MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH
ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................. 3
1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu sản xuất khn đúc ........................... 3
1.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất khn đúc ngồi nƣớc ........................... 3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất khn đúc trong nƣớc ........................... 4
1.2. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu ........................................................ 5
1.3. Mục tiêu, phạm vi, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ........................ 5
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................ 5
1.3.2. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu .............................................................. 6
1.3.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................... 6
1.3.4. Phƣơng pháp nghiên cứu......................................................................... 7
CHƢƠNG 2 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY .. 8
2.1. Giới thiệu về phần mềm catia .................................................................... 8
2.1.1. Lịch sử phát triển phần mềm.................................................................. 8
2.1.2. Cấu trúc phần mềm ................................................................................ 9
2.2. Phân tích chức năng làm việc của chi tiết và khuôn ................................ 10
2.2.1. Chi tiết ................................................................................................... 10
2.2.2. Khuôn đúc ............................................................................................. 10
2.3. Ứng dụng phần mềm catia thiết kế mơ hình 3D chi tiết máy .................. 11
2.3.1 Thiết kế mô phỏng chi tiết ..................................................................... 11
2.3.2. Thiết kế khuôn đúc chi tiết tay cầm ...................................................... 18
CHƢƠNG 3 LẬP TRÌNH GIA CƠNG KHN ĐÚC CHI TIẾT TAY NẮM
MỞ CỬA TRÊN XE UOÁT ........................................................................... 38
3.1. Chọn loại phôi .......................................................................................... 38
3.2. Xác định dạng sản xuất ............................................................................ 38
3.3. Lập thứ tự nguyên công ........................................................................... 39

3.4. Tính lƣợng dƣ gia cơng, tra lƣợng dƣ cho các bề mặt ............................. 39
3.5. Tính chế độ cắt một bề mặt nào đó, tra chế độ cắt các bề mặt cịn lại .... 43
3.5.1. Tính tốn cho ngun cơng 2,3,4 ......................................................... 43
3.5.2. Tính tốn cho ngun cơng 5 ................................................................ 47
3.6. Gia công khuôn đúc tay nắm mở cửa trên xe uốt trên phần mềm catia . 48
3.6.1. Gia cơng nửa khuôn trên ....................................................................... 48
3.6.1. Gia công nửa khuôn dƣới ...................................................................... 58
3.7. Gia công thực nghiệm khuôn mẫu trên máy phay CNC Sherline ........... 60
3.7.1. Gá phôi .................................................................................................. 60
3.7.2. Copy chƣơng trình vào máy tính .......................................................... 60
3.7.3. Chọn dao và lắp đặt dao ........................................................................ 60
3.7.4. Chọn gốc phôi ....................................................................................... 60
3.7.5. Chuyển chế độ chạy tự động ................................................................. 60
3.7.6. Chạy chƣơng trình ................................................................................. 60
3.7.8. Đánh giá kết quả thực nghiệm .............................................................. 61
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC BẢN VẼ KỸ THUẬT


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1: Hình ảnh 3D của tay nắm mở của trên xe Uốt .......................................10
Hình 2.2: Vào mơi trƣờng thiết kế..............................................................................11
Hình 2.3: Chọn mặt phẳng thiết kế.............................................................................12
Hình 2.4: Vẽ phác biên dạng trên mặt phẳng thiết kế...............................................12
Hình 2.5: Chọn lênh thực hiện ....................................................................................13
Hình 2.6: Chọn trục xoay ............................................................................................13
Hình 2.7: Vẽ biên dạng tay cầm trên mặt phẳng vẽ phác.........................................14
Hình 2.8: Tạo hai mặt phẳng nghiêng ........................................................................14
Hình 2.9: Chọn lệnh đùn biên dạng tay cầm .............................................................15

Hình 2.10: Chọn hƣớng đùn cho tay cầm ..................................................................15
Hình 2.11: Hình ảnh biên dạng tay cầm sau khi đùn ................................................16
Hình 2.12: Chọn cạnh vát mép ...................................................................................16
Hình 2.13: Nhập kích thƣớc đƣờng cong vát mép ....................................................17
Hình 2.14: Hình ảnh chi tiết sau khi vát mép ............................................................17
Hình 2.15: Chi tiết tay nắm mở cửa khi hồn thành .................................................18
Hình 2.16: Mở chi tiết tay nắm mở cửa trên xe Uốt ...............................................18
Hình 2.17: Mở một file mới ........................................................................................19
Hình 2.18: Đổi tên cho file mới ..................................................................................19
Hình 2.19: Sao chép chi tiết sang file mới .................................................................20
Hình 2.20: Chọn kiểu Paste.........................................................................................20
Hình 2.21: Cửa sổ Paste Special .................................................................................21
Hình 2.22: Mơi trƣờng tách khn .............................................................................21
Hình 2.23: Tạo mặt phẳng ...........................................................................................22
Hình 2.24: Chia chi tiết làm hai nửa...........................................................................22
Hình 2.25: Chọn nửa chi tiết phía trên .......................................................................23
Hình 2.26: Join các mặt khn trên lại.......................................................................23
Hình 2.27: Join các mặt khn dƣới lại .....................................................................24
Hình 2.28: Chuyển các mặt khuôn phụ về các khuôn trên và khuôn dƣới cho hợp lý . 24


Hình 2.29: Hình ảnh các mặt sai khi join...................................................................25
Hình 2.30: Thử xem độ phân chia của chi tiết ..........................................................25
Hình 2.31: Tạo đƣờng phân khn.............................................................................26
Hình 2.32: Cắt bỏ phần giao của mặt phẳng và chi tiết ............................................27
Hình 2.33: Kiếm tra phân tách các bề mặt.................................................................27
Hình 2.34: Đổi tên cho Split........................................................................................28
Hình 2.35: Tạo liên kết mặt phân khn với mặt cavity ..........................................28
Hình 2.36: Đổi tên cho mặt phẳng cavity ..................................................................29
Hình 2.37: Tạo liên kết mặt phân khuôn với mặt core đổi tên cho mặt phẳng core ...29

Hình 2.38: Hình ảnh của hai mặt phẳng cavity và core ...........................................30
Hình 2.39 : Hình ảnh của hai mặt phẳng cavity và core khi tách dãn .....................30
Hình 2.40 : Vẽ sketcher biên dạng khn đúc trên mặt phẳng xy ...........................31
Hình 2.41: Tạo khối pad ..............................................................................................31
Hình 2.42: Tạo nửa khn trên băng lệnh Split Definition......................................32
Hình 2.43: Hình ảnh nửa khn trên ..........................................................................32
Hình 2.44: Hình ảnh nửa khn dƣới.........................................................................33
Hình 2.45: Vẽ biên dạng cốc rót .................................................................................33
Hình 2.46: Thực hiện lệnh Groove Definition để cắt bỏ khối rót............................34
Hình 2.47: Hình ảnh nửa khn dƣới khi đã tạo cốc rót ..........................................34
Hình 2.48: Vẽ biên dạng dãnh thốt khí ....................................................................35
Hình 2.49: Thực hiện lệnh Groove Definition để cắt bỏ tạo dãnh thốt khí ..........35
Hình 2.50: Hình ảnh khn dƣới khi tạo xong các rãnh thốt khí ..........................36
Hình 2.51: Vẽ biên dạng các chốt định vị..................................................................36
Hình 2.52: Dùng lệnh Pocket Definition để tạo các lỗ .............................................37
Hình 2.53: Khn trên .................................................................................................37
Hình 2.54: Khn dƣới ................................................................................................37
Hình 3.1: Cửa sổ mơi trƣờng gia cơng .......................................................................49
Hình 3.2: Chọn phơi.....................................................................................................49
Hình 3.3: Hình ảnh sau khi chọn xong phôi ..............................................................50


Hình 3.4: Chọn gốc tọa độ ..........................................................................................50
Hình 3.5: Đổi tên gốc phơi ..........................................................................................51
Hình 3.6: Chọn máy gia cơng .....................................................................................52
Hình 3.7: Chọn phơi để máy gia cơng........................................................................52
Hình 3.8: Chọn dao ......................................................................................................53
Hình 3.9: Chọn các mặt gia cơng thơ .........................................................................53
Hình 3.10: Hình ảnh gia cơng trong chƣơng trình phay thơ ....................................54
Hình 3.12: Hình ảnh gia cơng tinh khn trên ..........................................................55

Hình 3.13: Cửa sổ chọn mũi khoan ............................................................................56
Hình 3.14: Xuất code gia cơng ...................................................................................57
Hình 3.15: Hình ảnh gia cơng thơ khn dƣới ..........................................................58
Hình 3.16: Hình ảnh gia cơng tinh khn dƣới.........................................................58
Hình 3.17: Gia cơng khoan các lỗ định vị .................................................................59
Hình 3.18. Q trình gia cơng khn mẫu trên máy phay CNC .............................60
Hình 3.19: Sản phẩm sau khi gia công trên máy CNC.............................................61


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, sản phẩm đúc rất đa dạng, nó chiếm một phần lớn trong
nền sản xuất kinh tế quốc dân, bởi vì sản xuất đúc ngày càng có những tính
chất ƣu việt nhƣ chất lƣợng, độ bền,…Trong khi đó các dạng sản xuất khác
ngày càng khơng đáp ứng đƣợc yêu cầu, nhu cầu của ngƣời sử dụng. Do đó
mà dạng sản xuất đang phát triển nhanh trong thời gian qua và kéo theo đó là
lĩnh vực sản xuất và chế tạo khuôn đúc cho các sản phẩm. Đặc biệt trong
ngành cơ khí, các chi tiết cần có độ chính xác cao đến rất cao, do đó cần có sự
thay đổi về phƣơng thức thiết kế cũng nhƣ chế tạo. Nhằm nâng cao năng suất
lao động các chi tiết cơ khí cần đƣợc thiết kế và gia cơng với độ chính xác cao
hơn, đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
Việc chế tạo ra các chi tiết có những biên dạng phức tạp kéo theo biên
dạng của lịng khn cũng phức tạp dẫn đến việc gia cơng chúng theo các
phƣơng pháp truyền thống gặp rất nhiều khó khăn. Ngồi ra, việc chế tạo lịng
khn cũng phụ thuộc vào trình độ ngƣời thợ, thời gian chế tạo khn dài và độ
chính xác của lịng khn khơng cao. Đặc biệt là trong công việc sửa chữa rất
cần sản xuất những chi tiết thay thế nhanh, gấp. Cùng với sự phát triển của khoa
học kỹ thuật các ngành công nghệ gia công mới cũng phát triển rất mạnh mẽ kéo
theo các ứng dụng các phần mềm vào trong tự động hóa sản xuất, sửa chữa và
lắp ráp nhƣ:Mastercam, Edgecam, Solidcam, Delcam, Surfcam, Vercut,
Topmold, Cimatron, Catia/Auto NC, Pro/Engenieer, Hypercam,… Phần mềm

CATIA là hệ thống CAD/CAM/CAE 3D hoàn chỉnh và mạnh mẽ nhất hiện nay.
Nó giải quyết cơng việc một cách triệt để, từ khâu thiết kế mơ hình CAD
(Computer Aided Design), đến khâu sản xuất dựa trên cơ sở CAM (Computer
Aided Manufacturing), khả năng phân tích tính tốn, tối ƣu hóa lời giải dựa trên
chức năng CAE(Computer Aid Engineering) của phần mềm CATIA…
Chính vì sự ƣu việt của phần mềm CATIA nên chúng ta cần ứng
dụng phần mềm CATIA để thiết kế và lập trình gia cơng khn cho chi tiết cơ
khí, nhằm nâng cao năng suất và giảm giá thành sản xuất, sửa chữa. Do
1


vậy tơi thực hiện khóa luận: “Thiết kế, lập trình gia công khuôn đúc cho chi
tiết tay nắm cầm mở cửa trên xe Uoát”.Kết quả nghiên cứu sẽ là những tài
liệu cần thiết phục vụ đào tạo, nghiên cứu và chuyển giao cơng nghệ góp phần
nâng cao hiệu quả đào tạo, chất lƣợng sản phẩm và hiệu quả sản xuất.

2


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về tình hình nghiên cứu sản xuất khn đúc
1.1.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất khn đúc ngồi nước
Trƣớc đây, việc thiết kế chế tạo lịng khn và lõi khn đúc có bề
mặt phức tạp gặp rất nhiều khó khăn do dùng các phƣơng pháp truyền thống.
Chúng phụ thuộc nhiều vào trình độ ngƣời thiết kế, ngƣời thợ, thời gian sản
xuất lịng khn dài và kém chính xác. Tuy nhiên, nhờ sự phát triển của các
kỹ thuật thiết kế có sự trợ giúp của máy tính (CAD), chế tạo có sự trợ giúp
của máy tính (CAM) và các máy gia công CNC, tia lửa điện EDM,… Việc
thiết kế và chế tạo lịng khn đã đơn giản hơn nhiều, rút ngắn đƣợc thời gian

sản xuất, đảm bảo độ chính xác gia cơng về hình dáng, kích thƣớc, độ tƣơng
quan. Bên cạnh đó, nhiều phần mềm chun dụng dùng để tính tốn mô
phỏng các thông số đúc đã ra đời nhằm hỗ trợ cơ sở dữ liệu giúp ngƣời dùng
kiểm tra trƣớc tính hợp lệ của sản phẩm và khn, đƣa ra chiến lƣợc thiết kế
phù hợp dùng để dự đoán và giải các bài toán sản xuất trƣớc khi chúng đƣợc
đƣa vào thực tế.
Hiện nay, với sự hỗ trợ của công nghệ thơng tin, hệ thống CAD/CAM
tích hợp đƣợc phát triển rất nhanh chóng. Nó đã tạo ra sự liên thơng từ quá
trình thiết kế cho đến chế tạo trong lĩnh vực cơ khí. Xu thế hiện nay của các
nhà kỹ thuật phát triển chủ yếu là hệ thống CAD/CAM tích hợp. Những phần
mềm CAD/CAM tích hợp đƣợc sử dụng phổ biến hiện nay nhƣ Mastercam,
Edgecam, Solidcam, Delcam, Surfcam, Vercut, Topmold, Cimatron, Catia,
Pro/engineer, Hypercam...
CATIA là một phần mềm CAD/CAM tích hợp đƣợc sử dụng rộng rãi
ở Châu Âu và trên thế giới, đồng thời nó cũng đƣợc sử dụng rất phổ biến ở
Việt Nam. CATIA có khả năng thiết kế cơng nghệ để điều khiển cho máy
phay CNC năm trục, máy tiện CNC bốn trục, máy cắt dây CNC bốn trục, máy
khoan CNC ba trục....
3


Trên thế giới đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu ứng dụng phần
mềm CATIA trong thiết kế và gia công khuôn đúc. Tập thể tác giả S.R.
Pattnaik, D.B. Karunakar, P.K. Jha với cơng trình “Application of computer
simulation for finding optimum gate location in plastic injection moulding
process” đã đƣa ra những phƣơng pháp tối ƣu khi sử dụng các phần mềm mơ
phỏng trong đó có sử dụng CATIA. Cơng trình nghiên cứu của Alias Mohd
Samanđã phân tích, tính tốn và sử dụng CATIA trong thiết kế và tính tốn
dịng chảy của vật liệu trong q trình đúc.Ngồi ra, rất nhiều công ty, nhà
máy cũng sử dụng phần mềm này để thiết kế và sản xuất khuôn đúc nhƣ Công

ty Matsumoto, Công ty Denwa,... Kỹ thuật đã phát triển từ sản xuất những chi
tiết đơn giản cho ngƣời tiêu dùng và trong các lĩnh vực công nghiệp, y tế, và
các sản phẩm hàng khơng vũ trụ.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất khuôn đúc trong nước
Lĩnh vực thiết kế khuôn mẫu cho các sản phẩm là một lĩnh vực kỹ
thuật rất mới mẻ đối với nƣớc ta. Trong các năm 1991-1994, Viện máy và
dụng cụ công nghiệp (IMI) đƣợc tiếp nhận dự án UNDP/UNIDO- VIE/87/021
về "Chuyển giao công nghệ thiết kế, phát triển và chế tạo khuôn mẫu". Cho
đến nay, lĩnh vực khuôn mẫu ở nƣớc ta đã phát triển rất mạnh, cũng đã tạo ra
đƣợc nhiều sản phẩm có chất lƣợng cao sử dụng trong các ngành công nghiệp
và hàng dân dụng.
Trong những năm gần đây, các loại khuôn đúc đƣợc sử dụng ngày
càng nhiều trong công nghiệp và đƣợc xem nhƣ là một phƣơng pháp gia công
hiệu quả trong lĩnh vực sản xuất. Nhiều cơng trình nghiên cứu, nhiều tài liệu
giáo trình giới thiệu về khn đúc đƣợc đăng tải và giảng dạy trong các
trƣờng đại học, cao đẳng khối kỹ thuật tại Việt Nam.
Thực tế cho tới nay, vấn đề này vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu đầy đủ do
tính phức tạp của yêu cầu sản xuất, nguyên liệu gia công, sự đa dạng, phong
phú của chi tiết, sản phẩm và kiểu loại thiết bị công nghệ.

4


1.2. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Ở nƣớc ta, vào những năm trƣớc đây phƣơng thức sản xuất chủ yếu là
thủ cơng. Do đó, độ chính xác của sản phẩm chƣa đƣợc cao, năng suất lao
động thấp, hiệu quả kinh tế chƣa đƣợc cao. Đặc biệt trong ngành cơ khí, các
chi tiết cần có độ chính xác cao đến rất cao. Vậy nên, cần có sự thay đổi về
phƣơng thức thiết kế cũng nhƣ chế tạo. Nhằm nâng cao năng suất lao động
các chi tiết cơ khí cần đƣợc thiết kế và gia cơng với độ chính xác cao hơn,

đảm bảo tốt yêu cầu kỹ thuật của chi tiết.
Phần mềm CATIA là một trong những hệ thống CAD/CAM mạnh mẽ
nhất hiện nay đƣợc sử dụng rộng rãi trên thị trƣờng quốc tế và đang dần dần
phát triển rộng ở Việt Nam. Phần mềm có giao diện sử dụng thân thiện, trực
quan với ngƣời dùng và đáp ứng đƣợc rất nhiều yêu cầu khi giải quyết các bài
toán kỹ thuật.
Tuy nhiên, qua khảo sát chung và thực tế sử dụng trong lĩnh vực
khuôn đúc, tôi thấy trong điều kiện sản xuất cụ thể vấn đề cấp thiết đặt ra là
phải nghiên cứu để có sử dụng hiệu quả phần mềm này. Vì vậy, cần phải có
những cơng trình nghiên cứu cụ thể về khả năng và vận dụng nó vào sản xuất
thực tiễn góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế thích ứng với các điều kiện sản
xuất cụ thể và nâng cao năng suất lao động.
Từ những phân tích trên một lần nữa cho thấy đề tài: “Thiết kế, lập
trình gia cơng khn đúc cho chi tiết tay nắm cầm mở cửa trên xe Uoát” là
một nội dung thực sự cần thiết và có ý nghĩa.
1.3. Mục tiêu, phạm vi, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
a. Mục tiêu chung
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu phần mềm CATIA ứng dụng trong
lĩnh vực thiết kế và gia công khuôn đúc trên máy CNC, góp phần nâng cao
hiệu quả khi sử dụng các phần mềm CAD/CAM và các thiết bị trong lĩnh vực
gia công cơ khí tại Việt Nam.
5


b. Mục tiêu cụ thể
- Nắm đƣợc các kiến thức cơ bản về đặc điểm cấu tạo chung khuôn
đúc và thiết bị đúc.
- Tìm hiểu và vận dụng đƣợc một số module của phần mềm CATIA
để thiết kế và gia cơng khn.

- Tăng độ chính xác gia cơng bằng phƣơng pháp sản xuất đúc bằng
khuôn kim loại, nâng cao năng suất, giảm chi phí giá trong việc sản xuất chi
tiết.
- Lập trình gia cơng, mơ phỏng và xuất ra chƣơng trình gia cơng dƣới
dạng mã G.
1.3.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
a. Đối tượng nghiên cứu
- Chi tiết gia công: Đề tài ứng dụng phần mềm để thiết kế, lập trình
gia cơng và mơ phỏng q trình gia cơng khn đúc cho sản phẩm là tay cầm
mở cửa trên xe Uoát.
- Phần mềm CATIA: Phần mềm CATIA đƣợc sử dụng trong đề tài là
phiên bản V5R20 đƣợc phổ biến rộng rãi trên thị trƣờng hiện nay.
b. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài giới hạn ở việc khai thác ứng dụng module thiết kế, phân khn
và lập trình gia cơng khn đúc chi tiết tay nắm mở cửa trên xe Uoát bằng
phần mềm CATIA trên máy CNC.
1.3.3. Nội dung nghiên cứu
- Tổng quan chung về công nghệ gia công khuôn đúc, công nghệ
CAD/CAM-CNC.
- Giới thiệu module phần mềm CATIA ứng dụng trong thiết kế và gia
công khuôn.
- Ứng dụng để thiết kế khn cho chi tiết tay nắm mở cửa xe Uốt và
lập trình mơ phỏng gia cơng trên máy CNC.

6


1.3.4. Phương pháp nghiên cứu
Các phƣơng pháp chủ đạo đƣợc sử dụng để giải quyết các nội dung
nghiên cứu của đề tài là phƣơng pháp nghiên cứu lý thuyết và phƣơng pháp kế

thừa.
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Đƣợc sử dụng trong việc nghiên
cứu các cơng trình khoa học, tổng hợp các kiến thức thực tiễn và lý thuyết trong
lĩnh vực gia công thiết kế khuôn đúc khi sử dụng phần mềm CATIA.
- Phương pháp kế thừa: Đƣợc sử dụngtrong việc tìm hiểu các đặc điểm
cấu tạo về khn và khi nghiên cứu phần mềm CATIA.

7


CHƢƠNG 2
ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA THIẾT KẾ CHI TIẾT MÁY
2.1. Giới thiệu về phần mềm catia
2.1.1. Lịch sử phát triển phần mềm
Catia đƣợc viết tắt từ cụm từ Computer Aided Three Dimensioal
Interactive Application, có thể dịch là xử lí tƣơng tác trong khơng gian 3
chiều có sự hỗ trợ của máy tính.Catia là bộ sản phẩm thƣơng mại phức hợp
CAD/CAM/CAE hoàn chỉnh nhất củaDassault systems do IBM chịu trách
nhiệm phân phối, phần mềm này có khả năng thiết kế, phân tích kết cấu, lập
trình và gia cơng CNC.
Phần mềm này đƣợc viết vào cuối những năm 1970 và đầu năm 1980
để phát triển máy bay chiến đấu Mirage của Dassault, sau đó đƣợc áp dụng
trong ngành hàng khơng vũ trụ, ơ tơ, đóng tàu và các ngành cơng nghiệp khác.
Catia bắt đầu đƣợc hãng sản xuất máy bay Pháp Avions Marcel
Dassault phát triển, vào thời điểm đó là khách hàng của các phần mềm CAD.
Lúc đầu phần mềm có tên là CATI (Conception Assistee Tridimensionnelle
Interactive – tiếng Pháp nghĩa là thiết kế 3 chiều đƣợc máy tính hỗ trợ và có
sự tƣơng tác) nó đã đƣợc đổi tên thành CATIA năm 1981, khi Dassault tạo ra
một chi nhánh để phát triển và bán phần mềm và ký hợp đồng không độc
quyền phân phối bởi IBM.

Năm 1984, Công ty Boeing đã chọn CATIA là cơng cụ chính để thiết
kế 3D, và trở thành khách hàng lớn nhất.
Năm 1988, CATIA phiên bản 3 đã đƣợc chuyển từ các máy tính
Mainframe sang UNIT.
Năm 1990, General Dynamics/Electric Boat Corp đã chọn CATIA
nhƣ là cơng cụ chính thiết kế 3D, thiết kế các tàu ngầm hạt nhân của Hải quân
Hoa Kỳ.
Năm 1992, CADAM đã đƣợc mua từ IBM và các năm tiếp theo
CADAM CATIA V4 đã đƣợc cơng bố. Năm 1996, nó đã đƣợc chuyển từ một
8


hệ điều hành lên bốn hệ điều hành Unitx, bao gồm IBM AIX, Silicon
Graphics IRIX, Sun Microsystems SunOS và Hewlett-Packard HP-UX.
Năm 1998, một phiên bản viết lại toàn cảnh CATIA, CATIA V5 đã đƣợc
phát hành, với sự hỗ trợ Unitx, Windows NT và Windows XP từ năm 2001.
Năm 2008, Công bố CATIA V6, hỗ trợ cho hệ điều hành Unitx, các
hệ điều hành không phải Windows không đƣợc hỗ trợ nữa. Phần mềm CATIA
là hệ thống CAD/CAM/CAE 3D hoàn chỉnh và mạnh mẽ nhất hiện nay, do
hãng Dassault Systems phát triển, phiên bản mới nhất hiện nay là
CATIAV5R20,mới hơn nữa là CATIA V62009, là tiêu chuẩn của thế giới khi
giải quyết hàng loạt các bài toàn lớn trong nhiều lĩnh vực nhƣ cơ khí, xây dựng,
tự động hóa, cơng nghiệp ô tô, tàu thủy và cao hơn nữa là công nghiệp hàng
không.
2.1.2. Cấu trúc phần mềm
Catia bao gồm 6 modole phục vụ cho tồn bộ q trình thiết kế, tính
tốn tối ƣu và gia cơng trong lĩnh vực cơ khí. Tất cả các Modunle đều sẽ sử
dụng thống nhất một cơ sở dữ liệu và dễ dàng chuyển qua lại giữa các
Modunle khi thiết kế.
Các module của nó bao gồm:

- Mechanical Deigsn: Module này cho phép xây dựng các chi tiết,các
sản phẩm lắp ghép trong cơ khí.
- Shape Design and Styling: Module này cho phép thiết kế các bề mặt
có biên dạng, kiểu dáng, máy phức tạp trong lĩnh vực thiết kế vỏ ô tô, tàu
biển, máy bay,…
- Analysis: Module cho phép tính tốn kiểm tra và mơ phỏng chi tiết
chịu tải trọng trong môi trƣờng kết cấu liên tục hoặc trong mơi trƣờng nhiệt
độ. Từ đó cho phép tối ƣu kết cấu.
- Manufacturing: Modul này cho phép mô phỏng q trình gia cơng
chế tạo chi tiết thơng qua việc lựa chọn dao, chế độ cắt, gá đặt từ đó cho phép

9


ngƣời thiết kế lựa chọn quá trình chế tạo hợp lý nâng cao chất lƣợng gia công
và tiết kiệm vật liệu.
- Equipments and systems: Cho phép xây dựng các trang thiết bị, các
hệ thống của nhà máy theo tiêu chuẩn.
- Plant Engineering: Cho phép thiết kế mặt bằng xƣởng, nhà máy, dây
chuyền sản xuất.
2.2. Phân tíchchức năng làm việc của chi tiết và khuôn
2.2.1. Chi tiết
Chi tiết tay nắm mở cửa xe Uoát đƣợc thiết kế biên dạng cong, bề mặt
dạng part Design. Là một chi tiết trong xe Uoát đƣợc dùng trong quân đội.
+ Vật liệu đƣợc dùng là nhơm (Nhơm có màu trắng bạc, kiểu
mạng:lập phƣơng tâm diện, Tchảy=6600C).Nhẹ: γ=2,7g/cm3.Cơ tính: có tính
dẻo cao: δ=40%, Ψ=85%.Độ bền thấp:ζb=60N/mm2. Khả năng hóa bền bằng
biến dạng dẻo khơng cao:Qua biến dạng dẻo đạt:ζmax ≤ 180N/mm2. Lý tính:
dẫn điện dẫn nhiệt tốt. Hóa tính: có ái lực với O2 mạnh, trên bề mặt có lớp
Al2O3 có tác dụng bảo vệ tốt. Tạp chất có trong nhơm thƣờng là Fe và Si.[3].

+Mơi trƣờng là việc là ngồi trời
+Mơ hình 3D của chi tiết

Hình 2.1: Hình ảnh 3D của tay nắm mở của trên xe Uốt
2.2.2. Khn đúc
Để có thể đúc đƣợc chi tiết thì u cầu vật liệu làm khn phải có
nhiệt độ nóng chảy cao hơn rất nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của chi tiết.

10


Chính vì những đặc tính kỹ thuật nên ta chọn vật liệu làm khuôn là thép kết
cấu. Ta chọn thép CD70 hay Y7A (có 0,7%C ).[3].
2.3. Ứng dụng phần mềm catia thiết kế mơ hình 3D chi tiết máy
2.3.1 Thiết kế mô phỏng chi tiết
Từ bản vẽ chi tiết ( BT1) ta có đƣợc bản vẽ mẫu chi tiết thiết kế khuôn
đúc (BT2). Dựa vào bản vẽ chi tiết mẫu ta tiến hành tạo chi tiết trên phần
mềm theo các bƣớc sau:
- Bước 1: Khởi động phần mềm, vào môi trƣờng thiết kế
Start > Mechanical Design > Part Design

Hình 2.2: Vào môi trƣờng thiết kế
- Bước 2: Tiến hành thiết kế
+ Tạo bản vẽ phác:Trên cây phả hệ chọn mặt phẳng thiết kế rồi click
vào biểu tƣợng

chuyển về sketch2D để vẽ biên dạng bầu của khối trịn

xoay.
Sử dụng các nhóm lệnh nhƣ bên thiết kế 2D trong moldul Part Design

để vẽ biên dạng:Line, Constraint, Constraint Defined in dialog Box,
Circle,Trim.

Hoặc

dùng

thanh

11

công

cụ:


+ Chọn mặt phẳng thiết kế: Ta kích chọn vào mặt phẳng mình muốn
vẽ

sau đó chọn

để chuyển sang mơi trƣờng vẽ phác thảo.

Hình 2.3: Chọn mặt phẳng thiết kế
- Dùng các lệnh

và

vẽ biên dạng cần vẽ sau đó chọn

để quay trở về mơi trƣờng

pad.

Hình 2.4: Vẽ phác biên dạng trên mặt phẳng thiết kế

12


- Dùng lệnh shaft hoặc kích chọn biểu tƣợng

để thực hiện lệnh xoay.

Hình 2.5: Chọn lênh thực hiện
- Chọn trục để tạo trục tâm xoay chi tiết đùn quanh trục đó.

Hình 2.6: Chọn trục xoay

13


- Tƣơng tự ta vẽ biên dạng tay cầm: Dùng các lệnh
và
dạng cần vẽ sau đó chọn

vẽ biên

để quay trở về mơi trƣờng pad.

Hình 2.7: Vẽ biên dạng tay cầm trên mặt phẳng vẽ phác

-Tạo mặt phẳng nghiêng bằng cách tạo mặt phẳng đi qua hai đƣờng
thẳng cho trƣớc.

Hình 2.8: Tạo hai mặt phẳng nghiêng

14


-Đùn biên dạng tay nắm đến 2 mặt phẳng nghiêng để tạo độ nghiêng
cho tay cầm.

Hình 2.9: Chọn lệnh đùn biên dạng tay cầm
-Đùn biên dạng tay cầm đến 2 mặt phẳng nghiêng ta vừa tạo và tạo
hƣớng đùn về hai phía đều nhau.

Hình 2.10: Chọn hƣớng đùn cho tay cầm
15


-Sau khi thực hiện ta đƣợc tay cầm có biên dạng nhƣ sau:

Hình 2.11: Hình ảnh biên dạng tay cầm sau khi đùn
-Sau khi vẽ đƣợc biên dạng ta thực hiện vát mép chi tiết.

Hình 2.12: Chọn cạnh vát mép
- Vát mép cho các cạnh cần vát mép của chi tiết sau đó ta nhập kích
thƣớc vát mép và chọn lệnh

để thực hiên vát mép cho chi tiết.
16

Hình 2.13: Nhập kích thƣớc đƣờng cong vát mép
-Sau khi vát mép cho các cạnh ta đƣợc chi tiết nhƣ sau:

Hình 2.14: Hình ảnh chi tiết sau khi vát mép

17


-Sau khi thực hiện các lệnh trên ta đƣợc chi tiết nhƣ sau:

Hình 2.15: Chi tiết tay nắm mở cửa khi hồn thành
2.3.2. Thiết kế khn đúc chi tiết tay cầm
- Mở chi tiết vật mẫu ra:file >open >chọn chi tiết cần mở

Hình 2.16: Mở chi tiết tay nắm mở cửa trên xe Uoát
18


- Mở một file mới:vào file>new và chọn part.

Hình 2.17: Mở một file mới
- Đổi tên file: chọn Partbody, kích phải chuột và chọn.

Hình 2.18: Đổi tên cho file mới

19

- Sao chép chi tiết sang file mới:

Hình 2.19: Sao chép chi tiết sang file mới
- Mở file vật mẫu > copy part body > pase special vào file tách khuôn
> chọn As result with link>ok: Đƣa chi tiết cần thiết kế khn vào mơi trƣờng
làm việc.

Hình 2.20: Chọn kiểu Paste

20