Báo cáo bài tập lớn môn CAD/CAM: Gia công Con Rùa 3D trên NX 11

Báo cáo bài tập lớn môn CAD/CAM: Gia công Con Rùa 3D trên NX 11 có nội dung gồm 5 chương: chương 1 giới thiệu tổng quan về Unigraphics NX, chương 2 trình bày mô phỏng 3D trên NX, chương 3 sơ lược các bước vẽ 3D máy HAAS CNC 3 trục, chương 4 gia công CNC con rùa, chương 5 các bước ráp máy HAAS đã vẽ vào thư viện- machine tool builder. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài báo cáo.

3 Lê Văn Phước 21202887

4 Hoàng Hữu Nguyên Phương 1413007

5 Hà Nguyễn Thuận Tâm 1413409

M C L C Ụ Ụ

Ch ươ ng 1: Gi i thi u t ng quan v  Unigraphics NX ớ ệ ổ ề

Unigraphics NX được phát tri n b i Siemens PLM Software c a t p đoàn ể ở ủ ậ  Siemen. 

Unigraphics NX6 là m t t ng th  các gi i pháp CAD/CAM/CAE linh ho t, t i  u, đ ng b , ộ ổ ể ả ạ ố ư ồ ộ

m nh m  Giúp các doanh nghi p có th  gi i quy t m i v n đ  khó khăn nh t trong lĩnh ạ ẽ ệ ể ả ế ọ ấ ề ấ

v c CAD/CAM/CAE.ự

Ph c v  thi t k , mô ph ng, l p trình gia công…, cho các ngành công nghi p s n xu t hàng ụ ụ ế ế ỏ ậ ệ ả ấgia d ng và dân d ng (balo, dày dép), máy công c , máy công nghi p, ôtô, xe máy, đóng tàu ụ ụ ụ ệcho t i các các ngành công nghi p hàng không thi t k  máy bay, công ngh p vũ tr ….Nh  ớ ệ ế ế ệ ụ ờvào gi i pháp t ng th , linh ho t và đ ng b  c a mình mà NX đả ổ ể ạ ồ ộ ủ ược các t p đoàn l n trên ậ ớ

th  gi i ( Boeing, Suzuki,ế ớ  nissan, Nasa…) s  d ngử ụ

Đ c bi t   Nh t b n, Đ c, M  và  n Đ  thì Unigraphics NX có th  ph n l n nh t so v i t t ặ ệ ở ậ ả ứ ỹ Ấ ộ ị ầ ớ ấ ớ ấ

c  các ph n m n CAD/CAM khác . V i 51 tri u licensed đã đả ầ ề ớ ệ ược phát hành v i h n 51.000 ớ ơkhách hàng trên toàn th  gi i . NX không ch  đ ng đ u v  m t công ngh  mà còn đ ng đ u ế ớ ỉ ứ ầ ề ặ ệ ứ ầ

v  lề ượng licensed đã được phát hành. Vì v y n m b t t t ph n m n này chúng ta s  có l i ậ ắ ắ ố ầ ề ẽ ợ

th  l n khi mu n làm vi c cho nh ng t p đoàn l n. S  đ u m nh t  các công ty đ n t  M , ế ớ ố ệ ữ ậ ớ ự ầ ạ ừ ế ừ ỹ

Nh t b n vào Vi t Nam nh  hi n nay và trong th i gian t i s  thúc đ y th  ph n c a NX, ậ ả ệ ư ệ ờ ớ ẽ ẩ ị ầ ủcũng nh  s  lư ố ượng các licensing NX phát hành   Vi t Nam tăng m nh trong th i gian t i.ở ệ ạ ờ ớ

2. Shape Studio: là m t b  công c  mô giúp hình hóa b  m t và phân tích b  m t, t o nên các ộ ộ ụ ề ặ ề ặ ạ

ki u dáng, b  m t ph c t p trong công nghi p. K t h p v i b  công cể ề ặ ứ ạ ệ ế ợ ớ ộ ụ  Body Design (thi t k  v  ế ế ỏ

xe h i) và General Packaging (t i  u không gian lái và góc quan sát cho ngơ ố ư ười lái xe h i) t o nên ơ ạ

m t b  công c  thi t k  xe h i tuy t v i.ộ ộ ụ ế ế ơ ệ ờ

3. Sheet Metal bao g m 3 modul: NX Sheet Matal. Earospace Sheet Metal và Forming/Flatting. ồ

Đ u là thi t k  t m nh ng m i mudul l i cho m t úng d ng trong t ng lĩnh v c chuyên bi t:ề ế ế ấ ư ổ ạ ộ ụ ừ ự ệ

4. Assembly: l pắ  ráp, ki m traể

5. Synchronous modeling: B  công c  giúp hi u ch nh, thay đ i kích thộ ụ ệ ỉ ổ ước, k t c u body…ế ấ

12. Mold Wizard: Thi t k  khuôn ép nh a. tích h p b  công c  Mold Zizard bao g m các th  ế ế ự ợ ộ ụ ồ ư

vi n, công c  nâng cao h  tr  thi t kệ ụ ổ ợ ế ế

13. Progressive Die Wizard: Thi t k  khuôn d p, d p liên h pế ế ậ ậ ợ

14 NX Human: T o mô hình c  th  ngạ ơ ể ười, h  tr  mô ph ng xe h i…ỗ ợ ỏ ơ

15. Weld Assistant: công ngh  hàn, h  tr  tính toán thi t k  m i hànệ ổ ợ ế ế ố

16. Ship Design: thi t k  tàuế ế

Ch ươ ng 2: Mô ph ng 3D trên NX ỏ

2.1 Yêu c u đ  bài:ầ ề

V  con rùa trên ph n m n NXẽ ầ ề

Th c hi n trên phôi có kích thự ệ ướt 100×100

Yêu c u sau khi thi t k , có th  gia công đầ ế ế ể ược trên máy CNC 3 tr c.ụ

Hình 2.1 Mô ph ng con rùa b ng NX11.ỏ ằ

2.2 Các b ướ c mô ph ng con Rùa trên ph n m m NX 11: ỏ ầ ề

Bước 1: Tìm hình v  2D hình con rùa. G m 3 hình chi u.ẽ ồ ế

Hình chi u Đ NGế Ứ Hình chi u C NHế Ạ

Hình chi u B NGế Ằ

Bước 3: V  Sketch trên hình chi u B NG c a Con Rùa.ẽ ế Ằ ủ

Dùng l nh Studio spline đ  v  đệ ể ẽ ường vi n con rùa trên hình chi u b ng.ề ế ằ

Dùng l nh Mirror curve đ  t o 2 chân đ i x ng còn l i:ệ ể ạ ố ứ ạ

B ướ c 7:

Menu > Insert > Mesh Surface > Through Curve Mesh

Hình  nh con rùa sau khi t o xong b  m tả ạ ề ặ

Bước 8: T o 1 m t ph ng và Sketch hoa văn mai rùaạ ặ ẳ

Menu > Insert > Derived Curve > Project

  Ch ươ ng 3: S  l ơ ượ c các b ướ c v  3D máy HAAS CNC 3  ẽ

tr c ụ

3.1 V  Chi Ti t: ẽ ế

1 V  bàn máy ẽ

a Bước 1: v  hình chi u (2D)ẽ ế

­ Ch n Sketch, v  hình ch  nh t b ng l nh Rectangle (R) v i kích thọ ẽ ứ ậ ằ ệ ớ ước nh  sauư

Hình 1.1: V  sketch các kích thẽ ước bàn máy

­ Sau đó Finish Sketch trên thanh công c  (nháy chu t ph i ụ ộ ả  ch n Finish Sketch). ọ

b Bước 2: D ng kh i (3D), dung l nh ự ố ệ Extrude (X)

­ Ch n hình chi u v a m i v  (b m phím t t X ọ ế ừ ớ ẽ ấ ắ  nh p chi u cao nh  hình ậ ề ư  Apply  OK)

c Bước 3: v  rãnh ch  T b ng l nh ẽ ữ ằ ệ Extrude (X)

­ V  hình d ng rãnh ch  T v i kích thẽ ạ ữ ớ ước nh  hìnhư

­ B m phím t t ấ ắ X trên bàn phím, ch n m t ph ng c n Extrudeọ ặ ẳ ầ

­ Sau đó ch n l nh ọ ệ Quick Trim (T) ch n nh ng đ ng c n xóaọ ữ ườ ầ

­ B m phím ấ X trên bàn phím, h p tho i ộ ạ Extrude xu t hi nấ ệ

­ Ở ụ m c Boolean ch n ọ Subtract

­ Ch n Apply ọ  OK

Hình 1.2: Thay đ i thông s  trên b ng Extrude.ổ ố ả

Hình 2.2 Dùng l nh Mirror.ệ

­ s  d ng l nh Extrude (X) đ  t o kh iử ụ ệ ể ạ ố

Hình 2.3  nh 3D Đ u máy hoàn ch nh.Ả ầ ỉ

3.2 L p ráp chi ti t:  ắ ế

**By Consform : Touch: giao nhau

Align: song song nhau

Infer Center/Axis: đ ng tâm.ồCác chi ti t còn l i l p l p theo th  t  file.ế ạ ắ ắ ứ ự

5 Tương t  v i các chi ti t khác ta s  đự ớ ế ẽ ược b ng nh  sauả ư

Hình 8 K t qu  khi Link các chi ti t chuy n đ ng.ế ả ế ể ộ

6 Nh n Joint đ  ch n ki u chuy n đ ng do chi ti t đ u không chuy n đ ng mà có chi ti t ấ ể ọ ể ể ộ ế ầ ể ộ ế

trượt trên nó nên ta ch n Fixed (C  đ nh)ọ ố ị

Hình 9 ch n Fixed đ  c  đ nh v  trí chi ti t.ọ ể ố ị ị ế

7 Chi ti t th  hai ta ch n slide(Trế ứ ọ ượt)

Hình 10 Ch n lo i chuy n đ ng.ọ ạ ể ộ

8 M c Driver Ch n Articulation r i nh n Okụ ọ ồ ầ

Ch ươ ng 4: Gia Công CNC Con Rùa.

1 T o dao di n:ạ ệ

Ch n ọ Application, nh p chu t trái vào ấ ộ Manufactoring

T i đây, ta c n quan tâm các tinh ch nh sau ạ ầ ỉ Creat Tool, Creat Geometry, Creat Method và Creat Operation:

a) Creat Tool: 

b) Creat Geometry: 

c) Creat Method: 

d) Creat Operation: 

2 Ch n g c t a đ  và workpieceọ ố ọ ộ

a) Ch n g c t a đ  Geometry  ọ ố ọ ộ  

B1: Ch n g c t a đ  g m ch n ọ ố ọ ộ ồ ọ type là mill_contour vì CNC theo 3 tr c. r i đ t tên cho h  t a ụ ồ ặ ệ ọ

đ    m c ộ ở ụ Name 

B2: H p ộ MSC hi n ra, ta c n đi u ch nh g c t a đ  sao cho phù h p, ho c là đ t t i g c phôi, ệ ầ ề ỉ ố ọ ộ ợ ặ ặ ạ ố

B2: H p tho i ộ ạ Workpiece hi n ra, ta c n quan tâm, hi u ch nh 2 m c ệ ầ ệ ỉ ụ Specify Part và Blank

B3: Ch n ọ Part, t c ch n đ i t ng gia côngứ ọ ố ượ

B4: Ch n ọ Blank, t c ch n phôiứ ọ

B5: Ch n V t li u làm phôiọ ậ ệ

3 Ch n dao, Creat Toolọ

a) Nh p vào   ấ  Creat      Tool   

b) Tinh ch nh trên h p tho i   ỉ ộ ạ Creat      Tool   

c) Nh p   ấ  OK    và thay đ i thông s  dao  ổ ố  

d) N u c n ch nh s a thông s  dao đã t o, b n có th  vào ế ầ ỉ ử ố ạ ạ ể Machine Tool View và nh p chu t ấ ộ

ph i vào dao, r i ch n ả ồ ọ Edit

4 Ch n Method, phọ ương pháp gia công

a) Nh p chu t trái vào ấ ộ Creat Method, và quan sát các ph ng pháp gia công đã t o t i ươ ạ ạ

Machining Method View

b) H p tho i ộ ạ Create Method xu t hi n. Ch n ấ ệ ọ Method Subtype, thay đ i ổ Location r i nh p ồ ấOK

5 Create Operation, ch n chọ ương trình gia công

a) Phay thô

+ Cavity Milling:  được dùng trong phay thô bao g m gia công m t và các đồ ặ ường bao hình h c. Có nhi u  u đi m :ọ ề ư ể

T  đ ng tính toán và t i  u các l p c t.ự ộ ố ư ớ ắ

D  dàng thay đ i lễ ổ ượng xu ng dao cho t ng l p c t khác nhauố ừ ớ ắ

Đa d ng các phạ ương án ch y daoạ + Plunge Milling: gia công thô nh  Cavity Milling nh ng khác   ch  sau khi c t h t 1 ư ư ở ỗ ắ ế

l p thì dao c m th ng xu ng ( thớ ắ ẳ ố ường dùng đ  phay nh a)ể ự+ Corner rough: dùng đ  phay thô các góc có bán kính l nể ớ

Ch n ch  đ  c t ọ ế ộ ắ Cavity Mill, vì đ  phay phá v i l ng l n phôi.ể ớ ượ ớ

Các bước ti n hành:ế

B1: Operation Subtype, ch n lo i gia công sao cho phù h p v i vi c phay Thôọ ạ ợ ớ ệ

B2: Đi u ch nh m c ề ỉ ụ Cut Level

B3: Đi u ch nh ề ỉ Cutting Parameters, ch  đ  ti n daoế ộ ế

B4: Đi u ch nh ề ỉ Strategy (Chi n l c ch y dao) trong ế ượ ạ Cutting Parameters

B6: Đi u ch nh ề ỉ Corner ( Chuy n gi a các l p c t) trong ể ữ ớ ắ Cutting Parameters

B7: Đi u ch nh ề ỉ Feeds and Speeds ( T c đ  tr c chính và l ng ti n dao)ố ộ ụ ượ ế

B8:  Nh p ấ Generate đ  mô ph ng đ ng ch y dao, r i nh p ể ỏ ườ ạ ồ ấ OK

K T QU :Ế Ả

b) Phay bán tinh   

ch n ch  đ : ch n ọ ế ộ ọ Fixed­Contour vì kh  năng phân b  đi m, đa d ng ph ng án đi u khi n, ả ố ể ạ ươ ề ểgiúp nâng cao ch t lấ ượng b  m t.ề ặ

B1: Ch n ọ Fixed­contour và hi u ch nh theo ph ng pháp phay Bán Tinhệ ỉ ươ

B2: Thay đ i 1 vài thông s  chính, còn l i, gi ng cách thay đ i thông s  c a ổ ố ạ ố ổ ố ủ Cavity Mill

k t qu :ế ả

c) Phay tinh

ch n ch  đ : ch n ọ ế ộ ọ Zlevel vì kh  năng phay Tinh trên các b  m t d c, VD nh  mai rùa.ả ề ặ ố ư

B1: Ch n ọ Zlevle Profile, thay đ i thông s  theo pp phay Tinhổ ố

B2: Thay đ i thông s  chính, còn l i cách tinh ch nh nh  các pp khác.ổ ố ạ ỉ ư

K t qu :ế ả

6 Xu t file NCấ

a) Nh p vào ấ Workpiece, r i ch n ồ ọ Post Process

b) Ch n ọ Mill_3_Axis

c) Save file information d i d ng ướ ạ txt

d) File .txt thu đ cượ

7 S n ph m hoàn thi n:ả ẩ ệ

Ch ươ ng 5 Các b ướ c ráp máy HAAS đã v  vào th ẽ ư  

vi n­ machine tool builder ệ

5.1 Cách làm c a machine tool builder  ủ

Bước 1: Vào File  ch n All Applications ọ  Ch n Machine tool builder.ọ

Bước 2: B m vào bi u tấ ể ượng     thanh công c , B m ch n ph i vào  NO_NAME(s a thành ở ụ ấ ọ ả ửtên máy)  ch n Insert ọ  Ch n machine Base  Component. ọ

Bước 3:   h p th  tho i Create Machine Component,   m c Geometry Ở ộ ư ạ ở ụ  ch n chi ti t không ọ ếchuy n đ ng và ch n t a đ  góc c a chi ti t ể ộ ọ ọ ộ ủ ế  Ok

Bước 4:   m c MACHINE _BASEỞ ụ  chu t ph i ch n Insert ộ ả ọ  ch n Machine ọ

ComponentĐ t tên chi ti t là Z,  ch n nh ng chi ti t chuy n đ ng và góc t a đặ ế ọ ư ế ể ộ ọ ộ OK

Bước 5: Chu t ph i vào Z ộ ả  ch n Insert ọ  Axis Đ t tên và chi u chuy n đ ng c a đ ng c aặ ề ể ộ ủ ộ ủ  chi ti t ế  OK

Bước 6: Chu t ph i vào Zộ ả  ch n Insert ọ  Ch n Machine Component ọ  Đ t tên chi ti t là S, ặ ế

Ch n chi ti t quay theo tr c Z và góc t a đ , ch n Tool Mount (  m c Classify Junction) ọ ế ụ ọ ộ ọ ở ụ  OK

Bước 7: Nh n chu t Ph i vào Sấ ộ ả  ch n Insert ọ  Axis  Đ t S, chi u quay c a chi ti t theo ặ ề ủ ếchi u Z + và ch n Spindle (  m c Axis Type), chuy n các thông s  còn l i ề ọ ở ụ ể ố ạ  OK.

Bước  8: Nh n chu t ph i vào MACHINE_BASE  ấ ộ ả  ch n Insert ọ  Machine Component.   Ở

h p th  tho i Create Machine Componentộ ư ạ  Đ t tên Y, ch n chi t đ ng yên nh ng chuy n đ ng ặ ọ ế ứ ư ể ộtheo c a tr c X và Y và góc t a   tâm b  m t c a chi ti t ủ ụ ọ ở ề ặ ủ ế  OK

Bước 9: làm nh  bư ước Bước 4 và Bước 5 cho hai tr c Y,X.ụ

Bước 10: Nh n chu t ph i vào Xấ ộ ả  ch n Insertọ  Machine component.   h p th  tho i Create Ở ộ ư ạMachine Component, NEW_NAME thành SET UP, ch n góc t a đ  ọ ọ ộ  OK

Trong SET_UP t o thêm 3 ph n n a có tên là PART, BLANK, FIXTURE và ch n cùng m t góc ạ ầ ữ ọ ộ

t a đ ọ ộ

Bước 11: Nh n chu t ph i vào HASS_VF5 ấ ộ ả  Ch n Define Kinematic Chains. Trong h p th  ọ ộ ưtho i Define Kinematic Chains, ch n SET_UP   m c Part End ạ ọ ở ụ  OK. 

L u ý: mu n tra l i chuy n đ ng thì m  h p th  tho i Preview Motion và nh n vào bi u tư ố ạ ể ộ ở ợ ư ạ ấ ể ượng Show Machine Axis Positions

Bước 12: L u file và copy vào th  vi n c a NXư ư ệ ủ

5.2 Các b ướ ư c l u file vào th  vi n c a NX ư ệ ủ

Bước 1: M  Computer ­ở  vào th  m c installed_machines (C:\Program Files\Siemens\NX ư ụ11.0\MACH\resource\library\machine\installed_machines). 

Bước 2: Vào m t th  m c v  máy CNC 3 tr c. Coppy 3 th  m c cse­driver, graphics, ộ ư ụ ề ụ ư ụ

postprocessor và 1 m t file [tên th  m c]_tnc_mm. ộ ư ụ

Bước 3:   th  m c installed_machines, t o m t th  m c m i và đ i tên thành tên máy (Ở ư ụ ạ ộ ư ụ ớ ổ

Hass_vf5) và Paste 4 file m i coppy vào.ớ

Bước 4: Vào m c  th  m c graphics, xóa h t file, và coppy file máy c a mình vào.ụ ư ụ ế ủ

Bước 5: M  file [tên th  m c]_tnc­mm. S a l i: ở ư ụ ử ạ

MILL_3_AXIS,$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\postprocessor\heidenhainTNC\sim01_mill_3ax_tnc_mm.tcl,$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\postprocessor\heidenhainTNC\sim01_mill_3ax_tnc_mm.def

CSE_FILES, $

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\cse_driver\heidenhainTNC\sim01_mill_3ax_tnc.MCF  MILL_3_AXIS,$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}HASS_VF5\postprocessor\heidenhainTNC\sim02_mill_3ax_tnc_mm.tcl,$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}HASS_VF5\postprocessor\heidenhainTNC\sim02_mill_3ax_tnc_mm.def

CSE_FILES, $

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}HASS_VF5\cse_driver\heidenhainTNC\HASS_VF5.MCF

Bước 6: Save as và đ t tên máy là HASS_VF5.ặ

Bước 7:   m c Ascii, m  file machine_database. Copy: Ở ụ ở

DATA|sim01_mill_3ax_tnc|MDM0101|3­Ax_Mill_Vertical|HeidenhainTNC|Example|$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\sim01_mill_3ax_tnc.dat|1.000000|$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\graphics\sim01_mill_3a

x và s a l i thành DATA|HASS_VF5|MDM0101|3­Ax_Mill_Horizontal|HeidenhainTNC|Example|$ử ạ{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim02_mill_3ax\sim02_mill_3ax_tnc.dat

|1.000000|$

{UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}HASS_VF5\graphics\HASS_VF5 

Bước 8: Save l i file.ạ

5.3 M  m t ch ở ộ ươ ng trình gia công và g n máy vào ch y  ắ ạ

Bước 1: m  m c machine tool view, nh n chu t ph i vào tên máyở ụ ấ ộ ả  ch n Edit. Hi n ra h p th  ọ ệ ộ ưtho i Example, tên máyạ  ch n vào bi u tọ ể ượng   m c Retrieve Machine from Library.ở ụ

Bước 2:   h p th  tho i Library  Class Selection ở ộ ư ạ  ch n MILLọ  ch n tên máy m i g n vào ọ ớ ắ(HASS_VF5)  OK. Hi n ra h p th  tho i Part Mounting.ệ ợ ư ạ

Bước 3: Trong h p th  tho i Part Mounting ợ ư ạ  ch n chi ti t c n gia công ọ ế ầ  OK  OK

L u ý:ư  xem  mô ph ng chuy n đ ng c a máy khi gia công chi ti t   h p th  tho i Simulation ỏ ể ộ ủ ế ở ộ ư ạControl Panel.