giáo trình thiết kế cơ khí 3d trên creo parametric 4.0

giáo trình thiết kế cơ khí 3d trên creo parametric 4.0

C reo

CREO PARAMETRIC 4.0

Lời nói đầu

Giáo trình Creo 4.0 này nhằm giúp cập nhật những kiến thức về cách sử dụng phiên bản Creo mới cho công việc thiết kế cơ khí, và để tiết kiệm thời gian, phần này chỉ hướng dẫn về 3D mà không hướng dẫn lại phác thảo 2D, phác thảo 2D khá dễ, chỉ cần biết Autocad là có thể tự học nhanh, hoặc có thể đọc qua những giáo trình Creo 2.0 Tài liệu này được dịch lại từ nội dung sách Creo Parametric 4.0 Black Book của các tác giả Gaurav Verma và Matt Weber Do đó kiến thức sẽ hệ thống hơn, cách trình bày

sư phạm dễ hiểu, đặc biệt là tài liệu được dịch nên chúng tôi chia sẻ nó miễn phí cho những ai có nhu cầu tự học thiết kế 3D trên Creo 4.0

Chúng tôi sẽ cố gắng hoàn thiện thêm các giáo trình nâng cao của Creo để giúp người học có thể tự nâng cao kiến thức hoặc áp dụng được tối đa lợi ích của phần mềm cho công việc như thiết kế mặt, thiết kế kim loại tấm, các kiến thức về gia công phay, gia công tiện trên phần mềm Creo 4.0

Nội dung

Phần 1: 3D cơ bản 3

1 Giới thiệu 4

2 Các mặt trong 3D 6

3 Đối tượng chuẩn 6

4 Tạo phác thảo trên mặt phẳng 22

5 Tạo các đối tượng 3D 25

6 Đùn 25

7 IMPORT SKETCHES 31

8 REVOLVE 32

9 SWEEP 35

10 HELICAL SWEEP 38

11 BLEND 44

12 ROTATIONAL BLEND 51

13 SWEPT BLEND 54

Phần 2: Thực hành thiết kế mô hình 3D 58

Bài tập 1 65

Bài tập 2 74

Bài tập 3 80

Bài tập 4 83

Bài tập 5 91

Bài tập 6 98

Phần bài tập tự luyện 106

Phần 1: 3D cơ bản

Phần này sẽ hướng dẫn bạn về các nội dung:

• Môi trường Part Modeling

Vào chế độ môi trường Part

Đây là bước đầu tiên trong 3D Modeling với Creo Parametric Các bước vào chế độ Part được thể hiện dưới

• Khởi động Creo Parametric từ biểu tượng ở

desktop

• Click New từ bảng Data trên Ribbon hoặc Quick Access Toolbar

Hộp thoại New hiện ra; như Hình 1

Hình 1 Hộp thoại New

• Chọn Part từ mục Type và Chọn Solid từ Sub-type của hộp thoại

• Nhấp vào Name và nhập tên mà bạn mong muốn

• Bỏ tick chọn Use default template nếu bạn làm việc với đơn vị khác

• Click OK từ hộp thoại Hộp thoại New File Options hiện ra; như Hình 2

Hình 2 Hộp thoại New File Options

• Chọn mẫu mong muốn từ list danh sách (chúng ta chọn mmns part solid) Ý nghĩa của các tùy chọn đã được giải thích trong các tài liệu trước

• Click OK từ hộp thoại Chế độ Part của Creo Parametric sẽ được hiển thị; như

Hình 3

Hình 3 Chế độ Part của Creo Parametric

Chú ý là có 3 mặt phẳng mặc định được hiển thị trong chế độ Part của Creo Parametric

Ba mặt này được dùng làm chuẩn để tạo các đối tượng khác Trước khi vào 3D Modeling, bạn cần hiểu về Planes và sau đó Datum Features ( mặt phẳng (tham chiếu) và mặt chuẩn)

2 Các mặt trong 3D

Như đã nói các mặt này dùng làm chuẩn để tạo các mô hình 3D Trong Creo Parametric, chúng ta có 3 mặt được đặt tên RIGHT, TOP, và FRONT Việc lựa chọn các mặt cho việc tạo đối tượng tùy thuộc vào hướng mà bạn muốn tạo mô hình Bạn có thể hiểu

vị trí mặt định của các mặt như Hình 4

Hình 4 Các mặt

Chú ý là khối này hiển thị đúng như hiện thị của phần mềm Creo

Bạn có thể chọn mặt bất kỳ trên Model Tree

3 Đối tượng chuẩn

Chuẩn là phần tham chiếu để tạo hình các đối tượng tương quan Các đối tượng chuẩn thường gặp nhất như hình dưới:

Phần phác thảo bạn đã được học qua các giáo trình creo trước Giờ, chúng ta sẽ làm việc với các thành phần chuẩn khác Tất cả các công cụ cho thành phần chuẩn có trên bảng

Datum; như Hình 5

Hình 5 Bảng Datum

Các công cụ trên bảng hiển thị như hình ở trên

Trước tiên ta sẽ học về cách tạo trục chuẩn, điểm chuẩn và Coordinate System

Sau đó sẽ học về các công cụ của Plane

Datum Axis

Công cụ Axis dùng để tạo các trục chuẩn trên mô hình, trục này có thể được dùng để tạo

tham chiếu cho mặt hoặc làm trục xoay cho phác thảo Các bước tạo trục chuẩn như cho ở dưới

• Click Axis từ Datum panel Hộp thoại Datum Axis hiện ra; như Hình 6 và bạn

được yêu cầu chọn đối tượng để tạo trục chuẩn

Hình 6 Hộp thoại Datum Axis

• Chọn một mặt phẳng vuông góc mà bạn muốn tạo trục Một trục vuông góc với mặt phẳng được chọn sẽ được hiển thị như Hình 7

Hình 7 Trục vuông góc

• Các núm màu xanh được dùng để chọn tham chiếu cho vị trí của trục tương ứng với các mặt khác

• Kéo núm màu xanh này tới mặt hoặc đối tượng mà bạn muốn nó tham chiếu với trục

Bạn cũng có thể chọn ô Offset references trong hộp thoại để lựa chọn tham chiếu

Để thực hiện, Nhấp vào Offset references và Chọn hai mặt /đối tượng trong khi giữ

phím CTRL; như Hình 8

Hình 8 Trục hiển thị sau khi chọn tham chiếu

Bây giờ ta sẽ dùng các điểm chuẩn để tạo trục Bạn sẽ học về các điểm chuẩn ở bài tiếp theo Bạn có thể tới bài trước rồi sau đó quay lại phần này

Hình 10 Trục song song với trục khác

• Để tạo trục song song với trục khác, Click tùy chọn Parallel kế bên trục trong References vùng hộp thoại của Datum Axis Phần sổ xuống được hiển thị

• Click tùy chọn Normal từ sổ xuống Trục sẽ vuông góc với đường được chọn; như

Công cụ Point được dùng để tạo điểm chuẩn trên mô hình Điểm có thể được dùng để

tạo tham chiếu cho mặt, trục, đường và v.v Các bước tạo điểm chuẩn được cho ở dưới

• Click Point từ Datum panel Hộp thoại Datum Point được hiển thị; như Hình

13 Và bạn được yêu cầu chọn tham chiếu cho điểm

Hình 13 Hộp thoại Datum Point

• Nhấp vào một mặt phẳng Điểm này sẽ được đặt lên và bạn được yêu cầu xác định tham chiếu cho điểm; như Hình 14

Hình 14 Datum Point được đặt

• Kéo núm hoặc dùng Offset để chọn vị trí cho điểm

• Bạn cũng có thể chọn đỉnh của mô hình Điểm chuẩn được tạo chính là đỉnh của mô hình

Mặt phẳng

Mặt phẳng làm việc như một mặt đáy trong suốt của đối tượng bất kỳ Mọi phác thảo

mà bạn được tạo ở các bài trước được tạo trên mặt Trên (TOP) Theo mặc định thì các mặt mà ta làm việc trong môi trường Part là; TOP, FRONT, và RIGHT Những mặt này cũng hoạt động như các mặt phẳng mà bạn sẽ thấy ở phần dưới:

• Click Plane từ Datum trên Model tab của Ribbon Hộp thoại Datum Plane hiện

ra; như Hình 15 Tương tự , bạn cũng được yêu cầu chọn các đối tượng

Hình 15 hộp thoại Datum Plane

Chọn một mặt phẳng

• Sau khi chọn công cụ Plane, click vào một mặt phẳng đang có Một mặt offset sẽ

được tạo; như Hình 16

• Nhập khoảng cách offset bạn muốn trong ô edit của hộp thoại Datum Plane

• Sau khi xác định khoảng cách mong muốn, Click OK từ hộp thoại để tạo mặt phẳng

Hình 16 Mặt phẳng offset được tạo

Chọn trục và mặt phẳng

• Sau khi chọn công cụ Plane từ Datum panel, chọn một trục và một mặt phẳng song

song với trục được chọn, vẫn giữ phím CTRL Mặt phẳng sẽ được hiển thị như hình 17

• Nhấp đúp vào giá trị góc để thay đổi nó

Hình 17 Mặt chuẩn và trục được chọn

• Bạn cũng có thể tạo một mặt phẳng bằng cách chọn 2 trục song song; như Hình 18

Hình 18 Mặt chuẩn tạo bởi 2 trục

• Tương tự, bạn có thể tạo mặt phẳng bằng cách chọn một trục và một điểm; như Hình 19

Hình 19 Mặt được tạo bởi trục và điểm

Chọn điểm

• Sau khi chọn công cụ Plane, Lần lượt Chọn điểm chuẩn và giữ Ctrl để tạo mặt

phẳng mặt phẳng được tạo sẽ đi qua các điểm; như Hình 20

Hình 20 Mặt chuẩn được chọn thông qua các điểm

Hệ tọa độ

Coordinate System cũng được dùng tham chiếu cho các đối tượng khác Nhất là

khi bạn làm việc với các công cụ như Toroidal Bend và Spine Bend, và chúng ta sẽ cần

một hệ tọa độ Việc tạo hệ tọa độ được cho như dưới

• Click Coordinate System từ Datum trên Ribbon Bạn được yêu cầu xác định vị trí của hệ tọa độ Also, Coordinate System

Hộp thoại hiện ra; như Hình 21

Hình 21 Hộp thoại Coordinate System

• Nhấp mặt phẳng, trục hoặc điểm để xác định vị trí của hệ tọa độ Nếu chọn một mặt phẳng thì bạn được yêu cầu xác định vị trí của hệ tọa độ tương ứng với hai tham chiếu Nếu chọn một trục thì tiếp theo phải chọn thêm một trục tham chiếu khác Nếu chọn một điểm thì hệ tọa độ sẽ nằm tại điểm này Để xác định hướng của hệ tọa độ bạn cần phải chọn các cạnh Bạn sẽ học thêm về nó thông qua mục bài tập

2 Curve From Equation ( đường theo công thức)

3 Curve From Cross Section ( đường từ các mặt tiết diện)

Hình 22 Các lệnh của Datum Curves

Curve Through Points

Công cụ Curve Through Points, như tên của nó được dùng để tạo đường đi qua các

điểm được chọn Quá trình tạo như dưới

• Chọn Curve Through Points từ menu Curve trên phần mở rộng Datum trên Ribbon;

như Hình 22 Bảng Curve: Through Points sẽ được hiển thị trên Ribbon; như

Hình 23

Hình 23 Curve Through Points dashboard

• Chọn các điểm chuẩn lần lượt trong khi giữ phím CTRL Đường chuẩn sẽ được tạo

ra; như Hình 24

Hình 24 Datum curve through points

• Bạn có thể thay đổi độ cong của curve bằng cách chọn 2 núm sáng trong ô như

Hình 24 sau khi chọn mỗi điểm của đường

• Sau khi chọn điểm, Click Ends Condition tab trên Ribbon Các tùy chọn sẽ được hiển

thị như Hình 25

Hình 25 Ends Condition tab

• Sử dụng tùy chọn, bạn có thể thay đổi các điều kiện của điểm đâu và điểm cuối của đường curve; ví dụ như tạo đường tiếp xúc với mặt phẳng, cạnh,trục tại điểm đầu hoặc điểm cuối

• Ví dụ, để tạo đường tiếp tuyến với đường tại điểm cuối, Click End condition drop-

down và Chọn Tange nt; như Hình 26 Bạn sẽ được yêu cầu chọn đối tượng mà

đường sẽ tiếp tuyến

Hình 26 Tùy chọn Tangent cho End condition

• Chọn axis/edge/plane làm tham chiếu Phần xem trước của curve sẽ được hiển thị; như Hình 27

Hình 27 Xem trước phần tiếp tuyến của đường

• Tương tự bạn có thể chọn các tùy chọn khác từ phần sổ xuống

Curve From Equation

Công cụ Curve From Equation tool, dùng để tạo các đường chuẩn, thông qua hàm

toán học Cách tạo sẽ được xem dưới đây

• Chọn Curve From Equation từ Curve menu ở phần mở rộng Datum panel của

Ribbon; như Hình 22 Curve: From Equation dashboard sẽ được hiển thị trên

Hình 28 Curve From Equation dashboard

Y=sin(t) Z=50*sin(t/2)

• Click OK từ hộp thoại rồi Click Done từ dashboard Đường sẽ được tạo ra; như Hình

Hình 31 Mặt cắt được tạo

• Click Curve From Cross-section từ Curve menu in ở phần mở rộng Datum panel

của Ribbon Nếu có nhiều hơn một tiết diện ở phần vẽ, thì CURVE contextual tab sẽ được hiển thị trên Ribbon; như Hình 32 Nếu chỉ có duy nhất một tiết diện ở phần vẽ thì khi đó đường curve sẽ được tạo tại biên của tiết diện

Hình 32 CURVE contextual tab

• Nếu bạn có 2 hoặc nhiều hơn tiết diện được chọn thì Nhấp vào Cross-section drop- down trên Ribbon và chọn tiết diện mong muốn Preview ( Xem trước) của curve

sẽ được hiển thị; như Hình 33

Hình 33 Phần xem trước của đường tiết diện

• Click OK từ Ribbon để tạo đường

Bạn sẽ được học về công cụ khác trên Datum panel ở chương sau của sách

4 Tạo phác thảo trên mặt phẳng

Tạo phác thảo trên mặt như dưới.• Click Sketch từ Datum trên Ribbon Hộp thoại

Sketch hiện ra; như Hình 34 Bạn sẽ được yêu cầu chọn một mặt phác thảo

Hình 34 Hộp thoại Sketch

• Chọn Mặt phẳng mong muốn từ các mặt phẳng đang có Phác thảo sẽ được chọn trên mặt phẳng đã chọn

• Các tham chiếu sẽ được hiển thị mặc định trên ô chọn Reference; như Hình 35

Hình 35 Ô chọn tham chiếu trên hộp thoại Sketch

• Chú ý là hướng của mô hình trong môi trường 3D sẽ tùy thuộc vào mặt phẳng và cách tùy chọn tham chiếu Nếu không xác định tham chiếu, bạn sẽ không thể tạo phác thảo

• Sau khi chọn mặt phẳng mong muốn, Click Sketch từ hộp thoại mặt phác thảo sẽ

được hiển thị như Hình 36 Cùng lúc thì các công cụ sẽ được hiển thị trê Sketch tab ở

Các phác thảo trên Hình 38 cho thấy ảnh hưởng của việc chọn các hướng khác nhau cho cùng phác thảo, khi mặt phác thảo và tham chiếu là giống nhau

Hình 38 Ảnh hướng của hướng trên phác thảo

Sau khi tạo xong phác thảo ta thoát khỏi môi trường Sketch thông qua nút OK và bạn

có thể thấy là hướng của màn hình vẫn song song với mặt phác thảo Để thay đổi hướng nhìn, bạn cần Chọn Standard Orie ntation từ Saved Orientation drop-down trên In- Graphics toolbar; như Hình 39 Bạn có thể chọn bất kỳ hướng mong muốn từ

drop-down như, FRONT, TOP, RIGHT, v.v

Hình 39 Các hướng được lưu

5 Tạo các đối tượng 3D

Mỗi công cụ 3D đều có khả năng kết hợp và ràng buộc lẫn nhau để tạo ra các mô hình

3D từ cơ bản nhất tới phức tạp nhất Các công cụ tạo đối tượng 3D có trên Shapes panel của Model tab trên Ribbon; như Hình 40 Ta sẽ học về các công cụ này

Hình 40 Shapes panel

6 Đùn

Công cụ Extrude được dùng để tạo một khối thông qua quét một phác thảo kín theo một

hướng vuông góc Khoảng cách quét này được gọi là chiều cao đùn

• Click Extrude từ Shapes panel trên Ribbon Số liệu Extrude tab sẽ được

hiển thị; như Hình 41

Hình 41 Extrude contextual tab

• Click Placeme nt tab từ contextual tab Tùy chọn Placeme nt sẽ được hiển thị; như

Hình 42

Hình 42 Các tùy chọn Placement

• Nếu bạn đã có sẵn phác thảo thì chỉ cần chọn Chọn sketch Nếu chưa thì Click Define

từ Placement options Hộp thoại Sketch hiện ra

• Chọn mặt phẳng mong muốn và tạo phác thảo Chú ý là phác thảo để đùn cần phải đảm bảo một số yêu cầu Bạn có thể kiểm tra các yêu cầu của đối tượng, bằng cách nhấp

vào Feature Requireme nts từ Inspect trên contextual Sketch tab Khi chọn nó, Hộp thoại Feature Requireme nts hiện ra với các yêu cầu; như Hình 43

Hình 43 Các yêu cầu của đối tượng

• Vì vậy, đảm bảo bạn có các hình học trên phác thảo Sau khi tạo hình học bạn lại check lại yêu cầu bạn sẽ thấy thêm các yêu cầu khác Hoàn tất tất cả chúng Tóm lại, bạn cần một phác thảo sao cho các hình học của nó được ạo từ các đường kín, và các đường này không chồng lấn nhau

• Chọn đường kín, phần đùn xem trước sẽ hiển thị trên đồ họa vẽ; như Hình 44

• Nhấp vào Extrude Height edit box trên contextual tab hoặc nhấp đúp vào kích thước Extrude Height trong vùng đồ họa Nhập giá trị chiều cao đùn mong muốn

• Đểđổihướngđùn, Click Flip trên contextual tab

Hình 44 Xem trước của khối đùn

• Click Depth drop-down để hiệu chỉnh giới hạn chiều sâu; như Hình 45

Hình 45 Depth drop-down

• Chọn giới hạn mong muốn từ phần sổ xuống Nếu bạn chọn Blind option thì

bạn cần xác định giá trị đùn cho một bên Còn nếu chọn Both side , thì phần đùn sẽ theo hai hướng từ mặt chuẩn được chọn với giá trị đùn đã cho như Hình 46 Nếu

Chọn Up to e ntity , thì bạn sẽ được yêu cầu xác định điểm, đường hoặc mặt mà

muốn khối được đùn tới

Hình 46 Extrusion both side ( đùn theo 2 hướng)

• Bạn cũng có thể tạo một đối tượng thành mỏng bằng lệnh đùn Để thực hiện, Click

Thicken Sketch từ contextual tab Các tùy chọn của tab sẽ được hiệu chỉnh; như Hình 47

Hình 47 Tùy chọn độ dày phác thảo

• Xác định chiều dày mong muốn cho tiết diện Xem trước của chiều dày được hiển thị như Hình 48

Hình 48 Xem trước đối tượng thành mỏng

• Phần mũi tên đổi hướng dùng để thay đổi hướng của chiều dày, bên trong hoặc bên ngoài tiết diện

• Để hiệu chỉnh đối tượng đùn bạn có thể thao tác trên contextual tab hoặc theo các

Options tab; như Hình 49

Hình 49 Options tab

• Lệnh Remove material được dùng để cắt vật liệu từ khối được tạo trước đó

Lệnh này chỉ được kích hoạt khi có một khối trên vùng đồ họa Thêm nữa là khối đùn phải giao với khối này để có thể cắt vật liệu từ nó; như Hình 50