Giáo Trình CAD/CAM Nâng Cao: Mô Phỏng và Gia Công

Giáo trình nghiên cứu cad cam nâng cao, trình bày lý thuyết rõ ràng, minh họa ví dụ thực tế, phù hợp sinh viên ., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Trường học: Trường Cao Đẳng Kinh Tế - Kỹ Thuật Vinatex
• Chuyên ngành: CAD/CAM
• Đề tài: Giáo Trình CAD/CAM Nâng Cao
• Loại tài liệu: giáo trình
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình CAD CAM Nâng Cao Hướng Dẫn Chi Tiết

Giáo trình CAD/CAM nâng cao cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết cho việc thiết kế và gia công sản phẩm. Nội dung giáo trình bao gồm các phương pháp mô phỏng gia công, từ phay 2D đến phay 3D, giúp người học nắm vững quy trình và ứng dụng thực tiễn. Việc sử dụng phần mềm CAD/CAM hiện đại như MasterCAM là một phần quan trọng trong quá trình học tập.

1.1. Khái niệm và tầm quan trọng của CAD CAM

CAD/CAM là viết tắt của Computer-Aided Design và Computer-Aided Manufacturing. Đây là công nghệ giúp tối ưu hóa quy trình thiết kế và sản xuất, giảm thiểu thời gian và chi phí. Việc áp dụng CAD/CAM trong ngành công nghiệp chế tạo mang lại hiệu quả cao trong việc gia công chính xác.

1.2. Cấu trúc của giáo trình CAD CAM nâng cao

Giáo trình được chia thành nhiều phần, mỗi phần tập trung vào một khía cạnh cụ thể của CAD/CAM. Các phần này bao gồm mô phỏng gia công phay 2D, phay 3D, và tiện 2D, giúp người học có cái nhìn tổng quát và chi tiết về từng quy trình.

II. Thách thức trong việc áp dụng CAD CAM Nâng Cao

Mặc dù CAD/CAM mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc áp dụng công nghệ này cũng gặp phải một số thách thức. Những vấn đề như thiếu hụt kỹ năng, chi phí đầu tư ban đầu cao, và sự phức tạp trong việc sử dụng phần mềm là những rào cản lớn. Để vượt qua những thách thức này, cần có sự đầu tư vào đào tạo và phát triển kỹ năng cho người lao động.

2.1. Thiếu hụt kỹ năng trong ngành công nghiệp

Nhiều kỹ sư và công nhân chưa được đào tạo đầy đủ về CAD/CAM, dẫn đến việc sử dụng phần mềm không hiệu quả. Việc tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu là cần thiết để nâng cao kỹ năng cho người lao động.

2.2. Chi phí đầu tư và bảo trì phần mềm

Chi phí đầu tư cho phần mềm CAD/CAM và thiết bị gia công có thể rất cao. Do đó, các doanh nghiệp cần cân nhắc kỹ lưỡng trước khi quyết định đầu tư vào công nghệ này.

III. Phương pháp mô phỏng gia công hiệu quả trong CAD CAM

Để đạt được hiệu quả cao trong việc gia công, việc áp dụng các phương pháp mô phỏng là rất quan trọng. Các phương pháp này giúp kiểm tra và tối ưu hóa quy trình gia công trước khi thực hiện trên thực tế. Sử dụng phần mềm như MasterCAM cho phép người dùng mô phỏng các bước gia công một cách chính xác.

3.1. Mô phỏng gia công phay 2D

Mô phỏng gia công phay 2D là bước đầu tiên trong quy trình CAD/CAM. Người dùng cần thiết lập các thông số như máy gia công, biên dạng hình học và khai báo phôi để thực hiện mô phỏng chính xác.

3.2. Mô phỏng gia công phay 3D

Mô phỏng gia công phay 3D phức tạp hơn và yêu cầu người dùng phải nắm vững các kỹ thuật lập trình. Việc sử dụng các công cụ như Surface Rough/Finish giúp tối ưu hóa quy trình gia công.

IV. Ứng dụng thực tiễn của CAD CAM trong ngành công nghiệp

CAD/CAM đã được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như chế tạo máy, ô tô, và hàng không. Việc sử dụng công nghệ này giúp tăng cường độ chính xác và giảm thiểu thời gian sản xuất. Các doanh nghiệp có thể tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng dụng trong chế tạo máy

Trong ngành chế tạo máy, CAD/CAM giúp thiết kế và gia công các chi tiết phức tạp với độ chính xác cao. Việc áp dụng công nghệ này giúp giảm thiểu lỗi trong quá trình sản xuất.

4.2. Ứng dụng trong ngành ô tô

Ngành công nghiệp ô tô sử dụng CAD/CAM để thiết kế và sản xuất các linh kiện, từ khung xe đến động cơ. Công nghệ này giúp tăng cường hiệu suất và giảm chi phí sản xuất.

V. Kết luận và tương lai của CAD CAM Nâng Cao

CAD/CAM sẽ tiếp tục phát triển và đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế tạo. Sự tiến bộ của công nghệ sẽ mang lại nhiều cơ hội mới cho các doanh nghiệp. Đầu tư vào đào tạo và phát triển kỹ năng cho người lao động là yếu tố quyết định để tận dụng tối đa lợi ích từ CAD/CAM.

5.1. Xu hướng phát triển của CAD CAM

Trong tương lai, CAD/CAM sẽ tích hợp nhiều công nghệ mới như trí tuệ nhân tạo và tự động hóa, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả.

5.2. Tầm quan trọng của đào tạo trong CAD CAM

Đào tạo và phát triển kỹ năng cho người lao động là rất quan trọng để đảm bảo rằng họ có thể sử dụng hiệu quả các công nghệ CAD/CAM mới nhất.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KINH TẾ - KỸ THUẬT VINATEX TP HỒ CHÍ MINH GIÁO TRÌNH CAD/CAM NÂNG CAO TP. Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2018 CAD/CAM MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN 1: MÔ PHỎNG GIA CÔNG PHAY 2D. 1 Bài 1: Phay 2D - Các thiết lập ban đầu. 2 Bài 2: Đường chạy dao Mill Toolpath - Face.

6 Bài 3: Đường chạy dao Mill Toolpath - Contour. 11 Bài 4: Đường chạy dao Mill Toolpath - Pocket. 19 Bài 5: Đường chạy dao Mill Toolpath - Drill. 27 PHẦN 2: MÔ PHỎNG GIA CÔNG PHAY 3D.

32 Bài 6: Đường chạy dao Surface Rough/Finish - Contour. 33 Bài 7: Đường chạy dao Surface Rough - Pocket. 42 Bài 8: Đường chạy dao Surface Rough/Finish - Parallel. 49 PHẦN 3: MÔ PHỎNG GIA CÔNG TIỆN 2D.

58 Bài 9: Tiện 2D - Các thiết lập ban đầu. 59 Bài 10: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Face. 64 Bài 11: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Rough. 67 Bài 12: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Finish.

71 Bài 13: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Groove. 74 Bài 14: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Thread. 79 Bài 15: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Drill. 83 Bài 16: Đường chạy dao Lathe Toolpath - Cutoff.

86 CAD/CAM Phần 1: Mô phỏng gia công phay 2D PHẦN 1: MÔ PHỎNG GIA CÔNG PHAY 2D 1. Phay mặt phẳng trên Chi tiết gia công: Quy trình công nghệ: 2. Khoan và tarô 3 lỗ ren Bảng dụng cụ cắt: Tool Type Diameter Face Mill 50 Flat Endmill 8, 16 Chamfer Mill 10/45 Spot Drill 5 Drill 14 Tape RH M16 Yêu cầu: - Lập trình mô phỏng gia công chi tiết trên phần mềm MasterCAM. - Khai báo phôi chừa lượng dư gia công các bề mặt 2mm và kẹp phôi 10mm.

- Gia công chi tiết theo quy trình công nghệ và bảng dụng cụ cắt. Trang 1 CAD/CAM Bài 1: Phay 2D - Các thiết lập ban đầu BÀI 1: PHAY 2D - CÁC THIẾT LẬP BAN ĐẦU 1.1 Khái quát Để chuẩn bị cho phần lập trình mô phỏng gia công chi tiết, chúng ta cần thực hiện vài thiết lập ban đầu theo yêu cầu đặt ra. Đó là: - Chọn máy gia công - Vẽ biên dạng hình học - Khai báo phôi gia công 1.2 Trình tự thực hiện ❖ Bước 1: Chọn máy gia công Trong Menu Machine Type, chọn máy phay Mill. ❖ Bước 2: Vẽ biên dạng hình học Ta vẽ biên dạng của chi tiết và biên dạng phôi, sau đó thiết lập vị trí gốc tọa độ gia công.

❖ Bước 3: Khai báo phôi gia công 1. Trong cửa sổ Operations Manager, ta chọn trang Properties - Stock Setup. Trang 2 CAD/CAM Bài 1: Phay 2D - Các thiết lập ban đầu 2. Hộp thoại Machine Group Properties xuất hiện, ta khai báo các dữ liệu phôi.

- Stock View: Hướng chiếu phôi - Shape: Hình dạng phôi - Display: Hiển thị mô hình phôi trên cửa sổ đồ họa - X, Y, Z: Kích thước phôi - Stock Origin: Gốc tọa độ phôi Trang 3 CAD/CAM Bài 1: Phay 2D - Các thiết lập ban đầu 3. Nhấn ự để hoàn tất bước khai báo phôi gia công.3 Các biểu tượng chức năng trong cửa sổ Operations Manager 1.1 Hộp thoại Toolpath Manager Biểu tượng Ý nghĩa Select all operations Chọn tất cả các bước gia công Select all dirty operations Chọn tất cả các bước gia công vô hiệu Tạo mới đường chạy dao cho các bước gia công VE> Regenerate all selected operations được chọn Tạo mới đường chạy dao cho các bước gia công vô Vx Regenerate all dirty operations hiệu Mô phỏng đường chạy dao cho các bước gia công s? Backplot selected operations được chọn Mô phỏng chạy gia công cho các bước gia công © Verify selected operations được chọn Xuất chương trình CNC cho các bước gia công Cl Post selected operations được chọn T* High feed Tối ưu hóa lượng chạy dao cho các bước gia công được chọn Xóa tất cả các bước gia công, nhóm máy và dụng Delete all operations, groups and tools cụ cắt © Toggle locking on selected operations Khóa/Mở khóa các bước gia công được chọn Hiển thị/Không hiển thị đường chạy dao của các Si Toggle display on selected operations bước gia công trên cửa sổ đồ họa Cho phép/Không cho phép xuất chương trình CNC Q Toggle posting on selected operations của các bước gia công được chọn Di chuyển mũi tên chèn xuống dưới một bước gia ▼ Move insert arrow down one item công Di chuyển mũi tên chèn lên trên một bước gia công Move insert arrow up one item Position insert arrow after selected Di chuyển mũi tên chèn xuống dưới bước gia công operation or after selected group hoặc nhóm gia công được chọn Trang 4 CAD/CAM Bài 1: Phay 2D - Các thiết lập ban đầu Scroll window so insert arrow is visible Di chuyển cửa sổ Toolpath Manager đến vị trí có thể nhìn thấy mũi tên chèn Chỉ hiển thị đường chạy dao của các bước gia công Only display selected toolpaths được chọn trên cửa sổ đồ họa Chỉ hiển thị biên dạng hình học của các bước gia Q] Only display associative geometry công được chọn trên cửa sổ đồ họa 1.2 Danh mục Toolpath Manager Biểu tượng Ý nghĩa □□ Machine Group folders Nhóm máy gia công ill Machining Properties folders Các thiết lập gia công & Files Thiết lập dữ liệu lưu trữ 0 Tool Settings Thiết lập dụng cụ cắt o Stock Setup Khai báo phôi À Safety Zone Thiết lập vùng an toàn 88 Toolpath Group folders Nhóm các đường chạy dao gia công t Operation folders Bước gia công □ Parameters Thông số gia công $ Tool definition Dụng cụ cắt 91 Part geometry Biên dạng hình học ễỉ Toolpath Dữ liệu đường chạy dao ÍA Operation Insert Arrow Mũi tên chèn bước gia công mới Trang 5 CAD/CAM Bài 2: Đường chạy dao Mill Toolpath - FACE BÀI 2: ĐƯỜNG CHẠY DAO MILL TOOLPATH - FACE 2.1 Khái quát - Nhanh chóng làm sạch bề mặt phôi. - Được sử dụng để phay mặt phẳng làm chuẩn cho các bước gia công tiếp theo.2 Trình tự thực hiện Để minh họa, ta sẽ dùng đường chạy dao FACE gia công phay mặt phẳng trên của chi tiết. ❖ Bước 1: Chọn đường chạy dao Trong Menu Toolpaths, chọn đường chạy dao FACE.

Xuất hiện hộp thoại Enter new NC name, ta nhập tên chương trình. Trang 6 CAD/CAM Bài 2: Đường chạy dao Mill Toolpath - FACE ❖ Bước 2: Chọn biên dạng cần gia công Hộp thoại Chaining xuất hiện kèm dòng nhắc Select OK to use defined stock or select chain 1. Nhấn ự để chọn phay toàn bộ bề mặt phôi. ❖ Bước 3: Khai báo dữ liệu chạy dao 1.

Xuất hiện hộp thoại 2D Toolpaths - Facing, ta chuyển sang trang Tool để khai báo dụng cụ cắt và các thông số chế độ cắt. - Spindle direction: Chiều quay trục chính - Spindle speed: Số vòng quay trục chính (vòng/ph) - CS (Cutting speed): Tốc độ cắt (m/ph) - Feed rate: Lượng chạy dao theo phương XY (mm/ph) - FPT (Feedper tooth): Lượng chạy dao răng (mm/vòng) - Plunge rate: Tốc độ nhấn dao theo phương Z (mm/ph) - Retract rate: Tốc độ rút dao (mm/ph) - Rapid Retract: Rút dao nhanh Trang 7 CAD/CAM Bài 2: Đường chạy dao Mill Toolpath - FACE 2. Chuyển sang trang Cut Parameters, ta khai báo các thông số chạy dao. - Style: Kiểu đường chạy dao Face -Tip comp: Bù trừ đầu mũi dao - Roll cutter around corners: Chuyển động lượn tròn dao quanh các góc - Stock to leave on floors: Lượng dư gia công bề mặt - Across overlap: Khoảng lấn dao ngang vuông góc với hướng cắt - Along overlap: Khoảng lấn dao dọc song song với hướng cắt - Approach distance: Khoảng thêm vào đường cắt đầu tiên - Exit distance: Khoảng thêm vào đường cắt cuối cùng - Max.

stepover: Khoảng lấn dao tối đa theo phương XY của mỗi đường cắt - Climb/Conventional: Phay thuận/Phay nghịch - Reverse direction of last pass: Đổi chiều đường cắt cuối cùng Trang 8 CAD/CAM Bài 2: Đường chạy dao Mill Toolpath - FACE 3. Trong phần Depth Cuts, ta nhập thông số các lớp cắt theo phương Z. - Max rough step: Chiều sâu tối đa của mỗi lớp cắt thô ban đầu - # Finish cuts: Số lớp cắt cuối - Finish step: Chiều sâu của mỗi lớp cắt cuối - Keep tool down: Giữ nguyên vị trí và không rút dao giữa các lớp cắt 4. Chuyển sang trang Linking Parameters, ta chọn tọa độ tuyệt đối Absolute để gia công an toàn và nhập các thông số tọa độ chạy dao theo phương Z.0 o Absolute Incremental Use clearance only at the start and end of operation Retract.

a Absolute Incremental Feed plane. 5-0 o Absolute Incremental - Clearance: Tọa độ điểm tập kết dao ban đầu - Retract: Tọa độ rút dao Trang 9 CAD/CAM Bài 2: Đường chạy dao Mill Toolpath - FACE - Feed plane: Tọa độ mặt phẳng chuẩn bị gia công - Top of stock: Tọa độ bề mặt phôi gia công - Depth: Tọa độ chiều sâu gia công 5. Chuyển sang trang Coolant, ta khai báo chế độ tưới nguội. - Flood: Tưới nguội kiểu dòng chảy - Mist: Tưới nguội kiểu phun sương - Thru-tool: Tưới nguội thông qua dụng cụ cắt 6.

Nhấn LẾ để hoàn tất quá trình khai báo dữ liệu chạy dao.3 Bài tập - Lập trình gia công phay mặt phẳng trên của chi tiết trong ví dụ minh họa. - Lập trình gia công phay mặt phẳng trên của các chi tiết hình 4.4 trong Hệ thống bài tập Thực hành CAD/CAM. Trang 10 Thực hành CAD/CAM Bài 3: Đường chạy dao Mill Toolpath - CONTOUR BÀI 3: ĐƯỜNG CHẠY DAO MILL TOOLPATH - CONTOUR 3.1 Khái quát - Điều khiển dụng cụ cắt chạy theo đường dẫn được xác định bởi một chuỗi đường cong. - Được sử dụng để gia công các biên dạng thành bề mặt và các rãnh trên bề mặt.2 Trình tự thực hiện Để minh họa, ta tiếp tục lập trình gia công phay mặt 1 của chi tiết theo quy trình công nghệ: - CONTOUR phay thô mặt 1 với Flat Endmill 16 - CONTOUR phay tinh mặt 1 với Flat Endmill 8 Trước khi gia công, ta tiến hành một số thao tác chuẩn bị.

Nhằm thuận tiện cho việc lựa chọn biên dạng sau này, ta sẽ tạo một Level biên dạng riêng cho bước gia công. Trên thanh trạng thái Status Bar, ta nhấn chuột trái vào Level. Hộp thoại Level Manager xuất hiện, ta tạo Level mới bằng cách nhập số thứ tự và tên Level vào ô Main Level. Nhấn ự Bộ môn CAD/CAM/CNC Trang 11 Thực hành CAD/CAM Bài 3: Đường chạy dao Mill Toolpath - CONTOUR 3.

Trở lại cửa sổ đồ họa Graphics Window, ta chọn các biên dạng cần thiết cho bước gia công và nhấn chuột phải vào Level trên thanh trạng thái Status Bar. Xuất hiện hộp thoại Change Levels, ta chọn Copy và nhập số thứ tự của Level nơi sao chép đến. Trên thanh trạng thái Status Bar, ta tiếp tục nhấn chuột trái vào Level để trở lại hộp thoại Level Manager.