Luận văn: Ứng dụng Pro/Engineer Wildfire trong thiết kế và gia công khuôn mẫu nhựa

Luận văn thạc sĩ phân tích nghiên cứu ứng dụng phần mềm pro engineer wildfire trong thiết kế và gia công khuôn mẫu cho các sản, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải

• Tác giả: Nguyễn Trường Sơn
• Người hướng dẫn: PGS. Trần Xuân Việt
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công Nghệ Cơ Khí
• Đề tài: Nghiên Cứu, Ứng Dụng Phần Mềm Pro/Engineer Wildfire Trong Thiết Kế Và Gia Công Khuôn Mẫu Cho Các Sản Phẩm Nhựa
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về Pro Engineer Wildfire trong Thiết kế Khuôn Nhựa

Pro/Engineer Wildfire là phần mềm CAD/CAM/CAE hàng đầu được ứng dụng rộng rãi trong thiết kế và gia công khuôn nhựa. Phần mềm này cung cấp các công cụ mạnh mẽ cho việc mô hình hóa 3D, phân tích kỹ thuật và lập trình gia công CNC. Với các modul chuyên biệt như Complete Mold Design và Tool Design, Pro/Engineer Wildfire cho phép các kỹ sư thiết kế những khuôn phức tạp với độ chính xác cao. Ứng dụng này hỗ trợ từ giai đoạn thiết kế ban đầu đến kiểm tra công nghệ và tối ưu hóa sản xuất, giúp rút ngắn thời gian phát triển sản phẩm và giảm chi phí sản xuất khuôn mẫu.

1.1. Khái niệm Pro Engineer và các modul chính

Pro/Engineer Wildfire bao gồm nhiều modul chuyên dụng. Modul thiết kế giúp tạo hình dạng chi tiết phức tạp. Modul Advanced Mechanica thực hiện phân tích ứng suất và biến dạng. Modul NC Manufacture hỗ trợ lập trình gia công tự động, giảm sai sót. Các modul này tích hợp hoàn hảo, tạo quy trình thiết kế-sản xuất liền mạch.

1.2. Lợi thế của Pro Engineer trong ngành công nghệ cơ khí

Pro/Engineer Wildfire mang lại nhiều lợi thế cạnh tranh. Nó cho phép mô hình hóa 3D chính xác, tạo bản vẽ kỹ thuật tự động, và kiểm tra dung sai hình học chi tiết. Phần mềm hỗ trợ thiết kế ngược từ sản phẩm tồn tại, mô phỏng động lực học, và phân tích피로 của khuôn mẫu, đảm bảo độ tin cậy cao.

II. Quy trình Thiết kế Khuôn nhựa với Pro Engineer

Quy trình thiết kế khuôn nhựa bao gồm nhiều bước chi tiết. Đầu tiên, kỹ sư tạo hình học của sản phẩm nhựa trong không gian 3D, xác định các lỗ tiêu chuẩn, gân nhựa, và bộ tròn góc cạnh. Tiếp theo, thiết kế các bộ phận khuôn như khối đúc, thèo phun, kênh dẫn nóng. Pro/Engineer hỗ trợ lắp ghép Assembly các thành phần khuôn, kiểm tra mối hợp công nghệ và góc thoát khuôn. Cuối cùng, tạo bản vẽ kỹ thuật chi tiết với kích thước, dung sai hình học và các yêu cầu gia công cụ thể.

2.1. Tạo hình học sản phẩm nhựa và các chi tiết cơ bản

Tạo Pipe cho các ống, làm rộng khối để định hình sơ bộ. Tạo gân nhựa tăng độ cứng, làm tròn góc cạnh theo tiêu chuẩn. Tạo mặt Radius Dome và Section Dome cho các chi tiết phức tạp. Mỗi thao tác được Pro/Engineer xử lý với độ chính xác cao, đảm bảo sản phẩm nhựa cuối cùng đạt tiêu chuẩn chất lượng.

2.2. Thiết kế các thành phần khuôn mẫu

Khuôn mở hai phía hoặc nhiều phía tùy theo độ phức tạp sản phẩm. Thiết kế bạc phun tiêu chuẩn, cuống phun, kênh dẫn để phun nhựa đều. Pro/Engineer cung cấp thư viện khuôn sẵn có, hỗ trợ modul Extended Mold Base để nhanh chóng lắp ghép Assembly hoàn chỉnh.

III. Tối ưu hóa Thiết kế và Phân tích Kỹ thuật

Sau khi thiết kế cơ bản, phân tích kỹ thuật là bước quan trọng để đảm bảo khuôn mẫu hoạt động tối ưu. Pro/Engineer Wildfire cho phép kiểm tra chiều đày sản phẩm và góc thoát khuôn để sản phẩm dễ tách khỏi khuôn. Định nghĩa mặt phản khuôn chính xác giảm tiêu hao nhựa. Phân tích dung sai hình học và hệ số co ngót giúp dự đoán kích thước thực tế sản phẩm. Modul Fatigue Advisor phân tích mệt mỏi vật liệu, đảm bảo tuổi thọ khuôn mẫu. Các mô phỏng động lực học kiểm tra hiệu suất phun nhựa trong điều kiện sản xuất thực tế.

3.1. Kiểm tra và hiệu chỉnh kích thước dung sai

Hộp thoại ghi kích thước tự động tạo kích thước nhanh chóng. Hiệu chỉnh kích thước chi tiết từng mặt, cạnh. Ghi dung sai hình học theo tiêu chuẩn ISO. Hiệu chỉnh đường dóng kích thước đảm bảo bản vẽ rõ ràng, tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật quốc tế.

3.2. Phân tích và tối ưu hóa hiệu suất khuôn

Modul Advanced Mechanica phân tích ứng suất, biến dạng trên khuôn. Mô phỏng động lực học kiểm tra chuyển động các cơ cấu khuôn. Fatigue Advisor dự báo tuổi thọ, điểm yếu. Kết quả phân tích giúp tối ưu hóa thiết kế, giảm chi phí vật liệu, tăng độ bền khuôn mẫu.

IV. Lập trình Gia công CNC và Sản xuất Khuôn

Giai đoạn gia công là bước cuối cùng biến thiết kế thành sản phẩm thực tế. Modul NC Manufacture của Pro/Engineer Wildfire tự động lập trình gia công CNC từ mô hình 3D. Kỹ sư định nghĩa chi tiết, phôi gia công và thiết bị gia công (máy CNC). Định nghĩa dụng cụ cắt phù hợp với từng vùng gia công. Nguyên công hay chu trình NC được tối ưu hóa để giảm thời gian, chi phí. Modul Production Machining hỗ trợ gia công đa trục, milling phức tạp. Kiểm tra va chạm và mô phỏng gia công giảm rủi ro hỏng máy, đảm bảo chất lượng mặt khuôn và độ chính xác chiều dạo.

4.1. Định nghĩa công nghệ gia công

Định nghĩa chi tiết, phôi xác định vật liệu khuôn (thép tiêu chuẩn). Định nghĩa thiết bị gia công chọn máy CNC phù hợp. Định nghĩa dụng cụ cắt theo loại vật liệu, độ cứng yêu cầu. Thao tác này tạo cơ sở dữ liệu gia công, hỗ trợ tính toán tự động thời gian, chi phí.

4.2. Lập trình CNC tự động và kiểm tra mô phỏng

Modul NC Manufacture tạo nguyên công gia công tự động từ mô hình CAD. Chu trình NC được tối ưu hóa về tốc độ, tiến nhanh. Kiểm tra va chạm giữa dụng cụ, khối gia công, bàn máy. Mô phỏng gia công hiển thị quỹ đạo cụ, giảm rủi ro lỗi, đảm bảo chất lượng mặt khuôn chính xác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1. Tổng quan về Pro/Engincer Wirefire 12 1.1 Giới thiệu chung vẻ phản mềm tích hep CAD/CAM/CAE 12 1.2 Gidi thigu vé phan mém Pro/Engineer Wirefire 14 143 Mỗi trường làm việc Pro/Engineer Wirefire 30 131 Cáckhái niệm cơ bản 33 1.2 Lam vige voi File dữ liệu 36 1.3 Làm việc với hệ thống menu 42 Chương 2. Thiết kế CAD 46 2.1 Vẽ phác thảo Sketch 46 21.12 _ Các công cụ hiệu chính 53 3.13 Ghi va higu chinh kich thude 54 2.2 Dựng hùnh 3Ð - Pan Modeling s4 2.21 Các công cụtạo chuẩn 54 2.22 Các phép tạo hình cơ bản 55 2.3 Các công cụ hiệu chính 65 2. Tạo khối lắp ghép - Assembly 66 2.4 Tạo bản vẽ kỹ Huật 2D 68 2.1 Nhóm lệnh hình chiêu 6 3.42 Nhóm lệnh ghỉ kíchthước a 2.3 Ghi dung saihinhhọc T5 Chương 3.

Thiết kế khuôn 16 3.1 Cấu tạo khuôn ép nhựa W 3.2 Các khuyết tật thường xây ra đối với các sản phẫm nhựa 85 3. Thiết kẻ khuôn nhựa với Pro/Engineer Wirefire 87 3.31 Dinh nghia san phim (Mold Model) 88 Nguyễn Trường Sơn Trường ĐIHIBK Hà Nội +uuận văn thạc sỹ 7 Ba man cong nghé ché tao may Tình 1. Menu manager 31 ảnh 1. Liộp thoại 33 Hình 1.

Chọn đôi tượng. Lọc đối trong 35 Linh 1. Hộp thoại New 40 Hình 1. Danh sách định dạng Eile kết xuất 42 Tình 2.

Hộp thoại New Sketch 46 ảnh 2. Hộp thoại Sketch 46 Tình 2.3 Mỗi trường Sketch 4T Hình 2.4, Các tùy chọn vẽ dường thẳng, 48 1ành 2. Vẽ hình chữ nhật 48 Tình 2. Các Lùy chọn vẽ đườngtròn, clip 48 Linh 2.7, Cac tay chon vé cung ton, elip 50 Linh 2.

Các tùy chọn vẽ cung chuyển tiếp. Vẽ theo mẫu có sẵn. Hp céng ey ring buộc 53 Hinh 2. lập thoại ghỉ kích thước 55 Fiinh 2.12, Hop thoai lao mat chuan 55 Linh 2.

Cac tiy chon Lixtude 56 Hình 2. Các từy chọn Revolve 56 Hinh 2.15, Cac biy chon Variable Section Sweep 5 Linh 2. Cac tiy chon Blend 58 Hình 2. Tạo mặt Sweep s9 Tình 2.

Tạo mặt Telieal Swcep sọ Linh 2. ‘Tao mit Boundary Blend 60 Hinh 2. Tao mal Sweep - Blend 60 Hinh 2. Tao mat Shaft 60 Linh 2.

‘Tao mit Neck él Himh 2. Tao mat Flange él Nguyễn Trường Sơn Trường ĐIHIBK Hà Nội Tận văn thạc sĩ 4 Ba man cong nghé ché tao may 3.32 Dinh oughta phai - khdi khuôn 90 3.33 Đmhnghĩa hệ số co ngót 90 3. Kiếm tra chiều đây sản phẩm và góc thoát khuôn.35 Đmlhnghữa mặt phản khuôn 9 3.37 Thiết kế các thành phản khác với thư viên khuôn và modul 92 mé réng MX - Extended Mold Base 3. Kiếm tra tinh công nghệ, hoàn thiện thiết kẻ 92 3.4 TIễ trợ thiết kế với modul Extended Mold Base (EM) 9% Chương 4.

Thiét ké CAM véi modul NC Manufacture 98 41 Đmhngha chỉ tiết, phôi 98 42 Dinh nghĩa thiếtbị gia cong 99 43. Dinhnghĩa dụng cụ cắt 100 4A Dinh ngbia nguyén eéng - Operation 101 45 Dimhnglfa bước nguyên công hay chu trink NC - NC Sequence 101 4.51 Volume 102 452 Local Mill 103 4. Face, Profile va Pocketing 104 455 ‘Trajectory 104 486 — Holemaking 104 4.6 Khai báo tan số hình học 104 4. Kiểm tra đường chạy đao và mô phỏng quá trình gia cổng 105 4.8 Kết xuất chương trinh NC 105 Chương §.

Thiết kế vả gia công lỏng khuôn vỏ diện thoại 107 5.1 Thiết kế lòng khuôn 107 5.2 Gia công lòng khuôn 11 Kết man 115 Tài liệu tham Ihão 116 Phu lục 118 Tom tat 124 Neguyén Truong Son Trường ĐHBK Hà Nội Tận văn thạc sĩ 6 Ba man cong nghé ché tao may DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1. Sơ đồ khôi chức năng của phản mềm CAD/CAM/CAE 14 Tình 1. Modul thiết kế đường ống 16 Tĩnh 1. Modul phan tich dung sai thiét ké 16 Tĩnh 1.

Modul hễ trợ lắp ghép phức tạp 17 Tình 1. Modnl phần tích mô phông hành vị 17 Hình 1.5, Modul thiết kế khung, giàn 17 Tình 1. Modul thiết kế hệ thôngđiện, thủy khí 17 Hình 1. Modul thiết kế bổ trí hệ thông điện 19 linh 1.

Modul thiết kế ý tướng, 20 Tình 1. Modnl thiết kế ngược 20 Hình 1. Modul Interactive Surface Design Extension 2 Tinh 1. Modul Advanced Rendering 2 Tĩnh 1.

Modul Advanced Mechanica 22 Tinh 1. Modul Behavioral Modeling, 22 Hình 1. Modul mó phỏng động lực học 23 THình 1. Modul Fatigue Advisor 23 Tĩnh 1.

Modul Manikin Analysis ixtension 24 Tinh 1. Modul Tool Design 25 Tình 1. Modul EMX 35 Linh 1.19, Modul Complete Mold Design 26 Hình 1. Modul Plastic Advisor 26 Hinh 1.

Modul NC Shectmetal a7 Hinh 1. Modul Prismatic and Multi-surface Milling, 27 Hinh 1. Modal Production Machining 28 Hình 1. Modul Progressive Die 28 Linh 1.24, Modul Pro/TOOLMAKUR 29 Tình 1.

Môi trưởng làm việc Pro/Engineer Wildfire 30 Neguyén Truong Son Trường ĐHBK Hà Nội +uuận văn thạc sỹ 3 Ba man cong nghé ché tao may MUCLUC Loi cam doan 2 Mục lục 3 Danh mục các bằng 5 Danh mục các hình vẽ 6 Mở đầu 1 Chương 1. Tổng quan về Pro/Engincer Wirefire 12 1.1 Giới thiệu chung vẻ phản mềm tích hep CAD/CAM/CAE 12 1.2 Gidi thigu vé phan mém Pro/Engineer Wirefire 14 143 Mỗi trường làm việc Pro/Engineer Wirefire 30 131 Cáckhái niệm cơ bản 33 1.2 Lam vige voi File dữ liệu 36 1.3 Làm việc với hệ thống menu 42 Chương 2. Thiết kế CAD 46 2.1 Vẽ phác thảo Sketch 46 21.12 _ Các công cụ hiệu chính 53 3.13 Ghi va higu chinh kich thude 54 2.2 Dựng hùnh 3Ð - Pan Modeling s4 2.21 Các công cụtạo chuẩn 54 2.22 Các phép tạo hình cơ bản 55 2.3 Các công cụ hiệu chính 65 2. Tạo khối lắp ghép - Assembly 66 2.4 Tạo bản vẽ kỹ Huật 2D 68 2.1 Nhóm lệnh hình chiêu 6 3.42 Nhóm lệnh ghỉ kíchthước a 2.3 Ghi dung saihinhhọc T5 Chương 3.

Thiết kế khuôn 16 3.1 Cấu tạo khuôn ép nhựa W 3.2 Các khuyết tật thường xây ra đối với các sản phẫm nhựa 85 3. Thiết kẻ khuôn nhựa với Pro/Engineer Wirefire 87 3.31 Dinh nghia san phim (Mold Model) 88 Nguyễn Trường Sơn Trường ĐIHIBK Hà Nội +uuận văn thạc sỹ 3 Ba man cong nghé ché tao may MUCLUC Loi cam doan 2 Mục lục 3 Danh mục các bằng 5 Danh mục các hình vẽ 6 Mở đầu 1 Chương 1. Tổng quan về Pro/Engincer Wirefire 12 1.1 Giới thiệu chung vẻ phản mềm tích hep CAD/CAM/CAE 12 1.2 Gidi thigu vé phan mém Pro/Engineer Wirefire 14 143 Mỗi trường làm việc Pro/Engineer Wirefire 30 131 Cáckhái niệm cơ bản 33 1.2 Lam vige voi File dữ liệu 36 1.3 Làm việc với hệ thống menu 42 Chương 2. Thiết kế CAD 46 2.1 Vẽ phác thảo Sketch 46 21.12 _ Các công cụ hiệu chính 53 3.13 Ghi va higu chinh kich thude 54 2.2 Dựng hùnh 3Ð - Pan Modeling s4 2.21 Các công cụtạo chuẩn 54 2.22 Các phép tạo hình cơ bản 55 2.3 Các công cụ hiệu chính 65 2.

Tạo khối lắp ghép - Assembly 66 2.4 Tạo bản vẽ kỹ Huật 2D 68 2.1 Nhóm lệnh hình chiêu 6 3.42 Nhóm lệnh ghỉ kíchthước a 2.3 Ghi dung saihinhhọc T5 Chương 3. Thiết kế khuôn 16 3.1 Cấu tạo khuôn ép nhựa W 3.2 Các khuyết tật thường xây ra đối với các sản phẫm nhựa 85 3. Thiết kẻ khuôn nhựa với Pro/Engineer Wirefire 87 3.31 Dinh nghia san phim (Mold Model) 88 Nguyễn Trường Sơn Trường ĐIHIBK Hà Nội Tận văn thạc sĩ 5 Ba man cong nghé ché tao may DANH MUC CAC BANG Bang 1. Cac biểu tượng tiên trình.

Phím tắt trong chế độ chọn đối tượng 33 Bang 1. Bang dinh dang File 37 Bang 1. Danh sach lénh chinh sira 43 Tăng 1. Danh sách lệnh View 45 Bang 2.

Các công cụ hiệu chính 65 Bang 2. Cac céng cu lap phép 66 Bang 2. Cac kiéu rang buộc 6? Bang 3. Các công cụ hỗ trợ tạo mặt phản khuôn 9L Neguyén Truong Son Trường ĐHBK Hà Nội +uuận văn thạc sỹ 9 Ba man cong nghé ché tao may Tình 3.

Bạc dẫn hướng Linh 3. Cac dạng cổng phun Hình3. Chét day hinh tròn Fiinh3. Chốt đây hình chữ nhật linh 3.

Chốt đây hình vành khăn. Chốt xiên Tình 3. Rỗ khi linh 3. Vết nứt Tình 3.

Hụt sản phẩm.19, L3m co, cong vénh Tình 3. Tạo đuôi Linh 3. Đường ban Linh 3. Tao ban thiét ké khuén nhựa.

Sp xép long khuôn.24, Cac dang bé tri long khudn Linh 3. Khéi khuôn Tình 3. Thiết lập hệ số cũ ngói Linh 3. Modul Plastic Advisor Hình 3.

Định nghĩa kiểu, kết câu khuôn Hinh 4. Tao file Manufacture linh 4. Lồng phỏi Hinh 4. Dinh nghia may CNC Tình 4.

Định nghữa dụng cụ cất Linh 4,5, Dinh nghia nguyén céng Tình 4. Thiết lập chế độ cắt Hình 4. Phay Vohune 102 Linh 4.8, Phay kiéu Local 103 Himh 4.9, Phay kigu Surface 103 Nguyễn Trường Sơn Trường ĐHBK Hà Nội Tận văn thạc sĩ 4 Ba man cong nghé ché tao may 3.32 Dinh oughta phai - khdi khuôn 90 3.33 Đmhnghĩa hệ số co ngót 90 3. Kiếm tra chiều đây sản phẩm và góc thoát khuôn.35 Đmlhnghữa mặt phản khuôn 9 3.37 Thiết kế các thành phản khác với thư viên khuôn và modul 92 mé réng MX - Extended Mold Base 3.

Kiếm tra tinh công nghệ, hoàn thiện thiết kẻ 92 3.4 TIễ trợ thiết kế với modul Extended Mold Base (EM) 9% Chương 4. Thiét ké CAM véi modul NC Manufacture 98 41 Đmhngha chỉ tiết, phôi 98 42 Dinh nghĩa thiếtbị gia cong 99 43. Dinhnghĩa dụng cụ cắt 100 4A Dinh ngbia nguyén eéng - Operation 101 45 Dimhnglfa bước nguyên công hay chu trink NC - NC Sequence 101 4.51 Volume 102 452 Local Mill 103 4. Face, Profile va Pocketing 104 455 ‘Trajectory 104 486 — Holemaking 104 4.6 Khai báo tan số hình học 104 4.

Kiểm tra đường chạy đao và mô phỏng quá trình gia cổng 105 4.8 Kết xuất chương trinh NC 105 Chương §. Thiết kế vả gia công lỏng khuôn vỏ diện thoại 107 5.1 Thiết kế lòng khuôn 107 5.2 Gia công lòng khuôn 11 Kết man 115 Tài liệu tham Ihão 116 Phu lục 118 Tom tat 124 Neguyén Truong Son Trường ĐHBK Hà Nội +uuận văn thạc sỹ 8 Ba man cong nghé ché tao may Tình 2. Tạo Pipe 61 ‘Linh 2. Lạo lỗ tiêu chuẩn.

Làm rễng khối @ Tình 2. Tạo gân 63 Linh 2. Tao mit vat 63 Hình 2. Bo tròn góc, cạnh 63 Tình 2.

Vải cạnh 64 Linh 2. ‘Tao mit Local Push 64 Tình 2. Tạo mặt Rađius Dome 64 Hình 2. Tạo mặt Section Dome 65 Linh 2.

Lắp ghép Assembly 66 Hinh 2. Tao ban vé ki thuat 68 Linh 2. Hop thoai tao hinh chiéu, cat 69 linh 2. Các dạng hình chiều 70 Hình 2.

Các dạng hình, mặt cắt thông đựng HÌ 1inh 2. Hộp thoại gu kích thước tự động, 72 Hình 2. Hập thoại hiệu chỉnh kích thước 73 THình 2. Hiệu chỉnh đường dóng kích thước 74 Linh 2.

Liệp biểu tượng 75 Hình 2.