Đồ án Công nghệ CAD/CAM/CNC

Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển của khoa học và kỷ thuật,
người ta đã áp dụng các thành tựu của khoa học và đời sống
và sản xuất. Cũng như đối với các ghành khoa học khác,
nghành cơ khí cũng áp dụng rất nhiều tành tựu về khoa học
đặc biệt là điều khiển số. Phần lớn các máy móc trong công
nghiệp hiện đại ngày nay đều sử dụng máy điều khiển số.
Đối với sinh viên nghành cơ khí, việc tìm hiểu các
chương trình điều khiển số hay tham gia vào quá trình lập
trình là việc làm có ý nghĩa nhằm giúp cho sinh viên nắm
được các kiến thức hiện đại cũng như hiểu được bản chất
của các máy điều khiển số. Vì vậy thông qua việc làm Đồ án
Công nghệ CAD/CAM/CNC đã góp phần nâng cao kiến
thức cho sinh viên.
Trong khuôn khổ đồ án này chúng em sẽ thực hiện đề
tài để thiết kế khuôn thổi chai nhớt .Đề tài có ý nghĩa trong
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 1
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
cuộc sống, trong suốt quá trình làm đồ án chúng em cũng
tham khỏa nhiều tài liệu liên quan cùng với sự hướng dẫn
của thầy giáo Trần Đình Sơn đã giúp em hoàn thành đồ án
này. Do đây là đồ án đầu tiên, mới mẻ nên chắc chắn không
tránh khỏi sai sót em mong được sừ góp ý của các thầy. Em
xin cảm ơn

Sinh viên thực hiện:

Bùi Đức Hòa

SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 2

Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
Chương I: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1) Vai trò của CAD_CAD_CNC:
CAD_CAM (computer aided design/ computer aided
manufacturing) là thuật ngữ chỉ việc thiết kế và chế tạo trên
máy tính.Sử dụng máy tính để thực hiện một số chức năng
nhất định trong thiết kế và chế tạo. CAD_CAM sẻ tạo ra một
nền tảng công nghệ cho việc tích hợp máy tính trong sản
xuất
CAD(Computer Aided Design ) là việc sử dụng hệ
thống may tính để hổ trợ xây dựng,phân tích hay tối ưu hóa.
CAM (Computer Aided Manufacturing) là việc sử
dụng hệ thống máy tính để lập kế hoạch quản lý và điều
khiển các hoạt động sản xuất thông qua giao diện trực tiếp
hay gián tiếp giữa máy tính và các nguồn lực sản xuất.
CNC(Computer Numerical Controlled ) trước đây các
chương trình điều khiển NC đều thực hiện thông qua băng
đục lổ,điều khiển phải có bộ lọc để cung cấp giải mã tín hiệu
điều khiển cho các trục máy,với cách này có nhiều hạn
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 3
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
chế,tốn thời gian,các chương trình phải viết lại và dung
lượng bé.Chương trình CNC đã khắc phục các nhược điểm
đó bằng cách đọc hằng nghìn bit thông tin trong bộ nhớ.Cho
đến nay chương trình CNC đã xuất hiện trong hầu hết các
ngành công nghiệp,đây là lĩnh vực có sự kết hợp chặt chẻ
giữa máy tính và máy công cụ.
1.2) Ứng dụng CAD_CAM trong thiết kế và chế tạo
sản phẩm:
Cho đến nay việc ứng dụng các thành tựu khoa học công

nghệ vào sản xuất rất mạnh mẽ.Ngày nay,nhiều máy công cụ
đã được thay bằng máy CNC.Ứng dụng CAD_CAM_CNC
để tổ chức sản xuất kèm theo đó là các phần mềm ứng dụng
để lập trình và điều khiển máy.
Toàn bộ các thao tác gia công trên máy đều được thiết kế và
mô phỏng trên máy bằng các phần mềm giúp tránh được các
sai sót có thể xảy ra.
Trình độ thiết kế và chế tạo khuôn mẫu có thể được coi là
tiêu chí đánh giá sự phát triển của nền công nghiệp. Sản
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 4
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
phẩm khuôn mẫu hiện nay là các sản phẩm cơ điện tử kỹ
thuât cao,việc ứng dụng công nghệ thông tin vào khuôn mẫu
hiện nay theo các hướng sau:
Hoàn thiện và phát triển phần cứng số điều khiển
CNC,phát triển phần mềm theo hướng đơn giản trong lập
trình,tích hợp nhiều tính năng ,giao diện linh hoạt,thuận lợi
Ứng dụng hệ thống các phần mềm tích hợp
CAD_CAM_CNC đang là thị trương mua bán và ứng dụng
khá sôi động.Nếu không có phần mềm CAD_CAM thì
không thể thiết kế và chế tạo các khuôn mẫu phức tạp có độ
chính xác cao.
Trong việc chế tạo sản phẩm khuôn mẫu công nghệ cao
thì việc ứng dụng công nghệ thông tin rất có hiệu quả và
đóng vai trò quyết định quan trọng trong ngành cơ điện tử
.Việc ứng dụng công nghệ thông tin trong gia công cơ khí
bằng các thiết bị điều khiển số là vấn đề có ý nghĩa khoa học
và thực tiễn lớn trong đào tạo cũng như trong sản xuất cơ
khí.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 5

Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
1.3) Giớ thiệu chung về chức năng của PROE trong tổ
hợp CAD CAM CNC:
Phần mềm PROE là phần mềm tích hợp đầy đủ các tính
năng thiết kế và mô phỏng quá trình gia công chi tiết, với
chức năng như vậy chúng ta có thể sử dụng các chương
trình đã được lập trình bằng phần mềm này để kết nối
nhập vào bộ điều khiển máy CNC ,hay quan sát quá trình
gia công trước khi đi vào gia công thực tế.
Trong phần mềm PROE có nhiều modun khác nhau,sau
đây là một số mondun dùng để thiết kế chi tiết, phân
khuôn và lập trình gia công.
- Modul Sketcher:
Sketcher là modul phát thảo có nhiệm vụ chính là tạo ra
các mô hình 2D và 3D để từ đó hình thành các mô hình
Solid hoặc Surface. Tuy nhiên do kế thừa các công cụ vẻ
của CAD truyền thống, lại được bổ sung các công cụ tham
số hóa,Sketcher trở thành công cụ vẻ mạnh và rất linh hoạt
để tạo ra các bản vẻ kỹ thuật.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 6
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
- Modul Part:
Thiết kế các mô hình khối dạng 3D dựa cào phương
pháp đùn khối hoặc quét thành khối đặc( solid) hoặc thành
mỏng(shell) hoặc mặt phẳng (surface).
- Modul Mannufacturing:
Thiết kế mô phỏng tách khuôn và gia công.
Chương II: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CHI TIẾT
2.1) Lựa chọn chi tiết:
- Các chi tiết gia công trên máy CNC thì yêu cầu độ

chính xác và độ
nhám bề mặt cao, do đó không thể gia công được trên
các may công cụ thông thường.Gồm các chi tiết:
+ Chi tiết là một bộ phận chính của các khuôn
dập, khuôn dập vuốt, khuôn đúc, khuôn ép,... để tạo ra
các sản phẩm nhựa, composite hoặc các sản phẩm cơ
khí,...
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 7
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
+ Chi tiết có hình dạng bề mặt phức tạp, yêu cầu độ
chính xác cao như: Turbin thủy lực, khí nén, chân vịt
tàu thủy,....
+ Chi tiết yêu cầu độ chính xác và độ bóng bề mặt
cao, yêu cầu phải tích hợp nhiều bước công nghệ trên
một nguyên công khi thực hiện gia công chế tạo.
Trong khuôn khổ đồ án này chúng em sẽ thực hiện đề
tài để thiết kế khuôn thổi chai nhớt
2.2) Phân tích kỹ thuật và điều khiện làm việc của
khuôn thổi:
a) Điều khiện làm việc
+ Khuôn thổi nhựa nên có nhiệt độ dòng keo cao
+ Chịu tác dụng hóa học của dòng chất lỏng gây ra
trên bề mặt khuôn.
+Vật liệu làm khuôn yêu cầu phải có dộ bền cao và
ít bị mài mòn
+ Lực va đập do dóng khuôn từ 10 – 200KN
b) Phân tích các yêu cầu kỹ thuật
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 8
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
+ Chi tiết khuôn là phần tạo hình bề mặt chai do đó

yêu cầu dộ chính xác cao
+ Mặt phân khuôn dòi hỏi độ bóng và chính xác để
đảm bảo độ kín khít,không tạo bavia cho sản phẩm,
c) Vật liệu và cơ tính yêu cầu
- Vật liệu chế tạo là hết sức quan trọng bởi vì nó
liên quan đến tuổi thọ của khuôn, độ chính xác gia công,
tốc độ giải nhiệt…khi trộn vật liệu thỏa mãn các yêu
cầu sau:
+ Vật liệu dễ tìm, tính gia công tốt
+Tính chịu mài mòn,chịu ăn mòn cao
+ Thoát nhiệt đễ dàng, ít biến dạng do nhiệt độ
Do các yêu cầu trên nên vật liệu tôi sử dụng để gia
công chi tiết này là thép C45 có các thông số sau:
+ Giới hạn bền: δ
b
= 610 MN\m
2
+ Giới hạn chảy: δ
c
= 360 MN\m
2
+ Độ cứng : HB = 190 HB
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 9
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
2.3) Thiết kế chai dầu nhớt:
- Để thiết kế chi tiết này em dùng phần mềm
PROE_2001.
- Khởi động phần mềm Pro/Engineer 2001 bằng cách
kích đúp chuột vào biểu tượng trên màn hình nền
Desktop.

- Sau đó chọn modul part như hình bên

SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 10
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
Trong modul part ta vẽ được hình như sau:

SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 11
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn

2.4) Thiết kế khuôn để thổi chai nhớt:
Tạo phôi( workpiece) : ta tạo phôi trong Mode Assembly.
Phôi có kích thướt 280x200x120
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 12
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
2.4.1) Tạo các mặt phân khuôn:
+Mặt phân thứ nhất :
- Chọn Pating Surf/ Create/ nhập vào tên cho mặt phân
khuôn /Add / Copy /Done /Pick các bề mặt cần copy /Done
/OK.
- Chọn Extend /Along Dir /Up To Plane /Done / Bndry
Chain / Pick
mặt Copy /Select All /Done / Plane / Pick mặt phôi dưới đáy
chai / Done
Extend để kéo dài ra bề mặt phôi.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 13
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
+Mặt phân thứ hai :
- Chọn Pating Surf /Create / nhập vào tên cho mặt phân
khuôn /
Add /Extrude /Done.

- Chọn One Side / Open Ends /Done.
- Chọn Setup New /Plane / Pick ADTM3 /Top/ Pick
ADTM2 làm mặt
phẳng vẽ phác.
- Chọn Specify Refs /Pick ADTM1, ADTM2.
Chọn Done / UpTo Surface / Pick mặt phôi trên / Done /
OK.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 14
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
+Mặt phân thứ ba : chia khuôn thành 2 phần bằng nhau.
-Chọn Pating Surf /Create / nhập vào tên cho mặt phân
khuôn / Add / Flat / Done.
-Chọn Setup New /Pick ADTM3 / Okay / Top / ADTM2
làm mặt
phẳng vẽ phác.
Specify Refs / Pick ADTM1, ADTM2.
-Chọn Geom Tools / Use Edge /Sel Loop / Pich hình chữ
nhật phôi.
Chọn Done /OK. Kết quả cho ta mặt phân khuôn như hình.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 15
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
2.4.2) Tạo các thể tích khuôn từ các mặt phân khuôn
hiện có để định hình
bộ khuôn:
Ta tạo các thể tích từ các mặt phân khuôn đã có để định
hình bộ khuôn.
+ Chọn Mode Volume /split/ two volume/ All wrkpcs
/Done và pick vào măt side 2 rồi nhấn done thì hệ thống hiện
sáng phần thể tích khuôn tạo ra và càn ta đặt tên cho nó.
+ Nếu tiếp tục mún tạo các thể tích nhỏ hơn trong phần

thể tích đã tạo ra thì ta vào Mode Volume/ split/ two
volume/ Mode Volume /done.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 16
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
+ Vì đây là khuôn thổi nên trên miêng khuôn tại phần
miệng chai phải có miệng côn dể chứa đầu thổi và cắt keo
nên ta đùn thêm phần có hình dạng côn để chứa dầu thổi và
cắt keo
2.4.3) Bung các thể tích thành các phần tử khuôn bằng
lệnh Extract
và mô phỏng mở khuôn kiểm tra lấy sản phẩm:
-Chọn Mold componen / Extract / chọn tất cả các phần tử.
-Chọn Mold Opening / Define Step / Define Move / Chọn
phần khuôn và
phương mở khuôn của phần tử đó / Done.
- Tạo 4 lỗ định vị và 6 lỗ để bắt miệng côn trên hai nữa
khuôn như hình dưới:
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 17
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
Khuôn dưới: Khuôn
trên:
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 18
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn

SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 19
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
Chương III: LẬP QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
GIA CÔNG
3.1) Phân tích khả năng công nghệ để gia công chi tiết:
- Trong các dạng sản xuất hàng loạt lớn và hàng khối, qui

trình công nghệ được xây dựng theo nguyên tắc phân tán
hoặc tập trung nguyên công. Do mỗi máy thực hiện một
nguyên công thì qui trình công nghệ được chia ra các nguyên
công đơn giản có thời gian nhịp như nhau hoặc bôi số của
nhiều.
- Theo nguyên tắc chung nguyên công thì qui trình công
nghệ thực hiện trên máy phay CNC – MORISEIKI
MITSUBISHI MELDAS tự động. Dựa vào nguyên tắc trên
ta phân loại phương án gia công theo các đặc điểm sau:
- Nguyên công: Tấm khuôn dưới có bạc dẫn hướng.
- Dạng sản xuất: hàng khối.
- Gia công nhiều vị trí ứng với nhiều bước công nghệ.
- Gia công bằng nhiều loại dao.
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 20
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
- Phương pháp gia công tuần tự.
Đây là dạng sản xuất hàng loạt vừa, để chuyên môn hóa
cao và đạt năng suất cao trong điều kiện Việt Nam đường lối
công nghệ thích hợp là phân tán nguyên công. Ở đây là máy
CNC kết hợp với đồ gá chuyên dùng
3.2) Lựa chọn máy và nêu các thông số kỹ thuật của
máy:
Lựa chợn máy phay : EMCO CONCEPTMILL- 450
b)Thông số kỹ thuật:
Không gian làm việc của máy
Giới hạn không gian làm việc theo
phương X
[mm
]
600

SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 21
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
Giới hạn không gian làm việc theo
phương Y
[mm
]
500
Giới hạn không gian làm việc theo
phương Z
[mm
]
500
Khoảng làm việc hiệu quả theo
phương Z
[mm
]
250
Bàn máy và dao
Kích thước bàn máy [mm
]
700
×
520
Thời gian thay dao s 8.2
Đường kính dao lớn nhất [mm
]
80
Chiều dài lớn nhất của dao [mm
]
250

Thông số khác
Công suất máy kW 13
Tốc độ quay trục chính [v/ph
]
50 ÷10000
Nguồn cung cấp [V,H
z]
450V,50/60
Hz
Tổng trọng lượng máy [Kg] 4000
Số trục 3
Các hệ điều khiển dùng trong máy Fanuc/Siem
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 22
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
ens/
Heidenhain
3.3 Lựa chọn thứ tự các bước công nghệ, nguyên công:
- Ta đánh số các mặt của chi tiết như hình sau:
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 23
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn
- Tất cả các bề mặt đều được gia công bằng phương
pháp phay, riêng bề mặt ren (11) ta gia công bằng phương
pháp bắn tia lửa điện.
3.3.1 Trình tự gia công:
-Nguyên công 1:
Bước 1&2:
+ Chọn chuẩn là mặt số (1), kẹp chặt mặt số (2) và (3)
+ Phay thô mặt số (4)
+ Phay tinh mặt số (4) đạt kích thước 280±0,2 ; Ra
1,6µm

Bước 3:
+ Chọn chuẩn là mặt số (1), kẹp chặt mặt số (2) và (3)
+ Phay thô mặt số (5)
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 24
Đồ án môn học: CN CAD/CAM/CNC GVHD: Trần Đình Sơn

Bước 4:
+ Chọn chuẩn là mặt số (1), kẹp chặt mặt số (2) và (3)
+ Phay tinh mặt số (5)
SVTH: Bùi Đức Hòa - 06CDT2 trang: 25
X
Z
W
Z
X
W