Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm catia trong thiết kế và lập trình gia công chi tiết khuôn đúc hộp số động cơ Diesel

NGUYỄN NGỌC VĂN THÀNH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------------

NGUYỄN NGỌC VĂN THÀNH

NGÀNH CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA
TRONG THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG CHI TIẾT
KHN ĐÚC HỘP SỐ ĐỘNG CƠ DIESEL

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Ngành: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

KHỐ 2006 - 2008

Hà Nội - 2008


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------------

NGUYỄN NGỌC VĂN THÀNH

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA
TRONG THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG CHI TIẾT
KHUÔN ĐÚC HỘP SỐ ĐỘNG CƠ DIESEL

Chuyên nghành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Ngành: CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS. NGUYỄN VIẾT TIẾP

Hà Nội - 2008


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ......................................................................................................... 01
Mục lục................................................................................................................... 02
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .................................................................. 06
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ................................................................................ 07
LỜI NĨI ĐẦU ...................................................................................................... 13
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM .............................. 13
1.1. Tổng quan về công nghệ CAD/CAM. ........................................................ 13
1.1.1. Giới thiệu về CAD/CAM. ................................................................... 13
1.1.2. Đối tượng phục vụ của CAD/CAM..................................................... 15
1.1.3. Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất. ................................... 16
1.2. Tình hình ứng dụng và phát triển
cơng nghệ CAD/CAM tại Việt Nam ............................................................. 17
Chương 2 –TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ
VÀ CÔNG NGHỆ CNC .................................................................. 21
2.1. Giới thiệu về điều khiển số. ........................................................................ 21
2.1.1. Khái niệm ............................................................................................ 21

2.1.2. Các thành phần cơ bản của một hệ NC truyền thống .......................... 21
2.1.2.1 Chương trình ................................................................................ 22
2.1.2.2. Bộ điều khiển MCU ..................................................................... 22
2.1.2.3. Máy cơng cụ hoặc q trình khác được điều khiển ..................... 22
2.1.3. Trình tự NC ......................................................................................... 23
2.1.3.1. Lập trình cơng nghệ ..................................................................... 23
2.1.3.2. Lập trình gia cơng ........................................................................ 23
2.1.3.3. Chuẩn bị băng .............................................................................. 23
2.1.3.4. Thẩm tra băng .............................................................................. 24
2.1.3.5. Sản xuất ........................................................................................ 24


2.2. Điều khiển số hiện đại bằng máy tính (CNC) ............................................ 24
2.2.1. Các chức năng của CNC. .................................................................... 26
2.2.2. Các ưu điểm của CNC ......................................................................... 27
2.2.3. Phân loại các hệ thống điều khiển ....................................................... 28
2.3. Lập trình gia cơng cho máy NC .................................................................. 32
2.3.1. Lập trình theo lối thủ cơng. ................................................................. 33
2.3.2. Lập trình chi tiết gia cơng dưới sự trợ giúp của máy tính ................... 33
2.3.2.1. Nhiệm vụ của người lập trình ...................................................... 34
2.3.2.2. Nhiệm vụ của máy tính ................................................................ 34
2.3.3. Đồ họa tương tác với việc lập trình trên hệ CAD/CAM. .................... 36
2.3.3.1. Các bước khởi đầu của thủ tục ..................................................... 37
2.3.3.2. Tạo đường sinh của dụng cụ ....................................................... 38
2.3.3.3. Ưu điểm của CAD/CAM trong lập trình gia công chi tiết........... 40
2.4. Các phương pháp nhập dữ liệu ................................................................... 41
2.4.1. Nhập dữ liệu theo lối thủ công (MDI)................................................. 41
2.4.2. DNC – điều khiển số trực tiếp ............................................................ 42
Chương 3 - GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CATIA ............................................... 45
3.1. Tổng quan về các phần mềm CAD/CAM hiện đại ..................................... 45

3.1.1. Các chức năng cơ bản của một hệ CAD hiện đại. ............................... 46
3.1.1.1. Chức năng mơ hình hóa. .............................................................. 46
3.1.1.2. Chức năng vẽ ............................................................................... 47
3.1.1.3. Chức năng phân tích .................................................................... 47
3.1.1.4. Chức năng CAM .......................................................................... 48
3.1.2. Những công nghệ mới trong CAD ...................................................... 49
3.1.2.1 Thiết kế theo tham số (Parametric Design)................................... 49
3.1.2.2. Thiết kế hướng đối tượng (Feature Based Design) ...................... 50
3.1.3. Khái quát về các hệ CAD/CAM có mặt ở Việt Nam .......................... 50
3.1.4. Phương thức chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ phần mềm..................... 52
3.1.4.1. Truyền thông trực tiếp.................................................................. 53


3.1.4.2 Truyền thông tiêu chuẩn – dịch gián tiếp...................................... 54
3.2. Giới thiệu phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE CATIA. ......................... 59
3.2.1 Lịch sử ra đời và phát triển phần mềm CATIA. .................................. 59
3.2.2 Tình hình sử dụng CATIA trên thế giới. .............................................. 61
3.2.3 Tình hình sử dụng CATIA tại Việt Nam.............................................. 63
3.2.4. Giới thiệu modun thiết kế cơ khí trong CATIA .................................. 65
Chương 4 - ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA
TRONG THIẾT KẾ CÁC MƠ HÌNH VẬT ĐÚC CHI TIẾT
THÂN HỘP GIẢM TỐC ĐỘNG CƠ DIESEL GT15 ...................................... 72
4.1. Tổng quan về công nghệ đúc ...................................................................... 72
4.1.1. Khái niệm chung về công nghệ đúc .................................................... 72
4.1.1.1. Thực chất...................................................................................... 72
4.1.1.2. Đặc điểm ...................................................................................... 72
4.1.1.3. Công dụng. ................................................................................... 73
4.1.1.4. Phân loại. ...................................................................................... 73
4.1.2. Đúc trong khn cát. ........................................................................... 73
4.1.2.1. Khái niệm q trình sản xuất đúc. ............................................... 73

4.1.2.2. Các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. ..................................... 74
4.2. Ứng dụng phần mềm CATIA trong thiết kế các bản vẽ kỹ thuật
mơ hình thân hộp giảm tốc GT15 cho công nghệ Đúc. ............................. 75
4.2.1. Giới thiệu chi tiết hộp giảm tốc GT15 ................................................ 75
4.2.2. Phương thức truy nhập phần mềm CATIA ......................................... 76
4.2.3. Thiết kế các mơ hình chi tiết thân hộp giảm tốc GT15 ....................... 79
4.2.3.1. Thiết kế mơ hình chi tiết hộp giảm tốc GT15 .............................. 79
4.2.3.2. Thiết kế mơ hình vật đúc. ............................................................ 84
4.2.3.3. Thiết kế mơ hình mẫu đúc. .......................................................... 86
4.2.3.4. Thiết kế mơ hình hộp thao ........................................................... 94
Chương 5 - ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG LẬP TRÌNH GIA
CƠNG THÂN MẪU ĐÚC HỘP GIẢM TỐC GT15 ........................................ 100


5.1. Phương pháp gia công bề mặt..................................................................... 100
5.1.1. Các phương pháp truy cập workbench ................................................ 101
5.1.2. Thực hiện các công việc thiết lập ban đầu .......................................... 105
5.1.2.1. Xác lập loại máy và các thông số máy ......................................... 105
5.1.2.2. Xây dựng hệ trục toạ độ tham chiếu ............................................ 106
5.1.2.3. Xác nhập các thơng số cho q trình tính tốn và mơ phỏng
Gia công .................................................................................................... 108
5.1.2.4. Các phương pháp thiết lập phôi ................................................... 109
5.1.3. Thiết lập các nguyên công gia công. ................................................... 112
5.1.3.1. Các hoạt động gia công thô. ......................................................... 114
5.1.3.2. Các hoạt động gia công tinh và bán tinh. ..................................... 123
5.1.4. Xác lập thông số dụng cụ và chế độ cắt cho các hoạt động gia công. 134
5.1.4.1. Xác lập thông số dụng cụ. ............................................................ 134
5.1.4.2. Xác lập thông số chế độ cắt. ........................................................ 136
5.2. Ứng dụng CATIA lập trình gia công thân mẫu nửa dưới
chi tiết hộp giảm tốc GT15. ....................................................................... 137

5.2.1. Nhập chi tiết, xác định các thông số máy,
đồ gá và phôi gia công......................................................................... 140
5.2.2. Thiết lập hoạt động gia công thô. ....................................................... 147
5.2.3. Thiết lập hoạt động gia cơng tinh ........................................................ 153
5.2.4. Xuất chương trình gia cơng NC .......................................................... 159
5.2.5. Chương trình gia cơng ......................................................................... 162
5.2.5.1. Hoạt động Roughing .................................................................... 162
5.2.5.2. Hoạt động Z.Level và Sweepong.1 .............................................. 163
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 166
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 168
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 170


-1-

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
------------------------------------------

NGUYỄN NGỌC VĂN THÀNH

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA
TRONG THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH GIA CƠNG CHI TIẾT
KHUÔN ĐÚC HỘP SỐ ĐỘNG CƠ DIESEL

Chuyên nghành: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ngành: CƠNG NGHỆ CƠ KHÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN VIẾT TIẾP

Hà Nội - 2008
Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-2-

MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa ......................................................................................................... 01
Mục lục................................................................................................................... 02
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt .................................................................. 06
Danh mục các hình vẽ, đồ thị ................................................................................ 07
LỜI NĨI ĐẦU ...................................................................................................... 11
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM .............................. 13
1.1. Tổng quan về công nghệ CAD/CAM. ........................................................ 13
1.1.1. Giới thiệu về CAD/CAM. ................................................................... 13
1.1.2. Đối tượng phục vụ của CAD/CAM..................................................... 15
1.1.3. Vai trò của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất. ................................... 16
1.2. Tình hình ứng dụng và phát triển
cơng nghệ CAD/CAM tại Việt Nam ............................................................. 17
Chương 2 –TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN SỐ
VÀ CÔNG NGHỆ CNC .................................................................. 21
2.1. Giới thiệu về điều khiển số. ........................................................................ 21
2.1.1. Khái niệm ............................................................................................ 21
2.1.2. Các thành phần cơ bản của một hệ NC truyền thống .......................... 21

2.1.2.1 Chương trình ................................................................................ 22
2.1.2.2. Bộ điều khiển MCU ..................................................................... 22
2.1.2.3. Máy cơng cụ hoặc q trình khác được điều khiển ..................... 22
2.1.3. Trình tự NC ......................................................................................... 23
2.1.3.1. Lập trình cơng nghệ ..................................................................... 23
2.1.3.2. Lập trình gia cơng ........................................................................ 23
2.1.3.3. Chuẩn bị băng .............................................................................. 23
2.1.3.4. Thẩm tra băng .............................................................................. 24
2.1.3.5. Sản xuất ........................................................................................ 24

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-3-

2.2. Điều khiển số hiện đại bằng máy tính (CNC) ............................................ 24
2.2.1. Các chức năng của CNC. .................................................................... 26
2.2.2. Các ưu điểm của CNC ......................................................................... 27
2.2.3. Phân loại các hệ thống điều khiển ....................................................... 28
2.3. Lập trình gia cơng cho máy NC .................................................................. 32
2.3.1. Lập trình theo lối thủ cơng. ................................................................. 33
2.3.2. Lập trình chi tiết gia cơng dưới sự trợ giúp của máy tính ................... 33
2.3.2.1. Nhiệm vụ của người lập trình ...................................................... 34
2.3.2.2. Nhiệm vụ của máy tính ................................................................ 34
2.3.3. Đồ họa tương tác với việc lập trình trên hệ CAD/CAM. .................... 36
2.3.3.1. Các bước khởi đầu của thủ tục ..................................................... 37
2.3.3.2. Tạo đường sinh của dụng cụ ....................................................... 38
2.3.3.3. Ưu điểm của CAD/CAM trong lập trình gia công chi tiết........... 40

2.4. Các phương pháp nhập dữ liệu ................................................................... 41
2.4.1. Nhập dữ liệu theo lối thủ công (MDI)................................................. 41
2.4.2. DNC – điều khiển số trực tiếp ............................................................ 42
Chương 3 - GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CATIA ............................................... 45
3.1. Tổng quan về các phần mềm CAD/CAM hiện đại ..................................... 45
3.1.1. Các chức năng cơ bản của một hệ CAD hiện đại. ............................... 46
3.1.1.1. Chức năng mơ hình hóa. .............................................................. 46
3.1.1.2. Chức năng vẽ ............................................................................... 47
3.1.1.3. Chức năng phân tích .................................................................... 47
3.1.1.4. Chức năng CAM .......................................................................... 48
3.1.2. Những công nghệ mới trong CAD ...................................................... 49
3.1.2.1 Thiết kế theo tham số (Parametric Design)................................... 49
3.1.2.2. Thiết kế hướng đối tượng (Feature Based Design) ...................... 50
3.1.3. Khái quát về các hệ CAD/CAM có mặt ở Việt Nam .......................... 50
3.1.4. Phương thức chuyển đổi dữ liệu giữa các hệ phần mềm..................... 52
3.1.4.1. Truyền thông trực tiếp.................................................................. 53

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-4-

3.1.4.2 Truyền thông tiêu chuẩn – dịch gián tiếp...................................... 54
3.2. Giới thiệu phần mềm tích hợp CAD/CAM/CAE CATIA. ......................... 59
3.2.1 Lịch sử ra đời và phát triển phần mềm CATIA. .................................. 59
3.2.2 Tình hình sử dụng CATIA trên thế giới. .............................................. 61
3.2.3 Tình hình sử dụng CATIA tại Việt Nam.............................................. 63
3.2.4. Giới thiệu modun thiết kế cơ khí trong CATIA .................................. 65

Chương 4 - ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA
TRONG THIẾT KẾ CÁC MƠ HÌNH VẬT ĐÚC CHI TIẾT
THÂN HỘP GIẢM TỐC ĐỘNG CƠ DIESEL GT15 ...................................... 72
4.1. Tổng quan về công nghệ đúc ...................................................................... 72
4.1.1. Khái niệm chung về công nghệ đúc .................................................... 72
4.1.1.1. Thực chất...................................................................................... 72
4.1.1.2. Đặc điểm ...................................................................................... 72
4.1.1.3. Công dụng. ................................................................................... 73
4.1.1.4. Phân loại. ...................................................................................... 73
4.1.2. Đúc trong khn cát. ........................................................................... 73
4.1.2.1. Khái niệm q trình sản xuất đúc. ............................................... 73
4.1.2.2. Các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. ..................................... 74
4.2. Ứng dụng phần mềm CATIA trong thiết kế các bản vẽ kỹ thuật
mơ hình thân hộp giảm tốc GT15 cho công nghệ Đúc. ............................. 75
4.2.1. Giới thiệu chi tiết hộp giảm tốc GT15 ................................................ 75
4.2.2. Phương thức truy nhập phần mềm CATIA ......................................... 76
4.2.3. Thiết kế các mơ hình chi tiết thân hộp giảm tốc GT15 ....................... 79
4.2.3.1. Thiết kế mơ hình chi tiết hộp giảm tốc GT15 .............................. 79
4.2.3.2. Thiết kế mơ hình vật đúc. ............................................................ 84
4.2.3.3. Thiết kế mơ hình mẫu đúc. .......................................................... 86
4.2.3.4. Thiết kế mơ hình hộp thao ........................................................... 94
Chương 5 - ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CATIA TRONG LẬP TRÌNH GIA
CƠNG THÂN MẪU ĐÚC HỘP GIẢM TỐC GT15 ........................................ 100

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-5-

5.1. Phương pháp gia công bề mặt..................................................................... 100
5.1.1. Các phương pháp truy cập workbench ................................................ 101
5.1.2. Thực hiện các công việc thiết lập ban đầu .......................................... 105
5.1.2.1. Xác lập loại máy và các thông số máy ......................................... 105
5.1.2.2. Xây dựng hệ trục toạ độ tham chiếu ............................................ 106
5.1.2.3. Xác nhập các thơng số cho q trình tính tốn và mơ phỏng
Gia công .................................................................................................... 108
5.1.2.4. Các phương pháp thiết lập phôi ................................................... 109
5.1.3. Thiết lập các nguyên công gia công. ................................................... 112
5.1.3.1. Các hoạt động gia công thô. ......................................................... 114
5.1.3.2. Các hoạt động gia công tinh và bán tinh. ..................................... 123
5.1.4. Xác lập thông số dụng cụ và chế độ cắt cho các hoạt động gia công. 134
5.1.4.1. Xác lập thông số dụng cụ. ............................................................ 134
5.1.4.2. Xác lập thông số chế độ cắt. ........................................................ 136
5.2. Ứng dụng CATIA lập trình gia công thân mẫu nửa dưới
chi tiết hộp giảm tốc GT15. ....................................................................... 137
5.2.1. Nhập chi tiết, xác định các thông số máy,
đồ gá và phôi gia công......................................................................... 140
5.2.2. Thiết lập hoạt động gia công thô. ....................................................... 147
5.2.3. Thiết lập hoạt động gia cơng tinh ........................................................ 153
5.2.4. Xuất chương trình gia cơng NC .......................................................... 159
5.2.5. Chương trình gia cơng ......................................................................... 162
5.2.5.1. Hoạt động Roughing .................................................................... 162
5.2.5.2. Hoạt động Z.Level và Sweepong.1 .............................................. 163
KẾT LUẬN ........................................................................................................... 166
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 168
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 170

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-6-

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CAD

Computer Aided Design

DR1

Drafting 1

CAM

Computer Aided Manufacturing

MD1

Mechanical Design 1

CAE

Computer Aided Engineering

ME1

Mechanical Engineering 1

CIM

Computer Integrated

SD1

Sheet Metal Design 1

Manufacturing
NC

Numerical Control

SL1

Sheet Metal Production 1

CNC

Computer Numerical Control

XM1

Styled Mechanical Design 1

CU

Control Unit

YM1

Styled Mechanical Design 1

MCU

Machine Control Unit

CV2

Core and Cavity Design 2

PTP

Point to Point

DP2

Drawing Production 2

CLU

Control Loop Unit

HD2

Hybrid Design 2

DPU

Data Processing Unit

MD2

Mechanical Design 2

MDI

Manual Data Input

ME2

Mechanical Engineering 2

DNC

Direct Numerical Control

MS2

Mechanism Simulation 2

DXF

Data eXtrange Format

SD2

Sheet Metal Design 2

IGES

Initial Graphics Exchange

XM2

Extended Mechanical
Design 2

PDES Product Data Exchange

YM2

Styled Mechanical Design 2

Specification
PPR

Process Product Resources

CD3

Composites Design 3

PO

Part Operation

SL3

Aerospace Sheet
Metal Design 3

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-7-

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Hình
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5

Hình 2.6
Hình 2.7

10

Hình 2.8

11
12
13
14
15
16
17
18
19
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

35
36

Hình 2.9
Hình 2.10
Hình 2.11
Hình 2.12
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 4.1
Hình 4.2
Hình 4.3
Hình 4.4
Hình 4.5
Hình 4.6
Hình 4.7
Hình 4.8
Hình 4.9
Hình 4.10
Hình 4.11
Hình 4.12
Hình 4.13
Hình 4.14
Hình 4.15
Hình 4.16

Tên hình

Sơ đồ chu kỳ sản xuất
Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM
Cấu trúc cơ bản của một hệ NC truyền thống
Cấu trúc cơ bản của một hệ CNC
Điều khiển điểm
Điều khiển đoạn thẳng
Điều khiển 2D trên máy phay
Điều khiển 2D ½
Phay túi trên máy 3D
Các bước trong lập trình gia cơng chi tiết
có sự trợ giúp của máy tính
Tạo lập mơ hình hình học chi tiết
thơng qua chức năng CAD
Tạo đường sinh dụng cụ gia công chi tiết
thông qua chức năng CAM
Mơ phỏng q trình chuyển động của dụng cụ cắt
Cấu hình tổng quát của một hệ thống DNC
Mơ hình bản vẽ trong CAD
Chức năng phân tích trong CAD
Quy tình thiết kế thuận
Quản lý mơ hình theo đối tượng
Truyền thơng trực tiếp
Sơ đồ kỹ thuật Đúc
Q trình sản xuất Đúc
Các bộ phận cơ bản của một khuôn Đúc
Phương thức truy nhập môi trường CATIA
Truy cập Workbench Part Design
Giao diện Workbench Part Design
Giao diện Workbench Generative Shape Design
Quá trình thiết kế mơ hình

Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Trang
16
17
22
25
29
30
31
31
32
35
37
39
40
43
47
48
49
50

54
73
74
75
76
77
77
78
78
79
80
80
81
81
82
82
82

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-8-

37
38
39
40
41
42
43

44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73

73
74
75
76
77

Hình 4.17
Hình 4.18
Hình 4.19
Hình 4.20
Hình 4.21
Hình 4.22
Hình 4.23
Hình 4.24
Hình 4.25
Hình 4.26
Hình 4.27
Hình 4.28
Hình 4.29
Hình 4.30
Hình 4.31
Hình 4.32
Hình 4.33
Hình 4.34
Hình 4.35
Hình 4.36
Hình 4.37
Hình 4.38
Hình 4.39
Hình 4.40

Hình 4.41
Hình 4.42
Hình 4.43
Hình 4.44
Hình 4.45
Hình 4.46
Hình 4.47
Hình 4.48
Hình 4.49
Hình 4.50
Hình 4.51
Hình 4.52
Hình 4.53
Hình 4.54
Hình 5.1
Hình 5.2
Hình 5.3
Hình 5.4

Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình vật đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình vật đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình vật đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình vật đúc chi tiết GT15
Mơ hình vật đúc GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15

Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Mơ hình mẫu nửa dưới
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình hộp thao chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Thiết kế mơ hình mẫu đúc chi tiết GT15
Mơ hình hộp thao
Phương pháp truy cập workbench Surface machine
Phương pháp truy cập workbench Surface machine
Phương pháp truy cập workbench Surface machine

Giao diện Workbench Surface Machine

Nguyễn Ngọc Văn Thành

83
84
84
85
85
86
86
87
87
88
88
89
89
89
90
90
90
91
91
91
92
92
93
93
93
94

94
95
95
96
96
97
97
98
98
98
99
99
101
102
102
103

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


-9-

78
79
80
81
82
83
84
85

86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115

116
117
118
119

Hình 5.5
Hình 5.6
Hình 5.7
Hình 5.8
Hình 5.9
Hình 5.10
Hình 5.11
Hình 5.12
Hình 5.13
Hình 5.14
Hình 5.15
Hình 5.16
Hình 5.17
Hình 5.18
Hình 5.19
Hình 5.20
Hình 5.21
Hình 5.22
Hình 5.23
Hình 5.24
Hình 5.25
Hình 5.26
Hình 5.27
Hình 5.28
Hình 5.29

Hình 5.30
Hình 5.31
Hình 5.32
Hình 5.33
Hình 5.34
Hình 5.35
Hình 5.36
Hình 5.37
Hình 5.38
Hình 5.39
Hình 5.40
Hình 5.41
Hình 5.42
Hình 5.43
Hình 5.44
Hình 5.45
Hình 5.46

Tiến trình lập trình gia cơng chi tiết
Hộp thoại Part Operation
Hộp thoại Machine Editor
Hộp thoại Reference Machining Axis
Hộp thoại Part Operation
Thanh công cụ Geometry Management
Hộp thoại Rough Stock Creation
Hộp thoại STL File Import
Cập nhật File STL
Hộp thoại Part Offset Creation
Q trình thiết lập ngun cơng
Các hoạt động gia công thô

Các dạng gia công thô
Các kiểu chạy dao
Xác lập dung sai gia công
Các kiểu chạy dao trong Rounging Operation
Xác định thơng số hướng kính
Xác định thơng số dọc trục
Các hoạt động gia cơng tinh và bán tính
Hộp thoại Sweeping Operation
Thiết lập thông số gia công
Các kiểu chạy dao
Thông số hướng kính
Xác định thơng số bước tiến dao
Xác định thơng số dọc trục
Chiều sâu cắt và bước tiến dao
Thông số vùng gia công
Xác định dạng bề mặt gia công
Hoạt động Pencil Operation
Thông số gia công
Kiểu chạy dao theo phương dọc trục
Kiểu chạy dao theo phương hướng kính
Thơng số dọc trục
Chiều sâu cắt và bước tiến dao
Hoạt động Zlevel Operation
Thiết lập thông số gia công
Thiết lập chế độ cắt
Các thông số dọc trục
Xác lập thông số dụngcụ
Thông số công nghệ
Thông số chế độ cắt
Máy VMC 95 của hãng AGMA Đài Loan

Nguyễn Ngọc Văn Thành

103
105
106
107
108
109
109
110
110
111
113
115
116
117
117
119
121
122
123
124
124
125
126
126
127
127
127

128
129
129
129
130
130
131
131
132
132
133
135
135
136
137

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 10 -

120
121
122
123
124
125
126
127
128

129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154

Hình 5.47
Hình 5.48
Hình 5.49

Hình 5.50
Hình 5.51
Hình 5.52
Hình 5.53
Hình 5.54
Hình 5.55
Hình 5.56
Hình 5.57
Hình 5.58
Hình 5.59
Hình 5.60
Hình 5.61
Hình 5.62
Hình 5.63
Hình 5.64
Hình 5.65
Hình 5.66
Hình 5.67
Hình 5.68
Hình 5.69
Hình 5.70
Hình 5.71
Hình 5.72
Hình 5.73
Hình 5.74
Hình 5.75
Hình 5.76
Hình 5.77
Hình 5.78
Hình 5.79

Hình 5.80
Hình 5.81

Nhập mơ hình chi tiết gia công
Truy cập workbench Surface Machine
Hộp thoại Part Operation
Hộp thoại Machine Editor
Hộp thoại Rough Stock
Minh hoạ
Minh hoạ
Hộp thoại Reference Machining
Xác định hệ toạ độ gốc
Thiết lập hoạt động gia công thô
Thiết lập hoạt động gia công thô
Thiết lập hoạt động gia công thô
Thiết lập hoạt động gia công thô
Thiết lập hoạt động gia công thô
Thiết lập thông số lượng chạy dao
Thiết lập hoạt động gia công thô
Thiết lập hoạt động gia công thô
Mô phỏng gia công thô
Thiết lập hoạt động gia công tinh
Thiết lập hoạt động gia công tinh
Thiết lập hoạt động gia công tinh
Thiết lập hoạt động gia công tinh
Thiết lập hoạt động gia công tinh
Thiết lập hoạt động gia công tinh
Hoạt động Z-level
Hoạt động Sweeping
Kết quả

Xuất chương trình gia cơng
Hộp thoại Generative NC Out put Interactively
Xuất chương trình gia cơng
Xuất chương trình gia cơng
Xuất chương trình gia cơng
Xuất chương trình gia cơng
Xuất chương trình gia cơng
Xuất chương trình gia cơng

140
140
141
142
143
144
145
145
146
147
147
148
149
150
150
151
151
152
152
153
155

156
156
157
157
158
158
159
159
160
161
161
161
161
161

DANH MỤC CÁC BẢNG
1

Bảng 5.1

Thơng số cơng nghệ máy phay 3 trục VMC 95

139

2

Bảng 5.2

Thành phần cật liệu nhôm mác AK5M7

139

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 11 -

LỜI NĨI ĐẦU
Cơng nghệ CAD/CAM đang đi sâu và được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh
vực sản xuất cơ khí, chế tạo máy như một yêu cầu tất yếu của nền sản xuất hiện đại
nhằm mục đích nâng cao năng xuất lao động, giảm giá thành và tạo ra các sản phẩm
đạt chất lượng cao.
Trong một hệ CAD/CAM, các phần mềm CAD/CAM/CAE giữ vai trò quan
trọng, quyết định tới chất lượng cũng như thành công khi ứng dụng hệ CAD/CAM
đó trong q trình sản xuất. Cùng với q trình phát triển mạnh mẽ của cơng nghệ
CAD/CAM, các phần mềm CAD/CAM cũng ngày càng được cập nhật, bổ xung và
hoàn thiện nhằm đáp ứng thực tiễn và yêu cầu sản xuất. Có thể kể đến một loạt các
hệ phần mềm nổi tiếng, mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trên thị trường hiện
nay như: CATIA, UNI GRAPHIC, PRO ENGINEER, CAD IDIES,…vv
Được xây dựng và phát triển bởi Dassault Systemes - một công ty của Pháp
và được độc quyền phân phối, khai thác thị truờng bởi tập đoàn máy tính lớn nhất
thế giới IBM, CATIA là phần mềm thương mại đa ứng dụng, tích hợp
CAD/CAM/CAE rất nổi tiếng. Trải qua gần 30 năm xây dựng, nâng cấp và phát
triển, nhờ sự tiện dụng và những ưu thế vượt trội, CATIA dần dần trở thành phần
mềm CAD/CAM được ưa chuộng nhất trên toàn thế giới và được sử dụng trong rất
nhiều tập đoàn hàng đầu như: các hãng máy bay Boeing, Airbus…; các hãng sản
xuất ô tô Toyota, Honda, Ford…;…vv
Tại Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ CAD/CAM/CNC cùng các phần mềm

CAD/CAM trong sản xuất cũng như đào tạo nguồn nhân lực ứng dụng công nghệ
CAD/CAM ngày càng phát triển rộng rãi và được coi như chìa khố để nền sản xuất
cơ khí nói chung cũng như cơng nghệ chế tạo máy nói riêng đón đầu và tiếp cận với
trình độ sản xuất tiên tiến trên thế giới.
Là một học viên cao học cơng nghệ cơ khí niên khố 2006 – 2008 trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội. Tác giả mạnh dạn lựa chọn đề tài luận văn thạc sĩ “Nghiên
cứu và Ứng dụng phần mềm CATIA trong thiết kế và lập trình gia cơng chi tiết
khn đúc hộp số động cơ Diesel” khơng nằm ngồi mục đích tiếp cận, tìm hiểu

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 12 -

cũng như ứng dụng công nghệ CAD/CAM trong gia công chế tạo các chi tiết khuôn
mẫu thông qua việc ứng dụng phần mềm CATIA. Từ đây cung cấp một cái nhìn
khái quát nhưng cũng chi tiết và cụ thể về công nghệ CAD/CAM, công việc của các
kỹ sư nhà máy Diesel Sơng Cơng – Thái Ngun nói riêng cũng như của đội ngũ kỹ
thuật viên ứng dụng CAD/CAM nói chung. Luận văn được chia thành 5 chương,
với nội dung các chương được thể hiện như sau:
-

Chương 1: Tổng quan về công nghệ CAD/CAM

-

Chương 2: Tổng quan về điều khiển số và công nghệ CNC

-

Chương 3: Giới thiệu phần mềm CATIA

-

Chương 4: Ứng dụng phần mềm CATIA trong thiết kế các mơ hình vật đúc
chi tiết thân hộp giảm tốc động cơ Diesel GT15.

-

Chương 5: Ứng dụng phần mềm CATIA để lập trình gia cơng thân mẫu đúc
hộp giảm tốc GT15.
Để có thể thực hiện được đề tài và hoàn thành trong thời gian cho phép, học

viên xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, chỉ bảo và đóng góp nhiệt tình từ PGS.TS
Nguyễn Viết Tiếp cũng như đội ngũ cán bộ, cơng nhân viên phịng cơng nghệ,
phân xưởng Đúc, phân xưởng gia công Cơ Công ty Diesel Sông Công Thái
Nguyên đã hết sức tạo điều kiện để học viên có thể thực tập, thiết lập chương trình
cũng như sử dụng các trang thiết bị tại phân xưởng để thực hiện việc chạy thử
chương trình tại nhà máy.
Mặc dù đã hết sức cố gắng nhưng chắc chắn luận văn sẽ khơng thể tránh khỏi
những thiếu xót. Do vậy học viên mong nhận được sự đóng góp chân thành và quý
báu từ quý thầy cô, các nhà chuyên môn cùng các đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 30 tháng 10 năm 2008

Học viên
Nguyễn Ngọc Văn Thành

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 13 -

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CAD/CAM
1.1 Tổng quan về công nghệ CAD/CAM.
1.1.1. Giới thiệu về CAD/CAM.
Thiết kế và chế tạo có sự tham gia của máy vi tính (CAD/CAM hay
CAO/FAO) thường được trình bày gắn liền với nhau. Thật vậy, hai lĩnh vực ứng
dụng tin học trong ngành cơ khí chế tạo này có nhiều điểm giống nhau bởi
chúng đều dựa trên cùng các chi tiết cơ khí và sử dụng dữ liệu tin học chung: đó là
các nguồn đồ thị hiển thị và dữ liệu quản lý.
Thực tế, CAD và CAM tương ứng với các hoạt động của hai quá trình hỗ trợ
cho phép biến một ý tưởng trừu tượng thành một vật thể thật. Hai q trình này thể
hiện rõ trong cơng việc nghiên cứu và triển khai chế tạo.
Xuất phát từ nhu cầu cho trước, việc nghiên cứu đảm nhận thiết kế một mơ
hình mẫu cho đến khi thể hiện trên bản vẽ biễu diễn chi tiết. Từ bản vẽ chi tiết, việc
triển khai chế tạo đảm nhận lập ra 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, một sự biểu diễn nhiều hình chiếu
khác nhau của một chi tiết cơ khí với các đặc trưng hình học và chức năng. Các
phần mềm CAD là các dụng cụ tin học đặc thù cho việc nghiên cứu và
được chia thành hai loại: Các phần mềm thiết kế và các phần mềm vẽ.
- Kết quả của CAM là cụ thể, đó là chi tiết cơ khí. Trong CAM khơng 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 hoá
đồ gá và dụng cụ cắt nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của chi tiết cơ khí.
Nhằm khai thác các cơng cụ hữu ích, những ứng dụng tin học trong chế tạo
không chỉ hạn chế trong các phần mềm đồ hoạ hiển thị và quản lý mà còn sử dụng

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 14 -

việc lập trình và điều khiển các máy cơng cụ điều khiển số, do vậy địi hỏi khi thực
hiện phải nắm vững các kiến thức về kỹ thuật gia công.
Trong chế tạo, việc sử dụng các dữ liệu tin học phải lưu ý đến nhiều mối quan
hệ ràng buộc. Các ràng buộc này nhiều hơn trong thiết kế. Việc cắt gọt vật liệu trên
một máy công cụ điều khiển số hay một máy công cụ vạn năng thông thường là như
nhau, trong hai trường hợp vật liệu không thay đổi về tính chất.
Trong khi đó các dữ liệu tin học có trong mơi trường cơng nghiệp cũng có
trong các xưởng gia công. Các nguồn dữ liệu này cải thiện kỹ thuật chế
tạo, chuyển đổi phương pháp và dẫn đến thay đổi quan trọng trong các cơng
việc hồn thành khi lập qui trình cơng nghệ cũng như trên vị trí làm việc. Ngồi
cơng việc cho phép điều khiển số các nguyên công gia công, việc thiết lập các dữ
liệu tin học mang lại nhiều sự cải thiện về kết cấu liên quan đến cấu trúc máy và đồ
gá, các phương pháp chế tạo và kiểm tra sản phẩm, thiết kế dụng cụ cắt và các cơ
cấu tự động khác. Mặt khác, các ứng dụng tin học này cũng cho phép khai thác tốt
hơn các khả năng mới của máy và dụng cụ.
Ta phân biệt hai loại dụng cụ tin học trong nghiên cứu thiết kế:

- Các phần mềm vẽ có sự tham gia của máy tính điện tử (Dessin Assisté par
Ordinateur-DAO hay Computer Aided Drawing - CAD).
- Các phần mềm thiết kế có sự tham gia của máy tính điện tử (Conception
Assistée par Ordinateur-CAO hay Computer Aided Design-CAD).
Trong tiếng Anh ta sử dụng từ CAD chung cho cả hai phần mềm này.
Trong triển khai chế tạo ra sản phẩm từ bản vẽ thiết kế, ngày nay có các phần
mềm ứng dụng đó là các phần mềm chế tạo có sự tham gia của máy tính điện tử (
Fabrication Assistée par Ordinateur – FAO hay Computer Aided Manufacturing CAM)
Khi sự tích hợp trên máy tính điện tử cho các hoạt động thiết kế và chế tạo
được thực hiện, tức là khi việc thực hiện có thể trực tiếp dựa vào các dữ liệu số
được tạo ra bởi việc thiết kế, tập hợp các hoạt động đặc trưng của CAD/CAM được

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 15 -

mô tả dưới khái niệm chế tạo được tích hợp bởi máy tính điện tử (Fabrication
Integrée par Ordinateur – FIO hay Computer integrated Manufacturing - CIM).
Do vậy CIM biểu diễn các hoạt động tương ứng với thiết kế, vẽ, chế tạo và
kiểm tra chất lượng của một sản phẩm cơ khí.
1.1.2. 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 qui 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 CIM phải toàn diện và đồng bộ, nghĩa là phải có tồn bộ dữ
liệu liên quan đến quá trình sản xuất, từ khi chuẩn bị, bắt đầu, đến khi kết thúc sản
xuất.
Các thành phần của hệ thống CIM 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 q trình CAD khơng chỉ là cơ sở dữ liệu để thực hiện phân tích kỹ thuật,
lập qui trình chế tạo, gia cơng điều khiển số mà chính là dữ liệu điều khiển thiết bị
sản xuất điều khiển số như các loại máy công cụ, người máy, tay máy công nghiệp
và các thiết bị phụ trợ khác.
Công việc chuẩn bị sản xuất có vai trị quan trọng trong việc hình thành bất kỳ
một sản phẩm cơ khí nào. Cơng việc này bao gồm:

- Chuẩn bị thiết kế (thiết kế kết cấu sản phẩm, các bản vẽ lắp chung của sản
phẩm, các cụm máy.v.v...)
- Chuẩn bị công nghệ (đảm bảo tính năng cơng nghệ của kết cấu, thiết
lập qui trình công nghệ)
- Thiết kế và chế tạo các trang bị cơng nghệ và dụng cụ phụ v.v...
- Kế hoạch hố quá trình sản xuất và chế tạo sản phẩm trong thời gian
yêu cầu.

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 16 -

Hiện nay, qua phân tích tình hình thiết kế ta thấy rằng 90% thời lượng
thiết kế là để tra cứu số liệu cần thiết mà chỉ có 10% thời gian dành cho lao động
sáng tạo và quyết định phương án, do vậy các cơng 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 đó 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 dạng hoạt động: Thiết kế và
Chế tạo.
Tự động hoá thiết kế là dùng các hệ thống và phương tiện tính tốn giúp người
kỹ sư thiết kế, mơ phỏng, phân tích và tối ưu hố các giải pháp thiết kế.
Tự động hố chế tạo là dùng máy tính điện tử để kế hoạch hoá, điều
khiển và kiểm tra các ngun cơng gia cơng.
1.1.3. Vai trị của CAD/CAM trong chu kỳ sản xuất.

Sơ đồ chu kỳ sản xuất thông thường và chu kỳ sản xuất với công nghệ
CAD/CAM được minh hoạ theo hình 1.1 và 1.2:

Hình 1.1 – Sơ đồ chu kỳ sản xuất

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 17 -

Hình 1.2 - Sơ đồ chu kỳ sản xuất khi dùng CAD/CAM
Rõ ràng rằng CAD/CAM chi phối hầu hết các dạng hoạt động và chức
năng của chu kỳ sản xuất. Ở các nhà máy hiện đại, trong công đoạn thiết kế và chế
tạo, kỹ thuật tính tốn ngày càng phát huy tác dụng và là nhu cầu không thể thiếu
được.
1.2. Tình hình ứng dụng và phát triển cơng nghệ CAD/CAM tại Việt Nam.
Công nghệ CAD/CAM/CNC đã trở thành xu hướng phát triển tất yếu của nền
sản xuất hiện đại. Điều đó khơng những giúp cho con người có thể sản xuất ra các
sản phẩm đạt được năng xuất cao, chất lượng tốt kéo theo giá thành hạ, đồng thời
nó cịn thỏa mãn được những u cầu khắt khe về những sản phẩm chuyên dụng,
phức tạp mà với công nghệ gia công truyền thống trên các máy công cụ cắt gọt
trước đây không thể thực hiện được.
Một đất nước phát triển phải được dựa trên nền tảng của một nền cơng nghiệp
phát triển, với vai trị tiên phong, chủ chốt và mũi nhọn của nghành cơ khí. Nhận
thức được xu hướng phát triển và tầm quan trọng của công nghệ hiện đại nói chung,
ứng dụng cơng nghệ CAD/CAM/CNC trong nền sản xuất nói riêng, Đảng và nhà

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 18 -

nước ta từ những năm 90 của thế kỷ trước đã có những hành động cụ thể nhằm tiếp
cận và dần đưa công nghệ CAD/CAM/CNC vào trong sản xuất. Trải qua hơn một
thập niên xây dựng và phát triển, có thể nói cơng nghệ CAD/CAM/CNC đã dần
phát triển, đi vào thực tế sản xuất và mang lại hiệu quả và những lợi ích vốn có của
nó. Góp phần nâng cao năng xuất, tạo ra những sản phẩm chất lượng, đạt độ chính
xác cao, thỏa mãn yêu cầu người sử dụng. Có tác động tích cực trong cơng cuộc
cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, thúc đẩy cho nền cơng nghiệp nói chung và
sản xuất cơ khí nói riêng phát triển sau một thời gian dài khó khăn bởi các nguyên
nhân chủ quan và khách quan.
Truớc đây, thật khó cho một doanh nghiệp có thể sở hữu được hệ thống máy
móc và trang thiết bị hiện đại phục vụ cho sản xuất, bởi ngồi những khó khăn về
vấn đề chi phí nhập khẩu, chi phí bảo dưỡng thiết bị, các doanh nghiệp còn gặp phải
những vấn đề về trình độ vận hành, khai thác quản lý, sử dụng máy móc. Nhưng
ngày nay, có thể thấy được các nhà máy, xí nghiệp đã có thể đầu tư hình thành nên
các trung tâm CAD/CAM hiện đại với số lượng máy móc, trang thiết bị phong phú
về chủng loại, đạt được độ chính xác cao. Việc đầu tư hợp lý có hệ thống với mục
đích và chiến lược rõ ràng đã mang lại nhiều hiệu quả cho doanh nghiệp. Giúp cho
họ ngày càng tự tin hơn trong sản xuất, tiếp thị phân phối sản phẩm và cạnh tranh
với hàng ngoại nhập vốn có ưu thế cao về chất lượng, giá cả cũng như tâm lý sử
dụng của khách hàng.
Không tách rời với xu hướng phát triển đó, lĩnh vực CAD/CAM cũng đi vào
công tác đào tào như là một nhu cầu tất yếu. Các trung tâm đào tạo
CAD/CAM/CNC được mở ra ngày càng nhiều nhằm đạo tạo ra đội ngũ nhân lực kỹ
thuật chất lượng đáp ứng nhu cầu nghiên cứu, thiết kế và sản xuất các sản phẩm cơ

khí trong thời kỳ mới.
Các thành tựu đạt được sau hơn một thập niên xây dựng và phát triển là không
thể phủ nhận. Tuy nhiên cũng phải thừa nhận một điều là công nghệ CAD/CAM
trong nước mới đang ở những bước đầu tiên, tiếp cận dần với trình độ phát triển
mạnh mẽ của công nghệ CAD/CAM trên thế giới. Trên thực tế thì lĩnh vực

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008


- 19 -

CAD/CAM/CNC cũng đang gặp phải những khó khăn đến từ cả những nguyên
nhân chủ quan và khách quan.
Nguyên nhân khách quan thể hiện trước hết ở vấn đề chi phí. Cơng nghệ càng
hiện đại bao nhiêu thì cũng đồng nghĩa với việc phải bỏ ra một chi phí lớn để có thể
sở hữu được nó. Đi kèm với nó là những chi phí về vận hành, bảo dưỡng thiết bị.
Và các cơ sỏ vật chất khác như phòng máy, nhà xưởng… cũng phải đạt tiêu chuẩn
để có thể phục vụ tốt nhất cho quá trình khai thác trang thiết bị. Đây là vấn đề mà
đại đa số các doanh nghiệp nhà nước và tư nhân đang gặp phải.
Thực tế cho thấy, khi vấn đề vốn đã được giải quyết tức là các doanh nghiệp
đã được đầu tư kinh phí từ nhà nước hay các doanh nghiệp tư nhân chủ động bỏ vốn
để trang bị cơ sở vật chất và trang thiết bị máy móc. Thì một câu hỏi lớn được đặt ra
lại là vấn đề: nên sản xuất cái gì, sản xuất cho ai và sản xuất như thế nào? Đây là
vấn đề mà rất nhiều doanh nghiệp đang gặp phải. Việc tìm hướng đi cho một sản
phẩm mới có khả năng cạnh tranh trên thị trường với hàng ngoại nhập trên phương
diện chất lượng và giá cả không phải là vấn đề đơn giản. Bởi lợi thế về vốn, chất
xám, công nghệ cũng như kinh nghiệm trong sản xuất hay khai thác thị trường đang
nằm trong tầm tay của các doanh nghiệp nước ngồi. Sản xuất chính là quá trình tạo

ra những sản phẩm tốt nhằm thỏa mãn yêu cầu của người sử dụng, của thị trường
tiêu dùng. Nhưng ở một mức độ nào đó, có thể nói thị trường tiêu dùng trong nước
nói chung, thị trường tiêu dùng các sản phẩm cơ khí nói riêng vẫn đang chỉ dừng lại
ở mức sử dụng các sản phẩm, các chi tiết đơn giản với chất lượng và độ chính xác
chưa cao, mẫu mã sản phẩm chưa phong phú, đa dạng. Và những sản phẩm đó thì
lại hồn tồn có thể được sản xuất ra trên các máy móc thiết bị cổ điển, chứ không
nhất thiết phải sử dụng trên một hệ CAD/CAM/CNC hiện đại nhưng lại tốn kém.
Khi điều kiện và tâm lý tiêu dùng chỉ dừng lại để thỏa mãn ở mức độ đó, điều này
sẽ gây ra những hạn chế và khó khăn trong việc ứng dụng, phát triển công nghệ cao
trong sản xuất. Không những thế, một vấn đề khác đó là tính đồng bộ trong nền sản
xuất cơ khí. Để tạo ra một sản phẩm có chất lượng thì sản phẩm đó phải được tạo ra
từ các chi tiết chất lượng. Một công ty sản xuất sản phẩm hồn chỉnh thì xung

Nguyễn Ngọc Văn Thành

Luận văn cao học CNCK 2006 - 2008