Báo cáo thí nghiệm CAD CAM CNC (Bách khoa)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN CƠ KHÍ

BÁO CÁO
THÍ NGHIỆM CAD/CAM/CNCII

GVHD:

Ths. Bùi Long Vịnh

Sinh viên:

Đặng Xuân Hải

Lớp:

KTCĐT 02 - K58

MSSV:

20131217

Hà Nội, 11 - 2017
Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII
2

Page


MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................... 3

1. Giới thiệu phần mềm Catia..Error: Reference source not found
2. Quá trình thiết kế chi tiết nhựa.....Error: Reference source not
found
3. Thiết kế khuôn đúc chi tiết. .Error: Reference source not found
3. Quy trình gia công khuôn đúc.......Error: Reference source not
found
4. Kết luận................................. Error: Reference source not found

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 2


LỜI NÓI ĐẦU
Nhu cầu về cải thiện hiệu suất và độ chính xác trong lập trình CNC là lý do
chính để phát triển nhiều phương pháp sử dụng máy tính để chuẩn bị các chương
trình gia công chi tiết. Lập trình CNC với máy tính đã xuất hiện từ nhiều năm trước.
Ban đầu, ở dạng lập trình dựa trên ngôn ngữ, chẳng hạn APT™ hoặc Compact II™.
Từ cuối thập kỷ 1970, CAD/ CAM đã có vai trò quan trọng do bổ sung đặc tính hiển
thị cho quá trình lập trình. CAD/CAM là viết tắt của Computer Aided Design và
Computer Aided
Manufactoring. CAD bao quát lĩnh vực thiết kế và vẽ kỷ thuật. CAM bao quát
lĩnh vực sản xuất máy tính hóa, trong khi lập trình CNC chỉ là một phần nhỏ trong
CAM. Toàn bộ đối tượng của CAD/CAM rộng hơn nhiều so với thiết kế, vẽ, và lập
trình. Đây là một phần của công nghệ hiện đại, được gọi là CIM-Computer
Intergrated Manufacturing (sản xuất tích hợp máy tính).
Trong lĩnh vực điều khiển số, máy tính có vai trò chính trong thời gian dài. Các
điều khiển máy trở nên tinh vi hơn, tích hợp các kỹ thuật mới nhất về xử lý dữ liệu,
lưu giừ, đồ họa quỹ đạo chạy dao, chu kỳ gia công… Hiện nay các chương trình có
thể được chuẩn bị với sự sử dụng máy tính và giao diện đồ họa. Chi phí hầu như

không còn là vấn đề lớn, các xưởng cơ khí nhỏ hoàn toàn có đủ khả năng trang bị
-hệ thống lập trình. Các hệ thống này còn được ưa chuộng rộng rãi do có tính linh
hoạt cao. Hệ thống lập trình máy tính hóa không chỉ dành cho lập trình, tất cả các
nhiệm vụ liên quan, thường do nhà lập trình thực hiện, đều có thể được thực thi trên
máy tính đó. Ví dụ, quản lý dụng cụ cắt dự trữ, cơ sở dữ liệu dùng cho các chương
trình gia công, thông tin kỹ thuật về vật liệu, dụng cụ cắt, máy công cụ, … Máy tính
này còn được dùng để tải các chương trình CNC.
Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 3


1. Giới thiệu phần mềm Catia
CATIA được viết tắt từ cụm từ (Computer Aided Three Dimensional Interactive
Application), có nghĩa là “Xử lý tương tác trong không gian ba chiều có sự hỗ trợ
của máy tính”, Catia là một bộ phần mềm thương mại phức hợp CAD/CAM/CAE
được hãng Dassault Systemes (Một hãng phát triển phần mềm chuyên dùng thiết kế
máy bay) phát triển và IBM là nhà phân phối trên toàn thế giới. Catia được viết bằng
ngôn ngữ lập trình C++. Catia là viên đá nền tảng đầu tiên của bộ phần mềm quản lý
toàn bộ 1 chu trình sản phẩm của hãng Dassault Systemes.
Các Module chính và chức năng của chúng
* Module Mechanical Design:
Chức năng chính: Chuyên sử dụng cho việc thiết kế cơ khí.
Các module con và chức năng của chúng:
+ Part Design: Thiết kế chi tiết
+ Assembly Design: Tạo lập sản phẩm lắp ghép
+ Weld Design: Thiết kế hàn
+ Mold Tooling Design: Thiết kế khuôn
+ Drafting: Triết xuất bản vẽ 2D từ bản vẽ 3D có sẵn
+ Sheet Metal Design: Thiết kế kim loại tấm

+ Wireframe and Surface Design: Thiết kế khung dây và bề mặt
* Module Shape:
Chuyên sử dụng cho việc thiết kế tạo hình bề mặt.
Các module con và chức năng của chúng:
Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 4


+ FreeStyle: Thiết kế bề mặt, khối rắn tự do
+ Imagine & Shape: Thiết kế bề mặt, hình khối từ ảnh chụp
+ Generative Shape Design: Thiết kế bề mặt, hình khối tiến hóa
* Module Machining:
Chuyên sử dụng cho việc thiết lập và mô phỏng chương trình gia công.
Các module con và chức năng của chúng:
+ Lathe Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công tiện
+ Prismatic Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công phay trên
máy phay 3 trục
+ Surface Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công phay mặt
cong
+ Advanced Machining: Thiết lập và mô phỏng chương trình gia công phay trên
máy phay 4, 5 trục
* Module Machining Simulation
- Chuyên sử dụng cho việc thiết lập và mô phỏng máy CNC
- Các module con và chức năng của chúng:
- NC Machine Tool Simulation: Mô phỏng máy CNC
Đặc trưng nổi bật của CATIA
- Dùng chung cơ sở dữ liệu nên việc chuyển đổi dữ liệu giữa các môi trường
nhanh chóng và thuận tiện
- Có nhiều module phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 5


2. Quá trình thiết kế chi tiết
B1: Khởi tạo bản vẽ 3D trên Catia bằng cách nhấn vào Start -> Machanical Design
-> Part Design như hình dưới:

B2: Chọn mặt phẳng xy và nhấn vào biểu tượng
trên thanh công cụ để vào môi
trường Sketch. Ta vẽ một hình chữ nhật với các kích thước như sau:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 6


Từ Sketch trên ta tạo khối Pad với chiều cao 50mm, được như hình dưới:

B4: Từ mặt phẳng phía trên của khối Pad, ta vẽ Sketch sau:

Sử dụng lệnh Drafted Filleted Pocket bằng cách nhấn vào biểu tượng
công cụ với các thiết lập như hình dưới:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

trên thanh

Page 7


B5: Ở mặt phẳng phía trên khối Pad ban đầu ta tiếp tục tạo Sketch sau:

Và sử dụng lệnh

với các thiết lập:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 8


Ta được:

B6: Trên mặt phẳng của khối Pad ban đầu, ta tạo Sketch:

Thực hiện lệnh Multipocket bằng cách nhấn vào biểu tượng
rồi thiết lập như sau:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

trên thanh công cụ

Page 9


B7: Sử dụng lệnh Shell trên thanh công cụ với các thiết lập như hình dưới:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 10


Gán vật liệu ta được chi tiết hoàn chỉnh để chuẩn bị chuyển sang tạo khuôn:

3. Thiết kế khuôn đúc chi tiết
B1: Vào Start-> Mechanical Design-> Assembly Design để vào môi trường Assmbly
của Catia, sau đó tiếp tục vào Start-> Mechanical Design-> Core and Cavity Design
để vào môi trường thiết kế khuôn.
B2: Nhấn vào biểu tượng trên thanh công cụ để lấy chi tiết Khay dung thuoc ra,
và chỉnh tỷ lệ co ngót vật liệu Ratio là 1.03.
B3: Vào môi trường Shape bằng cách nhấn Start-> Shape-> Generative, sau đó ta
dung lệnh Multiple Extract để tiến hành tạo mặt phân hốc khuôn như hình dưới:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 11


Tương tự ta tạo mặt phân lõi khuôn

B4: Ta mở rộng 2 mặt phân lõi và phân hốc vừa tạo ra như sau:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 12

B5: Vào môi trường thiết kế chi tiết khuôn:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 13


B6: Ta nhấn vào biểu tượng
trên thanh công cụ để tạo khuôn cho chi tiết với mặt
phân khuôn đã tạo ở bước 4. Ta chọn khuôn của hãng DME-> N-type->B type->
N4545.
Ta chọn lại độ dày của Cavity và Core Plate là 126mm và kéo khối chi tiết vào giữa.

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 14


Bấm vào Split Component để tiến hành phân khuôn.

Sau đó ta mở khối Core Plate ra cửa sổ mới được như hình dưới để chuyển sang thiết
lập chương trình gia công:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 15


3. Thiết lập chương trình gia công
B1: Vào Machining chọn Advanced Machaning. Sau đó bấm vào lệnh

để tạo phôi

cho chi tiết cần gia công, thiết lập như sau:

B2: Double Click vào Part Operation trên cây thư mục, vào Machine ta chọn máy 3
trục và chọn gốc phôi:

B3: Ở mục Geometry ta chọn Part for Simulation và Stock như hình dưới:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 16


B4: Bấm vào Roughing

trên thanh công cụ để thiết lập chương trình gia công

thô, định nghĩa các bề mặt yêu cầu:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 17


- Chọn thông số dao.

Nhấn Tool Path Replay để Catia tính toán đường chạy dao, ta được đường chạy dao
thô:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 18


B5: Tiếp tục, ta sử dụng lệnh Sweeping để thiết lập chương trình gia công tinh, các
bước làm tương tự gia công thô, ta chọn lại dao để gia công tinh

- Xem thử đường Tool Path gia công tinh:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 19


B6: Chạy thử mô phỏng gia công thô:

B7: Chạy thử mô phỏng gia công tinh:

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 20


B8: Xuất code .ELC
Click chuột phải vào Manufactoring Program 1 -> object -> Generate NC Code,
chọn nơi lưu cho file Code rồi nhấn Execute để xuất code.
4. Kết luận
- Sau khi hoàn thành xong chương trình thí nghiệm em hiểu được quy trình để thiết

kế sản phẩm cũng như mô phỏng gia công được sản phẩm đó trên phần mềm.
- Những việc đã làm được:
+ Xuất được lòng khuôn hoàn thiện của chi tiết
+ Gia công thô và tinh tương đối chính xác
- Những việc chưa làm được:
+ Chương trình gia công chưa được tối ưu
+ Chưa được chạy thử chương trình trên máy CNC thật.

Báo cáo thí nghiệm CAD/CAM/CNCII

Page 21