Giáo trình Công nghệ CAD/CAM

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI

GIÁO TRÌNH

CÔNG NGHỆ CAD/CAM

VĨNH PHÚC – 2020

1

MÔN HỌC

Tên môn học: CÔNG NGHỆ CAD/CAM

Mã số môn học: MHCC17011091

Thời gian thực hiện môn học: 60 giờ ((Lý thuyết: 10 giờ; Thực hành, thí nghiệm,

thảo luận, bài tập: 44 giờ; Kiểm tra: 6 giờ)

VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC.

- Vị trí:

+ Môn họcCông nghệ CAD/CAM đuợc bố trí sau khi sinh vên đã học xong

mô đun AutoCad

- Tính chất:

+ Là môn học chuyên môn nghề thuộc các môn học, mô đun đào tạo nghề

bắt buộc.

. MỤC TIÊU

1. Kiến thức:

+ Thiết lập bản vẽ và mô phỏng chuyển động bằng phần mềm MasterCAM,

+ Chuyển bản vẽ mô phỏng thành mã lệnh điều khiển máy công cụ theo tiêu chuẩn

ISO

+ Điều khiển và vận hành máy công cụ CNC hiện có tại xưởng trường

+ Có kiến thức cơ bản để tiếp thu những khả năng công nghệ mới đáp ứng nhu cầu

phát triển của ngành gia công chính xác mà đại diện là các máy công cụ CNC.

2. Kỹ năng:

+ Thiết lập bản vẽ và mô phỏng chuyển động bằng phần mềm MasterCAM,

+ Chuyển bản vẽ mô phỏng thành mã lệnh điều khiển máy công cụ theo tiêu chuẩn

ISO

+ Điều khiển và vận hành máy công cụ CNC hiện có tại xưởng trường

3. Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

+ Rèn luyện tính kỷ luật, kiên trì, cẩn thận, nghiêm túc, chủ động và tích cực sáng

tạo trong học tập

NỘI DUNG MÔĐUN

2

1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian

Thời gian (giờ)

Lí Thực Kiểm

số thuyết hành tra

Nội dung

Tổng

Bài 1: Tổng quan về MasterCAM

Bài 2: Nhập số liệu để thiết lập bản vẽ

Bài 3: Các lệnh vẽ 2D

1

2

1

12

3

2

10

2

Bài 4: Hiệu chỉnh và sao chép đối tượng

Bài 5: Thiết lập bản vẽ 3D, tạo khối

Bài 6: Gia công trên máy Phay CNC

Bài 7: Gia công trên máy tiện CNC

Tổng

1

6

2

4

18

60

2

13

44

3

6

2

10

3

MỤC LỤC

Mục lục.................................................................................................................................................. 4

Chương 1 Tổng quan về MasterCAM................................................................................ 6

1.1 Giới thiệu về MasterCAM..................................................................................................... 6

1.1.1- Master CAM Design................................................................................................... 6

1.1.2- Master CAM Mill Design......................................................................................... 6

1.1.3- Master CAM Wire Design ....................................................................................... 6

1.1.4 - Master CAM Router Design .................................................................................. 6

1.1.5 - Master CAM Lathe..................................................................................................... 6

1.1.6 - Master CAM Utilities................................................................................................ 6

1.2 Cấu trúc của MasterCAM .................................................................................................... 6

1.2.1 - Hộp thoại chính của MasterCAM Design ....................................................... 6

1.2.2 - Các menu chính........................................................................................................... 7

1.2.3 - Các Menu phụ.............................................................................................................. 8

1.2.4 - Các phím tắt.................................................................................................................. 10

1.3 Nhập số liệu để thiết lập bản vẽ.......................................................................................... 11

1.3.1 Nhập số liệu dạng giá trị ( X,Y,Z,D,R,L,S,A)................................................. 11

1.3.2 Nhập số liệu bằng phím tắt........................................................................................ 11

1.3.3 Nhập toạ độ điểm .......................................................................................................... 11

1.3.4 Truy bắt điểm.................................................................................................................. 11

Câu hỏi ôn tập chương 1................................................................................................................ 11

Chương 2: Cơ sở xây dựng hình học 2D (Creat) .......................................................... 12

2.1 -Menu khởi tạo (Creat menu) .............................................................................................. 12

4

2.2- Thanh công cụ của Point...................................................................................................... 12

2.3- Thanh công cụ Line................................................................................................................ 16

2.4- Thanh công cụ ARC............................................................................................................... 20

2.5- Thanh công cụ Fillet............................................................................................................... 23

2.6- Thanh công cụ Chamfer ....................................................................................................... 25

2.7- Thanh công cụ Spline ............................................................................................................ 26

2.8- Thanh công cụ Surface.......................................................................................................... 27

2.9- Thanh công cụ Rectangle..................................................................................................... 28

2.10- Thanh công cụ Letter........................................................................................................... 28

2.11- Thanh công cụ Esllipse ...................................................................................................... 30

2.12- Thanh công cụ Polygon...................................................................................................... 30

2.13- Thanh công cụ Drafting ..................................................................................................... 31

Câu hỏi ôn tập chương 2................................................................................................................ 35

Chƣơng 3: Cơ sở xây dựng mô hình 3D (Solid)............................................................ 36

3.1- Thanh công cụ Solid Extrude ( tạo khối cơ sở).......................................................... 36

3.2. Thanh công cụ Solid Revolve ............................................................................................ 37

3.3. Thanh công cụ Flliet............................................................................................................... 38

3.3.1 Fillet theo đường............................................................................................................. 38

3.3.2 Fillet theo mặt................................................................................................................... 39

3.4. Thanh công cụ Chamfer........................................................................................................ 39

5

3.4.1 Vát hai cạnh có độ dài bằng nhau............................................................................. 39

3.4.2 Vát theo hai cạnh có độ dài khác nhau ................................................................... 39

3.4.3 Vát theo 1 chiều dài cạnh và góc vát...................................................................... 40

3.5. Thanh công cụ Boolean Add .............................................................................................. 40

3.6. Thanh công cụ Boolean Remove ...................................................................................... 40

3.7. Thanh công cụ Boolean Common .................................................................................... 40

Câu hỏi ôn tập chương 3................................................................................................................ 42

Chƣơng 4: Đƣờng chạy dao dạng 2D (Phay CNC).................................................... 43

4.1 Các đường chạy dao của môđun 2D................................................................................. 44

4.2 Xác định dụng cụ cắt ............................................................................................................... 45

4.2.1- Thanh công cụ contour toolpath .............................................................................. 45

4.2.2- Thanh công cụ Drill toolpath .................................................................................... 46

4.2.3- Thanh công cụ Pocket toolpath................................................................................ 47

4.2.4- Thanh công cụ Face toolpath .................................................................................... 49

4.3. Mô phỏng gia công-Xuất chương trình.......................................................................... 49

4.3.1- Mô phỏng quá trình gia công .................................................................................... 50

4.3.2- Xuất chương trình ra file.............................................................................................. 50

4.3.3- Xuất chương trình sang máy CNC.......................................................................... 51

Bài tập mẫu.......................................................................................................................................... 51

Câu hỏi ôn tập chương 4................................................................................................................ 72

Tài liệu tham khảo............................................................................................................................ 73

6

Bài 1

TỔNG QUAN VỀ MASTERCAM

+ Kiến thức:

Sau khi học xong , sinh viên nhớ được công dụng của phần mềm MasterCAM và bốn

môđun của phần mềm.

Nhớ được, hiểu được các chức năng chính, ý nghĩa của các menu trên đồ họa.

Nhớ được, hiểu được các cách nhập số liệu trên màn hình đồ họa.

+ Kỹ năng:

Lựa chọn được môđun vẽ, thao tác đúng trên các menu .

Nhập được số liệu trên màn hình vẽ thành thạo.

+ Thái độ:

Cần cù chịu khó luyện tập để hoàn thành các bài tập giao.

1.1 Giới thiệu về MasterCAM

CAM là viết tắt của computer adid manufacting - quá trình sản xuất có sự hỗ trợ

của máy tính. Đây là một phần mềm được sử dụng khá rộng rãi ở các nhà máy phân

xương cơ khí có gia công máy CNC. Bởi những lý do sau:

- Thiết kế 2D, 3D

- Quan sát hình ảnh vật thể, sản phẩm ở bất cứ vị trí nào.

- Thiết lập quy trình gia công và mô phỏng quá trình , xuất được sang NC, sang máy

CNC .

Ngoài ra có thể sử dụng đơn vị hệ mét và hệ inch, các góc độ đo bằng Radian, độ,

phút…

CAM Gồm có các môđun chính:

1.1.1- Master CAM Design

1.1.2- Master CAM Mill Design

1.1.3- Master CAM Wire Design

1.1.4 - Master CAM Router Design

1.1.5 - Master CAM Lathe

1.1.6 - Master CAM Utilities

7

1.2 Cấu trúc của MasterCAM

1.2.1 Hộp thoại chính của MasterCAM Design

Quan sát hình 1.1 ta thấy giao diện của đồ họa MasterCam chia ra các phần chính:

+ Thanh Menu chính.

+ Thanh Menu phụ

+ Thanh hỏi đáp

+ Vùng

Hình 1.1 Giao diện của màn hình đồ họa modul Design

1.2.2 Các menu chính

Hình 1.2 Thanh Menu chính

Trong MasterCAM có hai cách chọn một menu lệnh từ vùng Menu :

- Di chuyển chuột vào vùng menu , khi hộp menu cần chọn sáng lên thì nhấp chuột để

kích hoạt lệnh.

8

- Bấm phím tương ứng với kí tự được gạch chân của dòng lệnh trên menu mμn hình.

Menu đầu tiên xuất hiện trên MasterCAM là Menu bar .

Vùng này nằm ở bên trên của màn hình, chứa menu bar. Menu bar được sử

dụng để chọn các chức năng của MasterCAM, ví dụ : Creat, modify, toolpaths.. Bảng

1.1 mô tả chi tiết các lệnh của menu chính .

Bảng 1.1 : Menu chính

Thành phần của

STT

1

Mô tả

thanh menu bar

Analyze

Hiện thị tọa độ, thong tin cơ sở dữ liệu của đối tượng được

chọn ví dụ như điểm, đoạn thẳng, cung tròn, bề mặt… hoặc

kích thước lên màn hình. Điều này thuận lợi cho việc nhận

dạng các đối tượng trước đó.

2 Creat

Tạo ra một đối tượng hình học dạng 2D. Các đối tượng

hình học gồm: đoạn thẳng, điểm, cung tròn…

Các thao tác xử lý các File: coppy, save, open, …

Chỉnh sửa các đối tượng hình học trên màn hình, gồm các

lệnh: Fillet, break, joint…

3

4

File

Edit

5

6

Xfom

Các lệnh hỗ trợ vẽ: Tranlate, mirro, rotale, sacle,…

Vẽ hoặc in bản vẽ, quan sát các hình vẽ, chỉ ra số lượng

các đối tượng hình vẽ, thay đổi khung nhìn và định dạng

cấu hình

Screen

7

8

9

Solids

Toolpath

View

Tạo và hiệu chỉnh đối tượng dạng 3D: revole, extrude,

Boolean add, chamfer…

Thiết lập đường chạy dao từ các thanh : Contour toolath,

pocket, Face…

Các lệnh quan sát: phóng to thu nhỏ….

Chọn máy gia công: Mill, router, lathe…

Thiết lập cấu hình Master CAM

10 Machine type

11 Setting

12 Help

Các chức năng cơ bản hướng dẫn

9

1.2.3 - Các Menu phụ

Hình 1.2 Thanh Menu phụ

Menu phụ nằm ở phía dưới của màn hình được sử dụng để thay đổi các thông

số hệ thống của chương trình, ví dụ: Độ sâu Z, màu sắc… là những chức năng thường

xuyên được người sử dung thay đổi. Tất cả các lệnh dùng trong MasterCAM đều có

thể chọn từ vùng Menu .

Bảng 1.2 : Menu phụ

- Bên cạnh 2 thanh menu chính và menu phụ, giao diện của màn hình đồ họa còn

các thanh khác:

+ Thanh công cụ Toolbar

Hình 1.3 Thanh công cụ toolbar

10

Thanh công cụ là một hàng các nút nằm ngang phía trên cùng của màn hình. Mỗi

nút này có một icon hoặc con số để nhận biết. Ngoài ra nếu cần một mô tả rõ hơn về

một nút nào đó, chỉ cần di trỏ chuột đến nút đó, bạn sẽ được cung cấp một menu đổ

xống mô tả rõ hơn về nút đó. Muốn thực hiện lệnh tương ứng với nút nào đó (Icon

Command), chỉ cần click vào nút đó là yêu cầu được thực hiện. + Thanh ribbon bar (

thanh hỏi đáp)

Hình 1.4 Thanh hỏi đáp

Tại đây, một hoặc hai dòng văn bản ở dưới cùng của màn hình sẽ mô tả hoạt

động của các lệnh. Đây là nơi bạn nhận được các lời nhắc của chương trình. Phải quan

sát vùng này cẩn thận, có thể nó sẽ yêu cầu bạn phải nhập các thông số từ bàn phím.

- Vùng điều khiển chạy

Đây là vùng hiểm thị đầy đủ quy trình gia công chi tiết: có chọn máy,dao, phôi, đồ gá

chế độ cắt, chiều sâu cắt…. mà người thiết kế lựa chọn. Đồng thời ở vùng này, người

thiết kế có thể lựa chọn mô phỏng, chuyển mã chương trình gia công, quan sát đường

chạy dao…

Hình 1.5 Giao diện vùng chạy dao

- Vùng đồ hoạ:

Đây là vùng làm việc, nơi các mô hình hình học số của đối tượng được thiết lập

hoặc được gọi ra và chỉnh sửa.

Chú ý:

+ Ở góc trái phía dưới vùng đồ họa có hiểm thị mặt phẳng vẽ -XY, mặt phẳng quan sát

TOP. Khi vẽ, người vẽ nên để tâm phần này vì nó ảnh hưởng tới vị trí gia công, ảnh

hưởng tới màn hình quan sát vật thể 3D.

11

+ Ở góc phải phía dưới vùng đồ họa có hiểm thị đơn vị sử dụng cho kích thước chi tiết

– Metic, phía trên đơn vị có hiểm thị mức độ quan sát bản vẽ - nên chon từ 25 -30 sẽ

dễ dàng cho người vẽ quan sát hơn.

Vùng đồ hoạ

Hình 1.6 Vị trí vùng đồ họa

1.2.4 Các phím tắt của master CAM

Dưới đây là các phím tắt hỗ trợ cho người vẽ thao tác nhanh hơn.

Bảng 1.3 Các lệnh gõ tắt

12

Bài 2 NHẬP SỐ LIỆU ĐỂ THIẾT LẬP BẢN VẼ

Mục tiêu của bài:

Kiến thức:

- Phân biệt được các cách nhập liệu.

- Trình bày thao tác đúng trình tự.

Kỹ năng:

- Lựa chọn cách các lệnh phù hợp để hoàn thành bài tập giao.

Thái độ:

- Rèn luyện tính tỉ mỉ, chính xác.

Nội dung bài:

2.1 - Nhập số liệu dạng giá trị

2.2- Nhập số liệu bằng phím tắt

2.3 - Nhập tọa độ điểm

2.4 -Truy bắt điểm

2.1 Nhập số liệu dạng giá trị ( X,Y,Z,D,R,L,S,A)

- Trên màn hình đồ họa ta có thể nhập số liệu dạng giá trị nhiều cách và nhiều

dạng giá trị khác nhau:

+ Nhập giá trị cho tọa độ (X, Y, Z): Ngoài cách nhập ( 1, 2… hoặc 0.5)Có thể dạng

1

_{…); dạng hỗn số ( 2}1

….); dạng ( 0.5…); dưới dạng biểu thức( 1+3x16:5)

phân số (

2

+ Nhập giá trị A: độ hoặc radian…

+ Nhập số liệu hệ mét hoặc hệ inch..

2.2 Nhập số liệu bằng phím tắt

2.3 Nhập toạ độ điểm

+ Kích chuột

+ Cho toạ độ tuyệt đối ( mọi điểm so với gốc 0,0,0)

Ví dụ: Thiết lập đoạn AB , biết A (0,0,0); B(10, 30,0).

B(10,30,0)

A(0,0,0)

13

Vào lệnh: Creat/ Creat line endpoints

Nhập tọa độ (0,0,0)

Nhập tọa độ (10,30,0) Enter

+ Nhập toạ độ tương đối ( biết L, góc )

Chú ý: Góc được quy ước dương khi lấy chiều dương trục x làm chuẩn quay đi

một góc đến trùng với cạnh cần dựng.

Ví dụ: Thiết lập ABCD như hình vẽ:

50

B

40

C

D

Vào lệnh: Creat/ Creat line endpoints

Bắt điểm bất kỳ ( chọn điểm A)

0

Nhập chiều dài 50, α = 0 ( Đoạn AB) – tạo điểm B

Bắt chọn điểm B

0

Nhập chiều dài 40, α = 90 ( Đoạn BC)

Bắt chọn điểm C

0

Nhập chiều dài 50, α = 180 ( Đoạn CD)

Bắt chọn điểm A và D

2.4 Truy bắt điểm

Các phương thức truy bắt điểm: Sketch – Điểm bất kỳ, mid – điểm giữa, origin

– điểm gốc , center – điểm tâm, end – đểm cuối, int - điểm giao…muốn truy bắt được

Screen/configure/ sreen. Hoặc vào biểu tượng như dưới đây:

14

Hình 1.7 Thanh công cụ các lệnh truy bắt điểm

CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG

1. Trình bày công dụng của phần mềm CAM.

2. Nêu ý nghĩa của các menu đồ họa trong phần mềm CAM.

15

Chương3

CÁC LỆNH VẼ

Mục tiêu

+ Kiến thức:

- Nhớ được các chức năng của các thanh công cụ cơ bản trên menu khởi tạo(

Creat menu): Tạo đường, tạo đường tròn, tạo mặt phẳng...

- Nhớ được các bước thao tác các thanh công cụ cơ bản trên menu khởi tạo.

+ Kỹ năng:

- Thao tác đúng và đầy đủ các bước lệnh.

- Thiết lập được các điểm, đường, đường tròn, mặt phẳng... trên menu Creat.

- Thiết lập được bản vẽ 2D ở mức độ từ dễ cho đến khó.

+ Thái độ:

- Cần cù chịu khó luyện tập, làm đầy đủ bài tập.

Nội dung

3.1 Menu khởi tạo ( Creat menu)

MasterCAMX quản lý các lệnh để xây dựng mô hình hình học số trong mennu

Create (hình 2.1). Để tạo ra các thực thể hình học chúng ta phải tuân teo các quy tắc

tuần tự trên thanh menu bar. Trong thanh menu create là những thanh công cụ cụ thể

cần thiết. Phần này sẽ giới thiệu công dụng của từng lệnh có trên menu create hoặc các

biểu tượng trên thanh Sketcher

Hình 2.1 Hình minh họa bƣớc chọn menu Creat

3.2 Thanh công cụ của point:

Lệnh Point cho phép đánh dấu một điểm trên bản vẽ (dấu ‘+’), Các điểm đó cỏ thể là

điểm tham khảo cho các mô hình khác khi cần.

Chọn Create > Point. ( hình 2.2)

16

Hình 2.2 Hình minh họa bƣớc chọn menu Creat point

Từ đó bạn có thể nhìn thấy bảng chọn lựa tiếp theo cho menu lệnh của Point

3.2.1 Create > Point > Position hoặc nhấp chọn biểu tượng

Dùng lệnh position để tạo ra các điểm trên màn hình , có 10 tuỳ chọn sau đó để bạn

chọn lựa

Hình 2.3 Hình minh họa bƣớc chọn các điểm truy bắt

17

Bảng 2.1 Các điểm truy bắt

Value(XYZ) Nhập tọa độ

Origin

Chọn tọa độ gốc

Arc center

Endpoint

Intersec

Midpoint

Point

Chọn tâm điểm của cung, đường tròn

Chọn điểm cuối của đối tượng

Chọn điểm giao giữa các đối tượng

Chọn trung điểm của các đối tượng

Chọn điểm đã tồn tại

Quadrand

Nearest

Relative

Chọn điểm một phần tư cung, đường tròn.

Chọn điểm nằm trên đối tượng

Chọn điểm coa vị trí tương đối so với đối tượng

Bảng 2.2 Hình minh họa các điểm truy bắt

18

Tạo các điểm bằng cách sử dụng chuột hoặc điểm chia.

3.2.2 Creat/Point/ Dynamic :

Chọn đối tượng như Line, Circle hoặc Spline.

Dịch chuyển trên đối tượng và chọn bằng cách nhấn phím trái chuột ( hoặc ESC) hoặc

chọn đối tượng và sau đó khi bết hướng dịch chuyển thì ta nhập khoảng cách va lượng

offset từ điểm đầu đến điểm xác định

Chú ý: Có thể dung lệnh này tạo điểm bất kỳ trên đối tượng.

3.2.3 Creat/ point / Node Points

Gọi lại những điểm được dùng để tạo đường cong tham số

- Tạo 1 đường cong tham số

- Chọn đường cong tham số

Chú ý : Các điểm đó là các điểm dùng để xác

định đường cong tham số

Hình 2.4 Điểm node points

tạo đường cong tham số

14

19

3.2.4 Creat /Point/ Segment

Tạo loạt điểm trên đối tượng ( đường thẳng, đường cong…) với khoảng cách bằng

nhau.

- Chọn đối tượng đã tạo trước.

- Nhập số điểm tạo Vào biểu tượng #, và nhập khoảng cách các điểm.

Chú ý : con chuột khi nhấp chọ đối tượng gần điểm đầu của đối tượng thì coi là điểm

xuất phát chia đối tượng.

Hình 2.5 Điểm được tạo từ Creat point segment

3.2.5 Creat/ Point / End points

Tạo ra 2 điểm đầu của đối tượng.

- Chọn đối tượng máy sẽ tạo 2 điểm .

3.3 Thanh cụng cụ Line

-

Menu chính /Creat/ line

Hình 2.6 Hình minh họa bước chọn Creat line

20