báo cáo thực hành công nghệ CADCAMCNC

Nhằm khai thác các công cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trongchế tạo không chỉ hạn chế các phần mềm đồ họa hiển thị và quản lí mà cònsử dụng việc lập trình và điều khiển các máy công

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với đà phát triển của đất nước trên con đường đổi mới, ngành cơ khínói chung , ngành công nghệ chế tạo máy nói riêng cũng đã có những tiến triển vàđóng góp nhất định cho sự phát triển chung của đất nước

Tuy nhiên, khoa học ngày càng phát triển, khi những phương tiện gia côngtruyền thống không đáp ứng được những yêu cầu công nghệ thì một giải pháp mớitrong ngành cơ khí được đưa ra là công nghệ CAD/CAM/CNC Tuy trên thế giớicông nghệ này không còn mới mẻ nhưng hiện nó vẫn là giải pháp tốt nhất chonhững bài toán công nghệ

Do tính ứng dụng cao trong thực tế, nên môn học thực hành CAD/CAM đãđược đưa vào giảng dạy cho sinh viên ngành công nghệ chế tạo máy tại trường đạihọc Bách khoa Đà Nẵng Ở trường, với sự hướng dẫn nhiệt tình của các thầy bộmôn, em đã tiếp thu và đúc kết được nhiều kinh nghiệm hữu ích về công nghệ này

Là một phần của quá trình giảng dạy, mỗi sinh viên chúng em đều phải tựlàm một bài báo cáo khi kết thúc môn học Dựa vào các kiến thức đã học, em cóthể vẽ và lập quy trình gia công cho một chi tiết cơ khí bất kì

Cuối cùng, em xin chân thành cám ơn thầy bộ môn đã tận tình giảng dạy vàgiúp em hoàn thành môn học này

Sinh viên thực hiệnNguyễn Đăng Phú

I. Tổng quan về công nghệ Cad/Cam:

Thiết kế và chế tạo có sự tham gia của máy vi tính thường được trìnhbày gắn liền với nhau Hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong ngành cơ khí chếtạo này có nhiều điểm giống nhau bởi chúng đều dựa trên cùng các chi tiết

cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung : đó là các nguồn đồ thị hiển thị và

dữ liệu quản lí

Thực tế CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình

bổ trợ cho phép biến một ý trừu tượng thành một vật thể thật Hai quá trìnhnày thể hiện rõ trong công việc nghiên cứu và triển khai chế tạo

Xuất phát từ nhu cầu cho trước, việc nghiên cứu đảm nhận thiết kếmột mô hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biể diễn chi tiết Từ bản

vẽ chi tiết, việc triển khai chế tạo đảm nhận lập ra quá trình chế tạo các chitiết cùng các vấn đề liên quan đến dụng cụ và phương pháp thực hiện

Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong ngành chế tạo máy được thựchiện liên tiếp nhau và được phân biệt bởi kết quả của nó

Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định , một sư biểu diễn nhiềuhình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học vàchức năng Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việcnghiên cứu và được chia thành 2 loại : các phân mềm thiết kế và các thànhphần mềm vẽ

Kết quả của CAM là cụ thể , đó là chi tiết cơ khí Trong CAM khôngtruyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể côngviệc Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu,công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành rẻnhất, với việc tối ưu hóa đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kĩthuật của chi tiết cơ khí

Nhằm khai thác các công cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trongchế tạo không chỉ hạn chế các phần mềm đồ họa hiển thị và quản lí mà còn

sử dụng việc lập trình và điều khiển các máy công cụ điều khiển số , do vậyđòi hỏi khi thực hiện cần phải nắm vững các kiến thức về kĩ thuật gia công

II. Lập trình theo công nghệ CAD/CAM dùng phần mềm Pro Engineer:

1. Giới thiệu về phần mềm proE:

Pro/ ENGINEER (Pro/E) là phần mềm của hãng Prametric TechnologyCorporation (PTC) Đây là phần mềm thiết kế cơ khí phục vụ chủ yếu cho ngànhchế tạo máy như thiết kế khuôn mẫu Là phần mềm CAD áp dụng nguyên lý tham

số (parameter) trong thiết kế Theo đó tất cả những phần tử thiết kế ra đều ở dạngtham số Điều này giúp nâng cao hiệu suất thiết kế, khi cần nhà thiết kế có thể hiệuchỉnh dễ dàng những phần tử này mà không phải thiết kế lại từ đầu

Cho đến nay Pro/E trải qua các phiên bản như: Pro/Engineer 2000, 2001;Pro/Engineer Wildfire 2.0, 3.0; Pro/Engineer Wildfire 4.0, Pro/Engineer Wildfire5.0, Creo Elements/pro 5.0, Creo Prametric 1.0, Creo Prametric 2.0 Đây là phầnmềm mạnh và linh hoạt, dễ sử dụng nhất và được minh chứng là có đến 75% người

sử dụng Pro/ Engineer đã chinh phục được hầu hết những người thiết kế cơ khíViệt Nam, nhất là trong lĩnh vực khuôn mẫu, thiết kế máy cũng như gia công cơkhí chính xác và khó lòng có một phần mềm nào sánh kịp

Pro/E thiết kế tốt ở cả hai dạng solid và surface, việc chuyển đổi dễ dànggiữa hai định dạng này của Pro/E cho phép nhà thiết kể thể hiện ý tưởng của mìnhlên sản phẩm một cách trung thực nhất Khi làm việc với phần mềm CAD, Pro/Echo phép nhập những thiết kế từ các phần mềm khác vào để tiếp tục thiết kế Trongtrường hợp mẫu đưa vào bị lỗi, Pro/E cung cấp công cụ Import DataDoctor đểchỉnh sửa Cuối cùng, khi sản phẩm hoàn chỉnh, nó có thể được xuất qua

Pro/E có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC, nó giúpngười sử dụng các khả năng cần thiết trong thiết kế khuôn cũng như gia công cơkhí:

Pro/E giúp mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn

Pro/E tạo các môdun bằng các khái niệm và phần tử thiết kế

Pro/E dùng trong thiết kế thông số

Pro/E sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất

Pro/E có khả năng mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khí

III. Bài tập thực hành trên Proengineer 5.0:

Nêu cách vẽ và gia công một chi tiết có biên dạng như hình vẽ sau

Vào File Select working Directory trong ổ D, ta kích chọnthư mục CADCAM nhấn OK

b) Tạo file mới để vẽ chi tiết :

Chọn file New/part/solid Trong ô Name: đặt tên là chitietrồi nhấn OK, chọn đơn vị là mmns_part_solid

Tạo mặt phẳng vẽ phác, ta nhấn vào biểu tượng Extrude kích chọnPlacement define, chọn mặt phẳng TOP làm mặt phẳng vẽ phát chọnSketch

Trong mp TOP, Vẽ một hình chữ nhật có kích thước 140x100, kích chọnDONE( )

Chọn bề dày cho khối hộp bằng 10, rồi kích vào

Để vẽ phần biên dạng phía trên của chi tiết, ta lại kích vào Extrude để vẽ,

Để bo tròn, chọn Round ( ) nhập bán kính bo là 30 vào ô

, sau đó ta chọn mp cần bo, rồi nhấn Enter

Lưu ý: ta sử dụng phím CTRL để kích chọn 2 mp, sử dụng chuột xoay chi

tiết sao cho dễ chọn đối tượng nhất

Đẻ vát mép, kích chọn Edge Chamfer( ) nhập D1 = 15 và D2=10,

Sau khi thiết lập xong các kích thước, nhấn để kết thúc ( để có thể dễ

quan sát ta có thể lựa chọn trong các biểu tượng sau )

Cũng tương tự như vậy, ta tạo các lỗ còn lại với các khoảng cách đã địnhsẵn

Để thuận tiện, có thể dung lệnh đối xứng để vẽ cho nhanh, kích chọn Mirror( )

Tiếp theo, ta tiến hành vẽ hốc, chọn extrude Placement Definechọn mp trên cùng làm mp tham chiếu rồi kích chọn Sketch.

Vẽ một hình chữ nhật 40 x 30 rồi định các khoảng cách như hình vẽ đã chorồi nhấn , định chiều sâu của hốc là 15

Nhấn vào dấu mũi tên màu vàng, để đùn chi tiết kích chọn , kích vào

để kết thúc

Kích chọn , sau đó chọn các cạnh của hốc , bo tròn với bán kính R=5,nhấn để kết thúc

Như vậy, ta đã vẽ xong chi tiết như yêu cầu trên bản vẽ, kích chọn đểlưu chi tiết lại nhấn OK để kết thúc

2. Lập trình gia công cho chi tiết trên :

Trình tự thực hiện như sau:

a) Tạo phôi gia công:

Vào File New Manufacturing, trong ô Name gõ tên “chitietgiacong”nhấn Ok, chọn đơn vị mm rồi nhấn Ok

Trong Assemble reference Model , ta chọn để gọi lại chi tiết đã vẽ ,nhấn OPEN

Automatic default kích chọn rồi nhấn OK.

Trong Automatic Workpiece , ta kích chọn đặt tên

“phoigiacong” rồi nhấn

Trong Menu manager chọn Protrusion Done

Chọn Placement define chọn mp đáy nhấn Sketch.

Chọn các cạnh tham chiếu, vẽ lại biên dạng hình chữ nhật có kích thước140x100 kích vào

Kích vào dấu mũi tên màu vàng để đổi hướng, chọn chiều cao bằng 32, nhấnvào để kết thúc

Để ẩn/hiện phôi gia công, ta kích phải chuột, chọn Hide/unhide.

b) Thiết lập các tọa độ và mặt phẳng lùi dao.

Vào steps operation xuất hiện hộp thoại :

Thiết lập máy trong :NCmachine:

• Feet: tốc độ tiến dao

• Tranel: thiết lập hành trình

Sau khi thiết lập xong, ta nhấn Apply OK

Kích chọn để thiết lập gôc tọa độ:

Kích chọn 3mp, thiết lập hệ trục tọa độ x,y,z có chiều như hình rồi nhấn OK

Kích chọn machine Zero ACSO

Kích chọn Surface nhập giá trị 20 vào ô Value Apply OK

c) Phay mặt đầu:

Vào steps face Trong Menu managar, chọn Name, tool,parameters, mach geom Done

Gõ tên “phaymatdau” vào ô name kích chọn

Nhập thống số dao cắt Apply Ok

Để lưu lại, ta kích chọn Done Seq.

d) Phay biên dạng:

Vào steps Profile Milling Trong Menu managar, chọnName, tool, Parameters, Machining Surf Done

Gõ tên “phaybiendang ” vào ô name kích chọn

Nhập thống số dao cắt Apply Ok

Nhập thông số gia công Nhấn Ok để lưu lại.

Chọn biên dạng cần phay kích chọn

Để mô phỏng, trong Menu manager Play path Screen Playkích chọn Play để mô tả quá trình gia công

Để lưu lại, ta kích chọn Done Seq.

e) Phay hốc:

Vào steps Volume Rough Trong Menu managar, chọn Name, tool,Parameters, Windown Done

Gõ tên “phayhoc ” vào ô name kích chọn

Nhập thống số dao cắt Apply Ok

Nhập thông số gia công Nhấn Ok để lưu lại.

Kích chọn Mill Windown Placement chọn mp trên cùng củachi tiết để vẽ lại thể tích hốc cần phay Sketch.

Vẽ lại thể tích của hôc cần phay chọn chọn

Để mô phỏng, trong Menu manager Play path Screen Playkích chọn Play để mô tả quá trình gia công

Để lưu lại, ta kích chọn Done Seq.

f) Khoan Lỗ:

Vào steps Drilling standad Trong Menu manager, chọnName, tool, Parameters, Holes Done

Gõ tên “khoanlo ” vào ô name kích chọn

Nhập thống số dao cắt Apply Ok

Nhập thông số gia công Nhấn Ok để lưu lại

Nhập thông số gia công Nhấn Ok để lưu lại.

Kích chọn các lỗ cần khoan nhấn

Để mô phỏng, trong Menu manager Play path Screen Playkích chọn Play để mô tả quá trình gia công

g) Khắc chữ:

Mở file chitiet.prt trong PROE

Pick chuột chọn Insert > Cosmetic > Groove…

Chọn mặt phẳng chứa chữ rồi Done.

Chọn mặt phẳng phác thảo rồi Done Refs/chọn Okay/ default.

Kích chọn , sẽ xuất hiện bản Text yêu cầu nhập tên văn bản

Hiệu chỉnh kích thước chữ như yêu cầu, chon Okvà lưu file lại

Steps/Engraving > Done để sang bước tiếp.

Trong ô Name, gõ ten “ khacchu”

Thiết lập thông số dao:

Chọn Done /Return, chọn Play Path máy sẽ mô phỏng quá trình gia công.

Nhấn done seq để lưu lại.

h)Xuất chương trình gia công:

Vào Edit CL Data Output Upset Trong MenuManager chọn Create, gõ tên “giacong” trong ô Name chọn

Sau đó, chọn Done OUTPUT.

+ Click chọn Tool / CL Data/ Post Processor / chọn tên

file vừa lưu (*.ncl) Hộp thoại PP Option xuất hiện Đánh dấu chỉchọn Verbose và Trace / Done

+ Click chọn hệ máy tương ứng với mã Post Processor : UNCX01.P20 (hệFanuc) Đợi cho đến khi máy tính toán ra chương trình mã gia công rồi nhấnClose

+ Mở chương trình gia công vừa được tạo , dạng *.tap để kiểm tra và hiệuchỉnh trước khi truyền xuống máy gia công

Vào D/CADCAM/ chọn file giacong.tap

Chương trình gia công được xuất ra như sau: