Bài tập lớn chủ đề tìm hiểu về sản phẩm ps5

LỜI MỞ ĐẦU Những năm gần đây việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế,chế tạo các sản phẩm công nghiệp ngày càng phổ biến ở Việt Nam.. Mục tiêu của CAM là: Mô phỏng quá trình chế t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN CƠ KHÍ HỌC PHẦN KỸ THUẬT CAD/CAM/CAE

BÀI TẬP LỚN CHỦ ĐỀ: TÌM HIỂU VỀ SẢN PHẨM PS5

Giáo viên hướng dẫn : TS Trần Xuân Thái

Sinh viên thực hiện : Hoàng Tuấn Phong

Mã SV : 20185052

1

LỜI MỞ ĐẦU

Những năm gần đây việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong thiết kế,chế tạo các sản phẩm công nghiệp ngày càng phổ biến ở Việt Nam Cùng sựphát triển công nghệ thông tin, hệ thống CAD/CAM tích hợp được phát triểnnhanh chóng Nó đã tạo nên sự thống nhất từ quá trình thiết kế cho đến chế tạotrong lĩnh vực cơ khí

Được sự giảng dạy của TS Trần Xuân Thái Em được học và bước đầu

nắm bắt được những kiến thức cơ sở về ứng dụng CAD/CAM/ CAE trong giacông cơ khí Thông qua môn học này em được tiếp cận với những phần mềmthiết kế, tính toán, mô phỏng tiên tiến trên thế giới hiện nay như: Solidwork,

NX, MasterCam, Cimatron

Qua quá trình học tập em đã tập trung tìm hiểu, nghiên cứu và thực hiệnnghiêm túc để thực hiện bài báo cáo về ứng dụng CAD/CAM/CAE trong giacông cơ khí Mặc dù rất cố gắng nhưng do kiến thức và thời gian có hạn nênbáo cáo này không tránh khỏi thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo củathầy cũng như các ý kiến góp ý của các bạn và những người quan tâm đến lĩnhvực này

Hà Nội, ngày 22 tháng 06 năm 2021

Sinh viên thực hiện

Phong

Hoàng Tuấn Phong

1 Giới thiệu về CAD/CAM/CAE

CAD - Computer Aided Design: Thiết kế trợ giúp bằng máy tính Mục

tiêu của lĩnh vực CAD là tự động hóa từng bước, tiến tới tự động hóa caohơn trong thiết kế sản phẩm

CAM - Computer Aided Manufacturing: Chế tạo sản xuất có sự trợ giúp của máy tính Mục tiêu của CAM là: Mô phỏng quá trình chế tạo, lập

trình chế tạo sản phẩm trên các mấy công cụ tự động CNC (ComputerNumerical Control –Điều khiển số dùng máy tính) Quá trình CAM đượcthực hiện trên hệ thống máy công cụ điều khiển số NC, CNC

CAE - Computer Aided Engineering: Kĩ thuật mô hình hóa và tạo mẫu nhanh trong thiết kế, chế thử sản phẩm Công nghệ CAE bao gồm:

+ Phân tích ứng suất trên những thành phần sử dụng FEA (Phân tích phần

tử hữu hạn)

+ Động lực học tính toán chất lỏng, tính toán phân tích luồng nhiệt và lỏng+ Mô phỏng cơ khí

+ Động lực học

+ Tối ưu hóa sản phẩm và quá trình

CAD/ CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự độngthiết kế và chế tạo trong đó máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một

số chức năng nhất định

CAD/CAM tạo ra mối quan hệ thiết giữa hai dạng hoạt động : Thiết kế

và chế tạo

- Tự động hóa thiết kế là dùng hệ thống và phương tiện tính toán giúp

người kĩ sư thiết kế, mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa giải pháp thiết

3

- Tự động hóa chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều

khiển và kiểm tra nguyên công gia công

2 Một số phần mềm CAD/CAM sử dụng trong cơ khí chế tạo

Một số phần mềm CAD/CAM dùng trong cớ khí chế tạo, sản xuấtcông nghiệp:

 AUTOCAD: Dùng cho thiết cơ khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử

 UNIGRAPHICS: Rất mạnh trong thiết kế, tính toán cơ khí chế tạo

 DOLIDWORK : Rất mạnh trong thiết kế, tính toán cơ khí chế tạo

 DENFORD: Giải pháp CAD/CAM/CNC trọn gói

 CATIA: Là phần mềm chuyên thiết kế các sản phẩm 3D có sự hỗ trợ

của máy tính, là bộ phần mềm có sự phức hợp của CAD/CAM/CAE

 PRO/ENGINEER: Là phần mềm CAD/CAM/CAE tích hợp, có

nhiều chức năng trợ giúp thiết kế, phân tích kĩ thuật và lập trình chomáy NC

3 Chức năng, ứng dụng và lợi ích của CAD/CAM

3.1 Chức năng của CAD/CAM

Khác biệt cơ bản với qui trình thiết kế theo công nghệ truyền thống,CAD cho phép quản lý đối tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học sốtrong cơ sở dữ liệu trung tâm, do vậy CAD có khả năng hỗ trợ các chức năng

kỹ thuật ngay từ giai đoạn phát triển sản phẩm cho đến giai đoạn cuối của quá

yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử lý của các phần mềmthiết kế Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụthiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng cơbản sau:

- Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp

- Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D thực hiện nhanh chóng cácchức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số

- Phân tích và liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lýkết cấu lắp ghép

- Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ2D với mô hình 3D và ngược lại

- Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phântích kỹ thuật: tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường ápsuất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,

- Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác chocông nghệ gia công điều khiển số

- Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩn

- Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với cácthiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể

3.2 Những ứng dụng của CAD/CAM trong ngành chế tạo máy

- Tạo mẫu nhanh thông qua giao tiếp dữ liệu với thiết bị tạo mẫu nhanhtheo công nghệ tạo hình lập thể (đo quét toạ độ)

- Giảm đáng kể thời gian mô phỏng hình học bằng cách tạo mô hìnhhình học theo cấu trúc mặt cong từ dữ liệu số

- Chức năng mô phỏng hình học mạnh, có khả năng mô tả những hìnhdáng phức tạp nhất

- Khả năng mô hình hoá cao cho các phương pháp phân tích, cho phéplựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu

3.3 Lợi ích của CAD/CAM

Lợi ích của CAD có nhiều, song chỉ có một số trong đó là có thể định

5

lượng được Một số lợi ích khác khó có thể lượng hoá được mà chỉ thể hiện

ở chất lượng công việc được nâng cao, thông tin tiện dụng, điều khiển tốthơn…

Một số lợi ích của CAD trong hệ tích hợp CAD/CAM:

- Nâng cao năng suất kỹ thuật

- Giảm thời gian chỉ dẫn

- Giảm số lượng nhân viên kỹ thuật

- Dễ cải tiến cho phù hợp với khách hàng

- Phản ứng nhanh với nhu cầu thị trường

- Tránh phải ký các hợp đồng con để kịp tiến độ

- Hạn chế lỗi sao chép đến mức tối thiểu

- Độ chính xác thiết kế cao

- Khi phân tích dễ nhận ra những tương tác giữa các phần tử cấu thành

- Phân tích chức năng vận hành tốt hơn nên giảm khâu thử nghiệm trên mẫu

- Thuận lợi cho việc lập hồ sơ, tư liệu

- Bản thiết kế có tính tiêu chuẩn cao

- Nâng cao năng suất thiết kế dụng cụ cắt

- Dễ tiết kiệm về chi phí, giảm giá thành

- Giảm thời gian đào tạo hội họa viên và lập trình viên cho máy NC

- Ít sai sót trong lập trình cho máy NC

- Giúp tăng cường sử dụng các chi tiết máy và dụng cụ cắt có sẵn

- Thiết kế dễ phù hợp với các kỹ thuật chế tác hiện có.

- Tiết kiệm vật liệu và thời gian máy nhờ các thuật toán tối ưu.

- Nâng cao hiệu quả giao diện thông tin và dễ hiểu nhau hơn giữa các

nhóm kỹ sư, thiết kế viên, hội họa viên, quản lý và các nhóm khác

7

4 Ứng dụng Solidworks tích hợp NX để thiết kế và gia công

Đề tài

Thiết kế và gia công móc cần cẩu

4.1 Vẽ trong Solidworks 2018

 Trong giao diện Part 1

-Vẽ biên dạng cơ bản của móc cần cẩu với các kích thước tương ứng

- Vẽ các biên dạng tương ứng tại từng mặt cắt

9

- Vẽ các đường dẫn:

- Dùng lệnh Loft để dựng hình 3D

Dùng lệnh extrude bỏ merga result

Dùng lệnh combine trừ khối tạo được khuôn

15

4.2 Gia công Khuôn

Phay mặt đầu

Phá Thô

Bán Tinh

17

Tinh

19

Vì không đặt được lực trực tiếp vào móc nên em đã mô phỏng gán thêm một mặt phẳng vào móc cần cẩu để đặt lực giả thiết như một sơi dây kéo

Đặt kết cấu ngàm tại đầu kéo

21

Chọn mác thép thường dùng cho móc cần cẩu, thép hợp kim 16MnCr5

Đặt lực vào mặt phẳng 50000N/m2 giải ta được bản báo cáo sau

23

Simulation of Part1

Date: Saturday, July 23, 2022 Designer: Hoàng Tuấn Phong Study name: Static 2

Analysis type: Static

Table of Contents

Description 1

Assumptions 2

Model Information 2

Study Properties 3

Units 3

Material Properties 4

Loads and Fixtures 5

Connector Definitions 5

Contact Information 5

Mesh information 6

Sensor Details 7

Resultant Forces 7

Beams 8

Study Results 9

Conclusion 12

Description

No Data

Document Name and

Reference Treated As Volumetric Properties Document Path/Date Modified Boss-Extrude2

Solid Body

Mass:9.52502 kg Volume:0.00122116 m^3 Density:7800 kg/m^3 Weight:93.3452 N

D:\Học\Cad cam\ Part1.SLDPRT

25

Study Properties

Study name Static 2

Analysis type Static

Mesh type Solid Mesh

Thermal Effect: On

Thermal option Include temperature loads

Zero strain temperature 298 Kelvin

Include fluid pressure effects from

SOLIDWORKS Flow Simulation

Off

Solver type FFEPlus

Inplane Effect: Off

Soft Spring: Off

Inertial Relief: Off

Incompatible bonding options Automatic

Large displacement Off

Compute free body forces On

Use Adaptive Method: Off

Result folder SOLIDWORKS document (D:\Học\Cad cam)

Material Properties

Model Reference Properties Components

Name: 1.7131 (16MnCr5) Model type: Linear Elastic Isotropic Default failure

criterion: Max von Mises Stress Yield strength: 5.90594e+008 N/m^2 Tensile strength: 8e+008 N/m^2 Elastic modulus: 2.1e+011 N/m^2 Poisson's ratio: 0.28

Mass density: 7800 kg/m^3 Shear modulus: 7.9e+010 N/m^2 Thermal expansion

coefficient: 1.1e-005 /Kelvin

SolidBody 1(Boss-Extrude2) (Part1)

Curve Data:N/A

27

Loads and Fixtures

Fixture name Fixture Image Fixture Details

Fixed-1

Entities: 3 face(s) Type: Fixed Geometry

Units: N/m^2 Phase Angle: 0 Units: deg

Connector Definitions

No Data

Contact Information

No Data

Mesh information

Mesher Used: Standard mesh

Automatic Transition: Off

Include Mesh Auto Loops: Off

Jacobian points 4 Points

Element Size 10.6947 mm

Mesh Quality Plot High

Mesh information - Details

Maximum Aspect Ratio 19.176

% of elements with Aspect Ratio < 3 96.4

% of elements with Aspect Ratio > 10 0.251

% of distorted elements(Jacobian) 0

Time to complete mesh(hh;mm;ss): 00:00:03

Computer name: ADMIN

29

No Data

Study Results

Stress1 VON: von Mises Stress 5.432e-002N/m^2

Node: 4 4.451e+005N/m^2Node: 9520

Part1-Static 2-Stress-Stress1

Displacement1 URES: Resultant

Displacement 0.000e+000mmNode: 430 8.166e-004mmNode: 4

31