Chương 1: TONG QUAN VAN ĐÈ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu chung về hệ thống các phần mềm CAD/CAM CAD - Computer Aided Design: Thiết kế trợ gúp máy tính, mục tiêu của lĩnh vực CAD là tự động hóa từng bước, tiến tới tự động hóa trong thiết kế sản phẩm. ~~ CAM — Computer Aided Menufacturing: Ché tạổ Sân xuất % sự trợ giúp của máy tính, mục tiêu của CAM là mô phỏng, quá trình ¢ é 120, Tập trình chế tạo trên các máy công cụ tự động CNC (điều Khiển số dũng máy tính), quá <2 trình CAM được thực hiện trên hệ thống my me, cụ điều khiển số NC, CNC. a CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu Anim tạo-ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo, trong đó máy tinh TGR được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định.
~ CAD/CAM tạo mối quan hệ bác thiết giữa‘a hai dạng hoạt động: thiết kế và chê tạo. © Tự động hóa thiết rep dùnghệ thông và phương tiện tính toán, giúp người kỹ sư thiết kế môSO tích tối ưu hóa giải ie thiết kế. Một số phần âm a hệ thống CAD/CAM sử dụng trong cơ khí chế tạo, sản xuất côn, lệ pAuibend ns cho tiệt kế cơ khí, xây ee kién mes Khác biệt với quy “tình thiết kế theo công nghệ truyền théng, CAD cho phép quản lý đối tượng thiết kế dưới dạng mô hình hình học số trong cơ sở dữ liệu trung tâm. Do vậy, CAD có khả năng hỗ trợ các chức năng kỹ thuật ngay từ giai đoạn phát triển cho đến giai đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất, tức là hỗ trợ các thiết bị sản xuất bằng điều khiển số.
Hệ thống CAD 3 được đánh giá có đủ khả năng để thực hiện chức năng yêu cầu hay không, phụ thuộc chủ yếu vào chức năng xử lý của các phần mềm thiết kế. Ngày nay, các phần mềm của hệ thống CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng, cơ bản sau: A © Thiét ké m6 phỏng hình học 3D những hình dạn, ap. Phan tich va lién két dit ligu: Tao mặt phan in hut ch Rr, quan ly cơ cầu lắp ghép,. >} AY ay) ys ¢ Tao ban vé và ghi kích thước tự mụn Có năng liên kết bản vẽ 2D với mô hình 3D và ngược lại.
& ® Nội suy hình học biên dịch các ‘ong chạy đao chính xác cho công nghệ gia công điều khiển só. “mà Ay ° Giá tiêp dữ liệu theo các định dang do hagetuen. ; s Xuất dữ liệu 3D dưới dạng tệp tin STL: để giao tiếp với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hìn lập thể. s Liên kết các chương trình toánhọc thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật: Tính độ biến on mo, ta dong chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu,‹:.
Những ig ứng ứng dụng của CAĐ/CAM trong ngành chế tạo máy © Tao mau nh 2gqua giao tiếp dữ liệu với thiết bị tạo mẫu nhanh ình lập thể (đo quét tạo độ). ¡ gian mô phỏng hình học bằng cách tạo mô hình hình từ dữ liệu số. © Chức năng ình học mạnh, mô tả được những chỉ tiết có hình dáng phức tạp. © Khả năng mô hình hóa cao cho các phương pháp phân tích, cho phép lựa chọn giải pháp kỹ thuật tối ưu.
Lợi ích của CAD/CAM Lợi ích của CAD/CAM có nhiều, song chỉ có một số trong đó có thẻ định lượng được. Một số lợi ích khác khó có thẻ định lượng hóa được mà chỉ thể hiện ở chất lượng công việc được nâng cao, thông tin tiện dụng, điều khiển tốt hơn,. fi Một số lợi ích trong hệ tích hợp CAD/CAM: c> Q Nang cao nang suất lao động. “` , © Giam sé Irong nhan vién ky thuat.
hry & e Dễ cải tiến cho phù hợp với khách hàng. wy = &2 © Phan tmg nhanh véi nhu cau thitoàn “AN,, ra se Tránh phải ký các hợp đồng con để kịp tiến độ. © Hạn chế lỗi sao chép tới mức tối z ny e Độ chính xác thiết kế cao. ‘ Ni * ¢ Phan tich chirc nang van hi t hơn giảm khâu thử nghiệm trên mẫu.
© Bản thiết kế i see cho ty Nang cao nang suat thiết kế dụng cụ cat. © it sai sot cho lap `. « Tiết kiệm vật uve giañ máy nhờ các thuật toán tối ưu. « Nếng cao wage lý trồng thiết kế.
© Dễ kiểm tra chất lượng sản phẩm phức tạp. umerical Cotrol: Một dạng máy NC điều khiển tự láy tính, mà trong đó các bộ phận tự động được lập Ế tác sự kiện nối tiếp nhau, với một tốc độ được xác định trước để có thể thổi được mẫu vật với hình dạng, kích thước yêu cầu. Máy công cụ CNC là loại máy gia công sử dụng các chương trình đã được lập sẵn để gia công chỉ tiết. Các chương trình gia công được đọc cùng một lúc và được lưu trữ vào bộ nhớ.
Khi gia công, máy tính đưa ra các lệnh điều khiển máy. Máy công cụ 5 CNC có khả năng thực hiện các chức năng như: Nội suy đường thẳng, nội suy cung tròn, nội suy mặt xoắn, mặt parabol và bất ky mat bac 3 nao. May CNC có khả năng bù chiều đài và bù đường kính dụng cu. Tat ca các chức năng trên đều được thực hiện nhờ một phần mềm máy tính.
Sự xuất hiện máy CNC đã thay đổi nhanh chóng/sản xuất công nghiệp. Các đường cong được thực hiện dễ dàng như đườn; , CÁC, cầu trúc phức tạp 3D cũng dễ dàng thực hiện và một lượng 1g các thao so con người thực hiện cũng được giảm thiểu. Việc gia tăng quá trình tự động hóa Redệt: tạo nên sự phát triển đáng kể chính xác và chất lượng. Kỹ đầy nự sing của CNC giảm thiểu các sai sót và giúp người thao tác cóthời gian làmn việc vi khác.
Ngoài ra, cho phép linh hoạt trong thao tác sản phẩm và thời gian cần thiết cho thay đổi máy móc để sản xuất các linh kiện khác. ~ Trong môi trường sản xuất một loạtcá máy CNC két hợp thành một tổ hợp, gọi là cell dé c6 thé lam iêu Thaotách trên một bộ phận. Máy CNC ngày nay, được điều khiển trực tiếp ic ban 'vẽ do các phần mềm của hệ thống CAM thiết kế, vì vậy một Độ ph hay ep ráp có thể trực tiếp từ thiết kế sang, sản suất mà không cần VE ginvia i timg chi tiét. Cấu trúc máy CNC.
oO May CNC số No; phân chính đó là: © Phan cơ khí: Đề máy; thần máy, bàn xoay, bàn máy, trục vít me, ỗ tích dung cu, cui bang dan hướng. Ở Việt Nam hiện nay, chưa thể chế tạo ra hai ng cla máy là: Cụm trục chính và băng dẫn hướng, mới chỉ chế tạ 1 giản như bàn máy, bàn xoay,. © Phần điều khiển loại động cơ, các hệ thống điều khiển và máy tính trung tâm. Sơ đồ hệ thống điều khiển may CNC 3 trục 1.
Các đặc điểm kết cấu của máy cong cu thong so voi may CNC a, Máy công cụ thường Khi thực hiện gia công người công nhân phải dùng tay để điều khiển máy, căn cứ vào phiếu nguyên công để cắt gọt chỉ tiết nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật được đặt ra. Khi gia công trén may céng cu thudng nan; a chat lượng phụ thuộc vào tay nghề công nhân, máy công cụ thường C6"nhiều hhạn chế hơn máy công cụ CNC. Tuy nhiên vẫn được sử old ở Việt Nam do giá thành thấp, thuận tiện cho công việc sửa chữa và lö nền nền sản xuất công nghiệp ở mức độ thấp. Rey “” b, Máy công cụ CNC A ey Máy công cụ CNC được thiết lếngÌbin giống máy công cụ thường, khác nhau ở chỗ các máy CNC có một máy tấu, để thiết lập phần mềm điều khiển chức năng chuyển động của t9 các _ “hương trình gia công được đọc cùng một lúc và lưu vào tron; > 6, iB công có thé bù chiều đài bù đường kính dụng cụ, tất cả nhữn| ỨC : năng, trên đều nhờ một phần mềm của máy tính chương trình lập.(8N ược lưu tiên đĩa cứng hoặc đĩa mềm.
Máy công cụ CNÊ Nó khả nang tự động hóa độ chính xác, chất lượng sản phẩm cao, chuyển động. giữa các trục của máy được các động cơ dẫn động đâm nhiệm, chạy the‹ dạng chỉ tiết với chương trình được lập sẵn. Uu điểm của máy công cu CNC: © Kha nang lap kéhoach sản xuất và điều khiển được tăng cường. ® Đơn giản quá trình tự động hóa linh hoạt.
Độ chính xác và độ chính xác lặp lại cao. Giảm chỉ phí gián tiếp, độ linh hoạt cao hơn. e_ Yêu cầu thợ có tay nghề giảm. Nhược điểm của máy công cụ CNC: e Đầu tư vốn ban đầu lớn.
e Chỉ phí bảo dưỡng cao. e Không kinh tế nếu số lượng gia công ít. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu AL Phần mềm Catia là một trong những phần mềm của hệ thống CAD/CAM mạnh nhất hiện nay, được sử dụng, rộng, rãi trên thị trường quốc tế và đang dần phát triển rộng ở Việt Nam. Phầnmemes 'biao diện sử dụng thân thiện, trực quan với người dùng và đáp ứng, được rất nhiều yêu cầu khi giải quyết vấn đề kỹ thuật.
Qua khảo sát chung và thực tế sử dụng thì trong lĩnh vực gia công, chưa phải là mới nhưng cần có sự linh.#ð§ÊVà tự động hóa trong quá trình sản xuất, vấn đề cấp thiết đặt ra là phải nghiên cứuvà sử dụng phần mềm này có hiệu quả. Vì vậy, phải có những côi ig trinh nghién cứu cụ thể về khả năng và vận dụng nó vào sản xuất góp phần Tầng cao hiệu quả, kinh tế thích ứng với điều kiện sản xuất cụ thể. ^ Từ những phân tích trên một lần nữa cho thấy đề tài “Ứng dụng phần mém Catia trong thiết nS ¥ibtgp trình. gia công khuôn nắp bầu lọc xăng trên xe Uoᣔ là một nội | dung that sự cần thiết và có ý nghĩa.
Mục tiêu, đối tượng; phạm vi và nội dung nghiên cứu 1. ” Nghiê fo Si @ CAD/CAMICNC va khai thác phần mềm Catia ứng dụng g ụ iết kế, gia công khuôn trên máy CNC nhằm mục đích phục vụ hộể 1. Đối tượng, phangyi nghiên cứu a, Đối tượng nghiên cứu © Phan mém Catia: Phần mềm Catia sử dụng trong đề tài là phiên bản 'VSR20, được sử dụng, phổ biến trên thị trường hiện nay. © Chi tiết cần gia công khuôn: Đề tài ứng dụng phần mềm để thiết kế, lập trình và mô phỏng gia công khuôn chỉ tiết nắp bầu lọc xăng trên xe Uoát.