Báo cáo khoa học: "ứng dụng công nghệ edgeCAM trong thiết kế chế tạo ths. lê lăng vân" docx

ứng dụng công nghệ edgeCAM trong thiết kế chế tạo


ths. lê lăng vân
Bộ môn Kỹ thuật máy
KS. Phạm Hoàng Vơng
Phòng thí nghiệm cơ khí
Trờng Đại học Giao thông Vận tải


Tóm tắt: Các phần mềm thiết kế v gia công cơ khí l những công cụ hữu ích để thiết kế
v gia công cơ khí. Bi báo ny đã sử dụng Inventor để thiết kế chi tiết trên không gian 3 chiều,
đồng thời sử dụng EdgeCAM để xây dựng file CNC v gia công một số chi tiết trên Trung tâm
gia công Hass.
Summary: Mechanical Engineering design and manufacturing software have been
effective tools for mechanical engineering design and manufacturing. This paper has used
Inventor to design details in 3D environments, and EdgeCAM to build CNC code files and
manufacture some deails at Hass Mill Mini Centre.

I. Đặt vấn đề
Thiết kế chi tiết máy bằng Inventor cho phép ngời thiết kế có đợc chi tiết máy trong
không gian 3 chiều nhanh chóng và đễ dàng thay đổi các thiết kế khi cần thiết. Chơng trình
EdgeCAM đã giúp cho ngời lập trình CNC giải quyết đợc nhiều khó khăn gặp phải khi lập
trình gia công những chi tiết có độ phức tạp cao cũng nh có hình dáng, bề mặt đặc biệt. Những
phần mềm này mang lại sự trợ giúp rất lớn trong thiết kế và chế tạo chi tiết.
CT 2
II. Nội dung
Autodesk Inventor là một phần mềm thiết kế cơ khí có khả năng xây dựng chi tiết trong
không gian 3 chiều, sau đó chuyển đổi sang bản vẽ thiết kế (2D) với các mặt cắt và hình cắt mà
nhà thiết kế yêu cầu. Inventor có thể thiết kế chi tiết, bộ phận của máy rồi lắp ráp thành tổng

thể, cho phép quan sát chi tiết ở các hớng khác nhau trong không gian [1].
2.1. Thiết kế mô hình trên Inventor:
Để xây dựng mô hình trên Inventor, cần thực hiện các bớc sau:
2.1.1. Xây dựng các biên dạng 2D của mô hình trên nền Sketch bằng cách sử dụng các
lệnh:
- Lệnh Line: Dùng để xây dựng một đoạn thẳng trên Sketch
- Lệnh Spline: Dùng để xây dựng đờng Spline
- Các lệnh vẽ đờng tròn và cung tròn:
- Lệnh vẽ Ellipse:


- Lệnh vẽ hình chữ nhật
- Lệnh vẽ đa giác đều
V các lệnh hiệu chỉnh 2D sau:
Lệnh 2D Fillet: Tạo cung tròn giữa hai đối tợng kề nhau
Lệnh 2D Chamfer: Tạo vát mép giữa hai đối tợng kề nhau.
Lệnh Mirror: Tạo đối tợng đối xứng với đối tợng gốc.
Lệnh Rectangular Pattern: Lệnh này dùng để tạo một tập hợp đối tợng sắp xếp dạng ma
trận.
Lệnh Circular Pattern: Dùng để tạo ra tập đối tợng sắp xếp theo hình tròn.
Lệnh Offset: Tạo đối tợng đồng dạng với đối tợng gốc.
Lệnh Extend: Kéo dài đối tợng.
Lệnh Rotate: Quay đối tợng.
Lệnh Close loop: Đóng kín đối tợng hở.
Lệnh Insert AutoCAD Drawing: Dùng để chèn bản vẽ của AutoCAD hoặc AutoCAD
Mechanical và bản vẽ phác của Inventor.
Lệnh Create Text: Dùng để ghi chữ lên hình vẽ phác
Lệnh Insert Image: Dùng chèn ảnh có dạng *.BMP vào hình phác.
CT 2
2.1.3. Thiết kế mô hình 3D từ bản vẽ 2D:

Tuỳ theo độ phức tạp của các biên dạng trên mô hình 3D mà ta sử dụng các tập hợp lệnh
khác nhau, dới đây là các lệnh thờng dùng để xây dựng mô hình 3D:
Lệnh Extrude: Xây dựng khối 3D bằng cách nâng các biên dạng 2D lên với chiều cao nhập
trớc.
Lệnh Revole: Tạo khối tròn xoay bằng cách quay biên dạng 2D quanh một trục chọn trớc.
Lệnh Coil: Tạo đối tợng 3D dạng lò xo, dạng ren.
Ngoi ra còn phải sử dụng một số lệnh hiệu chỉnh sau đây trong quá trình xây dựng mô
hình 3D:
Lệnh Fillet 3D: Làm tròn các mép của khối.
Lệnh Chamfer 3D: Vát mép khối.
Lệnh Emboss: Dùng để gắn thêm hoặc khoét đi một khối vào khối chủ ban đầu.
Lệnh Decal: Dán đề can lên mặt hình khối
Lệnh Shell: Tạo vỏ từ một khối đặc
Lệnh Hole: Tạo lỗ trên khối đặc
Lệnh Thread: Tạo ren cho khối hoặc hốc trụ


2.1.4. øng dông x©y dùng chi tiÕt trªn Inventor:
Qu¸ tr×nh x©y dùng c¸c biªn d¹ng 2D trªn nªn Sketch:

H×nh 1. C¸c biªn d¹ng ®−îc x©y dùng trªn Sketch
CT 2
X©y dùng m« h×nh 3D tõ biªn d¹ng 2D trªn Sketch:

H×nh 2. Chi tiÕt ®−îc x©y dùng trªn Inventor


2.2 ứng dụng EdgeCAM
Trong quá trình sản xuất hiện đại, một chi tiết muốn gia công đợc trên các máy CNC cần
phải viết chơng trình gia công. Một công việc cần nhiều thời gian và quá trình lập trình rất hay

nhầm lẫn [2]. EdgeCAM là một phần mềm trợ giúp gia công có khả năng giải quyết công việc
khó khăn này một cách nhanh chóng và chính xác. Để xây dựng một chơng trình CNC trên
Edge CAM ta phải tiến hành các bớc sau đây:
1. Xây dựng đờng dụng cụ: Để xây dựng đợc đờng dụng cụ ta tiến hnh các công việc sau:
- Định nghĩa phôi: Phôi có thể đợc định nghĩa là một khối lập phơng, một khối trụ hay chỉ
đơn giản là thêm lợng d gia công vào chi tiết. Tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể mà ta có thể chọn
cho mình cách định nghĩa phôi phù hợp (Phôi định nghĩa phải tơng ứng với phôi đem gia công).
- Chọn gốc tọa độ: Quá trình này thực chất là quá trình chọn gốc cho quá trình tính toán lập
trình của máy sau này. Vì vậy gốc tọa độ đợc chọn sao cho quá trình lập trình là đơn giản nhất
(tạo ra các đờng chạy dao đơn giản).
- Định nghĩa các bề mặt gia công: Đây là một bớc quan trong làm cho máy có thể hiểu
đợc các bề mặt cần gia công là loại bề mặt gì. Có hai cách định nghĩa: Định nghĩa tự động có
nhợc điểm không thể tìm đợc hết các loại bề mặt. Ngoài ra còn có thể định nghĩa riêng phần
từng loại bề mặt một.
- Định nghĩa dụng cụ: Định nghĩa dụng cụ là quá trình đa các thông số hình học của dụng
cụ và th viện hình ảnh của dụng cụ vào chơng trình. Một số thông số đợc chơng trình sử
dụng để tính toán đờng chạy dao. Và các thông số còn lại thì đợc sử dụng trong quá trình mô
phỏng.
CT 2
Sau khi đã kết thúc các bớc trên, cần tiến hành xây dựng đờng dụng cụ cho chi tiết (có
thể xây dựng đờng dụng cụ cho từng bề mặt của chi tiết hoặc cho một tập hợp các bề mặt có
chung một số tính chất). Dới đây là hình vẽ mô tả các đờng chạy dao:

Hình 3. Mô tả các đờng dụng cụ


2. Mô phỏng quá trình gia công v tạo File CNC:
Mô phỏng quá trình gia công là một bớc quan trọng vì nó cho phép ngời lập trình biết
đợc quá trình gia công có đi đúng hớng hay không [3]. Trong quá trình gia công dụng cụ cắt
có bị va chạm hay không.

Hình 4. Mô phỏng quá trình gia công
CT 2
Sau khi kết thúc quá trình mô phỏng và chắc chắn rằng không còn một sai sót nào sẽ tiến
hành chuyển thành File CNC Code.
III. Kết luận
Đề tài đã nghiên cứu những tính năng và ứng dụng của phần mềm thiết kế cơ khí: Inventor
và EdgeCAM. Kết quả nghiên cứu của đề tài đã đợc ứng dụng để thiết kế và gia công một số
chi tiết cụ thể trên Trung tâm gia công Haas. Trong quá trình nghiên cứu, các phần mềm
Inventor và EdgeCAM đã đợc sử dụng để lập trình và gia công một số chi tiết máy.

Tài liệu tham khảo
[1] PGS. TS. An Hiệp, TS. Trần Vĩnh Hng & KS. Nguyễn Văn Thiệp, Autodesk Inventor. Phần mềm
công nghiệp Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2004.
[2] Tạ Duy Liêm, Máy công cụ CNC: Những vấn đề cơ bản về cấu trúc chức năng- vận hành- khai thác
nhóm máy phay và tiện CNC, NXB Đại học Bách khoa Hà nội, 1997.
[3] Tạ Duy Liêm, Máy điều khiển theo chơng trình số và Robot công nghiệp, NXB Đại học Bách Khoa
Hà Nội, 1991Ă