Báo cáo Thực tập Solid Works 2003

BÁO CÁO THỰC TẬP SOLID WORKS 2003 SVTT: BÙI MINH TÂM Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 1 CHƯƠNG MỞ ĐẦU §1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CÙNG ƯU ĐIỂM VÀ KHẢ NĂNG CỦA NÓ Trước đây công việc của các nhà thiết kế có thể đươc hình dung như sau: thể hiện ý tưởng bằng một mô hình ba chiều phác hoạ trên giấy, vẽ các bản vẽ kĩ thuật với một thông số ban đầu ( thiết kế sơ bộ), tiến hành thiết kế thực sự trện bản vẽ kĩ thuật, bổ sung hiệu chỉnh các bản vẽ với các qui trình sư phạm , Tóm lại đây là một qui trình đòi hỏi rất nhiều thời gian, công sức và sự nhẫn nại của các nhà thiết kế vì các bản vẽ luôn phải sửa đổi bổ sung, hiệu chỉnh ...và dụng cụ hay dùng nhất có lẽ là viên tẩy. Sản phẩm được thiết kế thủ công như vậy có thể sẽ không đủ bền hoặc thừa bền, cơ cấu cơ cấu có thể sẽ khộng hoạt động hay không đạt được các chỉ tiêu động học và động lực học đề ra, thậm chí kết cấu có thể sẽ phải làm việc trong miền cộng hưởng của nó,.. Khi đó qui trinh thiết kế sẽ phải tiến hành lại từ đầu và có thể không chỉ một lần. Ngày nay công nghệ thông tin đã xâm nhập vào các lịnh vực khoa học công nghệ, và trong lĩnh vực thiết kế “CAD” đã trở thành một công cụ cực kì đắc lực cho các kĩ sư thiết kế cơ khí. Vậy“CAD” là gì và xu hướng phát triển ra sao? Định nhgiã ban đầu của “CAD” là Computer Aided Drafting có nghĩa là: Vẽ kĩ thuật với sự trợ giúp của máy tính. Và chức năng chủ yếu của nó là đưa bản vẽ kĩ thuật 2D lên máy tính. Ngày nay CAD đã phát triển thành “Thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (COMPUTER- AIDED DESIGN) và xây dựng trực tiếp với các mô hình 3D. Sau khi thiết kế mô hình sẽ được kiểm tra, phân tích trên máy tính trước khi đưa vào chế tạo hay thi công, điều này sẽ làm giảm tối thiểu các sai sót cũng như thời gian tung sản phẩm ra thị trường. Phần mềm SOLIDWORKS do công ty SolidWorks phát triển là một trong những phần mềm thiết kế uy tín nhất thế giới cho phép người sử dụng xây dựng mô hình 3D cho các chi tiết, lắp ghép chúng thành những sản phẩm hoàn chỉnh, kiểm tra động học, cung cấp thông tin về vật liệu,... Hơn thế nữa, tính mở và tính tương thích của phần mềm SolidWorks cho phép nhiều phần mềm ứng dụng nổi tiếng khác chạy trực tiếp trên môi trường của nó, SolidWorks cũng kết xuất ra các file dữ liệu định dạng chuẩn để người sử dụng có thể khai thác mô hình trong môi trường các phần mềm khác. Ví dụ: các phần mềmphân tích ANSYS, MSC...., có thể kiểm tra mô hình về phương diện ứng suất, biến dạng, nhiệt độ, xác định tần số dao động riêng, mô phỏng tương tác của dòng chảy thủy khí (hoặc chất lỏng) với mô hình. Những nhà sản xuất, họ không những sử dụng máy gia công CNC mà sử dụng kết hợp với nó là các phần mềm thiết kế mạnh có tính công nghệ CAD/CAM như : PRO-Engineer, Cimatron, MasterCam là những phần mềmkhá phổ biến đang được dùng nhiều ở nước ta hiện nay. Những phần mềm như : Cimatron, MasterCam, có tính năng tốt với công nghệ CAD/CAM nhưng lại có tính năng thiết kế 3 chiều không mạnh như PRO-Engineer. Nhưng theo phản ánh của các kĩ sư thiết kế thì giao diện của PRO/E làm chậm quá trình thiết kế và thậm chí làm rối các nhà thiết kế vì sự xuất hiện quá nhiều cửa sổ. Chính vì vậy, các nhà sản xuất trên thế giới đang dần chyển sang phần mềm SolidWorks, phần mềm này ra đời ở Mĩ vào năm 1995 và đã được bán ra cho các công ty với một số lượng lớn trên 250000 bản, Nhưng đối với nươc ta hiện nay tuy phần mềm đã được sao chép và bày bán rất nhiều trên thị trường tuy nhiên vẫn còn khá xa Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 2 lạ với những người sử dụng do sách hướng dẫn hãy còn hạn chế, và do các nhà thiết kế chưa biết đến công cụ thiết kế nhanh và hiệu quả này. Ứng dụng thiết kế: là vận dụng các công cụ của SolidWorks trong thiết kế cơ khí, xây dựng, kiến trúc…. để tạo được các chi tiết hoặc sản phẩm có bề mặt và biên dạng phức tạp mà các phần mềm cơ bản như CAD khó có thể thực hiện được. Có thể dùng để thiết kế mẫu sản phẩm có những đường nét và hoa văn phức tạp (trong các công ty gỗ, các công ty thiết kế các trang thiết bị nội thất…..). Có thể dùng tạo mẫu và tách khuôn cho sản phẩm đồng thời tạo được hoạt cảnh cho mô hình. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 3 §2 KHỞI ĐỘNG CHƯƠNG TRÌNH SOLIDWORK Chạy chương trình SW thông qua biểu tượng xuất hiện trên màn hình Desktop sau khi cài đặt phần mềm là: hoặc có thể vào Start > All Programs > SolidWorks 2003. Sau khi chạy xong chương trình thì trên màn hình .Xuất hiện bảng Welcome To Solid Works 2003 (hình 1.1) Hình 1.1 Bảng này nhằm giới thiệu một số các dạng bài tập về tạo chi tiết, lắp ghép chi tiết trong phần mềm SolidWorks nhằm giúp người học có thể nhanh chóng nắm bắt được phần nào về công dụng cũng như ưu điểm của phần mềm, đồng thời tạo được sự hứng thú cho việc nghiên cứu và khám phá nó. Trong bảng này ta có thể chọn New Document để tạo một bản vẽ mới hoặc cũng có thể chọn từ : File >New (Ctrl> New). Hộp thoại New Solid Works Document xuất hiện (hình 1.2). Trong hộp thoại này xuất hiện 3 môi trường làm việc của SW đó là : Part, Asembly, Drawing. Trong đó:
Part (bản vẽ chi tiết) : được dùng để tạo bản vẽ các chi tiết 3D và thường xuyên được sử dụng trong quá trình thiết kế.
Assembly (bản vẽ lắp): Bản vẽ này liên kết các chi tiết trong bản vẽ chi tiết lại với nhau, để tạo thành một cụm chi tiết hoặc một sản phẩm hoàn chỉnh. Bản vẽ lắp liên kết các chi tiết lại với nhau do đó nếu có sự thay đổi từ bản vẽ chi tiết thì chi tiết tương ứng trên bản vẽ lắp cũng tự động được cập nhật theo. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 4
Drawing (bản vẽ kĩ thuật): bản vẽ này dùng chủ yếu để biểu diễn các hình chiếu hoặc các mặt cắt từ bản vẽ chi tiết hoặc bản vẽ lắp. Hình 1.2 Ta có thể chọn Open Document trong bảng Welcome To SolidWorks 2003, hoặc có thể vào File > Open để mở một bản vẽ cũ đã được lưu trước đó trong máy. Và môi trường làm việc lúc này sẽ phụ thuộc vào môi trường của bản vẽ được lưu trứơc đó (hình 1.3) Hình 1.3 Chọn đối tượng nhấn OK, hoặc Double Click vào đối tượng Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 5 § 3 Giao Diện Của Người Sử Dụng Solid Works. 3.1. Thanh Menu. Phần dưới đây thể hiện các tuỳ chọn trên thanh Menu trong chế độ Part của SolidWorks (hình 1.3). Menu bar Dòng trạng thái Vùng quản lý bản ve õ Vùng đồ hoạ. Hình 1.3. ♦ Menu file: là giao diện của SW được dùng để làm việc với các File và các đối tượng. Trong menu file được dùng để mở, lưu, in và xác định khổ giấy. ♦ Menu Edit: dùng để thực hiện các thao tác sửa đổi, di chuyển, sao chép và cắt xén các biên dạng trong phác thảo. ♦ Menu View : dùng để thay đổi diện mạo các mô hình và màn hình làm việc của SW. Đa số các lựa chọn đều tồn tại dưới dạng phím”tắt” hay có thể tìm thấy trên các thanh công cụ. Các tuỳ chọn trong Menu View thường dùng để phóng to thu nhỏ khung xem, thay đổi các dạng hiển thị trong mô hình. Ngoài ra nó còn có tác dụng thể hiện :trục axis, gốc toạ độ, mặt phẳng, … Và có thể lấy được các thanh công cụ từ trong Menu View này. ♦ Menu Insert: Dùng để thực hiện các lệnh tạo mô hình khối, tạo các chuẩn trong Part. Hệ trục toạ độ dùng để xác định mặt phẳng trong quá trình vẽ. Trục chuẩn dùng để xác định kích thước trong quá trình vẽ. Exit Sketch Delete Sketch Thanh công cụ Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 6 ♦ Menu Tools: Dùng để thực hiện các lệnh vẽ biên dạng phác thảo, hiệu chỉnh biên dạng, thiết lập mối quan hệ ràng buộc cho các đối tượng, thiết lập các mặc định trong quá trình thiết kế như :đơn vị, khối lượng, vật liệu, màu sắc, kích thước …….. ♦ Menu Window: được sử dụng để làm việc với các cửa sổ của SW. Các cửa sổ có thể được kích hoạt mở hay đóng với nhiều cửa sổ khác nhau. Các cửa sổ đang mở sẽ hiển thị bên dưới Menu Window, bằng cách này người dùng có thể dễ dàng chuyển đổi từ đối tượng này sang đối tượng khác. ♦ Menu Help: cung cấp các thông tin có liên quan đến toàn bộ phần mềm SW, giúp người học có thể từ đây khai thác, nghiên cứu và ứng dụng nó một cách toàn diện. 3.2. Thanh công cụ. Như đã trình bày ở hình 1.3, trong SW các thanh công cụ giúp người sử dụng sẽ có các thao tác nhanh chóng hơn trong quá trình vẽ . Theo mặc định, thanh công cụ đầu tiên của SW được chia làm các nhóm sau:
Quản lý file. Nhóm biểu tượng quản lý file được dùng để làm việc với các file. New Save Print Redo edit color Open Print Undo Rebuild Help. Hình 1.4. ♦ New : Biểu tượng New được dùng để khởi động một file mới ttrong SW. ♦ Open : Biểu tượng Open được dùng để mở một file trong SW. ♦ Save : Biểu tượng Save được dùng để lưu một file trong SW. ♦ Print & Print Preview :Biểu tượng Print & Print Preview dùng trong quá trình in ấn. ♦ Redo : Phục hồi lệnh vừa xoá. ♦ Undo :Hủy bỏ lệnh vừa thực hiện. ♦ Rebuild : Thay đổi từ môi trường Sketch sang Part hay nói cách khác là thoát khỏi môi trường phác thảo 2D chuyển sang 3D. ♦ Edit color : Thay đổi màu sắc cho Face, Feature, Body, Part. ♦ Help : Mở bảng SolidWorks 2003 online User’s guide-SPO.
Hiển Thị khung xem và hiển thị mô hình. Nhóm biểu tượng hiển thị khung xem và hiển thị mô hình đựơc dùng để sửa đổi cách hiển thị các đối tượng trên màn hình làm việc của SW. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 7 Zoom to Section Pan Shadows In Shaded Mode View orientation Rotate View Shaded Previous View Hidden Line Removed Zoom to Fit Hidden Line Visible Zoom to Area WireFrame Zoom In/Out Hình 1.5. ♦ View orientation : Thể hiện các hướng quan sát. Phím tắt có thể nhấn thanh ngang (phím cách). ♦ Previous View : Quay trở lại hướng quan sát trước đó. ♦ Zoom to Fit : Đưa tất cả các đối tượng lên màn hình quan sát. Phím (F) ♦ Zoom to Area :Phóng to vùng vừa chọn lên toàn bộ màn hình quan sát. ♦ Zoom In/Out : Có chức năng phóng to hay thu nhỏ màn hình quan sát tuỳ theo cách di chuyển chuột. Phím phóng to(Shift + Z), thu nhỏ (Z). ♦ Zoom to Section : Có chức năng phóng to các mặt phẳng(Plane) hay bề mặt (Face) được chọn. ♦ Rotate View : Quay đối tượng.
Cách sử dụng bàn phím: Sử dụng mũi tên lên hoặc xuống trên bàn phím và giữ phím Shift. Nếu có chuột ba mắt người vẽ cũng có thể sử dụng nó để quay. ♦ Pan : Có chức năng di chuyển mặt phẳng quan sát, hoặc ta có thể các phím tắt như sau: • Sử dụng mũi tên lên hoặc xuống trên bàn phím và giữ phím Ctrl. • Nếu có chuột ba mắt người vẽ cũng có thể sử dụng nó và giữ phím Ctrl. ♦ WireFrame :Chọn đối tượng 3D có dạng khung dây, khi đó các cạnh khuất cũng nhìn thấy được. Hình 1.6. Hidden Line Visible : chọn đối tượng 3D có dạng khung dây, khi đó các cạnh khuất có đường chấm gạch. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 8 Hình 1.7. Hidden Line Removed :Chọn các đối tượng 3D có dạng khung dây, khi đó các cạnh khuất không thấy được. Hình 1.8. Shaded : Khi đó vật thể 3D tô bóng như một vật thể khối Hình 1.9. Shadows In Shaded Mode : Tạo bóng của vật thể khi chiếu. Hình 1.10
Hướng quan sát vật thể. Người vẽ có thể quan sát vật thể theo 2 cách: Dùng thanh công cụ: Standard View. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 9 Front Left Top Isometric Back Right Bottom Normal To Hình 1.11.
Dùng thanh công cụ: View Orientation Công cụ này có chức năng thay đổi hướng quan sát mô hình theo những hình chiếu đặc biệt của nó, như hình chiếu đứng, cạnh, bằng….và cũng có thể lưu lại hướng quan sát hiện tại của mô hình bằng cách đặt tên cho nó. Click View Orientation trên thanh công cụ View hoặc nhấn phím cách (Space), hộp thoại Orientation xuất hiện (hình 1.12.). Hình 1.12. Trên hộp thoại gồm những hướng quan sát sau: Front: Hướng quan sát vuông góc với hình chiếu đứng. Back: Hướng quan sát vuông góc với mặt sau của đối tượng. Left: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt bên trái của đối tượng. Right: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt bên phải của đối tượng. Top: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt bên trên của đối tượng. Bottom: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt bên dưới của đối tượng Isometric: Quan sát mô hình theo hình chiếu trục đo đều. Isometric và Dimetric: Quan sát mô hình theo hình chiếu trục đo lệch trục. Left Front Bottom Right Top Back Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 10 Normal to: Hướng quan sát vuông góc với bề mặt được chọn. Dùng chuột chọn bề mặt cần quan sát, kích hoạt View Orientation, chọn Normal to, khi đó hướng quan sát vuông góc với bề mặt được chọn.
Lưu lại hướng quan sát hiện hành : Trong quá trình vẽ, nhiều khi ta phải sử dụng hướng quan sát đó nhiều lần, do đó để thuận lợi và nhanh chóng trong suốt quá trình vẽ ta nên lưu lại hướng quan sát đó, khi cần có thể gọi lại hướng quan sát đó một cách nhanh chóng. Click New View trên hộp thoại Orientation, Hộp thoại Name View xuất hiện (hình 1.14), trong View name nhập tên hướng quan sát hiện hành. Hình 1.13
Quản lý các ràng buộc: Ta chọn thanh công cụ Sketch Relation. Scan Equal Display/Delete Relations Add Relations. Hình 1.14 • Scan Equal : chức năng thể hiện các đường, các cung có chiều dài hoặc bán kính bằng nhau. (Chọn Tools > Relations > Scan Equal). • Add Relations : Thiết lập mối quan hệ hình học giữa các đối tượng 2D trong bản vẽ phác .(Chọn Tools > Relations > Add Relations.) • Display/Delete Relations : Thể hiện hay xoá bỏ các mối quan hệ hình học giữa các đối tượng 2D trong bản vẽ phác.(Chọn Tools > Relations > Display/Delete Relations). § 4. Quản lí File. 4.1. Tên File. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 11 Trong SW có các tên File mở rộng khác nhau tuỳ thuộc vào chế độ đang sử dụng. Và trong SW có 3 loại bản vẽ tương ứng với 3 kiểu File với các phần mở rộng khác nhau. • sldprt: tương ứng với bản vẽ chi tiết (Part). • sldasm: tương ứng với bản vẽ lắp (Assembly). • slddrw: tương ứng với bản vẽ kĩ thuật (Drawing). 4.2. Lưu một đối tượng. Ta có thể lưu một đối trong SW với 3 kiểu file tương ứng với các 3 phần mở rộng khác nhau: sldprt, sldasm,slddrw đã được trình bày ở trên. Tuy nhiên trong SW ngoài các tên File có phần mở rộng như trên nó còn chứa các file có phần mở rộng của các phần mềm đồ hoạ khác như : Pro/E, CAD, Mechenical Destop…., điều này sẽ giúp những người thiết kế có thể liên kết, chuyển đổi được nhiều phần mềm khác nhau trong quá trình sử dụng. Và đặc biệt hiện nay các phần mềm như :CAD, Pro/E đang là các phần mềm được sử dụng rất nhiều trên thị trường hiện nay. Hình 1.15. Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 12 Hình 1.16. §5. Cài Đặt Các Thông Số Cho Bản Vẽ. 5.1. Thiết lập hệ thống đơn vị. Một bản vẽ vừa được tạo thường có đơn vị độ dài mặc định, được xác định khi cài phần mềm SW. Do vậy người sử dụng có thể thay đổi đơn vị đo cho phù hợp với tiêu chuẩn của bản vẽ. Để thay đổi đơn vị đo, chọn Tools - Options Hộp thoại System Options - General xuất hiện, trong hộp thoại System Option - General, chọn tab Document property, chọn Units, hộp thoại Document Property - Units xuất hiện (hình 1.17). Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 13 Hình 1.17. * Xác định đơn vị dài (linear Units) Trong SolidWorks có các hệ thống đơn vị sau: Milimeters, Centimeters, Meters, Inches, Feet, feet & Inches, Click chuột để chọn đơn vị cần thiết. Trong Decimal place chọn cấp chính xác (số chữ số sau dấu phẩy). Nếu ta chọn đơn vị đo là Inches hoặc là Feet thì có thêm lựa chọn Decimal hoặc Fraction. * Xác định đơn vị đo góc (Angular Units) Trong SW gồm có các hệ thống đơn vị đo góc sau: Degrees, Deg/Min, Deg/Min/Sec, Radians. Tương tự như đơn vị dài, vào Decimal place để xác định cấp chính xác của đơn vị số đo góc. 5.2. Xác định khối lượng vật thể. Khối lượng vật thể được tính dựa vào khối lượng riêng trên một đơn vị thể tích nhân với thể tích của mô hình . Tuỳ theo từng loại vật liệu cho mô hình mà có giá trị khối lượng riêng khác nhau và đó là giá trị qui định chung của từng loại vật liệu. Để xác định các giá trị đó ta vào : Tool > Option > Document property > Material Properties (hình 1.18). Đơn vị đo độ dài Có 2 chữ số thập phân Đơn vị đo góc Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 14 Hình 1.18. =>Tính khối lượng vật thể. Click chọn biểu tượng hay chọn Tool> Mass Properties xuất hiện giá trị bảng đo. Khối lượng riêng Chất liệu vật thể Ký hiệu vật liệu Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 15 Hình 1.19. 5.3. Định màu sắc cho vật thể. Ta có thể định màu sắc cho vật thể bằng cách chọn biểu tượng hoặc vào Tool > Option > Documet Properties > Color. Xuất hiện hộp thoại (hình 1.20). Hình 1.20. Khối lượng riêng Khối lượng vật thể Thể tích Diện tích bề mặt Nghiên Cứu Ứng Dụng Phần Mềm SolidWorks SVTH: BÙI MINH TÂM 16 Chọn Edit xuất hiện hộp thoại Color. Hình 1.21. 5.4. Công cụ Grid (tạo lưới). Công cụ Grid dùng để tạo lưới trên mặt phẳng vẽ phác để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vẽ và tạo khả năng bắt điểm trên các nút của lưới vẽ. Click Grid trên thanh công cụ Sketch hoặc chọn Tools > Options. Hộp thoại Document Properties – Grid/Snap xuất hiện như (hình 1.22.). Trong hộp thoại chọn Disp