Nghiên cứu và ứng dụng các phần mềm CADCAMCNC của

Trong lĩnh vực cơ khí chế tạo, sự ra đời của máy công cụ điều khiển bằng chương trình số với sự trợ giúp của máy tính, gọi tắt là máy CNC, đã đưa ngành cơ khí chế tạo sang một thời kỳ mớ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM

CAD/CAM/CNC CỦA INVENTOR, MASTERCAM TRONG THIẾT KẾ VÀ GIA CÔNG BỀ MẶT PHỨC TẠP TRÊN

MÁY GIA CÔNG CNC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nào khác, trừ những phần tham khảo đã được ghi rõ trong luận văn

Tác giả

Nguyễn Anh Tuấn

MỤC LỤC

Trang Trang phụ bìa

Lời cam đoan

MỞ ĐẦU 5

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU 7

1.1 Tổng quan về các nghiên cứu 7

1.1.1 Tổng quan về CNC 7

1.1.2 Tổng quan về CAD/CAM 10

1.2 Giới hạn nghiên cứu của đề tài 17

1.3 Kết luận chương I 18

Chương 2 CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC TRONG VIỆC GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT PHỨC TẠP 19

2.1 Thế nào là bề mặt phức tạp 19

2.2 Quá trình thiết kế và gia công các bề mặt phức tạp theo công nghệ truyền thống 20 2.3 Quá trình thiết kế và gia công các bề mặt phức tạp có sử dụng các phần mềm CAD/CAM/CNC 21

2.4 Phần mềm Inventor 22

2.4.1 Giới thiệu chung 22

2.4.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm Inventor 24

2.5 Phần mềm Mastercam 26

2.5.1 Giới thiệu chung 26

2.5.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm Mastercam 27

2.5.2.1 Chức năng vẽ 2D 27

2.5.2.2 Chức năng tạo khối 3D 35

2.5.2.3 Chức năng biên dịch 2D 47

2.5.2.4 Chức năng biên dịch 3D 48

2.6 Kết luận chương II 52

Chương 3 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM INVENTOR VÀ MASTERCAM ĐỂ XÂY DỰNG VÀ LÀM CHƯƠNG TRÌNH GIA CÔNG MỘT SỐ BỀ MẶT PHỨC TẠP 54 3.1 Giới thiệu tổng quan về sản phẩm nghiên cứu 54

3.2 Phân tích công nghệ sản xuất 55

3.3 Các bước dựng mô hình 3D của chi tiết trên phần mềm Inventor 55

3.4 Dịch các chương trình gia công chi tiết trên phầm mềm Mastercam 58

3.4.1 Mở bản vẽ - Chọn máy 58

3.4.2 Tạo phôi cho cả quá trình gia công (Stock setup) 59

3.4.3 Dịch chương trình gia công thô 60

3.4.4 Dịch chương trình gia công bán tinh 62

3.4.5 Dịch chương trình gia công tinh 63

3.4.6 Tạo chương trình gia công NC 64

3.5 Tổng kết chương III 65

Chương 4 KẾT QUẢ GIA CÔNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ SẢN PHẨM 66 4.1 Gia công sản phẩm trên máy CNC 66

4.1.1 Máy gia công 66

4.1.2 Một số thông số chính về công nghệ và dao cụ 67

4.1.3 Sản phẩm 67

4.2 Kiểm tra sản phẩm sau khi gia công để đánh giá độ chính xác cũng như chất lượng bề mặt của chi tiết sau khi gia công 68

4.2.1 Đo độ nhám của bề mặt sản phẩm 68

4.2.2 Kiểm tra độ chính xác của sản phẩm 71

4.2.2.1 Các nguyên nhân ảnh hưởng đến độ chính xác gia công trên máy CNC 71 4.2.2.2 Kiểm tra và đánh giá độ chính xác của chi tiết 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

LỜI CẢM ƠN 81

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật

đã thúc đẩy các ngành công nghiệp sản xuất tự động phát triển theo Trong lĩnh vực

cơ khí chế tạo, sự ra đời của máy công cụ điều khiển bằng chương trình số với sự trợ giúp của máy tính, gọi tắt là máy CNC, đã đưa ngành cơ khí chế tạo sang một thời kỳ mới, thời kỳ sản xuất hiện đại

Hầu hết các nhà máy, xí nghiệp, các khu công nghiệp ở nước ta hiện nay ít nhiều đều được bố trí các máy công cụ CNC để phục vụ sản xuất, bao gồm các loại máy Phay, Tiện, Bào, Mài, Khoan có số trục điều khiển 2, 3, 4, 5 Nhưng các cơ

sở sản xuất hầu như chưa biết cách khai thác hết khả năng gia công trên máy Lý do chủ yếu là trình độ lập trình của cán bộ kỹ thuật Việt Nam còn yếu, các chương trình điều khiển máy CNC được người lập trình viết bằng tay, chưa biết sử dụng các phần mềm hỗ trợ để lập trình Trong khi đó nhu cầu chế tạo các sản phẩm có hình dáng hình học phức tạp ngày càng gia tăng, đặc biệt trong một số lĩnh vực như ngành da giầy, ngành dệt, sản xuất hàng tiêu dùng, chế tạo khuôn mẫu

Vì vậy, ứng dụng công nghệ CAD/CAM phục vụ cho máy công cụ CNC là vấn đề được nhiều người quan tâm, bởi công nghệ này không chỉ phục vụ trong sản xuất hiện đại, mà còn góp phần nâng cao năng suất chế tạo sản phẩm gia công cơ khí Chất lượng của một sản phẩm gia công cơ khí không chỉ là vấn đề về độ bền,

độ bóng bề mặt, mà còn bao hàm cả độ chính xác về vị trí tương quan, độ chính xác hình dáng hình học của chi tiết gia công, thời gian, giá thành gia công chi tiết Để chế tạo được những sản phẩm cơ khí có đủ những tính năng như vậy thì các trung tâm gia công CNC nhiều trục luôn là lựa chọn hiệu quả, nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm, giảm thời gian gia công

Qua những phân tích trên ta thấy được việc nghiên cứu và ứng dụng các phần mềm CAD/CAM vào việc xây dựng và lập chương trình gia công cho các bề mặt phức tạp trên máy công cụ CNC là điều rất cần thiết

Với định hướng như vậy tôi đã chọn thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp với

nội dung “Nghiên cứu ứng dụng các phần mềm Inventor và Mastercam vào việc lập chương trình gia công các bề mặt phức tạp trên máy CNC 3, 4 và 5 trục” Nội dung

của luận văn gồm:

- Chương 1: Tổng quan về nghiên cứu liên quan đến đề tài trong và ngoài nước và giới hạn nghiên cứu

- Chương 2: Công nghệ CAD/CAM/CNC trong việc gia công các bề mặt phức tạp

- Chương 3: Ứng dụng phần mềm Inventor để xây dựng bề mặt phức tạp và phần mềm Mastercam biên dịch chương trình gia công một số bề mặt phức tạp

- Chương 4: Kết quả gia công và đánh giá chung về sản phẩm

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI TRONG VÀ

NGOÀI NƯỚC VÀ GIỚI HẠN NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan về các nghiên cứu

cùng kích thước

Chiếc máy phay đầu tiên được vận hành theo cách thức tương tự như vậy, ngoại trừ công cụ cắt được đặt ở trục chính đang quay Phôi được lắp trên bệ máy hay bàn làm việc và di chuyển theo công cụ cắt, qua việc sử dụng vô lăng để gia công đường mức của phôi Chiếc máy phay này do Eli Whitney phát minh năm

1818 Những chuyển động được sử dụng trong các công cụ máy được gọi là trục và

đề cập đến 3 trục: “X” (thường từ trái qua phải), “Y” (trước ra sau) và “Z” (trên và dưới) Bàn làm việc cũng có thể được quay theo mặt ngang hay dọc, tạo ra trục chuyển động thứ tư Một số máy còn có trục thứ năm, cho phép trục chính quay

theo một góc

Một trong những vấn đề của dòng máy ban đầu này là chúng đòi hỏi nhân viên vận hành phải sử dụng vô lăng để tạo ra mỗi chi tiết Ngoài tính nhàm chán và gây mệt mỏi về thể chất, khả năng chế tạo các chi tiết của vận hành viên cũng bị hạn chế Chỉ một khác biệt nhỏ trong vận hành sẽ dẫn đến những thay đổi trong

kích thước và khi đó, tạo ra những chi tiết không phù hợp Tỉ lệ phế phẩm được tạo

ra từ những hoạt động như vậy là khá cao, gây lãng phí nguyên liệu và thời gian lao động Khi số lượng sản xuất tăng lên thì tỉ lệ phế phẩm cũng tăng cao, do đó điều cần thiết ở đây là một phương tiện vận hành các chuyển động của máy một cách tự động Những nỗ lực ban đầu để “tự động hóa” các hoạt động này là sử dụng một loạt Cam để di chuyển dao cụ hay bàn làm việc qua những liên kết (linkage) Khi Cam quay, một liên kết lần theo bề mặt của mặt Cam (cam face), di chuyển công cụ cắt hay phôi qua một dãy các chuyển động Mặt Cam được định hình để điều khiển khối lượng chuyển động liên kết và tốc độ, còn Cam quay điều khiển tốc độ cấp dao Một số máy vẫn còn tồn tại cho tới ngày nay và được gọi là máy “Swiss” (máy

kiểu Thụy Sĩ), một cái tên đồng nghĩa với gia công chính xác

Thiết kế máy CNC hiện đại bắt nguồn từ tác phẩm của John T Parsons cuối những năm 1940 và đầu những năm 1950, John Parsons quản lý một hãng sản xuất hàng không ở thành phố Traverse, Michigan Sau Thế chiến II, Parsons tham gia sản xuất cánh máy bay trực thăng, một công việc đòi hỏi phải gia công chính xác các hình dạng phức tạp Đối mặt với tính phức tạp ngày càng cao của hình dạng chi tiết và những vấn đề về toán học và kỹ thuật như vậy, Parsons đã tìm ra những biện pháp để giảm chi phí kỹ thuật cho công ty Ông đã xin phép International Business Machine sử dụng một trong những chiếc máy tính văn phòng trung ương của họ để thực hiện một loạt các phép toán cho một cánh máy bay trực thăng mới Cuối cùng, ông đã dàn xếp với Thomas J Watson, chủ tịch huyền thoại của IBM, nhờ đó IBM

sẽ làm việc với tập đoàn Parsons để tạo ra một chiếc máy được điều khiển bởi các thẻ đục lỗ Như vậy, thông qua việc sử dụng máy tính IBM thời kì đầu, ông đã có thể tạo ra những thanh dẫn đường mức chính xác hơn nhiều khi sử dụng các phép tính bằng tay và sơ đồ Dựa trên kinh nghiệm này, ông đã giành được hợp đồng phát triển một “máy cắt đường mức tự động” cho không quân để tạo mặt cong cho cánh máy bay Đó là hợp đồng với Air Force để sản xuất một chiếc máy được điều khiển bằng thẻ hay băng từ có khả năng cắt các hình dạng đường mức giống như những hình trong cánh quạt và cánh máy bay Sử dụng một đầu đọc thẻ máy tính và các bộ

điều khiển động cơ trợ động (servomotor) chính xác, chiếc máy được chế tạo cực kì lớn, phức tạp và đắt đỏ Mặc dù vậy, nó làm việc một cách tự động và sản xuất các mặt cong với độ chính xác cao đáp ứng nhu cầu của ngành công nghiệp máy bay Sau đó, Parsons đã đến gặp các kĩ sư ở phòng thí nghiệm thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) nhờ hỗ trợ dự án Các nhà nghiên cứu MIT đã thí nghiệm nhiều kiểu quá trình khác nhau và cũng đã làm việc với các dự án Air Force từ thời Thế chiến II Phòng thí nghiệm MIT đã nhận thấy đây là một cơ hội tốt để mở rộng nghiên cứu sang lĩnh vực điều khiển và cơ cấu phản hồi Việc phát triển thành công các công cụ máy CNC đã được các nhà nghiên cứu của trường đại học đảm trách với mục tiêu đáp ứng nhu cầu của các nhà bảo trợ quân đội.

Như vậy ý tưởng dùng nguyên lý điều khiển số vào máy công cụ xuất hiện do nhu cầu của quân đội đã được hiện thực hóa Đến những năm 1960, giá thành và tính phức tạp của những chiếc máy tự động giảm đến một mức độ nhất định để có thể ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác Những chiếc máy này sử dụng các động cơ truyền động điện một chiều để vận hành vô lăng và vận hành dao cụ Các động cơ này nhận chỉ dẫn điện từ một đầu đọc băng từ — đọc một băng giấy có chiều rộng khoảng 2,5cm có đục một hàng lỗ Vị trí và thứ tự lỗ cho phép đầu đọc sản xuất ra những xung điện cần thiết để quay động cơ với thời gian và tốc độ chính xác, trong thực tế nó điều khiển máy giống như nhân viên vận hành Các xung điện được quản lý bởi một máy tính đơn giản không có bộ nhớ Chúng thường được gọi

là NC hay máy điều khiển số Một nhà lập trình sản xuất băng từ trên một máy giống như máy đánh chữ, hay chính xác hơn là những “băng giấy” được sử dụng ở những máy tính thời kì đầu, sử dụng như một “chương trình” Kích cỡ của chương trình được xác định bởi độ dài của băng cần phải đọc để sản xuất ra một chi tiết cụ thể Các bộ điều khiển số đầu tiên dùng đèn điện tử nên tốc độ xử lý chậm, cồng kềnh và tiêu tốn nhiều năng lượng Việc sử dụng chúng cũng rất khó khăn, như chương trình được chứa trong các băng và bìa đục lỗ, khó hiểu và không sửa chữa được Giao tiếp giữa người và máy rất khó khăn vì không có màn hình, bàn phím Sau khi các linh kiện bán dẫn được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thì máy nhỏ

gọn hơn, tốc độ xử lý cao hơn, tiêu tốn ít năng lượng hơn, nhưng tính năng sử dụng của máy NC vẫn chưa được cải thiện đáng kể cho đến khi có sự ứng dụng của máy

tính

Sự xuất hiện IC (1959), LSI (1965), vi xử lý (1974) và các tiến bộ kỹ thuật về lưu trữ và xử lý số liệu đã làm nên cuộc cách mạng trong kỹ thuật điều khiển số máy công cụ Các bộ phận điều khiển số trên máy công cụ được tích hợp máy tính

và thuật ngữ CNC (Computer Numerical Control) được sử dụng từ đầu thập kỷ 70 Máy CNC ưu việt hơn máy NC thông thường về nhiều mặt như tốc độ xử lý cao, kết cấu gọn…nhưng ưu điểm quan trọng nhất của chúng là ở tính năng sử dụng, giao diện với người dùng và các thiết bị ngoại vi khác Các máy CNC ngày nay có màn hình, bàn phím và nhiều thiết bị khác để trao đổi thông tin với người dùng Nhờ màn hình người dùng được thông báo thường xuyên về tình trạng của máy, cảnh báo các lỗi, có mô phỏng để kiểm tra trước quá trình gia công…Máy CNC có thể làm việc đồng bộ với các thiết bị sản xuất khác như robot, băng tải, thiết bị đo…trong hệ thống sản xuất Áp dụng điều khiển số và công nghệ thông tin vào điều khiển máy công cụ đã tạo ra cuộc cách mạng trong công nghệ chế tạo cơ khí, nhờ đó các sản phẩm được chế tạo ra ngày càng chính xác hơn, đẹp hơn, giá thành thấp hơn

1.1.2 Tổng quan về CAD/CAM

Lịch sử phát triển của CAD/CAM liên quan trực tiếp tới sự phát triển của đồ hoạ máy tính Đương nhiên CAD/CAM bao hàm một nội dung rộng lớn hơn đồ hoạ máy tính, song hệ đồ hoạ máy tính viết tắt là ICG (Interative Computer Graphics) là

bộ phận cơ bản của CAD Lịch sử phát triển của đồ hoạ máy tính diễn biến qua nhiều thời kỳ:

- Một trong những dự án quan trọng đầu tiên trong lĩnh vực đồ hoạ máy tính

là dự án triển khai ngôn ngữ APT tại Học viện Công nghệ Massachusetts vào giữa thập kỷ 50 APT là chữ viết tắt của thuật ngữ Automatically Programed Tools, có nghĩa là "máy công cụ được lập trình tự động" Dự án này có quan hệ mật thiết với

ý tưởng triển khai một phương pháp thuận tiện để thông qua máy tính xác định các

yếu tố hình học phục vụ việc lập trình cho máy công cụ điều khiển số Mặc dù sự phát triển của APT là một cột mốc quan trọng trong lĩnh vực đồ hoạ máy tính, nhưng việc sử dụng ngôn ngữ APT trước đây lại ít liên quan với đồ hoạ máy tính

- Một ý tưởng khác, ra đời vào khoảng cuối thập kỷ 50 có tên là "bút quang"

Ý tưởng về bút quang xuất hiện khi nghiên cứu cách xử lý dữ liệu ra đa của một dự

án quốc phòng gọi là SAGE (Semi-Automatic Ground Environment system) Mục đích của dự án này là triển khai một hệ thống phân tích dữ liệu rađa và làm rõ mục đích được coi là máy bay địch trên màn hình CRT (Catode Ray Tube - ống phóng chùm tia âm cực) Để tiết kiệm thời gian vào việc hiển thị máy bay đánh chặn của chủ nhà chống lại máy bay địch, người ta nghĩ ra bút quang, dụng cụ dùng để vẽ hình ảnh trực tiếp lên màn hình và giúp cho CPU nhận biết vị trí cụ thể của màn hình vừa được bút quang tiếp xúc

- Năm 1963 Ivan Sutherland công bố một số kết quả đầu tiên về đồ hoạ máy tính, cho phép tạo ra và làm chủ các hình ảnh trong thời gian thực trên màn hành CRT

- Nhiều tập đoàn công nghiệp như General Motors, IBM, Lockheed-Georgia, Itek Corp, Mc Ponell, v.v đã bắt đầu thực hiện những dự án về đồ hoạ máy tính

từ những năm 60 Đến cuối thập kỷ 60 một số nhà cung cấp hệ thống CAD/CAM đã được thành lập, trong đó phải kể đến hãng Calma vào năm 1969 Các hãng này bán trọn gói theo kiểu chìa khoá trao tay, trong đó gồm có hầu hết hoặc toàn bộ phần cứng và phần mềm theo yêu cầu của khách hàng Một số hãng khác phát triển theo hướng cung cấp phần mềm đồ hoạ như hãng Pat Hanratti mà công ty thành viên của

nó là MCS đã cho ra đời AD 2000 (với phiên bản sau đó là ANVIL 4000), được coi

là gói phần mềm CAD phổ dụng

Như vậy, khái niệm CAD (Computer Aided Design) có nghĩa là: Thiết kế với

sự trợ giúp của máy tính Mục tiêu của lĩnh vực CAD là: Tự động hoá từng bước, tiến tới tự động hoá cao trong quá trình thiết kế sản phẩm Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng

Khái niệm CAM (Computer Aided Manufacturing) có nghĩa là: Sản xuất với

sự trợ giúp của máy tính Mục tiêu của lĩnh vực CAM là: Mô phỏng quá trình chế tạo, lập trình chế tạo sản phẩm trên các máy CNC Kết quả của CAM là cụ thể, đó

là chi tiết cơ khí Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc 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 nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí

1950

NC

CNC

FMS CIM

CAM

CAD/CAM

CAD/CAM/CAECAD

CAE

CAD/CAE

1960 1970 1980 1990 2000Hình 1.1 Quá trình hình thành và phát triển của CAD/CAM/CAE

Như vậy, khái niệm CAD/CAM dù đã có từ rất lâu nhưng vẫn đang tiếp tục được phát triển và mở rộng Ban đầu CAD và CAM được sử dụng độc lập để mô tả việc lập trình bộ phận với sự trợ giúp của máy tính và các bản vẽ, đồ họa Trong những năm gần đây, hai khái niệm này được nối kết với nhau để tạo ra khái niệm thống nhất CAD/CAM, biểu diễn một phương pháp tích hợp máy tính trong toàn bộ quá trình sản xuất bao trùm cả hai khâu thiết kế và sản xuất Cụ thể trong khâu thiết

kế bao gồm toàn bộ các hoạt động liên quan đến các dữ liệu kỹ thuật như bản vẽ,

các mô hình học, phân tích các phần tử hữu hạn, bản ghi các chi tiết và kế hoạch, thông tin chương trình NC Trong khâu sản xuất, các ứng dụng của máy tính bao trùm trong lập kế hoạch quá trình, điều độ sản xuất, NC, CNC, quản lý chất lượng

và lắp ráp

Mục đích của tích hợp CAD/CAM là hệ thống hóa dòng thông tin từ khi bắt đầu thiết kế sản phẩm tới khi hoàn thành quá trình sản xuất Chuỗi các bước được tiến hành với việc tạo dữ liệu hình học, tiếp tục với việc lưu trữ và xử lý bổ sung, và kết thúc với việc chuyển các dữ liệu này thành thông tin điều khiển cho quá trình gia công, di chuyển nguyên vật liệu và kiểm tra tự động được gọi là kỹ thuật trợ giúp bởi máy tính CAE (Computer – Aided Engineering) và được coi như kết quả của việc kết nối CAD và CAM Mục đích của công nghệ CAE không chỉ thay thế con người bằng các thiết bị máy tính hóa mà còn nâng cao năng lực của con người

để phát minh các ý tưởng và những sản phẩm mới

Việc sử dụng các hệ thống CAD/CAM đã làm thay đổi một cách căn bản quy trình thiết kế, gia công Hệ thống CAD/CAM với mô đun CAD sẽ cung cấp một công cụ để thiết kế mô hình hình học, phân tích và tối ưu hóa nó Việc kết nối của thiết kế và gia công thông qua một cơ sở dữ liệu dùng chung

Hình 1.2 Liên kết dữ liệu giữa CAD và CAM

Nhờ có sự kết nối này mà những thay đổi của bản thiết kế nhanh chóng được cập nhật vào trong cơ sở dữ liệu và truyền tới quá trình gia công và ngược lại người thiết kế cũng dễ dàng nhận được các thông tin phản hồi từ quá trình gia công

Do có mối liên hệ chặt chẽ giữa việc tạo lập bản vẽ thiết kế và lập chương trình gia công CNC, CAD và CAM thường đi kèm với nhau trong các gói phần mềm (sorfware), được gọi là các hệ thống CAD/CAM Một số hệ thống CAD/CAM

điển hình hiện nay như: Mastercam, Solid Work, Cimatron, Catia, Pro/Engineer, Unigrafic…

Phương pháp sử dụng hệ thống CAD/CAM để xuất chương trình gia công một cách tự động đã và đang được coi là phương pháp hiệu quả nhất Đặc biệt là trong trường hợp gia công trên máy CNC nhiều trục (từ 3 trục trở lên) Hầu hết các đơn vị sản xuất có trang bị máy CNC thì đều có hệ thống CAD/CAM đi kèm

CAD

CAM

Hình 1.3 Mối quan hệ CAD/CAM

Như vậy, lợi ích của CAD/CAM có nhiều, song chỉ có một số trong đó là có thể định lượng được Một số lợi ích khác khó có thể lượng hoá được mà chỉ thể hiện

ở chỗ chất lượng công việc được nâng cao, thông tin tiện dụng, điều khiển tốt hơn v.v Một số ưu điểm chính của hệ tích hợp CAD/CAM:

a, Nâng cao năng suất thiết kế

Tài liệu thiết kế

Thiết kế sản phâm

Phân tích tính toán

Mô hình hình học

Phản hồi

khách hàng Thiết bị

Qui trình gia công Dữ liệu

Vật liệu

Chương trình CNC

Kế hoạch tiến độ sx

Các tiêu chuẩn sx

Máy CNC

Sản phẩm

Robot &

thiết bị vc

Kiểm định chất lượng Thị

trường

Năng suất cao giúp cho vị thế cạnh tranh của một hãng được nâng lên vì giảm được yêu cầu nhân lực của một đồ án, dẫn tới hạ giá thành và thời gian xuất xưởng của một sản phẩm Tổng kết một số đơn vị có sử dụng hệ CAD cho thấy năng suất

có thể tăng từ 3 – 10 lần so với công nghệ thiết kế cũ, thậm chí còn cao hơn, tuỳ theo các yếu tố sau đây :

- Độ phức tạp của bản vẽ kỹ thuật

- Mức độ tỉ mỉ của bản vẽ

- Mức độ lặp đi lặp lại của chi tiết hay bộ phận được thiết kế

- Mức độ đối xứng của bộ phận được thiết kế

- Tính dùng chung của các chi tiết để lập thư viện

b, Giảm thời gian chỉ dẫn

Thiết kế với hệ CAD nhanh hơn thiết kế theo cách truyền thống, đồng thời nó cũng đẩy nhanh các tác vụ lập biểu bảng và báo cáo (lập các bảng liệt kê cụm lắp ghép chẳng hạn) mà trước đây phải làm bằng tay Do vậy, một hệ CAD có thể tạo ra một tập bản vẽ cuối cùng về các chi tiết máy và các báo cáo, biểu bảng kèm theo một cách nhanh chóng Thời gian chỉ dẫn trong thiết kế được rút ngắn dẫn đến kết quả là làm giảm thời gian kể từ khi nhận đơn đặt hàng đến khi giao sản phẩm

d, Giảm sai sót thiết kế

Các hệ CAD vốn có khả năng tránh các sai sót về thiết kế, vẽ và lập hồ sơ tư liệu, thuyết minh kỹ thuật Do vậy các lỗi vào (input) và di chuyển dữ liệu thường xảy ra khi lập liệt kê chi tiết và làm dự trù vật liệu bằng cách thủ công thì ở đây đều

bị loại bỏ Sở dĩ có thể chính xác như vậy chủ yếu là do khi đã có bản vẽ ban đầu rồi thì các thông tin về nó không còn phải quản lý bằng cách thủ công nữa Mặt khác, các công việc lặp đi lặp lại, tốn nhiều thời gian sau khi có bản vẽ nói trên như

di chuyển nhiều ký hiệu hay hình vẽ, sắp xếp theo khu vực hay theo chi tiết cùng loại v.v đều được thực hiện nhanh chóng với kết quả chính xác và nhất quán Nhờ khả năng tương tác người - máy, các hệ CAD còn có khả năng đặt câu hỏi xem dữ liệu đưa vào có mắc lỗi không Đương nhiên các khả năng kiểm tra việc vào dữ liệu loại này tuỳ thuộc vào ý định của các nhà thiết kế hệ CAD muốn đặt câu hỏi cho dữ liệu đầu vào nào và hỏi cái gì để người thiết kế tự kiểm tra lại xem mình vào đã đúng chưa

e, Các phép tính thiết kế có độ chính xác cao hơn

Độ chính xác toán học trong hệ CAD là 14 con số có nghĩa sau dấu chấm thập phân Đặc biệt độ chính xác khi thiết kế các đường và mặt ba chiều thì cho đến nay chưa có phương pháp tính tay nào so sánh được Độ chính xác do sử dụng các hệ CAD còn thể hiện ở rất nhiều phương diện Chẳng hạn các chi tiết được đặt tên và đánh số như thế nào thì chúng vẫn được bảo toàn trong trong toàn bộ các bản vẽ Hoặc nếu có môt sự thay đổi nào của một chi tiết thì sự thay đổi ấy vẫn được bảo toàn trong toàn bộ gói hồ sơ và tác động tới tất cả các bản vẽ có sử dụng chi tiết ấy

Độ chính xác do hệ CAD mang lại còn làm cho việc lập tiên lượng và dự toán công trình được chính xác hơn, tiến độ mua sắm vật tư được sít sao hơn

f, Các lợi ích trong giai đoạn chế tạo

Cơ sở dữ liệu của hệ CAD/CAM được dùng cho cả giai đoạn thiết kế và việc lập kế hoạch và điều khiển sản xuất Các lợi ích trong giai đoạn chế tạo bao gồm:

- Thiết kế đồ gá và dụng cụ cắt để chế tạo sản phẩm

- Lập trình NC

- Lập quy trình công nghệ bằng máy tính

- Liệt kê bản vẽ lắp (do hệ CAD lập) để sản xuất

- Dò khuyết tật bằng máy tính

- Lập kế hoạch tay máy người máy

- Lập công nghệ nhóm

1.2 Giới hạn nghiên cứu của đề tài

Ngày nay, do nhu cầu đòi hỏi của thị trường và sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, các hệ thống công nghệ CAD/CAM đã được phát triển rộng rãi Các hệ thống này đã được ứng dụng trong rất nhiều trong lĩnh vực sản xuất, nghiên cứu khoa học phục vụ đời sống ngày càng cao của con người

Các phần mềm tích hợp được hình thành bởi việc liên kết nhiều modul khác nhau trong một hệ thống nhất Mỗi modul thực hiện một công đoạn của quá trình thiết kế, chế tạo Các hệ thống này có ưu điểm là các hệ thống tích hợp dùng chung một cơ sở dữ liệu, tạo điều kiện cho việc nhanh chóng cập nhật các thay đổi Ngoài

ra một ưu điểm nổi bật là khả năng kiểm tra độ tương thích của các chi tiết thiết kế trong một khối lắp ráp tổng thể và thực hiện các hiệu chỉnh cần thiết Khi điều chỉnh thì các chi tiết liên quan sẽ tự động cập nhật điều chỉnh theo

Hiện nay, trên thị trường xuất hiện rất nhiều các phần mềm về CAD/CAM, mỗi một loại đều có những ưu, nhược điểm riêng nên việc lựa chọn và sử dụng thế nào để có thể phát huy tối đa những tiện ích của chúng cũng là một vấn đề đáng được quan tâm

Trong giới hạn của đề tài này tôi sẽ trình bày việc nghiên cứu ứng dụng các phần mềm CAD/CAM nhằm phục vụ một số tiêu chí sau:

- Xây dựng bản vẽ các chi tiết từ những yêu cầu của khách hàng

- Lắp ghép, kiểm tra tương quan hình học, tính hợp lý trong quá trình lắp của các chi tiết

- Tiến hành lập chương trình CNC để gia công các chi tiết có bề mặt phức tạp Mô phỏng, kiểm tra và tối ưu chương trình gia công trước khi gia công

- Kiểm tra sản phẩm sau khi gia công để đánh giá độ chính xác cũng như chất lượng bề mặt của chi tiết sau khi gia công

- Đánh giá chung

1.3 Kết luận chương I

- Ngày nay CAD/CAM thực sự đã trở thành một công nghệ có tốc độ phát triển cực kỳ nhanh chóng, rất nhiều hãng sản xuất và cung cấp sản phẩm trong lĩnh vực này Việc sử dụng các sản phẩm CAD/CAM đem lại rất nhiều lợi ích Nó giúp đẩy nhanh quá trình sản xuất, giảm tối đa sai xót trong thiết kế, tiết kiệm được nguyên vật liệu và giảm giá thành của sản phẩm Chính vì đạt được nhiều ưu điểm như vậy nên việc ứng dụng các sản phẩm CAD/CAM vào trong sản xuất sẽ là xu hướng tất yếu của quá trình phát triển sản xuất

Các sản phẩm CAD/CAM rất đa dạng, chúng có khá nhiều các môđun giúp cho ta có thể tiến hành từ xây dựng bản vẽ, kiểm tra chúng đến việc làm các chương trình gia công cũng như tối ưu hoá quá trình gia công đó trước khi gia công thực tế Như vậy, việc lựa chọn sử dụng phần mềm nào để phù hợp với điều kiện sản xuất, phát huy được hết tính năng, những ưu điểm của những phần mềm đó cũng là một vấn đề hết sức quan trọng

Chương 2 CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC TRONG VIỆC GIA CÔNG CÁC BỀ MẶT PHỨC

TẠP

2.1 Thế nào là bề mặt phức tạp

Mô hình hình học của một đối tượng vẽ và thiết kế là khái niệm được đặc trưng bởi:

- Hình dáng hình học các thành phần cấu thành nên đối tượng vẽ

- Hình thái cấu trúc hợp thành của đối tượng vẽ

- Mô tả bằng toán học các điểm, đường, bề mặt, khối của đối tượng vẽ Như vậy, mục đích bao trùm của mô hình hình học là thiết lập cơ sở dữ liệu hình học của đối tượng vẽ và thiết kế Nhờ đó có thể thực hiện được quá trình vẽ và thiết kế đối tượng trên máy tính Trong CAD, mô hình hoá hình học tương ứng với giai đoạn tổng hợp, đòi hỏi mô tả hình dáng hình học của một đối tượng dưới dạng toán học theo cách máy tính có thể xử lý được Các phương pháp khác để biểu diễn đối tượng thành mô hình hình học:

- Mô hình khung dây: Thông qua một hệ toạ độ xác định và dựa vào các yếu

tố hình học cơ bản là: điểm, đường thẳng, cung tròn, đường tròn, đường cong người ta có thể xây dựng được một “mô hình khung dây”của một đối tượng nào đó Cơ sở dữ liệu xác định mô hình khung dây đó chính là danh sách toạ độ các đỉnh và danh sách từng mặt với các đỉnh của nó

- Mô hình mặt: đó chính là sự kết hợp giữa mô hình khung dây với một lớp

vỏ mỏng Thông thường đối với mô hình mặt tạo bởi các dạng bề mặt cơ bản như: mặt phẳng, mặt nón, mặt trụ, mặt cầu thì có thể miêu tả dễ dàng bằng các phương trình toán học Tuy nhiên, đối với các bề mặt không tuân theo một phương trình toán học cơ bản thì việc mô tả nó gặp rất nhiều khó khăn

Như vậy, các bề mặt cong phức tạp có thể hiểu đó là các bề mặt không tuân theo một phương trình toán học nào Để có thể miêu tả được chúng thì người ta thường tách chúng ra thành vô số các mảnh nhỏ và mô phỏng các mảnh nhỏ theo dạng các bề mặt cơ bản ở trên Các mảnh nhỏ dễ mô tả bằng toán học hơn, thông

qua đó chúng hợp thành lưới các mảnh mặt Như vậy, lưới mảnh đa giác càng nhiều thì độ chính xác của mặt biểu diễn càng cao và ngược lại

- Mô hình đặc: là cách thể hiện tốt nhất vật thể 3 chiều Phương pháp này sử dụng những hình dáng hình học đặc gọi là các nguyên thể để dựng nên đối tượng

2.2 Quá trình thiết kế và gia công các bề mặt phức tạp theo công nghệ

truyền thống

Thông thường trong công nghệ gia công truyền thống, các mặt cong phức tạp

sẽ được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡng Do vậy qui trình thiết kế và gia công bao gồm có 4 giai đoạn phân biệt:

- Tạo mẫu sản phẩm

- Lập bản vẽ kỹ thuật

- Tạo mẫu chép hình

- Gia công chép hình

Hình 2.1 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống

Ta thấy qui trình này sẽ có rất nhiều hạn chế, đó là:

- Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình

- Dễ bị sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý rất nhiều dữ liệu

Lấy mẫu

- Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và qui trình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm – lập bản vẽ chi tiết – tạo mẫu chép hình – gia công chép hình

2.3 Quá trình thiết kế và gia công các bề mặt phức tạp có sử dụng các phần

mềm CAD/CAM/CNC

Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thành tựu của công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế và gia công tạo hình:

- Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp của máy tính

- Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D

- Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới

- Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM)

Về công nghệ, 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 phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng:

- 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

Hình 2.2 Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM/CNC

Nhược điểm của công nghệ này đó chính là giá thành đắt và cần phải có người có trình độ cao để phục vụ trong quá trình sản xuất

2.4 Phần mềm Inventor

2.4.1 Giới thiệu chung

Hiện tại, thị trường phần mềm đồ họa trên thế giới rất đa dạng, việc lựa chọn phần mềm nào để phục vụ tốt cho công việc thực sự là một điều khó khăn Tuy hiện, có năm chỉ tiêu cần biết khi chọn phần mềm là:

Lấy mẫu, số hoá

GIA CÔNG TRÊN MÁY CNC

Inventor là một phần mềm thiết kế chuyên nghiệp Ngày nay được sử dụng rộng rãi bởi nó có thể thiết kế mô hình 3D, xuất bản vẽ 2D (bản vẽ chế tạo) từ khối solid 3D, có thể lắp ghép và mô phỏng chuyển động

Hiện nay, số người sử dụng Inventor trên thế giới rất nhiều, kể cả Việt Nam (chiếm trên 50%) nên chúng ta sẽ có cơ hội học hỏi, trao đổi lẫn nhau những vấn đề liên quan đến CAD/CAM với thế giới bên ngoài Do vậy, việc chọn học Inventor là một hướng đi tốt cho chúng ta trước khi vào nghề và cũng là cách duy nhất để chúng ta nắm bắt, đuổi kịp trình độ công nghệ của thế giới

Hình 2.3 Giao diện chính của phần mềm Inventor

Inventor là phần mềm của hãng Autodesk Một phần mềm thiết kế theo tham

số, có nhiều tính năng rất mạnh trong lĩnh vực thiết kế, nó mang lai cho chúng ta các khả năng như:

- Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn

- Lấy các chi tiết tiêu chuẩn từ thư viện

- Tạo các bản vẽ chế tạo (bản vẽ 2D) từ các mô hình 3D đã xây dựng

- Lắp ghép và tạo các bản vẽ lắp 2D, 3D

- Có khả năng mô phỏng động học, động lực học kết cấu cơ khí

2.4.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm Inventor

Theo tiêu chuẩn bản vẽ kỹ thuật của Việt Nam, phần mềm Inventor có các môi trường chúng ta có thể sử dụng như sau:

Part: Tạo khối 3D bằng các lệnh tạo khối cơ bản như Extrude, Revolve, Loft, Sweep, Hole, Thread, ……

Hình 2.4 Tạo khối 3D bằng phần mềm Inventor

Assembly: môi trường lắp ghép các chi tiết thành cụm chi tiết

hoặc thành máy hoàn chỉn:

Hình 2.5 Môi trường lắp ráp của Inventor

Presentation: Môi trường mô phỏng quá trình lắp ghép và mô phỏng động học máy:

Hình 2.6 Mô phỏng quá trình lắp ghép trong Inventor

Drawing: Môi trường Drawing cho phép tạo các hình chiếu từ mô hình 3D đã có Ta có thể tạo hình chiếu cho 1 chi tiết đơn lẻ hoặc tạo hình chiếu cho

cả cụm chi tiết và máy hoàn chỉnh (Bản vẽ lắp)

Hình 2.7 Tạo bản vẽ 2D từ mô hình 3D trên Inventor

2.5 Phần mềm Mastercam

2.5.1 Giới thiệu chung

Hình 2.8 Giao diện màn hình Mastercam Sau khi vào MasterCAM, hệ thống sẽ hiển thị màn hình làm việc của MasterCAM với các phân vùng chính sau:

- Vùng đồ họa: Là nơi hiển thị các hình ta vẽ ra, hiển thị các đường chạy dao

ta thiết lập

2.5.2 Các chức năng cơ bản của phần mềm Mastercam

Phần mềm Mastercam là một phần mềm chuyên về biên dịch chương trình, tuy nhiên nó cũng có đầy đủ các lệnh vẽ 2D, 3D cơ bản Trong quá trình nghiên cứu, ngoài việc ứng dụng Mastercam để biên dịch chương trình tôi cũng đã tìm hiểu về các chức năng vẽ của phần mềm này Mastercam có các chức năng cơ bản như sau:

2.5.2.1 Chức năng vẽ 2D

a Vẽ đoạn thẳng (Line)

Create > Line > Endpoints hoặc nhấp chọn biểu tượng

Tạo một đường thẳng bằng các lựa chọn tiếp theo (đường thẳng theo tọa độ, đường thẳng theo độ dài và góc, đường liên kết, đường thẳng đứng, đường nằm ngang, đường tiếp xúc với các đối tượng)

Trong menu này còn có các lựa chọn tiếp theo Chúng được mô tả ngắn gọn trong các mục sau đây

b Vẽ đường tròn, cung tròn (Arc)

- Trong MasterCAMX4 các cung tròn và đường tròn được tạo ra bằng cách sử

dụng 1 số tuỳ chọn Select Create > Arc từ menu chính bạn sẽ tìm ra được thanh

công cụ của cung

Mô tả ngắn gọn cho mỗi công cụ được thể hiện trong bảng dưới đây

c Vẽ hình chữ nhật (Rectangle)

Create > Rectangle từ Manu chính Hoặc chọn biểu tượng

Trong MasterCAM, có các tùy chọn sau để tạo ra một hình chữ nhật

• Polar : Tạo 1 hình chữ nhật khi biết tọa độ 2 góc hoặc chiều dài và chiều rộng

• Anchor to Center: Create một hình chữ nhật khi đưa toạ độ tâm, chiều dài và

chiều rộng

• Center surface: Một lệnh thay đổi tuỳ chọn để tạo 1 mặt phẳng có dáng hình chữ

nhật bằng cách đưa ra tọa độ 2 góc của hình chữ nhật, các đường thẳng được tạo ra qua hình chữ nhật đó

Sau khi sử dụng các tùy chọn trên, nhập các thông số của hình chữ nhật vào

các ô nhắc lệnh sau:

- Nhập vào chiều rộng (theo phương x)

- Nhập vào chiều dài (theo phương y)

d Vẽ hình elíp (Ellipse)

Create > Ellipse từ Manu hoặc pick chọn

Một ellipse hoặc một cung ellipse có thể được tạo ra bằng cách chỉ ra năm tham số trong phép cộng với điểm tâm

- Dựng bán kính trục X của ellipse: Radius A

- Dựng bán kính trục Y của ellipse: Radius B

- Dựng góc bắt đầu của góc: Start angle

- Dựng góc kết thúc: End angle

- Dựng góc quay về hướng của trục X: Rot angle

- Dựng tâm của ellipse: Center Point

- Chọn đối tượng theo mặt: Surface

- Dịch chuyển ellipse sau khi nhập tọa độ điểm tâm (với gốc dịch chuyển là

điểm tâm của ellipse): Base point

MasterCAMX sẽ biểu diễn ellipse khi bạn nhập xong điểm tâm của ellipse

Chú ý: Tất cả các góc được đo bằng độ, hướng ngược chiều kim đồng hồ

e Vẽ đa giác đều (Polygon)

Create > Polygon hoặc pick chọn

Để tạo ra một đa giác trong MasterCAMX4, cần khai báo năm tham số và toạ

độ tâm

f Tạo đối tượng song song

* Tạo đối tượng đơn song song

Dùng để tạo các đường đơn (đoạn thẳng, đường tròn, cung tròn,….) song song

với các đường có sẵn Lệnh được gọi như sau Xform >offset hoặc chọn biểu tượng

, xuất hiện bảng sau:

- Lựa chọn sao chép hay di chuyển bằng cách chọn Copy hoặc Move

- Nhập số lượng cần tạo ra vào ô #

- Nhập khoảng cách vào ô kích thước

- Chọn đối tượng và chọn một điểm ở phía cần tạo đối tượng mới (sau khi chọn hướng, ta cũng có thể thay đổi hướng này bằng cách kích chuột vào dấu mũi tên trong bảng hộp thoại)

* Tạo đối tượng là đa tuyến (contour)

Dùng để tạo nhanh các đối tượng song song từ các đa tuyến (các biên dạng)

Để gọi lệnh ta thực hiện như sau Xform >Offset contour hoặc chọn biểu tượng

- Chọn biên dạng gốc, Enter để sang bước tiếp theo

- Nhập các thông số vào bảng hộp thoại:

+ Chọn di chuyển hay sao chép đối tượng bằng cách chọn Move hoặc copy

+ Nhập số lượng sao chép vào ô #

+ Nhập khoảng cách vào ô

+ Nhập khoảng dịch chuyển theo trục Z vào ô

+ Nếu đối tượng được sao chép ra ở hướng không hợp lý, có thể kích chuột vào đển đổi hướng Sau khi nhập hết các giá trị, chọn OK

g Viết chữ (Letter)

Mô hình chữ cái có thể sử dụng hiệu quả trong việc cắt những chữ cái trên

tấm Lệnh letter được gọi như sau Create >Letters hoặc chọn biểu tượng

Trong Letters bao gồm các lựa chọn sau :

• TrueType(R): Sử dụng phông chữ Windows và chuyển chúng thành mô

hình hình học

• Drafting: Tạo ra mô hình từ bản phông chữ MasterCAM hiện hành

Sau khi gọi lệnh, thực hiện theo trình tự sau:

- Chọn font và font style, bỏ qua font size và chọn OK

- Nhập chữ vào ô letters

Chú ý: Hệ thống sẽ đưa ra bốn tuỳ chọn thể hiện phông chữ

Horizontal: Viết chữ theo hàng ngang

Vertical: Viết chữ theo hàng dọc

Top of arc: Viết chữ trên đỉnh của một cung

Bottom of arc: Viết chữ nằm phía dưới của một cung

- Nhập chiều cao chữ vào ô Parameters height

- Chọn hướng cho phông chữ trong bảng Alignment

- Nhập bán kính cung tròn viết chữ (nếu chọn Top hoặc Bottom of arc) vào ô

Arc Radius

- Nhập khoảng cách các chữ vào ô Parameters spacing

- Sau khi chỉnh sửa xong phông chữ phù hợp thì chọn OK rồi nhập điểm đầu

tiên cho câu chữ

h Tạo cung tròn nối tiếp đối tượng (Fillet)

Lệnh Fillet tạo ra 1 hoặc nhiều đường lượn cho 2 hay nhiều đối tượng bằng

cách đưa ra các tham số

Create > Fillet > Fillet Entities hoặc chọn biểu tượng

Sau khi lựa chọn lệnh, ta thực hiện nhập các thong số sau:

- : Tạo ra góc lượn phía trong lớn hơn 1800

- : Tạo ra góc lượn phía ngoài lớn hơn 1800

- Trim : Cắt bỏ phần thừa ở góc lượn của 2 đối tượng

- No Trim : Giữ lại phần thừa ở góc lượn của 2 đối tượng

- : Nhập bán kính góc lượn

- Chọn 2 đối tượng

Crearte > Fillet > Fillet Chains hoặc chọn biểu tượng

Tạo nhiều đường lượn trên các đối tượng phụ thuộc lẫn nhau trên 1 lần dùng lệnh Các thông số nhập tương tự khi fillet cho 2 đối tượng ở trên

i Tạo góc vát (Chamfer)

Lệnh này được dùng khi tạo ra góc vát giữa hai đường thẳng không trùng nhau với các khoảng vát đã được đưa ra

Create > Chamfer > Chamfer Entities hoặc chọn biểu tượng

Tạo ra 1 góc vát giữa 2 đối tượng: đường thẳng

Sau khi gọi lệnh, ta thiết lập các thông số sau:

- : khoảng cách vát thứ nhất (khi sử dụng 1Distance)

- : khoảng cách vát thứ 2 (khi sử dụng 2 distance và Width)

- : góc của đường vát (khi sử dụng distance/Angle)

- : đường vát tạo bởi 2 khoảng cách vát có độ dài bằng nhau

- : đường vát tạo bởi 2 khoảng cách vát có độ dài khác nhau

- : đường vát tạo bởi khoảng cách vát thứ nhất

và góc vát

- : đường vát được xác định khi biết độ dài của đường vát

- Chọn 2 đối tượng

Create > Chamfer > Chamfer Chains hoặc chọn biểu tượng

Tạo nhiều góc vát trên các đối tượng phụ thuộc lẫn nhau trên 1 lần dùng lệnh Các thông số tương tự khi ta chamfer 2 đối tượng

j Cắt xén đối tượng (Trim)

Lệnh này dùng để cắt xén đối tượng giữa các điểm giới hạn

- Click vào biểu tượng

- Chọn

- Click vào các phần cần cắt trên bản vẽ

2.5.2.2 Chức năng tạo khối 3D

a Tạo khối bằng Extrude

Công cụ Extrude được sử dụng để tạo khối, nó có chức năng kéo một đối tượng vẽ phác 2D thành vật thể khối (cũng có thể làm tăng hoặc giảm thể tích khối của vật thể)

Để tạo khối bằng lệnh Extrude ta làm theo các bước sau:

1 Tạo đối tượng 2D bằng các công cụ 2D trên MasterCAM

2 Vào menu Soilds > Solids Extrude Click chọn đối tượng 2D, rồi nhấp OK,

xuất hiện hộp thoại Extrude Chain như hình sau:

Trong đó:

Extrude:

+ Create Body: tạo vật thể khối (hình a)

+ Cut Body: cắt khối vật thể đó có sẵn (hình b)

+ Add Boss: Ghép các khối vật thể (hình c)

+ Extrude by specified distance: chiều dầy vật thể

+ Extend to point: tạo khối vật thể tới một điểm

+ Vector: tạo khối vật thể theo toạ độ vectơ

+ Re - select: Thay đổi hướng kéo của vật thể Ta có thể tuỳ chọn thay đổi

+ Reverse direction: Đổi hướng kéo dài theo chiều ngược lại

+ Both direction: tạo về 2 phía của đối tượng 2D

+ Draft: Tạo khối vát với một góc cho trước:

- Click chọn Outward: (hình a)

- Không chọn Outward: (hình b)

Thin Wall: Tạo vật thể rắn có thành mỏng:

+ Thicken Inward: hướng dịch chuyển của thành mỏng đi vào (hình a)

+ Thicken Outward: hướng dịch chuyển của thành mỏng đi ra (hình b)

+ Thicken Both Directions: hướng dịch chuyển của thành mỏng đi về 2 phía

(hình c)

Hình a Hình b Hình c

b Tạo khối tròn xoay (Revolve)

Công cụ Revolve được sử dụng để tạo khối, nó có chức năng xoay một đối tượng vẽ phác 2D quanh 1 đường thẳng nào đó thành vật thể tròn xoay

Chú ý:

- Mặt phẳng vẽ phác chứa biên dạng gốc và đường Centerline phải được kíck hoạt và trên đó có chứa một biên dạng gốc và một Centerline duy nhất

- Biên dạng gốc không được cắt qua đường Centerline

Lệnh Revolve được tiến hành theo các bước như sau:

1 Tạo 1 đối tượng vẽ phác 2D và 1 đường thẳng bằng các công cụ vẽ 2D trong MasterCAM X4

2 Click chọn menu Solids >Solids Revolve

3 Click chọn đối tượng 2D cần xoay rối nhấn Enter, sau đó chọn đường thẳng làm trục Xuất hiện hộp thoại Revoleve Chain như hình vẽ

Trong đó:

Revolve:

+ Create Body: tạo vật thể khối tròn xoay (hình a)

+ Cut Body: Cắt khối vật thể đó có sẵn theo biên dạng tròn xoay (hình b) + Add Boss to Body:ghép vật thể khối với một vật thể khối trụ xoay(hình c)

+ Start angle: góc bắt đầu quá trình xoay

+ End angle: góc kết thúc quá trình xoay