- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Tiểu luận THIẾT KẾ SẢN PHẨM KHUÔN MẪU VỚI SOLIDWORKS 2004 Giảng viên hướng dẫn: T.S LÊ THANH ĐẠI Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THANH NHẬT 10299941 ĐẶNG PHƯƠNG THANH 10051771 ÔNG VĂN MINH TRÍ 10066931 LÊ THỊ PHƯƠNG THÚY 10080251 Lớp: DHHC6B Khoá TP. - Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC Tiểu luận THIẾT KẾ SẢN PHẨM KHUÔN MẪU VỚI SOLIDWORKS 2004 Giảng viên hướng dẫn: T.S LÊ THANH ĐẠI Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THANH NHẬT 10299941 ĐẶNG PHƯƠNG THANH 10051771 ÔNG VĂN MINH TRÍ 10066931 LÊ THỊ PHƯƠNG THÚY 10080251 Lớp: DHHC6B Khoá TP. - 3 THIẾT KẾ SẢN PHẨM KHUÔN MẪU VỚI SOLIDWORKS 2014. - Tạo một chi tiết đơn giản. - 23 2 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 15.1 Các hình vẽ và mặt cắt của chi tiết. - 9 Hình 15.2 : Màn hình khởi động SolidWorks. - 10 Hình 15.3 Giao diện trang SolidWorks 2014. - 11 Hình 15.4 Vẽ khung. - 13 Hình 15.5 Kích thước khung vẽ. - 14 Hình 15.6 Vẽ đường tròn. - 14 Hình 15.7 Thêm hình chữ nhật. - 15 Hình 15.8 Vẽ các đối tượng đối xứng. - 15 Hình 15.9 Hoàn thành ống rót và đầu ngọt. - 16 Hình 15.10 Vẽ khối lập phương. - 16 Hình 15.11 Các của sổ thanh công cụ. - 17 Hình 15.12 Gắp các chi tiết lên bản vẽ chủ. - 18 Hình 15.13 Component Properties \ color\ Advanced. - 18 Hình 15.14 cửa sổ advanced Properties. - 19 Hình 15.15. - 19 Hình 15.16 mô là kết quả thực hiện các thao tác trên. - 20 Hình 15.17 Hộp thoại Cavity. - 20 Hình 15.18 Phân chia phần khuân. - 21 Hình 15.19 Khuân hoàn chỉnh. - 22 Hình 15.20 Thiết kế khuôn với 4 góc trượt. - 23 Hình 15.21 Hai khuôn âm để sản xuất kính đồng hồ 52mm. - 24 Hình 15.22 Qui trình trãi ra cho những chi tiết có dạng tấm. - 25 Hình 15.23 Stewart platform với 597 chi tiết. - 27 Hình 15.24 Card Viewer. - 28 3 Chương 15 THIẾT KẾ SẢN PHẨM KHUÔN MẪU VỚI SOLIDWORKS 2014 I. - Giới thiệu tổng quan SolidWorks 2014 Phụ vụ thiết kế khuôn mẫu nhựa và thiết kế sản phẩm ngành nhựa Phần mềm chuẩn trong hàng ngũ phần mền thiết kế cơ khí 3D Bạn sẽ thiết kế nhanh khi dùng một tiên trình tuy có hiệu suất không ai địch nổi nhưng lại có cách sử dụng đơn giản nhất với giao diện kiểu Windows. - Với solidworkss thông tin thiết kế có thể được hiểu chỉnh và quan hệ giữa các chi tiết, bộ phận lắp ráp cũng như bản vẽ luôn ở trạng thái cập nhật. - Phân tích thiết kế. - Việc phân tích thiết kế trở nên dễ dàng với COSMOSXpressTM. - Đây là công cụ thích hợp suy nhất trên thị trường cho việc thử nghiệm các thiết kế chi tiết một cách nhanh chóng dễ dàng trong một hệ thiết kế cơ khí 3D. - Các công cụ thiết kế chuyên ngành cài sẵn. - Người sử dụng Solidworks 2014 có cơ hội tận dụng ưu thế của một lọa các cải tiến thiết kế khuôn, bao gồm khả năng tạo khuôn âm và khuôn dương tự động. - Công việc thiết kế hàng tiêu dùng sẽ được tăng tốc với các công cụ nâng cao, giúp bạn xử lý các bề mặt một cách dễ dàng. - Solidworks mang lại ích lợi cho người sử dụng qua một tổ hợp phong phú các thiết kế cấu trúc hàn và công cụ tạo tư liệu, cung cấp một độ năng động và dễ sử dụng vượt trội. - Trảo đổi dữ liệu thiết kế. - SolidWorks mang lại cho bạn cơ hội hưởng thụ những khả năng giao tiếp thiết kế vượt trội bao gồm eDrawings, công cụ giao tiếp đầu tiêm hỗ trợ e-Mail, tạo sự đơn giản vượt bậc trong việc chia sẻ thông tin thiết kế 2D và 3D qua mạng Internet, đồng thời hỗ trợ cho các cấu hình bao gồm nhiều chi tiết và bộ phận lắp ráp. - SolidWorks tiết kiệm thời gian thiết kế cho bạn bằng 3D Content Central SM, nguồn tài nguyên web tích hợp đầu tiên và duy nhất hỗ trợ người sử dụng các hệ 3D CAD với quyền truy xuất các thành phần làm sẵn qua các catalog trực tuyến hàng dầu. - Tính năng này giúp bạn đơn giản hóa việc sử dụng thiết kế nhiều lần và trùng lặp, bằng cách tạo ra một loạt biến thế của chi tiết hay bộ phận lắp ráp và lưu trữ chúng trong duy nhất một văn bản. - Thiết kế bộ phận lắp ráp. - SolidWorks giúp bạn dễ dàng thiết kế và chỉnh sửa từng thành phần trong bộ phận lắp ráp. - Bạn có thể truy xuất trực tiếp các thành phần khác và giữ nguyên các mối quan hệ khi tạo các chi tiết mới. - SolidWorks cho bạn làm việc với các bộ phận lắp ráp mà không cần phải nạp toàn bộ các thành phần của nó vào bộ nhớ trong, đồng thời mang lại cho bạn một sức mạnh xử lý chưa bao giờ có, kể cả đối với những bộ phận lắp ráp với trên 10,000 chi tiết. - SolidWorks thể hiện các chuyển động thực và các tác động giữa các thành phần khối, giúp bạn né kiểm tra và phát hiện các xung đột trong thiết kế. - SolidWorks giúp bạn thiết kế nhanh hơn với các thành phần chiếu gương (đối xứng. - cung cấp khả năng tạo chi tiết và bộ phận lắp mới dựa trên tính đối xứng của thiết kế sẵn có. - SolidWorks giúp bạn tiết kiệm thời gian khi thiết kế bộ phận lắp ráp với các nói kết thông minh, được tự động đưa vào các vị trí thích hợp. - Chi tiết hóa. - Các bản vẽ mang tính nối kết hoàn toàn – bản vẽ cũng như danh sách nguyên vật liệu sẽ được cập nhật tự động mỗi lần bạn chỉnh sửa chi tiết hay bộ phận lắp ráp. - 6 Thiết kế chi tiết. - SolidWorks 2014 cung cấp các khả năng tạo mô hình chi tiết hướng thành phần có một không hai. - Công việc thiết kế trở nên dễ dàng hơn hẳn với các tính năng đùn xuất, xoay tròn tạo vỏ mỏng, tạo vỏ cao cấp, tạo tổ hượp thành phần theo bố cục, tạo lỗ. - Tăng tốc độ thiết kế với các tính năng xuất sắc kiểm soát lớp thành phần đối với các thiết kế có nhiều thân (multiple bodies. - Thực hiện các thay đổi thiết kế trong thời gian thực với kỹ thuật hiệu chỉng kéo – và – thả đối với các thành phần và đường sơ phác. - SoildWorks 2014 có một hệ thống trợ giúp HTML, với đầy đủ mội siêu nối kết và hoạt hình (animation), hướng dẫn trực tuyến, một bộ thiết kế với lời hướng dẫn và một tiểu từ điển. - 1 GB haowjc hơn cho các bộ phận lắp ráp có trên 1000 chi tiết. - Lợi ích SolidWorks đối với doanh nghiệp nhìn từ hướng nhà quản trị Tạo môi trường thiết kế tự động ba chiều không gian, hướng tham số, hướng thành phần Thư viện chi tiết chuẩn, hỗ trợ việc lắp ráp tự động. - So sánh hai phiên bản của cùng một mô hình, tìm sự khác biệt để sửa chữa, tối ưu hóa thiết kế. - Phân tích thiết kế theo khía cạnh lực ép, nhiệt độ nhựa trong quá trình phun vào khuôn, giúp tiết kiệm nguyên vật liệu, tiết kiệm chi phí làm nguyên mẫu (Prôtotype. - Công cụ giao tiếp thiết kế hiệu quả : trao đổi mô hình thiết kế qua e-,ail – tạo ảnh như thực cho quảng cáo – Tạo phim hoạt hình làm tài liệu – Nhanh chóng tạo web Site về mô hình thiết kế. - Tăng chất lượng và năng suất thiết kế, rút ngắn chu kỳ thiết kế và chu kỳ sản xuất. - Giảm thiểu chi phí tạo nguyên mẫu, tối ưu hóa thiết kế. - Truy cập catalog trực tuyến gồm hàng trăm triệu chi tiết làm sẵn của các nhà cung cấp component. - Tạo một chi tiết đơn giản Bài học thứ nhất sẽ dần bạn đi qua quá trình tạo mô hình SolidWorks đầu tiên. - Cuối bài này bạn sẽ tạo được chi tiết đơn giản sau đây : Hình 15.1 Các hình vẽ và mặt cắt của chi tiết Nội dung bài học này bao gồm. - Hiển thị một mặt cắt của chi tiết 10 Tạo một tập tin chứa một bộ phận mới (Part Document) Bạn bắt đầu bài học này bằng cách mở ra một tập tin mới để chứa thành phần mới: Bước 1: Tìm đến thanh công cụ chuẩn, nhấn nút lệnh New hoặc chọn lệnh File/New từ menu chính. - Hình 15.2 : Màn hình khởi động SolidWorks Bước 2: nhấn chọn mục Part, sau đó nhấn nút lệnh OK 11 Một cửa sổ của tập tin chứa bộ phận máy mà ta định thiết kế sẽ mở ra, trông như sau: Thanh Standard View Thanh công cụ Sketch tool Cây thư mục quản lý các thuộc tính của đối tượng thiết kế Vùng toại độ Gốc tọa độ Status bar Hình 15.3 Giao diện trang SolidWorks 2014 12 Vẽ phác họa một hình chữ nhật Thành phần căn bản của chi tiết bộ phận máy mà chúng ta tạo trong bài này là một hộp lập phương, có được do kết quả của tính năng đùn xuất (rextruded) từ một đường phác họa hình chữ nhật. - 1.1.1 Tạo mẫu lõi CD Mở một Sketch tạo một bản phác thảo có kích thước như ở hình 15.4 Hình 15.4 Vẽ khung 14 Sau đó kích hoạt lệnh Extruded Boss/Base, đặt các thuộc tính như ở hình 15.5 Hình 15.5 Kích thước khung vẽ Trên mặt bên mở một Sketch và vẽ một đường tròn, sau đó Extruded Boss/Base như hình 15.6 dưới đây. - Hình 15.6 Vẽ đường tròn 15 - Trở về mặt bên của hình 15.6a vẽ hình chữ nhật sau đó Extruded Boss/Base Hình 15.7 Thêm hình chữ nhật Kích hoạt lệnh Mirror Feature trên cây thư mục Part ở bên trái màn hình chọn Boss-Extrude 2, Boss-Extrude 3, Boss-Extrude 6 để làm các đối tựợng lấy đối xứng, sau đó chọn mặt đối xứng là mặt Front hình 15.8 dưới đây sẽ minh họa. - Hình 15.8 Vẽ các đối tượng đối xứng. - 16 Tạo ống dót trên mặt bên của trụ tròn vẽ một đường tròn sau đó Extruded Boss/Base như ở hình 15.9a tương tự như vậy tạo các ống rót và đậu ngót ở hình 15.9b a b Hình 15.9 Hoàn thành ống rót và đầu ngọt 1.1.2 Tạo hòm khuân Tạo hòm khuân là khối lập phương có kích thước như ở hình 15.10 Hình 15.10 Vẽ khối lập phương 1.1.3 Quá trình tạo hòm khuân Bước 1: Mở một Assembly sau đó mở cùng lúc các chi tiết khuân và lõi trên đây Bước 2: Hiển thị các bản vẽ trên màn hình chọn Window\ Tile Horizontally 17 \hoặc Tile Vertically để các cửa sổ hiện theo chiều ngang hay dọc lúc này cả ba cửa sổ được hiện ra như minh họa hình 15.11 dưới đây. - Hình 15.11 Các của sổ thanh công cụ Bước 4: Dùng chuột gắp các chi tiết vỏ hộp và lõi sang bản vẽ Assembly hoặc gắp các chi tiết từ các Part trên cây thư mục quản lý bản vẽ Part ta có hình 15.12: 18 Hình 15.12 Gắp các chi tiết lên bản vẽ chủ Bước 5: Làm trong vỏ khuân kích chuột vào Part 43 (tên của chi tiết vỏ khuân) trên cây thư mục kích chuột phải menu phụ hiện ra chọn Component Properties \ color\ Advanced hình 15.13 sẽ minh họa khi đó menu Advanced Properties hiện ra trên đó kéo các thanh trượt từ vị trí mặc định về trạng thái như hình 15.13 (ý nghĩa của các thanh trượt sẽ được giải thích ở cuối chương) khi đó ta được hình 15.14: Hình 15.13 Component Properties \ color\ Advanced 19 Hình 15.14 cửa sổ advanced Properties Hình 15.15 Bứớc 6: Gép khuân + Kích hoạt lệnh Mateđể đặt mặt trên của ống dót trùng với mặt trên của khuân và đặt mặt right của khuân trùng với mặt khuân của lõi, mặt Top của khuân trùng với mặt Top của lõi. - Hình 15.16 sẽ minh họa lệnh trên. - 20 Hình 15.16 mô là kết quả thực hiện các thao tác trên. - Bước 7: Tạo lòng khuân từ lõi + Kích chuột chọn vỏ hộp sau đó kích hoạt lệnh Edit part khi đó trên cây thư mục quản lý cũng như chi tiết Part vỏ đều có màu hồng. - Kích chuột chọn chi tiết lõi trên cây quản lý thư mục (Feature Manager Design tree) sau đó chọn lẹnh Cavity để tạo khoảng rỗng theo lõi mẫu. - Hình 15.17 hộp thoại Cavity. - Hình 15.17 Hộp thoại Cavity 21 Sau khi kết thúc muốn xem hình rỗng bên trong ta đặt chế độ Hidden in Gray để xem các lưới cắt bên trong. - Hình 15.19 sẽ minh họa các thao tác trên. - Hình 15.18 Phân chia phần khuân 22 Sau khi cắt ta có hai phần khuân dưới hình 15.19 Hình 15.19 Khuân hoàn chỉnh 23 II. - Ví dụ khách hàng ngành khuôn sử dụng SolidWorks Hãng Southern California Plastic – U.S.A Thách thức: Southern California Plastic muốn có khả năng thiết kế các khuôn phun nhựa trong một môi trường tham số hóa. - Chúng tôi cần một gói phần mềm thiết kế cho phép hỗ trợ phòng CAD/CAM, cung cấp các thông tin để tạo các công cụ chính xác trong thời gian ngắn. - Hình 15.20 Thiết kế khuôn với 4 góc trượt Giải thích: SolidWorks cho phép chúng tôi thiết kế khuôn phun nhựa với các hình học phức tạp và rắc rối. - Giảm 50% thời gian phát triểm Hạ 50% chi phí phát triển Giảm thiểu 60% lỗi thiết kế Tăng 30% thị phần “Với SolidWorks chúng tôi thiết kế một bộ phận lắp ráp gồm 8 thành phần và khuôn chỉ trong 4 ngày” Hãng Zzorco Consulting – U.S.A Thách thức: Zzorco Consulting, Inc. - tác vụ khó khăn nhất của chúng tôi là nối kết thiết kế với các chương trình tạo công cụ Mastercam, SURFCAM và TekSoft. - Hình 15.21 Hai khuôn âm để sản xuất kính đồng hồ 52mm Giải pháp: Chúng tôi so sánh SolidWorks với AutoCAD, CADKEY, Solid Edge, Turbo- Cad Pro và Bod-Cad. - Các khuôn được thiết kế và tạo dựng còn nhanh hơn cả mong đợi. - Hình 15.22 Qui trình trãi ra cho những chi tiết có dạng tấm Tóm tắt và dữ liệu. - Giảm 15 đến 20% tổng số lỗi thiết kế 26 Giảm khoảng 30% chi phí phát triển Loại trừ 15 đến 20% dạng lỗi thiết kế “SolidWorks có nghĩa là ít lỗi hơn trong giai đoạn sản xuất” Rui Pinheiro, Design Eng. - Vì thiết kế 3D trong không gian 2D luôn là quy trình phức tạp nên chúng tôi quyết định xem xét SolidWorks và các sản phẩm mềm tạo mô hình khối khác, kể cả Solid Egde và Pro/ENGINEER. - Chúng tôi sử dụng cả phần mềm COSMOS. - 27 Hình 15.23 Stewart platform với 597 chi tiết Tóm tắt và dữ liệu. - Tạo thiết kế đúng đắn ngay trong lần đầu. - Khả năng này cho phép truyền suôn sẻ các tập tin thiết kế bề mặt đã hoàn thành sang cho bộ phận chế tạo, nơi chuyển đổi tập sang phần mềm Mastercam. - Kể từ khi bắt đầu sử dụng SolidWorks, bộ phận kỹ thuật chúng tôi đã giảm thiểu chừng 35% thời gain thiết kế công cụ, và con số này đang ngày một tăng lên cùng 28 tiến trình làm quen với SolidWorks của chúng tôi. - Hình 15.24 Card Viewer Tóm tắt và dữ liệu. - Giảm 35% thời gian thiết kế công cụ Giảm thời gian tạo lập quy trình sản xuất mới đồng thời nângc ao chất lượng sản phẩm “Kể từ khi bắt đầu sử dụng SolidWorks, bộ phận kỹ thuật chúng tôi đã giảm thiểu chừng 35% thời gain thiết kế công cụ, và con số này đang ngày một tăng lên” Gronald A Puchebner