Ứng dụng Topsolid thiết kế và gia công đĩa thép ly hợp khóa NISSAN BLUBIRD doc

Ứng dụng Topsolid
thiết kế và gia công
đĩa thép ly hợp khóa
NISSAN BLUBIRD
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC VÀ PHẦN MỀM
GIA CÔNG CƠ KHÍ
1.1 Giới thiệu chung về máy CNC
Sự xuất hiện của các máy CNC đã nhanh chóng thay đổi việc
sản xuất công nghiệp. Các đường cong được thực hiện dễ dàng như
đường thẳng, các cấu trúc phức tạp 3D cũng dễ d
àng thực hiện, và
m
ột lượng lớn các thao tác do con người thực hiện được giảm
thiểu.
Vi
ệc gia tăng tự động hóa trong quá trình sản xuất với máy
CNC tạo nên sự phát triển đáng kể về chính xác và chất lượng. Kỹ
thuật tự động của CNC giảm thiểu các sai xót và giúp người thao
tác có thời gian cho các công việc khác. Ngoài ra còn cho phép
linh ho
ạt trong thao tác các 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 loạt các máy CNC kết hợp
thành một tổ hợp, gọi là cell, để có thể làm nhiều thao tác trên một
bộ phận. Máy CNC ngày nay được điều khiển trực tiếp từ các bản
vẽ do phần mềm CAM, vì thế một bộ phận hay lắp ráp có thể trực
tiếp từ thiết kế sang sản xuất mà không cần các bản vẽ in của từng
chi tiết. Có thể nói CNC là các phân đoạn của các hệ thống robot

công nghiệp, tức là chúng được thiết kế để thực hiện nhiều thao tác
sản xuất.

Hình 1.1 Một số loại máy CNC
a. Máy phay 3 trục

Hình 1.2 Máy phay CNC 3 trục
Cấu tạo chung:
Hình 1.3 Cấu tạo chung máy phay CNC
- Trục chính chuyển động tịnh tiến theo trục Z có phương
thẳng đứng, có độ cứng vững cao.

Hình 1.4 Trục chính máy phay CNC
- Một bàn máy mang bộ đồ gá lắp phôi với khả năng chuyển
động tịnh tiến theo 2 chiều X, Y nằm dưới trục chính.

Hình 1.5 Bàn xoay và bàn ngang máy phay CNC
- Khối điều khiển và hiển thị.

Hình 1.6 Khối điều khiển và hiển thị máy phay CNC
- Bộ phận chứa dụng cụ ( dạng xích, đĩa…)
Hình 1.7 Ổ tích dao dạng đĩa và dạng xích
- Cơ cấu thay dao

Hình 1.8 Cơ cấu thay dao
- Bộ phận truyền dẫn
Hình 1.9 Cơ cấu trục vít me bi
b. Máy tiện CNC
Hình 1.10 Máy tiện CNC JCL series 6050
C

ấu tạo chung:
- Trục chính

Hình 1.11 Trục chính máy tiện CNC
- Bàn điều khiển

Hình 1.12 Bảng điều khiển máy tiện CNC
- Mâm cặp, ụ sau, đầu revonve, mâm gá dao.

Hình 1.13 Mâm cặp, ụ sau, đầu revonve, mâm gá dao
Chương 2: Giới thiệu chung về phần mềm
gia công cơ khí
Cơ khí chế tạo là ngành đi đầu trong hệ thống nền công nghiệp
nên khi được tin học hoá, nó cũng là ngành được hỗ trợ nhiều nhất
thông qua các phần mềm, bộ phần mềm ứng dụng. Tại Việt Nam
nếu như cách đây khoảng hơn chục năm, số lượng phần mềm
CAD,CAM còn hạn chế thì ngày nay đã tăng lên rất nhiều. Không
tính đến những phần mềm chuyên được viết ri
êng cho từng công ty
thì hiện nay số phần mềm CAD, CAM và bộ phần mềm
CAD/CAM thông dụng ở Việt Nam đã lên đến trên 10 phần mềm
và có thể tạm
phân loại như sau:
+ Phần mềm CAD: AutoCAD, MDT, Inventor, SolidEdge,
SolidWorks…
+ Ph
ần mềm CAM: MasterCAM, EdgeCAM, SolidCAM,
PowerMill…
+ B
ộ phần mềm CAD/CAM: Pro/ENGINEER, Catia, NX

(Unigraphic)
CAD (Computer aided design) là máy tính tr
ợ giúp thiết kế,
CAM (Computer aided Manufacturing) là máy tính trợ giúp chế
tạo. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, CAD/CAM đã
được ứng dụng nhanh chóng trong thiết kế, chế tạo các sản phẩm
công nghệ, vì nó là công cụ giúp các nhà thiết kế và chế tạo sản
phẩm có hiệu quả để tăng năng suất lao động, giảm cường độ lao
động, tự động hóa quá tr
ình sản xuất, nâng cao chất lượng và hạ
giá thành sản phẩm.
1.3 Một số phần mềm thiết kế gia công cơ khí
Mỗi phần mềm có những điểm mạnh và những điểm yếu riêng,
dưới đây sẽ giới thiệu một số phần mềm thiết kế và gia công cơ khí
và đánh giá sơ bộ ưu, nhược điểm của chúng :
-MASTERCAM
Mastercam là một phần mềm CAD/CAM tích hợp được sử
dụng rộng rãi ở châu Âu và trên thế giới, đồng thời nó cũng được
sử dụng rất phổ biến ở Việt Nam. Mastercam có khả năng thiết kế
công 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, máy xoi CNC. Đến phiên bản Mastrcam X2 có thêm phần
chạm khắc mỹ thuật.
Đây là phần mềm gia công rất mạnh.
Hình 1.14 Mô phỏng gia công chi tiết trên Mastercam
-AUTOCAD
Đây có lẽ là phần mềm CAD phổ biến nhất ở Việt Nam hiện
nay, đến mức khi nhắc đến thuật ngữ CAD (Computer A
ided
Design) là nhi

ều người liên tưởng ngay đến AutoCAD. AutoCAD
2000 hoặc AutoCAD 2002, bởi lẽ đến các phiên bản này thì chức
năng vẽ của AutoCAD đ
ã rất hoàn chỉnh và cấu hình máy đòi hỏi
tương đối thấp.
Hình 1.15 Mô hình thiết kế trên AutoCAD 2009
Ưu điểm lớn nhất của AutoCAD là rất dễ sử dụng, nếu bạn vẽ
trên giấy với bút chì như thế nào thì AutoCAD cũng vẽ như thế ấy,
chỉ khác là nhanh hơn và chính xác hơn mà thôi. Thêm nữa, do rất
phổ biến nên các sách hướng dẫn sử dụng AutoCAD cũng có rất
nhiều trên thị trường. Với kiến thức chuyên ngành, cộng với một
chút kiến thức về tin học là bạn có thể tự học AutoCAD tại nhà để
thực hiện được những bản vẽ đúng theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Nhược điểm l
à các lệnh vẽ 3 chiều rất hạn chế, không có khả
năng tạo mô h
ình Solid theo tham số nên chủ yếu dùng để trình
bày các b
ản vẽ 2 chiều.
-INVENTOR
Inventor được hãng Autodesk phát triển thành phần mềm
chuyên dùng trong việc thiết kế mô hình 3 chiều. Với Inventor bạn
có thể thiết kế được những chi tiết ba chiều phức tạp ở dạng khối
(Solid) hoặc ở dạng tấm (Sheet Metal), dạng bề mặt (Surface), các
mối ghép hàn (Weldment).
Hình 1.16 Thiết kế chi tiết trên phần mềm INVENTOR
-CIMATRON
Đây là phần mềm CAD/CAM được sử dụng phổ biến nhất trong
các công ty chế tạo cơ khí hiện nay bởi ưu điểm là cấu trúc lệnh
đơn giản, phương thức giao tiếp r

õ ràng, dễ sử dụng. Ngoài chức
năng thiết kế (CAD), Cimatron c
òn hỗ trợ tạo mô hình tính toán,
phân tích s
ức bền theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEA), tạo
bản vẽ 2D từ mô hình 3D và cuối cùng là xuất bản thiết kế sang
các máy CNC để gia công.
Hình 1.17 Mô phỏng quá trình gia công trên CIMATRON
-PRO/ENGINEER
Đúng như tên gọi của nó, đây có thể nói là phần mềm
CAD/CAM mạnh nhất hiện nay. Pro/E hỗ trợ bạn từ việc thiết kế
(CAD) với những lệnh thiết kế nâng cao rất mạnh mà các phần
mềm CAD khác không có, đến việc lắp ráp các chi tiết, mô phỏng
chuyển động của cụm chi tiết, và cuối cùng là việc gia công (CAM
– Computer Aided Manufactory): Pro/E sẽ mô phỏng đường chạy
dao gia công và xuất chương trình ra để gia công trên các máy
phay, ti
ện CNC. Đó mới chỉ là một số chức năng chính của Pro/E.
Hình 1.18 Mô hình xe thiết kế trên PRO/ENGINEER
Có một chút rắc rối là từ phiên bản Pro/E 2001 trở đi, dù không
k
ết nối các máy tính với nhau, bạn vẫn phải mua một card mạng để
lấy số ID trong quá trình cài đặt. Tiếp theo đó, bạn phải làm quen
với các giao diện không mấy thân thiện và cấu trúc lệnh chặt chẽ
đến mức khó sử
dụng của nó (chỉ đến phiên bản Pro/ENGINEER
Wildfire, giao diện của nó mới có thay đổi đáng kể và tương đối dễ
sử dụng hơn). Do đó, với những chi tiết không quá phức tạp, người
ta thường thiết kế bằng Solid Edge hoặc Inventor, sau đó chuyển
sang Pro/E để p

hân tích và gia công.
- CATIA
Phải nói rằng CATIA là hệ thống CAD\CAM\CAE 3D rất hoàn
ch
ỉnh và mạnh mẽ, từ khâu thiết kế sản phẩm đến khâu sản xuất
chế tạo và khả năng phân tích tính toán tối ưu hóa các giải pháp
chế tạo cơ khí. Đặc biệt là khả năng gia công khuôn rất mạnh.
Hình 1.19 Mô hình thiết kế sân vận động 3D trên CATIA

Chương 3: TRUNG TÂM GIA CÔNG HAAS MINI MILL

Hình 2.1 Trung tâm gia công Haas Mini Mill
2.1 Thông số kỹ thuật của máy
Kích thước máy:
Hình 2.2 Kích thước khuôn khổ của máy Haas
A – Chiều rộng lớn nhất ( khi cửa mở): 1981 mm
B – Chiều rộng lớn nhất (khi cửa đóng): 1731 mm
C – Chiều rộng mở cửa: 610 mm
D – Chiều cao lớn nhất khi hoạt động: 2489 mm
E – Chiều cao mở cửa: 884 mm
F – Chiều rộng mở cửa: 864 mm
G – Chiều rộng nhỏ nhất của máy: 1524 mm
Các thông số kỹ thuật khác:
- Khối lượng máy: 1542 Kg
- Công su
ất động cơ: 6.5 KW
- Hành trình theo các trục:
+ Hành trình theo trục X: 406 mm
+ Hành trình theo trục Y: 305 mm
+ Hành trình theo trục Z: 254 mm

- Bàn máy:
+ Chi
ều dài: 914 mm
+ Chi
ều dài làm việc: 730 mm
+ Chiều rộng: 305 mm
- Tốc độ cực đại S: 6000 vòng/ phút
- Momen xo
ắn cực đại: 45 Nm
- Tốc độ chạy dao cực đại F: 12.7 m/phút
- Bộ thay đổi dụng cụ:
+ Khay chứa tối đa: 10 dụng cụ
+ Thời gian thay dụng cụ: 3.6 s
+ Đường kính tối đa: 89 mm
- Độ chính xác: 0.005 mm
2.2 Bảng điều khiển và các chức năng
Hình 2.3 Bảng điều khiển máy Haas
2.2.1 Các nút khởi động và dừng chương trình
Tất cả quá trình hoạt động của máy được điều khiển từ bảng
điều khiển. Bảng điều khiển bao gồm v
ùng hiển thị CRT, vùng
phím s
ố, các phím bật tắt On/Off, nạp bộ đếm giờ, núm điều chỉnh
và các nút EMERGENCY STOP (dừng khẩn cấp), CYCLE
START
(bắt đầu chương trình ), FEED HOLD (duy trì lượng ăn
dao).
Hình 2.4 Các nút khởi động và dừng chương
trình

Núm điều chỉnh được sử dụng để điều chỉnh một trong các trục.
Mỗi bước quay tay có thể đặt 0.0001, 0.001, 0.01 hoặc 0.1 inch
(0.0001, 0.001, 0.01 hoặc mỗi bước đối với trục chính). Khi sử
dụng đơn vị hệ mét bước núm nhỏ nhất là 0.001mm và lớn nhất
1.0mm. Núm điều chỉnh có 100 bước mỗi v
òng quay. Nó cũng có
thể được sử dụng để di chuyển con trỏ màn hình khi đang trong
EDIT (soạn thảo) hoặc thay đổi lượng ăn dao.
Nút EMERGENCY STOP ngay lập tức dừng tất cả các
chuyển động của máy, bao gồm các động cơ servo, trục chính, bộ
thay đổi dụng cụ và bơm làm mát. Nó cũng sẽ dừng các trục phụ.