Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE trong việc thiết kế, phân tích, đánh giá và chế tạo chi tiết

Đề Tài: Ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CAE trong việc
thiết kế, phân tích, đánh giá và chế tạo chi tiết
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn : Th.S TRẦN THANH HẢI
Sinh viên thực hiện : NGUYỄN THÀNH LUÂN
Lớp : CƠ – ĐIỆN TỬ
Khóa : 46
1
NỘI DUNG CỦA ĐỒ ÁN
CHƯƠNG I :
ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ CAD/CAM TRONG GIA CÔNG CƠ KHÍ
CHƯƠNG II:
PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
CHƯƠNG III:
ANSYS WORKBENCH VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ANSYS
WORKBENCH PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ MÔ HÌNH MÁY PHAY CNC
CHƯƠNG IV:
LẬP TRÌNH MỘT CHI TIẾT CỤ THỂ TRÊN MÔ HÌNH MÁY PHAY
CNC
2
CHƯƠNG V:
K ẾT LUẬN
CHƯƠNG I : ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ CAD/CAM TRONG
GIA CÔNG CƠ KHÍ
1.2 Một số phần mềm CAD/CAM sử dụng trong cơ khí chế tạo

AUTOCAD: Dùng cho thiết cớ khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử.

CIMATRON: Tích hợp liên hoàn CAD/CAM/CNC cho cơ khí chế tạo

MASTER CAM: Tích hợp liên hoàn CAD/CAM/CNC cho cơ khí chế tạo


CATIA: Là phần mềm chuyên thiết kể các sản phẩm 3D
1.1 Giới thiệu về CAD/CAM/CAE
CAD - Computer Aided
Design - là thiết kế trợ
giúp bằng máy tính.
Mục tiêu của lĩnh vực
CAD là tự động hóa từng
bước, tiến tới tự động hóa
cao hơn trong thiết kế sản
phẩm
CAM - Computer Aided
Manufacturing - Chế tạo
sản xuất có sự trợ giúp
của máy tính. Mục tiêu
của CAM là: Mô phỏng
quá trình chế tạo, lập trình
chế tạo sản phẩm trên các
máy công cụ tự động
CNC
CAE ( Computer
Aided Engineering) :
Kĩ thuật mô hình hóa
và tạo mẫu nhanh
trong thiết kế, chế thử
sản phẩm
3
1.3 Chức năng, ứng dụng và lợi ích của CAD/CAM
Chức năng
Ứng dụng

-
Thiết kế mô phỏng hình học 2D, 3D
- Tạo mặt phân khuôn, tách khuôn,
quản lý kết cấu lắp ghép...
-
Liên kết các bản vẽ 2D với mô hình
3D và ngược lại.
-
Tính biến dạng khuôn, mô phỏng
dòng chảy vật liệu, trường áp suất,
trường nhiệt độ, độ co rút vật liệu
-
Xuất ra NC code

-
Có khả năng thiết kế các chi tiết đơn
giản hoặc phức tạp
-
Tạo khuôn mẫu nhanh
-
Chức năng mô phỏng hình học và mô
phỏng hình dáng
-
Khả năng mô hình hóa cao cho phương
pháp phân tích và phương pháp kĩ thuật
-
Gia công các chi tiết trên các máy
CNC

4

Tìm hiểu về phần mềm Catia
Sketcher (Vẽ phác)

-
Là bước cơ bản để tạo mô hình 2D
-
Biên dạng 2D có thể hiệu chỉnh khi
có sự thay đổi về kích thước hình dạng

SketchTools
Dùng để nhập
các thông số
cho đối tượng
vẽ
Profile
Vẽ đường biên
dạng là đường
thẳng hoặc
đường cong
(Point, Line,
Circle )
Operation
Dùng các đối
tượng:
Corner,Chanfe
, Trim, Break,
Mirror,Transla
te, project
Contrains
Ràng buộc về

mặt hình học
giữa các đối
tượng và các
ràng buộc về
kích thước
Workbench
Thoát khỏi
môi trường
vẽ 2D
5
Tìm hiểu về phần mềm Catia
Part Design (Thiết kế chi tiết 3D)

-
Là bước cơ bản để tạo mô hình 3D
-
Biên dạng 3D được chuyển từ môi
trường 2D

Sketch
based Features
Thiết kế các
chi tiết 3D cơ
bản Pad,
Pocket, Shaft...
Dress-up
Features
Chỉnh sửa các
chi tiết 3D: bo
tròn, vát mép,

tạo ren…Fillet,
Chamfer
Transfomation
Feature:
Hiệu chỉnh 3D:
lấy đối xứng,
tạo dãy, tỉ lệ…
Translation,
Symmetry
Reference
Element
Tạo điểm,
đường, mặt
phẳng làm việc
3D.. Point,
Line, Plane
Surface-
Base
Features
Tạo khối 3D
từ các bề
mặt- Split
6
CHƯƠNG II:
PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
•
Là phương pháp số để giải các bài toán mô tả bởi các
phương trình vi phân riêng phần cùng với các điều kiện biên cụ
thể
•

Làm rời rạc hóa các miền liên tục phức tạp của bài toán
•
Các miền liên tục được chia thành nhiều miền con (phần tử)
•
Các miền này được liên kết với nhau tại các điểm nút
•
Các hàm xấp xỉ này được này được biểu diễn qua các giá trị
của hàm (hoặc giá trị của đạo hàm) tại các điểm nút trên phần
tử
7
2.1 Khái niệm về phần tử hữu hạn
8
Bước 1
Bước 1
Bước 2
Bước 2
B ước 3
B ước 3
Bước 4
Bước 4
Bước 5
Bước 5
Rời rạc hóa miền khảo sát
Chọn hàm xấp xỉ
Xây dựng phương trình phần tử
Ghép nối các phần tử
Giải phương trình
2.2 Nội dung phương pháp phần tử hữu hạn
CHƯƠNG III:
ANSYS WORKBENCH VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG

3.1 Tổng quan về
Ansys
-
Ansys sử dụng
phương pháp phần tử
hữu hạn (FEM) để phân
tích bài toán vật lý – cơ
học
-
Chuyển các phương
trình vi phân, phương
trình đạo hàm riêng từ
dạng giải tích về dạng
đại số để giải

9
Giao diện của Ansys Workbench
3.2 Ứng dụng của Ansys Workbench vào phân tích, đánh
giá mô hình trên máy phay CNC
1. Phân tích biến dạng và ứng suất tĩnh
Sơ đồ ứng suất pháp theo trục X
Normal Stress
Sơ đồ biến dạng có hướng theo trục X
Directional Deformation
10