Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.91 MB, 145 trang )
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG CỦA PHẦN MỀM NX
Tình hình ứng dụng của phần mềm CAD/CAM
1. Giới thiệu về các phần mềm CAD/CAM
Những năm cuối thế kỉ 20, công nghệ CAD đã trở thành một lĩnh vực đột phá trong thiết
kế, chế tạo và sản xuất sản phẩm công nghiệp.
Khái niệm CAD dù đã có từ rất lâu nhưng vẫn đang tiếp tục được phát triển và mở rộng.
Ban đầu CAD và CAM được sử dụng độc lập để mô tả việc lập trình bộ phận với sự trợ
giúp của máy tính và các bản vẽ, đồ họa. Trong những năm gần đây, hai khái niệm này
được nối kết với nhau để tạo ra khái niệm thống nhất CAD, biểu diễn một phương pháp
tích hợp máy tính trong toàn bộ quá trình sản xuất bao trùm cả hai khâu thiết kế và sản
xuất. Cụ thể trong pha thiết kế bao gồm toàn bộ các hoạt động liên quan đến các dữ liệu
kỹ thuật như bản vẽ, các mô hình hình học và lắp ráp... Trong khâu sản xuất, các ứng
dụng của máy tính bao trùm trong lập kế hoạch quá trình, điều độ sản xuất, NC, CNC,
quản lý chất lượng.
Mục đích của tích hợp CAD là hệ thống hóa dòng thông tin từ khi bắt đầu thiết kế sản
phẩm tới khi hoàn thành quá trình sản xuất. Chuỗi các bước được tiến hành với việc tạo
dữ liệu hình học, tiếp tục với việc lưu trữ và xử lý bổ sung và kết thúc với việc chuyển các
dữ liệu này thành thông tin điều khiển cho quá trình gia công, di chuyển nguyên vật liệu
và kiểm tra tự động được gọi là kỹ thuật trợ giúp bởi máy tính CAE (Computer – Aided
Engineering) và được coi như kết quả của việc kết nối CAD và CAM.
Mục đích của công nghệ CAE không chỉ thay thế con người bằng các thiết bị máy tính
hóa mà còn nâng cao năng lực của con người để phát minh các ý tưởng và những sản
phẩm mới
CAD (Computer Aided Design – Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính)
CAM (Computer Aided Manufacturing – Sản xuất (gia công) dưới sự trợ giúp của máy
tính. CAD/ CAM đã được chấp nhận nhanh chóng trong công nghiệp vì nó là hạt nhân
chính để sáng tạo và sản xuất sản phẩm, để tăng năng suất lao động, giảm cường độ lao
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 1
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
động và tự động hóa quá trình sản xuất (tức là nâng cao độ chính xác chi tiết và đạt hiệu
quả kinh tế cao).
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn, việc nghiên cứu đảm nhận thiết kế một mô hình mẫu cho
đến khi thể hiện trên bản vẽ biểu diễn chi tiết. Từ bản vẽ chi tiết đến việc triển khai chế
tạo - đảm nhận lập quá trình chế tạo các chi tiết cùng các vấn đề liên quan đến dụng cụ và
phương pháp thực hiện.
Hai lĩnh vực hoạt động lớn này trong ngành chế tạo máy được thực hiện liên tiếp nhau và
được phân biệt bởi kết quả của nó.
- Kết quả của CAD là một bản vẽ xác định, biểu diễn hình chiếu khác nhau của một chi
tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng.
- Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM không truyền đạt một sự
biểu diễn của thực thể mà thực hiện một cách cụ thể công việc. Việc chế tạo bao gồm các
vấn đề liên quan đến vật thể, cắt gọt vật liệu, công suất của trang thiết bị, các điều kiện
sản xuất khác nhau có giá thành nhỏ nhất, với việc tối ưu hóa đồ gá và dụng cụ cắt đảm
bảo các yêu cầu kĩ thuật của chi tiết cơ khí.
Ban đầu CAD và CAM là hai ngành phát triển tách biệt nhau, độc lập với nhau. Mỗi một
môn lo một trách nhiệm riêng cho hoạt động của nó và nếu máy tính được đưa vào thì
mỗi môn chịu trách nhiệm ứng dụng công nghệ mới đối với hoạt động của chúng. Tuy
nhiên, sau đó CAD và CAM đã được tích hợp lại thành một trong các phần mềm trợ giúp
thiết kế - gia công (ví dụ như phần mềm NX – Unigraphics, Catia, Pro-E….)
Tổ hợp CAD có thể được định nghĩa như một hệ thống mà ở đó mối liên kết giữa thiết kế
và chế tạo được hoàn thiện bởi việc sử dụng thông tin và dữ liệu của quá trình CAD trực
tiếp trong CAM. Như vậy sẽ tránh được sự hình thành một cách độc lập các dữ liệu trong
chương trình trên máy tính, sự thay đổi của dữ liệu này sẽ được cập nhật để thay đổi giá
trị dữ liệu kia, giảm bớt thời gian thiết kế và gia công, mang sản phẩm ra kịp thị trường…
Để đáp ứng ngày càng tăng trong lĩnh vực thiết kế và gia công nhiều công ty phát triển
phần mềm và các viện nghiên cứu trên thế giới đã đưa ra hàng loạt các phần mềm trợ giúp
trong lĩnh vực này và không ngừng phát triển chúng, tăng cường các chức năng nâng cao
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 2
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
và sử dụng thuận tiện hơn. Các phần mềm thiết kế và điều khiển quá trình gia công tạo
nên hệ thống mà thường được gọi là CAD
Ứng dụng kĩ thuật CAD đã đưa nền sản xuất cơ khí tiến lên rất xa trong quá trình thiết kế
và chế tạo sản phẩm. Cụ thể là:
- Tiết kiệm thời gian thiết kế và chế tạo sản phẩm
- Dễ dàng thay đổi mẫu mã khi cần thiết mà không tốn nhiều thời gian
- Có thể chế tạo được các sản phẩm có bề mặt phức tạp.
- Nâng cao chất lượng sản phẩm
- Dễ dàng gia công cơ khí hóa và tự động hóa
2. Đối tượng phục vụ của CAD/CAM
Xu thế phát triển chung của các ngành công nghiệp chế tạo theo công nghệ tiên
tiến là liên kết các thành phần của quy trình sản xuất trong một hệ thống tích hợp điều
khiển bởi máy tính điện tử (computer integrated manufacturing-CIM)
Cơ sở dữ liệu của SIM phải toàn diện và đồng bộ, nghĩa là phải có toàn bộ dữ liệu
liên quan đến sản xuất từ khi chuẩn bị, bắt đầu cho đến khi kết thúc sản xuất.
Các thành phần của hệ thống SIM được quản lý và điều hành dựa trên cơ sở dữ
liệu trung tâm với thành phần quan trọng là các dữ liệu từ quá trình CAD. Kết quả của
quá trình CAD không chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân tích kỹ thuật, lập quy trình
chế tạo, gia công điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị sản xuất điều khiển
số như các loại máy dụng cụ, người máy, tay máy công nghiệp và các thiết bị phụ trợ
khác,
Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trò quan trọng trong việc hình thành bất kỳ sản
phẩm cơ khí nào:
Công việc này bao gồm:
-
Chuẩn bị thiết kế (Thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ chung của sản phẩm,
các cụm máy v.v…)
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 3
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
-
Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng công nghệ của kết cấu, thiết lập quy
-
trình công nghệ).
Thiết kế và chế tạo các trang bị công nghệ và dụng cụ phụ v.v…
Kế hoạch hóa quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian yêu cầu
Hiện nay, quá trình phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng thiết
kế là để tra cứu số liệu cần thiết kế mà chỉ có 10% dành cho lao động sáng tạo và quyết
định phương án, do vậy công việc trên có thể thực hiện bằng máy tính điện tử để vừa tiết
kiệm thời gian vừa đảm bảo độ chính xác và chất lượng.
CAD/CAM là lĩnh vực nghiên cứu nhằm tạo ra các hệ thống tự động thiết kế và
chế tạo trong máy tính điện tử được sử dụng để thực hiện một số chức năng nhất định.
CAD/CAM tạo ra mối quan hệ mật thiết giữa hai hoạt động: Thiết kế và chế tạo.
Tự động hóa thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính toán giúp người kỹ
sư thiết kế, mô phỏng, phân tích và tối ưu hóa các giải pháp thiết kế.
Tự động hóa chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hóa, điều khiển và kiểm
tra các nguyên công gia công.
3. Vai trò và chức năng của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất
Có 4 nhiệm vụ được thực hiện khi thiết kế nhờ máy tính
a. Mô hình hóa hình học:
Trong quá trình thiết kế nhờ máy tính, mô hình hóa hình học liên quan đến việc mô
tả toán học hình dạng của đối tượng trên màn hình. Việc mô tả toán học cho phép hình
ảnh của đối tượng xuất hiện trên màn hình và xử lý nó qua các tín hiệu được truyền từ
CPU của hệ thống CAD. Phần mềm có khả năng mô hình hóa hình học phải được thiết kế
để được sử dụng một cách có hiệu quả bởi máy tính và người sử dụng
Để mô hình hóa hình học người thiết kế xây dựng hình ảnh của đối tượng trên màn hình
của hệ thống ICG bằng cách nhập 3 loại lệnh cho máy tính:
-
Lệnh vẽ các phần tử hình học cơ sở như đường, điểm, hình tròn.
-
Lệnh biến đổi như phóng đại, xoay và thay đổi vị trí các phần tử trên.
-
Lệnh liên kết các phần tử trên thành hình dạng cần thiết của đối tượng
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 4
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Trong quá trình này máy tính chuyển đổi các lệnh thành các mô hình toán học, lưu
trữ thành các file dữ liệu và xuất ra màn hình CRT. Mô hình có thể được gọi ra bất cứ lúc
nào để xem xét, phân tích và sửa đổi.
Có nhiều phương pháp biểu diễn đối tượng khi mô hình hóa hình học. Dạng cơ bản
là sử dụng phương pháp khung dây để mô tả đối tượng: Chi tiết được mô tả bằng cách nối
các đường với nhau. Mô hình hình học được phân thành 3 dạng tùy theo khả năng của hệ
ICG:
-
2D: Biểu diễn đồ họa 2 chiều, dùng cho các chi tiết phẳng.
-
2,5D: Mô tả đối tượng kiểu 2D nhưng cho phép biểu diễn đối tượng ở dạng 3D chừng nào
chi tiết có chiều dày không đổi.
-
3D: Cho phép mô hình hóa đối tượng phức tạp hơn trong không gian 3 chiều. Mô tả đối
tượng trong không gian 3 chiều bằng khung dây đôi khi cũng rắc rối đối với chi tiết phức
tạp. Mô hình khung dây có thể được cải thiện bằng một số cách: Tạo các nét khuất sau chi
tiết; Dấu hoàn toàn các nét khuất sau chi tiết. Một số hệ thống CAD có thể tự động giấu
nét khuất, nhưng một số khác lại yêu cầu chỉ ra nét nào cần giấu; làm cho chi tiết có các
bề mặt để ta có thể trông thấy chi tiết ở dạng đặc.
Phương pháp tiến bộ nhất là tạo mô hình khối đặc (Solid) trong không gian 2
chiều. Phương pháp này thường sử dụng các khối hình học cơ sở và các phép toán của đại
số Boole để xây dựng đối tượng (trụ, hộp, côn, cầu, chêm…)
Một đặc điểm nữa của hệ thống CAD là khả năng tạo màu cho hình vẽ. Nhờ màu
sắc ta có thể đưa lên màn hình nhiều thông tin hơn, phân biệt các đối tượng trong bản vẽ
lắp hoặc làm nổi bật kích thước và một số mục đích khác.
b. Phân tích kĩ thuật
Khi thiết kế kĩ thuật, cần có một số phân tích: Tính ứng suất-biến dạng; Tính toán
truyền nhiệt; Sử dụng các phương trình vi phân để mô tả đặc tính động học của hệ thống
được thiết kế. Máy tính có thể được sử dụng để làm các công việc trên.
Thông thường một số chương trình chuyên dụng phải được phát triển để giải các
bài toán thiết kế và được viết bởi nhóm thiết kế. Nhưng trong nhiều trường hợp có thể
mua các chương trình có mục đích sử dụng chung để thực hiện việc phân tích kĩ thuật.
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 5
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Các hệ thống CAD kiểu chìa khóa trao tay thường bao gồm các phần mềm phân
tích kĩ thuật và có thể dùng cho việc thiết kế. Thí dụ, phân tích khối lượng, phân tích phần
tử hữu hạn. Phân tích khối lượng có lẽ là ứng dụng rộng rãi nhất, bao gồm các công việc
sau: Tính diện tích bề mặt; Tính trọng lượng; Tính thể tích; Trọng tâm.
Đối với mặt phẳng hoặc tiết diện của một vật đặc, việc tính toán gồm chu vi, diện
tích và mô men quán tính của tiết diện. Nhưng công cụ mạnh mẽ nhất của một hệ thống
CAD là phương pháp phần tử hữu hạn. Với kĩ thuật này, vật được chia ra thành rất nhiều
phần tử (dạng tam giác hoặc chữ nhật) được nối với nhau bởi các nút lưới.
Bằng cách sử dụng máy tính với khả năng tính toán đáng kể, toàn bộ vật có thể
được phân tích về ứng suất- biến dạng, truyền nhiệt. Bằng cách xác định quan hệ qua lại
giữa các nút trong hệ thống, đặc điểm của vật có thể được xác định. Một số hệ thống
CAD có thể tự động xác định các nút và cấu trúc lưới của vật cho trước. Người sử dụng
chỉ cần xác định các tham số cụ thể cho mô hình phần tử hữu hạn là hệ thống CAD có thể
thực hiện việc tính toán.
Kết quả phân tích phần tử hữu hạn thường được thể hiện trên màn hình là tốt nhất.
Màu sắc cũng có thể được dùng để nhấn mạnh việc so sánh chi tiết trước và sau
biến dạng.
Nếu kết quả tính cho thấy không tốt, người thiết kế có thể sửa đổi hình dạng của
chi tiết đó và thực hiện việc tính toán lại theo phương pháp phần tử hữu hạn cho đến khi
đạt kết quả mong muốn.
c. Xem xét lại bản vẽ và đánh giá
Việc kiểm tra lại độ chính xác của bản thiết kế có thể được thực hiện trên màn hình. Các
chương trình con cho phép xác định một cách bán tự động kích thước và dung sai kích thước giúp
cho người dùng tránh được lỗi khi lên kích thước.
d. In bản vẽ tự động
In bản vẽ tự động là tự động tạo ra các bản vẽ kĩ thuật trực tiếp từ cơ sở dữ liệu
CAD. Trong các phòng CAD trước kia, tự động hóa việc in bản vẽ chủ yếu là để chỉnh lý
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 6
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
hệ thống CAD. Thực sự hệ thống CAD có thể tăng năng suất nhiệm vụ vẽ lên gấp 5 lần so
với vẽ bằng tay.
Một số đặc điểm đồ họa trong hệ thống CAD tự than dẫn đến quá trình tạo bản vẽ.
Những đặc điểm này gồm có:
-
Tự động lên kích thước
-
Kẻ chéo mặt cắt
-
Lấy tỉ lệ
-
Xem mặt cắt, hình chiếu
-
Phóng to chi tiết nhỏ
-
Xoay
-
Chuyển hình ảnh sang hình chiếu trục đo (ISO), phối cảnh (Perspective)
Phần lớn các hệ thống CAD có khả năng tạo ra 6 hình chiếu.
Bằng cách lập chương trình các tiêu chuẩn thiết kế, các bản vẽ kĩ thuật có thể được
tạo ra để gắn các tiêu chuẩn vẽ của công ty vào trong hệ thống CAD.
e. Hình thành cơ sở dữ liệu cho chế tạo
Một chức năng quan trọng của hệ thống CAD là phát triển cơ sở dữ liệu cần thiết
cho sản xuất sản phẩm
Trong chu kì sản xuất cổ điển, các bản vẽ thiết kế chuẩn bị bởi người vẽ và sau đó
được các kĩ sư công nghệ dùng để tạo chương trình gia công. Quá trình thiết kế tách rời
quá trình gia công. Điều này gây mất nhiều thời gian nếu muốn thay đổi thiết kế thì lại
phải thay đổi lại chương trình gia công…chương trình không tự cập nhật.
Trong hệ thống sản xuất có tích hợp CAD, giữa chế tạo và thiết kế có quan hệ trực
tiếp với nhau. Mục tiêu của CAD không chỉ là tự động hóa một số pha thiết kế và pha chế
tạo mà còn là việc chuyển dữ liệu từ thiết kế sang chế tạo. Cơ sở dữ liệu cho chế tạo chính
là cơ sở dữ liệu CAD tích hợp. Nó bao gồm tất cả các dữ liệu tạo ra trong thiết kế (dữ liệu
hình học, danh sách vật liệu, danh sách chi tiết, phân loại vật liệu vv…)
* Ứng dụng CAD trong thiết kế khuôn mẫu
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 7
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Trong thiết kế khuôn mẫu, CAD được sử dụng không chỉ mô hình hóa hình học
của sản phẩm mà còn có khả năng đánh giá thiết kế có hợp lý hay không. Ngày nay,
những phần mềm CAD chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả
năng thực hiện các chức năng cơ bản sau:
-
Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều những hình dạng phức tạp
-
Giao tiếp với các thiết bị đo, quét tọa độ 3D, thực hiện nhanh chóng các chức năng mô
phỏng hình học từ dữ liệu số.
-
Phân tích và liên kết dữ liệu: tạo mặt phân khuôn, tách khuôn, quản lý kết cấu lắp ghép.
-
Tạo bản vẽ và ghi kích thước tự động: có khả năng liên kết các bản vẽ 2D với mô hình 3D
và ngược lại.
-
Liên kết với các chương trình tính toán thực hiện các chức năng phân tích kĩ thuật: tính
biến dạng khuôn, mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ, độ co
ngót vật liệu…
-
Giao tiếp dữ liệu theo các hình dạng đồ họa chuẩn
-
Xuất dữ liệu đồ họa 3D dưới dạng tập tin STL để giao tiếp với các thiết bị tạo mẫu nhanh
theo công nghệ tạo hình lập thể
Vai trò của CAD trong chu kì sản xuất
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 8
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Sơ đồ chu kì sản xuất thông thường
Nhược điểm:
-
Khó đạt độ chính xác gia công
-
Dễ làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai
-
Năng suất thấp, giá thành cao
-
Khả năng cạnh tranh thấp
Sơ đồ chu kì sản xuất với công nghệ CAD
Chu kì sản xuất được điều khiển bởi khách hàng và thị trường vì họ là những
người yêu cầu sản phẩm. Chính họ tạo ra khái niệm về sản phẩm cho người sản xuất để từ
đó tính toán, thiết kế, lên bản vẽ rồi lập quy trình công nghệ gia công. Để sản xuất phải
lên kế hoạch sản xuất và đặt hàng mua thiết bị mới nếu cần. Sản xuất xong phải kiểm tra
trước khi đem ra thị trường. Trong quá trình kiểm tra, nếu phát hiện ra sai sót, thông tin
được báo cho khâu sản xuất để kịp thời sửa chữa.
Ưu điểm của chu kì sản xuất với công nghệ CAD:
-
Thiết kế các sản phẩm có hình dạng phức tạp trong không gian 3D.
-
Liên kết với các Modul khác để thực hiện quá trình tính toán, phân tích kĩ thuật, mô
phỏng gia công thử để kịp thời sửa chữa trước khi tiến hành quá trình sản xuất.
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 9
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
4. Tình hình ứng dụng công nghệ CAD trong sản xuất khuôn mẫu trên thế
giới
Trên thế giới, cuộc cách mạng về máy tính điện tử đã có tác động lớn vào nền sản
xuất công nghiệp. Đặc biệt trong ngành công nghiệp chế tạo khuôn mẫu hiện đại, công
nghệ thông tin đã được ứng dụng rộng rãi, nhanh chóng chuyển đổi các quá trình sản xuất
theo kiểu truyền thống sang sản xuất công nghệ cao; nhờ đó các giai đoạn thiết kế và chế
tạo khuôn mẫu từng bước được tự động hóa.
Các nước có nền công nghiệp tiên tiến như: Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan… đã
hình thành mô hình liên kết tổ hợp, để sản xuất khuôn mẫu chất lượng cao cho từng lĩnh
vực công nghệ khác nhau:
-
Chuyên thiết kế chế tạo khuôn nhựa, khuôn dập nguội, khuôn dập nóng, khuôn đúc áp
lực, khuôn ép chảy, khuôn dập tự động…
-
Chuyên thiết kế chế tạo các cụm chi tiết tiêu chuẩn, phục vụ chế tạo khuôn mẫu như: các
bộ đế khuôn tiêu chuẩn, các khối khuôn tiêu chuẩn, trụ dẫn hướng, lò xo, các cơ cấu cấp
phôi tự động…
-
Chuyên thực hiện các dịch vụ nhiệt luyện cho các công ty chế tạo khuôn.
-
Chuyên cung cấp các loại dụng cụ cắt gọt để gia công khuôn mẫu.
-
Chuyên cung cấp các phần mềm chuyên dụng CAD/CAE.
-
Chuyên thực hiện các dịch vụ đo lường, kiểm tra chất lượng khuôn.
Những mô hình trên chính là mô hình liên kết mở giúp các doanh nghiệp có điều
kiện đầu tư chuyên sâu vào từng lĩnh vực với việc ứng dụng CNC theo hướng tự động hóa
quá trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm và phát huy tối đa năng lực thiết
bị của mình. Điển hình là mô hình công nghiệp sản xuất khuôn mẫu Đài Loan. Năm 2002,
Đài Loan đã xuất khẩu khuôn mẫu đi các nước: Trung Quốc, Mỹ, Indonesia, Thái Lan,
Việt Nam… với tổng trị giá 18.311.271.000 đài tệ, tương đương 48.726 tấn khuôn mẫu.
Khuôn mẫu của Đài Loan được đánh giá đạt tiêu chuẩn quốc tế nhưng giá thành chỉ bằng
50% nhập ngoại, do đã luôn ứng dụng cập nhật những công nghệ mới (công nghệ vật liệu
mới, công nghệ tự động hóa, công nghệ thông tin) vào quá trình sản xuất.
Việc ứng dụng công nghệ CAD vào công nghiệp chế tạo khuôn mẫu hiện nay theo
các hướng sau:
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 10
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
-
Hoàn thiện phát triển phần cứng điều khiển số CNC. Hướng này là sự kết hợp giữa Cơ –
Tin – Điện tử và đã cho kết quả rất tốt. Các dây chuyền sản xuất đồng bộ với hàng loạt
các thiết bị công nghiệp, máy công cụ có gắn hệ điều khiển CNC với tốc độ chính xác gia
công cao. Hãng FANUC và HEIENHAIN là hai hãng nghiên cứu và chế tạo hệ điều khiển
CNC nổi tiếng nhất thế giới (chiếm khoảng 90% thị trường điều khiển CNC). Phát triển
phần mềm theo hướng đơn giản trong lập trình, tích hợp nhiều tính năng và giao diện thân
thiện, linh hoạt hơn.
-
Xây dựng hệ thống phần mềm tích hợp CAD/CAE trợ giúp thiết kế và chế tạo khuôn
mẫu. Có thể nói công nghệ thông tin được ứng dụng triệt để trong hướng phát triển này.
Có thể kể đến các hệ phần mềm nổi tiếng như CATIA (do Dassaul Systemse viết và
thường được các hãng của Nhật và Mỹ sử dụng), NX (tên cũ là Unigraphic do hãng
SIEMENS của Đức viết) và phần mềm Pro-Engineer (do Parametric Technology xây
dựng và phát triển). Hướng phát triển tiếp của hệ thống CAD sẽ là bổ sung các loại mô
hình thiết kế, cập nhật thêm các phương pháp gia công chính xác, hiệu quả và hiện đại
hơn
-
Phát triển các phần mềm trợ giúp thiết kế tính toán, kiểm định và mô phỏng. Hướng phát
triển này khá mới mẻ và đang được ưu tiên đầu tư. Lợi ích đáng kể nhất của phần mềm này
là cho phép người sử dụng thiết kế nhanh hơn, chính xác hơn và đặc biệt là có thể giảm thiểu
các sai sót trong khâu thiết kế và chế tạo (giảm sai số hệ thống). Trong lĩnh vực khuôn mẫu
có thể kể đến thư viện trợ giúp thiết kế khuôn mẫu tiêu chuẩn. Hàng trăm công ty lớn nhỏ
khác nhau sản xuất các chi tiết tiêu chuẩn để cung cấp cho nhà chế tạo khuôn. Hướng tiêu
chuẩn hóa đang là xu thế tất yếu trong các lĩnh vực chế tạo nói chung.
Một hướng nữa mà hiện nay các doanh nghiệp, nhà máy quan tâm là ứng dụng
thiết kế ngược (reverse engineering): bên cạnh thiết bị có độ phức tạp cao thì các phần
mềm thiết kế ngược đã tạo nên một xu hướng thiết kế mới: thiết kế theo mẫu. Những ứng
dụng của chúng đã và đang chứng tỏ ưu việt hơn hẳn các phương pháp thiết kế truyền
thống: nhanh, chính xác và đặc biệt thích ứng được với các yêu cầu ngày càng cao của
khách hàng (chất lượng và thời gian)
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 11
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Ngoài các hướng trên, một loạt các ứng dụng mới có tính thời sự cao như công
nghệ tạo mẫu nhanh (Rapid propotype), công nghệ laser, công nghệ gia công tốc độ cao
cũng đang được triển khai với quy mô quốc tế.
Xu hướng phát triển sản xuất trên Thế giới:
1. Sản xuất nhanh, nhiều
2. Đa dạng hoá sản phẩm
3. Tuổi đời sản phẩm ngắn
4. Sản xuất theo đơn đặt hàng
5. Sản xuất không kho bãi, không giấy má
Cuộc chiến khốc liệt của các nhà sản xuất trong việc chinh phục khách hàng bằng
việc cung cấp:
-
Sản phẩm tốt nhất
-
Giá thành hạ nhất
-
Dịch vụ hậu mãi tốt nhất
5. Tình hình ứng dụng công nghệ CAD trong sản xuất khuôn mẫu tại Việt
Nam
-
5.1 Bối cảnh nền kinh tế Việt Nam
Mới thoát khỏi chiến tranh 38 năm, trong đó mất 20 năm liên tục tụt dốc, chỉ 18 năm trở
lại đây (từ 1995 đến 2012) mới bắt đầu đi lên.
-
Ngành cơ khí bị bỏ quên 20 năm, không được đầu tư vì còn mải mê làm nông nghiệp, thủ
công mỹ nghệ, hàng tiêu dùng và xuất khẩu mây tre lá.
-
Chỉ từ năm 1997 Vịệt nam lần đầu tiên mới có phần mềm CAD CIMATRON 7.0 do hãng
Saello của Nhật tài trợ và ĐHBK có máy phay CNC đầu tiên.
-
CAD/CNC chậm 50 năm so với thế giới
Tổng số xí nghiệp cần CAD/CNC:
Nhựa cao su
150
Dày da
115
Bao bì in ấn
165
Điện-điện tử
350
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 12
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Đồ chơi trẻ em
60
Gốm sứ thủy tinh
70
Ô tô- xe máy
90
Vàng bạc
30
Trang trí nội thất
150
Thủ công mỹ nghệ
350
Hàng gia dụng
120
Kim khí điện máy
300
Theo nguồn: Niên Giám thống kê 2007-2008
Nhân lực CAD/CNC:
Yêu cầu đối với đội ngũ CAD: Là những người biết sử dụng phần mềm CAD vào
các mục đích sau:
-
Xây dựng mô hình trên máy tính
-
Tối ưu hoá thiết kế
-
Thiết kế khuôn
-
Lập quy trình công nghệ chế tạo chi tiết máy
-
Chạy mô phỏng trên máy tính
-
Xuất chương trình gia công
5.2 Khảo sát thị trường khuôn mẫu Việt Nam
Hiện nay các cơ sở sản xuất khuôn mẫu trong nước chủ yếu tập trung ở TP.Hồ Chí
Minh, đặc biệt là các cơ sở sản xuất khuôn mẫu cho ngành nhựa nổi bật là doanh nghiệp
như Phú Vinh, Mô Tiến, Muto Việt Nam, Tín An. Các doanh nghiệp này đã đầu tư nhà
máy chế tạo khuôn mẫu hàng triệu USD với các trang thiết bị hiện đại. Tại Hà Nội có
doanh nghiệp như công ty Cơ Khí Thăng Long, Cơ khí Đông Anh, nhựa Hà Nội, công ty
cổ phần nhựa cao cấp hàng không APLACO là những doanh nghiệp đi đầu trong việc xây
dựng trung tâm khuôn dập; đã thiết kế và chế tạo hơn 3.000 bộ khuôn định hình, có độ
phức tạp cao của xe máy như: đuôi xe, càng xe, bộ tay lái…công ty cũng đã đào tạo được
đội ngũ cán bộ có bề dày kinh nghiệm, có khả năng thiết kế nhanh chóng những khuôn
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 13
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
mẫu đòi hỏi độ phức tạp và chính xác cao. Trên thực tế, sản phẩm khuôn mẫu của công ty
Kim Khí Thăng Long đã được các công ty Hon Da và IKEA chấp nhận và coi là đối tác
lớn.
Như vậy, dù trong tình trạng chung, ngành khuôn mẫu vẫn chưa thực sự phát triển
nhưng với sự đầu tư thích đáng, các doanh nghiệp lớn trong nước đang dần lớn mạnh và
phát triển cả về chất lượng và số lượng để phục vụ nhu cầu khuôn mẫu trong nước cũng
như xuất khẩu ra nước ngoài các sản phẩm đạt tiêu chuẩn quốc tế
Quy hoạch phát triển ngành cơ kim khí Hà Nội giai đoạn 2006-2010 đã xác định:
tập trung phát triển các nhóm sản phẩm: thiết bị đồng bộ; sản phẩm máy công nghiệp; sản
phẩm thiết bị kĩ thuật điện; công nghiệp ô tô – xe máy; sản phẩm cơ kim khí tiêu dùng.
Trong số đó, nhóm sản phẩm cơ bản có liên quan đến sử dụng khuôn mẫu là: sản phẩm
máy công nghiệp, sản phẩm ô tô – xe máy và một số ngành khác như: sản xuất sản phẩm
từ cao su, plastic phục vụ công nghiệp và gia dụng.
Kết quả khảo sát thực tế về nhu cầu khuôn mẫu đến năm 2010, đơn cử riêng về
khuôn dập, của một số công ty như sau (bộ/năm):
-
Công ty Cơ khí Thăng Long: khuôn dập là 1.500 bộ
-
Công ty Điện cơ Thống Nhất: khuôn dập là 75 bộ
-
Công ty chế tạo máy điện VN-HGR: khuôn dập là 150 bộ
-
Công ty xích líp Đông Anh: khuôn dập là 500 bộ
Cùng với đó là nhu cầu rất lớn về các loại khuôn nhựa, khuôn đúc áp lực
-
Công ty nhựa Hà Nội: khuôn nhựa là 100 bộ
-
Công ty nhựa Song Long: khuôn nhựa là 500 bộ
-
Công ty Nam Hồng: 150 bộ
Như vậy, ngay tại thị trường trong nước, nhu cầu về các loại khuôn mẫu là rất cao.
5.3 Đặc điểm của việc ứng dụng công nghệ CAD trong sản xuất khuôn mẫu tại Việt
Nam
Việc đầu tư phần mềm CAD còn hạn chế do chi phí đầu tư cao, chỉ có các doanh
nghiệp lớn có thể đầu tư. Còn đa phần các doanh nghiệp vừa và nhỏ chỉ sử dụng phần
mềm miễn phí, bản dùng thử hay không có bản quyền
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 14
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Đội ngũ cán bộ sử dụng công nghệ CAD còn ít, trình độ còn hạn chế do chưa được
đào tạo bài bản
Trang bị máy công cụ gia công điều khiển số CNC để chế tạo khuôn mẫu phục vụ
ngày càng phổ biến ở các doanh nghiệp, mỗi doanh nghiệp chỉ mới trang bị một vài trung
tâm gia công phay CNC, tiện CNC và một vài thiết bị gia công CNC khác do nguồn vốn
có hạn nên sản phẩm làm ra mới chỉ là loạt nhỏ, cỡ nhỏ, đơn giản, không đồng đều về mặt
chất lượng.
Việc ứng dụng các phần mềm tích hợp CAD/CAE hiện nay khá sôi động và ngày một
rộng rãi. Các doanh nghiệp đã nhận thấy được sức mạnh của công nghệ CAD trong việc chế
tạo các loại khuôn mẫu có độ chính xác và phức tạp cao
Tổng quan phần mềm NX
1. Các lĩnh vực ứng dụng của phần mềm NX
1.1. Giới thiệu chung
NX là một trong những phần mềm nổi tiếng nhất hiện nay trong lĩnh vực thiết kế
CAD, mô phỏng CAE và tạo chương trình gia công CAM cho máy CNC – cung cấp giải
pháp tổng thể CAD/CAM/CAE/PLM, tạo khả năng liên kết linh hoạt giữa các khâu trong quá
trình sản xuất
1.2. Các lĩnh vực ứng dụng của phần mềm NX
Với khả năng mạnh mẽ của mình mà NX đã và đang được ứng dụng trong hầu hết
các ngành công nghiệp từ những ngành công nghiệp hiện đại như ô tô, hàng không vũ trụ
đến các ngành công dân dụng, máy công cụ, máy công nghiệp.
Nhờ vào giải pháp tổng thể, linh hoạt và đồng bộ của mình mà NX được các tập đoàn
lớn trên thế giới ( Boeing, Suzuki, nissan, Nasa…) sử dụng. Đặc biệt ở Nhật bản, Đức, Mỹ
và Ấn Độ thì Unigraphics NX có thị phần lớn nhất so với tất cả các phần mền CAD/CAM
khác .
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 15
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
2. Các ứng dụng chính của phần mềm NX
a. Chức năng thiết kế mô hình 3D:
Thiết kế mô hình khối đặc:
Solid/feature based modeling – Cung cấp mô hình cơ sở, hỗ trợ việc tạo mô hình 2D và
mô hình khung dây 3D, tạo vật thể bằng phương pháp quét theo đường dẫn (swept) hoặc
quay quanh trục (revolved), Thao tác hiệu chỉnh với khối và kết hợp chỉnh sửa cơ bản.
Cấu hình phần mềm được tích hợp công nghệ đồng bộ hóa(Syncronous Technology), một
cách tiếp cận độc đáo của phần mềm NX ở chỗ: kết hợp sức mạnh của mô hình tham số
dựa trên đặc trưng cơ bản và dữ liệu mô hình tự do trước đó.Cấu hình phần mềm kết hợp
khả năng này với các công cụ lập mô hình truyền thống dựa trên tính năng hỗ trợ việc tạo
và chỉnh sửa thiết kế, kết hợp các tính toán chuẩn như tọa độ các lỗ…
• Extrude: đẩy đường vẽ trên sketch ra 1 hoặc 2 phía tạo thành khối đặc với biên dạng
được tạo ra từ đường vẽ ban đầu
• Block: tạo khối hộp
• Cylinder: tạo khối trụ
• Cone: tạo khối nón
• Sphere: tạo khối cầu…
• Feature Modeling
• Edge Blend: bo tròn góc
• Chamfer: phát góc cho khối
• Shell: làm rỗng khối
• Extract: sử dụng lệnh này để tạo ra một khối mới bằng cách trích một đối tượng từ khối
khác. Có thể lấy một mặt, một vùng của mặt hoặc toàn bộ khối.
• Groove: tạo khía rãnh
• Hole: tạo lỗ hình trụ
• Mirror feature: lấy đối xứng một đặc điểm của khối
• Mirror Body: lấy đối xứng cả vật thể
• Move Face: rời mặt đến vị trí mới
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 16
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
User defined features (UDFs) – Cung cấp một phương tiện tương tác để người dùng có
thể quản lý, lưu trữ và chỉnh sửa dễ dàng nhóm các đặc trưng. Cho phép người dùng tạo
mô hình bằng cách sử dụng các công cụ lập mô hình tiêu chuẩn và thiết lập mối quan hệ
giữa các thông số, định nghĩa các biến, đặt giá trị mặc định. UDFs được đặt tại thư viện,
bất cứ người sử dụng nào cũng có thể truy cập ứng dụng tính năng để mô hình hóa
Thiết kế bề mặt tự do: Cung cấp ứng dụng tạo hình dạng mô hình, có hỗ trợ việc tạo ra
các bề mặt phức tạp và các mô hình khối.
Khả năng mô hình hóa bề mặt tự do bao gồm:
• Tạo khối từ dạng tấm
• Cho mặt cắt chạy theo các đường cong (tạo bề mặt/ khối đặc)
• Phát triển các hình dạng tương ứng bằng cách sử dụng 1, 2 và 3 phương pháp rail
• Tạo mặt từ đường cong, tạo hình dạng từ các mặt cắt, tạo mặt từ điểm và đường.
• Tạo bề mặt đặc biệt– mở rộng bề mặt, vá bề mặt, tạo mặt từ các đường chặn
• Thao tác trên các công cụ bề mặt – mở rộng bề mặt và điều khiển bề mặt theo chế độ
thường
• Cắt vật thể
• Cắt bề mặt sử dụng các đường cong
• Tạo bề mặt đặc biệt– mở rộng bề mặt, vá bề mặt, tạo mặt
Advanced free form modeling – Thiết kế bề mặt tự do nâng cao: Mở rộng mô hình
hóa bề mặt bao gồm thay đổi hình dạng bề mặt, bo tròn, tạo bề mặt chuyển tiếp. Hỗ trợ
việc tạo ra các vật thể khối từ dạng tấm, tạo bề mặt từ đám mây điểm. Bao gồm các thiết
kế với nhiều mục đích, thiết kế bề mặt nâng cao từ dữ liệu quét mẫu, tạo hình dạng
• Tạo bề mặt theo các thuật toán Lofting – ruled, curve mesh, lofted shapes sử dụng các
phương pháp Conic tiêu chuẩn, lưới của các điểm và các đường cong (Lofting – ruled,
curve mesh, lofted shapes using standard conic methods, and meshes of points and
curves)
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 17
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
• Tạo các bề mặt đặc biệt như kéo dài bề mặt (surface extension), bề mặt đa giác (N-side),
mặt phẳng bao (Boundary plane), copy song song (offset)
• Các công cụ thao tác với bề mặt: điều khiển pháp tuyến bề mặt (surface normal control)
• Cắt khối (Body•based trimming)
• Cắt bề mặt sử dụng các đường cong (Surface trimming using curves).
• Công cụ trợ dẫn khi tạo các khối đặc từ các bề mặt (Guided assistance when generating
solids from sheets)
• Khả năng tạo các mặt cong nâng cao theo phương pháp bao hình: hình tròn (circular)
hoặc hình nón (conic) với các giá trị bán kính: cố định (constant), tuyến tính (linear), hình
S (S•shaped), bán kính khác nhau (variable radius),
• Chia lưới, hiệu chỉnh, làm trơn bề mặt, đường curve (X•form, smooth curve,..)
• Kiểm tra, đo độ cong của bề mặt và đường curve
Free form shape design– Cho phép nhà thiết kế tạo ra các bề mặt dựa trên khái niệm thiết
kế, nhanh chóng nắm bắt ý định thiết kế ban đầu, tạo và chỉnh sửa trực tiếp các đường
cong trên bề mặt. Nó có khả năng mô hình hóa bề mặt trực tiếp, tạo bề mặt cắt độc lập từ
bề mặt ban đầu.
Các công cụ tạo bề mặt nâng cao đặc biệt:
• Tạo bề mặt lượn (Blend surface), bề mặt cầu nối (Bridge surface), bề mặt chuyển tiếp
(Transition surface) từ dữ liệu bên ngoài thông qua các điểm (through points), các cực
(poles) và từ các mây điểm
Các lệnh tạo bề mặt chuyển tiếp bao gồm các chức năng: ends-apex-shoulder,
ends-slope-shoulder, fillet-shouder, fillet-Rho, ends-apex-hilite, ends-slope-hilite, fillethilite, fourpoint-slope, five-point, three-point-arc, two point radius, end slope arc, pointradius-angle-arc, circle, circle tangent, ends-slope-cubic, fillet-bridge, linear-tangent
• Các bề mặt quét sử dụng cho thiết kế và chế tạo (using design and manufacturing
Sweeps); tạo bề mặt mép: kéo dài mô hình hình học theo quy luật (Geomatric law
extention), mép chiếu (silhouette flange), quét theo mặt cắt (sectional sweep).
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 18
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
• Copy song song gần đúng các vùng bề mặt phức tạp (Approximated offsetting of
complex areas).
• Tạo hình dáng bề mặt bằng thao tác với các cực (poles) và điều khiển điểm (Surface
shaping via pole and control point manipulation).
• Tái tạo lại bề mặt với các điều khiển đường bao, bậc (Degree) và stiffness (Surface
redefinition via boundary, degree and stiffness controls).
• Thiết kế lắp ráp trong môi trường 3D nâng cao
• Tạo thư viện sản phẩm có cùng thuộc tính (tạo thư viện chi tiết tiêu chuẩn…)
• Đọc, trao đổi dữ liệu tương thích với tất cả các phần mềm 3D CAD (UNX, Pro•E…)
Hình 2: thiết kế mô hình 3D, mô hình bề mặt tự do trên phần mềm NX
Assembly design – Hỗ trợ lắp ráp mô hình. Cung cấp chức năng chuyển hướng lắp ráp
nhanh chóng, cho phép truy cập trực tiếp đến các mô hình thiết kế của tất cả các thành
phần hoặc chi tiết lắp ráp. Nó hỗ trợ thiết kế, chỉnh sửa, thay đổi ngay trong môi trường
lắp ráp
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 19
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Hình 3: Thiết kế mô hình lắp giáp gồm nhiều thành phần chi tiết phức tạp
Tạo bản vẽ 2D tự động: Bao gồm các công cụ để tự động hóa và sắp xếp bản vẽ kĩ thuật.
Bản vẽ được kết hợp để tạo mô hình, thay đổi mô hình để tự động cập nhật và được phản
ánh trong các bản vẽ liên quan. Khả năng tạo bản vẽ bao gồm tạo kích thước, biểu tượng,
bảng ghi chú, bố trí các bảng, xem tự động từ mô hình 3D, xử lý các đường ẩn và tự động
tạo danh sách các bộ phận. Mô hình bao gồm khung ranh giới vẽ, có thể thay đổi cách bố
trí bằng cách kéo thả khung để tự động hóa các công việc liên quan đến bản vẽ. Các công
cụ tạo bản vẽ được cấu hình và thực hiện theo tiêu chuẩn vẽ mà người sử dụng lựa chọn –
ANSI, ISO, JIS, DIN, GB và ESKD
Khả năng thay đổi nhanh sản phẩm thiết kế, các cụm chi tiết khuôn mẫu hay các
mô hình đọc từ các phần mềm 3D CAD khác nhau (định tính hoặc định lượng) nhờ chức
năng đồng bộ hóa (Synchronous): thông qua các chức năng: Move face, Pull face, Offset
Region, Resize Face, Replace face, Resize Blend, Resize chamfer, Label chamfer, Delete
face, Copy face, Cut face, Paste face, Mirror face, Pattern face, Make coplanar, Make
coaxial, Make tangent, Make symmetric, Make parallel, Make perpendicular, Make
fixed, Make offset, Linner dimension, Angular Dimension, Radial Dimension
• Thiết kế lắp ráp trong môi trường 3D nâng cao.
• Đánh giá, phân tích tính khả thi của chi tiết, sản phẩm trong khi hoặc sau khi thiết kế
(kiểm tra va chạm, các xung đột về kích thước)
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 20
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
Thiết kế sản phẩm kim loại tấm:
• Uốn cong, khai triển phẳng
• Tạo lúm lồi, lõm
• Tạo mang cá
• Tạo gân lồi, lõm
• Cắt khoét
• Tạo gân lồi, lõm 3 trẽ
• Uốn cong ba góc,…
Hình 4: Thiết kế các chi tiết kim loại dạng tấm trên phần mềm NX
Data exchange – Cung cấp khả năng trao đổi dữ liệu bao gồm các bộ chuyển đổi
cần thiết được sử dụng để mang dữ liệu vào và ra NX bao gồm: IGES, STEP, AP203,
STEP 214, DXF/DWG. Các bộ chuyển đổi bao gồm khả năng sửa chữa đơn giản hóa hình
học, đảm bảo dữ liệu hữu ích nhất có thể. Tất cả các bộ chuyển đổi có thể được chạy từ
bên ngoài phần mềm NX hoặc trực tiếp từ trong NX.
Collaboration – Cung cấp các chức năng phối hợp, hỗ trợ bởi phần mềm
Teamcenter, cho phép khách hàng chia sẻ thiết kế, tổ chức thiết kế và đánh giá thiết kế.
Đối với việc đánh giá thiết kế đặc biệt, NX hỗ trợ đóng gói các tập tin của các mô hình
thiết kế và tài liệu liên quan được tạo ra gọn nhẹ và sau đó có thể được phân phối thông
qua email và xem bên ngoài môi trường NX
Web publishing – Cho phép người dùng xuất bản dữ liệu thiết kế cho các trang
web dưới dạng ngôn ngữ HTML để tạo tài liệu hướng dẫn chi tiết cho bộ phận cấu thành
hoặc mô hình lắp ráp dựa trên thông tin trong các tập tin phần mềm NX. Xuất bản web sử
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 21
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
dụng file mẫu có chứa cả HTML và đặc biệt nhúng lệnh NX. Các lệnh được trích thông
tin từ một tập tin thiết kế và viết nó vào một tập tin HTML để có thể được đọc dễ dàng
b.
Thiết kế hệ thống khuôn mẫu
Hình 5: Thiết kế khuôn ép nhựa trên phần mềm NX
Thiết kế hệ thống khuôn ép nhựa ( Modul: mold wizard)
Công cụ thiết kế khuôn
• Tính toán hệ số co ngót
• Phân tích, kiểm tra và hiệu chỉnh góc thoát khuôn
• Tạo đường dẫn mặt phân khuôn tự động và bán tự động
• Vá các bề mặt hở tự động
• Tạo mặt phân khuôn
• Tạo lòng/lõi khuôn, vùng cắt
• Liên kết các lòng khuôn
• Tạo hệ thống đường nước làm mát
• Kênh dẫn và miệng phun
• Chèn hệ thống khuôn cơ sở, chi tiết phụ và lỗ mồi
• Tạo hệ thống lõi mặt bên (Sliders/Lifter)
• Tái sử dụng cấu hình tiêu chuẩn
• Tạo các hệ thống chốt đẩy
• Thiết kế điện cực
• Thiết kế ý tưởng (Concept design)
• Tự động tạo bản vẽ 2D
• Tạo danh sách vật liệu và các tọa độ lỗ, các chỉ tiêu dung sai gia công
• Điều khiển thay đổi thiết kế
• Kiểm tra sự xung đột kích thước giữa các thành phần trong hệ thống khuôn
Hệ thống thư viện khuôn tiêu chuẩn:
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 22
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
• Khuôn cơ sở (mold base): theo tiêu chuẩn Anh và tiêu chuẩn mét: DME, Futaba,
HASCO, LKM, Meusburger, Omni, PCS,
• Các hệ thống mô hình và chi tiết tiêu chuẩn: Theo tiêu chuẩn Anh và tiêu chuẩn
Mét (chốt đẩy, chốt hồi, hệ thống làm mát, lõi mặt bên, chốt dẫn hướng, khóa, vít,
lò xo, …)
Các công cụ quản lý
• Quản lý chày khuôn cơ sở
• Quản lý chi tiết tiêu chuẩn
• Quản lý môi trường phát triển:
• Quản lý các phiên bản sản phẩm và dữ liệu các quy trình
• Nền tảng Web cho quá trình truy cập dữ liệu
Thiết kế hệ thống khuôn đột dâp và dập liên hoàn
Hình 6:a.TK khuôn dập trên NX b. TK khuôn dập liên hoàn trên NX
Công cụ phân tích sơ bộ tính công nghệ của chi tiết dập:
• Phân tích chiều dầy và tập trung ứng suất trên sản phẩm sau khi dập
• Khải triển phôi chi tiết dập
• Tính toán lực dập
Công cụ thiết kế các thành phần khuôn dập
• Phân chia định nghĩa các nguyên công dập
• Công cụ thiết kế các hệ thống chày/cối đột cắt
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 23
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
•
•
•
•
Công cụ thiết kế các hệ thống chày/cối bẻ mép
Công cụ thiết kế các hệ thống chày/cối dập form
Tích hợp thư viện khuôn cơ sở: Các hệ thống tấm đẩy, chốt dẫn hướng…
Tích hợp thư viện các chi tiết khuôn tiêu chuẩn: các hệ thống lò xo, bulon…
Công cụ phân tích hệ thống khuôn sau khi thiết kế:
• Mô phỏng động quá trình dập liên hoàn
• Kiểm tra sự va trạm hoặc không tương thích của các thành phần khuôn trong quá
trình hoạt động
Công cụ quản lý hệ thống khuôn sau khi thiết kế:
• Khả năng quản lý và tách riêng các thành phân khuôn thành từng thư mục riêng
biệt
• Hiển hị và quản lý số lượng, khối lượng của từng thành phần khuôn
Xuất bản vẽ thi công và tạo bảng danh mục tọa độ lỗ
• Khả năng xuất bản vẽ 2D tự động cho toàn bộ hệ thống khuôn
• Tự động tạo bảng danh mục hệ thống tọa độ lỗ trên các tấm khuôn
Tạo chương trình gia công CAM cho các trung tâm gia công phay , tiên CNC
Gia công phay 2,5 đến 3 trục
Hình 7: tạo chương trình gia công phay 5 trục trên NX
- Các chức năng phay phẳng (bề mặt, hốc): Face milling area, Face milling, Face
milling manual, Plannar mill, Plannar profile, Rough follow, Rough zigzag, Cleanup
Corners, Finish wall, Planar text, Mill user với các chiến lược chạy dao tối ưu nâng
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 24
Ứng dụng phần mềm NX cho thiết kế và gia công khuôn ép nhựa
cao hiệu suất gia công: điều khiển góc đường chạy dao theo đường thẳng xa nhất
(longest line); theo véc tơ (vector), chỉ định theo yêu cầu người sử dụng; mở rộng
đường biên gia công (Extend to part outline, Blank Overhang), tổ hợp vùng gia công
(Merge distance); đơn giản hóa hình học chi tiết gia công (Simplify shapes: convex
hull, minimum box); hiệu chỉnh linh hoạt đường chạy dao đối với các vùng không cắt
được ( prevent undercutting)
- Các chức năng phay lòng, lõi khuôn 3D và các mặt cong phức tạp: Cavity_Mill,
Plung_Milling, Corner rough, Rest_Milling, ZLevel profile, Zlevel_Corner,
Fixed_contour, Contour area, Contour surface area, Streamline, Contour area
non•steep, contour area dir steep, Flowcut single, Flowcut_multiple, Solid profile 3D,
Profile 3D, Contour text với các chiến lược lưu trữ dữ liệu hình học sau khi cắt thô
làm tiền đề cho bước gia công bán tinh tiếp theo (In Process Workpice: use 3D, use
level
base)
-
Phay bề mặt cong theo đường dẫn, giới hạn (thô, bán tinh, tinh)
-
Phay
-
Tạo đường chạy dao theo thuật toán NURBS
bề
mặt
cong
theo
đường
dẫn
theo
nhiều
lớp
Tạo chương trình gia công cho các trung tâm gia công CNC 5 trục
- Các chức năng phay mặt cong phức tạp sử dụng cho các bộ điều khiển CNC từ 3,5
đến 5 trục (áp dụng cho phay bán tinh, phay tinh): Variable contour, Variable
streamline, Contur profile, VC_ multi_depth, VC_boundary_zz_lead_lag,
VC_surf_area_zz_lead_lag, Zlevel 5 axis, Sequential_mill
Tạo chương trình gia công tiện:
-
Các chức năng: Centerline sportdrill, Centerline drilling, Centerline Peckdrill,
Centerline breakchip, Centerline reaming, Centerline taping, Facing, Rough_turn_od,
Rough back turn, Rough bore ID, Rough back bore, Finish_turn_od, Finish bore ID,
Finish back bore, Teach mode, Groove_od, Groove ID, Groove face, Thread od,
Thread ID, Partoff, Barfeedstop, Lathe user để tạo mũi chống tâm, khoan sâu, tiện
mặt, tiện thô, tinh mặt trong và mặt ngoài, tiện rãnh trong, ngoài, tiện ren trong và ren
ngoài, v.v…
Học Viên: Cao Văn Lanh
GVHD: PGS.TS.Tăng Huy
Page 25
