Luận văn: Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa

Luận văn thạc sĩ trình bày chi tiết quy trình ứng dụng phần mềm NX vào thiết kế và gia công khuôn ép nhựa, từ mô hình 3D đến lập trình gia công CAM.

• Tác giả: Cao Văn Lành
• Người hướng dẫn: PGS. Tăng Huy
• Trường học: Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Chế Tạo Máy
• Đề tài: Ứng Dụng Phần Mềm NX Cho Thiết Kế Và Gia Công Khuôn Ép Nhựa
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Giới thiệu về ứng dụng NX trong thiết kế khuôn ép nhựa

Phần mềm NX là một giải pháp CAD/CAM hiện đại được ứng dụng rộng rãi trong ngành thiết kế và gia công khuôn ép nhựa. Công nghệ này cho phép các kỹ sư tạo ra các mô hình 3D chi tiết, từ đó tối ưu hóa quy trình sản xuất. NX cung cấp các công cụ mạnh mẽ để thiết kế khuôn mẫu với độ chính xác cao, giảm thời gian phát triển sản phẩm và chi phí sản xuất. Với giao diện thân thiện và các tính năng tiên tiến, ứng dụng NX đã trở thành lựa chọn hàng đầu của các công ty chuyên sản xuất khuôn ép nhựa trên toàn thế giới và tại Việt Nam.

1.1. Tổng quan về công nghệ CAD CAM

Công nghệ CAD/CAM là nền tảng cho sự phát triển của thiết kế khuôn ép nhựa hiện đại. CAD (Computer-Aided Design) cho phép tạo mô hình hình học chính xác, trong khi CAM (Computer-Aided Manufacturing) tối ưu hóa quy trình gia công khuôn. Sự kết hợp này giúp nâng cao chất lượng, giảm sai sót và tăng hiệu suất sản xuất đáng kể.

1.2. Vai trò của NX trong ngành công nghiệp

NX đóng vai trò quan trọng trong việc hiện đại hóa quy trình thiết kế và gia công. Phần mềm này hỗ trợ các kỹ sư trong mô hình hóa hình học, phân tích kỹ thuật và tạo chương trình gia công CAM. Nhờ ứng dụng NX, các công ty có thể giảm thời gian chu kỳ sản xuất từ 30-50% và cải thiện độ chính xác của khuôn ép nhựa lên mức tối ưu.

II. Các chức năng chính của phần mềm NX

Phần mềm NX được thiết kế với nhiều chức năng toàn diện để hỗ trợ thiết kế và gia công khuôn ép nhựa. Các tính năng nổi bật bao gồm thiết kế mô hình 3D chi tiết, tạo chương trình gia công CAM, và phân tích phần tử hữu hạn. NX cho phép các kỹ sư tạo ra các khuôn mẫu phức tạp với độ chính xác cao, đồng thời kiểm tra hiệu suất thông qua mô phỏng kỹ thuật. Giao diện trực quan của NX giúp người dùng dễ dàng thao tác và tạo ra những thiết kế đột phá cho sản phẩm nhựa nhiều lòng khuôn.

2.1. Thiết kế mô hình 3D và khuôn mẫu

NX cung cấp công cụ thiết kế mô hình 3D tiên tiến cho phép tạo ra các khuôn ép nhựa với hình dạng phức tạp. Chức năng tạo phôi và bố trí khuôn nhiều lòng giúp tối ưu hóa không gian khuôn. Các công cụ kiểm tra góc thoát khuôn và tạo mặt phản khuôn đảm bảo sản phẩm có thể được tách ra dễ dàng.

2.2. Tạo chương trình gia công CAM

NX CAM cho phép tạo chương trình gia công CNC tự động cho các trung tâm gia công phay. Chức năng này bao gồm gia công thô lòng khuôn, gia công tình mặt phẳng bằng, và gia công tình các mặt cong lòng khuôn. Với post processor tùy chỉnh, người dùng có thể xuất chương trình NC cho nhiều loại máy khác nhau.

III. Quy trình thiết kế khuôn với NX

Quy trình thiết kế khuôn ép nhựa trên NX bao gồm nhiều bước logic và có hệ thống. Đầu tiên, thiết kế mô hình 3D sản phẩm được hoàn thành dựa trên yêu cầu kỹ thuật. Sau đó, thiết lập hệ tọa độ khuôn và thiết kế phôi cho lòng và lỗi khuôn. Tiếp theo là bố trí khuôn nhiều lòng khuôn để tối ưu hóa năng suất. Các bước kiểm tra như kiểm tra góc thoát khuôn và tạo mặt phản khuôn đảm bảo tính khả thi của thiết kế. Cuối cùng, thiết kế hệ thống phạm, hệ thống chốt đẩy, và hệ thống kênh làm mát được hoàn tất trước khi chuyển sang gia công.

3.1. Thiết kế mô hình sản phẩm và khuôn

Bước đầu tiên là thiết kế mô hình 3D sản phẩm trên NX với độ chính xác cao. Sau đó, dựa trên hình dạng sản phẩm, kỹ sư tiến hành thiết kế khuôn ép nhựa bằng cách xác định hệ tọa độ khuôn và thiết kế phôi. Bố trí khuôn nhiều lòng giúp tăng hiệu suất sản xuất.

3.2. Thiết kế hệ thống phụ và kiểm tra cuối cùng

Sau khi hoàn thành thiết kế lòng và lỗi khuôn, tiếp theo là thiết kế hệ thống phạm, hệ thống chốt đẩy, hệ thống kênh làm mát và hệ thống trụ kê. Các kiểm tra cuối cùng về góc thoát, độ chính xác và khả năng sản xuất đảm bảo khuôn ép nhựa đạt tiêu chuẩn chất lượng cao nhất.

IV. Gia công khuôn và ứng dụng CAM trên NX

Phần gia công khuôn là giai đoạn quan trọng trong quy trình sản xuất. NX CAM tạo chương trình gia công tự động cho các máy CNC, bao gồm gia công thô lòng khuôn bằng dao phay lớn, gia công tình mặt phẳng bằng và gia công tình các mặt cong với độ chính xác cao. Quy trình gia công lõi khuôn cũng được tối ưu hóa với các định nghĩa hệ tọa độ gia công chính xác. Khi hoàn thành, chương trình NC được xuất và kiểm tra bằng Vericut trước khi đưa vào gia công trên trung tâm gia công CNC. Việc sử dụng NX trong gia công khuôn ép nhựa giảm đáng kể sai sót và tăng chất lượng sản phẩm cuối cùng.

4.1. Quy trình gia công lòng và lõi khuôn

Gia công lòng khuôn bắt đầu với gia công thô bằng dao phay cỡ lớn (D=12mm) để loại bỏ phần vật liệu thừa. Tiếp theo là gia công bán tính hốc lòng bằng dao phay nhỏ hơn (D=8mm), và cuối cùng là gia công tình các mặt cong với dao phay 4mm để đạt độ chính xác cao nhất.

4.2. Kiểm tra và tối ưu hóa chương trình gia công

Sau khi tạo chương trình gia công CAM, phần mềm Vericut được sử dụng để kiểm tra chương trình NC trước khi triển khai. Mô phỏng quá trình gia công giúp phát hiện và sửa các lỗi, đảm bảo khuôn ép nhựa được gia công đúng theo thiết kế và đạt chất lượng tối ưu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: TONG QUAN VE CONG NGHE CAD/CAM.Giới thiệu về công nghệ CAD/CAM 1. Đối tượng phục vụ của CAD/CAM 13.Vai trò của CAD/CAM .Mồ hình hóa hình học.Phân tích kĩ thuật. L3 3 Nemo lại tận vẽ và đình giá.In ban vé ty dong.Hinh thanh cv se dé ligu cho chế tạo - 21 1. Vai i eba CAD/CAM trong chủ kỹ sân xuất 21 1.Ứng dựng của CAD/CAM trong thiết kế và gia công khuôn mẫu.1 Tỉnh hình ửng đụng công nghệ CAD trong sản xuất khuôn mẫu trên thể giới.Tình hình ứng đụng cing nghé CAD trong sản xuất khuôn mẫu tại Việt Nam25 Chuong 2: CIGI THIEU VE PHAN MEMNX .Cáo lĩnh vực img dung va chirc nang cita phan mém NX 38 2.Lãnh vực ứng dụng của phần mềm NX.Các ứng dụng chính của phần mễm NX.

Chức năng thiết kế mô hình 3D. Thiếtkế khuôn mẫu. Tạo chương trình gia công CAM cho các trung tâm gia công phay, tiền CNC36 2. Các Chức năng phân tích phân lử hữu hạn.Giao điện và thao táo phần niềm - 39 Tig Vidn: Cao Vin Tank GVIID: PGS.Tăng Tuy Page 2 Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa.Giao dién phan mém.

Giao điện thiết kế khuôn ép nhựa trên phần mễm.1 Quy trinh Chung. eee AG Chương 3: CNG DUNG PHAN MEM NX BE THIET KE KHUGN CHO SAN PITAM VO MAY SAY TOC 60 3.Thiết kế mô hình sản phẩm.3 Thiết kế mô hình 3D trên phẩn mềm N% .Thiết kế khuôn cho sản phẩm vỏ máy sấy tóc.Gia doan dinh nghia cdc thing 36 ban dau. Thiét lập hệ tọa độ khuôn.Thiết kế phôi cho lòng và lới Khuôn.Bồ trí khuôn nhiều lòng khuồn.Kiêm tra góc thoát khuởn và tạo mặt phản khuôn 3.6,Táclòng và lỗi khuôn.7 Nhập thư việt Huôn cơ sở (AMold be).Thiếtkế hệ thống phạm.9 Thiết kế hệ thông chốt đây - - 74 3.Thiết kế hệ thẳng kênh làm mái 76 3.Thiết kế chốt hồi - - 7? 3.12, Thiét ké hé thống trụ kê 7? Chuong 4: UNG DUNG CUA PIEAN MEM NX DE TAO CIIUGNG TRÌNH GIÁ. CONG LONG VA LOI KHUO!.

Gia công lối khuôn 8 4.1 Dinh nghfa hệ tọa độ gia công, và nh học gi CÔng cuc T 4.Gia công thô lỗi khuổn:,.Gia công tình mặt phẳng bằng:. Gia công bản tỉnh các các bề mmặt cong lõi khuôn 4. Gia công tỉnh lõi khuôn.Giaá công lòng khuôn - 88 42.1 Định nghĩa hệ lụa độ gia nông. - - ce BB Tiạc Viên: Cao Văn Inli GVIID: PGS.Tăng Tuy Page 3 Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa.

LỜI CẢM ƠN Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo — PGS. Tăng IIny, người đã lận tỉnh hướng đẩn và giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập và nghin cứu đỗ hoàn thành luận văn nay. Ean xin gửi lời câm ơn tới các thấy cỗ giáo trong khoa cơ khí, các thấy cô trong viện đảo tạo sau dại học trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện để em thực hiện tốt dễ tài này. Em xin gửi lời cảm œm đến phòng đảo tạo và chuyển giao cổng nghệ CAD/CAM công ty TNIIHI Upviet đã tạo điều kiện về thời gian, phần mềm để em có thể hoàn thiệu tối luận văn Em xin chân thành câm ơn gia đình, bạn bở đã giúp đỡ và động viên em trong suốt quả trình thực hiện luận văn này.

Tà Nội, tháng 10 năm 2012 Học viên Cao Van Lanh Tiạ Viên: Cao Văn lanh GVIID: PGS.Tăng Tuy Page fi Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa. Phay thé long khuén bing dao phau ngén D= 12mm o.Phay bán tĩnh hốc lòng khuôn bằng dao phay cdu D-8mm.Gia công tĩnh các mặt cong lớn bằng giaocâuD 4. Tao post processor .1, Tao bé post processor chocu điều khién faruc 6m.Post chương trình NC gia công lòng và lõi khuôn. Chương §:ÙNG DỤNG PHÀN MÈM SIGMASOFT DẾÉ MÔ PHÒNG QUÁ TRÌNH ÉP PIUA a 5.Chite nang phan mém SIGMASOPT 9 3 1.2 Chức năng phản mềm sigmasoft - 9 5.Mô phỏng quá trình ép phưn cho sản phẩm vỏ máy sấy toc 9H 3.Nhập đỡ liệu thiết kế.Chia lưới và kiểm tra chất ong lưới6 (enmeshrnert 5.3, Thiét lap cde diễu kiện biên tính toán.

Mô phỏng trường nhiệt độ, áp xuất, mật độ vựng trong quá trình điền đầy .Mõ phòng thở tự và thời gian đông đặc, mật độ đông đặc của từng vùng sản phẩm.Mö phòng sự hình thành vết đường hàn và sự giao phụ giữa các đồng chảy. DANIT MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.Giới thiệu vé phdin mém Vericut: .Chite nang cia phan mém vericut 108 1. Kiểm tra và thấm định chương trình gia cổng NC trước khi đưa và gia công trên trung tâm gia công CNC (modul Verilcation).Ma phong quả trình gia công khuôn vô máy Tiạ Viên: Cao Văn lanh GVIID: PGS.Tăng Tuy Page 4 Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa. Hinh 64: Thiếtlập khoảng an toàn.

Hinh 65: Thiết lập khoảng cảchan toản. Hình 66: Chọn vào dao theo kiểu cung tròn, bán kinh 100% đường kinh dao. Hinh 67: Chọn góc nghiêng xuống dao lẻ 15 sơ với trục Z.«ceccoeeeiree Hình 68: Tốc độ cắt và lượng tiến đao ngang. Hình 69: Đường chạy dao gia công bán tính Hình 70: Copy chương trình gia công - Hình 71: Điểu chính hướng chạy dao và lượng dư gia công, Tĩnh 72: Dường chạy đạo gia công lĩnh.

Ilinh 73: Thiết lập các chế độ cắt, lựa chọn đường chạy đao trơn tại các góc lĩnh 74: Chọn đường vào dao theo cung tròn Hinh 75: Khai báo hệ tọa độ phối Hinh 76: Thiết lập các diễu kiện chế độ cắt. Hinh 77: Đường chạy dao gia cổng bán tình Hình 78: Đường chạy dao gia công bán ính Hinh 79: Tạo bộ post cho bộ điều khiển Fanue 6M. sec 92 Hình 80: giao điện phẫn mềm sigmasoft. 9D Hình 81: Kết quả kiếm tra chất lượng lưới.100 Hình 82: Sơ đỗ thiết lập điều kiện ép phun 101 Hình 83: Trường nhiệt độ trơng quả trình điển đầy nhựa lông vào lòng khuôn 102 Tình 84: Thứ tự và thơi gian đồng đặc của từng vĩmg 102 Ilinh 85: n hướng hình thành vết đường hàn trên sản phâm.

103 Ilinh 86: Giao điện phần mềm. 110 Hinh 87: Mé hinh may CNC. uL Hinh 88: Nhập mô hình phôi và sản phẩm gia công Wl Hinh 89: Mô hình phôi, đỗ g4, may sau khi dinh nghia trén phan mềm vericnt. 112 Hinh 90: Hệ thống dụng cụ cắt.

„112 Hình 91: Hệ tọa độ phôi. „113 Hình 92: M6 hinh sau khi dish neta tén phẫn mềm: L Hệ hổng đao cụ, 2.113 Hình 93: Mô phỏng quá trình gia công và có thể quan sát dòng mã lệnh G-codc hiện thời. 114 Hình 94: Bề mặt sản phẩm sau khi giá uông. 114 Tục Viên: Cao Văn Tranh GVIID: PGS.Tang Muy rage 10 Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa.

DANH MỤC KỶ HIỆU, CÁC CHU VIET TAT GAD Computer Aided Design CAM Computer Aided manufacturing CAE Computer Aided Engineering CIM Computer Intergrated Manutactung CNC Numerical Control Tiạ Viên: Cao Văn lanh GVIID: PGS.Tăng Tuy Page 7 Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa. Hinh 64: Thiếtlập khoảng an toàn. Hinh 65: Thiết lập khoảng cảchan toản. Hình 66: Chọn vào dao theo kiểu cung tròn, bán kinh 100% đường kinh dao.

Hinh 67: Chọn góc nghiêng xuống dao lẻ 15 sơ với trục Z.«ceccoeeeiree Hình 68: Tốc độ cắt và lượng tiến đao ngang. Hình 69: Đường chạy dao gia công bán tính Hình 70: Copy chương trình gia công - Hình 71: Điểu chính hướng chạy dao và lượng dư gia công, Tĩnh 72: Dường chạy đạo gia công lĩnh. Ilinh 73: Thiết lập các chế độ cắt, lựa chọn đường chạy đao trơn tại các góc lĩnh 74: Chọn đường vào dao theo cung tròn Hinh 75: Khai báo hệ tọa độ phối Hinh 76: Thiết lập các diễu kiện chế độ cắt. Hinh 77: Đường chạy dao gia cổng bán tình Hình 78: Đường chạy dao gia công bán ính Hinh 79: Tạo bộ post cho bộ điều khiển Fanue 6M.

sec 92 Hình 80: giao điện phẫn mềm sigmasoft. 9D Hình 81: Kết quả kiếm tra chất lượng lưới.100 Hình 82: Sơ đỗ thiết lập điều kiện ép phun 101 Hình 83: Trường nhiệt độ trơng quả trình điển đầy nhựa lông vào lòng khuôn 102 Tình 84: Thứ tự và thơi gian đồng đặc của từng vĩmg 102 Ilinh 85: n hướng hình thành vết đường hàn trên sản phâm. 103 Ilinh 86: Giao điện phần mềm. 110 Hinh 87: Mé hinh may CNC.

uL Hinh 88: Nhập mô hình phôi và sản phẩm gia công Wl Hinh 89: Mô hình phôi, đỗ g4, may sau khi dinh nghia trén phan mềm vericnt. 112 Hinh 90: Hệ thống dụng cụ cắt. „112 Hình 91: Hệ tọa độ phôi. „113 Hình 92: M6 hinh sau khi dish neta tén phẫn mềm: L Hệ hổng đao cụ, 2.113 Hình 93: Mô phỏng quá trình gia công và có thể quan sát dòng mã lệnh G-codc hiện thời.

114 Hình 94: Bề mặt sản phẩm sau khi giá uông. 114 Tục Viên: Cao Văn Tranh GVIID: PGS.Tang Muy rage 10 Ứng dụng phần mém NX cho thiét ké va gia cong khuôn ép nhựa. DANH MỤC HÌNH VỀ Hinh 1: Thiết kế mô hinh 3I2, mà hình bể mặt tự do trên phần mềm NX. Hinh 2: Thiết kế mô hình lắp giáp gồm nhiễu thành phần chỉ tiết phức tạp Hình 3: Thiết kế các chỉ tiết kim loại dạng tắm trên phần mềm NX.

Hình 4: Thiết kế khuôn ép nhựa trên phần mềm NT.TK khuôn dập trên NX _ b. TK khuôn đập liên hoàn trên NX. Hình 6: Tạo chương trình gia công phay 5 trục trên NX Hình 7: Ứng dụng phản mềm NX che phan tich dong chay va phan tích bên kết cầu. 38 Hình 8: Giao điện lương tác và công cụ của phần mềm.

40 Hình 9: Các dạng lòng lối khuôn 48 Tĩnh 10: Định nghửa độ co ngói AB Tinh 11: B6 tri Jong 161 khnén 40 Iĩinh 12: Tạo đường và mặt phân khuẩn 50 Hinh 13: Thư viện khuôn cœ sở (moldbase) bị Hình 14: Thiếtkế vòng dịnh vị %2 Hình 15: Thiết kế bạc kênh bơm.rerrrre 53 ổ 254 Hình 17: Thiếtkế Hệ thông miệng phím. " 55 Hình 18: Công cụ thiết kế hệ thống chốt đẩy và các loại chốt đấy. 56 Hình 19: Thiết kế hệ thống kênh làm mút. 56 Hinh 20: Thiết kế hệ thông lôi mặt bên 7 Hình 21: Kết cầu khiôn cơ bản $9 Tĩnh 22: Xây dựng mặt cắt 22 và mặt phẳng chuẩn 60 Tlinh 23: Tao các mỗ hình khối đạc cơ bản él Ilinh 24: Tao cde ban kinh vát mép.

61 linh 35“Tạo chiều dẫy thành sản phẩm 62 Hinh 26: làm réng va tao chiéu dây thành sản phẩm 63 Hình 27: Công cụ tết kế khuôn. 263 Hình 28: Thiết lập độ co ngót, quanly thu mye ede thanh phin chi tết. Phôi lông và lối khuôn 65 Hình 30: Phân bế lòng khuôn. Kiểm tra góc thoát khuôn.