kiểm tra nguyên công gia công.
1.1.3 Vai trò của CAD/ CAM trong chu kỳ sản xuất Để đánh giá được tầm quan trọng của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất chúng ta nên phân tích các phạm vi hoạt động khác nhau và chức năng tương ứng để thực hiện việc nghiên cứu và chế tạo sản phẩm.
Chu kỳ hoạt động được điều chỉnh theo nhu cầu của khách hàng và thị trường tiêu thụ, đảm bảo sản phẩm và dịch vụ phù hợp với xu hướng tiêu dùng Chu kỳ sản xuất có thể thay đổi linh hoạt tùy theo yêu cầu của khách hàng, cho phép điều chỉnh quy trình và thời gian sản xuất để tối ưu hóa đáp ứng đơn hàng và hiệu quả chuỗi cung ứng.
Có những trường hợp công việc thiết kế được thực hiện bởi khách hàng, vì vậy nhà máy chỉ đảm nhận nhiệm vụ chế tạo sản phẩm dựa trên bản thiết kế đã có và được duyệt Quy trình sản xuất phụ thuộc hoàn toàn vào bản vẽ thiết kế và các tiêu chuẩn do khách hàng cung cấp, từ công nghệ gia công, kiểm tra chất lượng cho đến đóng gói và giao hàng Điều này giúp tối ưu hóa thời gian và chi phí sản xuất khi thiết kế đã được xác nhận, đồng thời đặt yêu cầu cao về tính nhất quán giữa thiết kế và sản phẩm cuối cùng Để đảm bảo hiệu quả, cần có sự phối hợp và truyền thông rõ ràng giữa khách hàng và nhà máy về yêu cầu kỹ thuật, thông số và kế hoạch kiểm tra chất lượng.
Trong trường hợp thứ hai, nhà máy đảm nhận toàn bộ công việc thiết kế và chế tạo sản phẩm Tuy nhiên ở mức tổng quan, mọi trường hợp đều bắt nguồn từ ý đồ tạo ra sản phẩm.
8 phẩm mới Dựa vào ý đồ tạo ra sản phẩm đó mới thiết kế sản phẩm, hoàn tất bản vẽ
Trên bản vẽ sản phẩm nêu rõ các yêu cầu kỹ thuật cần bảo đảm trong quá trình chế tạo; dựa trên các bản vẽ chi tiết, quy trình công nghệ chế tạo và kế hoạch sản xuất được lập để điều phối toàn bộ quá trình Để chế tạo sản phẩm, cần xác định đầy đủ nhu cầu về trang thiết bị công nghệ và các dụng cụ cần thiết Kế hoạch sản xuất phải nêu rõ thời gian và sản lượng xuất xưởng trong thời gian đã định Sau khi đưa vào sản xuất, quá trình chế tạo hoàn tất sẽ tiến hành kiểm tra và thử nghiệm sản phẩm nhằm đảm bảo chất lượng, và cuối cùng là bàn giao cho khách hàng.
Trong giai đoạn chuẩn bị công nghệ, thiết kế quy trình công nghệ và lập biểu đồ sản xuất được thực hiện nhờ sự hỗ trợ của máy tính điện tử, giúp tối ưu hóa chu trình sản xuất và tăng tính chính xác Máy tính điện tử còn có thể điều khiển quá trình chế tạo chi tiết, thay thế các thao tác bằng tay máy và các hệ thống điều khiển theo chương trình số (CNC), từ đó nâng cao hiệu quả và tự động hóa sản xuất Công đoạn kiểm tra và thử nghiệm cũng có thể được tự động hóa nhờ máy tính điện tử, nhằm cải thiện chất lượng và rút ngắn thời gian sản xuất.
Trong nền sản xuất hiện đại, hệ thống CAD/CAM đóng vai trò then chốt, đặc biệt ở các lĩnh vực chuyên môn hóa cao như thiết kế và chế tạo bản mạch in, nơi liên kết giữa thiết kế và gia công ngày càng được tăng cường CAD/CAM bao phủ hầu hết các hoạt động và chức năng của chu trình sản xuất, từ ý tưởng thiết kế đến sản phẩm hoàn thiện, giúp tối ưu hóa thời gian, chi phí và chất lượng Tại các nhà máy hiện đại, kỹ thuật tính toán phát huy tối đa khả năng để đảm bảo độ chính xác và hiệu suất của quá trình sản xuất, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.
1.1.4 Chức năng của CAD/CAM
Thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính điện tử (CAD) là ứng dụng hiệu quả các công nghệ tin học và điện tử nhằm giải quyết các công việc liên quan đến thiết kế CAD cho phép mô hình hóa, phân tích và tối ưu hóa sản phẩm ngay từ giai đoạn ý tưởng, tăng độ chính xác và rút ngắn thời gian thiết kế Nhờ CAD và các phần mềm thiết kế kỹ thuật, quy trình thiết kế được tối ưu, dễ chỉnh sửa theo yêu cầu dự án và thuận lợi cho quản lý thay đổi.
Thực hiện quy trình sản xuất với sự trợ giúp của máy tính điện tử là sử dụng máy tính để lập kế hoạch sản xuất và điều khiển sản xuất, từ đó tối ưu hóa hiệu suất và chất lượng quy trình Hệ thống máy tính trong sản xuất cho phép lập lịch, phối hợp nguồn lực và theo dõi tiến độ một cách tự động, giúp giảm sai lệch và nâng cao tính cạnh tranh cho doanh nghiệp.
Thiết kế và gia công tạo hình với công nghệ CAD/CAM
1.2.1 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống
Trong công nghệ gia công truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡng; do đó quy trình thiết kế và gia công bao gồm 4 giai đoạn phân biệt: khảo sát và xác định đặc điểm hình học, chọn và chuẩn bị phương pháp chép hình bằng mẫu hoặc dưỡng, thiết kế đường chạy dao và lập trình điều khiển máy, kiểm tra chất lượng và nghiệm thu sản phẩm.
- Lập bản vẽ kỹ thuật
Qui trình này có những hạn chế:
- Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình,
- Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ liệu,
Năng suất thấp xuất phát từ việc mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và quy trình được thực hiện theo chu trình tuần tự: tạo mẫu sản phẩm, lập bản vẽ chi tiết, và tạo mẫu chép hình Quá trình này làm gia tăng thời gian sản xuất và dễ phát sinh sai lệch giữa các bước, ảnh hưởng đến hiệu quả và chi phí sản xuất Vì vậy, cần xem xét cải thiện quy trình thiết kế để rút ngắn chu kỳ và tăng tính nhất quán giữa các giai đoạn.
1.2.2 Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM
Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học kết hợp với những thành tựu của công nghệ thông tin, công nghệ điện tử và kỹ thuật điều khiển số đã tạo ra những bước tiến trực tiếp và sâu sắc cho công nghệ thiết kế và gia công tạo hình Những tiến bộ này cho phép mô phỏng chính xác quá trình thiết kế, tối ưu hóa các chu trình gia công và nâng cao chất lượng sản phẩm, từ đó rút ngắn thời gian biến ý tưởng thành sản phẩm hoàn thiện Hệ thống mô hình hoá hiện đại tích hợp nguồn dữ liệu đa dạng, tăng cường tự động hóa và kiểm soát quy trình, mang lại hiệu suất sản xuất cao và đáp ứng nhanh với yêu cầu của thị trường.
- Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp của máy vi tính
- Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D
Trong xử lý đồ họa máy tính, mẫu chép hình được thay thế bằng một mô hình toán học, tức là một mô hình hình học được lưu trữ trong bộ nhớ máy tính và được ánh xạ lên màn hình dưới dạng khung lưới.
Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM) Về công nghệ, sự khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia công điều khiển số Mặt khác, khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh).
Theo công nghệ CAD/CAM, hầu hết các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục nhờ sự tích hợp giữa thiết kế, mô phỏng và sản xuất CAD/CAM cho phép mô phỏng chi tiết trước khi chế tạo, tối ưu hóa đường đi gia công, tự động hóa công đoạn lập trình và gia công, đồng thời tăng độ chính xác và lặp lại ở mức cao Việc số hóa dữ liệu và liên kết mượt mà giữa thiết kế, thử nghiệm ảo và gia công thực tế giúp rút ngắn thời gian chu trình, giảm thiểu sai lệch do lỗi con người và tối ưu chi phí sản xuất Nhờ vậy, CAD/CAM nâng cao chất lượng sản phẩm, hiệu suất sản xuất và khả năng cạnh tranh trên thị trường.
- Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn
- Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể
- Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia công tạo hình
1 Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản suất?
2 Trình bày qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM?
VẼ VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR - VẼ PHÁC 2D PHẦN CAD
Giới thiệu phần mềm Inventor và hướng dẫn cài đặt
Autodesk Inventor là phần mềm thiết kế mô hình 3D do Autodesk_USA phát triển, được xem là một trong những công cụ thiết kế 3D phổ biến nhất hiện nay để sáng tạo và tối ưu hóa các sản phẩm cơ khí Phần mềm được phát triển hướng tới thiết kế các sản phẩm cơ khí với giao diện trực quan, giúp người dùng thao tác dễ dàng và nâng cao hiệu suất làm việc Các tính năng nổi trội của Autodesk Inventor bao gồm thiết kế tham số cho mô hình 3D, mô phỏng và kiểm tra lắp ráp, tối ưu hóa chi tiết và gia công, cùng với khả năng tạo bản vẽ kỹ thuật và thư viện linh kiện, từ đó hỗ trợ quy trình thiết kế từ ý tưởng đến sản phẩm cuối cùng.
- 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 nhanh chóng các chi tiết máy như trục, bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích, mối ghép bulông-đai ốc, cam, chốt, ổ bi và lò xo trong môi trường Assembly Quá trình này tập trung vào tính chính xác, khả năng tích hợp và tối ưu hóa quy trình lắp ráp, giúp tăng hiệu suất sản xuất và giảm thời gian thiết kế Nhờ các giải pháp thiết kế hiệu quả, các chi tiết máy có thể được chế tạo và ghép nối nhanh chóng, đồng bộ với các hệ thống công nghiệp hiện đại.
- 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.
Các lệnh vẽ 2D trong Inventor
Môi trường vẽ phác thảo 2D là không gian làm việc trong hai chiều, nơi các hệ trục tọa độ được dùng làm mặt phẳng chuẩn để phác thảo các biên dạng Các mặt phẳng tham chiếu phổ biến như xy, xz và yz đóng vai trò nền tảng giúp định vị và hình thành biên dạng trên bản vẽ một cách rõ ràng, từ đó tối ưu hóa việc thể hiện các đường biên và mối quan hệ hình học một cách trực quan.
Trong Inventor, thiết lập môi trường vẽ phác thảo 2D (Sketch) là bước đầu tiên để tạo bất kỳ vật thể hay chi tiết (Part) nào Bản vẽ phác thảo 2D gồm các đối tượng hình học dùng để xác định biên dạng của vật thể và các yếu tố hình học trong quá trình xây dựng Mô hình 3D của vật thể được tạo ra bằng cách đùn biên dạng theo một phương bất kỳ hoặc quay biên dạng quanh một trục bất kỳ.
Sau khi khởi động xong, giao diện của môi trường vẽ phác sẽ xuất hiện, trong menu Sketch sẽ chứa tất cả các công cụ cần thiết để thực hiện bản vẽ theo ý muốn
Trong môi trường vẽ phác (Sketch), phần mềm Autodesk Inventor cung cấp cho chúng ta hàng loạt các công cụ vẽ 2D trên thanh Draw, giúp cho việc xây dựng bản vẽ phác trở nên thuận lợi, dễ dàng và nhanh chóng hơn.
Một số công cụ Sketch có nhiều lựa chọn; khi mũi tên xuất hiện cạnh công cụ Sketch, bạn nhấp vào mũi tên để mở menu lựa chọn.
Nút Lệnh vẽ Cài đặt/ Tuỳ chọn Chỉ dẫn đặc biệt
Hiệu chỉnh các toạ độ của Sketch Quay lưới (grid)
Line Vẽ đoạn thẳng Chọn Normal hoặc
Vẽ đường tròn biết tâm và bán kính
Vẽ đường tròn tiếp xúc với 3 đối tượng
Chọn Normal hoặc Construction trong menu Style
- Biết tâm và 2 điểm cuối
- Tiếp xúc với đoạn thẳng hoặc đường cong tại điểm cuối của đoạn thẳng
Chọn Normal hoặc Construction trong menu Style
Nút Lệnh vẽ Cài đặt/ Tuỳ chọn Chỉ dẫn đặc biệt
Fillet Vê tròn góc của Sketch Hộp thoại nhắc nhập bán kính
Chamfer Vát góc của Sketch Định nghĩa kiểu vát trong hộp thoại
Tạo tâm lỗ hoặc một điểm Sketch Chọn tâm lỗ (mặc định) hoặc điểm Sketch từ menu Style
Mirror Đối xứng đối tượng và gán các ràng buộc đối xứng
Tạo đường thẳng hoặc cong song song và cách một khoảng cho trước
Gán kích thước cho Sketch
Gán kích thước tự động đồng thời ràng buộc hoàn toàn một Sketch
Trước hết phải gán kích không muốn ghi tự động
Kéo dài đoạn thẳng hoặc đường cong tới giao với đoạn thẳng, cong hoặc điểm gần nhất
Nhấn phím SHIFT để tạm thời chuyển sang chế độ TRIM (cắt) Kích hoạt chế độ TRIM từ menu ngữ cảnh Trim
Cắt bỏ một phần đối tượng Nhấn phím SHIFT để tạm thời chuyển sang chế độ EXTEND Kích hoạt chế độ EXTEND từ menu ngữ cảnh Move
Di chuyển hoặc copy các đối tượng được nhập từ AutoCAD hoặc các đối tượng Sketch
Quay hoặc Copy các đối tượng được nhập từ AutoCAD hoặc đối tượng Sketch
Tạo ràng buộc vuông góc
Tạo ràng buộc song song
Nút Lệnh vẽ Cài đặt/ Tuỳ chọn Chỉ dẫn đặc biệt
Tạo ràng buộc tiếp xúc của đoạn thẳng (cong) với đường cong
Tạo ràng buộc trùng khớp giữa các đoạn thẳng, cong hoặc các điểm
Tạo ràng buộc đồng tâm giữa 2 đường cong
Tạo ràng buộc thẳng hàng giữa hai đoạn thẳng hoặc 2 trục
Tạo ràng buộc nằm ngang của các đoạn thẳng, căn các điểm theo phương ngang
Tạo ràng buộc thẳng đứng, căn các điểm theo phương thẳng đứng
Tạo ràng buộc chiều dài bằng nhau của các đoạn thẳng hoặc bán kính
Tạo ràng buộc cố định cho các điểm, đoạn thẳng hoặc đường cong trong hệ toạ độ của Sketch
Hiển thị các ràng buộc đã gán Đưa con trỏ đến ràng buộc, ấn phím DELETE để xoá
Chiếu đối tượng hình học lên Sketch khác
Chiếu tất cả các cạnh của chi tiết đã chọn lên mặt phẳng Sketch Các cạnh này phải giao với mặt phẳng Sketch
Chiếu mảng đối tượng phẳng lên mặt phẳng Sketch
Tính năng: Vẽ đoạn thẳng qua nhiều điểm cho trước.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw hoặc nhấn phím tắt
L trên bàn phím rồi Enter
Bước 2: Chọn điểm đầu của đoạn thẳng
Bước 3: Chọn điểm thứ hai của đoạn thẳng cần vẽ hoặc nhập độ dài của đoạn thẳng đó rồi Enter
Bước 4: Tiếp tục chọn điểm thứ ba, bốn, năm …
Bước 5: Click chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Vẽ đường tròn biết tâm và đường kính hoặc một điểm bất kỳ trên đường tròn đó
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw hoặc nhấn phím tắt C trên bàn phím rồi Enter
Bước 2: Chọn tâm đường tròn
Bước 3: Chọn tiếp một điểm nằm trên đường tròn cần vẽ hoặc nhập giá trị đường kính của đường tròn đó rồi nhấn Enter kết thúc
Bước 4: Click chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Vẽ đường tròn tiếp xúc với ba đoạn thẳng cho trước
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw
Bước 2: Chọn đoạn thẳng thứ nhất
Bước 3: Chọn đoạn thẳng thứ hai
Bước 4: Chọn đoạn thẳng thứ ba
Bước 5: Nhấp phải chuột và chọn OK để kết thúc
Chức năng vẽ cung tròn qua ba điểm cho phép người dùng xác định một cung tròn bằng cách chọn ba điểm trên mặt phẳng Trong đó, hai điểm đầu tiên được dùng làm điểm bắt đầu và kết thúc của cung, còn điểm thứ ba nằm trên cung để xác định bán kính và vị trí của cung tròn Tính năng này mang lại sự đúng đắn và linh hoạt khi thiết kế, phục vụ cho đồ họa chuyên nghiệp, CAD và mô hình hóa hình học Nhờ ba điểm đã chọn, người dùng có thể vẽ cung tròn một cách nhanh chóng và chính xác, đồng thời dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với bố cục tổng thể của bản vẽ.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw
Bước 2: Chọn điểm thứ nhất
Bước 3: Chọn điểm thứ hai
Bước 4: Chọn điểm thứ ba hoặc nhập giá trị bán kính cung tròn cần vẽ rồi
Bước 5: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Chức năng Vẽ cung tròn tiếp xúc cho phép người dùng vẽ một cung tròn sao cho nó chạm vào một đối tượng đã cho tại điểm cuối của đối tượng đó Đối tượng có thể là đoạn thẳng (Line), cung tròn (Arc) hoặc đường cong Spline Quá trình xác định tâm và bán kính được thực hiện dựa trên điểm cuối của đối tượng và vị trí mong muốn, đảm bảo cung tròn tiếp xúc chính xác với đối tượng ở vị trí đã chọn để tạo liên kết mượt mà giữa các yếu tố hình học Tính năng này rất hữu ích trong thiết kế CAD, đồ họa kỹ thuật và đồ họa 2D/3D, hỗ trợ tối ưu quy trình vẽ đường viền, kết nối đường cong và tạo hình dạng phức tạp một cách nhanh chóng.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw
Bước 2: Chọn các đối tượng (ở phía gần điểm A) mà cung tròn cần tiếp xúc
Bước 3: Di chuyển con trỏ chuột và chọn điểm kết thúc của cung tròn cần vẽ
Bước 4: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Vẽ cung tròn khi biết tâm, điểm đầu và điểm cuối của cung
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw hoặc nhấn phím tắt A trên bàn phím rồi Enter
Bước 2: Chọn điểm thứ nhất làm tâm cung tròn
Bước 3: Chọn điểm thứ hai là điểm bắt đầu của cung tròn
Bước 4: Chọn điểm thứ ba là điểm cuối của cung tròn hoặc nhập giá trị góc của cung tròn đó rồi nhấn Enter
Bước 5: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng này cho phép vẽ hình chữ nhật đi qua hai điểm nằm trên đường chéo Hình chữ nhật được sinh ra từ lệnh này có hai cặp cạnh luôn thẳng đứng và nằm ngang, tức là các cạnh song song với các trục tọa độ, đảm bảo tính đồng nhất và dễ nhận biết khi làm việc với hình học và đồ họa máy tính.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw
Bước 2: Chọn điểm thứ nhất của đường chéo
Bước 3 là chọn điểm thứ hai đối diện với điểm thứ nhất và nhập kích thước hình chữ nhật theo phương ngang và phương đứng bằng nút Tab trên bàn phím Ví dụ để vẽ hình chữ nhật có kích thước 200x100 mm, ở bước 3 bạn nhập giá trị 200, sau đó nhấn nút Tab và nhập giá trị 100 rồi Enter.
Bước 4: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Vẽ hình chữ nhật đi qua ba điểm Ba điểm này chính là ba đỉnh của hình chữ nhật
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw
Bước 2: Chọn điểm thứ nhất của hình chữ nhật
Bước 3: Chọn điểm thứ hai hoặc chọn hướng và nhập giá trị chiều dài cạnh thứ nhất của hình chữ nhật rồi Enter
Bước 4: Chọn điểm thứ ba hoặc chọn hướng và nhập chiều dài cạnh thứ hai của hình chữ nhật rồi Enter
Bước 5: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Các công cụ thiết kế hiệu chỉnh trong Inventor
Tính năng bo tròn góc giao giữa hai đối tượng cho phép tạo một cung tròn (arc) tiếp xúc với cả hai đối tượng, bất kể chúng là đường thẳng (line) hay cung tròn (arc) Cung tròn được hình thành sẽ tiếp xúc với cả hai đối tượng này, làm mềm góc giao và tạo sự liền mạch giữa chúng.
Giả sử ta cần bo tròn góc giao giữa hai đối tượng với bán kính cung tròn cần bo là 20mm, ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw, sẽ xuất hiện hộp thoại 2D Fillet
Bước 2: Nhập giá trị bán kính cung cần bo (20mm) vào hộp thoại 2D Fillet Bước 3: Chọn đối tượng thứ nhất
Bước 4: Chọn đối tượng thứ hai
Tính năng: Vát mép góc giao của hai đoạn thẳng không song song
Giả sử ta cần vát mép góc giao của hai cạnh hình chữ nhật có kích thước 200x100mm, ta cần thực hiện các bước sau:
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Draw, sẽ xuất hiện hộp thoại 2D Chamfer
Với lựa chọn này, khoảng cách được vát của hai đoạn thẳng tại góc vát là bằng nhau và có giá trị được nhập trong ô Distance
Với lựa chọn này, khoảng cách vát của hai đoạn thẳng tại góc vát có giá trị tương ứng với giá trị nhập vào hai ô: Distance1 và Distance 2
Với lựa chọn này, kích thước vát được xác định bởi một khoảng cách và một góc: khoảng cách cho biết độ dài của cạnh vát, còn góc xác định hướng của cạnh vát so với phương của đoạn thẳng cần vát Các giá trị này được nhập vào hai ô Distance và Angle để người dùng có thể điều chỉnh chính xác kích thước và hướng vát cho thiết kế hoặc gia công.
Bước 3: Chọn các đối tượng cần vát
Bước 4: Tùy vào các lựa chọn ở bước 2, ta sẽ được các kết quả
Tính năng: Tạo một đối tượng mới đối xứng với đối tượng gốc qua một trục Các bước thao tác:
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng Mirror trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Sử dụng nút lệnh chọn các đối tượng gốc cần lấy đối xứng
Bước 3: Sử dụng nút lệnh chọn trục đối xứng
Bước 4: Chọn nút Apply ta sẽ được kết quả
Bước 5: Chọn biểu tượng Done để kết thúc
Ràng buộc định nghĩa kích thước đối tượng
2.4.1 Công cụ ghi kích thước:
* Ghi kích thước thủ công
Tính năng: dùng để ràng buộc kích thước của biên dạng vẽ phác một cách tùy ý Các bước thao tác:
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constrain
Bước 2: Chọn đối tượng cần ghi kích thước Đối tượng này có thể là đoạn thẳng, cung tròn, đường tròn, elip …
Kích thước đoạn thẳng được tạo ra theo phương ngang hoặc thẳng đứng; để ghi kích thước đường nghiêng, nhấp chuột phải và chọn Aligned, và để ghi kích thước góc, ta chọn hai đoạn thẳng tạo thành góc đó.
Bước 3: Chọn vị trí đặt kích thước
Bước 4: Nhập giá trị kích thước cần thiết Sau khi nhập xong, bạn có thể hiệu chỉnh kích thước bằng cách nhấp đúp chuột vào con số kích thước và điều chỉnh theo ý muốn, giúp tinh chỉnh nhanh chóng và đảm bảo thông số đúng với yêu cầu, tối ưu hóa hiển thị trên mọi nền tảng và thiết bị.
Giả sử ta vẽ hình tam giác bất kỳ rồi dùng lệnh ghi kích thước, sẽ được kết quả đo góc và đo đoạn thẳng như hình
* Ghi kích thước tự động
Tính năng: Dùng để ràng buộc kích thước của biên dạng vẽ phác một cách tự động
Bước 1: Vẽ biên dạng cần ghi kích thước tự động
Bước 2: Nhận biểu tượng trên thanh Constrain hoặc nhấn phím tắc
D sẽ xuất hiện hộp thoại Auto Dimension
Bước 3: Chọn nút Apply sẽ xuất hiện các kích thước cần thiết của biên dạng
Bước 4: Nhấn nút Done để kết thúc
2.4.2 Công cụ ràng buộc vị trí
Trong quá trình phác thảo, ràng buộc quá nhiều kích thước (Dimension) sẽ làm bản vẽ rối và giảm hiệu quả thiết kế Để khắc phục hiện tượng này, Inventor cung cấp hàng loạt công cụ hỗ trợ ràng buộc vị trí tương quan giữa các đối tượng trong bản vẽ, giúp kiểm soát mối liên hệ và vị trí giữa các yếu tố một cách linh hoạt, giảm phụ thuộc vào kích thước và tăng tốc độ làm việc cũng như tính nhất quán của mô hình.
Tính năng: Ràng buộc một điểm thuộc một đối tượng nào đó
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn điểm cần ràng buộc
Bước 3: Chọn đối tượng bất kỳ
Tính năng: Ràng buộc hai đoạn thẳng hoặc hai trục nào đó thẳng hàng
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đoạn thẳng thứ nhất
Bước 3: Chọn đoạn thẳng thứ hai Ta được kết quả
Tính năng: Ràng buộc hai đối tượng đồng tâm Hai đối tượng này có thể là hai đường tròn, hai cung tròn hoặc đường tròn với cung tròn
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đối tượng thứ nhất
Bước 3: Chọn đối tượng thứ hai Ta được kết quả
Tính năng ràng buộc cố định vị trí cho một điểm hoặc đường cong trên mặt phẳng phác thảo cho phép khóa vị trí và kích thước của đối tượng Sau khi áp dụng lệnh này, đối tượng sẽ không thể di chuyển hoặc thay đổi kích thước cho đến khi ràng buộc bị vô hiệu hóa Việc sử dụng ràng buộc cố định vị trí giúp duy trì tính nhất quán và độ chính xác của bản vẽ kỹ thuật, đặc biệt trong các thiết kế phác thảo và mô hình CAD Hiểu cách áp dụng đúng ràng buộc này sẽ cải thiện quy trình thiết kế và tối ưu hóa hiệu suất làm việc trên phần mềm vẽ phác thảo.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn điểm hoặc đường cong cần ràng buộc
Bước 3: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc hai đối tượng song song với nhau Đối tượng này có thể là đoạn thẳng hoặc trục của elip
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đối tượng thứ nhất
Bước 3: Chọn đối tượng thứ hai
Bước 4: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc hai đối tượng vuông góc với nhau Đối tượng này có thể là đoạn thẳng, trục của elip hoặc đường cong nào đó
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đối tượng thứ nhất
Bước 3: Chọn đối tượng thứ hai
Bước 4: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc một đoạn thẳng nằm ngang theo gốc tọa độ Đoạn thẳng này có thể là đoạn thẳng ảo giới hạn bởi hai điểm
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đoạn thẳng hoặc hai điểm tạo đoạn thẳng cần ràng buộc nằm ngang
Bước 3: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc một đoạn thẳng, thẳng đứng theo gốc tọa độ Đoạn thẳng này có thể là một đọan thẳng ảo giới hạn bởi hai điểm
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đoạn thẳng hoặc hai điểm tạo đoạn thẳng cần ràng buộc nằm thẳng đứng
Bước 3: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc tiếp xúc giữa hai đối tượng
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đối tượng thứ nhất
Bước 3: Chọn đối tượng thứ hai
Bước 4: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc hai đối tượng đối xứng nhau qua một trục
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đối tượng thứ nhất
Bước 3: Chọn đối tượng thứ hai
Bước 4: Chọn trục đối xứng
Bước 5: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Tính năng: Ràng buộc hai đối tượng bằng nhau
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Constraint
Bước 2: Chọn đối tượng thứ nhất (là đối tượng được ràng buộc)
Bước 3: Chọn đối tượng thứ hai
Bước 4: Nhấp chuột phải và chọn OK để kết thúc
Bài tập thực hành
Trong bản vẽ có biên dạng đối xứng, ta chỉ cần vẽ một nửa hình học (bên trái hoặc bên phải) và sau đó thực hiện đối xứng qua trục để thu được phần còn lại, từ đó cho ra kết quả mong muốn một cách nhanh chóng và chính xác.
Bước 1: Sử dụng lệnh Line vẽ đoạn thẳng đứng qua gốc tọa độ có kích thước 176mm và hai đoạn thẳng nằm ngang có kích thước 35mm và 27mm
Bước 2: Chọn biểu tượng vẽ hai đường tròn đồng tâm có đường kính 36 và 18, cách gốc tọa độ một khoảng 37mm theo phương x và 118mm theo phương y
Bước 3: Tiếp tục chọn biểu tượng vẽ đường tròn đường kính 16 cách gốc tọa độ một khoảng 35mm theo phương x và 8mm theo phương y
Bước 4: Chọn biểu tượng vẽ cung tròn với bán kính 86 mm và cho cung đi qua hai điểm nằm trên đường tròn Φ36 và Φ16; sau đó sử dụng công cụ Tangent để thiết lập ràng buộc tiếp xúc giữa cung tròn và các đối tượng liên quan trong mô hình CAD.
Bước 5: Tiếp tục chọn biểu tượng vẽ cung tròn có bán kính R mm qua hai điểm nằm trên đường tròn 36 và cung tròn R86, sau đó sử dụng công cụ
Tangent để ràng buộc tiếp xúc
Bước 6: sử dụng công cụ xén các đối tượng
Bước 7: Sử dụng lệnh Line vẽ đoạn thẳng đứng bất kỳ cách gốc tọa độ một khoảng 19mm
Bước 8: Chọn biểu tượng vẽ cung tròn có bán kính Rmm hai điểm nằm trên đường tròn 8 và đoạn thẳng mới vẽ, sau đó sử dụng công cụ
Tangent để ràng buộc tiếp xúc
Bước 9: Sử dụng công cụ xén các đối tượng
Kết quả ta có nửa biên dạng của hình
Bước 10: Sử dụng công cụ Mirror lấy đối xứng một nửa biên dạng qua trục, rồi chọn biểu tượng centerline biến trục đối xứng thành đường tâm
VẼ VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR – THIẾT KẾ MÔ HÌNH KHỐI 3D
Nguyên lý cơ bản xây dựng 3D trong Inventor
Trong Autodesk Inventor, môi trường vẽ phác 3D đặc biệt hữu ích cho việc tạo ra các đường ống (routing parts), cáp và các loại dây trong mô hình lắp ráp, giúp quá trình thiết kế diễn ra nhanh chóng và dễ dàng Việc vẽ phác 3D cho phép xác định vị trí, kích thước và mối nối của đường ống và dây điện một cách chính xác, tối ưu hóa không gian, tăng tính nhất quán giữa các thành phần và cải thiện hiệu suất làm việc trong quá trình sản xuất.
Routing parts được dùng để tạo đường ống và các đoạn dây Trong Autodesk Inventor, ta có thể làm việc với một lắp ráp để xác định đường dẫn (path) cho các đặc tính 3D Sweep hoặc 3D Loft, đồng thời tham chiếu nhanh tới các đối tượng lắp ráp đã có để định vị cho đường dẫn.
Có thể làm việc ở chế độ lắp ghép để tạo các đoạn ống và đoạn dây, đồng thời định vị chúng bằng các điểm làm việc (Work Point) tương thích từ các thành phần có sẵn Ta cũng có thể định nghĩa một đường dẫn 3D cho các Feature dạng ống bên trong một chi tiết đơn lẻ, giúp quản lý và tối ưu hóa thiết kế ống và dây trong mô hình.
Khi bạn tạo 3D Sketch, một biểu tượng phác thảo sẽ xuất hiện trên thanh duyệt (Browser Bar); sau khi bạn tạo được chi tiết từ 3D Sketch, sẽ có một biểu tượng chi tiết hiện lên và phía dưới là biểu tượng của 3D Sketch, giúp người dùng nhận diện nhanh chóng và quản lý các thành phần liên quan đến mô hình 3D.
Trước khi gọi lệnh trong môi trường 3D Sketch, ta phải tạo trước các mặt phẳng làm việc, các điểm làm việc Để chuyển sang môi trường phác thảo 3D, ta
39 chọn 3D Sketch tại ô Sketch trên thanh công cụ Inventor Standard.
Các lệnh cơ bản của mô hình khối: Extrude, revolve…
Tính năng: Đùn biên dạng 2D (sketch) theo phương vuông góc với mặt phẳng vẽ phác để tạo thành mô hình khối hoặc mô hình mặt
- Để thực hiện lệnh này, phải có biên dạng 2D 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
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng Extrude trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại Extrude
Bước 2: Chọn dạng tạo hình trong mục Output : solid hay sur
Bước 3: Sử dụng công cụ profile chọn biên dạng 2D cần đùn
Bước 4: Chọn chế độ đùn (chỉ có trong dạng tạo khối đặc 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)
Bước 5: Chọn cách thức giới hạn khối đùn trong mục Extents:
- Distance : Đùn với khoảng cách nhất định Nhập khoảng cách cần đùn vào ô
- Chọn hướng đùn trên các biểu tượng
Bước 6: Nhập góc phình to hay thu nhỏ của khối đùn vào ô Taper trong menu More
Bước 7: Nhấp chọn biểu tượng để kết thúc
Sau khi thực hiện lệnh Extrude trong quá trình thiết kế, trên thanh Browser Bar sẽ xuất hiện thư mục mới tùy thuộc vào loại mô hình bạn đang tạo: Extrusion1 cho khối đặc (solid) và ExtrusionSrf1 cho mô hình mặt (surface), đồng thời thư mục này chứa bản vẽ phác Sketch 1.
Bản vẽ phác Sketch1 giúp ta tạo được nhiều mô hình 3D khác nhau từ lệnh
Để thực hiện Extrude và hoàn chỉnh các vật thể thực sự như mong muốn, ta cần tạo thêm nhiều bản phác thảo Sketch khác nhau Để làm điều này, ta chuyển từ môi trường 3D sang 2D Sketch bằng cách nhấp vào biểu tượng Create 2D Sketch trên menu Model 3D hoặc nhấn phím tắt S và chọn mặt phẳng cần vẽ phác Ở đây, ta có thể chọn các mặt phẳng chuẩn của hệ thống hoặc chọn một mặt phẳng bất kỳ trên các mô hình 3D đã tạo.
Giả sử ta chọn mặt phẳng trên cùng của khối trụ tròn, khi đó sẽ xuất hiện môi trường vẽ phác 2D quen thuộc
Hiện tại, ta sử dụng các lệnh để vẽ biên dạng Sketch 2 theo ý muốn Giả sử ta vẽ hai đường tròn với đường kính 22 và đường kính 16, rồi chọn biểu tượng Finish Sketch Khi đó sẽ xuất hiện bản vẽ phác thảo Sketch 2 nằm trên mặt phẳng trên cùng của khối hình trụ.
Với Sketch2 vừa được tạo ra, ta có thể tiếp tục sử dụng lệnh Extrude để tạo thêm khối hình học Extrusion3 chứa bản vẽ phác thảo Sketch2 Để hiệu chỉnh lệnh Extrude, ta nhấp chuột phải vào các thư mục vừa được tạo.
(Extrusion1, Extrusion2 hoặc Extrusion3) và chọn Edit Feature
Tính năng: Quay biên dạng 2D (sketch) quanh trục một góc bất kỳ để tạo thành mô hình khối hoặc mô hình mặt
- Để thực hiện lệnh này, phải 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
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại Revolve
Bước 2: Chọn dạng tạo hình trong mục Output : solid hay surface
Bước 3: Sử dụng công cụ profile chọn biên dạng 2D cần quay
Bước 4: Sử dụng công cụ Axis chọn trục quay
Bước 5: Chọn chế độ quay (chỉ có trong dạng tạo khối đặc solid)
Bước 6: Chọn cách thức giới hạn khối quay trong mục Extents:
- Angle: Quay biên dạng với một góc nhất định Nhập giá trị góc cần quay
- Chọn chiều quay trên các biểu tượng
Bước 7: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Sau khi hoàn tất lệnh Revolve, trên thanh Browser Bar sẽ xuất hiện thư mục Revolution1 khi bạn tạo khối đặc (solid), hoặc thư mục RevolutionSrf1 khi bạn tạo mô hình mặt (surface) chứa bản vẽ phác Sketch 1.
Chức năng là tạo gân chịu lực cho các chi tiết, giúp tăng độ bền và khả năng chịu lực của sản phẩm Điều kiện thực hiện lệnh: Phải có trước một biên dạng (kín hoặc hở) trên một mặt phẳng nào đó để xác định hình dạng và kích thước của gân.
- Trường hợp 1: Tạo gân có chiều dày vuông góc với một mặt phẳng chứa biên dạng
Bước 1: Nhấp chọn trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại Rib
Bước 2: Chọn biểu tượng Parallel to Sketch Plane trong hộp thoai Rib
Bước 3: Sử dụng công cụ Profile chọn biên dạng tạo gân
Bước 4: Nhấp 1 trong 2 biểu tượng chọn hướng tạo gân
Bước 5: Nhập chiều dày gân cần tạo vào ô Thickness
Bước 6: Nhấp 1 trong 3 biểu tượng chọn hướng tạo chiều dày gân
Bước 7: 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
Bước 8: Nhấp biểu tượng OK để kết thúc, sẽ được kết quả như hình
- Trường hợp 2: Tạo gân có chiều dày song song với mặt phẳng chứa biên dạng
Bước 1: Cũng tương tự như Trường hợp 1, nhấp chọn biểu tượng trên thanh Create
Trong hộp thoại Rib, chọn biểu tượng Normal to Sketch Plane để thiết lập mặt phẳng cho gân (Bước 2) Sau đó, dùng công cụ Profile trong mục Shape để xác định biên dạng gân (Bước 3) Cuối cùng, nhấp một trong hai biểu tượng để chọn hướng tạo gân (Bước 4).
Bước 5: Nhập chiều dày gân cần tạo vào ô Thickness
Bước 6: Nhấp 1 trong 3 biểu tượng chọn hướng tạo chiều dày gân
Bước 7: 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
Bước 8: Nhấp biểu tượng OK để kết thúc, sẽ được kết quả như hình
Các công cụ hỗ trợ tạo hình nhanh: hole, shell, Sweep, loft…
Tính năng cho phép tạo đồng thời một hoặc nhiều lỗ trên chi tiết, bao gồm lỗ khoan, lỗ thông suốt, lỗ bậc, lỗ côn và lỗ ren, đáp ứng nhu cầu thiết kế chi tiết Điều kiện thực hiện lệnh là phải có trước một chi tiết trong môi trường Part.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Modify hoặc nhấn phím tắt H sẽ xuất hiện hộp thoại Hole
Bước 2: Chọn phương pháp xác định vị trí tâm lỗ trong mục Placement, với 4 lựa chọn sau:
- From Sketch: Chọn tâm lỗ từ các điểm (Point) trên biên dạng phác thảo
- Linear: Tâm lỗ được định vị trí trên bề mặt của chi tiết và cách 2 cạnh của mặt phẳng đó một khoảng xác định
- Concentric: Tạo lỗ trên mặt phẳng bất kỳ đồng tâm với khối trụ hoặc đường tròn, cung tròn cho trước
- On Point: Tâm lỗ đi qua một điểm được tạo bằng công cụ Work Point
Bước 3: Chọn kiểu lỗ cần tạo, với 4 lựa chọn sau:
- Counterbore : Tạo lỗ bậc, bậc nhỏ có thể tạo ren thẳng
- Spotface : Tạo lỗ bậc, bậc nhỏ có thể tạo ren thẳng hoặc ren côn
Bước 4: Định dạng đầu mũi khoan trong mục Drill Point, với 2 lựa chọn sau:
Bước 5: Xác định kích thước của lỗ trong mục Termination, với 3 lựa chọn sau:
- Distance: Tạo lỗ có chiều sâu xác định
- Throught All: Tạo lỗ suốt
- To: Tạo lỗ có chiều sâu từ mặt phẳng chứa tâm lỗ ban đầu tới mặt phẳng được chọn
Bước 6: Chọn loại lỗ có ren hoặc không ren, với 4 lựa chọn sau:
- Simple Hole : Tạo lỗ không ren
- Clearance Hole : Tạo lỗ lắp bu lông theo tiêu chuẩn
- Tapped Hole : Tạo lỗ có ren theo tiêu chuẩn như hình
- Taper Tapped Hole : Tạo lỗ ren côn
Bước 7: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng nối biên dạng 2D (Sketch) trên các mặt phẳng khác nhau theo một hay nhiều đường dẫn cho phép tạo thành mô hình khối hoặc mô hình mặt 3D Người dùng có thể ghép nối các biên dạng từ nhiều mặt phẳng và dẫn chúng theo các đường dẫn khác nhau để hình thành khối rắn hoặc bề mặt liên tục Đây là công cụ hỗ trợ thiết kế CAD hiệu quả, tối ưu cho quá trình mô hình hóa sản phẩm, thiết kế kỹ thuật và trình diễn trực quan.
- Để thực hiện lệnh này, 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.
Bước 1: Nhấp biểu tượng trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại Loft
Bước 2: Chọn dạng tạo hình trong mục Output
Bước 3: Nhấp vào biểu tượng Click to add trong hộp thoại Sections để chọn các biên dạng sketch Nếu bạn chọn nhiều sketch trên cùng một mặt phẳng, các sketch này phải giao nhau với nhau để đảm bảo sự kết nối và hợp lệ của tập sketch trên mặt phẳng đó.
Bước 4: Chọn đường dẫn để nối các biên dạng sketch, với 3 cách lựa chọn sau:
Đường dẫn (Rails) là tập hợp các đường sinh giới hạn biên dạng ngoài của mô hình Lựa chọn này đòi hỏi đường dẫn giao với chu vi của các biên dạng sketch; nếu không có đường dẫn thì hình dạng của mô hình sẽ tự nội suy theo các biên dạng được cho.
- Center Line : Đường dẫn là đường nối tâm của các biên dạng sketch Lựa chọn này đòi hỏi đường dẫn phải giao với các mặt phẳng chứa biên dạng
Area Loft là kỹ thuật loft trong thiết kế 3D, nơi đường dẫn chính đồng thời là đường nối tâm của các biên dạng sketch Với lựa chọn Area Loft, ngoài các biên dạng sketch chính có sẵn, ta còn có thể tạo thêm biên dạng phụ để quyết định và điều chỉnh hình dạng cuối cùng của mô hình.
+ Center Line: Chọn đường dẫn
+ Placed Sections: Chọn một điềm bất kỳ trên đường dẫn sẽ xuất hiện hộp
50 thoại Section Dimensions, ta nhập giá trị diện tích của biên dạng phụ tại điểm được chọn
Bước 5: Chọn chế độ Loft (chỉ có trong dạng tạo khối đặc solid)
Bước 6: Nhấp chọn OK để kết thúc
Tính năng Tạo chi tiết có thành mỏng với chiều dày xác định cho phép người dùng tạo các chi tiết có thành mỏng theo một chiều dày được chỉ định, phù hợp cho thiết kế tối ưu và tiết kiệm vật liệu Điều kiện thực hiện lệnh: Phải có trước một chi tiết trong môi trường Part, tức chi tiết hiện có làm nền cho việc tạo chi tiết có thành mỏng Các bước thao tác gồm mở môi trường Part, chọn tính năng Tạo chi tiết có thành mỏng, nhập chiều dày mong muốn và xác nhận để tạo chi tiết mới, rồi kiểm tra mô hình và lưu kết quả để hoàn tất quá trình thiết kế.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Modify, sẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Chọn mặt phẳng để tạo thành mỏng cho chi tiết
Bước 3: Chọn cách tạo thành mỏng, với 3 lựa chọn sau:
- Inside : Thành mỏng nằm bên trong biên dạng ngoài của chi tiết
- Outside : Thành mỏng nằm bên ngoài biên dạng ngoài của chi tiết
- Both : Thành mỏng phân bố đều 2 bên biên dạng ngoài của chi tiết
Bước 4: Nhập chiều dày thành mỏng vào ô thickness
Bước 5: Sử dụng công cụ Remove face chọn mặt của chi tiết cần bỏ đi Bước 6: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng: Quét biên dạng 2D (sketch) dọc theo một đường dẫn cho trước để tạo thành mô hình khối hoặc mô hình mặt
- Để thực hiện lệnh này, phải có ít nhất một biên dạng sketch và một đường dẫn trên hai mặt phẳng giao nhau
- Đường dẫn có thể là sketch 2D hoặc sketch 3D Đường dẫn có thể kín hoặc hở nhưng phải xuyên qua mặt phẳng chứa biên dạng
- Để tạo thành khối đặc thì biên dạng 2D phải khép kín
- Biên dạng 2D hở chỉ tạo được mô hình mặt
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Create sẽ xuất hiện hộp thoại Sweep
Bước 2: Chọn dạng tạo hình trong mục Output
Bước 3: Sử dụng công cụ profile chọn biên dạng sketch
Bước 4: Sử dụng công cụ path chọn đường dẫn
Bước 5: Chọn các dạng tạo hình trong mục Type, với 3 lựa chọn sau:
Path: Quét biên dạng theo một đường dẫn Chọn hướng tạo mô hình trong mục Orientation với 2 thuộc tính sau:
- Path : Biên dạng quét uốn lượn theo đường dẫn Với lựa chọn này, ta có thể nhập góc côn trong ô Taper
- Paralle : Biên dạng quét song song với nhau trên suốt chiều dài đường dẫn
- Path & Guide Rail: Quét biên dạng theo một đường dẫn (Path) và đường biên giới hạn (Guide Rail)
- Path & Guide Surface: Quét biên dạng theo một đường dẫn (Path) và xoắn theo một bề mặt (Guide Surface)
Bước 6: Chọn chế độ Sweep (chỉ có trong dạng tạo khối đặc solid)
Bước 7: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tạo các Reference Geometry: Plane, Axis, Point
Trong quá trình tạo mô hình 3D cho vật thể, ngoài gốc tọa độ và các mặt phẳng chuẩn XY, XZ, YZ cùng các trục chuẩn X, Y, Z của hệ thống, ta cũng cần tạo thêm các đối tượng phụ trợ như Plane, Axis và Point để quá trình thiết kế chi tiết trở nên đơn giản và dễ dàng hơn Các đối tượng này đóng vai trò làm mốc tham chiếu, giúp định vị, đo đạc và kiểm tra các chi tiết một cách trực quan Nhờ có Plane, Axis và Point, việc thiết kế có thể diễn ra nhanh chóng, đảm bảo tính nhất quán và tăng hiệu quả làm việc cho mô hình 3D Việc tích hợp đầy đủ các công cụ phụ trợ này giúp tối ưu hóa các thao tác vẽ, đo đạc và kiểm tra các thành phần trong mô hình 3D.
Tính năng: Tạo mặt phẳng làm việc
Các Phương pháp tạo mặt phẳng:
- Plane: Tạo mặt phẳng bất kỳ
- Offset from Plane: Tạo mặt phẳng làm việc song song với mặt phẳng được chọn với một khoảng cách cho trước
- Parallel to Plane through Point: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua một điểm và song song với mặt phẳng được chọn
- Midplane between Two Parallel Planes: Tạo mặt phẳng làm việc nằm giữa hai mặt phẳng song song
- Midplane of Torus: Tạo mặt phẳng làm việc nằm giữa khối hình xuyến
- Angle to Plane around Edge: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua một cạnh và nghiêng một góc cho trước so với mặt phẳng được chọn
- Three Points: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua ba điểm
- Two Coplanar Edges: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua hai cạnh đồng phẳng
(cùng nằm trong mặt phẳng)
- Tangent to Surface through Edge: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua một cạnh và tiếp tuyến với mặt cong được chọn
- Tangent to Surface through Point: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua một điểm và tiếp tuyến với mặt cong được chọn
- Tangent to Surface and Parallel to Plane: Tạo mặt phẳng làm việc tiếp tuyến với mặt cong và song song với mặt phẳng được chọn
- Normal to Axis through Point: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua một điểm và vuông góc với một trục
- Normal to Curve at Point: Tạo mặt phẳng làm việc đi qua một điểm và vuông góc với tiếp tuyến của đường cong tại điểm đó
Tính năng: Tạo trục làm việc trên chi tiết
Các Phương pháp tạo trục:
- Axis: Tạo trục bất kỳ (có thể là đường thẳng đi qua 2 điểm, cạnh của chi tiết)
- On Line or Edge: Tạo trục làm việc là cạnh bất kỳ trên chi tiết
- Parallel to Line through Point: Tạo trục làm việc đi qua một điểm và song song với cạnh được chọn
- Through Two Points: Tạo trục làm việc đi qua hai điểm
- Intersection of Two Planes: Tạo trục làm việc là giao tuyến của hai mặt phẳng được chọn
- Normal to Plane through Point: Tạo trục làm việc đi qua một điểm và vuông góc với mặt phẳng được chọn
- Through Center of Circular or Elliptical Edge: Tạo trục làm việc đi qua tâm của cạnh hình tròn, hình elip hoặc đường cong Fillet và vuông góc với mặt
- Through Revolved Face or Feature: Tạo trục làm việc trùng với trục của bề mặt tròn xoay
Tính năng: Tạo điểm làm việc trên chi tiết
Các Phương pháp tạo điểm:
- Point: Tạo điểm làm việc tại đỉnh hoặc trung điểm của cạnh trên chi tiết
- Grounded Point: Tạo điểm làm việc cố định tại đỉnh hoặc trung điểm của cạnh trên chi tiết
- On Vertex, Sketch Point or Midpoint: Tạo điểm làm việc bằng cách xác định một đỉnh hoặc trung điểm của cạnh trên chi tiết
- Intersection of Three Planes: Tạo điểm làm việc là giao điểm của ba mặt phẳng được chọn.
- Intersection of Two Lines: Tạo điểm làm việc là giao điểm của hai cạnh được chọn.
- Intersection of Plane/Surface and Line: Tạo điểm làm việc là giao điểm của đường thẳng và mặt phẳng (hoặc mặt cong) được chọn
- Center Point of Loop of Edge: Tạo điểm làm việc là tâm của biên dạng kín
- Center Point of Torus: Tạo điểm làm việc là tâm của khối xuyến
- Center of Sphere: Tạo điểm làm việc là tâm của khối cầu.
Bài tập thực hành
VẼ VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR – HIỆU CHỈNH ĐỐI TƯỢNG 3D
Các lệnh hiệu chỉnh đối tượng
Tính năng: Bo tròn các cạnh của chi tiết Điều kiện thực hiện lệnh: Phải có trước một chi tiết trong môi trường Part
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh công cụ Modify hoặc nhấn phím tắc F sẽ xuất hiện họp thoại Fillet như hình
Bước 2: Chọn các dạng bo tròn, gồm:
- Dạng Edge Fillet : Bo tròn các cạnh của chi tiết
- Dạng Full Round Fillet : Tạo cung bo tiếp xúc với cả 3 bề mặt của chi tiết Bước 3: Bấm nút chọn OK để kết thúc
Tính năng: Vát cạnh chi tiết Điều kiện thực hiện lệnh: Phải có trước một chi tiết trong môi trường Part
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh công cụ Modify, sẽ xuất hiện hộp thoại Chamfer
Bước 2: Chọn các dạng vát cạnh, gồm:
- Dạng Distance : Lựa chọn này tạo các góc vát là 450 và khoảng cách vát theo 2 phương bằng nhau
- Dạng Distance and Angle : Tạo mặt vát khi biết khoảng cách vát theo một phương và góc vát
- Dạng Two Distances tạo mặt vác khi biết khoảng cách vát theo 2 phương Bước 3: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng: Tạo mặt vát trên chi tiết Điều kiện thực hiện lệnh: Phải có trước một chi tiết trong môi trường Part Các bước thao tác:
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Modify xẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Chọn dạng tạo mặt vát, với 3 lựa chọn sau:
- Fixed Edge : Tạo mặt vát bằng cách cố định một cạnh và chọn mặt để vát
- Fixed Plane : Tạo mặt vát bằng cách cố định một mặt và chọn mặt để vát
- Parting Line : Tạo mặt vát ở hai bên đường phân chia chi tiết
Bước 3: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng cắt khối cho phép chia một khối hoặc một bề mặt của khối thành hai phần riêng biệt, hỗ trợ thiết kế và tối ưu hóa quy trình làm việc trong môi trường Part Điều kiện thực thi lệnh là phải có sẵn ít nhất một khối trong môi trường Part, đảm bảo quá trình cắt diễn ra chính xác và dễ kiểm soát.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Modify, sẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Chọn dạng cắt phù hợp, với 3 lựa chọn sau:
- Split Face : Cắt bề mặt của khối thành hai phần
- Trim Solid : Cắt bỏ đi một phần của khối
- Split Solid : Chia khối thành hai phần riêng biệt nhưng không cắt bỏ phần nào
Bước 3: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Combine là tính năng cho phép ghép nhiều khối riêng biệt trên một chi tiết thành một khối hoàn chỉnh, khác với lệnh Spit Để thực hiện lệnh Combine, cần có trước ít nhất hai khối riêng biệt trên chi tiết trong môi trường Part.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Modify, sẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Sử dụng công cụ Base chọn khối cơ sở
Bước 3: Sử dụng công cụ Toolbody chọn các khối khác
Bước 4: Chọn cách thức Combine, gồm:
- Intersect : Giao giữa các khối
Bước 5: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Các công cụ hỗ trợ: Copy, Mirror, Pattern…
Tính năng: Sao chép các đối tượng 3D thành nhiều hàng và cột Điều kiện thực hiện lệnh: Phải có trước một chi tiết trong môi trường Part.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại Rectangular Pattern
Bước 2: Chọn kiểu sao chép, với 2 lựa chọn sau
- Pattern Individual Features : Sao chép với đối tượng được chọn là các Features (có thể là Extrude, Revolve, Sweep, Rib, Hole ….) trên chi tiết
Pattern a solid (mẫu sao chép khối Solid): Đối tượng được chọn để sao chép là một khối Solid bất kỳ trên chi tiết Nếu chi tiết chỉ có một khối Solid thì chương trình sẽ tự nhận khối Solid đó làm đối tượng sao chép.
Bước 3: Sử dụng công cụ trong mục Direction 1 để chọn phương sao chép thứ nhất Bạn có thể chọn bất kỳ cạnh nào trên chi tiết hoặc một trục nào đó làm phương sao chép, từ đó xác định hướng sao chép cho quá trình sao chép chi tiết.
Bước 4: Sử dụng công cụ trong mục Direction 2 để chọn phương sao chép thứ hai Các bước thao tác còn lại giống như Bước 3
Bước 5: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng sao chép đối tượng 3D thành nhiều đối tượng được sắp xếp quanh trục quay giúp tăng tốc thiết kế và mô phỏng trong môi trường Part của phần mềm CAD/3D Điều kiện thực hiện lệnh là phải có sẵn một chi tiết trước đó trong môi trường Part làm tham chiếu để kích hoạt quá trình sao chép quanh trục quay, đảm bảo sự đồng bộ và chính xác của các đối tượng sao chép.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại Circular Pattern
Bước 2: Chọn kiểu sao chép, với 2 lựa chọn sau:
- Pattern Individual Features : Sao chép với đối tượng được chọn là các
Features (có thể là Extrude, Revolve, Sweep, Rib, Hole ….) trên chi tiết
Mẫu Solid cho sao chép bắt đầu khi đối tượng được chọn là một khối Solid bất kỳ trên chi tiết; nếu chi tiết chỉ có duy nhất một khối Solid, chương trình sẽ tự động nhận khối đó làm đối tượng sao chép và thực hiện thao tác sao chép theo mẫu Solid đã chọn.
Trong Bước 3, hãy sử dụng công cụ trong mục Rotation Axis để chọn trục quay cho chi tiết Bạn có thể chọn bất kỳ cạnh nào trên chi tiết hoặc một trục bất kỳ làm trục quay, tùy thuộc vào mục tiêu thiết kế hoặc yêu cầu mô phỏng Việc xác định đúng trục quay sẽ giúp quá trình xoay và mô phỏng diễn ra chính xác và hiệu quả hơn.
Bước 4: Nhấp chuột vào biểu tượng Flip để đổi chiều quay khi sao chép Bước 5: Nhập số đối tượng cần sao chép vào ô (tính cả đối tượng gốc)
Bước 6: Nhập giá trị góc quay vào ô
Bước 7: Đánh dấu vào biểu tượng để chọn chế độ sao chép ra hai phía đối tượng gốc
Bước 8: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng lấy đối xứng các đối tượng 3D qua một mặt phẳng cho phép phản chiếu mô hình 3D qua mặt phẳng đã chọn, giúp tối ưu quá trình thiết kế và kiểm tra trong môi trường Part Điều kiện thực hiện lệnh là phải có trước một chi tiết trong môi trường Part để làm tham chiếu và xác định mặt phẳng đối xứng Các bước thao tác cơ bản bao gồm: chuẩn bị chi tiết có sẵn trong môi trường Part, chọn mặt phẳng đối xứng phù hợp, kích hoạt lệnh lấy đối xứng và xác nhận kết quả để nhận được đối tượng 3D đối xứng đúng như mong muốn.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Chọn kiểu lấy đối xứng, với 2 lựa chọn sau:
- Pattern Individual Features : Lấy đối xứng với đối tượng được chọn là các Features (có thể là Extrude, Revolve, Sweep, Rib, Hole ….) trên chi tiết
Pattern a Solid là thao tác lấy đối xứng với đối tượng được chọn, đối tượng này là một khối Solid bất kỳ trên chi tiết Nếu chi tiết chỉ có một khối Solid, chương trình sẽ tự động nhận khối đó làm đối tượng để thực hiện pattern.
Bước 3: Sử dụng công cụ Mirro plane chọn mặt phẳng đối xứng
Bước 4: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Bài tập thực hành
VẼ VÀ THIẾT KẾ CƠ KHÍ TRÊN PHẦN MỀM INVENTOR – LẮP RÁP CƠ BẢN
Khởi tạo môi trường lắp ráp trong Inventor
Nhấp chuột vào biểu tượng New trong menu Get Started Khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại Create New File
Tiếp tục chọn biểu tượng Standard(mm).iam trong mục Metric rồi nhấn nút
Create để khởi động, lúc này môi trường lắp ráp xuất hiện
Tính năng: Chèn các chi tiết đã thiết kế từ môi trường Part vào môi trường lắp ráp
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Component sẽ xuất hiện hộp thoại Place Component
Bước 2: Chọn đường dẫn lưu chi tiết đã thiết kế trong mục Look in
Bước 3: Chọn tên chi tiết cần chèn trong mục Name
Bước 4: Chọn nút lệnh Open để chèn chi tiết vào môi trường lắp ráp
Bước 5: Click chuột tại vị trí bất kỳ trong vùng đồ họa Assembly để đặt chi tiết Lúc này, chi tiết hiện ra
Trong môi trường Assembly có nhiều chi tiết được chèn vào, ta cần chọn một chi tiết làm chuẩn làm điểm tham chiếu cho quá trình lắp ráp Để cố định chi tiết làm chuẩn, nhấp chuột phải vào tên chi tiết và chọn Grounded Chi tiết được Grounded sẽ xuất hiện biểu tượng trước tên trên thanh Browser Bar và không thể di chuyển trong suốt quá trình lắp ráp.
5.1.2 Lệnh Place from Content Center
Tính năng: Chèn các chi tiết tiêu chẩn từ thư viện của hệ thống phần mềm Các bước thao tác:
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Component sẽ xuất hiện hộp thoại Place Content Center
Bước 2: Chọn nhóm chi tiết cần chèn trong mục Category View
Bước 3: Chọn từng chi tiết cụ thể trong mục Fasteners
Bước 4: Nhấp chọn biểu tượng OK rồi chọn vị trí cần đặt chi tiết trong vùng độ họa Assembly
Bước 5 sẽ hiển thị hộp thoại bổ sung tùy thuộc vào chi tiết được chọn ở bước 3 Ví dụ, khi chọn bulông ISO 4015, hệ thống sẽ hiện hộp thoại tương ứng cho phép bạn thiết lập các thông số bulông như đường kính và chiều dài, sau đó nhấn nút OK để hoàn tất.
Các ràng buộc trong môi trường lắp ráp
Tính năng: Ràng buộc vị trí tương đối giữa các chi tiết trong quá trình lắp ráp.
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng Contraint trên thanh Relationships sẽ xuất hiện hộp thoại Place Constraint
Bước 2: Vào trang Assembly, chọn kiểu ràng buộc trong mục Type, với 5 lựa chọn:
Mate là công cụ trong CAD cho phép tạo ràng buộc giữa các điểm, cạnh và mặt phẳng của chi tiết với nhau Nó cho phép ràng buộc các đối tượng này với các trục chuẩn, mặt phẳng chuẩn và gốc tọa độ của hệ thống tham chiếu, từ đó định vị chính xác và đảm bảo liên kết trong quá trình lắp ghép Việc sử dụng Mate giúp tối ưu mô hình hóa 3D, nâng cao độ chính xác và tiết kiệm thời gian thiết kế.
+ Sử dụng công cụ Selection lần lượt chọn hai đối tượng cần ràng buộc + Chọn kiểu ràng buộc trong mục Solution, gồm:
* Mate : Vectơ pháp tuyến của hai đối tượng được chọn ngược hướng nhau (Áp sát hai đối tượng vào nhau)
* Flush : Vectơ pháp tuyến của hai đối tượng được chọn cùng hướng (Hai đối tượng được chọn ngang hàng nhau)
+ Nhập khoảng cách giữa hai đối tượng vào ô Offset
- Angle : Tạo ràng buộc giữa hai mặt phẳng hoặc hai cạnh của chi tiết hợp với nhau một góc nhất định
+ Sử dụng công cụ Selection lần lượt chọn hai đối tượng cần ràng buộc + Chọn hướng tạo góc trong mục Solution
+ Nhập góc nghiêng giữa hai đối tượng vào ô Angle
- Tangent : Tạo ràng buộc tiếp xúc giữa các mặt trụ, côn, cầu với nhau hoặc tiếp xúc giữa chúng với mặt phẳng
+ Sử dụng công cụ Selection lần lượt chọn hai đối tượng cần ràng buộc + Chọn dạng tiếp xúc trong mục Solution, gồm:
+ Nhập khoảng cách giữa hai đối tượng vào ô offset
Trong thiết kế CAD, việc áp dụng ràng buộc đồng trục giữa các khối trụ, khối nón hoặc khối cầu là điều cần thiết để tổ chức các phần hình học trên cùng một trục chung Ràng buộc Insert cung cấp cách thiết lập các ràng buộc Mate giữa hai trục và giữa hai mặt của các chi tiết, từ đó đảm bảo sự đồng trục và sự liên kết chính xác giữa các bộ phận Việc sử dụng ràng buộc đồng trục và các ràng buộc Mate giúp cố định vị trí, giảm sai số và tối ưu hóa quá trình thiết kế, mô hình hoá và lắp ráp trong dự án CAD.
+ Sử dụng công cụ Selection lần lượt chọn đường tròn hoặc cung tròn trên các đối tượng cần ràng buộc
+ Chọn kiểu ràng buộc trong mục Solution, gồm:
* Opposed : Các mặt phẳng chứa đường tròn hoặc cung tròn được chọn áp vào nhau
* Aligned : Các mặt phẳng chứa đường tròn hoặc cung tròn được chọn ngang hàng nhau
+ Nhập khoảng cách giữa hai đối tượng vào ô offset
Khái niệm đối xứng cho phép tạo ràng buộc để một đối tượng nằm giữa hai đối tượng khác Để thực hiện, dùng công cụ và lần lượt chọn ba đối tượng cần ràng buộc: đối tượng 1 và đối tượng 2 thuộc hai chi tiết khác nhau, còn đối tượng 3 nằm ở giữa hai đối tượng kia.
Bước 3: Chuyển sang trang Motion, tạo mối quan hệ chuyển động tương đối giữa các đối tượng với nhau, bao gồm 2 lựa chọn sau:
- Rotation : Tạo ràng buộc quay giữa hai đối tượng giống như hai bánh răng chuyển động ăn khớp với nhau
+ Sử dụng công cụ Selection lần lượt chọn hai đối tượng cần ràng buộc + Chọn chiều chuyển động của hai đối tượng mục Solution, gồm:
* Forward : Hai đối tượng chuyển động cùng chiều nhau
* Reverse : Hai đối tượng chuyển động ngược chiều nhau
Nhập tỉ số truyền động của hai đối tượng vào ô Ratio để xác định số vòng quay của mỗi đối tượng Khi giá trị Ratio bằng 5, đối tượng 1 quay một vòng và đối tượng 2 quay năm vòng; khi giá trị Ratio bằng 0,5, đối tượng 1 quay một vòng (360 độ) còn đối tượng 2 quay nửa vòng (180 độ).
- Rotation-Translation : Tạo ràng buộc quay và tịnh tiến giữa hai đối tượng giống như chuyển động ăn khớp giữa bánh răng và thanh răng
+ Sử dụng công cụ Selection lần lượt chọn hai đối tượng cần ràng buộc + Chọn chiều chuyển động của hai đối tượng mục Solution, gồm:
* Forward : Hai đối tượng chuyển động cùng chiều nhau
* Reverse : Hai đối tượng chuyển động ngược chiều nhau
Nhập khoảng cách dịch chuyển tương đối giữa hai đối tượng vào ô Distance Nếu giá trị là 5, đối tượng 1 quay một vòng đầy đủ và đối tượng 2 sẽ dịch chuyển tiến 5 mm Mẫu cú pháp này cho phép điều khiển đồng bộ động học của hai đối tượng dựa trên một tham số duy nhất ở ô Distance, mang lại giải pháp hướng dẫn kỹ thuật tối ưu cho nội dung có SEO tốt với các từ khóa như khoảng cách dịch chuyển tương đối, ô Distance, giá trị 5, quay một vòng và dịch chuyển 5 mm.
Bước 4: Vào trang Transitional, ràng buộc các bề mặt của hai đối tượng trượt tương đối với nhau
Bước 5: Vào trang Constraint Set ràng buộc hai gốc tọa độ ảo của hai chi tiết lại với nhau
Bước 6: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Hiệu chỉnh quá trình lắp ráp
5.3.1 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 trên từng chi tiết và được quản lý trên thanh Browser Bar Để thay đổi khoảng cách giữa các ràng buộc giữa các chi tiết, ta nhấp chuột phải vào tên ràng buộc trên thanh Browser Bar và chọn tùy chọn chỉnh sửa phù hợp để điều chỉnh khoảng cách Việc quản lý ràng buộc theo cách này giúp tối ưu hóa bố cục và đảm bảo các liên kết giữa các chi tiết được duy trì chính xác.
Edit, khi đó hộp thoại Edit Constraint hiện ra Lúc này, ta chỉnh sửa lại thông số mong muốn vào ô
Offset, rồi chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng: Sao chép các chi tiết trong môi trường lắp ráp thành nhiều chi tiết xung quanh trục quay hoặc thành nhiều hàng và cột
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại
Bước 2: Sử dụng công cụ Component chọn các chi tiết cần sao chép Bước 3: Chọn kiểu sao chép, với 3 lựa chọn sau:
- Associative : Sao chép được thực hiện dựa trên tính chất sao chép của một
Pattern Feature đã tạo trên chi tiết trong môi trường Part
- Rectangular : Sao chép thành nhiều hàng và cột
- Circular : Sao chép xung quanh một trục quay
Bước 4: Nhấp chọn biểu tượng OK để kết thúc
Tính năng: Tạo chi tiết đối xứng với chi tiết gốc qua một mặt phẳng trong môi trường lắp ráp
Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng trên thanh Pattern sẽ xuất hiện hộp thoại Mirror Components: Status
Bước 2: Sử dụng công cụ Component chọn các chi tiết cần lấy đối xứng Bước 3: Sử dụng công cụ Mirro plane chọn mặt phẳng đối xứng
Bước 4: Nhấp chọn biểu tượng rồi nhấn nút OK để kết thúc
5.3.4 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
5.3.5 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
Trong môi trường lắp ráp, bạn có thể chỉnh sửa trực tiếp các chi tiết chưa đạt yêu cầu bằng cách nhấn chuột phải vào tên chi tiết trên thanh Browser để mở các tùy chọn chỉnh sửa và điều chỉnh ngay tại chỗ.
Để hiệu chỉnh chi tiết, chọn Bar và nhấn Edit, môi trường Part sẽ hiển thị như Hình 4.25 Trong chế độ này, các thành phần của chi tiết cần hiệu chỉnh được hiển thị rõ ràng, còn các chi tiết khác sẽ bị mờ để tập trung vào vùng chỉnh sửa Sau khi hoàn tất các chỉnh sửa, nhấp vào biểu tượng xác nhận để lưu lại các thay đổi và đóng cửa sổ chỉnh sửa.
Return để quay lại môi trường lắp ráp.
Bài tập thực hành
Ví dụ mô hình lắp ráp van tiết lưu
Giả sử chúng ta đã tạo xong các chi tiết của Van trong môi trường Part, gồm: Thân, Tay nắm, Tay quay, Vòng kẹp, Trục và Đĩa quay
Để đặt chi tiết Thân vào môi trường lắp ráp, sử dụng công cụ Place trong menu Assemble, chọn đường dẫn phù hợp rồi đưa chi tiết Thân đã được tạo trong môi trường Part vào môi trường Assembly, sau đó cố định chi tiết bằng lệnh Grounded để đảm bảo vị trí và sự cố định trong quá trình lắp ráp.
Bước 2: Tiếp tục sử dụng công cụ Place để đưa các chi tiết còn lại như Tay nắm, Tay quay, Vòng kẹp, Trục và Đĩa quay vào môi trường lắp ráp Assembly Khi hoàn tất, tên gọi của từng chi tiết sẽ được hiển thị và quản lý trên thanh Browser Bar, giúp bạn dễ dàng nhận diện và điều chỉnh các thành phần trong quá trình thiết kế.
Bước 3: Sử dụng công cụ Constrain với tùy chọn Insert ở tab Assembly để ràng buộc đồng tâm và tiếp xúc giữa hai mặt của lỗ trên hai chi tiết Trục và Đĩa quay Việc thiết lập ràng buộc này đảm bảo hai chi tiết ghép với nhau chính xác ở vị trí đồng tâm, mang lại sự liên kết vững chắc cho cơ cấu và tối ưu hóa độ ổn định khi vận hành.
Sau khi ràng buộc xong sẽ hiển thị kết quả và xuất hiện biểu tượng ràng buộc Insert ở hai chi tiết trên thanh Browser Bar
Bước 4: Tiếp tục sử dụng công cụ Constrain với lựa chọn Mate ở trang
Assembly để ràng buộc đồng trục giữa hai lỗ còn lại trên hai chi tiết Trục và Đĩa quay
Bước 5: Sau khi hoàn tất bước 4, cụm lắp ráp Trục và Đĩa quay sẽ di chuyển cùng nhau nhờ hai ràng buộc Insert và Mate đã được tạo Để tiếp tục, ta tạo chi tiết Chốt để lắp chặt Đĩa quay vào Trục bằng cách nhấp vào biểu tượng Place from Content Center; khi hộp thoại hiện ra, ta chọn biểu tượng Chốt (Pin) từ Content Center và xác nhận để ghép hai phần lại với nhau.
Pins trong mục Fastenners, rồi chọn loại Chốt hình trụ Cylindrical với kiểu ISO 8734A, Sau đó nhấn chọn nút lệnh OK nếu đồng ý
Hộp thoại ISO 8734A xuất hiện và hiển thị các tham số của chốt; người dùng chọn đường kính và chiều dài chốt phù hợp với yêu cầu, sau đó nhấn nút OK để kết thúc thao tác.
Trong bước 6, sử dụng lệnh ràng buộc Insert để ghép chi tiết Chốt vừa tạo ở bước 5 vào lỗ của Đĩa quay Sau đó dùng công cụ Pattern để sao chép và tạo thành hai Chốt mới, đảm bảo vị trí và sự đồng bộ giữa các chi tiết trên Đĩa quay.
Bước 7: Ràng buộc đồng tâm và tiếp xúc giữa hai mặt khối trụ của cụm lắp ráp và chi tiết Thân bằng lệnh Insert
Kết thúc bước 7, mô hình lắp ráp sẽ hiển thị kết quả với biểu tượng ràng
81 buộc Insert trên thanh Browser Bar
Bước 8: Tiếp tục sử dụng công cụ ràng buộc với lệnh Insert để lắp các lỗ trên chi tiết Vòng kẹp vào chi tiết Thân, đảm bảo căn chỉnh chính xác giữa hai chi tiết Sau đó, sử dụng công cụ ràng buộc Mate để lắp đồng trục với một trong hai lỗ còn lại.
Kết thúc bước 8, ta được kết quả lắp với hai biểu tượng tượng ràng buộc
Insert và Mate trên thanh Browser Bar
Bước 9: Dùng Bulông siết chặt chi tiết Vòng kẹp vào chi tiết Thân tại vị trí
Ba lỗ đã được gia công ren trên hai chi tiết, vì vậy cần thêm chi tiết bulông từ thư viện của phần mềm bằng công cụ Place from Content Center Khi hộp thoại hiện ra, chọn biểu tượng Bolt trong mục Fasteners và chọn loại bulông đầu lục giác Hex Head theo tiêu chuẩn ISO 4015 để đảm bảo kết nối chắc chắn và phù hợp với thiết kế.
Trong môi trường lắp ráp, nhấp vào biểu tượng OK và chọn vị trí đặt bulông cho phù hợp Lúc này hộp thoại ISO 4015 xuất hiện để bạn thiết lập các thông số bulông đáp ứng yêu cầu, sau đó nhấn nút OK để kết thúc thao tác.
Bước 10: Dùng lệnh ràng buộc Insert lắp Bulông vào chi tiết Thân, sau đó sử dụng công cụ sao chép thành bu lông
Bước 11: Tiếp tục sử dụng công cụ ràng buộc Insert để lắp lỗ trên chi tiết
Tay quay vào chi tiết Trục, ta được kết quả
Bước 12: Để chi tiết Tay quay có thể quay và kéo Trục quay thực hiện nhiệm vụ điều tiết lưu lượng, ta cần thiết lập liên kết then giữa trục và lỗ trên hai chi tiết đó bằng lệnh Key trong Menu Design.
Hộp thoại Parallel Key Connection Generator hiện ra giúp ta tạo được then truyền động theo mong muốn
Bước 13: Sử dụng công cụ Place from content center tạo chi tiết Đai ốc ISO
4032 từ thư viện của phần mềm với các thông số tương ứng với đầu trục ren, sau đó lắp vào chi tiết Trục bằng lệnh Insert
Bước 14 tiếp tục sử dụng lệnh ràng buộc Insert để ghép chi tiết Tay nắm với chi tiết Tay quay, từ đó tạo ra mô hình lắp hoàn chỉnh của van tiết lưu và đảm bảo sự ăn khớp giữa các chi tiết, giúp tối ưu hóa chức năng điều tiết lưu lượng trong mô hình CAD.