(NB) Giáo trình Công nghệ CAD/CAM nâng cao là học phần chuyên sâu trong ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí, rèn luyện kiến thức kỹ năng và thái độ trong gia công cơ khí đặc biệt ứng dụng sự hỗ trợ của các phần mềm CAD/CAM trong gia công cơ khí chính xác trên máy điều khiển tự động CNC.
Trang 1ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: CÔNG NGHỆ CAD CAM NÂNG CAO NGÀNH/NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
Trang 2ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN: CÔNG NGHỆ CAD CAM NÂNG CAO
NGÀNH/NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
THÔNG TIN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI
Họ tên: Lâm Đức Sinh
Trang 3Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng
nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm
LỜI GIỚI THIỆU
Công nghệ CAD CAM nâng cao là một trong những học phần đào tạo kỹ năng chuyên ngành cơ khí chế tạo được đào tạo chuyên sâu vào năm cuối của chương trình hệ cao đẳng Với mục tiêu đào tạo học sinh, sinh viên có kỹ năng ứng dụng sự hỗ trợ của máy tính vào thực hành gia công cơ khí đáp ứng được công việc của người kỹ thuật viên cơ khí chế tạo phục vụ tại các đơn vị sản xuất, gia công cơ khí chính xác Nhằm đảm bảo cung cấp đầy đủ kiến thức phục vụ cho quá trình thực hành tại xưởng một cách thuận
tiện và sát với thực tế nhà trường, tôi đã thực hiện công tác biên soạn giáo trình Công nghệ CAD CAM nâng caophục vụ giảng dạy tại trường, kết hợp với định hướng mới cho công nhân kỹ thuật trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Giáo trình cũng xây dựng theo hướng liên thông với các chương trình cao đẳng nghề, đại học nhằm tạo điều kiện và cơ sở cho người học có thể học nâng cao sau này Đề cương giáo trình đã được sự tham gia đóng góp ý kiến của các chuyên gia đang giảng dạy tại các
trường đại học, cao đẳng nghề cũng như của các doanh nghiệp tại hội đồng thông qua chương trình khung cho ngành đạo tạo cắt gọt kim loại tại trường Trong cuốn giáo trình này tôi viết nhằm phục vụ dành riêng cho hệ trung cấp và cao đẳng nghề đào tạo ngành
Cơ khí chế tạo, tập trung vào ứng dụng phần mềm Creo trong việc thiết kế mô phỏng
và gia công sản phẩm cơ khí Học sinh, sinh viên sẽ được tiếp cận công nghệ chế tạo
sản phẩm từ khâu thiết kế đến việc vận hành máy gia công sản phẩm cơ khí chính xác
Giáo trình do giáo viên giảng dạy nhiều năm của khoa Công nghệ Cơ khí trong nhà trường biên soạn Quá trình biên soạn giáo trình đã nhận sự sự đóng góp ý kiến chân
Trang 4TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1
LỜI GIỚI THIỆU 1
CHƯƠNG I: CÁC LỆNH TẠO KHỐI NÂNG CAO 1
I Giới thiệu phần mềm Creo parametric 1
II Các lệnh tạo khối nâng cao 4
2.1 Tạo khối với lệnh swept blend 4
2.2 Chức năng Swept blend – Normal to origin trajetory 9
2.3 Chức năng Swept blend – Normal to trajectory 10
2.4 Chức năng swept blend – Constant normal direction 11
2.5 Tạo khối với lệnh Helical Sweep 11
2.6 Tạo khối với lệnh variable section sweep tool 15
CHƯƠNG II: CÁC LỆNH VẼ MẶT (SURFACE) 20
I Giới thiệu Surface 20
II Tạo bề mặt với lệnh Extrude Surface 21
III Tạo bề mặt với lệnh Revolve Surface 23
IV Tạo bề mặt với lệnh Sweep Surface 25
CHƯƠNG III: LẬP TRÌNH GIA CÔNG 28
I Giới thiệu module Manufacturing 28
II Truy nhập module Manufacturing 28
III Giới thiệu giao diện Manufacturing 30
IV Chức năng của Menu Mill 32
Trang 5Tên môn học/mô đun: Công nghệ CAD CAM nâng cao
Mã môn học/mô đun: 3103415
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:
- Vị trí: học ở học kỳ V
- Tính chất: Đây là môn học thực tập chuyên ngành, môn học tự chọn
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun: là học phần chuyên sâu trong ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí, rèn luyện kiến thức kỹ năng và thái độ trong gia công cơ khí đặc biệt ứng dụng sự hỗ trợ của các phần mềm CAD/CAM trong gia công cơ khí chính xác trên máy điều khiển tự động CNC
Mục tiêu của môn học/mô đun:
Về kiến thức:
Sử dụng được phần mềm Creo 3.0
Nhận biết được sản phẩm cơ khí đã áp dụng công nghệ CAD/CAM
- Về kỹ năng:
Thiết kế được sản phẩm với nhóm lệch nâng cao, nhóm lệch surface
Xuất được chương trình gia công sản phẩm cho máy phay CNC 3 trục
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng tạo trong học tập
Trang 6CHƯƠNG I: CÁC LỆNH TẠO KHỐI NÂNG CAO
Mục tiêu:
Vận dụng được các lệch nâng cao để thiết kế sản phẩm
I Giới thiệu phần mềm Creo parametric
Creo hay Pro/Engineer có lẽ là một trong những phần mềm đồ hoạ 3D kỹ thuật xuất hiện sớm nhất tại Việt Nam Bắt đầu làm quen với Pro/Engineer qua phiên bản Pro 2000i vào khoảng đầu những năm 2000 Tính đến thời điểm này, Pro/Engineer đã phát triển qua rất nhiều phiên bản, trong đó phải kể đến một số phiên bản có tính chất bước ngoặc như Pro Wildfire và gần đây nhất là phiên bản Creo
Rất nhiều tính năng mới đã được cập nhật và nâng cấp qua từng phiên bản giúp cho công việc của người thiết kế ngày một thêm nhẹ nhàng hơn
Với định hướng Creo là phần mềm đồ hoạ kỹ thuật phục vụ công việc thiết kế, lập trình, tính toán và mô phỏng trong hấu hết các ngành công nghiệp trên thế giới nên PTC phát triển Creo thành nhiều modul riêng biệt nhằm hướng tới từng phân khúc người dùng khác nhau Một số module điển hình trong phần mềm Creo phục vụ cho từng mục đích khác nhau của người sử dụng
Thiết kế sản phẩm
Người dùng có thể thiết kế được tất cả các sản phẩm từ đơn giản bằng các công cụ: Extrude, Revolve, Sweep đến phức tạp bằng các lệnh: Blend, Warp, Section Sweep, Sweep Blend,…Hơn nữa, Creo 3.0 còn hỗ trợ thiết kế sản phẩm theo tham số để tạo mô hình các chi tiết máy tiêu chuẩn một cách nhanh chóng Ngoài ra cũng như các phần mềm 3D khác, Creo 3.0 cho phép chỉnh sửa lại thông số thiết kế trong từng bước và cập nhật tự động cho các bước tiếp theo
Trang 7Thiết kế khuôn
Creo 3.0 mô phỏng các quá trình lắp khuôn và tách khuôn tạo sản phẩm Sau khi thiết
kế xong chi tiết mẫu, Creo 3.0 cho phép chúng ta tính toán độ co rút của vật liệu, tự động thiết kế hình dạng lồng khuôn cho chi tiết mẫu và mô phỏng quá trình tách khuôn với chức năng Mold Cavity
Trang 8Engraving Người dùng cũng có thể Tiện mặt ngoài, mặt đầu, tiện lỗ, rãnh, ren,…trên các bề mặt tròn xoay một cách dễ dàng
Mô phỏng động học (motion) và động lực học (simulation)
Với chức năng mô phỏng động, Creo 3.0 giúp người dùng lắp ráp các chi tiết thành 1 sản phẩm hoàn chỉnh, sau đó tạo các khớp nối giữa các chi tiết giúp cho mô hình có thể chuyển động Ngoài ra, Creo 3.0 còn có khả năng kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu
Trang 9góp phần làm bản vẽ trở nên đẹp hơn, sáng sủa hơn mà còn giải phỏng sức lao động con người
II Các lệnh tạo khối nâng cao
2.1 Tạo khối với lệnh swept blend
Lệnh Swept Blend là sự kết hợp của hai lệnh: Blend trùm qua các tiết diện Sweep quét theo một đường dẫn Trên một đường dẫn bạn có thể tạo nhiều tiết diện Phải có ít nhất là hai tiết diện: một ở đầu và một ở cuối đường dẫn Tiết diện ở cuối có thể là một điểm Khi cả điểm đầu và điểm cuối là một điểm thì phải có ít nhất một tiết diện ở giữa không phải là một điểm Chính nhờ vậy mà bạn có thể tạo ra nhiều vật thể phức tạp Trình tự thực hiện lệnh Swept blend như sau:
Trang 103 Trong danh sách điều khiển mặt phẳng phần, hãy chọn một tùy chọn:
◦ Normal To Trajectory— Mặt phẳng tiết diện vẫn bình thường (vuông góc) với quỹ đạo đã chỉ định (được đánh dấu trong cột N) trong suốt chiều dài của nó
Trang 114 Để xác định cách xoay khung xung quanh bình thường của mặt phẳng phác thảo được
định hướng dọc theo sự kết hợp quét, trong Horizontal
5 Nhấp vào tab Section và chọn loại mặt cắt:
có thể chọn biên dạng vẽ phác có sẵn Selected sections hoặc thực hiện vẽ phác bằng cách chọn Sketched sections
◦ Sections Nhấp vào Insert và chọn một section bổ sung Bạn phải xác định ít nhất hai mặt cắt ngang
◦ Phần Sketch, chọn một điểm vị trí và nhấp vào Sketch Phác thảo mặt cắt Bấm insert
để chọn một điểm bổ sung để chỉ định biên dạng cắt
Trang 126 Nhấp vào tab Tangency để xác định tiếp tuyến giữa các đầu của tập hợp quét và hình học mô hình
7 Nhấp vào tab Tùy chọn để đặt các tùy chọn kiểm soát khu vực tập hợp quét và chu
vi
Trang 138 Trên tab Swept Blend, bấm để tạo một đối tượng đặc hoặc để tạo một đối tượng bề mặt
Để loại bỏ vật liệu và tạo vết cắt, hãy nhấp vào Nếu cần, hãy nhấp để lật mặt cắt và loại bỏ vật liệu từ phía đối diện của bản phác thảo
Để thêm độ dày vào bản phác thảo, hãy bấm , rồi nhập giá trị độ dày vào hộp xuất hiện
9 Khi tất cả các mặt cắt đã được phác thảo hoặc được chọn, hãy nhấp vào để kết thúc
Trang 142.2 Chức năng Swept blend – Normal to origin trajetory
Normal To Trajectory— Mặt phẳng tiết diện vẫn bình thường (vuông góc) với quỹ đạo
đã chỉ định (được đánh dấu trong cột N) trong suốt chiều dài của nó Đây là lựa chọn mặc định của swept blend
Trang 152.3 Chức năng Swept blend – Normal to trajectory
Normal to Projection: mặt phẳng tiết diện vẫn bình thường đối với quỹ đạo gốc khi nó được nhìn dọc theo hướng chiếu Trục z tiếp tuyến với hình chiếu của quỹ đạo gốc theo hướng xác định Hướng chiếu phải được chỉ định
Trang 162.4 Chức năng swept blend – Constant normal direction
Constant Normal Direction: Trục z song song với vectơ hướng chiếu xác định Hướng chiếu phải được chỉ định
2.5 Tạo khối với lệnh Helical Sweep
Lệnh Helical Sweep là lệnh dùng để tạo ra các chi tiết dạng xoắn ví dụ như: lò xo, ren
của bulông đai ốc, lưỡi khoan, vít…
Trang 171 Trên tab Model, nhấp vào Tab Helical sweep mở ra
2 Chọn hoặc phác thảo cấu hình xoắn:
1 Biên dạng xoắn
2 Trục xoắn
3 Để chuyển đổi điểm bắt đầu của quá trình quét xoắn ốc từ đầu này sang đầu kia của cấu hình xoắn, hãy nhấp vào Flip bên cạnh Điểm bắt đầu cấu
Trang 18◦ Sketch không chứa đường tâm hình học — Nhấp vào trục Helix và chọn một đường cong thẳng, cạnh, trục hoặc trục của hệ tọa độ trong cửa sổ đồ họa hoặc Cây mô hình Tham chiếu được chọn phải nằm trên mặt phẳng phác thảo
◦ Sketch chứa đường tâm hình học — Đường tâm hình học được chọn làm trục quay và
InternalCL xuất hiện trong bộ sưu tập trục Helix
Nếu InternalCL không xuất hiện trong bộ thu trục Helix, hãy nhấp vào Internal CL để
sử dụng đường tâm trong bản phác thảo
5 Vẽ phác biên dạng quét :
1 Hồ sơ xoắn
2 Trục xoắn
3 Quét phần
a Trên Helical Sweep tab, bấm Tab Sketch sẽ mở ra
b Tại điểm bắt đầu quét (giao nhau giữa các đường cong), vẽ một mặt cắt để quét dọc theo quỹ đạo Mặt cắt quét, mặt cắt xoắn và giao điểm hình chữ thập phải nằm trên cùng một phía của trục quay
c Bấm OK Tab Sketch đóng
Trang 196 Để đặt hướng phần, References tab, bên dưới Hướng phần, hãy chọn một trong các tùy chọn sau:
◦ Through axis of revolution— Đặt biên dạng nằm trên mặt phẳng đi qua trục quay
◦ Normal to trajectory— Đặt biên dạng được định hướng bình thường theo quỹ đạo quét
7 Nhấp để tạo phần quét dưới dạng vật rắn hoặc để tạo phần quét dưới dạng bề mặt
8 Để loại bỏ vật liệu dọc theo đường quét, hãy nhấp vào Nhấp để thay đổi mặt của bản phác thảo mà từ đó vật liệu bị xóa
9 Để cung cấp độ dày của lớp quét, hãy nhấp vào, sau đó nhập hoặc chọn giá trị độ dày Sử dụng để chuyển hướng dày giữa một bên, bên kia hoặc cả hai bên của bản phác thảo
10 Để đặt bước, khoảng cách giữa các cuộn dây của vòng xoắn, thực hiện một trong các thao tác sau:
◦ Constant pitch— Bên cạnh , nhập giá trị cao độ
◦ Variable pitch— Nhấp vào tab Pitch để thêm, xác định và đặt các điểm cao độ nếu cần
11 Để cắt bỏ một bề mặt khi và chọn, hãy nhấp vào bộ Quilt collector và chọn một quilt để cắt
12 Nhấp để sử dụng quy tắc bên trái hoặc nhấp để sử dụng quy tắc bên phải
Trang 2013 Để chỉ định xem phần đó vẫn giữ nguyên hay thay đổi, trên tab Tùy chọn, trong
Along trajectory, hãy chọn một tùy chọn:
◦ Constant— Duy trì một mặt cắt không đổi khi nó quét dọc theo quỹ đạo
◦ Variable — Tạo một lượt quét với một phần biến Sử dụng quan hệ phần với tham
số trajpar để tạo biến phác thảo Bản phác thảo tái tạo tại các điểm dọc theo quỹ đạo gốc và cập nhật hình dạng của nó cho phù hợp
14 Để đóng các phần cuối của quá trình quét bề mặt, trên tab Tùy chọn, hãy chọn
Capped ends
15 Nhấp vào để hoàn tất
2.6 Tạo khối với lệnh variable section sweep tool
Khi bạn tạo một phần quét có thể thay đổi bằng cách sử dụng công cụ Sweep, bạn có
Trang 21số trajpar để tạo biến phác thảo Các tham chiếu mà bản phác thảo bị ràng buộc sẽ thay
đổi hình dạng của mặt cắt Ngoài ra, việc xác định sơ đồ đo kích thước bằng cách sử
dụng các quan hệ (với trajpar) làm cho bản phác thảo có thể biến đổi Bản phác thảo tái
tạo tại các điểm dọc theo quỹ đạo và cập nhật hình dạng của nó cho phù hợp
Các thành phần chính của công cụ Sweep là các quỹ đạo mặt cắt Phần phác thảo nằm
trên một khung được gắn với quỹ đạo gốc và di chuyển dọc theo chiều dài của nó để
tạo ra hình học Quỹ đạo gốc, cùng với các quỹ đạo khác và các tham chiếu khác như
mặt phẳng, trục, cạnh hoặc trục của hệ tọa độ xác định hướng của mặt cắt dọc theo
đường quét
Khung thực chất là một hệ tọa độ trượt dọc theo quỹ đạo gốc và mang theo mặt cắt cần
quét Các trục của hệ tọa độ được xác định bởi các quỹ đạo phụ và các tham chiếu khác
Khung hình rất quan trọng vì nó xác định hướng của bản phác thảo khi nó đang được
di chuyển dọc theo quỹ đạo gốc Khung được định hướng bởi các ràng buộc và tham
chiếu bổ sung chẳng hạn như Normal To Trajectory, Normal To Projection,
and the Constant Normal Direction(along an axis, edge, or plane)
Creo đặt phần được phác thảo theo một hướng nhất định đối với các tham chiếu này và
gắn nó vào một hệ tọa độ di chuyển dọc theo quỹ đạo gốc và quét phần đó
Khi tạo các tính năng cắt, tỉa hoặc mỏng, hãy sử dụng các mũi tên trong cửa sổ đồ họa
để chỉ ra hướng hoạt động của công cụ
Trang 224 Swept feature
Tham số trajpar đại diện cho một đường quỹ đạo trong Creo Giá trị của nó nằm trong khoảng từ 0 đến 1, với 0 đại diện cho điểm bắt đầu của quỹ đạo và 1 đại diện cho phần cuối của quỹ đạo Nó được sử dụng như một biến độc lập trong một mối quan hệ Bạn nhập một quan hệ bằng trajpar sau khi bạn vẽ phác thảo mặt cắt, trong khi tab Sketch vẫn đang mở
Ví dụ về trajpar
Type This Relation To Create This Sweep
Trang 23sd3=2+2*trajpar
sd3=2+2*trajpar()^2
sd3=2+sin(720*trajpar)
Trang 25CHƯƠNG II: CÁC LỆNH VẼ MẶT (SURFACE)
Mục tiêu:
Vận dụng được các lệch vẽ mặt để thiết kế sản phẩm
I Giới thiệu Surface
Surfacing cho phép bạn tạo và thao tác các bề mặt và đường cong trên một mô hình, bao gồm khả năng thao tác trực tiếp các tiếp tuyến của đường cong trên màn hình
Sử dụng vùng công cụ surface để người dùng tìm hiểu về cách tạo, thay đổi và thao tác trên bề mặt Trợ giúp về bề mặt chỉ cho bạn cách sử dụng các ứng dụng tạo bề mặt để làm việc với các đường cong và bề mặt của các mô hình tham số, phi tham số và nhập khẩu Ngoài ra, bạn sẽ học cách thay đổi dạng và hình dạng của đường cong, mền, mặt
và chất rắn bằng cách biến đổi, chia tỷ lệ, xoay, kéo dài, thu nhỏ, uốn cong hoặc xoắn hình học
Bạn có thể tạo các đặc điểm bề mặt bằng cách sử dụng bất kỳ lệnh nào sau đây trên tab