Đồ án CADCAMCNC: Thiết kế khuôn đúc phanh (bao gồm bản vẽ cad + bản vẽ 3D)

Đồ án CADCAMCNC: Đề tài thiết kế khuôn đúc phanhTài liệu bao gồm thuyết minh, bản vẽ 2D, bản vẽ 3D, bản vẽ quy trình công nghệSử dụng phần mềm Creo 5.0 để tiến hành phác thảo bản vẽ 3D cho chi tiết.Bản vẽ 2D và bản vẽ quy trình công nghệ được thiết kế trên phần mềm Autocad 2018 Zalo: 0705577771

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG I: MÁY CNC 3

1.1 Giới thiệu chung 3

1.1.1 Khái niệm 3

1.1.2 Các thành phần cơ bản của máy CNC 3

1.1.3 Phân loại 5

1.1.4 Ưu, nhược điểm 6

1.2 Máy tiện CNC 7

1.2.1 Khái niệm 8

1.2.2 Cấu tạo máy tiện CNC 8

1.2.3 Cấu tạo các trục 9

1.2.4 Hệ thống gá dao 9

1.2.5 Hệ thống chi tiết gia công và vận chuyển phôi 10

1.2.6 Đặc điểm của từng loại máy tiện theo kích cỡ 11

1.2.7 Phân loại theo mục đích sử dụng 11

1.2.8 Nguyên lý làm việc của máy tiện CNC 13

1.2.9 Ưu điểm 13

1.3 Máy phay CNC 14

1.3.1 Khái niệm 14

1.3.2 Phân loại 14

1.3.3 Cấu tạo máy phay CNC 16

1.3.4 Nguyên lý làm việc của máy phay CNC 18

1.3.5 Ưu điểm và ứng dụng của máy phay CNC 18

CHƯƠNG II: BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC 20

2.1 Bộ xử lý trung tâm 22

2.2 Bộ điều khiển Servo 24

2.3 Bảng điều khiển vận hành 25

2.4 Bảng điều khiển máy 25

2.5 Bộ điều khiển logic lập trình PLC 26

2.5.1 Bộ nhớ 27

2.5.2 Giao tiếp đầu vào/ đầu ra 28

2.5.3 Điều khiển cho trục máy công cụ và trục chính 28

2.6 Nội suy 29

2.6.1 Tổng quan 29

2.6.2 Nội suy bằng phần cứng 31

2.6.3 Nội suy bằng phần mềm 32

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ GIA CÔNG 34

3.1 Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm cần gia công 34

3.1.1 Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm khuôn đúc 34

3.2 Thiết kế khuôn đúc bằng phần mềm CAD/CAM 36

3.2.1 Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM 36

3.2.2 Phần mềm Creo Parametric 36

3.3 Quá trình thiết kế chi tiết 38

3.2 Thiết kế quy trình chế tạo chi tiết 50

3.2.1 Vật liệu chế tạo phôi 50

3.2.2 Tính khối lượng chi tiết 50

3.3 Lựa chọn máy phay và trình bày một số tính năng chính của máy phay 51

3.4 Xác định các nguyên công, bước công nghệ trong từng nguyên công 52

3.4.1 Thiết kế quy trình công nghệ 55

CHƯƠNG IV : LẬP TRÌNH GIA CÔNG CHI TIẾT 86

4.1 Phân tích lập trình gia công 86

4.2 Tạo chi tiết 86

4.3 Tiến hành mô phỏng nguyên công I 93

4.4 Tiến hành mô phỏng nguyên công II 100

4.5 Mô phỏng các bước gia công 117

4.6 Xuất chương trình gia công 123

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

2

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật hiện đại trên thế giới, thì nước ta cũng từng bước đẩy mạnh công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước Vấn đề này đặt ra cho nền công nghiệp nước ta những yêu cầu bức thiết về việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào tất cả các lĩnh vực trong đời sống xã hội, đặc biệt là ngành cơ khí Để đáp ứng những nhu cầu thực tiễn đặt ra, ngành cơ khí đã từng bước

cơ khí hoá, tự động hoá trong các khâu từ thiết kế sản phẩm, chế tạo sản phẩm đến khâu tiêu thụ sản phẩm trên thị trường Một trong những ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật hiện đại vào sản xuất đó là công nghệ CAD/CAM, trong quá trình thiết kế khuôn mẫu và quy trình công nghệ gia công trên máy CNC.Để đáp ứng được nhu cầu đó thì môn học CAD/CAM/CNC đã được đưa vào giảng dạy ở khoa Cơ Khí Nhằm mục đích giúp sinh viên tiếp cận sâu hơn về việc ứng dụng những tiến bộ của

kỹ thuật trong thiết kế khuôn mẫu, quy trình gia công cơ khí, chế tạo chi tiết bằng sự

hỗ trợ của máy tính, nhằm giảm thời gian sản xuất, tăng năng suất, tăng chất lượng sản phẩm, giảm giá thành sản phẩm.

Công nghệ CAD/CAM có thể sử dụng các phần mềm trên máy tính như Pro/Engineer, Creo, MasterCam, Solidworks…

Để đáp ứng những yêu cầu đặt ra của môn học và đồ án này, em sẽ hoàn thành đề

tài “Thiết kế quy trình gia công chi tiết ” với phần mềm CREO 5.0.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong bộ môn Thiết kế máy đã tận tình giúp đỡ chúng em trong thời gian qua, đặc biệt cũng muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc

đến thầy giáo hướng dẫn Đỗ Lê Hưng Toàn đã tận tình giúp đỡ chúng em trong

suốt quá trình thực hiện đồ án này.

CHƯƠNG I: MÁY CNC

1.1 Giới thiệu chung

1.1.1 Khái niệm

CNC – viết tắt của Computer Numerical Control (điều khiển bằng máy tính) – đề

cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất (cótính lặp lại) các bộ phận cơ khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách sử dụngcác chương trình viết bằng ký hiệu chuyên biệt theo tiêu chuẩn EIA-274-D, thườnggọi là mã G CNC được phát triển cuối thập niên 1940 đầu thập niên 1950 ở phòng thínghiệm Servomechanism của trường MIT

1.1.2 Các thành phần cơ bản của máy CNC

 Chương trình điều khiển

 Hệ thống điều khiển

 Máy công cụ

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

4

1.1.2.1 Chương trình điều khiển

Là tập hợp những câu lệnh điều khiển máy phải làm gì Các câu lệnh được mã hóa

ở dạng số và kí hiệu để máy có thể nhận dạng được, ví dụ chương trình gia công dướiđây

1.1.2.2 Hệ thống điều khiển

Là thành phần thứ 2 của hệ thống điều khiển số Bao gồm các bo mạch điện tử vàphần cứng có thể đọc và biên dịch chương trình điều khiển và truyền đến máy côngcụ

Các phần tử cơ bản của hệ thống điều khiển:

Hình 1.2

1.1.3 Phân loại

Theo các loại máy

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

6

Có thể chia thành các loại máy khoan, máy phay, máy tiện,… và các trung tâm giacông CNC Các trung tâm có khả năng thực hiện gia công nhiều loại bề mặt và sửdụng nhiều loại dụng cụ khác nhau.

Máy tiện CNC Hình 1.3

Phân chia theo hệ điều khiển:

 Các máy điều khiển điểm tới điểm VD: Máy khoan, khoét, hàn điểm, máyđột…

 Các máy điều khiển đoạn thẳng, các máy có khả năng gia công trong quá trìnhthực hiện chuyển theo các trục

 Máy điều khiển đường, bao gồm các máy: Máy 2D, máy 3D, điều khiển 4D,5D

1.1.4 Ưu, nhược điểm

So với các máy điều khiển công cụ bằng tay, sản phẩm từ máy CNC không phụthuộc vào tay nghề của người điều khiển, mà phụ thuộc nội dung và chương trình lậptrình được đưa vào máy Người điều khiển chỉ chủ yếu theo dõi kiểm tra các chứcnăng hoạt động của máy

Sử dụng máy móc vào gia công và chế tác đem lại độ chính xác cao vượt trội so với

nữa, tốc độ cắt và hiệu quả cao hơn thấy rõ Nhờ cấu trúc cơ khí bền chắc của máy,những vật liệu hiện đại như kim loại cứng hay oxit có thể sử dụng tốt hơn.

Điểm cộng lớn cho máy CNC là thời gian gia công ngắn hơn, linh hoạt hơn tronglập trình, tiết kiệm thời gian điều chỉnh máy và đạt tính kinh tế cao trong việc giacông hàng loạt các sản phẩm nhỏ Máy tiêu hao do kiểm tra ít, giá thành đo kiểm tragiảm, thời gian hiểu chỉnh máy nhỏ và tiện lợi trong việc gia công hàng loạt

Máy CNC có những nhược điểm như giá thành chế tạo máy cao hơn Quy trình bảodưỡng và giá thành bảo dưỡng, sửa chữa máy do vậy cũng cao hơn bình thường Vì

sử dụng máy tính lập trình, nên đòi hỏi người đứng máy phải có tay nghề cao và nắm

rõ cách vận hành cũng như hoạt động, điều chỉnh máy

Dù vậy, sử dụng máy CNC trong gia công và chế tác vẫn đem lại những ưu điểmvượt trội trong sản xuất đại trà với khả năng hoạt động hiệu quả, tiết kiệm thời gian,nhân lực và giảm giá thành sản xuất

1.2 Máy tiện CNC

Hình 1.4

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

8

1.2.1 Khái niệm

Máy tiện CNC nằm trong hệ thống máy gia công cơ khí Dùng để chỉ những hệthống máy tiện cơ khí được điều khiển, lập trình bằng máy tính, điều này giúp nhữngthao tác trên vật dụng gia công được điều khiển một cách chính xác Cấu tạo của máytiện CNC cũng giống như những máy tiện thông thường chủ yếu được dùng để chếtạo các chi tiết tròn xoay

Người ta thường chia làm 2 loại: máy tiện CNC gỗ và tiện CNC kim loại

1.2.2 Cấu tạo máy tiện CNC

Ưu thế của máy tiện CNC so với máy tiện truyền thống là có tích hợp hệ thống điềukhiển số Máy được thiết kế gồm 2 trục chính và hai đầu rơ-vôn-ve có thể thực hiệngia công đồng thời 2 dao để gia công cùng lúc hai chi tiết với 2 chương trình khácnhau Ngoài ra, máy còn có hệ thống tự động kẹp và tháo chi tiết làm cho các trungtâm tiện CNC trở nên rất linh hoạt hơn

Hình 1.5

 Trục X: vuông góc với trục Z; đây là trục cho chuyển động ngang của bàn trục.

 Trục C: trục có chuyển động quay quanh trục Z, có tác dụng xác định vị tríhướng trục cho công việc gia công tiếp theo

Hình 1.6

1.2.4 Hệ thống gá dao

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

10

1.2.5 Hệ thống chi tiết gia công và vận chuyển phôi

Hệ thống vận chuyển phôi và chi tiết được phát triển cho các máy tiện CNC Những hệ thống vận chuyển phôi và chi tiết gia công phổ biến nhất là:

 Có ổ tích phôi, nạp phôi trực tiếp vào máy

 Một robot chuyển phôi vào máy từ một ổ tích phôi hoặc băng chuyền

 Dàn cần cẩu kiểu cổng với tay robot chuyền phôi vào máy từ băng chuyền hoặc

ổ tích phôi

Hình 1.8

1.2.6 Đặc điểm của từng loại máy tiện theo kích cỡ

(mm)

Lỗ trục chính (mm)

Công suất động cơ trục chính

(mm)

Số trục

Số dao lớn nhất

Hệ thống vận chuyền phôi

robotTrun

1.2.7 Phân loại theo mục đích sử dụng

Thông thường chúng được phân loại như sau:

 Máy tiện CNC mini: Dùng trong giảng dạy tại các trường dạy cơ khí (máy tiệnCNC 2 trục)

 Máy trung bình: Dùng ở các cơ sở gia công vừa và nhỏ (máy tiện CNC 3 trục)

 Máy cỡ lớn : Dùng cho các công ty gia công lớn chuyên gia công các chi tiếtphức tạp đòi hỏi độ chính xác cao (máy tiện CNC 4 trục trở lên)

Như ở bảng trên ta có thể thấy đặc điểm của máy, công suất, số lần chạy dao cũngthay đổi dựa theo quy mô của máy

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

12

Hình 1.9 Máy tiện CNC vạn năng công suất cao

Hình 1.10 Máy tiện CNC mini để bàn

Hình 1.11 Máy tiện đưa phôi tự động

1.2.8 Nguyên lý làm việc của máy tiện CNC

Nguyên lý hoạt động của máy tiện CNC cũng giống như máy CNC thông thường:gồm 1 bàn gá để kẹp phôi vật liệu, một trục chính quay tốc độ cao có gắn đầu cắt đểcắt sản phẩm Trục chính sẽ di chuyển theo chiều Z lên xuống, bàn máy giữ sản phẩm

di chuyển theo trục X, kết hợp với trục Z đưa lưỡi cắt đến tất cả các bề mặt của sảnphẩm

Máy tiện CNC hoạt động giống như một robot, cần được cung cấp các tín hiệu màmáy có thể hiểu và thực thi Đầu tiên cần có một bản thiết kế CAD 2D hoặc 3D, sau

đó lập trình viên lập trình bằng phần mềm CAM, phần mềm này sẽ tạo ra các đườngdẫn công cụ cho mô hình 3D hoặc 2D

Sau khi lập trình viên hoàn thành công việc lập trình của mình, chương trình đượcđưa vào bộ xử lý sẽ biến chương trình CAM thành mã G-Code mà máy có thể đọc

Mã G-Code được tải lên máy tiện CNC cùng với tất cả các công cụ cắt gọt cần thiếtnhư dao phay ngón, dao lăn ren, mũi khoan, Sau đó, máy sẽ được đưa vào chế độ tựđộng và khởi động chương trình, điều khiển tất cả các tính năng của máy như dichuyển, tốc độ tiến dao, tốc độ trục chính, công cụ cắt, để gia công chi tiết Việc cònlại của người đứng máy là theo dõi quá trình vận hành nhằm đảm bảo mọi thứ đều điđúng với lập trình và xử lí khi có sự cố xảy ra

1.2.9 Ưu điểm

Gia công những biên dạng phức tạp: Máy CNC là thiết bị duy nhất có thể gia công

chính xác và nhanh những chi tiết phức tạp về mẫu mã như các bề mặt ba chiều códạng uốn lượn…

Mang lại hiệu quả kinh tế kĩ thuật cao:

 Tăng tuổi thọ dao nhờ khả năng cắt tối ưu Tiết kiệm được dụng cụ cắt gọt, đồ

gá và các phụ tùng khác

 Tối thiểu phế phẩm

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

14

 Giảm chi phí thuê lao động bởi vì không cần yêu cầu kĩ năng nghề nghiệpnhưng năng suất gia công lại cao hơn

 Có thế sử dụng lại chương trình gia công

 Giảm thiếu thời gian sản xuất một cách đáng kể

 Máy được sử dụng nhiều giờ hơn nhờ vào việc giảm thời gian dừng máy, kiểmtra máy như trước kia vì máy CNC sản xuất chi tiết chất lượng cao và rất đảmbảo

 Có khả năng thay đổi nhanh chóng gia công từ loại chi tiết này sang chi tiếtkhác với thời gian tối thiểu cho khâu chuẩn bị

1.3 Máy phay CNC

1.3.1 Khái niệm

Máy phay CNC là một loại máy móc gia công cơ khí thông dụng tại các côngxưởng, từ quy mô nhỏ đến quy mô lớn trên toàn quốc, nó được áp dụng công nghệhiện đại CNC (Computer Numerical Control) – điều khiển tự động bằng máy tínhthông minh

1.3.2 Phân loại

Trên thị trường hiện nay cũng có nhiều loại máy phay CNC khác nhau với nhữnghình dáng, kiếu mẫu và chức năng khác nhau Nhìn chung, các loại máy phay CNCthường được chia thành 3 nhóm chính với cấu tạo và thiết kế khác nhau:

1 Theo số trục

Có loại máy 2 trục, 3 trục hoặc có thể là nhiều hơn

2 Theo hướng đi của trục

 Trục chính của máy phay chuyển động lên xuống thì gọi là máy phayđứng

 Trục chính của máy phay chuyển động ra vào thì gọi là máy phayngang

3 Máy phay có bộ thay dao hoặc không có.

Công nghệ ngày càng phát triển nên ngày càng có nhiều phát minh, chế tạo đượcnhiều loại máy phay CNC khác nhau với sự linh hoạt và các tính năng vượt trội hơnnhắm tới sự hỗ trợ cho công việc

Hình 1.12: Máy phay CNC 3 trục

Hình 1.13: Máy phay CNC đứng

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

16

Hình 1.14: Máy phay CNC ngang

1.3.3 Cấu tạo máy phay CNC

1 Bộ phận thay dao tự động (ATC)

Đây là điều quan trọng để ATC thay đổi dụng cụ trong phạm vi trục chínhcàng nhanh càng tốt Bằng sự thích ứng của quá trình điều khiển và động cơ,ATC sẽ đưa dao ra khỏi trục chính một cách chính xác Một hệ thống ATC tốt

có khả năng làm giảm thời gian dừng opmáy và làm tăng năng suất

2 Động cơ /Bộ điều khiển /Encorder

Để có thể phay những bề mặt phức tạp thì sẽ yêu cầu những thành phầnchuyển động khác nhau, khi đó cần có sự đồng bộ giữa động cơ và hệ thốngđiều khiển và cách tốt nhất để đạt được điều này là đảm bảo nhà cung cấp máykhông sử dụng bất kì một thành phần nào ở bên ngoài Tất cả chúng phải đượcthiết kế và xây dựng từ những bảng điều khiển điên tử, động cơ điện, và quantrọng là hệ thống Encorder cung cấp phản hồi cho quá trình điều khiển Hệthống truyền tín hiệu tối tân cho phép máy phân phối để cắt gọt kim loại với tốc

độ cao nhất theo sự định vị, khả năng định vị nằm trong phạm vi một vàimicromet so với yêu cầu

3 Vỏ máy

Khi đế máy là nền tảng của một máy trung tâm, nó cần nặng hơn, chắc chắnhơn và tốt hơn Giá của nó có thể cao hơn, nhưng sự chịu lực và độ bền sẽ làmgiảm rung động Quá trình rung động sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác gia công.Với một máy có kết cấu vỏ vững chắc, nó sẽ hấp thụ những dao động này, đảmbảo máy sẽ thực hiện với công suất và độ chính xác cao nhất

4 Hệ điều khiển

Hệ điều khiển là thành phần trung tâm của máy công cụ Nó điều khiển quátrình chuyển động, vị trí của các thành phần chuyển động trên máy, sao cho đạtđược chính xác tối ưu thời gian cắt, tốc độ và chiều sâu cắt cần thiết Sự kếthợp của dòng điện và hệ thống kĩ thuật sẽ đưa ra sự điều khiển toàn diện từnguồn cung cấp, thực hiện gia công chi tiết từ dữ liệu CAD nhanh chóng, dễdàng với độ chính xác được nâng cao và kết thúc quá trình gia công với chi phínhỏ nhất

5 Bàn xe dao

Các nhà cung cấp máy công cụ phải tạo ra một bàn xe dao phù hợp với mỗimáy và có lợi nhất về mặt công suất cũng như thuận lợi cho việc cắt gọt kimloại mà không ảnh hưởng đến độ chính xác khi gia công Độ cứng vững củabàn xe dao sẽ làm cho công suất của quá trình cắt kim loại đươc được tăng lên.Những nhà chế tạo thiết kế các bàn xe dao cho phép chúng chỉ điều khiển đàidao và chức năng pha

6 Trục chính

Trục chính là thành phần có tính quyết định nhất trong máy công cụ Một trục

ổn định sẽ hợp nhất với sự điều khiển của động cơ – quyết định độ cứng vững

hệ thống, hệ thống bôi trơn và nguồn điện cung cấp, đảm bảo độ chính xác và

có thể đoán trước được năng suất của máy Như vậy, quá trình thiết kế trục vàtối ưu tốc độ quay của trục chính sẽ mang lại quá trình cắt gọt được tốt nhất và

độ chính xác cao nhất cho máy

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

18

7 Nguồn

Chắc chắn rằng các hãng cung cấp thiết kế, chế tạo và xây dựng nên tất cảcác thành phần của máy công cụ để hệ thống trong máy có thể phối hợp vớinhau được tốt hơn Bằng cách sử dụng một nguồn bạn có thể chắc chắn quátrình giao tiếp sẽ chính xác giữa bộ điều khiển và động cơ và sự tự điều chỉnhcủa các thành phần trong hệ thống

1.3.4 Nguyên lý làm việc của máy phay CNC

Nguyên lý hoạt động của máy phay CNC cũng giống như máy CNC thông thường:gồm 1 bàn gá để kẹp phôi vật liệu, một trục chính quay tốc độ cao có gắn đầu cắt đểcắt sản phẩm Trục chính sẽ di chuyển theo chiều Z lên xuống, bàn máy giữ sản phẩm

di chuyển theo trục X, Y kết hợp với trục Z đưa lưỡi cắt đến tất cả các bề mặt của sảnphẩm

Máy phay CNC hoạt động giống như một robot, cần được cung cấp các tín hiệu màmáy có thể hiểu và thực thi Đầu tiên cần có một bản thiết kế CAD 2D hoặc 3D, sau

đó lập trình viên lập trình bằng phần mềm CAM, phần mềm này sẽ tạo ra các đườngdẫn công cụ cho mô hình 3D hoặc 2D

Sau khi lập trình viên hoàn thành công việc lập trình của mình, chương trình đượcđưa vào bộ xử lý sẽ biến chương trình CAM thành mã G-Code mà máy có thể đọc

Mã G-Code được tải lên máy tiện CNC cùng với tất cả các công cụ cắt gọt cần thiếtnhư dao phay ngón, dao lăn ren, mũi khoan, Sau đó, máy sẽ được đưa vào chế độ tựđộng và khởi động chương trình, điều khiển tất cả các tính năng của máy như dichuyển, tốc độ tiến dao, tốc độ trục chính, công cụ cắt, để gia công chi tiết Việc cònlại của người đứng máy là theo dõi quá trình vận hành nhằm đảm bảo mọi thứ đều điđúng với lập trình và xử lí khi có sự cố xảy ra

1.3.5 Ưu điểm và ứng dụng của máy phay CNC

Máy phay CNC có tốc độ cắt nhanh với độ chính xác rất cao Điều này giúp tiếtkiệm rất nhiều thời gian cho việc gia công.

Dao cắt của máy phay CNC có thể cắt được nhiều biên dạng như đường thẳng,tròn, elip, với việc di chuyển đa dạng nên cắt được nhiều chi tiết với nhiều hìnhdáng mẫu mã khác nhau, từ đơn giản đến phức tạp

Bên cạnh đó, nó có thể hoạt động một cách liên túc mà vẫn đảm bảo gia côngđược một chi tiết có độ chính xác cao nhất

 Ứng dụng

Máy phay CNC đáp ứng được rất nhiều nhu cầu của con người nên nó cũngđược ứng dụng rộng rãi trong thực tế đời sống Các ứng dụng của máy phay CNClà:

 Gia công, cắt gọt các sản phẩm theo khuôn đúc, theo nhu cầu của kháchhàng

 Được ứng dụng vào các ngành gia công và sản xuất đồ gia dụng cho conngười

 Được ứng dụng trong các công ty, xưởng, máy chuyên chế tạo các phụ tùng,chi tiết máy đòi hỏi độ phức tạp

 Có thể cắt gọt, phay các vật dụng từ gỗ và được ứng dụng trong ngàng chếbiến đồ gỗ Nó cũng giúp con người điêug khiển trong việc chạm khắc cáchọa tiết, các chi tiết gỗ

Tóm lại: Ngày nay với việc phát triển của khoa học kĩ thuật thì việc yêu cầu kĩ sư

nắm bắt được công nghệ và cách vận hành của máy CNC là một điều tất yếu, đảmbảo mặt bằng chung sau khi ra trưởng, với lý do đó, chúng ta sẽ đến với mục tiếp theo

để tìm hiều cách vận hàng máy CNC trong quá trình gia công một chi tiết

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

20

CHƯƠNG II: BỘ ĐIỀU KHIỂN MÁY CNC

Máy CNC gồm các bộ điều khiển tương tự như một máy tính trên bo mạch củachúng, thường được gọi là bộ điều khiển máy (MCU), chúng thường được gắn cốđịnh, có nghĩa là tất cả các chức năng của máy đều được liên kết bởi các yếu tố điện

tử vật lý và được tích hợp trong bộ điều khiển Mặt khác, máy tính trên bo mạch có

bộ nhớ, có nghĩa là các chức năng của máy được mã hóa vào máy tính tại thời điểmsản xuất và chúng sẽ không bị xóa khi tắt máy CNC

Bộ nhớ máy tính chứa thông tin đó được gọi là ROM (Bộ nhớ chỉ đọc) MCU cóbàn phím chữ và số cho nhập dữ liệu trực tiếp hoặc thủ công (MDI) các chương trìnhgia công Các chương trình như vậy được lưu trữ trong bộ nhớ gọi là RAM (Bộ nhớtruy cập ngẫu nhiên), một phần của máy tính có thể được phát lại, chỉnh sửa và xử lýbằng chương trình điều khiển

Hình 2.1: Cấu tạo máy CNC

Tuy nhiên, tất cả các chương trình nằm trong RAM đều bị mất khi tắt máy CNC.Các chương trình này có thể được lưu trên các thiết bị lưu trữ phụ trợ, như thẻ nhớ,USB, ổ cứng hoặc từ xa thông qua các bộ nhận dữ liệu wifi Các đơn vị MCU mớihơn có màn hình đồ họa có thể hiển thị không chỉ chương trình CNC mà cả cácđường chạy dao cắt hoặc bất kỳ lỗi nào trong chương trình Thông tin được lưu trữtrong máy tính có thể được đọc bằng phương tiện tự động và được chuyển đổi thànhtín hiệu điện, vận hành các hệ thống servo được điều khiển bằng điện

Hệ thống servo được điều khiển bằng điện cho phép các trục của máy CNC đượcđiều khiển đồng thời và theo các thông số và hướng thích hợp, do đó, các hình dạngphức tạp có thể được cắt, thường chỉ bằng một thao tác duy nhất và không cần thiếtlập lại Điều khiển số máy tính có thể được áp dụng cho máy phay, máy tiện, máymài, máy khoan, máy bắn điện, máy khoan, v.v…

Hình 2.2: Một sơ đồ điện tử của máy CNC đơn giản

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

22

Một hệ thống CNC bao gồm:

 Bộ xử lý trung tâm (CPU)

 Bộ điều khiển Servo

 Bảng điều khiển vận hành

 Bảng điều khiển máy

 Bộ điều khiển logic khả trình

2.1 Bộ xử lý trung tâm

Bộ xử lý trung tâm (CPU) là bộ não của MCU, quản lý các thành phần khác, dựatrên phần mềm có trong bộ nhớ chính (RAM) Phần điều khiển lấy các lệnh và dữ liệu

từ bộ nhớ và tạo tín hiệu để kích hoạt các thành phần khác, nghĩa là, nó sắp xếp tọa độ

và điều chỉnh tất cả các hoạt động của máy tính MCU Tất cả các mức bù cần thiếtcho gia công (như lỗi trục vít dẫn, hao mòn dao cụ, sai số khác) được CPU tính toántùy thuộc vào các đầu vào tương ứng có sẵn cho hệ thống

CPU là trái tim của một hệ thống CNC Nó chấp nhận thông tin được lưu trữ trong

bộ nhớ ROM như một phần của chương trình Dữ liệu này được giải mã và chuyểnthành tín hiệu điều khiển và vận tốc vị trí cụ thể Vì vậy, nó cũng giám sát chuyểnđộng của trục điều khiển hoặc trục chính và khi điều này không trùng với các giá trịchương trình, một hành động khắc phục được thực hiện

Bộ xử lý trung tâm hoặc CPU chứa tất cả các mạch mà máy tính cần để thao tác

dữ liệu và thực hiện các hướng dẫn CPU nhỏ đến mức đáng kinh ngạc với số lượng

xử lý khổng lồ mà nó tạo ra Các mạch của bộ xử lý được tạo thành từ các cổng, vớicác thành phần nhỏ gọi là bóng bán dẫn

CPU có hàng triệu và hàng triệu bóng bán dẫn trong mạch của nó CPU bao gồmnăm thành phần cơ bản: RAM, thanh ghi, Bus, ALU và thiết bị điều khiển, được hiển

thị trong sơ đồ bên dưới, chế độ xem trên cùng của một CPU đơn giản với 16 byteRAM

Hình 2.3: Một sơ đồ minh họa về CPU

Ram: là thành phần có chức năng lưu trữ chương trình của hệ thống, nó được tạo ra

từ việc kết hợp các cổng cắm với bộ giải mã Các cổng tạo ra mạch có thể ghi nhớtrong khi bộ giải mã tạo ra một cách riêng lẻ cho vị trí bộ nhớ được chọn

Thanh ghi: Các thành phần này là các vị trí bộ nhớ đặc biệt có thể được truy cập rất

nhanh Có 3 chế độ được hiển thị:

 Thanh ghi lệnh (IR)

 Bộ đếm chương trình (PC)

 Bộ tích lũy

BUS: Các thành phần này là đường cao tốc thông tin cho CPU BUS là bó dây nhỏ

mang dữ liệu giữa các thành phần BUS quan trọng nhất là địa chỉ, dữ liệu và bus

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

24

ALU: Đơn vị logic số học thực hiện tất cả các tính toán toán học của CPU Nó bao

gồm các mạch phức tạp tương tự như cộng trừ nhân chia hoặc các phép logic như OR,AND, NOT… Đơn vị logic số học (ALU) bao gồm các mạch để thực hiện các phéptính toán khác nhau được yêu cầu bởi phần mềm trong bộ nhớ Nó được kết nối với

bộ nhớ chính của bus dữ liệu

Đơn vị điều khiển: là cấu phần chịu trách nhiệm chỉ đạo các yêu cầu và dữ liệu trong

CPU Thiết bị điều khiển thực sự được xây dựng từ nhiều mạch lựa chọn khác nhaunhư bộ giải mã và bộ ghép kênh

2.2 Bộ điều khiển Servo

Thiết bị điều khiển Servo nhận tín hiệu lệnh, được CPU tạo ra cho chuyển độngtrục, khuếch đại tín hiệu và truyền dòng điện tới động cơ servo để tạo ra chuyển độngtương ứng với tín hiệu lệnh Thông thường tín hiệu lệnh đại diện cho một vận tốcmong muốn, nhưng cũng có thể đại diện cho một momen xoắn hoặc vị trí mongmuốn Điều khiển servo so sánh trạng thái động cơ thực tế với trạng thái động cơđược yêu cầu và thay đổi tần số điện áp hoặc độ rộng xung nhằm điều chỉnh cho bất

kì sai lệch nào so với trạng thái được điều khiển

Hình 2.4:Bộ điều khiển servo

Trong một bộ điều khiển được cấu hình đúng, động cơ Servo quay với vận tốc, rấtgần với vận tốc của tín hiệu được nhận bởi Servo từ hệ thống điều khiển Một sốthông số, chẳng hạn như độ cứng (còn được gọi là mức tăng tỉ lệ), giảm xóc ( còn

được gọi là mức tăng đạo hàm) và mức tăng phản hồi, có thể được điều chỉnh hiệusuất Bộ điều khiển servo cũng nhận tín hiệu phản hồi vị trí cho chuyển động thực tếcủa trục máy công cụ, từ các thiết bị phản hồi (như thang đo tuyến tính, bộ mã hóaEncoder, vòng quay, vv…).

2.3 Bảng điều khiển vận hành

Là nhóm các điều khiển trên máy CNC cho phép người vận hành điều khiển cácthành phần của máy bằng tay, đôi khi được gọi là bảng điều khiển máy, cung cấp giaodiện người dùng để tạo điều kiện giao tiếp hai chiều giữa người dùng, hệ thống CNC

và máy công cụ, thường bao gồm hai phần: màn hình hiển thị và bàn phím

Hình 2.5: Bảng điều khiển vận hành

Bảng điều khiển là một thiết bị cảnh báo, truyền thông và tự động hóa tiên tiến củatất cả trong một, cũng phục vụ cho sự tương tác của hệ thống với nhân viên vận hành,được sản xuất theo ba phiên bản: cơ bản, chuyên nghiệp và doanh nghiệp Chúngkhác nhau về chức năng, phương pháp điều khiển, giao diện truyền thông và các tùychọn để đặt hàng bổ sung hoặc mô – đun giao tiếp bổ sung

2.4 Bảng điều khiển máy

Đó là giao diện trực tiếp giữa người vận hành và hệ thống NC, cho phép vận hànhmáy thông qua hệ thống CNC Mỗi phòng điều khiển quy trình công nghiệp đều được

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

26

cung cấp bảng điều khiển màn hình, hiển thị và cho phép lưu trữ dữ liệu cài đặt mongmuốn, trong rất nhiều tùy chọn về chiều rộng, chiều dài và chiều cao, được sản xuấtcho bất kì mục đích kiểm soát ứng dụng nào.

Hình 2.6: Bảng điều khiển máy

Trong gia công CNC, bảng điều khiển giám sát trực tuyến chuyển động, chức năngtrục chính hoặc chức năng công cụ trên máy công cụ, tùy thuộc vào chương trình bộphận được lưu trữ trong bộ nhớ Trước khi bắt đầu quá trình gia công, trước tiên,công cụ máy phải được chuẩn bị một số tác vụ cụ thể như, thiết lập điểm tham chiếuchính xác, tải bộ nhớ hệ thống với chương trình bộ phận cần thiết, tải và kiểm tra độlệch của công cụ, độ lệch bằng 0, vv

2.5 Bộ điều khiển logic lập trình PLC

Bộ điều khiển logic lập trình, PLC hoặc bộ điều khiển khả trình là một máy tính kĩthuật số được sử dụng để tự động hóa các quy trình cơ điện, chẳng hạn như điềukhiển máy móc trên dây chuyền lắp ráp nhà máy hoặc sửa chữa ánh sáng PLC đượcthiết kế cho nhiều sắp xếp đầu vào và đầu ra Các chương trình PLC thường được viếtcho một ứng dụng đặc biệt trên máy tính cá nhân, sau đó được tải xuống bằng cáp kếtnối trực tiếp hoặc qua mạng tới PLC, được lưu trữ trong RAM dự phòng bằng pinhoặc một số bộ nhớ Flash khác

Hình 2.7: Bộ điều khiển logic lập trình PLC

Một PLC phù hợp vs máy như là một sự thay thế cho bảng điều khiển rơle cứng códây PLC hiện có sẵn với các chức năng tăng thêm, bộ nhớ nhiều hơn và khả năngđầu vào/ đầu ra lớn hơn Trong CPU, tất cả các quyết định được đưa ra liên quanđến việc điều khiển máy hoặc một quy trình CPU nhận dữ liệu đầu vào, thực hiện cácquyết định logic dựa trên chương trình lưu trữ và ổ đĩa kết nối đầu ra đến một máytính kiểm soát phân cấp được thực hiện thông qua CPU

MCU cũng bao gồm các hệ thống con được kết nối với nhau bằng phương tiện củaBUS hệ thống, giúp truyền dữ liệu và tín hiệu giữa các thành phần của mạng Các hệthống con là:

 Bộ nhớ

 Giao diện đầu vào/ đầu ra

 Điều khiển trục máy và tốc độ trục chính

 Điều khiển trình tự cho các chức năng công cụ máy khác

2.5.1 Bộ nhớ

Bộ nhớ CNC có thể được chia thành 2 loại: bộ nhớ chính và phụ

Bộ nhớ chính bao gồm ROM và RAM; phần mềm hệ điều hành và các chương trìnhgiao diện máy thường được lưu trữ trong ROM và các chương trình này thường đượccài đặt bởi nhà sản xuất

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

28

Các chương trình phần điều khiển số được lưu trữ trong RAM và có thể xóa, thaythế bởi các chương trình mới khi công việc được thay đổi Phổ biến trong số các thiết

bị bộ nhớ thứ cấp, là các đĩa cứng và thiết bị di động đã thay thế hầu hết các bănggiấy đục lỗ truyền thống Đĩa cứng là thiết bị lưu trữ dung lượng cao được cài đặtvĩnh viễn trong bộ điều khiển máy CNC Bộ nhớ thứ cấp CNC cũng được sử dụng đểlưu trữ các chương trình gia công, marco và các phần mềm khác

2.5.2 Giao tiếp đầu vào/ đầu ra

Giao tiếp I/O cung cấp giao tiếp giữa các thành phần khác nhau của hệ thống CNC,các hệ thống máy tính khác và người vận hành máy Giao diện này truyền và nhận dữliệu, tín hiệu giữa các thiết bị bên ngoài Bảng điều khiển là giao diện cơ bản màngười vận hành giao tiếp với hệ thống

Điều này được sử dụng để nhập các lệnh liên quang đến chỉnh sửa chương trình giacông, chế độ vận hành MCU: tố độ, nguồn cấp dữ liệu, tắt bật bơm làm mát ,… Bànphím chữ và số thường được bao gồm trong bảng điều khiển của người vận hành.Giao diện I/O cũng bao gồm màn hình cho truyền thông dữ liệu và thông tin từ MCUđến người vận hành máy

Màn hình được sử dụng để biểu thị trạng thái hiện tại của chương trình khi nó đangđược thực thi và để cảnh báo hoạt động của bất kì trục trặc nào trong hệ thống CNC.Các chương trình cũng có thể nhập bằng tay bởi máy hoạt động hoặc được lưu trữ tạimột trang WEB máy tính trung tâm và được qua mạng cục bộ hoặc Wifi đến hệ thốngCNC

2.5.3 Điều khiển cho trục máy công cụ và trục chính

Đây là các thành phần phần cứng điều khiển vị trí và tốc độ (tốc độ tải) của từng

trục máy cũng như tốc độ quay của trục chính của máy công cụ Các tín hiệu điềukhiển do MCU tạo ra phải được chuyển đổi thành dạng và mức công suất phù hợp vớicác hệ thống điều khiển vị trí cụ thể được sử dụng để điều khiển các trục chính Hệ

thống định vị có thể được phân loại là vòng lặp mở hoặc vòng kín, và các thành phầnphần cứng khác nhau được yêu cầu trong mỗi trường hợp.

Tùy thuộc vào loại máy công cụ, trục chính được sử dụng để cắt (1) phôi hoặc (2)quay Tốc độ trục chính là một tham số được lập trình cho hầu hết các máy công cụCNC Các thành phần tốc độ trục chính trong MCU thường bao gồm mạch driver điềukhiển và giao diện cảm biến phản hồi Các thành phần phần cứng cụ thể phụ thuộcvào loại trục chính

2.6 Nội suy

2.6.1 Tổng quan

Mỗi máy CNC nói chung luôn có ít nhất 2 trục điều khiển để gia công được các

hình dáng phức tạp Hai phương pháp điều khiển dịch chuyển dụng cụ cắt (hay các

trục) là “ điểm đến điểm” và theo đường như đã trình bày ở mục 5.

Để thực hiện các phương pháp dich chuyển này, chuyển động của dụng cụ cắt phảiđược chia thành các thành phần theo các trục Ví dụ để dụng cụ cắt dịch chuyển từđiểm P1→ P2 với vận tốc V f trong mặt phẳng XY, bộ nội suy chia toàn bộ quãngđường thành các thành phần dịch chuyển theo trục X và trục Y theo một tốc độ dịchchuyển xác định trước

Hình 2.8: Khái niệm cơ bản về nội suy

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

30

Các đặc điểm yêu cầu đối với bộ nội suy để nó có thể thực hiện tốt việc tính toán các

vị trí trung gian và tốc độ dịch chuyển của các trục từ dữ liệu hình dáng của đườngcần gia công và tốc độ ăn dao:

1 Dữ liệu từ bộ nội suy phải trùng với hình dáng (đường) cần gia công

2 Bộ nội suy phải xem xét về giới hạn tốc độ tùy theo cấu trúc của máy và đặctính của động cơ Servo trong quá trình tính toán vận tốc

3 Cần phải tránh sai số tích lũy trong quá trình nội suy để hình dáng gia công

được trùng (gần giống nhất có thể ) so với lệnh về vị trí trong chương trình gia

công

Nếu phân chia nội suy theo loại đường cần nội suy, hiện nay người ta dùng cácphương pháp nội suy hình sau:

 Nội suy thẳng dùng để gia công các đường thẳng đi qua các điểm

 Nội suy tròn dùng để gia công cung tròn hoặc các đường trong khép kín

 Nội suy xoắn ốc dùng để gia công ren hoặc gia công các rãnh xoắn ốc

 Nội suy bậc 2, 3, parapol, hyperpol và spline sử dụng trong công nghệ chếtạo các chi tiết phức tạp như các chi tiết trong máy bay, khuôn dập hay vỏcủa oto

Hình 2.9: Các phương pháp nội suy trong điều khiển máy CNC

Nếu phân chia bộ nội suy theo thiết bị và phương pháp thực hiện, bộ nội suy được

phân loại thành nội suy phần cứng (hardware interpolator) và nội suy phần mềm (

software interpolator) Bộ nội suy bằng phần cứng bao gồm các loại thiết bị điện tử

khác nhau, được dùng cho đến khi CNC được phát triển

Tuy nhiên, ngày nay nội suy bằng phần mềm được sử dụng phổ biển trong các hệCNC Khái niệm nội suy phần mềm bắt nguồn từ nội suy phần cứng và nội suy phầncứng chỉ giới hạn trong các hệ thống điều khiển đơn giản.

2.6.2 Nội suy bằng phần cứng

Bộ nội suy phần cứng thực hiện việc nội suy và tạo ra các xung bằng mạch điện tử

Nó cho phép nội suy với tốc độ cao nhưng khó thích nghi trong việc sửa đổi hoặcthay thế các thuật toán nội suy mới

Phương pháp nội suy phần cứng điển hình nhất là sử dụng bộ phân tích vi phân số

DDA (Digital Differential Analyzer).

 Nội suy thẳng

Nội suy thẳng nghĩa là là điểu khiển chuyển động theo chuyển động tuyến tính từ vịtrí xuất phát đến vị trí đích Nói chung, nội suy thẳng thực hiện việc điều khiển cáctrục chuyển động đồng thời (2 trục trong mặt phẳng 2D và 3 trục cho không gian 3D) Khi thực hiện nội suy thẳng, điều quan trọng nhất là sự đồng bộ của 2 trục ( xét nội

suy trong mặt phẳng) tương ứng với cả vận tốc và chuyển vị Gọi BLU (basic length

unit) là chiều dài nhất mà mỗi trục có thể chuyển dịch được Khi động cơ được cung

cấp 1 xung, nó sẽ tạo ra một dịch chuyển bằng BLU

Hình 2.10: Ví dụ về nội suy thằng và đường tròn

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

32

2.6.3 Nội suy bằng phần mềm

Nhờ giá cả cũng như kích thước của máy tính PC giảm dần, phương pháp nội suybằng phần mềm xuất hiện Phương pháp nội suy này dùng chương trình máy tính thay

vì sử dụng bộ phần cừng logic và toán học như ở nội suy phần cứng

Hiện nay có nhiều phương pháp nội suy bằng phần mềm khác nhau Trong phạm vikhuôn khổ của tài liệu này chỉ giới thiệu 3 phương pháp nội suy dùng phần mềm đólà: nội suy phòng theo DDA, bậc thang và NURBS

 Nội suy phòng theo DDA

Phương pháp nội suy này bắt nguồn từ phương pháp nội suy bằng phần cứng và cóđặc tính giống nội suy DDA dùng phần cứng Hình dưới trình bày lưu đồ thuật toáncủa nội suy thẳng và nội suy tròn dùng DDA và phần mềm Trong đó, biến L làchuyển vị tuyến tính và A, B tương ứng là chuyển vị của các trục X và Y Giá tri banđầu của Q1∧Q2 bằng 0 Tương tự với nội suy tròn thì biến R là bán kính của đườngtròn, biến P1∧P2 cho biết tâm của đường tròn (cung tròn) so với điểm ban đầu củacung tròn khi điểm ban đầu của cung được lấy làm gốc tọa độ

Hình 2.11: Lưu đồ thuật toán nội suy đường và cung tròn theo pp DDA

Hình 2.12: Kết quả nội suy đường tròn theo phương pháp DDA (bên trái) và bậc thang (bên phải)

 Nội suy NUBRS

Đối với máy CNC tốc độ cao hoặc các máy gia công có độ chính xác cao, nhiềuphương pháp nội suy hình học được áp dụng như spline, đường thân khai, nội suyxoắn ốc Khi gia công đường cong tự do, các đường này có thể xấp xỉ gần đúng bằngtập hợp các đoạn thẳng hoặc các cung tròn

Tuy nhiên, để đạt được độ chính xác xấp xỉ cao thì các đoạn thẳng hoặc cung trònnày phải thật ngắn Các doạn chuyển động rất ngắn này gây ra hiện tượng không đồngnhất về tốc độ cắt và làm giảm chất lượng gia công bề mặt Thêm vào đó điều nàycũng dẫn đến số dòng lệnh của chương trình quá nhiều trong khi chỉ gia công mộtđoạn ngắn

Để khắc phục điều này, phương pháp NURBS ra đời, với hệ điều khiển CNC trựctiếp dữ liệu của đường cong NURBS từ chương trình gia công thành các đoạn nhỏ.Theo cách này, dung lượng của chương trình

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

34

CHƯƠNG III: CÔNG NGHỆ GIA CÔNG

3.1 Phân tích điều kiện làm việc và yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm cần gia công

3.1.1 Yêu cầu kĩ thuật của sản phẩm khuôn đúc

Hình 3.1: Hình chiếu trục đo chi tiết

Hình 3.2: Hình chiếu đứng mặt cắt chi tiết

Hình 3.3: Hình chiếu bằng chi tiết Trên một chi tiết có nhiều bề mặt công khác nhau, tùy vào đặc điểm khác nhau, tùy vào đặc điểm làm việc mà có các yêu cầu kĩ thuật đối với mặt đó Với mỗi một yêu cầu kĩ thuật khác nhau, thông thường ở đây là dung sai và độ nhám, ta thấy có nhiều phương pháp gia công để thực hiện việc gia công đó Dưới đây là các yêu cầu về kĩ thuật của chi tiết cần gia công, thân đồ gá

 Kích thước hốc ∅ 240, mặt trụ ∅ 60và ∅ 47 cũng như lỗ ∅ 8đạt độ chính xác cấp 8

 Độ đồng tâm của hốc ∅ 240 và mặt trụ ∅60 không nhỏ hơn 0.15

 Độ không vuông góc giữa mặt đầu và đường tâm lỗ khoảng 0.001 mm

 Độ nhám bề mặt hốc đạt chất lượng bán tinh: Ra (μmm¿ = 2.5, riêng lỗ ∅ 8có Ra (

μmm¿

= 1.25, các mặt còn lại Rz (μmm¿ = 40

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

36

3.2 Thiết kế khuôn đúc bằng phần mềm CAD/CAM

3.2.1 Giới thiệu chung về phần mềm CAD/CAM

Hiện nay phần mềm đồ họa trên thế giới rất đa dạng nên việc lựa chọn phần mềm đểphục vụ tốt cho công việc thiết kế đồ họa thực sự là một điều khó khăn Tuy nhiên, cóthể dựa vào các chỉ tiêu sau để chọn được phần mềm nào phù hợp; những tiêu chíđược đưa ra là: tính linh hoạt, tính khả thi, đơn giản dễ sử dụng cũng như khả năng

mô phỏng 3D giúp cho người thiết kế có cái nhìn trực quan nhất và một tiêu chí cũngkhông kém phần quan trọng là có tính kinh tế cao Những phần mềm đáp ứng đượcnhững tiêu chí đã nêu trên bao gốm: CATIA, Unigraphics NX, Pro/Engineer Wildfire(ProE), Creo Parametric,… Tùy vào điểm đặc trưng của từng phần mềm mà chúng ta

có những úng dụng chuyên biệt trong công việc thiết kế và chế tạo: CATIA vs NXphục vụ triệt để cho ngành công nghiệp hàng không, oto và tàu thủy; ProE và Creophục vụ tốt ngành cơ khí khuôn mẫu yêu cầu công việc thiết kế và gia công nhưkhuôn dập, khuôn rèn và khuôn nhựa,… Creo có một lợi thế là giá rẻ và dễ sử dụngnên đã chiếm lĩnh được các thị trường hạng trung và cao

Bên cạnh đó, với lợi thế là rẻ và dể sử dụng nên có nhiều người sử dụng Creo trênthế giới giúp cho việc trao đổi học hỏi lẫn nhau những vấn đề liên quan vềCAD/CAM Do vậy việc chọn phần mềm Creo là hướng đi đúng cho bản thân các kĩ

sư cơ khí tương lai và đồng thời giúp bản thân nắm bắt đuổi kịp trình độ công nghệcủa thế giới

3.2.2 Phần mềm Creo Parametric

Creo là phần mềm của hãng Parametric Technology, Corp Một phần mềm thiết kếtheo tham số, có nhiều tính năng mạnh trong lĩnh vực CAD/CAM/CNC, nó mang lạicho người dùng những tính năng như:

 Mô hình hóa trực tiếp vật thể rắn

 Tạo các module bằng các khái niệm và phần tử thiết kế

 Thiết kế thông số và sử dụng cơ sở dữ liệu thống nhất

 Mô phỏng các quá trình động học, động lực học kết cấu cơ khí

 Mô phỏng 3D các công đoạn của quá trình gia công vs các thông số được tínhtoán một cách tự động cho từng chi tiết

Phần mềm Creo có các module sau:

1 DETAIL: tạo trực tiếp mô hình 3D của các bản vẽ kĩ thuật để chuẩn bị cho

phân xưởng và chế tạo nhằm đảm bảo tính liên kết 2 phía giữa bản vẽ và chitiết

2 ASSEMBLY: tao điều kiện thiết lập dễ dàng chi tiết vào các hệ thống Nó hỗ

trợ cho các công đoạn lắp ráp, giải quyết các trường hợp xung đột hoặc thiết kếthay đổi,

3 SHEETMETAL: hỗ trợ thiết kế những chi tiết có dạng tấm, vỏ cũng như hỗ

trợ cho việc tạo lập các chi tiết phát triển kể cả chuẩn bị cho chương trình NCcho sản xuất

4 SURFACE: hỗ trợ vẽ, tạo các mặt tự do (free form), xử lý các mặt cong và các

bề mặt phức tạp

5 MANUFACTURING: bao gồm dữ liệu NC, format dữ liệu CL, thư viện các

phần tử hỗ trợ cho việc mô phỏng công đoạn gia công chi tiết trên máy CNC

6 MESH: hỗ trợ việc tạo mạng lưới cho việc phân tích dữ liệu hữu hạn, xác định

các điều kiện biên

7 MECHANICA: mô phỏng động học, kiểm nghiệm ứng suất, chuyển vị, biến

dạng tuyến tính và phi tuyến, xác định và dự đoán khả năng phá hủy vật liệu

8 INTERFACE: tạo điều kiện để điều khiển dự án thiết kế và tổ hợp một số đội

10.FEATURE: mở rộng khả năng thiết lập những phần tử thiết kế bằng thư viện

của các bộ phận, nhóm, tái tạo các hình dạng chuẩn

11.DESIGN: hỗ trợ thành lập mô hình 3D, sơ đồ khối , xây dựng kế hoạch thiết

kế và mối quan hệ phụ thuộc, giúp cho sự phân tích nhanh và hiệu quả để sắpxếp phương án

12.LIBRARY: chứa thư viện rộng lớn của các phần tử trên chuẩn quốc tế và có

thể hiệu chỉnh cho phù hợp với nhiều trường hợp cụ thể

13.VIEW: tạo điều kiện để kiểm tra quá hình mô hình hóa chi tiết và hệ thống mô

phỏng từ một hướng quan sát bất kì giúp ta có cái nhìn tổng thể để đạt đượcyêu cầu

14.DRAFT: hỗ trợ biểu diễn 2D, tạo điều kiện để đọc bản vẽ của các hệ CAD

khác nhau và bổ dung thông số thiết kế cho module 3D

15.MOLD: hỗ trợ cho việc thiết kế khuôn.

16.DEVELOP: hỗ trợ việc lập trình ứng dụng riêng Chứa các thư viện của hàm

số C, thư viện chương trình con của ngôn ngữ lập trình

17.FORTRAN: hỗ trợ cho việc tiếp cận với cấu trúc thiết lập các hệ thống và cấu

trúc dữ liệu của hệ thống

→ Với những tính năng đã giới thiệu ở trên cho thấy Creo Parametric là một phầnmềm CAD/CAM/CNC hiệu quả với khả năng mô hình hóa các chi tiết từ đơn giảnđến phức tạp cùng với khả năng lắp ráp và mô phỏng gia công cực kì tốt Đó cũng là

lý do em chọn Creo để thực hiện đồ án của mình lần này

3.3 Quá trình thiết kế chi tiết

Khởi động Creo 5.0, công việc đầu tiên cần làm là khởi tạo thư mục làm việc:

Hình 3.4: Màn hình chính của Creo sau khi khởi động

Để khởi tạo thư mục làm việc, ta chọn vào mục File → chọn Option → chọn mục

Environment trong cửa sổ xuất hiện ta chọn ta chọn ô Working Directory và thêm

đường dẫn đến thư mục ta muốn lưu trữ file Creo bằng cách nhấn chọn Browse rồi sau đó chọn OK.

SVTH: Nguyễn Đăng Quang

40