Giáo trình Cad Cam CNC phần 1 [PDF]

Zitiervorschau

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ CAD/CAM/CNC Khoa Kỹ Thuật Nhiệt Trường ĐẠi Học Văn Lang Biên soạn: Nguyễn Tuấn Việt

Nội Dung:

I. Tổng Quan về công nghệ CAD/CAM ..................................... 2 II. Phần mềm Creo (Pro Engineer)........................................... 11 III. Các lệnh vẽ 2D (sketch)..................................................... 17

1

I. Tổng Quan về công nghệ CAD/CAM

1. Giớ thiệu tổng quát Trước cách mạng công nghiệp, khái niệm về sản xuất chỉ đơn thuần là tạo ra hàng hóa hoàn toàn theo phương thức thủ công. Và mọi người chỉ làm việc tại nhà hay cho chính trang trại của họ. Cuộc cách mạng công nghiệp khởi phát đã mang đến nhiều sự thay đổi và những phát mình mà chúng ta vẫn dùng cho đến ngày nay, có thể kể đến như bóng đèn hay máy may. Nó thật sự đã đặt nền tảng và mở đường cho ngành công nghiệp sản xuất với muôn vàn những cải tiến để đạt được thành tựu như ngày nay. Một trong những cải tiến đáng nhớ nhất xuất hiện từ những năm đầu của thế kỷ 20, đó là sản xuất kiểu dây chuyền lắp ráp được phát triển bởi Henry Ford trong sản xuất ô tô Model T. Với sự thay đổi mang tính sáng tạo bước ngoặc này, quá trình lắp ráp được đơn giản hóa và chi phí sản xuất cũng được tối ưu hóa. Tuy nhiên, trong giai đoạn này, quá trình thiết kế, chế tạo vẫn đòi hỏi rất nhiều thời gian khi mà các công đoạn phác thảo bản vẽ và điều khiển máy móc vẫn còn rất thủ công. Đến những năm 50, khi mà những máy tính đầu tiên sử dụng cho mục đích thương mại được giới thiệu ra công chúng, sự thiết kế và chế tạo mới bắt đầu khởi sắc. Đó là khi thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD) và chế tạo với sự trợ giúp của máy tính (CAM) được đưa vào trong quy trình sản suất. Có thể nói lịch sử hình thành và phát triển của CAD/CAM khá tương đồng với lịch sử phát triển của máy tính. Dù thiết kế với sự trợ giúp của máy tính là một bước đột phá nhưng phải đợi đến 30 năm sau khi mà các máy tính có cấu hình phù hợp, CAD/CAM mới trở thành một công cụ quan trọng trong gần như mọi ngành công nghiệp Những năm cuối thế kỷ 20, công nghệ CAD/CAM đã trở thành một lĩnh vực đột phá trong thiết kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp. Hai lãnh vực này thường gắn liền với nhau đã trở thành một loại hình công nghệ cao, một lãnh vực khoa học tổng hợp của sự liên ngành Cơ Khí – Tin Học – Điện Tử - Tự Động Hóa. Thật vậy, hai lĩnh vực ứng dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung: đó là các nguồn đồ thị hiển thị và dữ liệu quản lý. Thực tế, CAD/CAM là một lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và chế tạo. Nó dùng máy tính điện tử để thực hiện một chức năng nhất định để thiết kế và chế tạo sản phẩm. Tự động hóa chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều khiển quá trình sản xuất, điều khiển quá trình cắt gọt kim loại và kiểm tra nguyên công gia công. CAD/CAM kết nối với nhau tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai dạng hoạt động là thiết kế và chế tạo mà lâu nay người ta coi là khác nhau và không phụ thuộc vào nhau. Ngày nay, công nghệ CAD/CAM được ứng dụng ngày càng hiệu quả trong các ngành thuộc công nghiệp nhẹ (da giầy, dệt, sản xuất hàng tiêu dùng…) cũng như các ngành thuộc công nghiệp nặng (ô tô, máy bay, trang thiết bị điện tử…). Theo xu hướng hội nhập tự động hóa sản xuất, nhu cầu phát triển CAD/CAM là rất cấp bách ở nước ta hiện nay.

2

2. Định nghĩa công cụ CAD: Computer-aided design (CAD) còn được hiểu là computer-aided design and drafting (CADD) là việc sử dụng máy tính để hỗ trợ việc xây dựng (sáng tạo), chỉnh sửa, phân tích và tối ưu hóa thiết kế. Thiết kế có sự trợ giúp của máy tính là quá trình tạo ra các bản vẽ kỹ thuật bằng cách sử dụng các phần mềm máy tính. Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng. Các phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ. Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế: - Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử (Computer Aided Drawing - CAD). - Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử (Computer Aided Design-CAD). Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này. Khác biệt cơ bản với qui trình thiết kế theo công nghệ truyền thống, 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 sản phẩm cho đến giai đoạn cuối của quá trình sản xuất, tức là hỗ trợ điều khiển các thiết bị sản xuất bằng điều khiển số. CAD có ba chức năng chính là: - Mô hình hóa: Dựng mô hình 3D, nhưng trước khi dựng được mô hình 3D chúng ta phải vẽ phác thảo (Sketching) rồi mới dựng được mô hình 3D (bao gồm cả 3D solid và 3D surface). - Lắp ráp: Lắp ráp các chi tiết đơn lẻ thành cụm chi tiết hoặc lắp ráp các cụm nhỏ thành cụm chi tiết lớn hơn. - Xuất bản vẽ kỹ thuật: hay còn gọi là bản vẽ chế tạo với các thông tin về mặt cắt và một số thông tin yêu cầu kỹ thuật như độ cứng, độ nhám bề mặt …

Những lợi ích có thể kể đến khi ứng dụng CAD vào quá trình sản xuất: -

Nâng cao chất lượng và năng suất bản vẽ và thiết kế. Rút ngắn đáng kế thời gian quy trình sản xuất. Cho phép phân tích, thiết kế một cách cụ thể và hiệu quả hơn. Giảm thiểu sai sót trong thiết kế. Dễ dàng tiêu chuẩn hóa trong công tác thiết kế. Các tính toán thiết kế đạt độ chuẩn xác cao. Bản vẽ rõ ràng, dễ đọc và dễ hiểu. Nhanh chóng chuyển đổi các thủ tục thiết kế. Đem lại nhiều lợi ích trong chế tạo như thiết kế đồ gá, dụng cụ và khuôn mẫu, lập trình NC và CNC, lập quy trình công nghệ bằng máy tính , lập kế hoach tay máy và người máy, lập công nghệ nhóm và công nghệ điển hình.

3

Quy trình chung khi thiết kê với CAD

Một số phần mêm cad phổ biến hiện nay 

  





AutoCAD: Đây là phần mềm tầm trung và phổ biến nhất trong giới cơ khí, với việc thiết kế tương đối đơn giản có thể sử dụng phần mềm này, bện cạnh đó đây cũng là phần mềm có thể kết hợp với phần mềm gia công khác để cho ra năng suất tuyệt vời. Lấy ví dụ khi kết hợp với MasterCAM thì khả năng gia công 2D là tuyệt vời. SolidWorks: Thiết kế tiện lợi không thua kếm bất kỳ một đối thủ CAD nào, thiết kế rất phù hợp cho công việc này.Bên cạnh đó có modul SolidCAM cũng có thể gia công nhưng không mạnh. Autodesk Inventor: Thật ra nó cũng không khác gì mấy so với SolidWork, chỉ khác về hình dạng Icon cũng như các thao tác lệnh thiết kế, thuận tiện cho việc thiết kế. Pro/E hay Creo Parametric: Một phần mềm đầy đủ các modul từ việc thiết kế solid (surface), thiết kế mạch điện cho ngành điện tử, gia công cũng rất mạnh ( Duy Tân Plastic sử dụng modul này để gia công khuôn ).So sánh với SolidWork nó có nhược điểm là thiết kế không linh hoạt và xuất bản vẽ chậm hơn ( chậm nghĩa là hơi phức tạp hơn ). Catia: Là phần mềm sử dụng giống SolidWork nhưng cao cấp hơn vì nó được ứng dụng vào ngành hàng không vũ trụ, hàng hải… những thiết kế đòi hỏi độ chính xác cao và mô phỏng linh hoạt hoặc phân tích nhiều. Một trong những phần mềm phức tạp nhưng rất quan trọng trong ngành cơ khí. Unigraphic NX: Cũng là phần mềm rất cao cấp, được áp dụng trong hàng không vũ trụ, hàng hải, giày dép…Những Cty về giày dép chuyên về phần mềm này. So với Catia thì nó tương đương nhau.

3. Định nghĩa công cụ CAM Computer-aided Manufacturing (CAM) Gia công, chế tạo, sản xuất có sự trợ giúp của máy tính. Theo nghĩa hẹp và thông dụng nhất, CAM là sử dụng máy tính để điều khiển máy công cụ và các máy móc có liên quan nhằm gia công các chi tiết. Theo nghĩa rộng, CAM là sự sử dụng hệ thống

4

máy tính để lập kế hoạch sản xuất, quản lý, và điều khiển hoạt động của một nhà máy sản xuất bằng cách trực tiếp hoặc gián tiếp tác động lên các trang thiết bị máy móc trong nhà máy. Nếu theo nghĩa hẹp, CAM là một quá trình tiếp nối sau CAD và đôi khi là CAE, khi mà sản phẩm tạo ra từ CAD được phân tích, tính toán, kiểm tra rồi nhập vào các phần mềm CAM, sau đó điều khiển máy công cụ CNC để gia công. Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM không truyền đạt một sự biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc. Việc chế tạo bao gồm các vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hoá đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí. Những chức năng thiết yếu của CAM như sau -

-

Tính đường chạy dao Mô phỏng, kiểm tra. Kết xuất chương trình NC với máy điều khiển số Giảm chất thải và năng lượng để tăng cường sản xuất và hiệu quả sản xuất thông qua tăng tốc độ sản xuất, tính nhất quán nguyên liệu và độ chính xác dụng cụ chính xác hơn Sử dụng các quy trình sản xuất dựa trên máy tính để tự động hóa thêm về quản lý, theo dõi tài liệu, lập kế hoạch và vận chuyển Thực hiện các công cụ nâng cao năng suất như mô phỏng và tối ưu hóa để tận dụng các kỹ năng chuyên nghiệp. Tùy thuộc vào giải pháp và nhà sản xuất doanh nghiệp, CAM có thể thể hiện những bất cập trong các lĩnh vực sau: o o o o o

Quy trình sản xuất và độ phức tạp của quá trình sử dụng Quản lý vòng đời sản phẩm (PLM) và tích hợp doanh nghiệp hiện đại Máy tự động hóa quy trình Các giải pháp CAM hiện đại có thể mở rộng và nằm trong phạm vi từ các hệ thống rời rạc đến tích hợp nhiều CAD 3D. CAM thường được liên kết với CAD để tăng cường sản xuất và sắp xếp hợp lý hơn, thiết kế hiệu quả và tự động hóa máy móc vượt trội.

Phương thức hoạt động: - Khai báo mô hình chi tiết cần gia công (dụng cụ, phương án, thống số tạo hình…) - Khai baó thông số công nghệ. Các bước trong quy trình vận hành CAM

5

Một số phần mềm gia công CAM thông dụng hiện nay

Name

Type

OS

Formats

BobCADCAM

Standalone/Plugin

Windows

dxf, dwg, iges, igs, step, stp, acis, sat, x_t, x_b, cad, 3dm, sldprt, stl, prt

CATIA

Built in

Windows

3dxml, catpart, igs, pdf, stp, STL, vrml

CAMWorks

Plugin

Windows

sab, sat, dwg, dxf, dwf, ipt, iam, idw, model, exp, catpart, catproduct, ai, eps, ad_part, ad_smp, igs, ckd, x_t, x_b, prt, asm, 3dm, par, psm, sldprt,sldasm, stp, step, stl, vda

Fusion 360

Built-In

Windows and Mac

catpart, dwg, dxf, f3d, igs, obj, pdf, sat, sldprt, stp

hyperMill

Standalone/Plugin

Windows

3dxml, 3dm, 3ds, 3mf, amf, dwg, dxf, idf, ifc, obj, pdf, sldprt, stp, STL, vrml

HSM / HSM Works

Plugin

Windows

catpart, catproduct, prt, sldprt,sldasm, stp, step, stl

Mastercam

Standalone/Plugin

Windows

sab, sat, dwg, sxf, ipt, iam, idw, model, exp, catpart, catproduct, ad_prt, ad_smp, igs, ckd, x_t, x_b, prt, asm, 3dm, par, psm, asm, slddrw, sldprt, sldasm, stl, vda

Powermill

Plugin

Windows

iges, step, stl, catpart, catproduct, nx

Siemens NX CAM

Plugin

Windows, macOS, Linux

asm, dat_default, dxf, jt, lek, prt, tso, xli

SolidCAM

Standalone/Plugin

Windows

3dxml, 3dm, 3ds, 3mf, amf, dwg, dxf, par, idf, ifc, obj, pdf, sldprt, stp, vrml, igs, ipt, prt, rvt, sldprt, stl, x_b, xgl

SolidWorks CAM

Plugin

Windows

3dxml, 3dm, 3ds, 3mf, amf, dwg, dxf, idf, ifc, obj, pdf, sldprt, stp, STL, vrml

SprutCAM

Standalone/Plugin

Windows

iges, dxf, stl, vrml, step, sldasm, sldprt, asm, par, psm, pwd

6

4. Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất

Sơ đồ chu kỳ sản xuất truyền thống

Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM

7

Thông qua tương quan giữa hai biểu đồ chu kỳ sản xuất trên, chúng ta có thể nhận thấy CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức năng của chu kỳ sản xuất. Trong công đoạn thiết kế và chế tạo ngày nay, sự hỗ trợ đến từ máy tính ngày càng phát huy tác dung và là nhu cầu không thể thiếu. 5. Thiết kế và gia công tạo hình Theo lịch sử hình thành và phát triển, công nghê thiết kế và gia công tạo hình hình có thể phân thành 3 giai đoạn: - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. - Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp CIM. a. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống.

Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống Trong công nghệ truyền thống, các mặt cong 3D phức tạp được gia công trên máy vạn năng theo phương pháp chép hình sử dụng mẫu hoặc dưỡng. Do vậy qui trình thiết kế và gia công bao gồm có 4 giai đoan phân biệt. 1. Tạo mẫu sản phẩm, 2. Lập bản vẽ kỹ thuật, 3. Tạo mẫu chép hình, 4. Gia công chép hình. Qui trình này có những hạn chế: - Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình, - Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai vì phải xử lý một số lớn dữ liệu, - Năng suất thấp do mẫu được thiết kế theo phương pháp thủ công và qui trình được thực hiện tuần tự: tạo mẫu sản phẩm - lập bản vẽ chi tiết - tạo mẫu chép hình - phay chép hình.

8

b.Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. Sự phát triển của phương pháp mô hình hoá hình học cùng với thanh tựu của công nghệ thông tin, công nghệ điện tử, kỹ thuật điều khiển số đã có những ảnh hưởng trực tiếp đến công nghệ thiết kế và gia công tạo hình - Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự trợ giúp của máy vi tính. - Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hoá hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D. - Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học - mô hình hình học lưu trữ trong bộ nhớ máy vi tính và ánh xạ trên màn hình dưới dạng mô hình khung lưới. - Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM). Về công nghệ, khác biệt cơ bản giữa gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống và công nghệ CAD/CAM là thay thế tạo hình theo mẫu bằng mô hình hoá hình học. Kết quả là mẫu chép hình và công nghệ gia công chép hình được thay thế bằng mô hình hình học số (Computational Geometric Model - CGM) và gia công điều khiển số. Mặt khác khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp (gia công thô, bán tinh và tinh). Theo công nghệ CAD/CAM phần lớn các khó khăn của quá trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống được khắc phục vì rằng: • Bề mặt gia công đạt được chính xác và tinh xảo hơn. • Khả năng nhầm lẫn do chủ quan bị hạn chế đáng kể. • Giảm được nhiều tổng thời gian thực hiện qui trình thiết kế và gia công tạo hình.

Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM

9

c. Thiết kế và gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). Từ công nghệ CAD/CAM ta dễ dàng thực hiện ý tưởng liên kết mọi thành phần trong một hệ thống tích hợp. Theo công nghệ tích hợp, công việc mô hình hoá hình học - vẽ - tạo bản vẽ được tích hợp trong CAD; kết quả mọi thông tin về hình dáng được lưu lại dưới dạng CGM, lưu trữ trong cơ sở dữ liệu trung tâm. Công nghệ tiên tiến nhất có khả năng hỗ trợ thực hiện toàn bộ qui trình thiết kế và chế tạo theo công nghệ tích hợp: • Cho phép thiết lập mô hình hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng về hình dáng. • Được trợ giúp bởi thiết bị đồ hoạ mạnh và công nghệ tô màu, tạo bóng hiện đại. • Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật; liên kết với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình lập thể; lập trình chế tạo; điều khiển quá trình gia công điều khiển số; lập qui trình lắp ráp; tạo phôi,...

Qui trình thiết kế và gia công tạo hình theo công nghê tích hợp

10

II. Phần mềm Creo (Pro Engineer) 1. Giới thiệu chung về phần mềm Creo Creo - tên gọi mới của Pro/ENGINEER là sản phẩm mới của PTC, việc phát triển công nghệ đã được chứng minh từ Pro / ENGINER ®, CoCreate ® và ProductView ® . Creo Parametric tích hợp khả năng CAD, CAM và CAE. Ngoài việc thừa hưởng những khả năng xây dựng mô hình theo tham số, Creo còn được bổ sung thêm nhiều tính năng tùy biến rất mạnh mẽ và linh hoạt cùng với giao diện sử dụng trực quan, sinh động sẽ cải thiện năng suất và hiệu quả thiết kế của bạn. Creo Parametric được tạo ra để giải quyết các vấn đề còn hạn chế trong các phần mềm CAD hiện tại: khả năng sử dụng, khả năng tương tác, quản lý và công nghệ lắp ráp. Khả năng mở rộng và khả năng tương thích với các phần mềm thiết kế khác, các ứng dụng được xây dựng trên một kiến trúc độc đáo và sáng tạo, đáp ứng nhu cầu thiết kế, nghiên cứu sản phẩm mới. 2. Các chức năng của phần mềm Creo a. Khả năng thiết kế tự do nhanh và mạnh hơn Tính năng thiết kế FreeStyle mới trong Creo Parametric bằng việc tạo mô hinh dạng lưới cung cấp khả năng tự do và linh hoạt cho phép tạo ra các hình dạng và bề mặt tự do từ đơn giản đến phức tạp một cách dễ dàng nhanh chóng. Cung cấp các bề mặt kỹ thuật chất lượng cao trong thời gian mang tính đột phá, giúp tăng tốc trong một quá trình thiết kế chi tiết 3D, tiết kiệm thời gian và nâng cao năng suất.

b. Cực kỳ linh hoạt Công cụ Flexible Modeling mới trong Creo Parametric giúp cho việc thiết kết của bạn cực kỳ linh hoạt. Dễ dàng lựa chọn và chỉnh sửa một loạt các dạng hình học, bao gồm cả các cung tròn và các dãy patterns. Bạn có thể chỉnh sửa dữ liệu imported nhanh hơn. Thích nghi với các thay đổi thiết kế giai đoạn cuối.

11

c. Thân thiện với người dùng: Đẩy mạnh và tăng hiệu quả thiết kế thông qua việc truy cập các lệnh nhanh hơn với một sự sắp xếp hợp lý và trực quan của các thanh công cụ. Nhất là với thanh command search làm cho khả năng tìm kiếm của bạn nhanh hơn bao giờ hết.

d. Lắp ráp chi tiết nhanh hơn và dễ dàng hơn: Quản lý và sắp xếp hợp lý các thành phần mới, nhanh chóng chuyển đổi cơ cấu, vị trí và đổi tên các thành phần trong thiết kế lắp ráp. Cho phép xem chính xác những gì đã được thay đổi và chỉnh sửa cũng như tìm kiếm các thành phần trong thiết kế lắp ráp giúp đẩy nhanh quá trình thiết kế của bạn.

12

e. Chuyển đổi dữ liệu 2D sang 3D Nhập dữ liệu CAD từ các hệ thống khác, sử dụng công cụ chuyển đổi từ 2D sang mô hình 3D. Tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót từ việc tái tạo thủ công bản vẽ 2D.

f.

Creo Layout ứng dụng mới Creo Layout là một ứng dụng cho phép bạn tận dụng tốt nhất cả hai thế giới 2D và 3D trong quá tr.nh thiết kế. Bạn có thể nhanh chóng tạo ra các khái niệm thiết kế chi tiết trong 2D, thêm thông tin chi tiết như kích thước, chú thích… và sau đó tận dụng các dữ liệu 2D trong thiết kế 3D của bạn bằng cách sử dụng Creo Parametric. Dữ liệu thiết kế di chuyển liên tục giữa các ứng dụng và ý định thiết kế hoàn toàn được giữ lại.

7

13

g. Tăng năng suất thiết kế mô hình 3D Creo Parametric có nhiều cải tiến cốt lỗi cũng như giao diện, sự sắp xếp hợp lý của các thanh công cụ: Datum, Sketch, Shapes, Enginering, Edit, Surfaces,…, tăng cường khả năng xem trước, chỉnh sửa và tự động cập nhật thông tin làm cho việc vẽ phác thảo và mô hình 3D một cách nhanh chóng và dễ dàng hơn.

h. Thiết kế dạng tấm (Sheetmetal) nhanh hơn Thiết kế dạng tấm - Sheetmetal nhanh hơn bao giờ hết. Khả năng xem trước mô hình trải phẳng liên tục, quy trình công việc được sắp xếp hợp lý cùng với việc chỉnh sửa năng động đã làm cho Creo Parametric sheetmetal trở thành một công cụ thiết kế dạng tấm hiệu quả nhất.

14

i.

Ghi chú trên mô hình 3D tốt hơn Với một môi trường mới dành riêng cho chú thích 3D, bạn dễ dàng thiết lập, quản lý hướng nhìn và ghi chú, giúp cho việc nắm bắt thông tin mô hình chi tiết nhanh hơn và dễ dàng hơn, điều này cũng giúp tăng năng suất trong thiết kế chi tiết.

j.

Mô phỏng thực hơn Khả năng mô phỏng phong phú làm cho việc dự đoán hiệu suất của sản phẩm dễ dàng và chính xác hơn, hỗ trợ phân tích sản phẩm thiết kế và nâng cao năng suất sử dụng trong quá trình sản xuất hàng loạt.

15

k. Creo Sketch Một trong những ứng dụng "FreeHand" dành cho các nhà thiết kế mỹ thuật.

16

III. Các lệnh vẽ 2D (sketch) 1. Khái niệm về công cụ Sketch Sketch là công cụ thiết kế chính của Creo parametric. Để truy cập vào môi trường sketch, sau khi mở Creo, chúng ta có 2 cách: Cách 1: Vào giao diện sketch trực tiếp từ creo parametric Chọn New trong File, sau đó chọn Sketch và đặt tên file name rồi click ok để vào giao diện sketch

17

Cách 2: Vào giao diện sketch từ chế độ thiết kế khối Part

Lưu ý: chúng ta bỏ dấu tick tại ô use defaut template để đổi đơn vị mặc định trong Creo là inch sang hệ đơn vị khác. Đơn vị thường được sử dụng trong thiết kế là mm. Sau khi ấn ok trong hộp thoại NEW, chúng ta sẽ chọn mmns_part_solid. Đây là hệ mm, Newton, second.

Trong chế độ Part, để bắt đầu vẽ phác thảo chúng ta chọn Sketch và lựa chọn mặt phẳng để vẽ. Những tùy chọn về hướng nhìn ( sketch view direction), mặt phẳng tham chiếu( reference) và định hướng nhìn cho mặt phẳng tham chiếu ( orientation) sẽ được tự động cập nhật sau khi mặt phẳng vẽ được chọn. Tuy nhiên ta có thể điều chỉnh các tùy chọn này cho phù hợp. Ấn sketch để vào chế độ phác thảo

18

Sketch view cho phép thể hiện mặt phẳng vẽ phác song song với màn hình máy tính.

2. Thao tác chuột Nút chuột trái…………………………: Chọn đối tượng Ctrl+ nút chuột trái ………………..: chọn nhiều đối tượng

Chuột phải (nhấn giữ) …………………… : menu con (trong vùng đồ hoạ). Chuột phải (nhấp) ………………………... : menu con (khác). Chuột phải (nhấp + nhấp + …) …………. : chọn đối tượng khuất (trong vùng đồ hoạ).

Nút chuột giữa (nhấp)…………………………: Ok Nút chuột giữa (cuộn)…………………………: phóng to thu nhỏ đối tượng Nút chuột giữa (nhấn giữ)…………………………: quay đối tượng Shift+ Nút chuột giữa……………………………….: di chuyển đối tượng Ctrl+ Nút chuột giữa(nhấn giữ +kéo lên)…..: phóng to thu nhỏ theo tỉ lệ Ctrl+ Nút chuột giữa(nhấn giữ +kéo ngang)…..: quay đối tượng quanh trục quay đi qua điểm được chọn và vuông góc với màng hình Ctrl+ Nút chuột giữa(nhấn +kéo +nhấp)…..: phóng to theo cửa sổ

19

3. Chức năng các lệnh vẽ phác Sketch

Hệ thống lưới được trang bị trong Creo là một mạng lưới các điểm tham khảo và không được in ra cùng với mẫu thiết kế. Mạng lưới này sẽ giúp cho việc thiết kế nhanh và bố cục thiết kế sẽ chỉnh chu có quy luật. Có hai loại hệ thống lưới trong creo: Cartesian và Polar

Polar Grid

Cartesian Grid

Khoảng cách giữa các điểm cartesian grid được xác định theo dynaminc và static. Đối với kiểu static, khoảng cách theo phương X và khoảng cách theo phương Y sẽ được thiết lập theo giá trị mặc định hoặc là theo giá trị mới được thiết lập. Trong khi đó, đối với kiểu dynamic, khoảng cách giữa các điểm grid sẽ được điều chỉnh tự động tùy theo tỉ lệ zoom. Lưới polar grid sẽ được thiết lập theo điểm gốc và gốc giữa trục X với phương ngang.

File system cho phép nhập dữ liệu, chi tiết riêng lẻ của một đối tượng vào bản vẽ phác.

20

Nhóm lệnh Operations

Chức năng cắt, sao chép , dán trong Creo.

Công cụ chọn đối tượng đã xuất hiện trên màn hình. Thao tao chọn đối tượng bao gồm di chuyển con trỏ lên trên đối tượng cần chọn và nhấn nút chuột trái. Để chọn một nhóm đối tượng, tổ hợp phím Ctrl + chuột trái. Để bỏ chọn 1 đối tượng trong nhóm chỉ cần chọn lại đối tượng đó thêm lần nữa. Và để bỏ chọn toàn bộ nhóm đối tượng thì ấn chuột trái vào khoảng trống của màn hình.

Nhóm lệnh Datums Vẽ một đường trục dài vô hạn. Những đường centerline này vẫn còn hiện hữu bên ngoài môi trường sketch và có thể là đối tượng tham khảo cho các đối tượng hình học khác. Lệnh Geometry Point dùng để tạo những điểm hình học, có thể là đối tưởng tham khảo đối với các đối tượng hình học khác và cũng hiện hữu bên ngoài môi trường sketch.

Lệnh Coordinate System dùng để tạo những hệ tọa độ hình học, có thể là đối tưởng tham khảo đối với các đối tượng hình học khác và cũng hiện hữu bên ngoài môi trường sketch.

21

Nhóm lệnh Sketching Vẽ đường thẳng qua 2 điểm bất kỳ và đường thẳng tiếp tuyến với 2 đối tượng chẳng hạn đường cong hay đường tròn

Corner rectangle : vẽ hình chữ nhật bằng cách chọn 2 điểm góc đối diện Slanted Rectangle: vẽ hình chữ nhật nghiêng Center Rectangle: vẽ hình chữ nhật bằng cách chọn tâm hình chữ nhật và 1 trong 4 góc của hình chữ nhật. Parallelogram: vẽ hình bình hành

Center and point : vẽ đường tròn bằng cách chọn điểm tâm và bán kính Concentric: vẽ đường tròn đồng tâm sử dụng tâm của đường tròn đã tồn tại 3 point: vẽ đường tròn qua 3 điểm 3 tangent: vẽ đường tròn tiếp tuyến với 3 đối tượng

22

3-point/tangent End : vẽ cung tròn qua 3 điểm hoặc qua 2 điểm và tiếp tuyến với 1 đối tượng. Tâm của cung tròn sẽ được đánh dấu bằng dấu + Center and Ends: vẽ cung tròn xác định đầu tiên bởi tâm và bán kính và điểm cuối cung tròn. 3-tangent: vẽ cungtròn tiếp tuyến với 3 đối tượng. Concentric: vẽ cung tròn đồng tâm với tâm đường tròn hay cung tròn đã tạo trước đó. Conic: vẽ đường cong conic xác định bởi 3 điểm

Axis Ends Ellipse : vẽ đường Elip xác định bởi điểm đầu của hai trục Center and Axis Ellipse: vẽ đường Elip xác định bởi tâm và điểm đầu của hai trục

23

Spline : vẽ đường cong đi qua các điểm được chọn

Circular Fillet: Vẽ đường bo góc tròn giữa 2 đối tượng. Đường bo góc này sẽ tiếp tuyến với 2 đối tượng được chỉ định. Bán kính của đường cong bo góc sẽ được hiện thị sau khi lệnh được hoàn thanh và bán kính này có thể thay đổi theo yêu cầu thiết kế. Nếu 2 đối tượng được chỉ định để thực hiện bo góc là những đoạn thẳng giao nhau thì phần giao này sẽ được cắt bỏ và được hiện thị bằng những dấu chấm. Nếu đối tượng không phải là đoạn thẳng thì đối tượng sẽ không bị cắt bỏ. Circular Trim Fillet: Tương tự như Circular Fillet những đoạn thẳng bị cắt bỏ khi bo góc sẽ không được thể hiện bằng những dấu chấm. Elliptical Fillet: Vẽ đường bo theo hình elip giữa 2 đối tượng. Nếu 2 đối tượng được chỉ định để thực hiện bo góc là những đoạn thẳng giao nhau thì phần giao này sẽ được cắt bỏ và được hiện thị bằng những dấu chấm. Nếu đối tượng không phải là đoạn thẳng thì đối tượng sẽ không bị cắt bỏ. Elliptical Trim Fillet: Tương tự như Elliptical Fillet những đoạn thẳng bị cắt bỏ khi bo góc sẽ không được thể hiện bằng những dấu chấm.

24

Chamfer: dùng để tạo góc vát giữa 2 đối tượng giao nhau và cắt bỏ những phần trong vùng giao nhau. Những phần trong vùng giao nhau sau khi thực hiện tạo góc vát sẽ được hiện thị bằng những điểm chấm. Một góc vát có thể được xác định bằng cách chọn 2 đối tượng cùng loại hoặc khác loại: line, arc, spline… Chamfer Trim: Tương tự như Chamfer những đoạn thẳng bị cắt bỏ khi vát góc sẽ không được thể hiện bằng những dấu chấm.

Text: dùng để tạo những ký tự alphabet và những biểu tượng trên bản vẽ. Hai điểm sẽ được lựa chọn vạch nên một đoạn thẳng thông qua đó chiều cao và hướng của đoạn text sẽ được xác định. Đoạn text sẽ bao gồm tối đa 79 ký tự và những biểu tượng khác. Vị trí của đoạn text có thể lựa chọn nằm trái, phải hay trên, dưới so với đoạn thẳng nối 2 điểm xác định văn bản. Ngoài ra ta còn có thể tùy chỉnh tỉ lệ chiều cao và độ rộng đoạn text cũng như độ nghiêng và khoảng cách giữa các chữ trong đoạn text.

25

Text along a curve: Tính năng này cho phép thể hiện một đoạn text dọc theo một đường cong.

Lệnh Offset được dùng để tạo đối tượng mới song song theo hướng vuông góc với đối tượng được chọn. Đối tượng được chọn để tạo đối tượng song song có thể là Line, Arc, Circle, Spline…Trong Creo có 3 phương thức chọn đối tượng: - Single : chọn đối tượng đơn. - Chain: tập hợp những đối tượng giao nhau giữa 2 đối tượng được chọn. - Loop: tập hợp những đối tượng giao nhau trong một vòng khép kín.

Lệnh Thicken cũng giống lệnh offset có thêm phần làm dày đối tượng. Ngoài 3 cách chọn đối tượng như offset, Thicken cho phép hiện thị độ dày của đối tượng theo 3 cách: open, flat và circular

26

Palette cung cấp một thự viện những hình học có thể tùy chỉnh về kích thước, phương hướng. Sử dụng những hình học được định dạng sẵn sẽ giúp quá trình thiết kế nhanh hơn rất nhiều. Palette chia theo 4 thể loại: hình đa giác, hình tiết diện, hình khối, và hình sao.

Những lệnh Construction Đây là những lệnh nhằm tạo ra những đường tâm, hệ tọa độ và điểm nhằm mục đích hỗ trợ thiết kế trong môi trường vẽ phác sketch. Đối tượng được tạo ra bởi những lệnh này sẽ không được tham chiếu trong những môi trường khác.

Construction Centerline: tạo đường tâm Construction Centerline Tangent: tạo đường tâm tiếp tuyến Point : tạo điểm

Coordinate System : tạo hệ tọa độ Nhóm lệnh Editing Lệnh Modify cho phép thay đổi kích thước đã chọn trong một bảng thống kế tất cả kích thước trong phạm vi được chọn.

27

Tick vào ô regenerate cho phép quan sát hình dạng đối tượng thay đổi mỗi lần một kích thước được thay đổi. Tick vào ô Lock Scale cho phép quan sát hình dạng đối tượng thay đổi theo cùng tỉ lệ ban đầu mỗi khi một kích thước được thay đổi.

Lệnh cho phép lấy đối xứng các đối tượng được chọn qua một trục đối xứng. Để thực hiện lệnh mirror, điều cần trước hết là phải có một đường centerline làm trục đối xứng.

Chia tách một đối tượng thành nhiều đối tượng nhỏ tại điểm được click vào. Lệnh divide có thể được dùng để tạo điểm đầu và điểm cuối của một đường tròn hay một đường elip.

28

Xóa bỏ một phần bị giới hạn của một đối tượng. Nếu đối tượng không bị giới hạn thì toàn bộ đối tượng sẽ bị xóa bỏ. Ngoài cách chọn trực tiếp những phần định xóa, ta còn có thể kẻ 1 đường cong đi qua những phần định xóa. Để khôi phục lại những phần bị xóa bỏ, ta có thể sử dụng Ctrl+Z hoặc lệnh undo.

Lệnh corner dùng để cắt bỏ những đoạn giao nhau. Phần đối tượng được click chọn sẽ được giữ lại sau khi thực hiện lệnh corner.

29

Rotate Resize là công cụ được sử dụng để tịnh tiến, xoay và thay đổi tỉ lệ kích thước của đối tượng được chọn.

Nhóm lệnh ràng buộc hình học Ràng buộc một đường thằng theo phương thẳng đứng. Biểu tượng V (vertical) sẽ xuất hiện khi đối tượng chịu ràng buộc. Ràng buộc một đường thằng theo phương ngang. Biểu tượng H (horizontal) sẽ xuất hiện khi đối tượng chịu ràng buộc.

Ràng buộc hai đường thằng vuông góc lẫn nhau. Biểu tượng ꓕ (perpendicular) sẽ xuất hiện khi đối tượng chịu ràng buộc.

Ràng buộc một đường thẳng, đường cong hoặc một đường tròn tiếp tuyến với một đường cong hoặc một đường tròn khác. Biểu tượng T (tangent) sẽ xuất hiện khi đối tượng chịu ràng buộc. Ràng buộc một điểm nằm tại trung điểm của một đường thẳng hay một đường cong. Biểu tượng M (middle) sẽ xuất hiện khi đối tượng chịu ràng buộc.

30

Ràng buộc hai điểm trùng nhau, có thể dùng để ràng buộc 2 đường tròn đồng tâm.

Ràng buộc hai đối tượng đối xứng qua một trục.

Ràng buộc hai đối tượng bằng nhau về mặt kích thước.

Ràng buộc hai đối tượng song song nhau.

Nhóm lệnh ghi kích thước Chèn kích thước vào bản vẽ phác thảo. Nếu kích thước được chèn thêm vào xung đột với kích thước ban đầu của bản vẽ, cảnh báo về xung đột kích thước sẽ hiện thị. Kích thước không cần thiết nên được xóa bỏ để tránh những kích thước thừa. Để ghi kích thước một đoạn thẳng, chọn đối tượng bằng chuột trái, sau đó di chuyển theo phương vuông góc với đoạn thẳng rồi ấn chuột giữa để hiện thị kích thước Để ghi kích thước khoảng cách giữa 2 điểm, dùng chuột trái để chọn 2 điểm di chuyển đến nơi cần ghi kích thước và ấn chuột giữa để hiện thị.

-

Kích thước ngang giữa 2 điểm : dịch chuyển con trỏ theo phương thẳng so với 2 điểm. Kích thước thẳng giữa 2 điểm : dịch chuyển con trỏ theo phương ngang so với 2 điểm.

31

Để ghi kích thước bán kính một đường cong hay một đường tròn, chọn đối tượng bằng chuột trái rồi ấn chuột giữa tại vị trí cần hiện thị.

Để ghi kích thước đường kính một đường cong hay một đường tròn, chọn đối tượng bằng chuột trái 2 lần rồi ấn chuột giữa tại vị trí cần hiện thị.

Để ghi kích thước bán trục lớn hoặc bán trục nhỏ của một elip hay đường cong elip, chọn đối tượng bằng chuột trái rồi ấn chuột giữa. Một hộp thoại cho phép lựa chọn bán trụ nào sẽ xuất hiện. Kích thước bán trục sẽ xuất hiện trước trụ lớn và trụ nhỏ.

Để ghi kích thước góc giữa 2 đoạn thẳng, chọn 2 đối tượng bằng chuột trái rồi ấn chuột giữa tại vị trí cần hiện thị.

Để ghi kích thước chiều dài của 1 cung tròn, chọn 1 đầu của cung tròn bằng chuột trái rồi chọn cung tròn bằng chuột trái, kế tiếp chọn đầu còn lại của cung tròn bằng chuột trái. Cuối cùng ấn chuột giữa tại vị trí cần hiện thị. Để chuyển từ kích thường dài sang kích thước góc, chọn kích thước bằng chuột trái và ấn giữ chuột phải cho đến khi cửa số thông báo xuất hiện và chọn convert to angle.

32

Perimeter: dùng để lên kích thước chu vi của một đối tượng. Một kích thước trên đối tượng sẽ được lựa chọn để thay đổi sao cho có thể nhận được chu vi điều chỉnh như mong muốn. Kích thước được chỉ định để thay đổi sẽ có ký hiệu « var ».

Baseline: lệnh baseline được dùng để ghi kích thước gốc (ordinate dimensions). Kích thước gốc rất hữu ích trong hiển thị kích thước của những đối tượng có hình dạng phức tạp. Nó làm giảm nhẹ sự lộn xộn khi ghi chú kích thước của đối tượng lên bản vẽ. Kích thước gốc có thể được tạo cho cả 2 chiều phương dọc lẫn phương ngang, và được hiển thị là 0.00.

33

Reference dimension: Khi cần hiển thị nhiều kích thước hơn mức cần thiết để giúp bản vẽ được rõ ràng dễ hiểu hơn, ta có thể sử dụng kích thước tham chiếu. Không giống như kích thước bình thường, kích thước tham chiếu trong creo sẽ không thể thay đổi trực tiếp. Khi những kích thước thường được thay đổi, thì kích thước tham chiếu sẽ được cập nhật tự động thay đổi. Kích thước tham chiếu sẽ được hiển thị với ký hiệu « REF » phía sau thông số kích thước

Nhóm lệnh inspect Nhóm lệnh này có chức năng hỗ trợ dò tìm những sai sót trong quá trình hoàn tất bản vẽ sketch. Overlapping Geometry: dò tìm những đối tượng trùng lắp, chồng chéo lên nhau trong quá trình vẽ phác. Khi phát hiện 2 đối tượng trùng lắp thì đối tượng sẽ được hiển với màu khác.

34

Highlight Open Ends: dò tìm những đối tượng có phần chu vi mở. Những đối tượng này sẽ không thể áp dụng những lệnh tạo khối 3D. Những điểm mở của đối tượng sẽ được dò tìm và đánh dấu.

Shade Closed Loops: dò tìm và tô màu những đối tượng có diện tích đóng.

35

4. Bài tập ứng dụng

Bước 1: vẽ đường tròn R48

Bước 2: vẽ cung tròn R24

Bước 3: vẽ cung tròn R24

Bước 4: vẽ cung tròn R12&R36

36

5. Bài tập thực hành Bài 1: Vẽ và hiện thị kích thước như đề bài.

Bài 2: Vẽ và hiện thị kích thước như đề bài.

37

Bài 3: Vẽ và hiện thị kích thước như đề bài.

Bài 4: Vẽ và hiện thị kích thước như đề bài.

38

Câu hỏi ôn tập 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.

Chức năng chính của chuột trái trong môi trường vẽ sketch.? Chức năng chính của chuột phải trong môi trường vẽ sketch? Chức năng chính của chuột giữa trong môi trường vẽ sketch? Làm thế nào tạo một kích thước đường kính? Làm thế nào để xác định một diện tích là đóng? Làm thế nào để xác định những đối tượng nằm trùng lắp lên nhau? Làm thế nào để ràng buộc một đường thẳng tiếp tuyến với một đường tròn? Làm thế nào để tạo một bản vẽ sketch đối xứng? Làm thế nào thay đổi tỉ lệ tất cả các kích thước của bản vẽ cùng lúc? Ưu điểm chính của thiết kế tham số (parametric design) là gì?

39