Giáo trình Thiết kế mô hình 3D (Ngành: Công nghệ kỹ thuật cơ khí) - CĐ Kinh tế Kỹ thuật TP.HCM

Giáo trình Thiết kế mô hình 3D có vai trò là ứng dụng Thiết kế mô hình 3D trong việc thiết kế, tạo mô hình 3D của chi tiết để làm các công việc tiết theo như lập trình gia công, thiết kế khuôn, lắp ráp cụm chi tiết hoặc xuất ra bản vẽ 2D theo tiêu chuẩn.

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D NGÀNH/NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2017

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH



GIÁO TRÌNH

MÔN HỌC: THIẾT KẾ MÔ HÌNH 3D

NGÀNH/NGHỀ: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT CƠ KHÍ

TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG THÔNG TIN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

Họ tên: Lê Thành Nhân

Thành phố Hồ Chí Minh, năm 2017

BM31/QT02/NCKH&HTQT

LỜI GIỚI THIỆU

Ngày nay, 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 nhiên, có năm chỉ tiêu cần biết khi chọn phần mềm là:

Creo phục vụ rất tốt cho ngành cơ khí khuôn mẫu (thiết kế và gia công) như khuôn dập, khuôn rèn, khuôn nhựa…

Với ứng dụng trong cơ khí Creo Parametric có 5 modul cơ bản sau

1 Sketch : Môi trường làm việc tạo ra các đối tượng 2D

2 Part: Môi trường mô hình hóa hình học (xây dựng trong không gian 3 chiều)

3 Assembly : Tạo mô hình lắp ráp các phần tử 3D

4 Manufacturing: Hổ trợ lập trình gia công CNC,MOLD

5 Drawing: Tạo bản vẽ kỹ thuật

6 Format: Xây dựng tiêu chuẩn trong bản vẽ, hổ trợ Drawing

Phương thức làm việc trong Creo Parametric

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 06 năm 2017

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

1.1 Tạo khối với lệnh Extrude 6

1.2 Tạo khối với lệnh Revolve 9

1.3 Tạo khối với lệnh Sweep 9

1.4 Tạo khối với lệnh Blend 12

CHƯƠNG 2: LẮP GHÉP CÁC CHI TIẾT 2.1 Truy xuất các chi tiết đã thiết kế 15

2.2 Tạo sự ràng buộc 16

2.3 Mô phỏng chuyển động phân rã 16

CHƯƠNG 3: XUẤT BẢN VẼ 3.1 Tạo bản vẽ 2D 17

3.2 Ghi kích thước 20

3.3 Gạch mặt cắt 20

3.4 Ghi dung sai 23

Tài liệu tham khảo 25

BM31/QT02/NCKH&HTQT

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Thiết kế mô hình 3D

Mã môn học:MH3103429

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học:

- Vị trí: Môn học Thiết kế mô hình 3D là môn học chuyên ngành, được bố trí sau khi học xong môn học AutoCad và được học trong học kỳ 3 (học kỳ I năm thứ hai)

- Tính chất: là môn học lý thuyết ngành, thuộc môn học bắt buộc

- Ý nghĩa và vai trò của môn học: Ứng dụng Thiết kế mô hình 3D trong việc thiết kế, tạo mô hình 3D của chi tiết để làm các công việc tiết theo như lập trình gia công, thiết kế khuôn, lắp ráp cụm chi tiết hoặc xuất ra bản vẽ 2D theo tiêu chuẩn

Mục tiêu của môn học:

CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

Creo là một phần mềm CAD/CAM mạnh mẽ, bao gồm nhiều modun phục vụ

cho công việc thiết kế, chỉnh sửa, xuất bản vẽ 2D - 3D, lắp ráp mô phỏng, lập trình

gia công chi tiết và xuất code NC

Hình 1.1 Giao diện chính của Creo Parametric

Tìm hiểu các công cụ tại cửa sổ chính

Hình 1.2 Menu Home

- New: tạo đối tượng thiết kế mới

- Open: mở một đối tượng sẵn có

- Select Working Directory: thiết lập thư mục làm việc, nhằm tránh việc các đối

tượng thiết kế khác nhau được lưu lẫn lộn trong cùng một thư mục, gây khó khăn trong việc quản lý

- Erase Not Displayed: xóa bộ nhớ tạm của mỗi phiên làm việc, Creo sẽ tự động ghi

nhớ các file tại ổ đĩa hệ thống gây chậm máy

- Model Display và System Colors: thiết lập các hiển thị (nếu cần)

Hình 1.3 Hộp thoại New

CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

1.1 Tạo khối với lệnh Extrude

1.1.1 Các lệnh của Sketch

File\New: Hộp thoại sau xuất hiện, ta cần lưu ý như sau:

Hình 1.4 Hộp thoại New – Tạo chi tiết

Hình 1.5 Menu Sketch

- Grid: Bật tắt chế độ lưới

- Select: + Lựa chọn từng đối tượng

+ Lựa chọn nhiều đối tượng

+ Chọn tất cả đối tượng

+ Thoát lệnh vẽ

- Centerline: Vẽ đường tâm

- Point: Tạo điểm

- Coordinate System: tạo gốc tọa độ

- Sketching: các lênh vẽ đối tượng

Hình 1.6 Hộp thoại Sketching

- Line:Vẽ đường thẳng

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ Line Chain: Vẽ các đường thẳng liên tiếp

+ Line Tangent: Vẽ tiếp tuyến

- Rectangle: Vẽ hình chữ nhật

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ Conner Rectangle: Vẽ hình chữ nhật nằm ngang

+ Slanted Rectangle; Vẽ hình chữ nhật nằm nghiêng

+ Center Rectangle: vẽ hình chữ nhật với một điểm tâm và một điểm gốc + Parallelogram: Vẽ hình bình hành

- Circle: Vẽ đường tròn

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ Center and Point: Vẽ đường tròn từ một tâm và một điểm có trước

+ Concentric: Vẽ đường tròn đồng tâm với đường tròn cho trước

+ 3 Point: Vẽ đường tròn qua 3 điểm

+ 3 Tangent: Vẽ đường tròn tiếp xúc với 3 đường thẳng

- Arc: Vẽ cung tròn

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ 3 Point/ Tangent End: Vẽ cung tròn qua 3 điểm

+ Center and Ends: Vẽ cung tròn thông qua tâm và 2 điểm

+ 3 Tangent: Vẽ cung tròn tiếp xúc với 3 đường thẳng

+ Concentric: Vẽ cung tròn đồng tâm

+ Conic: Vẽ đường conic

- Ellipse: Vẽ đường elip

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ Axis Ends Ellipse: Vẽ elip qua 2 điểm trên elip

+ Center and Axis Ellipse: Vẽ elip bằng cách chọn tâm và 1 điểm

- Spline: Vẽ một đường cong bất kỳ

- Fillet: Tạo đường bo góc

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ Circular: Bo góc bằng cung tròn nhưng vẫn để lại góc dạng nét đứt

+ Circular Trim: Bo góc bằng cung tròn

+ Elliptical: bo góc bằng elip nhưng vẫn để lại góc dạng nét đứt

+ Elliptical Trim: Bo góc bằng elip

- Chamfer:Vát góc

Các lệnh mở rộng (Click vào hình tam giác nhỏ):

+ Chamfer: Vát góc nhưng vẫn để lại góc dạng nét đứt

+ Chamfer Trim: Vát góc

- Text: Tạo ký tự

- Offset: Tạo đối tượng đồng dạng với đối tượng cũ

- Thicken: Tạo ra nhiều đối tượng mới đồng dạng

- Palette: Chèn thư viện

Hình 1.7 Hộp thoại Editing, Constrain, Dimension, Inspect

- Editing: Các lệnh chỉnh sửa

+ Modify: Chỉnh sửa kích thước

+ Mirror: Tạo đối xứng

CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

+ Divide: Tạo điểm tách đối tượng

+ Delete Segment: Xóa nhiều đối tượng

+ Corner: Kéo dài cho 2 đối tượng giao nhau

+ Rotate Resize: Xoay, lấy tỉ lệ

- Constrain: Các lệnh ràng buộc các đối tượng

+ Normal: Ghi kích thước

+ Kích thước giới hạn bởi chu vi

+ Gốc kích thước

+ Kích thước tham khảo

- Inspect: Hiển thị

+ Hiển thị đối tượng chồng lên nhau

+ Làm nổi bật những điểm đầu mút hở

+ Tô màu những hình kín

1.1.2 Lệnh Extrude

Tạo thể tích bằng cách kéo dài tiết diện kín và không tự giao nhau theo phương vuông góc Sau đây là các bước thực hiện:

1) Chọn Insert\Extrude…: hộp thoại Extrude xuất hiện

2) Định nghĩa biên dạng Sketch (2D): chọn chức năng Placement

3) Định nghĩa cách kéo dài thể tích: chọn chức năng Options

4) Đặt tên cho feature đang tạo: chọn chức năng Properties

5) Kết thúc lệnh

Placement: Xác định vị trí bắt đầu tạo thể tích (vị trí này chính là mặt phẳng vẽ Sketch) Click Define…và tiến hành vẽ Sketch

Options: Định nghĩa cách kéo dài thể tích

Side 1: Kéo dài thể tích theo hướng thứ nhất

Side 2: Kéo dài thể tích theo hương thứ hai Nếu như ta chọn None thì thể tích chỉ được kéo về một phía của Side 1

Blind: Kéo dài thể theo giá trị được chỉ ra

Symmetric: Kéo dài thể tích đều về 2 phía của tiết diện (Section) với tổng chiều dài của thể tích bằng giá trị được chỉ ra

To Next: Kéo dài thể tích đến mặt đầu tiện tìm thấy, với điều kiện bề mặt đó chứa toàn bộ tiết diện (Section)

Through All: Kéo dài thể tích đến hết chiều dài của một thể tích có trước Through Until: Kéo dài thể tích đến bề mặt được chỉ ra, với điều kiện bề mặt

đó phải chứa toàn bộ tiết diện (Section)

To Selected: Kéo dài thể tích đến bề mặt, plane, plane đi qua một trục, cạnh, điểm được chỉ ra

Lưu ý:

- Lệnh EXTRUDE có thể tạo ra chi dạng Solid hay Surface bằng cách lựa chọn chức năng: Extrude as Solid hay Extrude as Surface

- Lệnh EXTRUDE có thể vừa add thêm thể tích hay Sub đi bớt thể tích Để trừ

di bớt thể tích ta chọn chức năng Remove material Khi chọn chức năng này ta cần chọn thêm hướng vật liệu sẽ bị bỏ đi

- Để đổi chiều tạo thể tích ta có thể dùng chức năng Flip

- Tạo thành mỏng bằng cách sử dụng chức năng Thichness Nhập kích thước thành mỏng và chọn hướng tạo võ mỏng

1.2 Tạo khối với lệnh Revolve

Tạo thể tích bằng cách xoay tiết diện quanh một trục Sau đây là các bước thực hiện lệnh

1) Chọn Insert\Revolve…Hộp thoại Revolve xuất hiện

2) Định nghĩa biên dạng Sketch (2D): Placement\Define…\Chọn mặt phẳng vẽ Sketch\ Sketch\Môi trường vẽ Sketch xuất hiện\Vẽ Sketch

3) Định nghĩa cách tạo thể tích: chọn chức năng Option

4) Đặt tên cho feature đang tạo: chọn chức năng Properties

5) Kết thúc lệnh

Lưu ý:

- Trục quay phải thỏa điều kiện để cho thể tích được tạo ra không được tự cắt nhau

- Để tạo được mô hình Solid thì tiết diện phải kín

1.3 Tạo khối với lệnh Sweep

1.3.1 Sweep

CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

1) Chọn đường dẫn và chọn môi trường sketch

2) Vẽ section sweep

3) Kết quả

1.3.2 Helical Sweep

1 Lệnh Helical Sweep từ menu Sweep

2 References" click "Define "

3 Chọn mặt phẳng vẽ và vẽ chiều dài ren và chọn hướng cắt ren

4 Click "Create or edit sweep section" vẽ biên dạng ren

CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

5 Click bước ren, chiều ren…

4 Nhập khoảng cách giữa hai section và vào môi trường sketch tiếp tục vẽ section thứ hai

CHƯƠNG 1: TẠO KHỐI ĐẶC VỚI LỆNH PROTRUSION SOLID

8 Vẽ section thứ ba

9 Chọn kiểu kết nối giữa các section là đường thẳng

10 Chọn kiểu kết nối giữa các section là một đường cong

11 Kết quả

CHƯƠNG 2: LẮP GHÉP CÁC CHI TIẾT

Assembly là môi trường lắp ráp, cho phép chúng ta tạo ra các cụm chi tiết từ các chi tiết riêng lẽ thông qua các mối lắp

Trình tự lắp một chi tiết

1 Đặt chi tiết vào môi trường ASSEMBLY

2 Xác định sơ bộ các mối lắp cần thực hiện giữa chi tiết mới đặt vào môi trường ASSEMBLY và các chi đã được lắp vào cụm lắp ráp

3 Tiến hành lắp(Hộp thoại Placement)

- b1: Chỉ ra loại ràng buộc của chi tiết với cụm (loại “constraint”)

- b2: Xác định references tương ứng

- Làm lại b1 và b2 đến lúc thông báo “Fully constraint” xuất hiện

2.1 Truy xuất các chi tiết đã thiết kế

Click vào biểu tượng \ Browse tới đối tượng cần chọn

CHƯƠNG 2: LẮP GHÉP CÁC CHI TIẾT

2.2 Tạo sự ràng buộc

- Default: Là loại lắp ráp mà hệ trục toạ độ của chi tiết được đặt vào môi trường Assembly và hệ toạ độ mặc định trong môi trường này trùng nhau Hạn chế 6 bậc tự do, được dùng trong việc lắp ráp chi tiết đầu tiên vào Assembly

- Mate và Align: Là kiểu lắp mà các references được dùng phải giống nhau: plane Hạn chế 3 bậc tự do

plane Insert: Dùng trong việc lắp ráp những bề mặt tròn xoay như: trục với với lỗ, bạc lót với trục, ổ lăn với trục,… loại lắp này hạn chế 4 bậc tự do

- Tangent: Lắp 2 bề mặt tiếp tuyến nhau, ràng buộc này hạn chế 2 bậc tự do

- Coordinate System: Ràng buộc hệ toạ độ của chi tiết trùng với hệ toạ độ của môi trường Assembly Ràng buộc này hạn chế 6 bậc tự do

- Pnt On Line: Lắp điểm nằm trên một trục, một đường hay một curve Điểm này có thể là điểm cuối của một cạnh hay 1 datum curve

- Pnt On Srf: Lắp một điểm trên một bề mặt, mặt này có thể là mặt phẳng, cong hay datum plane

- Edge On Srf: Lắp một cạnh trên một bề mặt, mặt này có thể là mặt phẳng, cong hay datum plane

2.3 Mô phỏng chuyển động phân rã

Các bước thực hiện:

1 View\View Manager

2 Chọn Explode\New\Đăt_tên

3 Chọn properties\Chọn chức năng di chuyển các chi tiết

+ Move with children: di chuyển đối tượng con

+ Explode Lines: đường kết nối giữa các đối tượng

4 Right click lên tên của Explode view\Save

CHƯƠNG 3: XUẤT BẢN VẼ 3.1 Tạo bản vẽ 2D

3.1.1 Tạo khung tên bản vẽ

Bước 1: New\Format\khung tên bản vẽ

Bước 2: Chọn kích cở khung bản vẽ: A0,A1,A2,A3,A4,…

Bước 3: Thiết kế khung tên

- Click Table\Table

- Chọn kiểu tạo bảng\click chuột giữa đề chấp nhận

- Nhập lần lượt khoảng cách giữa các cột\Done

CHƯƠNG 3: XUẤT BẢN VẼ

Bước 4: Tạo text

3.1.2 Đưa các hình chiếu vào bản vẽ

File\new\drawing

Hình 3.1 Các loại hình chiếu trong Creo 3.1.2.1 General

Là hình chiếu cơ sở, hình chiếu này được dùng để tạo ra các hình chiếu khác như: chiếu bằng, chiếu cạnh,…Cách thực hiện:

1) Trang Layout\Model views\ GENERAL

2) Select CENTER POINT for drawing view: Chọn CENTER POINT cho hình chiếu 3) Hộp thoại Drawing view xuất hiện: trong hộp thoại này ta làm các bước như sau:

• View type: chọn hướng nhìn

• Visible area: Chọn cách quan sát hình chiếu

• Scale: chọn tỉ lệ cho hình chiếu

• View Display: cách thể hiện hình chiếu

3.1.2.2 Projection

Hình chiếu vuông góc, cách thực hiện:

1) Trang Layout\Model views\ PROJECTION

2) Chọn View cần tạo hình chiếu vuông góc

3) Select CENTER POINT for drawing view: Chọn CENTER POINT cho hình chiếu 4) Hộp thoại Drawing view xuất hiện: trong hộp thoại này ta làm các bước như sau:

• Visible area: Chọn cách quan sát hình chiếu

• View Display: cách thể hiện hình chiếu

3.1.2.3 Detailed

Tạo hình trích, khi ta muốn phóng to một phần nào đó của chi tiết trong bản vẽ để làm cho người đọc có thể nhìn nhận rõ hơn, cách thực hiện:

1) Trang Layout\Model views\ DETAILED

2) Select center point for detail on an existing view: Chọn tâm cho hình trích trên một Model view

1) Trang Layout\Model views\ AUXILIARY

2) Select edge of or axis through, or datum plane as, front surface on main view: Chọn một cạnh, hay một mặt trên main view để xác định hương nhìn của hình chiếu phụ 3) Select CENTER POINT for drawing view: Chọn CENTER POINT cho hình chiếu 4) Drawing view\Section\Single part surface: Chọn mặt phẳng cần giữ lại

1 Chuyển sang trang annotate\Insert

2 Chọn View cần thể hiện kích thước và trục

3 Click bểu tượng Show model annotations

4 Hộp thoại Show Model Annotations xuất hiện

–List các kích thước trong quá trình tạo hình –List các sai lệch hình dáng trong quá trình tạo hình –List các note

–List các độ nhám bề mặt –List các symbol 3D trong bản vẽ –List các datum

5 Chọn loại annotation cần thể hiện

6 Check các đối tượng muốn thể hiện

3.2.2 Ghi kích thước

Các bước thực hiện:

1 Chọn trang annotate\Insert

2 Click biểu tượng \Hộp thoại ATTACH TYPE xuất hiện

3 Click để chọn cách chọn đối tượng\chỉ ra đối tượng cần ghi kích thước

4 Chọn hướng ghi kích thước

5 Ok

3.3 Gạch mặt cắt

3.3.1 Tạo mặt cắt: Có 2 cách tạo mặt cắt

Mặt cắt phẳng (planar): Cắt vật thể bởi một đường thẳng (hình chiếu của mặt phẳng

theo phương vuông góc)

Mặt cắt bậc (offset): Cắt vật thể bởi một chuỗi các đường thẳng (hình chiếu của các

mặt phẳng theo phương vuông góc) Cách thực hiện:

- Chọn View cần tạo mặt cắt

- R-click\chọn Properties\hộp thoại Drawing view xuất hiện

- Chọn Section\2D cross-section

- Chọn dấu cộng “+”, chọn mặt cắt đã tạo

- Chọn cách thể hiện mặt cắt

- Apply\Ok

3.3.2 Cách thể hiện mặt cắt

1 Mặt cắt toàn phần (Full)

CHƯƠNG 3: XUẤT BẢN VẼ

2 Mặt cắt riêng phần (Local): Thể hiện những phần nhỏ bên trong vật thể như:

lỗ, rãnh, lỗ ren, được thể hiện chung trong hình chiếu cơ bản Cách thực hiện:

- Chỉ ra một điểm trong vùng cần tạo mặt cắt

- Vẽ spline để khoanh vùng cần tạo mặt cắt

3 Hình cắt kết hợp với hình chiếu (Half): Dùng đối với nhữngvật thể đối xứng

qua một trục Phần cắt thường được đặt bên trên hay bên phải trục đối xứng

Các bước thực hiện:

- Chọn mặt cắt và chọn mặt phẳng giới hạn

- Xác định phần giữ lại (chiều mũi tên)

4 Mặt cắt chập: Là mặt cắt chập lên hình chiếu Mặt cắt này sẽ được xoay đi một

góc 90o Ta nên dùng mặt cắt chập này kết hợp với Partial view, để thể hiện vật thể một cách rõ ràng hơn