Giáo trình thiết kế kỹ thuật cơ bản Phạm Sơn Minh, Nguyễn Thanh Hải, Trần Minh Thế Uyên, Nguyễn Văn Sơn

TS PHẠM SƠN MINH - TS NGUYỄN THANH HẢI
ThS TRẦN MINH THẾ UYÊN - ThS NGUYỄN VĂN SƠN

GIÁO TRÌNH

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CƠ BẢN


PHẠM SƠN MINH - NGUYỄN THANH HẢI
TRẦN MINH THẾ UYÊN - NGUYỄN VĂN SƠN

GIÁO TRÌNH

THIẾT KẾ KỸ THUẬT CƠ BẢN

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2017


LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay, việc kết hợp cả hai phương pháp thiết kế theo tham số và
thiết kế trực tiếp cho phép thiết kế linh hoạt và nhanh nhất, khả năng mơ
hình hóa chi tiết và cụm lắp ghép, quản lý dữ liệu rõ ràng và phân tích
theo phần tử hữu hạn cũng như đơn giản hóa khi làm việc với cụm lắp
ghép lớn hơn và phức tạp hơn.
Thừa hưởng các tính năng cao cấp từ các cơng cụ thiết kế chuyên
nghiệp, tính năng Synchronous Modelling được giới thiệu trong giáo
trình này có các ưu điểm cụ thể như:


Thanh cơng cụ sáng tạo, linh hoạt tùy chỉnh thiết kế 2D cực

nhanh



Vẽ phác với các cơng cụ chỉ có trên Solid Edge



Dựng khối 3D Solid từ bản vẽ 2D, kể cả bản vẽ từ phần mềm
ngồi



Được hỗ trợ các cơng cụ chuyên biệt để vẽ các hệ thống phức tạp



Tính kết cấu các phần tử hữu hạn và mô phỏng dễ dàng



Mô phỏng các vật thể phức tạp, sử dụng nhiều góc nhìn và
nhiều vị trí cắt khác nhau trên vật thể



Đặc biệt cho cái nhìn trực quan khi mơ phỏng chuyển động cho
cụm lắp ghép với các mặt cắt và làm trong suốt vật thể



Tạo thư viện tiêu chuẩn đầy đủ và đa dạng



Quản lý dữ liệu không chồng chéo lên nhau

Ngồi ra, với việc tích hợp hệ sinh thái PLM (Product LifeCycle
Management), Solid Edge cho phép người dùng truy cập và quản lý
thông tin sản phẩm một cách an tồn, duy trì tồn vẹn thơng tin trong
suốt vịng đời sản phẩm ngồi ra cịn cho phép xây dựng, quản lý và chia
sẻ quy trình kinh doanh dựa trên dữ liệu sản phẩm.
Cơng cụ của Teamcenter giúp quản lý tồn bộ dữ liệu, các thông
tin thiết kế, các thông tin phản hồi hiệu chỉnh, phê duyệt thiết kế với khả
năng liên kết dữ liệu với nhiều nguồn và nhiều loại phần mềm thiết kế
khác nhau từ dữ liệu thiết kế 3D, dữ liệu mô phỏng, dữ liệu số, dữ liệu
thiết kế điện, điện tử.... Các nhóm thiết kế có thể tương tác, phối hợp một
cách dễ dàng, thuận lợi.
3


Đặc biệt, giáo trình này cũng giới thiệu cơng cụ tích hợp NX
Express dùng tạo chương trình gia cơng trên máy CNC, rút ngắn thời
gian chuyển đổi và lưu trữ file, khơng mất thời gian lập trình khi phải
thay đổi ý tưởng thiết kế.
Sau nhiều năm thâm nhập vào thị trường Việt Nam, nhu cầu thiết
kế sản phẩm với sự hỗ trợ của máy tính đã và đang phát triển nhanh
chóng, được nhiều cơng ty và tập đồn lớn từ Nhật Bản, Hàn Quốc, các
quốc gia EU quan tâm. Đơn cử, Panasonic Appliances VietNam
(PAPVN) đã thành công trong việc tái sử dụng các dữ liệu thiết kế 3D.

Với mục đích giúp người đọc làm quen và có khả năng thiết kế, nhóm tác
giả đã biên soạn cuốn sách này với sự giúp đỡ tận tình của các đồng
nghiệp tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM. Đây là tài liệu
học tập cho môn học THIẾT KẾ KỸ THUẬT CƠ BẢN, dùng cho sinh
viên Đại học thuộc nhóm ngành Kỹ thuật Cơ khí.
Trong q trình biên soạn, khơng thể tránh khỏi những thiếu sót.
Nhóm tác giả rất mong nhận được sự góp ý của người đọc để các lần biên
soạn sau được hồn thiện hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin vui lịng gởi về
địa chỉ email: hoặc
Nhóm tác giả

4


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................... 3
MỤC LỤC ................................................................................................ 5
Phần I: THIẾT KẾ CƠ BẢN .................................................................. 9
Chương 1: THIẾT LẬP ........................................................................ 11
1.1. Thao tác cơ bản với file thiết kế ..................................................... 11
1.1.1. Khởi động môi trường thiết kế ............................................. 11
1.1.2. Mở file đã thiết kế ................................................................. 12
1.1.2.1. Trường hợp 1: Mới khởi động phần mềm ................... 12
1.1.2.2. Trường hợp 2: Trong môi trường thiết kế ................... 12
1.1.3. Lưu file thiết kế..................................................................... 12
1.1.3.1. Ba cách định nghĩa khi lưu file ................................... 12
1.1.3.2. Thao tác lưu file .......................................................... 12
1.2. Hiệu chỉnh các thiết lập trong môi trường thiết kế......................... 12
1.3. Hiệu chỉnh hướng nhìn và hiển thị của file thiết kế ....................... 20
1.3.1. Hiệu chỉnh hiển thị ................................................................ 20

1.3.2. Hiệu chỉnh hướng nhìn ......................................................... 22
1.3.2.1. Thao tác ....................................................................... 22
1.3.2.2. Các lựa chọn cơ bản .................................................... 22
1.4. Thao tác với chuột .......................................................................... 22
1.5. Môi trường thiết kế và hiệu chỉnh sau thiết kế ............................... 24
1.5.1. Môi trường thiết kế Ordered ................................................. 24
1.5.2. Môi trường hiệu chỉnh Synchronous .................................... 25
1.5.3. Thao tác chuyển đổi giữa hai môi trường ............................. 25
Chương 2: VẼ PHÁC THẢO SKETCH 2D ........................................ 27
2.1. Giới thiệu về nhóm lệnh vẽ Sketch 2D .......................................... 27
2.2. Các lệnh vẽ Sketch 2D ................................................................... 31
5


Chương 3: RÀNG BUỘC HÌNH HỌC TRONG SKETCH 2D ......... 63
3.1. Giới thiệu về nhóm lệnh Rotate ..................................................... 63
3.2. Các lệnh ràng buộc hình học .......................................................... 64
Chương 4: RÀNG BUỘC KÍCH THƯỚC TRONG SKETCH 2D ... 70
4.1. Giới thiệu về nhóm lệnh Dimension .............................................. 70
4.2. Các lệnh ràng buộc kích thước ....................................................... 71
4.3. Hướng dẫn vẽ bài tập Sketch 2D.................................................... 77
Chương 5: TẠO CÁC ĐỐI TƯỢNG CHUẨN.................................... 86
5.1. Giới thiệu về nhóm lệnh tạo mặt phẳng chuẩn ............................... 86
5.2. Các lệnh tạo mặt phẳng chuẩn........................................................ 86
Chương 6: THIẾT KẾ 3D ..................................................................... 91
6.1. Giới thiệu về nhóm lệnh Solid ....................................................... 91
6.2. Các lệnh về dựng khối 3D .............................................................. 92
6.3. Hướng dẫn vẽ bài tập dựng khối 3D ............................................ 110
Chương 7: NHÓM LỆNH HIỆU CHỈNH ......................................... 107
7.1. Giới thiệu về các lệnh hiệu chỉnh ................................................. 107

7.2. Nhóm Pattern................................................................................ 108
7.3. Nhóm Modify ............................................................................... 112
Phần II: TẠO BẢN VẼ KỸ THUẬT ................................................. 129
Chương 8: THIẾT LẬP BẢN VẼ TIÊU CHUẨN ............................ 131
8.1. Giới thiệu...................................................................................... 131
8.2. Tạo bản vẽ tiêu chuẩn................................................................... 132
8.3. Khóa khung bản vẽ ....................................................................... 135
8.4. Thiết lập giao diện ........................................................................ 136
8.5. Đặt hình chiếu .............................................................................. 142
8.6. Đặt tỉ lệ - hướng nhìn ................................................................... 144
Chương 9: BỐ TRÍ HÌNH CHIẾU .................................................... 146
9.1. Drawing View Layout .................................................................. 146
6


9.2. View Style .................................................................................... 148
9.3. Drawing View .............................................................................. 149
9.4. Section View ................................................................................ 153
9.5. Broken-Out View ......................................................................... 156
9.6. Break Line .................................................................................... 165
9.7. Pictorial View ............................................................................... 158
9.8. Tạo bản vẽ lắp .............................................................................. 159
Chương 10: ĐẶT KÍCH THƯỚC VÀ GHI CHÚ............................. 162
10.1. Đặt kích thước .............................................................................. 162
10.2. Dung sai và tạo ghi chú cho kích thước ....................................... 167
10.3. Hiệu chỉnh kích thước .................................................................. 168
10.4. Sai lệch hình học và mặt chuẩn .................................................... 169
10.5. Annotation .................................................................................... 171
Chương 11: BẢN VẼ PMI .................................................................. 177
Chương 12: 2D DRAFTING ............................................................... 183

12.1. Ràng buộc ..................................................................................... 183
12.2. Tạo layer ....................................................................................... 184
12.3. Gán layer ...................................................................................... 185
12.4. Zoom in ........................................................................................ 185
12.5. Ràng buộc tự động trong Sketch .................................................. 186
12.6. Đặt kích thước .............................................................................. 187
Phần III: KỸ THUẬT LẮP RÁP TRONG SOLID EDGE.............. 201
Chương 13: TẠO MỚI CHI TIẾT LẮP RÁP................................... 203
13.1. Tạo mới một cụm chi tiết lắp ráp mới .......................................... 203
13.2. Đưa chi tiết vào môi trường lắp ráp ............................................. 204
13.3. Lưu file làm việc .......................................................................... 205
Chương 14: LÀM VIỆC TRONG MÔI TRƯỜNG LẮP RÁP........ 206
14.1. Đưa chi tiết vào môi trường lắp ráp ............................................. 206
7


14.2. Các thao tác về hướng nhìn .......................................................... 206
14.3. Các kiểu ràng buộc khi làm việc .................................................. 206
Chương 15: LẮP RÁP NHANH CÁC ĐỐI TƯỢNG CÙNG LOẠI216
15.1. Patternt ......................................................................................... 216
15.2. Mirror Components ...................................................................... 216
15.3. Duplicate Component ................................................................... 217
15.4. Along Curve ................................................................................. 217
Chương 16: CÁC THAO TÁC KHI LÀM VIỆC ............................. 219
16.1. Clipboard ...................................................................................... 219
16.2. Select ............................................................................................ 219
16.3. Sketch ........................................................................................... 220
16.4. Ẩn hiện các thành phần làm việc ................................................. 221
Chương 17: HIỆU CHỈNH CHI TIẾT LẮP RÁP ............................ 222
17.1. Modify .......................................................................................... 222

17.2. Replacing Parts in Assemblies ..................................................... 223
Chương 18: LÀM VIỆC VỚI CÁC CHI TIẾT LẮP RÁP .............. 224
18.1. Tạo chi tiết chuẩn lắp ráp ............................................................. 224
18.2. Lắp các chi tiết khác theo chi tiết chuẩn ...................................... 225
Chương 19: MÔ PHỎNG CHUYỂN ĐỘNG .................................... 216
19.1. Tạo liên kết chuyển động cho chi tiết .......................................... 216
19.2. Tạo một động cơ chuyển động ..................................................... 216
Chương 20: PHÂN RÃ CHI TIẾT LẮP RÁP................................... 218
20.1. Đưa chi tiết vào môi trường phân rã ............................................ 218
20.2. Phân rã lắp ráp .............................................................................. 218
Chương 21: HƯỚNG DẪN LẮP RÁP KHÓA NƯỚC .................... 225
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 243

8


Phần I
THIẾT KẾ CƠ BẢN

9


10


Chương 1
THIẾT LẬP
Mục tiêu chương 1:
Giới thiệu về giao diện và các thao tác cơ bản của các công cụ thiết kế.
Sau khi học xong chương này, người học có khả năng:

1) Làm quen giao diện và nhận biết được các ứng dụng, thanh
công cụ trong môi trường thiết kế;
2) Nắm được các thao tác cơ bản trong môi trường thiết kế;
3) Cài đặt và hiệu chỉnh cho môi trường thiết kế.
1.1. THAO TÁC CƠ BẢN VỚI FILE THIẾT KẾ
1.1.1. Khởi động môi trường thiết kế

 Cách 1: New  chọn
 Cách 2: New  chọn New  xuất hiện hộp thoại New 

chọn metric chọn

 OK.

11


1.1.2. Mở file đã thiết kế
1.1.2.1. Trường hợp 1: Mới khởi động phần mềm
 Open  chọn

Browse  chọn file cần mở  Open 

xuất hiện hộp thoại New  chọn

 OK.

1.1.2.2. Trường hợp 2: Trong môi trường thiết kế
 Chọn

Application Button  Open  chọn

Browse 

chọn file cần mở  Open  xuất hiện hộp thoại New  chọn
OK.



1.1.3. Lưu file thiết kế
1.1.3.1. Ba cách định nghĩa khi lưu file
 Save: lưu file hiện hành (sử dụng khi lưu lần đầu và khi chỉnh
sửa một file đã thiết kế).
 Save As: lưu và sao chép file đang làm việc ra một file mới.
 Save All: lưu tất cả các file đang sử dụng (sử dụng trong môi
trường lắp ráp).
1.1.3.2. Thao tác lưu file
 Cách 1: chọn
 chọn thư mục lưu trữ  đặt tên  chọn
save (trong môi trường thiết kế).
 Cách 2: chọn
save đã liệt kê.

Application Button  tùy chọn ba kiểu

1.2. HIỆU CHỈNH CÁC THIẾT LẬP TRONG MÔI TRƯỜNG
THIẾT KẾ
 Chọn
 chọn Settings  chọn
Option  xuất

hiện hộp thoại Solid Edge Options  chọn mục cần hiệu chỉnh  hiệu
chỉnh thông số  OK.
12


 Các nhóm thơng số cơ bản: general, view, color, save, units,
dimension styles, helpers, drawing standards, simulation…

13


Nhóm

General: cơ
bản

Save: lưu
file

14

Thơng số và ý nghĩa


Nhóm

Thơng số và ý nghĩa

Units: đơn
vị

a. Chú thích:
 Units System – Hiệu chỉnh đơn vị
 MMKS (millimeter, kilogram, second)
 Base Units – Derived Units – Hiệu chỉnh đơn vị
của các thông số
 Length (mm): chiều dài
15


Thơng số và ý nghĩa

Nhóm








Mass (kg): khối lượng
Time (sec): thời gian
Angle (o): độ
Temperature (C): nhiệt độ
Area (mm^2): diện tích
Volume (mm^3): thể tích
Density (kg/m^3): khối lượng riêng

b. Chỉnh sửa đơn vị

 Nhấp chuột vào ô Value  xuất hiện mũi tên 
chọn mũi tên (hiện danh sách các đơn vị)  chọn
đơn vị.

16


Nhóm

Thơng số và ý nghĩa
c. Chỉnh sửa số chữ số thập phân sau dấu phẩy
 Nhấp chuột vào ô Precision  xuất hiện mũi tên 
chọn mũi tên (hiện danh sách các lựa chọn)  chọn
cách mô tả.

17


Nhóm

Dimension
Style: kích
thước

18

Thơng số và ý nghĩa


Nhóm

Thơng số và ý nghĩa

Drawing
Standard:
tiêu chuẩn
bản vẽ
 Active dimension style: sử dụng cùng một đơn vị
cho tất cả các kích thước.
 Use dimension style mapping: cho phép hiệu
chỉnh đơn vị riêng cho từng kiểu kích thước.

Simulation:
mơ phỏng

19


1.3. HIỆU CHỈNH HƯỚNG NHÌN VÀ HIỂN THỊ CỦA FILE
THIẾT KẾ
1.3.1. Hiệu chỉnh hiển thị
 Cách 1: Tab Home  nhóm View
Styles





Kiểu Shaded – dạng khối
khơng hiển thị cạnh.



Kiểu Shaded with Visible
Edges – dạng khối có hiển
thị cạnh.

 Cách 2: Tab View  nhóm Style





20

Kiểu Visible Edges –
ẩn các cạnh khơng nhìn
thấy.

Kiểu Wire Frame – dạng khung dây

Kiểu Visible and Hidden Edges:
làm mờ các cạnh khơng nhìn thấy


1.3.2. Hiệu chỉnh hướng nhìn
1.3.2.1. Thao tác
 Tab View  chọn View  chọn hướng nhìn.

1.3.2.2. Các lựa chọn cơ bản

 Front View – hướng nhìn từ phía trước
 Back View – hướng nhìn từ phía sau
 Left View – hướng nhìn từ bên trái
 Right View – hướng nhìn từ bên phải

 Top View – hướng nhìn từ bên trên

 Bottom View – hướng nhìn từ bên dưới

 Sketch View – hướng nhìn của mặt phẳng vẽ Sketch

21


1.4. THAO TÁC VỚI CHUỘT
Thao
tác

Chức năng

Nhấn chuột phải

Zoom Area = Alt+chuột giữa
Zoom Out = Ctrl+chuột giữa

Nhấp
chuột
phải

22

Ý nghĩa

Giữ chuột phải

Phóng to 1 vùng trên chi tiết.
Phóng to chi tiết.

Fit

Đưa chi tiết về trung tâm
màn hình.

Pan = Shift+chuột giữa

Di chuyển chi tiết.

Rotate

Xoay chi tiết.

Common Views

Đưa chi tiết về 1 hướng nhìn
cơ bản.

Background/View Overrides

Hiệu màu nền của môi
trường thiết kế.

Show All

Hiển thị các đối tượng.


Hide All
Measure Distance

Ẩn các đối tượng.
Cơng cụ đo khoảng cách.

Variables

Kích thước của các bước
thiết kế chi tiết.

Error Assistant

Tập hợp các lệnh có báo lỗi.

Transition to
Synchronous/Transition to Ordered

Chuyển đổi giữa hai môi
trường Synchronous/Ordered.

Concident Plane

Chuyển 1 mặt phẳng bất kỳ

thành mặt phẳng chuẩn.

Fit

Đưa chi tiết về trung tâm
màn hình.

Zoom Area

Phóng to 1 vùng trên chi tiết.
Chọn đối tượng.

Select

Smart Dimension
Giữ
chuột
phải

Lên kích thước nhanh.

Lệnh tạo góc nghiêng.
Draft
Lệnh tạo lỗ.
Hole
Lệnh tạo khối Extrude.
Extrude
Lệnh vẽ Sketch.
Sketch
Pan

Lệnh di chuyển chi tiết.
23


Zoom
Unclock Sketch Plane
Distance Between

Lệnh phóng to chi tiết.
Lệnh mở khóa mặt phẳng
Sketch.
Lệnh đo kích thước giữa 2
đối tượng.
Lệnh tạo thành mỏng.

Thin Wall

Round

Cut

Lệnh bo cung.
Lệnh Extrude để trừ phần vật
liệu.

1.5. MÔI TRƯỜNG THIẾT KẾ VÀ HIỆU CHỈNH SAU THIẾT KẾ
1.5.1. Môi trường thiết kế Ordered
- Là môi trường thiết kế theo hướng cơ bản.
Nội dung tài liệu hướng dẫn được trình bày chi tiết trong phần về

môi trường Ordered.

24


1.5.2. Môi trường hiệu chỉnh Synchronous
 Là môi trường cho phép thiết kế và hiệu chỉnh nhanh.

1.5.3.

Thao tác chuyển đổi giữa hai môi trường

Cách 1: Click chuột phải vào
synchronous/ordered trên cây thư
mục  chọn Transition to
Synchronous/Transition to Ordered.

Cách 2: Click chuột phải vào
màn hình  chọn Transition to
Synchronous/Transition
to
Ordered.

25