Báo cáo bài tập lớn gia công con rùa 3d trên NX 11

Giới thiệu tổng quan về Unigraphics NX

 Unigraphics NX được phát triển bởi Siemens PLM Software của tập đoàn Siemen

Unigraphics NX6 là một giải pháp toàn diện cho CAD/CAM/CAE, cung cấp tính linh hoạt, tối ưu và đồng bộ Phần mềm này giúp doanh nghiệp giải quyết hiệu quả các thách thức phức tạp trong lĩnh vực thiết kế và sản xuất.

NX cung cấp giải pháp thiết kế, mô phỏng và lập trình gia công cho nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất hàng gia dụng như balo và giày dép, máy công cụ, ôtô, xe máy, đóng tàu, cũng như ngành hàng không và công nghệ vũ trụ Nhờ vào tính linh hoạt và đồng bộ trong giải pháp của mình, NX được các tập đoàn lớn như Boeing, Suzuki, Nissan và NASA tin dùng.

Unigraphics NX hiện đang chiếm lĩnh thị trường CAD/CAM tại Nhật Bản, Đức, Mỹ và Ấn Độ với 51 triệu giấy phép đã được phát hành cho hơn 51.000 khách hàng toàn cầu Phần mềm này không chỉ vượt trội về công nghệ mà còn về số lượng giấy phép phát hành, mang lại lợi thế lớn cho những ai thành thạo nó khi tìm kiếm cơ hội làm việc tại các tập đoàn lớn Sự đầu tư mạnh mẽ từ các công ty Mỹ và Nhật Bản vào Việt Nam sẽ thúc đẩy thị phần của NX, cũng như tăng số lượng giấy phép NX được phát hành tại Việt Nam trong thời gian tới.

Thiết kế mô hình 3D trong Solid và Surface cho phép người thiết kế linh hoạt sử dụng các yếu tố có sẵn trong bản vẽ mà không cần phải có sketch, từ đó tự động tạo ra mối quan hệ thiết kế Việc kết hợp giữa Solid và Surface giúp tạo ra các chi tiết phức tạp một cách nhanh chóng và hiệu quả hơn.

Shape Studio là một bộ công cụ mô hình hóa bề mặt và phân tích bề mặt, giúp tạo ra các kiểu dáng và bề mặt phức tạp trong ngành công nghiệp Khi kết hợp với bộ công cụ Body Design cho thiết kế vỏ xe hơi và General Packaging nhằm tối ưu hóa không gian lái cũng như góc quan sát cho người lái, Shape Studio trở thành một bộ công cụ thiết kế xe hơi hoàn hảo.

3 Sheet Metal bao gồm 3 modul: NX Sheet Matal Earospace Sheet Metal và

Forming/Flatting Đều là thiết kế tấm nhưng mổi mudul lại cho một úng dụng trong từng lĩnh vực chuyên biệt:

4 Assembly: lắp ráp, kiểm tra

5 Synchronous modeling: Bộ công cụ giúp hiệu chỉnh, thay đổi kích thước, kết cấu body…

6 Drafting và PMI: in bản vẽ 2D

8 Routing Electrical: Thiết kế mạch điện

9 PCB.Xchange: Thiết kế khối mô hình bo mạch CPu

10 Routing Mechanical : Thiết kế đường ống cơ khí

12 Mold Wizard: Thiết kế khuôn ép nhựa tích hợp bộ công cụ Mold Zizard bao gồm các thư viện, công cụ nâng cao hổ trợ thiết kế

13 Progressive Die Wizard: Thiết kế khuôn dập, dập liên hợp

14 NX Human: Tạo mô hình cơ thể người, hỗ trợ mô phỏng xe hơi…

15 Weld Assistant: công nghệ hàn, hổ trợ tính toán thiết kế mối hàn

16 Ship Design: thiết kế tàu

Mô phỏng 3D trên NX

Yêu cầu đề bài

 Vẽ con rùa trên phần mền NX

 Thực hiện trên phôi có kích thướt 100×100

 Yêu cầu sau khi thiết kế, có thể gia công được trên máy CNC 3 trục

Hình 2.1 Mô phỏng con rùa bằng NX11

Các bước mô phỏng con Rùa trên phần mềm NX 11

Bước 1: Tìm hình vẽ 2D hình con rùa Gồm 3 hình chiếu

Hình chiếu ĐỨNG Hình chiếu CẠNH

Chèn 3 hình chiếu vào các mặt phẳng tương ứng như trong hình

Dùng lệnh : Menu>Insert > Datum-Point> Raster Image

Hộp thoại Raster Image xuất hiện Chọn các mặt phẳng với các hình chiếu tương ứng

Bước 3: Vẽ Sketch trên hình chiếu BẰNG của Con Rùa

Dùng lệnh Studio spline để vẽ đường viền con rùa trên hình chiếu bằng

Menu>Insert > sketch curve > Studio Spline

Tương tự bước 3 sẽ dựng Sketch, vẽ đường viền các chân rùa Chú ý cần vẽ đường đỉnh nhô

10 lên của hình chiếu đứng ( đường ở giữa các chi)

Dùng lệnh Mirror curve để tạo 2 chân đối xứng còn lại:

Menu >Insert > Delived curve > Mirror

Hộp thoại Mirror curve xuất hiện Chọn 2 chi rùa tại mục Select curve Sau đó chọn mặt đối xứng

Quay sang hình chiếu cạnh Tương tự Bước 3 Vẽ các đường viền trên hình chiếu này bằng lệnh Studio spline

Menu>Insert > sketch curve > Studio Spline

Dùng Through curve mesh tạo bề mặt cho hình

Menu > Insert > Mesh Surface > Through Curve Mesh

12 Hình ảnh con rùa sau khi tạo xong bề mặt

Bước 8: Tạo 1 mặt phẳng và Sketch hoa văn mai rùa

Dùng Project Curve vẽ hoa văn lên mai rùa

Menu > Insert > Derived Curve > Project

Sơ lược các bước vẽ 3D máy HAAS CNC 3 trục

Vẽ bàn máy

- Chọn Sketch, vẽ hình chứ nhật bằng lệnh Rectangle (R) với kích thước như sau

Hình 1.1: Vẽ sketch các kích thước bàn máy

- Sau đó Finish Sketch trên thanh công cụ (nháy chuột phải  chọn Finish Sketch) b Bước 2: Dựng khối (3D), dung lệnh Extrude (X)

- Chọn hình chiếu vừa mới vẽ (bấm phím tắt X  nhập chiều cao như hình  Apply 

OK) c Bước 3: vẽ rãnh chữ T bằng lệnh Extrude (X)

- Vẽ hình dạng rãnh chữ T với kích thước như hình

- Bấm phím tắt X trên bàn phím, chọn mặt phẳng cần Extrude

- Sau đó chọn lệnh Quick Trim (T) chọn những đường cần xóa

- Bấm phím X trên bàn phím, hộp thoại Extrude xuất hiện

15 Hình 1.2: Thay đổi thông số trên bảng Extrude

Vẽ đầu máy

- Chọn Sketch, vẽ hình ụ dao với kích thước như hình bằng lệnh Line với kích thước như hình vẽ

Hình 2.1 Vẽ 2D kích thước đầu máy

- Sử dụng lệnh Mirror để tạo hình như hình vẽ

- sử dụng lệnh Extrude (X) để tạo khối

Hình 2.3 Ảnh 3D Đầu máy hoàn chỉnh

**By Consform : Touch: giao nhau

Infer Center/Axis: đồng tâm

Các chi tiết còn lại lắp lắp theo thứ tự file

 Lắp ráp xong giống như hình sau

Hình 3 Ví dụ hoàn thiện lắp ráp

1 Sau khi lắp ráp xong vào Appllication – Motion

2 Nhấn Solution để tạo mô phỏng chuyên động, mục Solution type Chọn Articulation Do trong đây chúng ta không xét đến trọng lực nên ta chỉnh Gravitational Constant = 0

3 Nhấn chuột phải vào máy chọn New Simulation

4 Nhấn Link rồi chọn chi tiết tham gia chuyển động rồi nhấn ok, làm lần lượt đến khi khai báo hết các chi tiết

5 Tương tự với các chi tiết khác ta sẽ được bảng như sau

Hình 8 Kết quả khi Link các chi tiết chuyển động

6 Nhấn Joint để chọn kiểu chuyển động do chi tiết đầu không chuyển động mà có chi tiết trượt trên nó nên ta chọn Fixed (Cố định)

Hình 9 chọn Fixed để cố định vị trí chi tiết

7 Chi tiết thứ hai ta chọn slide(Trượt)

Hình 10 Chọn loại chuyển động

8 Mục Driver Chọn Articulation rồi nhần Ok

Gia Công CNC Con Rùa

Tạo dao diện

Chọn Application, nhấp chuột trái vào Manufactoring

Tại đây, ta cần quan tâm các tinh chỉnh sau Creat Tool, Creat Geometry, Creat Method và Creat Operation: a) Creat Tool: b) Creat Geometry: c) Creat Method: d) Creat Operation:

Chọn gốc tọa độ và workpiece

a) Chọn gốc tọa độ Geometry

B1: Chọn gốc tọa độ gồm chọn type là mill_contour vì CNC theo 3 trục rồi đặt tên cho hệ tọa độ ở mục Name

B2: Hộp MSC hiện ra, ta cần điều chỉnh gốc tọa độ sao cho phù hợp, hoặc là đặt tại gốc phôi, hoặc đặt tại tâm object b) Chọn Workpiece

B1: Chọn không gian làm việc Workpiece, chọn type là mill_contour, và đặt tên cho

B2: Hộp thoại Workpiece hiện ra, ta cần quan tâm, hiệu chỉnh 2 mục Specify Part và

B3: Chọn Part, tức chọn đối tượng gia công

27 B4: Chọn Blank, tức chọn phôi

B5: Chọn Vật liệu làm phôi

Chọn dao, Creat Tool

a) Nhấp vào Creat Tool b) Tinh chỉnh trên hộp thoại Creat Tool

Để thay đổi thông số dao, bạn chỉ cần nhấp OK Nếu cần chỉnh sửa các thông số của dao đã tạo, hãy vào Machine Tool View, nhấp chuột phải vào dao và chọn Edit.

Chọn Method, phương pháp gia công

a) Nhấp chuột trái vào Creat Method, và quan sát các phương pháp gia công đã tạo tại

Machining Method View b) Hộp thoại Create Method xuất hiện Chọn Method Subtype, thay đổi Location rồi nhấp OK

Create Operation, chọn chương trình gia công

 + Cavity Milling: được dùng trong phay thô bao gồm gia công mặt và các đường bao hình học Có nhiều ưu điểm :

 Tự động tính toán và tối ưu các lớp cắt

 Dễ dàng thay đổi lượng xuống dao cho từng lớp cắt khác nhau

 Đa dạng các phương án chạy dao

 + Plunge Milling: gia công thô như Cavity Milling nhưng khác ở chỗ sau khi cắt hết

1 lớp thì dao cắm thẳng xuống ( thường dùng để phay nhựa)

 + Corner rough: dùng để phay thô các góc có bán kính lớn

Chọn chế độ cắt Cavity Mill, vì để phay phá với lượng lớn phôi

B1: Operation Subtype, chọn loại gia công sao cho phù hợp với việc phay Thô

32 B2: Điều chỉnh mục Cut Level

B3: Điều chỉnh Cutting Parameters, chế độ tiến dao

33 B4: Điều chỉnh Strategy (Chiến lược chạy dao) trong Cutting Parameters

B5: Điều chỉnh Stock ( lượng dư) trong Parameters

34 B6: Điều chỉnh Corner ( Chuyển giữa các lớp cắt) trong Cutting Parameters

35 B7: Điều chỉnh Feeds and Speeds ( Tốc độ trục chính và lượng tiến dao)

B8: Nhấp Generate để mô phỏng đường chạy dao, rồi nhấp OK

37 b) Phay bán tinh chọn chế độ: chọn Fixed-Contour vì khả năng phân bố điểm, đa dạng phương án điều khiển, giúp nâng cao chất lượng bề mặt

B1: Chọn Fixed-contour và hiệu chỉnh theo phương pháp phay Bán Tinh

B2: Thay đổi 1 vài thông số chính, còn lại, giống cách thay đổi thông số của Cavity Mill kết quả:

38 c) Phay tinh chọn chế độ: chọn Zlevel vì khả năng phay Tinh trên các bề mặt dốc, VD như mai rùa

B1: Chọn Zlevle Profile, thay đổi thông số theo pp phay Tinh

39 B2: Thay đổi thông số chính, còn lại cách tinh chỉnh như các pp khác

Xuất file NC

a) Nhấp vào Workpiece, rồi chọn Post Process

42 b) Chọn Mill_3_Axis c) Save file information dưới dạng txt

Các bước ráp máy HAAS đã vẽ vào thư viện- machine tool builder

Cách làm của machine tool builder

Bước 1: Vào File  chọn All Applications  Chọn Machine tool builder

Bước 2: Bấm vào biểu tượng ở thanh công cụ, Bấm chọn phải vào NO_NAME(sửa thành tên máy)  chọn Insert  Chọn machine Base Component

Bước 3: Ở hộp thư thoại Create Machine Component, ở mục Geometry  chọn chi tiết không chuyển động và chọn tọa độ góc của chi tiết  Ok

Bước 4: Ở mục MACHINE _BASE chuột phải chọn Insert  chọn Machine

ComponentĐặt tên chi tiết là Z, chọn nhưng chi tiết chuyển động và góc tọa độ OK

Bước 5: Chuột phải vào Z  chọn Insert  Axis Đặt tên và chiều chuyển động của động của chi tiết  OK

Bước 6: Chuột phải vào Z chọn Insert  Chọn Machine Component  Đặt tên chi tiết là

S, Chọn chi tiết quay theo trục Z và góc tọa độ, chọn Tool Mount (ở mục Classify Junction) 

Bước 7: Nhấn chuột Phải vào S chọn Insert  Axis  Đặt S, chiều quay của chi tiết theo chiều Z + và chọn Spindle (ở mục Axis Type), chuyển các thông số còn lại  OK

Để thêm thành phần máy, nhấn chuột phải vào MACHINE_BASE, chọn Insert và sau đó chọn Machine Component Trong hộp thoại Create Machine Component, đặt tên là Y, chọn chiết đứng yên nhưng cho phép chuyển động theo trục X và Y, với góc tọa độ tại tâm bề mặt của chi tiết, sau đó nhấn OK.

Bước 9: làm như bước Bước 4 và Bước 5 cho hai trục Y,X

Bước 10: Nhấn chuột phải vào X chọn Insert Machine component Ở hộp thư thoại

Create Machine Component, NEW_NAME thành SET UP, chọn góc tọa độ  OK

Trong SET_UP tạo thêm 3 phần nữa có tên là PART, BLANK, FIXTURE và chọn cùng một góc tọa độ

Bước 11: Nhấn chuột phải vào HASS_VF5  Chọn Define Kinematic Chains Trong hộp thư thoại Define Kinematic Chains, chọn SET_UP ở mục Part End  OK

Lưu ý: muốn tra lại chuyển động thì mở hợp thư thoại Preview Motion và nhấn vào biểu tượng Show Machine Axis Positions

Bước 12: Lưu file và copy vào thư viện của NX

Các bước lưu file vào thư viện của NX

Bước 1: Mở Computer - vào thư mục installed_machines (C:\Program Files\Siemens\NX 11.0\MACH\resource\library\machine\installed_machines)

Bước 2: Vào một thư mục về máy CNC 3 trục Coppy 3 thư mục cse-driver, graphics, postprocessor và 1 một file [tên thư mục]_tnc_mm

Bước 3: Ở thư mục installed_machines, tạo một thư mục mới và đổi tên thành tên máy (

Hass_vf5) và Paste 4 file mới coppy vào

Bước 4: Vào mục thư mục graphics, xóa hết file, và coppy file máy của mình vào

Bước 5: Mở file [tên thư mục]_tnc-mm Sửa lại:

The MILL_3_AXIS postprocessor for Heidenhain TNC is located in the directory ${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\postprocessor\heidenhainTNC, with the specific files being sim01_mill_3ax_tnc_mm.tcl and sim01_mill_3ax_tnc_mm.def.

${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\cse_driver\hei denhainTNC\sim01_mill_3ax_tnc.MCF 

The MILL_3_AXIS configuration for the HASS VF5 includes the Heidenhain TNC postprocessor files, specifically sim02_mill_3ax_tnc_mm.tcl and sim02_mill_3ax_tnc_mm.def, located in the ${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR} directory.

${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}HASS_VF5\cse_driver\heidenh ainTNC\HASS_VF5.MCF

Bước 6: Save as và đặt tên máy là HASS_VF5

Bước 7: Ở mục Ascii, mở file machine_database Copy:

DATA|sim01_mill_3ax_tnc|MDM0101|3-

Ax_Mill_Vertical|HeidenhainTNC|Example|${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MAC

HINES_DIR}sim01_mill_3ax\sim01_mill_3ax_tnc.dat|1.000000|${UGII_CAM_LIBRARY_I NSTALLED_MACHINES_DIR}sim01_mill_3ax\graphics\sim01_mill_3ax và sửa lại thành

The Ax_Mill_Horizontal is compatible with Heidenhain TNC, as demonstrated in the example file located at ${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}sim02_mill_3ax\sim02_mill_3ax_tnc.dat It features a precision setting of 1.000000 and utilizes graphics from the HASS VF5 machine directory found at ${UGII_CAM_LIBRARY_INSTALLED_MACHINES_DIR}HASS_VF5\graphics\HASS_VF5.

Mở một chương trình gia công và gắn máy vào chạy

To begin, access the machine tool view and right-click on the machine name, then select "Edit." A dialog box labeled "Example" will appear, displaying the machine name Next, click on the icon in the "Retrieve Machine from Library" section.

Bước 2: ở hộp thư thoại Library Class Selection  chọn MILL chọn tên máy mới gắn vào (HASS_VF5)  OK Hiện ra hợp thư thoại Part Mounting

Bước 3: Trong hợp thư thoại Part Mounting  chọn chi tiết cần gia công  OK  OK

Lưu ý: xem mô phỏng chuyển động của máy khi gia công chi tiết ở hộp thư thoại