Đồ án HCMUTE: Ứng dụng phần mềm NX Unigraphics trong gia công CNC 4-5 trục

• Tác giả: Lê Quốc Bưởu
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Sơn
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Khí
• Đề tài: Ứng Dụng NX Unigraphics Trong Gia Công CNC 4-5 Trục
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM KẾT
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục đích và phạm vi nghiên cứu
• 1.3. Phương pháp nghiên cứu
• 1.4. Kết cấu đồ án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM NX
• 2.1. Giới thiệu chung về phần mềm
• 2.2. Lịch sử phát triển của phần mềm Unigraphics NX
• 2.3. Các Moldun quan trọng trong NX
• 2.4. Những điểm mới của NX 10 so với các phiên bản trước
• 2.4.1. NX Realize Shape
• 2.4.2. Touch
• 2.4.3. NX CAE
• 3. CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM UNIGRAPHICS NX 10
• 3.1. Các ứng dụng trong môi trường Gateway
• 3.2. Làm quen với phần mềm NX 10
• 3.2.1. Thiết lập địa chỉ lưu thư mục vĩnh viễn
• 3.2.2. Các môi trường làm việc chính của NX 10
• 3.2.3. Giao diện làm việc chính của NX 10
• 3.2.4. Một số thao tác cơ bản
• 3.2.4.1. Tạo một File mới
• 3.2.4.2. Đóng một File
• 3.2.4.3. Thao tác với hệ tọa độ
• 3.2.4.4. Thay đổi Displayed part: chi tiết được hiển thị
• 3.2.5. Giao diện đồ họa của NX 10
• 3.2.6. Các mục lựa chọn thanh tiêu đề trong hộp thoại
• 3.2.7. Các hành động trong hộp thoại
• 3.2.8. User Interface Preferences
• 3.2.9. Shortcut Toolbar – Thanh công cụ ngữ cảnh
• 3.2.10. Lệnh đơn ngữ cảnh View
• 3.2.11. Radial Toolbar – thanh công cụ hướng tâm
• 3.2.12. Radial shortcut – lệnh đơn hướng tâm
• 3.2.13. Xử lý hướng nhìn chi tiết trong cửa sổ đồ họa
• 4. CHƯƠNG 4: CAD TRONG NX 10
• 4.1. Profile: Vẽ đoạn thẳng và cung tròn liên tiếp
• 4.2. Line: Vẽ đoạn thẳng
• 4.3. Vẽ cung tròn
• 4.4. Circle: Vẽ đường tròn
• 4.5. Fillet: Bo cung
• 4.7. Rectangle: Vẽ hình chữ nhật
• 4.8. Polygon: Vẽ đa giác đều
• 4.9. Studio Spline: Đường cong
• 4.10. Ellipse: Vẽ ellipse
• 4.11. Conic: Vẽ đường cong
• 4.15. Offset Move Curve
• 4.2. Các lệnh vẽ Curve 3D
• 4.2.1. Circular Blend Curve
• 4.2.5. Wrap/ Unwrap Curve
• 4.6. Nhóm lệnh Trim
• 4.7. Nhóm lệnh Offset / Scale
• 4.7. Sheets to Solid Assistant
• 4.3. Easthetic Face Blend
• 4.9. Đồng bộ mô hình
• 4.9.1. Move Face: Di chuyển khối hoặc mặt phẳng
• 4.9.2. Pull Face: kéo vật thể
• 4.9.3. Offset Region: Offset đối tượng
• 4.9.4. Nhóm lệnh thay đổi thông số kích thước: Resize
• 4.9.5. Nhóm lệnh Relate
• 4.9.7. View display: các hình thức hiển thị khối 3D
• 4.9.10. Các nhóm lệnh Surface
• 4.9.2. Through Curves Mesh
• 5. CHƯƠNG 5: CAM – GIA CÔNG TRONG NX 10
• 5.1. Cơ bản về gia công trong Unigraphics NX
• 5.1.1. Trình tự lập trình NC
• 5.1.2. Các thanh công cụ gia công
• 5.1.3. Tạo đồ gá gia công (Manufacturing Assembly)
• 5.1.4. Tạo Manufacturing Setup
• 5.1.5. Tạo một quy trình
• 5.1.6. Tạo ra đường chạy dao
• 5.1.7. Dụng cụ cắt
• 5.1.9. Hốc chứa dao (Pocket)
• 5.1.10. Lấy từ thư viện
• 5.2. Các mục chính trong môi trường gia công
• 5.2.1. Hiển thị Operation Navigator
• 5.2.2. Program Order View
• 5.2.3. Machine Tool View
• 5.2.5. Machining Method View
• 5.3. Ví dụ gia công một chi tiết cụ thể bằng phương pháp phay
• 5.3.1. Các bước gia công
• 5.3.2. Các bước chuẩn bị
• 5.3.4. Giảm bớt lượng dư tại các bề mặt cong
• 5.3.5. Phay tinh thành và trụ giữa
• 5.3.6. Gia công tinh các mặt cong
• 5.3.9. Xuất chương trình Code NC
• 6. CHƯƠNG 6: BÀI TẬP GIA CÔNG 4-5 TRỤC
• 6.1. Gia công cánh tua pin
• 6.2. Bài tập gia công kết hợp
• 6.2.1. Tiện biên dạng ngoài cho chi tiết
• 6.2.2. Gia công phân cánh và khắc chữ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

I. Giới thiệu về Ứng dụng NX Unigraphics trong Gia công CNC 4 5 trục tại HCMUTE

Đồ án tốt nghiệp này, thực hiện tại Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE), tập trung vào việc ứng dụng phần mềm NX Unigraphics trong gia công CNC 4-5 trục. Đồ án nghiên cứu khả năng thiết kế và gia công của phần mềm NX 10.0, đặc biệt là trong lĩnh vực gia công CNC 4 trục và gia công CNC 5 trục. Nội dung chính xoay quanh việc làm chủ các lệnh thiết kế và gia công trên phần mềm NX 10, ứng dụng vào gia công một số chi tiết cụ thể, bao gồm các kỹ thuật tiện, phay 3 trục, phay 4 trục, và phay 5 trục. Đồ án nhấn mạnh vào việc nâng cao hiệu quả gia công CNC thông qua việc sử dụng phần mềm NX Unigraphics.

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, gia công CNC đóng vai trò quan trọng trong cơ khí. Việc tối ưu hóa quá trình gia công CNC, đặc biệt là gia công CNC 4-5 trục, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, rút ngắn thời gian và giảm chi phí sản xuất, là rất cần thiết. NX Unigraphics 10.0 là một phần mềm NX Unigraphics mạnh mẽ trong thiết kế và gia công, nhưng việc ứng dụng NX Unigraphics trong gia công CNC 4-5 trục ở Việt Nam còn hạn chế. Do đó, nghiên cứu này có ý nghĩa thực tiễn cao.

1.2 Mục đích và phạm vi nghiên cứu

Mục đích là làm rõ các lệnh thiết kế và gia công trong NX Unigraphics 10. Đồ án tập trung vào việc ứng dụng phần mềm để lập trình gia công CNC 4-5 trục cho một số bài tập mẫu. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu tài liệu về NX Unigraphics, tài liệu của hãng sản xuất và tài liệu hướng dẫn đi kèm phần mềm. Kết quả nghiên cứu sẽ được trình bày qua các chương về tổng quan phần mềm NX Unigraphics, giới thiệu NX Unigraphics 10.0, CAD trong NX 10.0, CAM trong NX 10.0, và cuối cùng là phần gia công CNC các chi tiết bài tập.

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thu thập và phân tích các tài liệu liên quan đến phần mềm NX Unigraphics, đặc biệt là các tài liệu về thiết kế CAD/CAM, gia công CNC 4 trục, và gia công CNC 5 trục. Đồ án sử dụng phương pháp thực hành để kiểm chứng các kiến thức lý thuyết. Quá trình này bao gồm việc tạo mô hình 3D, lập trình gia công CNC, và mô phỏng quá trình gia công trên phần mềm NX Unigraphics. Kết quả thực hành được sử dụng để đánh giá hiệu quả của việc ứng dụng NX Unigraphics trong gia công CNC.

II. Tổng quan về Phần mềm NX Unigraphics

NX Unigraphics là một phần mềm NX Unigraphics CAD/CAM/CAE mạnh mẽ, cung cấp giải pháp tổng thể cho quy trình sản xuất. Nó hỗ trợ thiết kế 3D, phân tích CAE và mô phỏng gia công CAM. NX Unigraphics được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, từ thiết kế ô tô, máy bay đến các sản phẩm tiêu dùng. Điểm mạnh của NX Unigraphics nằm ở tính linh hoạt, khả năng tối ưu hóa, và sự đồng bộ giữa các mô-đun. Việc tích hợp NX Unigraphics với các phần mềm khác tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi dữ liệu và hợp tác trong thiết kế và sản xuất.

2.1 Lịch sử phát triển của NX Unigraphics

NX Unigraphics, ban đầu là UNIGRAPHICS, có lịch sử phát triển lâu dài. Từ những phiên bản đầu tiên tập trung vào gia công CAM, NX Unigraphics đã phát triển thành một hệ thống CAD/CAM/CAE toàn diện. Các phiên bản mới liên tục được cải tiến với những tính năng tiên tiến như Synchronous Technology, giúp tăng tốc độ thiết kế và cải thiện hiệu quả công việc. Sự phát triển của NX Unigraphics phản ánh sự tiến bộ của công nghệ trong lĩnh vực thiết kế và gia công.

2.2 Các mô đun quan trọng trong NX Unigraphics

NX Unigraphics bao gồm nhiều mô-đun hỗ trợ các khâu khác nhau trong sản xuất. Mô-đun Modeling cho phép thiết kế solid và surface. Shape Studio hỗ trợ thiết kế bề mặt phức tạp. Mô-đun Sheet Metal chuyên dụng cho thiết kế tấm kim loại. Assembly hỗ trợ lắp ráp và kiểm tra. Synchronous Modeling cho phép chỉnh sửa mô hình nhanh chóng. Mô-đun Manufacturing hỗ trợ lập trình gia công CNC, bao gồm cả gia công CNC 4 trục và gia công CNC 5 trục. Các mô-đun khác như Drafting, PMI, và nhiều mô-đun chuyên dụng khác đáp ứng nhu cầu đa dạng của người dùng.

2.3 Ưu điểm của NX Unigraphics 10

NX Unigraphics 10 mang đến nhiều tính năng mới so với các phiên bản trước. NX Realize Shape cho phép thiết kế hình dạng nhanh chóng và trực quan. Tính năng Touch tối ưu hóa trải nghiệm người dùng trên màn hình cảm ứng. NX CAE được nâng cấp với môi trường đa vật lý, giúp giải quyết các vấn đề phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả. Những cải tiến này làm cho NX Unigraphics 10 trở thành một công cụ thiết kế và gia công mạnh mẽ và hiện đại.

III. Ứng dụng NX Unigraphics trong Gia công CNC 4 5 trục

Phần này tập trung vào việc ứng dụng thực tiễn NX Unigraphics trong gia công CNC 4-5 trục. Đồ án trình bày chi tiết các bước lập trình gia công CNC cho các chi tiết mẫu, từ việc tạo mô hình 3D đến việc xuất chương trình CNC. Nội dung bao gồm các kỹ thuật gia công CNC khác nhau, ví dụ như gia công CNC tiện, gia công CNC phay 3 trục, gia công CNC phay 4 trục, và gia công CNC phay 5 trục. Việc sử dụng các công cụ CAM trong NX Unigraphics được nhấn mạnh để tối ưu hóa đường chạy dao và hiệu quả gia công.

3.1 Lập trình gia công CNC 4 trục

Đồ án trình bày các bước lập trình gia công CNC 4 trục trên NX Unigraphics. Quá trình bao gồm việc thiết lập hệ tọa độ máy, lựa chọn dụng cụ cắt, lập trình đường chạy dao, và mô phỏng quá trình gia công. Các chiến lược gia công khác nhau được xem xét để tối ưu hóa hiệu quả gia công. Việc kiểm tra va chạm được thực hiện để đảm bảo an toàn trong quá trình gia công. Kết quả mô phỏng được phân tích để đánh giá chất lượng bề mặt và hiệu quả gia công.

3.2 Lập trình gia công CNC 5 trục

Tương tự như gia công CNC 4 trục, đồ án trình bày quá trình lập trình gia công CNC 5 trục trên NX Unigraphics. Tuy nhiên, gia công CNC 5 trục đòi hỏi sự phức tạp hơn về việc lập trình đường chạy dao và kiểm soát chuyển động của dụng cụ cắt. Đồ án nhấn mạnh vào việc sử dụng các công cụ CAM chuyên dụng trong NX Unigraphics để lập trình gia công CNC 5 trục hiệu quả và chính xác. Kiểm tra va chạm CNC là một phần không thể thiếu trong quá trình lập trình gia công CNC 5 trục để đảm bảo an toàn trong sản xuất.

3.3 Post Processor và xuất chương trình CNC

Sau khi lập trình xong, chương trình CNC cần được xuất ra dưới dạng mã G phù hợp với từng loại máy CNC. Đồ án giải thích cách sử dụng Post Processor trong NX Unigraphics để tạo ra mã G chính xác. Việc lựa chọn Post Processor phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chương trình CNC chạy đúng trên máy CNC. Tối ưu hóa quá trình gia công được thực hiện bằng việc điều chỉnh các thông số trong Post Processor để tăng hiệu quả và chất lượng sản phẩm. Môi trường gia công cũng được xem xét để lựa chọn Post Processor phù hợp nhất.

IV. Kết luận

Đồ án đã chứng minh khả năng ứng dụng NX Unigraphics trong gia công CNC 4-5 trục. Việc sử dụng phần mềm NX Unigraphics giúp nâng cao hiệu quả thiết kế và gia công, giảm thời gian và chi phí sản xuất. Đồ án góp phần vào việc phổ biến và ứng dụng NX Unigraphics trong ngành cơ khí tại Việt Nam. Nghiên cứu này đóng góp vào việc đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao cho ngành công nghiệp cơ khí chế tạo.