Công nghệ CAD/CAM/CNC

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường để hòa nhập vào nền kinh tế thế giới, ngành công nghiệp Việt Nam đang thay đổi một cách nhanh chóng. Công nghệ và thiết bị hiện đại dần dần thay thế các công nghiệp lạc hậu và thiết bị cũ kỹ, các thiết bị, công nghệ tiên tiến ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các cơ sở sản xuất để tạo ra các dây chuyền bán tự động, tự động nâng cao năng suất, nâng cao chất lượng sản phẩm. Ngành cơ điện tử hiện nay đang là ngành được sự quan tâm và đầu tư đích đáng của nhà nước. Sự ứng dụng máy công cụ điều khiển theo chương trình số CNC đã tạo nên bước nhảy mới để nâng cao chất lượng sản phẩm nâng cao năng suất, cải thiện được điều kiện lao động cho người công nhân, các chi tiết chế tạo ngày càng đạt cấp chính xác cao, các chi tiết có hình dạng phức tạp đều có khả năng gia công được. Đặc biệt sự ra đời công nghệ CAD/CAM/CNC giúp cho nhà thiết kế chế tạo rút ngắn thời gian chuẩn bị thiết kế thay thế quy trình công nghệ, có khả năng cập nhật nhanh chóng, công nghệ tiên tiến các nước thông qua mạng Internet. Việc ứng dụng công nghệ thông tin để mô phỏng quá trình gia công các chi tiết trên máy tính tạo ra một công cụ học tập trực quan, ít tốn kém, sẽ giúp ích rất nhiều cho sinh viên trong việc tiếp thu những lý thuyết rất khó này tại trường cũng như không bị bỡ ngỡ khi ra làm việc tại các công ty, các nhà máy… Mặt khác, nó giúp cho các cơ sở đào tạo vẫn đảm bảo được chất lượng đào tạo mà không nhất thiết phải đầu tư, trang bị thêm các thiết bị, máy móc thực rất tốn kém, có thể lên đến hàng tỷ đồng. Điều này có ý nghĩa rất thiết thực trong công tác đào tạo, nghiên cứu khoa học. Sau thời gian tìm hiểu và được sự hướng dẫn của thầy Trần Đình Sơn nhóm chúng em đã hoàn thành đồ án này. Do trình độ còn hạn chế chắc chắn sẽ không tránh những thiếu sót rất mong được các quí thầy cô góp ý bổ sung. Chúng em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, Ngày19 Tháng 11 năm 2010 Sinh viên thực hiên Nguyễn Văn Quỳnh Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CAD-CAM-CNC 1.1/Giới thiệu chung về CAD/CAM trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo được hổ trợ bởi máy tính. Công nghệ CAD/CAM sử dụng máy tính để thực hiện một số chức năng nhất định trong thiết kế và chế tạo. Công nghệ này đang được phát triển theo hướng tích hợp thiết kế với sản xuất, CAD/CAM sẽ tạo ra một nền tảng công nghệ cho việc tích hợp máy tính trong sản xuất. CAD là việc sử dụng hệ thống máy tính để hổ trợ trong xây dựng, sửa đổi, phân tích hay tối ưu hoá. Hệ thống máy tính bao gồm phần mềm và phần cứng được sử dụng để thực thi các chức năng thiết kế chuyên ngành. Phần cứng CAD gồm có: máy tính, cổng đồ hoạ, bàn phím và các thiết bị ngoại vi khác. Phần mềm CAD gồm có các chương trình thiết kế đồ hoạ, chương trình ứng dụng hổ trợ cho chức năng kỹ thuật cho người sử dụng như: phân tích lực ứng suất của các bộ phận, phản ứng động lực học của các cơ cấu, các tính toán truyền nhiệt và lập trình bộ điều khiển số. CAM là việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch, quản lý về điều khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp hay gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất. Cho ứng dụng của CAM được chia thành hai phạm trù: 1.2/Vai trò và chức năng của CAD trong hệ thống sản xuất tích hợp (CIM) COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING (CIM) Ý tưởng CAE CAD CAD CCAPP CAM CNC, Robots Lỉu trỉỵ RCAQ P II PP CNC,Nhu cưu APhn phi Cơ sở dữ liệu trung tâm CAD CAPP CAM MRP II PP CNC, Robots CAQ Nhu cầu CAD CAPP CPP AM MRP II PP CNC, Robots CAQ CAD CAPP CAM MRP II PP CNC, Robots CAQ CAD CAPP CAM MRP II PP CNC, Robots CAQ Lưu trữ CAD CAPP CMRP II AM MRP II PP CNC, Robots CAQ CAD CAPP CAM MRP II PP CNC, Robots CAQ Phân phối Hình 2. Vai trò của CAD/CAMtrong hệ thống sản xuất tích hợp CAD - Computer Aided Design : Thiết kế với sự giúp đỡ của máy tính CAE - Computer Aided Engineering : Phân tích kỹ thuật CAPP - Computer Aided Process Planning : Lập quy trình chế tạo CAM - Computer Aided Manufacturing: Gia công với sự giúp đỡ của máy tính CNC - Computer Numerical Controlled : Thiết bị điều khiển số CAQ - Computer Aided Quality Control: Giám sát chất lượng sản phẩm MRP II - Manufacturing Resource Planning : Hoạch định nguồn lực sản xuất PP - Production Planning: Lập kế hoạch sản xuất Các phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế/ gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện các chức năng cơ bản sau: - Thiết kế mơ phỏng hình học 3 chiều (3D) những hình dạng phức tạp - Giao tiếp với các thiết bị đo, quét toạ độ 3D (Coordinate Measuring Machine - CMM) thực hiện nhanh chóng các chức năng mô phỏng hình học từ dữ liệu số (digitized data). - Phân tích về liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép,.... - Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: Có khả năng liên kết các bản vẽ 2D với mô hình 3D và ngược lại - Liên kết với các chương trình tính tốn thực hiện cung cấp chức năng phân tích kỹ thuật (CAE): tính biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, độ co rút vật liệu,... - Nội suy hình học, biên dịch cc kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ gia công điều khiển số. - Giao tiếp dữ liệu theo các định dạng đồ hoạ chuẩn: DXF, IGES, VDA, PTC,... - Xuất dữ liệu đồ hoạ 3D dưới dạng tệp tin STL (Stereolithograth) để giao tiếp với thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể (Stereolithograth Apparatus - SLA). 1.3/Phương pháp mô tả khối hình học (solid): Khác biệt cơ bản với mô hình mặt cong, ngồi dữ liệu hình học thuộc mặt bao, phương pháp mô tả theo cấu trúc khối, cho phép quản lý dữ liệu thuộc miền không gian trong thực thể hình học. 1.4/Ứng dụng CAD/CAM trong chế tạo khuôn mẫu: Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có thể coi là một tiêu chí đánh giá sự phát triển của nền công nghiệp. Trên thế giới ước tính 40 - 90 % các sản phẩm trong các ngành công nghiệp được chế tạo bằng việc sử dụng các hệ thống khuôn mẫu khác nhau. Sản phẩm khuôn mẫu thuộc loại sản phẩm Cơ - Tin - Điện tử (Mechatronics) kỹ thuật cao, việc ứng dụng công nghệ thông tin vào công nghiệp khuôn mẫu hiện nay theo các hướng sau: - Hoàn thiện và phát triển phàn cứng đièu khiển số CNC, phát triển phần mềm theo hướng : đơn giản trong lập trình, tích hợp nhiều tính năng và giao diện linh hoạt, thuận lợi - Xây dựng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE trợ giúp trong thiết kế và chế tạo khuôn mẫu. Hướng phát triển của hệ thống tích hợp CAD/CAM là sẽ bổ sung các mô hình thiết kế, cập nhật thêm cho phương pháp gia công chính xác, hiệu quả và hiện đại. - Phát triển các phần mềm trợ giúp thiết kế, tính toán, kiểm định và mô phỏng. Hướng phát triển này mới mẽ và đang được đầu tư ưu tiên hàng đầu. Ứng dụng các hệ phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE hiện nay đang là thị trường mua bán và ứng dụng khá sôi động. Có thể nói rằng: không có phần mềm CAD/CAM thì không thể thiết kế và chế tạo khuôn mẫu phức tạp, có độ chính xác cao. Trong công nghệ chế tạo sản phẩm khuôn mẫu công nghệ cao thì công nghệ thông tin được ứng dụng rất có hiệu quả và đóng vai trò quan trọng quyết định trong ngành Cơ- điện tử. Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí bằng các thiết bị điều khiển số là vấn đề có ý nghĩa khoa học và thực tiễn lớn trong đào tạo cũng như trong sản xuất cơ khí. Chương 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ CHỌN CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 2.1/Lựa chọn chi tiết: Chi tiết được gia công cần độ chính xác cao và độ bóng bề mặt cao , tích hợp nhiều bước công nghệ trên một nguyên công. Phải có hình dạng phức tạp đòi hỏi máy công cụ thường không thể gia công được . Ở đồ án này ta chọn chi tiết là khuôn đúc nắp hộp động cơ, có công dụng dùng để đậy động cơ cho máy bơm khí đảm bảo an toàn trong quá trình làm việc của động cơ để thực hiện gia công Cad/Cam ,CNC. Bản vẽ 3D của nắp hộp động cơ. Hình1.1 Nắp hộp động cơ 2.1.1/Phân tích chi tiết: Từ tính năng của sản phẩm, bề dày thành mỏng của nắp hộp là 2.5mm dày.Do đó vật liệu làm khuôn đúc phải đảm bảo đúng với yêu cầu như độ bền, độ mài mòn, tính chống nứt, khã năng chịu lực và biến dạng, đồng thời tuổi thọ cao khi làm việc trong điều kiện liên tục. Vì vậy ta chọn vật liệu cho khuôn gia công là thép dụng cụ hợp kim, theo tiêu chuẩn của Nhật ký hiệu là thép SKD11, sau khi gia nhiệt có độ cứng 60-65 HRC. 2.1.2/Bản vẽ chi tiết của khuôn dưới: 2.1.2.1/Bản vẽ 2D của khuôn dưới: Bản vẽ chi tiết khuôn dưới nắp động cơ 2.1.2.2/Bản vẽ 3D của khuôn dưới: Bản Vẽ khuôn dưới nắp động cơ 2.1.2.3/Yêu cầu đối với khuôn đúc: + Có độ chính xác theo bản vẽ thiết kế. + Chi tiết không bị biến dạng sau khi đúc. + Có độ bền và tuổi thọ cao. 2.2 Chọn vật liệu, phôi ban đầu của chi tiết: a. Chọn vật liệu: Từ tính năng của sản phẩm, bề dày thành mỏng của nắp hộp là 2.5mm.Do đó vật liệu làm khuôn đúc phải đảm bảo đúng với yêu cầu như độ bền, độ mài mòn, tính chống nứt, khả năng chịu lực và biến dạng, đồng thời tuổi thọ cao khi làm việc trong điều kiện liên tục. Vì vậy ta chọn vật liệu cho khuôn gia công là thép dụng cụ hợp kim, theo tiêu chuẩn của Nhật ký hiệu là thép SKD1, sau khi gia nhiệt có độ cứng 60-65 HRC. Khuôn có độ nhám bề mặt Rz=20. Có măt cạnh có dung sai không vượt quá 0,02mm được biểu diễn ở bản vẽ công nghệ. b. Chọn phôi ban đầu: Chọn phôi ban đầu dạng trụ hộp và có các kích thước 120x120x51(mm) như hình vẽ Hình 2.2 Sơ đồ biểu diễn các mặt 2.3 Phân tích các bước công nghệ gia công chi tiết: 1: là mặt phẳng trên 2: mặt phẳng bên 3: mặt phẳng dưới Dùng êto kẹp chặt mặt phẳng (2) và tiến hành gia công mặt phẳng (1) *.Các bước công nghệ : 1.Bước 1 :Phay mặt đầu của khuôn 2.Bước 2:Phay thô lòng khuôn 3.Phay tinh lòng khuôn 4.Bước 4 :Phay thô rãnh ở đáy và 3 tai khuôn khuôn 5.Bước 5 :Phay tinh rãnh ở đáy và 3 tai khuôn khuôn 6.Bước 6 :Khoan thô 4 chốt định vị 7.Bước 7 ;Khoan tinh 4 chốt định vị 3. Chọn máy gia công : 3.1 Kiểu máy:  Máy phay CNC MCV-1000 Máy phay CNC MCV-1000 3.2 Thông số kỹ thuật : Bàn máy: + kích thước bàn máy: 1200 x 400 (mm). (47.24" x 15.75") + Rãnh chử T (Rộng x số rãnh x Bước) 16x3x100 (mm) + Tải trọng bàn 800 kg. Hành trình dịch chuyển + Hành trình dịch chuyển theo trục X, Y, Z là: 1000 x 510 x 510 (mm). + Khoảng cách theo chiều dọc từ mũi trục chính tới bàn máy: 120-630 (mm). + Khoảng cách theo chiều dọc từ mũi trục chính tới mặt cột : 550 (mm). Đầu trục chính + Mũi trục chính: BT40. + Tốc độ trục chính: 6000-8000 vòng. + Hành trình dịch chuyển trục chính: 140 (mm). +Tốc độ ăn dao trục chính: 3-5 m/phút. + Tốc độ ăn dao ngang, dọc: 5-10 m/phút. Động cơ + Động cơ trục chính: 5 kw. + Động cơ các trục XYZ: 1 kw. + Động cơ dung dịch cắt gọt 1/8 HP. Kích thước máy: + Trọng lượng tĩnh / đóng thùng: 3200/3400 kg. + Kích thước máy: 1600 x 1700 x 2600 (mm) Khả năng tự động thay đổi + Công cụ lựa chọn 2 chiều + Thân dao BT 40. + Khã năng tự động thay đổi dụng cụ: 16 dụng cụ. 4. Chọn dao và thông số kỹ thuật của dao: 4. Lựa chọn dao cho các nguyên công : 4.1. Tính toán chế độ cắt cho các dạng gia công Để tính toán và chọn chế độ cắt khi gia công phay cho các bước của nguyên công, ta dùng sơ đồ tính toán cho từng dạng gia công như hình 3.4 Hình 3.4: Sơ đồ tính toán cho các dạng gia công (a): Gia công biên dạng, (b): Gia công rãnh, (c): Gia công mặt phẳng và biên dạng, (d): Gia công lỗ Vận tốc cắt (m/phút) được tra bảng ứng với từng loại vật liệu làm dao, vật liệu gia công, biên dạng cần gia công, dạng gia công (thô, bán tinh hay tinh). + Tính chế độ cắt khi gia công biên dạng (bảng 4.1a): * Chiều sâu cắt a≤0.1đường kính dao D. * Bề rộng cắt a ≤ 0,1đường kính dao D. * Vận tốc cắt chọn theo vật liệu gia công: khi gia công nhôm có độ cứng 90 HB thì V = 1000 m/phút; khi gia công thép có độ cứng là 200 HB thì Vc = 140 - 190 m/phút; khi gia công thép có độ cứng 63 HRC thì VC = 30 - 50 m/phút Bảng 4.1a. Quan hệ giữa đường kính dao với lượng cắt dao răng khi gia công biên dạng Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) 3 4 5 0.01 - 0.02 0.02 - 0.04 0.03 - 0.06 6 8 10 0.03 - 0.07 0.05 - 0.09 0.07 - 0.12 12 16 20 0.08 - 0.13 0.09 - 0.15 0.10 -.016 + Tính chế độ cắt khi gia công mặt phẳng và gia công biên dạng (Hình 4.1c): Khi chọn chế độ cắt tuỳ theo vật liệu ta chọn vận tốc cắt, lượng cắt dao răng chọn theo Bảng 4.1b. Quan hệ giữa đường kính dao với lượng cắt dao răng khi gia công mặt phẳng và gia công biên dạng Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) 3 4 5 0,03 - 0.04 0.04 - 0.07 0.05 - 0.09 6 8 10 0.05 - 0.10 0.06 - 0.11 0.07 - 0.12 12 16 20 0.08 - 0.13 0.09 - 0.16 0.13 - 0.25 + Tính chế độ cắt khi gia công lỗ (Hình 4.1c): Khi gia công ta cần chú ý về lượng tiến khi dao cắt xuống và chú ý chọn đường kính dao khi gia công. Ta có công thức tính như sau: Vf = fz . n . Zn (mm/phut) Vc = (m/phút) n = (vg/phút) Với dao cầu ta có sơ đồ tính như Hình 3.6. Dc2 Dap ap Hình 3.5: Sơ đồ tính chế độ cắt bằng dao đầu cầu và chõm cầu Ta có công thức tính như sau: Vf = fz . n . Zn (mm/phút) (m/phút) (vg/phút) Với: (mm) Tương tự như chọn chế độ cắt khi gia công mặt phẳng, với lượng cắt dao răng được chọn như ở Bảng 4.1c Bảng 4.1c. Quan hệ giữa đường kính dao với lượng cắt dao răng khi gia công bằng dao cầu Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) Dc (mm) Lượng cắt dao răng fz (mm/Z) 2 4 5 6 0.015 - 0.020 0.04 - 0.07 0.05 - 0.09 0.05 - 0.10 7 8 10 12 0.06 - 0.10 0.06 - 0.11 0.07 - 0.12 0.08 - 0.13 14 16 18 20 0.08 - 0.15 0.09 - 0.16 0.09 - 0.16 0.09 - 0.16 Bảng 4.1d Bảng chọn lượng chạy dao khi phay 4.1/Bước 1:Phay mặt đầucủa khuôn: Chọn dao phay mặt đầu có các thông số kỹ thuật như sau : Chọn dao có số hiệu R245-063Q22-12M Góc nghiêng răng:450 , D= 63mm, có 5 lưỡi cắt , cắt thô. Chọn inserts cho dao phay mặt đầu là loại R245-12 T3 M-PH có GC = 2040. Bảng thông số tra hm tùy vào insert của mỗi loại dao phay . Tra bảng phía dưới ta chọn hm =0.08 Phay mặt đầu: Chọn hm=0.08mm,ap=1mm 4.2 Dao phay hốc: Chọn dao phay thô hốc có các thông số kỹ thuật như sau : Chọn dao có số hiệu R390-020C3-11M050 Góc nghiêng răng: , Dc = 20, có 3 lưỡi cắt Bảng tra Gc,tùy thuộc vào inserts của dao với từng loại vật liệu phôi khác nhau mà ta có các Gc khác nhau. Chọn inserts cho dao:GC =2030 Chế độ phay thô cho hốc khuôn dưới. Chọn fz=0.1mm,ap=0.5mm,ae=10mm *Chọn dao phay tinh hốc có các thông số kỹ thuật như sau : Chọn dao có số hiệu R216-20B25-050,có D3 =20,có 2 lưỡi cắt. Bảng tra Gc,tùy thuộc vào inserts của dao với từng loại vật liệu phôi khác nhau mà ta có các Gc khác nhau. Chọn insert cho dao có GC=1030 Chế độ phay tinh cho hốc khuôn dưới. Chọn fz=0.5mm,ap=0.2mm,ae=10mm 4.3 Dao phay rãnh: Chọn dao phay rãnh có các thông số kỹ thuật như sau : Chọn dao có số hiệu R216.23-02050BAK70H 1620 Góc nghiêng răng: 45° , Dc= 2, có 3 lưỡi cắt Chế độ phay thô cho các tai và rãnh đáy của khuôn. Chọn fz=0.7mm,ap=0.5mm,ae=1mm Phay thô sử dụng dao phay ngón (dao thép gió) Thông số kỹ thuật +Chọn đường kính dao mm. + Chiều dài dao: 57 mm + Tốc độ cắt cho phép: (vg/phút) + Chế độ cắt (mm/phút). * Với (mm/vòng) là lượng chạy dao. Tra bảng 4.1d + Bước tiến S=5 mm. Chọn dao phay tinh các rãnh có các thông số kỹ thuật như sau : Chọn dao có số hiệu R215.24-03050BAC08H 1610 Có Dc= 3, có 4 lưỡi cắt Chế độ phay tinh cho các tai và rãnh đáy của khuôn. Chọn fz=0.07mm,ap=0.2mm ,ae=1mm Phay tinh ta chọn dao phay chõm cầu. + Số me: 4~6 me. Chọn me + Chọn dao có đường kính mm + Chiều dài dao: 57mm + Tốc độ cắt cho phép: (vg/phút) *. Với (mm), (m/phút) Tốc độ cắt chọn theo vật liệu gia công. + Chế độ cắt (mm/phút) *. Với (mm/răng) là lượng cắt dao răng + Bước tiến S=2 mm. 4.4/Chọn dao khoan 4 chốt định vị: 4.4.1/ Khoan thô: - Mũi khoan hợp kim cứng có D = 10 mm, l = 100 mm Hình 3.7. Mũi khoan hợp kim cứng *. Dao phay ngón X’s nhiều me Thông số kỹ thuật của dao + Số me: 6~8 me. Chọn dao me + Đường kính của dao: 3~20 mm. Chọn dao có đường kính mm + Chiều dài dao: 50~100 mm * Đặc điểm: Dao khoan tốc độ rất cao, bề mặt gia công bóng, khoan từ thép thông thường đến thép có độ cứng rất cao 60-62 HRC. Vận tốc cắt được chọn theo vật liệu. Với độ cứng 60-65 HRC ta chọn VC = 30 - 50 m/phút + Tốc độ cắt (vg/phút) + Chế độ cắt (mm/phút). * Với (mm/răng). Bảng 4.1b, ta chọn (mm/răng). + Bước tiến S=3 mm. 4.4.2/: Doa 4 chốt định vị: Mũi doa hợp kim cứng Thông số kỹ thuật của dao + Số me: 4~8 me. Chọn dao me + Đường kính của dao: 3~20 mm. Chọn dao có đường kính mm + Chiều dài dao: 50~100 mm Hình 3.8. Mũi doa hợp kim cứng Vận tốc cắt được chọn theo vật liệu. Với độ cứng 60-65 HRC ta chọn VC = 30 - 50 m/phút + Tốc độ cắt (vg/phút) + Chế độ cắt (mm/phút). * Với (mm/răng). Bảng 4.1b, ta chọn (mm/răng). + Bước tiến S=2 mm. Chương 3: THIẾT KẾ, TÁCH KHUÔN, LẬP TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN CHI TIẾT NẮP HỘP ĐỘNG CƠ TRÊN PHẦN MỀM Pro ENGINEER 1)Tách khuôn: +Bước 1: Vào môi trường gia công. Sau khi thiết kế chi tiết nắp hộp động cơ ta mở 1 Flie mới File\New, hộp thoại New mở ra ta tuỳ chọn vào các mục MANUFACTURING và Mold Cavity , đặt tên là Khuon và bỏ dấu “tích” ở mục USE DEFAULT TEMPLATE chọn OK, hộp thoại New File Options mở ra, chọn đơn vị MMNS_MFG_MOLD rồi chọn OK. +Bước 2: Gọi chi tiết để tách khuôn. Từ cửa sổ MENU MANAGER pick chuột chọn Mold Model\ Assemble\ Ref Model\.Cửa sổ Open mở ra ta chọn phoi_napdc.prt, chọn Open. +Bước 3: Gắn trục tọa độ. Gắn 3 mặt phẳng trong môi trường Part với 3 mặt phẳng trong môi trường MOLD. Chọn . Chọn OK để đồng ý. Cửa sổ Create Reference Model hiện ra ta chọn như hình và OK để kết thúc. +Bước 4: Tạo phôi khuôn. Trong cửa sổ MENU MANAGER chọn Mold Model\ Create\ Workpiece\ Manual. Cửa sổ Component Create hiện ra ta đặt tên là phoi_khuon chọn OK để đồng ý. Cửa sổ Creation Options xuất hiện, chọn Create features, chọn OK. Trong cửa sổ MENU MANAGER chọn Solid\ Protrusion\ Extrude\ Solid\ Done. Thanh trạng thái hiện ra, ta chọn Placement\ Define. Cửa sổ Sketch hiện ra ta chon mặt phẳng MOLD_FRONT chọn Sketch, cửa sổ References hiện ra ta chọn các mặt phẳng để giới hạn bắt điểm cho thuận tiện khi vẽ “phác”, sau đó chọn Close. Dùng các công cụ vẽ “phác” để vẽ một hình vuông có chiều dài 120mm, có tâm trùng với trục đối xứng của chi tiết nắp hộp, chọn , chọn như hình sau để xác định chiều cao của phôi Chọn , chọn Done/Return để kết thúc việc tạo phôi.Ta được phôi khuôn như hình + Bước 5: Tạo mặt phân khuôn. Để tạo mặt phân khuôn ta pick chuột chọn Parting Surf từ cửa sổ Menu Manager.Pick chuột chọn Create,Pro/Engineer se trình bày cửa sổ Parting Surface Name yêu cầu ta nhập tên cho mặt phân khuôn.Ở mục Name ta nhập tên cho mặt phân khuôn là sau đó chọn OK để chấp nhận. Pick chuột chọn Add >Shadow >Done Pro/Engineer sẽ trình bày cửa sổ FEATURE REFS yêu cầu ta pick chuột chọn mẫu sản phẩm. Pick chuột chọn Done/Return để ra lệnh cho hệ thống Pro/Engineer thực hiện lệnh tạo mặt phân khuôn.Kết thúc lệnh ta được mặt phân khuôn như hình sau: +Bước 6: Chia khuôn thành hai nữa khuôn. Để thực hiện việc phân mảnh khuôn ta pick chuột chọn Mold Volume, từ cửa sổ MOLD pick chuột chọn Split để báo cho Pro/Engineer biết ta muốn tách khuôn.Sau khi chia khuôn thành hai nữa khuôn. Kết thúc việc tạo khuôn, chọn Save. +Bước 7: Mở khuôn 2.Khởi tạo một nguyên công cho gia công +Bước 1: Vào môi trường gia công. Sau khi tách khuôn cho chi tiết gạt tàn ta mở 1 Flie mới (File\New), hộp thoại New mở ra ta tuỳ chọn vào các mục MANUFACTURING và NC ASSEMBLY, đặt tên là GiaCongKhuonDuoi và bỏ dấu “tích” ở mục USE DEFAULT TEMPLATE chọn OK và chọn đơn vị MMNS_MFG_NC rồi chọn OK. +Bước 2: Gọi chi tiết cần gia công. Từ Insert\Reference Model\Assemble. Cửa sổ Open mở ra ta chọn long.prt, chọn Open. +Bước 3: Gắn trục tọa độ. Gắn 3 mặt phẳng trong môi trường Part với 3 mặt phẳng trong môi trường NC. Chọn Mate hoặc Align sao cho vật thể ở vị trí thuận lợi. Chọn để đồng ý. Cửa sổ Create Reference Model hiện ra ta chọn Inherited. Chọn OK để kết thúc. +Bước 4: Tạo phôi ban đầu. Chọn Insert\Workpice\Create. Cửa sổ Message Input Windown hiện ra ta đặt tên là phoi-gc-long chọn để đồng ý. Trên cửa sổ Menu Manager mới chọn Solid\Protrusion\Solid\Extrude\Done. Trong khung lựa chọn của chương trình chọn mục Placement\Define chọn một mặt của vật thể, trong cửa sổ Sketch chọn Sketch, cửa sổ References hiện ra ta giới hạn bắt điểm sau đó chọn Close, vẽ một mặt phẳng làm cở sở để thực hiện lệnh Extrude. Sau có tùy chọn khoảng cách để tạo phôi gia công. + Bước 5: Thiết lập các thông số kỹ thuật cho máy. Từ Resources\Work Center, lúc này cửa sổ Machine Tool Setup mở ra. Ta chọn thông số của máy như các thông số sau: Trong mục Machine Name: MACH01 + Machine Type: Mill + Number of Axis: 3 Axis. Trong mục Spinde thiết lập các thông số sau: + Maximum Speed: +Horsepower : Trong mục Feed: +Rapid Traverse: MMPM + Rapid Feed rate :0.5 Trong mục cutting tools (tool change time: 5 sec) Trong mục Travel + X Axis Travel: +Y Axis Travel: + X Axis Travel: Kết thúc việc thiết lập thông số kỷ thuật cho máy chọn Apply\OK. + Bước 6: Thiết lập toạ độ ban đầu cho dao. Chọn biểu tượng trên màn hình của chương trình, cửa sổ COORDINATE SYSTEM hiện ra, chọn 3 mặt phẳng vuông góc tại một điểm, qua thẻ Orientation điều chỉnh sao cho trục z hướng lên trên phôi, còn trục x và y thì hướng theo các cạnh của phôi. Kết thúc việc thiết lập tọa độ ta chọn OK + Bước 7: Thiết lập các thông số của chế độ cắt Chọn Steps\Operation cửa sổ Operation Setup hiện ra, chọn biểu tượng và chọn máy MACH01 ta vừa thiết lập. Chọn thẻ Machine Zero, chọn biểu tượng và chọn trục tọa độ ASC0 mà ta thiết lập ở bước trước. Trong thẻ Surface, chọn biểu tượng và cửa sổ Retract Setup hiện ra, chọn mặt phẳng thuận lợi để gia công, trong thẻ Value ta nhập giá trị 5, chọn OK. Trong thẻ Tolerance để giá trị mặc định 1. Chọn Apply\OK để kết thúc thiết lập bước công nghệ. 3.Lập trình gia công cho bước công nghệ phay 3.1/Chọn máy và thiết lập gốc tọa độ: 3.1.1)Phay mặt đầu: Tạo Mill Window. Chọn , chọn , chọn Placement, chọn mặt trên của phôi để vẽ Sketch, chọn để vào môi trường Sketch, cửa sổ Sketch xuất hiện chọn Sketch, cửa sổ References, xuất hiện và ta giới hạn điểm cho qua trình vẽ Sketch. Tích chọn để kết thúc vẽ Sketch, chọn để kết thúc tạo Window cho quá trình gia công. Chọn Steps\Face, cửa Menu Manager hiện ra, tuỳ chọn Name, Tools, Parametets, Mach Geom chọn Done. Cửa sổ Message Input Window đặt tên PHAYMATDAU, chọn . Cửa sổ Tools Setup mở ra, ta chọn theo một số thông số sau: - Name: T0001 - Type: End Milling - Units: Millimeter - Number of Teeth: 5 Chọn Apply\OK. Cửa sổ Edit Parameters of Squence “PHAYMATDAU” thiết lập các thông số theo như sau: - CUT _FEED: 140 mm/phut - STEP_DEPTH: 0.5 mm - STEP_OVER: 40 mm - CLEAR_DIST: 10 mm - SPINDLE_SPEED: 686 vg/phut Chọn OK. Cửa sổ Surfaces xuất hiện, ta chọn Mill Window khi hồi ta tạo được, chọn để kết thúc việc chọn Surface. Trong Manu Manager chọn Play Path\ Screen Play, cửa sổ Play Path xuất hiện, xử lý để thấy được quá trình phay mặt đầu. Chọn Done Seq để lưu bước công nghệ vừa thực hiện. 3.1.2)Phá phôi: Chọn Steps\Volume, và tùy chọn Name, Tools, Parametets, Window chọn Done. Cửa sổ Message Input Window đặt tên PHAPHOI chọn . Cửa sổ Tools Setup mở ra, ta chọn theo một số thông số sau: - Name: T0002 - Type: Milling - Units: Millimeter - Number of Teeth: 3 Chọn Apply\OK. Cửa sổ Edit Parameters of Squence “PHAPHOI” thiết lập các thông số theo như sau: - CUT _FEED: 140 mm/phut - STEP_DEPTH: 0.5 mm - STEP_OVER: 1 mm - SCAN_TYPE: TYPE_3 - CLEAR_DIST: 10 mm - SPINDLE_SPEED: 2228 vg/phut Chọn OK, ta chọn Mill Window khi hồi ta tạo được. Trong Manu Manager chọn Play Path\ Screen Play, cửa sổ Play Path xuất hiện, xử lý để thấy được quá trình phay mặt đầu. Chọn Done Seq để lưu bước công nghệ vừa thực hiện. 3.1.3)Phay tinh: Chọn Steps\Profile, và tùy chọn Name, Tools, Parametets, Window chọn Done. Cửa sổ Message Input Window đặt tên PHAYTINH chọn . Cửa sổ Tools Setup mở ra, ta chọn theo một số thông số sau: - Name: T0003 - Type: Milling - Units: Millimeter - Number of Teeth: 3 Chọn Apply\OK. Cửa sổ Edit Parameters of Squence “PHAYTINH” thiết lập các thông số theo như sau: - CUT _FEED: 743 mm/phut - STEP_DEPTH: 0.05 mm - STEP_OVER: 1mm - CLEAR_DIST: 1mm - SPINDLE_SPEED: 3713 vg/phut Chọn OK, ta chọn Mill Window khi hồi ta tạo được. Trong Manu Manager chọn Play Path\ Screen Play, cửa sổ Play Path xuất hiện, xử lý để thấy được quá trình phay mặt đầu. Chọn Done Seq để lưu bước công nghệ vừa thực hiện. 3.1.4/Phay thô các rãnh: Chọn Steps\Volume, và tùy chọn Name, Tools, Parametets, Window chọn Done. Cửa sổ Message Input Window đặt tên PHAYTHOCACRANH chọn . Cửa sổ Tools Setup mở ra, ta chọn theo một số thông số sau: - Name: T0004 - Type: Milling - Units: Millimeter - Number of Teeth: 4 Chọn Apply\OK. Cửa sổ Edit Parameters of Squence “PHAPHOI” thiết lập các thông số theo như sau: - CUT _FEED: 165 mm/phut - STEP_DEPTH: 0.5 mm - STEP_OVER: 0.5mm - SCAN_TYPE: TYPE_3 - CLEAR_DIST: 10 mm - SPINDLE_SPEED: 4356 vg/phut Chọn OK, ta chọn Mill Window khi hồi ta tạo được. Trong Manu Manager chọn Play Path\ Screen Play, cửa sổ Play Path xuất hiện, xử lý để thấy được quá trình phay mặt đầu. Chọn Done Seq để lưu bước công nghệ vừa thực hiện. 3.1.5)Phay tinh các rãnh: Chọn Steps\Profile, và tùy chọn Name, Tools, Parametets, Window chọn Done. Cửa sổ Message Input Window đặt tên PHAYTINH chọn . Cửa sổ Tools Setup mở ra, ta chọn theo một số thông số sau: - Name: T0003 - Type: Milling - Units: Millimeter - Number of Teeth: 5 Chọn Apply\OK. Cửa sổ Edit Parameters of Squence “PHAYTINH” thiết lập các thông số theo như sau: - CUT _FEED: 546 mm/phut - STEP_DEPTH: 0.2 mm - CLEAR_DIST: 10mm - SPINDLE_SPEED: 3713 vg/phut Chọn OK, ta chọn Mill Window khi hồi ta tạo được. Trong Manu Manager chọn Play Path\ Screen Play, cửa sổ Play Path xuất hiện, xử lý để thấy được quá trình phay mặt đầu. Chọn Done Seq để lưu bước công nghệ vừa thực hiện. 3.1.6/Khoan 4 lỗ: a/Nguyên công khoan thô lỗ Ø10: Gồm các bước sau: Trong Menu Manager chọn Machining Þ NC Sequence Þ New Sequence Þ Machining Þ Holemaking Þ Done Þ Drill Þ Standard Þ Done. Trong menu bên dưới, đánh dấu các ô Name, Comments, Tool, Parameters, và Holes, sau đó chọn Done. Xuất hiện bảng Tool Setup và điền các thông số dao như hình 4.18 Chọn Done>Set, xuất hiện hộp thoại Param Tree, chọn các thông số như hình 3.18 Hình 4.18: Các thông số kỹ thuật khi khoan thô lỗ Ø10 Chọn Done, xuất hiện bảng HoleSet, ta chọn các thông số như hình 4.19 Chọn Ok>Done Return>Play Path>Nc Check để xem mô phỏng gia công. Chọn Done Seq để kết thúc nguyên công. Xuất file CNC: Chọn CL Data>Output>Select One>SELECTFEAT>Operation. Chọn nguyên công phay thô đang gia công, chọn Done>File>Done, xuất hiện bảng, đặt tên nguyên công là khoantho12 rồi save, chọn Done output>Post Process, chọn file khoantho12>Open>Done, chọn bất kỳ trong PP list, nhập số bất kỳ>Enter>Close>Done/Return. Mở file khoantho12.tap bằng noterpad sẽ được chương trình gia công bằng máy CNC nguyên công khoan thô lỗ Ø12. b-Nguyên công khoan tinh lỗ Ø10: Tương tự như khi khoan thô, ta chọn dao số 3 có Cutter Diameter là 12, đặt tên nguyên công là khoantinh12, ta có mô phỏng như hình 4.20 **Kết nối 7 bước công nghệ thành một công đoạn hoàn thành. Từ Menu Manufacture\Machining \CL data\Selec set\Seleat\Creat\Enter ouput set name: đặt tên là Lien-ket\√. Trong mục CREAT SET\Select All\Done. Kết thúc việc kết nối bốn nguyên công thành một công đoạn. Trên Menu Path\File\OutputType\File\Interactive\Done. Lúc này hộp thoại save a copy ta đặt tên Hoan-Thanh. Để xem kết quả việc kết nối, từ Menu\Path\Done output\Cl Data\Nc check\Run. Lúc này trên màn hình chạy lần lượt từ nguyên công 1 đến nguyên công 5. Cuối cùng xuất File chương trình\Done\Return\Post Process, lúc này hộp thoại Open xuất hiện, ta chọn File\ Hoan-Thanh-cd1\Open\Done, lúc này xuất hiện PP List ta kích chuột vào Uncx01.P01, ở mục ENTER PROGRAM NUMBER ta nhập vào một số bất kỳ, sau đó chọn Enter. Lúc này muốn mở được chương trình gia công ta mở file Hoan-Thanh.tap. Chương 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ CAD-CAM-CNC 1.Giới thiệu chung về CAD/CAM trong lĩnh vực chế tạo khuôn mẫu: 2 2.Vai trò và chức năng của CAD trong hệ thống sản xuất tích hợp (CIM): 2 COMPUTER INTEGRATED MANUFACTURING (CIM) 3. phương pháp mô tả khối hình học (solid): 3 4. Ứng dụng CAD/CAM trong chế tạo khuôn mẫu: 3 Chương 2: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ VÀ CHỌN CÁC THÔNG SỐ 5 KỸ THUẬT 1.Đặc điểm về sản phẩm của chi tiết gia công: 6 2.Tính năng kỹ thuật của chi tiết gia công.: 10 3. Chọn máy gia công : 10 4. Chọn dao và thông số kỹ thuật của dao : 11 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TÁCH KHUÔN, LẬP TRÌNH GIA CÔNG KHUÔN CHI TIẾT NẮP HỘP ĐỘNG CƠ TRÊN PHẦN MỀM Pro/ ENGINEER 1.Tách khuôn: 16 2.Khởi tạo một nguyên công cho gia công: 20 3.Lập trình gia công cho bước công nghệ phay: 21 3.1)Lập trình cho bước công nghệ phay khuôn trên: 21 3.2) Lập trình cho bước công nghệ phay khuôn dưới: 28