Nội dung ôn môn CADCAM (25/12/2013)

2013-12-25 11:13

Cho biết CAD/CAM là gì?

Trình bày chức năng của CAD. Ứng dụng của CAD trong ngành chế tạo máy.

Cho biết khả năng của hệ thống CAD phụ thuộc vào gì?  Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng cơ bản nào?

Hãy trình bày quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. Phân tích những hạn chế của quy trình này.

Trình bày quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. Phân tích những ưu điểm của quy trình này.

Trình bày quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). Phân tích những ưu điểm của quy trình này.

Hãy so sánh quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM với quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống.

Hãy trình bày trình tự các bước khi tiến hành gia công trên phần mềm Pro/Engineer. Nêu các dạng công nghệ phay của phần mềm trên.

Hãy cho biết phay thể tích được dùng khi nào? Trình bày các vấn đề cần lưu lý khi phay thể tích.

Hãy so sánh phương pháp phay Volume với các phương pháp phay Pocketing, Profile và Face trong phần mềm Pro/Engineer.

Hãy cho biết phương pháp phay Surface Milling được dùng khi nào? Trình bày các dạng Surface Milling.

Hãy cho biết phương pháp phay Local Milling được dùng khi nào, vì sao? Trình bày các dạng của phay Local Milling.

Hãy cho biết phương pháp phay Trajectoraj Milling là gì? Nêu các trường hợp ứng dụng. Phân tích cách vào và ra dao trong phương pháp phay trên.

Hãy cho biết phương pháp phay Engraving và Plunge được dùng khi nào? Nêu đặc điểm nổi bậc nhất của phương pháp phay Plunge. Trình bày các vấn đề cần lưu ý khi dùng phương pháp phay Engraving.

Hãy cho biết các vấn đề cần lưu ý khi phay Surface Milling kiểu Straight Cut.

1 CAD/CAM là gì?

Là những bộ phần mềm chuyên nghiệp phục vụ thiết kế  /gia công khuôn mẫu có sự hổ trợ của máy tính. 

2. Trình bày chức năng của CAD. Ứng dụng của CAD trong ngành chế tạo máy.

Chức năng

Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) 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 khuôn mẫu, tách khuôn…

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.

ứng dụng

Thiết kế nhanh chóng giảm thời gian so với PP truyền thống.

Dễ dàng chỉnh sửa, độ chính xác thiết kế cao.

Nâng cao hiệu quả quản lý trong thiết kế.

Nâng cao hiệu quả thông tin và dễ dàng hiểu nhau giữa các nhóm.

3. Cho biết khả năng của hệ thống CAD phụ thuộc vào gì?  Ngày nay những bộ phần mềm CAD/CAM chuyên nghiệp phục vụ thiết kế và gia công khuôn mẫu có khả năng thực hiện được các chức năng cơ bản nào?

Phụ thuộc vào từng bộ phần mềm khác nhau: AutoCAD, Inventor, SolidEdge, SolidWorks…

Chức năng cơ bản:

Thiết kế mô phỏng hình học 3 chiều (3D) 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 khuôn mẫu, tách khuôn…

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 các chương trình tính toán thực hiện chức năng phân tích kỹ thuật (CAE): mô phỏng dòng chảy vật liệu, trường áp suất, trường nhiệt độ…

Nội suy hình học, biên dịch các kiểu đường chạy dao chính xác cho công nghệ gia công điểu khiển số.

Giao tiếp dữ liệu theo các dịnh dạng đồ họa chuẩn: DXF, IGES,VDA…

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.

4. Hãy trình bày quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống. Phân tích những hạn chế của quy trình này.

Gồm 4 giai đoạn  phân biệt:

Tạo mẫu sản phẩm.

Lập bản vẽ kỹ thuật

Tạo mẫu chép hình.

Gia công chép hình.

Những hạn chế của quy trình:

Khó đạt được độ chính xác gia công, chủ yếu do quá trình chép hình

Dễ dàng làm sai do nhầm lẫn hay hiểu sai, bởi vì phải sử lý một số lượng lớn dữ liệu.

Năng suất thấp do mẫu được chế tạo theo phương pháp thủ công và quy trình được thực hiện tuần tự

5 Trình bày quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM. Phân tích những ưu điểm của quy trình này.

Phân tích ưu điểm của quy trình này:

Bản vẽ kỹ thuật được tạo từ hệ thống vẽ và tạo bản vẽ với sự giúp đỡ của máy tính.

Tạo mẫu thủ công được thay thế bằng mô hình hóa hình học trực tiếp từ giá trị lấy mẫu 3D.

Mẫu chép hình được thay thế bằng mô hình toán học – mô hình hình học số lưu trữ trong bộ nhớ máy và hiển thị trên màn hình dưới dạng khung lưới.

Gia công chép hình được thay thế bằng gia công điều khiển số (CAM).

Khả năng kiểm tra kích thước trực tiếp và khả năng lựa chọn chế độ gia công thích hợp ( gia công thô, bán tinh và tinh ).

6. Trình bày quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ tích hợp (CIM). Phân tích những ưu điểm của quy trình này.

Phân tích những ưu điểm:

Cho phép thiết lập mô hình học số CGM trực tiếp từ ý tưởng về hình dáng.

Được trợ giúp bởi thiết bị đồ họa mạnh và công nghệ tô màu, tạo bóng hiện đại

Có khả năng thực hiện các chức năng phân tích kỹ thuật ( CAE ); liên kết với các thiết bị tạo mẫu nhanh theo công nghệ tạo hình vật thể; lập qui trình chế tạo (CAPP); Điều khiển quá trình gia công điều khiển số (CAM); lập qui trình lắp ráp; tạo phôi…

7. Hãy so sánh quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ CAD/CAM với quy trình thiết kế gia công tạo hình theo công nghệ truyền thống.

Công nghệ CAD/CAMCông nghệ truyền thống   

Tối ưu hóa trên phần mền máy tínhKhông được tối ưu   

Bản vẽ kỹ thuật được tạo nhờ sự giúp đỡ của máy tínhLàm bằng tay   

Mô hình hóa hình học vật mẫu từ giá trị mẫu 3DTạo mẫu thủ công   

Mô hình hình học số lưu trữ trong bộ nhớ máy và hiển thị trên màn hình dưới dạng khung lướiTạo mẫu chép hình   

Gia công điều khiển số CAMGia công chép hình 

8. Hãy trình bày trình tự các bước khi tiến hành gia công trên phần mềm Pro/Engineer. Nêu các dạng công nghệ phay của phần mềm trên.

Để gia công bạn phải thực hiện hàng loạt các công việc sau:

1. Tạo Manufacturing Model

2. Chọn máy và thiết lập gốc tọa độ cho một nguyên công

3. Chọn bước công nghệ ( chọn NC Sequance)

4. Chọn dụng cụ cắt ( Tools)

5. Chọn chế độ cắt ( Machining Parameters )

6. Chọn mặt Retract

7. Chọn mặt gia công ( Manufaturing Geometry )

8. Mô Phỏng Đường chạy dao( Play Path )

9. Kiểm tra công việc gia công (NC Check)

10. Xuất chương trình NC ( Post Process )

Các dạng phay trên phần mềm:

Volume= phay thể tích

Local Mill = phay các góc còn sót lại từ nguyên công trước

Surface Mill = phay mặt cong.

Face = phay hết mặt phẳng của tôi.

Profile = phay các mặt bên.

Pocketing = phay mặt bên và mặt đáy.

Trajectory = phay theo một quỹ đạo cho trước.

Holemaking  =  gia công lỗ.

Thread = phay ren.

Engraving = khắc chữ.

Plunge = phay thô kiểu khoét.

Roughing = phay thô.

Reroughing = phay thô lại.

Finishing = phay tinh.

9.Hãy cho biết phay thể tích được dùng khi nào? Trình bày các vấn đề cần lưu lý khi phay thể tích. 

Phay thể tích được dùng khi

Bằng phương pháp Volume, một khối vật liệu trong lòng phôi sẽ được cắt theo từng lớp.

Phay volume thường dùng để : 

Phay  khỏa  mặt phôi.

-  Gia công phá vật liệu bao ngoài chi tiết.

-  Gia công phá các rãnh, hốc hoặc các hốc có đảo.

-  Ngoài ra còn có thể  gia công tinh hốc, chọn giá trị PROF_ONLY cho thông số ROUGH_OPTION. 

Những điểu cần lưu ý khi sử dụng phương pháp phay volume :

+ Cần chọn đúng đối tượng gia công

+ Chọn đường kính dao phù hợp với thể tích cần phay 

+ Chú ý mặt phẳng lùi dao , chế độ cắt (  chiều sâu cắt , khoảng cách giữa các đường  chạy dao )

+ Kiểu chạy dạo khi gia công.  

10 Hãy so sánh phương pháp phay Volume với các phương pháp phay Pocketing, Profile và Face trong phần mềm Pro/Engineer.

Phay volumePhay pocketing   

Dùng để phay thể tích, phải luôn tạo mill volumeDùng để phay mặt đáy,chọn luôn mặt đáy hoặc cả mặt đáy với mặt bên chứ không cần tạo mill volume như phay volume. 

Phay profilePhay Face   

Dùng để phay mặt bên, chọn luôn mặt bên chứ k cần tạo volume.Phay mặt trên của phôi, các phương pháp phay volume hay pocket đều phay được nhưng cần một số thủ thuật đê mở rộng vùng chạy dao, còn phay Face thì cần 

11 Hãy cho biết phương pháp phay Surface Milling được dùng khi nào? Trình bày các dạng Surface Milling.

Surface Milling chuyên dùng để gia công mặt cong.

Các dạng surface Milling :

Straight  cut =  cắt theo đường thẳng

From surface isolines = cắt theo đường cách đều biên của mặt cong.

Cut line = cắt theo các đường rãi đều giữa 2 đường giới hạn vùng gia công.

Projected cuts = cắt theo các đường song song cách nhau 1 bước ăn dao ngang tính trên mặt phẳng retract  mà chiếu trên một mặt cong gia công trong phạm vi các contour  ( đường viền ) giới hạn vùng gia công.

12. Hãy cho biết phương pháp phay Local Milling được dùng khi nào, vì sao? Trình bày các dạng của phay Local Milling.

Local milling dùng để phay những phần còn sót lại tại các góc mà các bước gia công cắt trước không thể gia công hết được do đường kính lớn. Luật bất thành văn của phương pháp này là dụng cụ cắt phải có đường kính bé hớn đường kính của các dụng cắt trước

Các kiểu phay trong Local Milling:

Chọn NC Sequence > New Sequence > Local Milling > Done. Xuất hiện menu Local Opt với các tuỳ chọn sau:

Prev NC Seq : Phay phần vật liệu còn sót lại từ bước gia công trước (Volume, Profile, Local Milling).

Corner Edges : phay phần vật liệu còn sót lại các góc nhọn bằng cách chọn cạnh và cho giá trị Corner Offset trong Param Tree.

By Pre Tool : phay phần vật liệu còn sót lại do dụng cụ cắt trước ( phải là dao phay cầu mới có ý nghĩa) có đường kính to hơn phay không hết.

Pencil Tracing : phay kiểu vạnh chỉ tại các góc giữa các mặt được chọn bằng dao phay cầu với một lần đi dao

13 Hãy cho biết phương pháp phay Trajectoraj Milling là gì? Nêu các trường hợp ứng dụng. Phân tích cách vào và ra dao trong phương pháp phay trên.

Trajectory là phay theo một quỹ đạo cho trước. 

Các trường hợp ứng dụng: 

Phay rãnh ở mặt bên hông, phay rãnh cầu, phay rãnh chữ T.

Cách vào ra dao:  Từ mặt retract dao đi xuống và đi theo quỹ đạo. Chính vì vậy mà trong quá trình đi xuống dao sẽ ăn vào vật liệu làm giảm tuổi thọ của dao. Để tránh trường hợp này xảy ra ta sẽ cho dao đi xuống từ ngoài rồi sau đó dao mới ăn theo quỹ đạo bằng cách mở rộng quỹ đạo chạy dao.

( Chọn ends từ menu int cut > start> specify > done kích chuột ở ngoài để chỉ ra khoảng thêm ở đầu  quỹ đạo. Sau đó chọn Ext length( giá trị đoạn kéo dài) nhập số lớn hơn bán kính dao cho quá trình dao xuống sẽ được an toàn. ) 

14 Hãy cho biết phương pháp phay Engraving và Plunge được dùng khi nào? Nêu đặc điểm nổi bậc nhất của phương pháp phay Plunge. Trình bày các vấn đề cần lưu ý khi dùng phương pháp phay Engraving.

Hãy cho biết pp phay Engraving và Plunge được dùng khi nào ?

Lệnh Engraving dùng để gia công các phần tử trang trí trên chi tiết thí dụ như khắc chữ, tạo các hoa văn, có thể thực hiện các kiểu hoa văn phức tạp.

Lệnh Plunge dùng khi cần phay thô nhanh và bóc lượng phoi nhiều, dày.

Nêu đặc điểm nổi bật của pp phay Plunge ?

Lệnh Plunge là phương pháp phay khoét theo phương thẳng đứng từng mãng vật liệu. Phương pháp này cho phép phay phá nhanh hơn các phương pháp khác vì khi ăn theo phương thẳng đứng thì độ cứng vững của dao tốt hơn, lấy phoi đi bằng mặt bên của dao nên sự tiếp xúc giữa dao và chi tiết lớn cho phép bóc được nhiều phoi hơn.

Những vấn đề lưu ý khi sử dụng lệnh phay Engraving  ?

Khi sử dụng lệnh Phay Engraving cần chú ý đường kính mủi dao vì đường nét phay của chi tiết đúng bằng với đường kính mủi dao.

Trong phần mềm ProE để tạo hoa văn, hay khắc chữ thì ta phải tạo phần tử  Grove, khi vẽ trên mặt cong thì chú ý tạo hoa văn hay chữ thì ta tạo trên một mặt phẳng gần mặt cong sau đó dùng các lệnh Wrap để di chuyển xuống mặt cong. 

15 Hãy cho biết các vấn đề cần lưu ý khi phay Surface Milling kiểu Straight Cut.

Với Straight cut, hệ thống yêu cầu bạn chỉ ra góc chạy dao, có 3 lựa chọn:

- Relative to X-Axis: song song một góc với trục X

- By surface: song song với mặt phẳng

- By Edge: song song với một cạnh thẳng

Có 2 kiểu quét dao được dùng trong Straight cut là type_1 và type _3:

- Type 1 : nếu mặt gia công có vùng trống, dao sẽ đi qua vùng trống, không nhấc dao lên mặt phẳng Retract( nếu vùng trống có đồ gá dao sẽ ăn vào đồ gá, rất nguy hiểm )

- Type 3 : dao sẽ phay từng đám rồi nhấc lên mặt phẳng retract trước khi chuyển tới vùng khác để gia công

Nếu có đồ gá kẹp vào vùng trống của mặt phẳng cần gia công, nên chọn kiểu quét dao Type 3