Tài liệu Cơ điện tử và chi tiết máy đặc biệt

122 trang vanle 3820

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Tài liệu Cơ điện tử và chi tiết máy đặc biệt", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

tai_lieu_co_dien_tu_va_chi_tiet_may_dac_biet.pdf

Nội dung text: Tài liệu Cơ điện tử và chi tiết máy đặc biệt

Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Mục lục Phần I CAD trong Pro/ ENGINEER 3 Ch−ơng1 Các khái niệm trong Pro/ ENGINEER 4 1.1. Liên kết tham số và mục đích thiết kế 5 1.2. Liên kết End-to-End 5 1.3. Các chế độ thiết kế cơ bản của Pro/ E 5 1.3.1. Chế độ Part: Bảng nhập tham số và Sketcher (vẽ phác) 6 1.3.2. Chế độ Assembly (lắp ráp) 6 1.3.3. Chế độ Drawing (tạo bản vẽ) 7 Ch−ơng 2 Giao diện Pro/ ENGINEER 8 2.1. Điều khiển trong Pro/ E 8 2.2. Làm việc với nhiều cửa sổ và file 9 2.3. Quản lý các file 9 2.3.1. Th− mục làm việc (Working directory) 10 2.3.2. Mở các file 10 2.3.3. Tạo các file 10 2.3.4. L−u trữ, dự phòng và lặp lại các file 11 2.3.5. Xoá các file 11 2.4. các điều khiển khung nhìn 11 2.4.1. Các chế độ Spin (quay tròn) 12 2.4.2. Sử dụng Orient Mode 12 2.4.3. L−u trữ các h−ớng nhìn 13 2.5. Bảng nhập các tham số (Dashboard) 13 2.6. Các tuỳ chọn hiển thị khối 13 2.7. Hiển thị các chuẩn (datums) và các trục 14 2.8. Chọn lựa các kiểu lọc “lọc” 14 2.9. Các danh sách chọn lựa 15 2.10. Thứ tự và chặn các features 15 Ch−ơng 3 Các cơ sở thiết kế chi tiết 16 3.1. Các chuẩn (Datums), các trục và các hệ tọa độ 16 3.2. Định nghĩa về Sketcher 17 3.3. Cơ bản về Sketcher 18 3.4. Các công cụ Sketcher 18 3.4.1. Mặt phẳng vẽ phác và các tham chiếu Sketcher 18 3.4.2. Thêm hoặc hiệu chỉnh các kích th−ớc 19 3.4.3. Các ràng buộc (Constraints) hình học trong Sketcher 19 3.5. từ phác thảo đến 3D 20 3.5.1. Định nghĩa lại các features 21 3.5.2. Tạo một BLOCK: Chuỗi thiết lập Sketcher 21 3.5.3. Tạo một tiết diện trong Sketcher 22 Ch−ơng 4 xây dựng Mô hình vỏ điện thoại di động 24
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 4.1. Chi tiết 1: Màn hình điện thoại 24 4.2. Chi tiết 2: Chi tiết Tai nghe 30 4.3. Chi tiết 3: Microphone 35 4.4. Chi tiết 4: PC Board 41 4.5. Chi tiết 5: Angten 47 4.6. Chi tiết 6: Bàn phím 52 4.7. Chi tiết 7: chi tiết Vỏ Sau 60 4.8. Chi tiết 8: Vỏ tr−ớc 73 Ch−ơng 5 Lắp ráp điện thoại di động 91 5.1. Các Ràng buộc lắp ráp 91 5.2. Vị trí của thành phần cơ sở 92 5.3. Lắp ráp các thành phần vào thành phần cơ sở 93 5.3.1. Chi tiết Màn hình điện thoại 93 5.3.2. Chi tiết Tai nghe 95 5.3.3. Chi tiết Microphone 97 5.3.3. Chi tiết PC board 99 5.3.4. Chi tiết bàn phím 101 5.3.5 Chi tiết vỏ sau 104 5.3.6. Chi tiết Antenna 105 5.3.7. Tạo khung nhìn khai triển của lắp ráp 106 5.3.8. Hiệu chỉnh lắp ráp 108 Ch−ơng 6 Tạo các bản vẽ kỹ thuật trong Pro/ ENGINEER 109 6.1. Tìm Hiểu về kích th−ớc và sự liên kết 110 6.2. Thêm mô hình, thêm hình chiếu 110 6.2.1. Đặt hình chiếu chính và các hình chiếu phụ khác 111 6.2.2. Tạo các hình chiếu riêng phần 112 6.2.3. Tỷ lệ bản vẽ và các hình chiếu 112 6.3. Tạo một file bản vẽ mới 113 6.3.1. Hiệu chỉnh hình chiếu 114 6.3.2. Thêm hình chiếu riêng phần 114 6.3.3. Hiện các kích th−ớc 115 6.3.4. Chèn thêm những kích th−ớc 117 6.3.5 Xoá bỏ kích th−ớc 117 6.3.6. Hiệu chỉnh đ−ờng gióng và nũi tên 118 6.4. Kết thúc một trang bản vẽ 119 6.4.1. Tạo hình chiếu của bản lắp ráp khai triển 119 6.4.2. Tạo bảng của các chi tiết 120
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Phần I CAD trong Pro/ ENGINEER Tài liệu này là giới thiệu ph−ơng pháp tạo các chi tiết (Parts), các lắp ráp (Assemplies) và các bản vẽ chế tạo (Drawings) trong Pro/ ENGINEER. Sau khi hoàn thành tất cả các h−ớng dẫn, ta sẽ thấy ph−ơng pháp Pro/ ENGINEER chuyển thông tin thiết kế ở dạng 3D sang mọi tài liệu thiết kế và ng−ợc lại, từ tạo dựng chi tiết dạng khối, sang lắp ráp cụm chi tiết, xuất ra các bản vẽ chế tạo. Các h−ớng dẫn ở đây cũng giới thiệu những kỹ thuật cơ bản để sử dụng Pro/ ENGINEER trong mỗi giai đoạn thiết kế. Hiểu về các giai đoạn thiết kế của Pro/ ENGINEER sẽ giúp ng−ời thiết kế hiểu đ−ợc vai trò riêng biệt của mỗi cá nhân trong một nhóm thiết kế Mục tiêu độc giả của tài liệu Ng−ời dùng có thể sử dụng linh hoạt các h−ớng dẫn trong cuốn sách này để có một cái nhìn tổng quan về thiết kế với sự trợ giúp của máy tính nói chung và của Pro/ ENGINEER nói riêng. Các đối t−ợng độc giả của cuấn sách: • Những ng−ời thiết kế mới và những ng−ời thiết kế ch−a có hoặc có ít kinh nghiệm về sử dụng phần mềm CAD/ CAM. • Những ng−ời thiết kế mới tiếp cận với Pro/ ENGINEER nh−ng đã làm việc với các ứng dụng CAD/ CAM khác. Tài liệu này có thể cho ng−ời sử dụng một ph−ơng pháp, một quan điểm thiết kế riêng của mỗi ng−ời trong Pro/ ENGINEER và trong bất kỳ ứng dụng CAD/ CAM nào. • Những ng−ời thiết kế đã có một số kinh nghiệm làm việc với Pro/ ENGINEER, nh−ng muốn xem lại các vấn đề cơ bản hoặc tìm hiểu thêm về các thủ thuật để sử dụng tốt nhất các chức năng chính của Pro/ ENGINEER. Phạm vi và mục đích của tài liệu Tài liệu h−ớng dẫn này không có mục tiêu tóm tắt hoàn chỉnh các kỹ thuật cơ sở trong Pro/ ENGINEER. Mục đích của các h−ớng dẫn là định h−ớng cho ng−ời sử dụng qua các xử lý thiết kế kiểu “end-to-end” (sẽ đ−ợc giới thiệu trong ch−ơng 1) theo nhiều cách. Một số kỹ thuật tạo khối, tạo bề mặt, kỹ thuật lắp ráp cao cấp (hoặc thậm trí là cơ bản) có thể không đ−ợc đề cập đến trong tài liệu này. Hầu hết tài liệu tập trung vào việc tạo dựng chi tiết dạng khối (Solids), đặc biệt là sử dụng các ràng buộc tham số trong chế độ vẽ phác Sketcher. Kinh nghiệm tiếp cận tài liệu Tr−ớc khi bắt đằu tạo các chi tiết trong ch−ơng 4, hãy xem tr−ớc ch−ơng 1, 2 và 3 để có một hình dung cần thiết về quản lý file, giao diện ng−ời sử dụng, và các công cụ tạo Solids cơ bản trong Pro/ ENGINEER. 1
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Các h−ớng dẫn trong ch−ơng 4 giúp ta tạo dựng và lắp ráp 8 chi tiết mô tả các bộ phận của một vỏ điện thoại. Các chi tiết bắt đầu từ đơn giản đến phức tạp, qua đây ta sẽ thu đ−ợc các kinh nghiệm sử dụng ch−ơng trình. Mỗi kỹ thuật sẽ đ−ợc giảng giải chi tiết, nó có thể xuất hiện trong bài học sau trong phần chi tiết hơn. Bài học sẽ đi từ đơn giản đến phức tạp. Sau khi hoàn thành các chi tiết ta tiến hành lắp ráp, và tạo các file bản vẽ (Drawing). Nếu thời gian thực hành ngắn, ta có thể sử dụng bất kỳ file nào để bắt đầu làm việc. Tuy vậy, kinh nghiệm học tốt nhất là hoàn thành tất cả ba giai đoạn: Tạo chi tiết, lắp ráp và tạo bản vẽ. Nếu thời gian cho phép, nhất là với các chi tiết dễ, đơn giản, ta có thể hoàn thành chi tiết mà không cần các lời chỉ dẫn. Chú ý: Các bài học này khó có thể khai thác hết mọi khả năng của Pro/ ENGINEER. Đây là một tài liệu cho ta những giới thiệu cơ bản về các kỹ thuật tạo lập chi tiết và một cái nhìn tổng quan về cách thiết kế “end-to-end”. Tài liệu này là một cơ sở để ng−ời sử dụng có thể tiếp cận với các kỹ thuật cao hơn trong Pro/ ENGINEER một cách dễ ràng. Tài liệu tham khảo thêm Để sử dụng tốt hơn Pro/ ENGINEER, có thể tham khảo một số tài liệu sau: Pro/ ENGINEER Help Center: Đây là tài liệu trợ giúp kèm theo bộ cài Pro/ ENGINEER, có thể sử dụng từ Help > Help Center trên menu chính của Pro/ E, bao gồm các chủ đề trợ giúp và các nối kết tới các công cụ khác để ta có đ−ợc trợ giúp một cách nhanh chóng. Pro/ ENGINEER Wildfire 2.0 Resource Center: Tự động đ−ợc mở ra trong lúc duyệt Pro/ E, cung cấp tham chiếu nhanh cho giao diện ng−ời sử dụng, các tham khảo nhanh, các h−ớng dẫn, các mẹo nhỏ, các kỹ thuật và các tài nguyên khác. PTC Customer Service Guide: Bao gồm các số điện thoại nhiều nơi để tiếp xúc với hãng PTC. Ch−ơng1 Các khái niệm trong Pro/ ENGINEER Để sử dụng Pro/ ENGINEER ta hình dung trong một nhóm các bộ phận của một cụm các chi tiết đ−ợc lắp ráp với nhau theo các quan hệ thiết kế, cao hơn nữa các bộ phận đó và các quan hệ đó có thể thay đổi đ−ợc. ở mức độ đơn giản nhất, các bộ phận có thể là những hình dạng hình học riêng biệt gọi là các features, bao gồm các chi tiết dạng Solids nh−: Khối kéo (Extrusion), lỗ (hole), hoặc vát (chamfer) ở mức độ cao hơn chúng có thể là những chi tiết lắp ráp riêng biệt, cùng kết hợp với nhau phụ thuộc lẫn nhau theo một ph−ơng pháp nào đó. Tại tất cả các cấp độ, các bộ phận đ−ợc tạo ra và lắp ráp với nhau để h−ớng tới một mục đích chung gọi là mục đích thiết kế. Ch−ơng này mô tả những nguyên tắc cơ 2
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt bản của mục đích thiết kế, nó xuyên suốt toàn bộ quá trình thiết kế, đi từ ý t−ởng đến tài liệu kiểm chứng cuối cùng. 1.1. Liên kết tham số vμ mục đích thiết kế Giả định rằng ta muốn tâm một khối kéo (extrusion) nằm giữa một bề mặt chữ nhật. Ta có thể đặt khối này bằng cách đo một nửa các cạnh của hình chữ nhật và sử dụng kích th−ớc đo để xác định vị trí X - Y của khối. Nh−ng mục đích thiết kế của ta là có tâm khối và nếu chiều dài hoặc chiều rộng của bề mặt hình chữ nhật thay đổi thì khối vẫn nằm ở giữa hình chữ nhật. Pro/E cho ta những công cụ ở mọi cấp độ để xây dựng các thông tin kiểu nh− vậy. Trong tr−ờng hợp này, ta có thể sử dụng ràng buộc (constrain) tâm khối nằm giữa bốn cạnh. Toạ độ X và Y của tâm khối sẽ luôn luôn bằng một nửa của chiều dài và chiều rộng của bề mặt chữ nhật. Ph−ơng pháp này, Pro/ E sẽ tính toán và cập nhật vị trí tâm khối mà không tính toán kích th−ớc của hình chữ nhật. Ta có thể sử dụng ý t−ởng này vào các xử lý khác để có các định nghĩa hình học một cách đơn giản, hoặc ta có thể sử dụng chúng với những tính toán phức tạp hơn nh− thể tích khối, trọng tâm thành lập những mối quan hệ động học giữa những thực thể thiết kế có thể tránh số l−ợng lớn thời gian và sự cố gắng khi cần đến thay đổi thiết kế. Xây dựng mô hình sử dụng các tham số liên kết sẽ giúp ng−ời thiết kế có thể thử nghiệm nhanh các giải pháp thiết kế. 1.2. Liên kết End-to-End Pro/E không chỉ cho phép ta thiết kế những chi tiết riêng lẻ một cách nhanh chóng mà còn có thể l−u trữ những mối quan hệ lắp ráp của chúng và đ−a ra những bản vẽ chi tiết. Pro/E dễ ràng cho phép ta truy cập, hiệu chỉnh kích th−ớc và các liên kết động học đã thành lập tại các giai đoạn thiết kế khác nhau. Thậm trí trong giai đoạn tạo bản vẽ (Drawing), kích th−ớc hiện lên trên sơ đồ nhận đ−ợc từ kích th−ớc mô hình 3D có thể liên kết động tới file nguồn 3D. Sự nối kết là hai chiều, ta có thể hiệu chỉnh chi tiết 3D trực tiếp từ bản vẽ chi tiết để làm chính xác các kích th−ớc trong bản vẽ và các thông tin thay đổi này đ−ợc cập nhập vào trong mô hình 3D, giữa kích th−ớc ở bản vẽ và mô hình 3D luôn luôn đồng bộ. T− t−ởng nh− vậy gọi là liên kết “End-to-End”. 1.3. Các chế độ thiết kế cơ bản của Pro/ E Khi ta đ−a ra một ý t−ởng thiết kế để hoàn thành trong Pro/E, ta chuyển những thông tin thiết kế qua ba b−ớc thiết kế cơ sở: • Tạo những chi tiết là các thành phần của thiết kế (Parts) • Ghép những chi tiết trong một lắp ráp ở đó ghi những quan hệ vị trí của các chi tiết (Assembly) • Tạo những bản vẽ chi tiết căn cứ trên những thông tin trong Parts và Assembly (Drwing) 3
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Pro/ E coi mỗi b−ớc là một chế độ riêng biệt, mỗi chế độ có những đặc tr−ng riêng, phần mở rộng của file riêng, các chế độ có quan hệ mật thiết với nhau. Ví dụ: Xây dựng một mô hình thiết kế, mô hình đó đ−ợc nhập để l−u trữ tất cả những thông tin - kích th−ớc, dung sai, và những ph−ơng thức ràng buộc. Nếu thay đổi thiết kế tại một chế độ (Part, Assembly, Drawing), Pro/E phản hồi tự động đến tất cả các chế độ khác. 1.3.1. Chế độ Part: Bảng nhập tham số và Sketcher (vẽ phác) Hầu hết các thiết kế bắt đầu ở chế độ Part. Trong những file chi tiết (.prt) ta tạo các bộ phận riêng biệt, các bộ phận này sẽ lắp vào với nhau trong cùng một file lắp ráp (.asm). Chế độ Part cho phép ta tạo và hiệu chỉnh các featares: Extrusions (kéo), cuts (cắt), blends, rounds (l−ợn tròn) Hầu hết các features bắt đầu từ một tiết diện, khi tiết diện đ−ợc định nghĩa, ta gán giá trị kích th−ớc thứ 3 cho nó để tạo hình dạng 3D. Ta tạo tiết diện 2D bằng công cụ gọi là Sketcher (phác thảo). Sketcher cho phép vẽ tiết diện với các đ−ờng thẳng (lines), các góc (angles), hoặc các cung tròn (arcs), và nhập chính xác giá trị kích th−ớc sau khi vẽ song. Ta sử dụng một giao diện gọi là Dashboard (bảng nhập tham số) để vào hoặc ra chế độ Sketcher, và để hiệu chỉnh hình dạng chi tiết ở chế độ 3D. Bảng nhập tham số đ−a ra các chức năng rất rõ ràng để chuyển đổi các features, phát triển chi tiết, hiệu chỉnh hình dạng và kích th−ớc chi tiết bằng việc nhập các tham số trên bảng hoặc ngay trên chính bản thân mô hình. Hình 1-1. Mô hình Sketcher và mô hình 3D của đầu Angten 1.3.2. Chế độ Assembly (lắp ráp) Sau khi ta tạo xong các chi tiết trong một mô hình, ta tạo một file lắp ráp rỗng cho mô hình, rồi lắp ráp từng chi tiết trong phạm vi giới hạn của nó. Trong quá trình này ta phối hợp hoặc sắp xếp các chi tiết tới vị trí chúng sẽ chiếm ở thủ tục cuối cùng. Trong lắp ráp, ta có thể định nghĩa những khung nhìn khai triển để quan sát hoặc hiển thị những mối quan hệ của các chi tiết một cách tốt hơn. 4
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Hình 1-2. Mô hình lắp ráp trong khung nhìn khai triển Với những công cụ phân tích mô hình, ta có thể đo l−ờng những thuộc tính và thể tích của khối lắp ráp để xác định trọng l−ợng của nó, trọng tâm, và quán tính. Cũng có thể xác định sự giao nhau giữa các bộ phận trong toàn bộ lắp ráp. 1.3.3. Chế độ Drawing (tạo bản vẽ) Chế độ Drawing của Pro/E cho phép ta tạo ra khâu cuối cùng của thiết kế, những bản vẽ chi tiết chính xác, trên bản vẽ có ghi các kích th−ớc của các chi tiết 3D và cụm lắp ráp. Một số đối t−ợng thông tin: Các kích th−ớc, các ghi chú, các ghi chú bề mặt, các dung sai hình học, các tiết diện giao nhau v v đã tạo trong mô hình 3D có thể chuyển qua chế độ Drawing. Khi những đối t−ợng chuyển qua từ mô hình 3D, chúng giữ nguyên mối liên kết, có thể hiệu chỉnh để tác động trở lại mô hình 3D từ chế độ Drawing. 5
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Hình 1-3. Khung nhìn bản vẽ chi tiết của chi tiết ăngten Ch−ơng 2 Giao diện Pro/ ENGINEER Ch−ơng này giới thiệu các công cụ giao diện ta sẽ sử dụng để điều khiển Pro/ ENGINEER. Hệ thống menu, bảng nhập tham số, những công cụ chọn lựa và điều khiển cửa sổ. 2.1. Điều khiển trong Pro/ E Sau khi khởi động Pro/E, cửa sổ chính mở trên Desktop. Bảng điều khiển mở bên trái, bảng này là gốc của một số công cụ và nối kết với th− viện chi tiết, mạng Internet, hoặc những trạm làm việc khác trong mạng. H−ớng dẫn này sẽ tập trung vào việc sử dụng Model Tree và bảng Layer Tree. Model Tree là danh sách của tất cả các fertures trong file chi tiết, bao gồm cả các chuẩn (Datums) và các hệ toạ độ. Khi ta đang trong một file chi tiết, Model Tree hiển thị tên file và danh sách từng ferture. Đối với file lắp ráp (Assembly), Model Tree hiển thị file lắp ráp và các file chi tiết sử dụng trong lắp ráp đó. 6
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Ta có thể sử dụng lệnh Tools -> Customize Screen để tuỳ ý thêm hoặc bớt các tuỳ chọn menu, các macros (gọi là mapkeys) hoặc các lệnh riêng lẻ. Khi ta kích hoạt một số thay đổi trên menu, chúng cập nhật trên các menu ở tất cả các cửa sổ. Sử dụng nút Show để bật giữa Model Tree và Layer Tree Sử dụng nút Settings để thêm hoặc hiệu chỉnh Model Tree Hình 2-1. Sử dụng Model Tree trên tab định h−ớng Những đối t−ợng trên Model Tree đ−ợc nối kết trực tiếp tới cơ sở dữ liệu thiết kế. Ta chọn các đối t−ợng trên Model Tree, các fertures đ−ợc miêu tả bằng nổi sáng và đ−ợc lựa chọn trên màn hình Window. Ta có thể sử dụng Model Tree để chọn một số đối t−ợng trong toàn bộ quá trình thực hiện. Cũng có thể kích phải chuột để bắt đầu làm việc trên đối t−ợng chọn ở Model Tree. 2.2. Lμm việc với nhiều cửa sổ vμ file Mặc dù có thể mở nhiều hơn một cửa sổ nh−ng ta chỉ có thể làm việc duy nhất trên một cửa sổ tại một thời điểm. Cửa sổ đang làm việc gọi là cửa sổ Active (kích hoạt). Để bật các cửa sổ, ta chọn từ danh sách các cửa sổ mở d−ới thực đơn Window. Nếu cần kích hoạt cửa sổ, sử dụng Window>Activate. Đóng file có hai ph−ơng pháp: Sử dụng File -> Close Window để đóng cửa sổ của những file vẫn đang tham chiếu trong bộ nhớ. Để gỡ bỏ file từ bộ nhớ, sử dụng File -> Erase. Việc này không thể xoá file từ ổ đĩa nh−ng nó làm đóng hoàn toàn. Ta có thể sử dụng File -> Earse -> Not Displayed để danh sách file trong bộ nhớ đ−ợc đóng. Tuy vậy, nếu một file bản vẽ hoặc một file lắp ráp đang tham chiếu, ch−ơng trình sẽ không cho phép xoá nó từ bộ nhớ cho đến khi ta đóng file tham chiếu. 2.3. Quản lý các file Phần này đề cập đến việc quản lý file của Pro/ E, th− mục mặc định, và chức năng backup tự động. Hiểu chức năng backup file và chuyển đổi qua lại sẽ giúp ta giữ đ−ợc thứ tự cơ sở dữ liệu của th− mục hiện hành. 7
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 2.3.1. Th− mục làm việc (Working directory) Pro/ E tự động tìm kiếm các file và l−u trữ trong một th− mục mặc định gọi là th− mục làm việc. Các file đ−ợc tạo ra tự động, và các file ng−ời thiết kế tạo ra nếu không điều khiển thì đều đ−ợc l−u trữ trong th− mục làm việc. Pro/ E sử dụng th− mục từ khi bắt đầu ch−ơng trình làm th− mục làm việc mặc định. Sử dụng File -> Set Working Directory để tạo th− mục làm việc khác. 2.3.2. Mở các file Khi click vào File -> Open, Pro/ E tham chiếu đến th− mục làm việc. Nếu có những file khác mở trong cùng thời điểm, nh−ng không hiển thị, ta có thể click lên In Session từ danh sách Look In để mở chúng. Có thể thêm những file hoặc những th− mục truy cập th−ờng xuyên tại nút Favorites. Sử dụng nút Preview trên hộp thoại File Open để hiển thị miêu tả đồ họa chi tiết trong file chọn lựa tr−ớc khi mở file. Hình 2-2. Hộp thoại Open File ở chế độ xem tr−ớc 2.3.3. Tạo các file Sử dụng File -> New để bắt đầu một file mới, có thể nhanh chóng chọn một kiểu ứng dụng (Type), và một kiểu con (Subtype) cần thiết. 8
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Hình 2-3. Những tuỳ chọn trong hộp thoại New Khi chọn OK, file mới đ−ợc mở và những mặt phẳng chuẩn mặc định đ−ợc đ−a ra trên cửa sổ đồ họa. 2.3.4. L−u trữ, dự phòng và lặp lại các file Sử dụng File -> Save để l−u trữ những thay đổi trong file, sử dụng Save a Copy để l−u trữ file sang một tên khác. Mỗi lần ta sử dụng lệnh Save, Pro/ E tạo một phiên bản mới của file và sử dụng phần mở rộng file là con số để đánh dấu phiên bản, ví dụ Vỏ_sau.prt.1, Vỏ_sau.prt.2, Sự lặp lại này giúp ta luôn có một phiên bản liền tr−ớc để quay lại trong một số tr−ờng hợp lỗi file hiện hành. Khi sử dụng File -> Open để mở file, trình duyệt file hiển thị phiên bản sau cùng nhất. Để hiển thị những phiên bản trong hộp thoại Open, click lên biểu t−ợng Commands and Settings và click vào All Versions từ menu. Ta có thể mở bất cứ phiên bản nào mà ta muốn. Để l−u một file sang một tên, một định dạng hay một vị trí khác sử dụng File -> Save a Copy. Không với lệnh Save as trong Window, lệnh Save a Copy mở file gốc và kích hoạt nó sau khi thực hiện l−u trữ. Nếu không muốn l−u trữ các file lặp lại trong th− mục làm việc ta có thể sử dụng File -> Backup để chỉ định một th− mục cho các file lặp lại. Lặp lại đầu tiên trong th− mục dự phòng bắt đầu tại 1, bắt chấp số lặp trong th− mục làm việc. 2.3.5. Xoá các file Sử dụng File -> Delete để gỡ bỏ các file cố định trên đĩa. Ta có thể xoá duy nhất những phiên bản cũ, phiên bản sau cùng không bị thay đổi, hoặc ta có thể xoá tất cả các phiên bản. Sử dụng File -> Dalete -> Old Versions để xoá toàn bộ th− mục nh−ng không xoá các phiên bản mới. 2.4. các điều khiển khung nhìn Quay, dịch và thu phóng (Spin, Pan, Zoom) Repaint: Vẽ lại Recenter: Đặt giữa tâm cửa sổ đồ hoạ Spin center: Quay quanh tâm Orientation dialog box: Mở hộp thoại Orient mode: H−ớng nhìn Orientation Zoom in area: Phóng to Saved View list: Danh sách các khung Zoom Out: Thu nhỏ nhìn l−u trữ Hình 2-4. Các biểu t−ợng điều khiển cửa sổ Phím giữa chuột là phím điều khiển cửa sổ trong Pro/ ENGINEER. Có những di chuyển cửa sổ cơ bản sau: Spin (quay) – Nút giữa chuột 9
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Pan (dịch) – Nút giữa chuột + SHFT Zoom (phóng to, thu nhỏ) – Nút giữa chuột + CTRL kéo ngang, hoặc quay. Một phím tắt điều khiển cửa sổ khác cho ng−ời mới sử dụng là CTRL+D, chức năng này trả lại h−ớng nhìn mặt định tại giữa cửa sổ đồ hoạ. 2.4.1. Các chế độ Spin (quay tròn) Khi quay chi tiết, ta có thể sử dụng mặc định là trục chi tiết để quay sang h−ớng nhìn khác nhau, hoặc có thể sử dụng tâm quay ta có thể click vào nơi nào đó trên chi tiết. Khi bật Spin Center on/ off (tâm quay mặc định) , giữ phím chuột giữa và quay mô hình quanh nó tâm đó. Nếu tắt tâm quay mặc định, ta có thể đặt tâm quay ở bất kỳ một vị trí nào trên cửa sổ đồ hoạ. Hình d−ới ta có thể thấy hai kiểu quay mô hình khi làm việc. Bên trái, tâm quay mặc định bật, biểu t−ợng tâm quay bên d−ới – nó sử dụng trục đứng của mô hình. ở bên phải, biểu t−ợng tâm quay tắt, và tâm quay là vị trí tuỳ chọn trên cạnh tr−ớc của mô hình. Hình 2-5. Thay đổi tâm quay 2.4.2. Sử dụng Orient Mode Một số điều khiển đặc biệt đ−ợc thêm vào sẵn dùng trong Orient mode. Để vào Orient mode, chọn View > Orientation > Orient Mode. Trong Orient mode ta có thể sử dụng các điều khiển sau: Dynamic – Sử dụng các điều khiển spin, pan và zoom nh− th−ờng lệ. Delayed – Chờ đợi cho đến khi kéo hết vector dịch chuyển bằng tay và thoát để thực hiện thay đổi cửa sổ. Velocity – Duy trì dịnh chuyển với điều kiện nút chuột đ−ợc nhấn, kéo chuột và dừng lại. Trong Orient Mode, ta có thể sử dụng menu tắt từ nút chuột phải để bật các chế độ, hoặc thoát hoàn thành Orient Mode. Ta cũng có thể sử dụng biểu t−ợng Zoom trên thanh công cụ chính để kéo một hình chữ nhật quanh vùng ta muốn phóng to. Nhấn nút giữa để thoát chế độ Zoom. 10
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 2.4.3. L−u trữ các h−ớng nhìn H−ớng nhìn là một sự kết hợp của một hệ số phóng đại và một h−ớng trong không gian 3D. Mọi mô hình đều có các h−ớng nhìn tiêu chuẩn l−u trữ bên trong ch−ơng trình: Front (tr−ớc), Left (trái), Top (trên), hoặc Bottom (đáy). Ví dụ Default Orientation là h−ớng nhìn mặc định cho phép xem mô hình trong cửa sổ ở dạng 3D. Nếu ta sử dụng một h−ớng nhìn th−ờng xuyên, ta có thể sử dụng View > View Manager để đặt tên và l−u trữ nó, rồi truy cập tại mọi thời điểm trong quá trình làm việc. Sử dụng biểu t−ợng View Manager để thay đổi nhanh một số h−ớng nhìn đã l−u trữ. 2.5. Bảng nhập các tham số (Dashboard) Bảng nhập cho phép ta sử dụng một chuỗi logic của các cài đặt và các tham số để định nghĩa hình học mới, hoặc định nghĩa lại các hình dạng đang tồn tại. Các thao tác riêng với bảng nhập đ−ợc đ−a ra phía d−ới cửa sổ đồ hoạ mỗi khi tạo hoặc hiệu chỉnh một feature trong chi tiết. Khi trở nên thành thạo hơn ta sẽ làm hầu hết các thao tác ngay trên mô hình, nh−ng bảng nhập luôn luôn có vai trò hỗ trợ, để quay trở lại và sẵn sàng cho nhập các tham số khi ta chọn một hình học để làm việc trên nó. Bảng nhập h−ớng dẫn ta tạo các hình học một cách trực giác, từ trái qua phải. Nhóm nửa d−ới của bảng nhập cần vào theo trình tự thích hợp. Nửa trên của bảng nhập cho phép ta định nghĩa - tinh chỉnh các thuộc tính thay đổi. Hình bên cho thấy bảng nhập feature lỗ (Hole) đ−ợc kích hoạt để định nghĩa lỗ đồng trục. ở trên: Tr−ợt bảng lên để chỉ định đặt các tham chiếu và các thuộc tính thay đổi khác. ở d−ới: Các thủ tục cơ bản cho kiểu feature lỗ, đ−ờng kính, bắt đầu và kết thúc các tham chiếu. Hình 2-6. Bảng nhập các tham sô cho chi tiết lỗ 2.6. Các tuỳ chọn hiển thị khối Ta sẽ bật hiển thị dạng Wireframe (khung dây) cho khối đặc để giúp cho việc chọn lựa, cải tiến và tính toán các thiết kế đạt mục đích. Hai chế độ hiển thị chính là Shaded (tô bóng) và Line (đ−ờng). Có 3 biến đổi của hiển thị Line. Hidden line - hiện các Shaded - cho thấy mô đ−ờng khuất ở mức độ khác hình nh− một khối đặc. (màu khác) 11
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt No hidden line - không Wireframe - hiện các hiện các đ−ờng khuất sau bề đ−ờng khuất và không khuất nh− mặt. nhau Hình 2-7. Các hiển thị Wirefame và Shaded 2.7. Hiển thị các chuẩn (datums) vμ các trục Có thể hiển thị hoặc ẩn các mặt phẳng chuẩn, các điểm chuẩn, các trục và các hệ trục toạ độ tại một thời điểm trong quá trình thực hiện. Ta có thể ẩn từng chuẩn bằng việc chọn nó trên Model Tree và sử dụng lệnh Hide trên menu tắt từ nút chuột phải. Các chuẩn làm lộn xộn vùng làm việc và có thể phải vẽ lại trong khi thực hiện, nh− vậy ta sẽ ẩn các đối t−ợng chuẩn đi để có thể làm việc tốt hơn cho đến khi nào cần đến chúng cho công việc hoặc tham chiếu. 2.8. Chọn lựa các kiểu lọc “lọc” Các thiết kế có nhiều đối t−ợng phức tạp, khó có thể chọn lựa chính xác một đối t−ợng nào đó. Pro/ ENGINEER cung cấp các kiểu lọc lọc đối t−ợng để giới hạn các kiểu đối t−ợng mà ta có thể chọn lựa trong vùng nhiều kiểu đối t−ợng khác nhau. Bộ lọc làm việc cùng với chức năng nổi sáng chọn tr−ớc. Các đối t−ợng d−ới con trỏ nổi sáng giúp cho việc lựa chọn chính xác. Để đơn giản hoá việc chọn lựa, bộ lọc tự động bố trí đối t−ợng thích hợp khi hệ thống nhắc chọn lựa đối t−ợng trong quá trình thực hiện. Khi đ−ợc nhắc để chọn lựa một kiểu thực thể cụ thể, bộ lọc giúp chọn lựa duy nhất một kiểu thực thể hợp lý. Hình 2-8. Các kiểu lọc Khi chế độ lọc ở thiết lập mặc định Smart, tất cả các đối t−ợng có thể chọn lựa trong một hệ thống thứ tự. Ví dụ, ta có thể chọn một feature và click lại lên các cạnh 12
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt của nó hoặc các bề mặt nh− thấy trong minh họa bên. Nổi sáng lựa chọn tr−ớc là một tuỳ chọn, có thể sử dụng Edit > Select > Preferences để tắt tuỳ chọn này. Hình 2-9. Nổi sáng lựa chọn tr−ớc 2.9. Các danh sách chọn lựa Ph−ơng pháp để giữ một phần tử cho việc chọn lựa là lựa chọn nó từ danh sách. Danh sách này sinh ra từ tất cả các phần tử d−ới con trỏ đã đ−ợc ấn định. Để thấy danh sách, đặt con trỏ trên vùng chứa phần tử ta muốn chọn, và chọn Pick From List từ menu tắt của nút chuột phải. Mở hộp thoại Pick from List, để chọn một phần tử, làm nổi sáng nó trong danh sách và chọn OK. 2.10. Thứ tự vμ chặn các features Hai chức năng hữu ích nhất của Model Tree là khả năng điều khiển thứ tự của các feature và chặn hoặc phục hồi chúng trong mô hình. Thứ tự các feature là một trình tự các feature đ−a ra trên Model Tree. Khi ta thêm một feature nó bổ xung vào nh− một nút trên Model Tree. ở mức độ đơn giản, thứ tự là một công cụ tổ chức. Ta có thể kéo một feature lên để đặt nó với một feature gốc hoặc các feature quan hệ khác, thậm trí ta có thể thêm nó sau khi feature gốc đã tạo rồi. Chú ý rằng không thể sắp xếp một feature con tr−ớc một feature cha mẹ. Tại mức độ khác, sắp xếp lại các feature hiện hành có thể thay đổi hình thức của mô hình. Kéo mũi tên trên Model Tree lên trên để chặn tạm thời các features Hình 2-10. Chặn các feature tạm thời 13
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Chặn một feature là gỡ bỏ tạm thời nó trong mô hình, điều này rất có ý nghĩa trong việc hiệu chỉnh lại các features trong mô hình. Sau khi hiệu chỉnh song ta lại kéo mũi tên trở lại vị trí cuối trên Model Tree, hệ thống sẽ cập nhật thay đổi cho mô hình. Ta có thể sử dụng lệnh Hide (ẩn) trên các feature đã chọn từ Model Tree, bằng kích chuột phải chọn Hide từ menu tắt. Chú ý Nếu các features khi bị chặn không có trên Model Tree, sử dụng tab Settings và click Tree Filters. Sử dụng hộp thoại Model Tree Items, trong tr−ờng Display chọn Features để hiện các feature. Khi chúng hiện ra, ta có thể chọn chúng và click lên Resume từ menu tắt để chúng quay lại mô hình. Hình 2-11. Hộp thoại Model Tree Items Ch−ơng 3 Các cơ sở thiết kế chi tiết Trong ch−ơng tr−ớc ta đã thấy giao diện ng−ời sử dụng và các ph−ơng pháp chọn lựa mà Pro/ E cung cấp. Ch−ơng này giới thiệu các công cụ cơ bản và các nguyên lý của việc tạo dựng các mô hình khối đặc (Solids) trong Pro/ E. Sau khi nghiên cứu về các mặt phẳng chuẩn 3D (3D Datum) và các trục sử dụng để xác định vị trí các features, ta sẽ học cách để bắt đầu các Solids từ các hình dạng hoặc các tiết diện 2D trong Sketcher. Ta cũng học cách để thêm kích th−ớc theo h−ớng Z để tạo các đối t−ợng 3D. 3.1. Các chuẩn (Datums), các trục vμ các hệ tọa độ Khi ta bắt đầu tạo một file chi tiết mới ta thấy 3 mặt phẳng chuẩn và một hệ toạ độ đ−ợc tự động thêm vào trên cửa sổ đồ hoạ. Các mặt phẳng chuẩn tự động thêm có tên là Front, Top, và Right. Hệ toạ độ cho biết các trục X-, Y-, và Z-. Vị trí trục -Z là vuông góc với mặt chuẩn Front. Nếu h−ớng mặt chuẩn Front đồng phẳng với màn hình thì trục -Z vuông góc với màn hình. 14
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Các chuẩn là các điểm tham chiếu, Pro/ E sử dụng để tính toán các khoảng cách. Các chuẩn có thể là các điểm thực, các mặt, hoặc các đ−ờng cong, nh−ng chúng không có giá trị độ dày. Ta sẽ tạo và đặt chúng một cách th−ờng xuyên để sử dụng trong cả chế độ Part (tạo chi tiết) và Assembly (lắp ráp). Giống các features dạng Solids, các chuẩn cũng đ−ợc thêm vào trên Model Tree khi tạo chúng. Chúng có chuỗi tên mặc Hình 3-1. Các mặt chuẩn mặc định và hệ toạ định ví dụ DTM1, DTM2 (cho độ chi tiết các mặt chuẩn) hoặc PNT1, PNT2, (cho các điểm chuẩn). Ng−ời thiết kế có thể đặt tên lại để mô tả rõ hơn ý định của họ sau khi tạo chúng. Các điểm chuẩn và các hệ toạ độ chuẩn giống nhau trong việc chúng có thể là các điểm cố định hoặc dịch chuyển từ một bề mặt hoặc một đỉnh. Ta có thể sử dụng các điểm chuẩn riêng rẽ hoặc kết hợp chúng trong một mảng nh− một feature. Các mảng có thể đ−ợc l−u trữ trong các file ASCII và sử dụng lại trong các thiết kế khác. Các hệ toạ độ là các điểm đ−ợc định nghĩa theo h−ớng X-, Y-, Z-. Mỗi chi tiết khi tạo đ−ợc đặt trong một hệ toạ độ, có thể sử dụng các hệ toạ độ trong phạm vi của các chi tiết hoặc lắp ráp để định nghĩa h−ớng của các bộ phận. Có thể thêm các chuẩn tại các thời điểm khác nhau từ menu chính, sử dụng Insert > Datum: Xác định kiểu chuẩn, tham chiếu, và khoảng offset nếu cần. Để định nghĩa lại các chuẩn, ta có thể chọn chúng từ Model Tree và sử dụng lệnh Edit Definition trên menu tắt của nút chuột phải. Cũng có thể thêm các chuẩn không nằm trên mô hình chi tiết hiện hành, trên các chuẩn đó ta có thể tạo các features riêng biệt với các feature hiện hành. 3.2. Định nghĩa về Sketcher Sketcher là một chế độ con của chế độ Part, có thể xem nó nh− bản vẽ 2D ở trong môi tr−ờng 3D. Ta sẽ sử dụng nó để tạo hầu hết các hình học sử dụng trong một chi tiết. Sau khi xây dựng xong một phác thảo, hoặc một tiết diện các thành phần liên kết nh− các ràng buộc hình học hoặc các quan hệ giữa kích th−ớc phải đ−ợc thêm vào và hiệu chỉnh. Ta có thể dự kiến tr−ớc vùng có khả năng thay đổi cho thiết kế, các thành phần liên kết, để có thể xây dựng các tác động trực tiếp đến các thay đổi. Nếu không xây dựng trong một môi tr−ờng thông minh để hiệu chỉnh trực tiếp các thay đổi, các hiệu chỉnh trong t−ơng lai, ta sẽ tốn thời gian sửa chữa các vấn đề khi chúng xảy ra. 15
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 3.3. Cơ bản về Sketcher Trong Pro/ ENGINEER, các đối t−ợng 3D bắt đầu từ các hình dáng 2D, sau khi các hình dáng 2D đã đ−ợc định nghĩa với các kích th−ớc X và Y, nhập một kích th−ớc Z hoặc chiều sâu (depth) để chuyển nó thành 3D. Mục đích của Sketcher là cho một “phác thảo” không chính xác hoặc một hình dạng 2D phóng đại của chi tiết muốn tạo. Sau khi phác thảo các đ−ờng, ta nhập chính xác các chiều dài, các góc, và các bán kính cần thiết. Sketcher thêm vào các kích th−ớc hoàn chỉnh với mũi tên và các đ−ờng gióng. Có các kích th−ớc gọi là kích th−ớc −ớc l−ợng (weak dimension), chúng là “các −ớc l−ợng” mà Sketcher tạo ra. Nh− đã nói ở trên, quan điểm là ta nhập các giá trị kích th−ớc chính xác cần thiết khi hoàn thành tiết diện. Sketcher phục hồi tiết diện cho các gía trị thực. Hình 3-2. Tiết diện 2D trong chế độ Sketcher và kết quả ở dạng Solid 3.4. Các công cụ Sketcher Các công cụ hình học Sketcher cơ bản là tạo đ−ờng thẳng (line), đ−ờng tròn (circle), và cung tròn (arc) nh− ở hầu hết các ch−ơng trình vẽ. Chúng đ−ợc sắp đặt trên một thanh công cụ phía bên phải sổ đồ hoạ. Menu tr−ợt từ cạnh của một biểu t−ợng có nhiều tuỳ chọn của chức năng t−ơng tự cho việc sử dụng. Nếu ta dịch chuyển trỏ trên biểu t−ợng, một dòng text hiện ra chú giải cho chức năng của nó. 3.4.1. Mặt phẳng vẽ phác và các tham chiếu Sketcher Việc đầu tiên ta phải chọn một mặt phẳng, đây là mặt mà ta sẽ vẽ lên trên nó. Mặt phẳng này gọi là mặt phẳng phác thảo. Mặt phẳng phác thảo có thể là một bề mặt của chi tiết hiện thời, hoặc nó có thể là một mặt phẳng chuẩn. Khi chọn một mặt phẳng hoặc một bề mặt làm mặt phác thảo thì mặt đó đ−ợc sẽ quay trùng với mặt phẳng màn hình trong Sketcher. Ta có thể sử dụng lệnh quay để quay mặt phẳng phác thảo trong không gian 3D để kiểm tra, nh−ng tiết diện th−ờng là phẳng nh− bản vẽ 2D. Khi mặt phẳng phác thảo đã thiết lập, Sketcher cần các mặt phẳng và các cạnh đang tồn tại từ đó định khoảng cách cho tiết diện mới. Mặc định, Sketcher tự động 16
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt chọn hai mặt phẳng hoặc hai cạnh để tham chiếu khi phác thảo, một thẳng đứng và một nằm ngang, để bắt đầu phác thảo. Khi ta thêm vào phác thảo, ta có thể cần thêm nhiều tham chiếu. Trong Sketcher, sử dụng Sketcher > References mở hộp thoại References để thêm các cạnh đã có làm tham chiếu. Các cạnh đã thêm đánh dấu bằng một đ−ờng chấm có màu riêng biệt. 3.4.2. Thêm hoặc hiệu chỉnh các kích th−ớc Khi hình dáng phác thảo đã kết thúc, nó sẽ có kích th−ớc mặc định là các kích th−ớc không chính xác, các kích th−ớc đ−ợc Sketcher tự động thêm vào khi vẽ, chúng hiển thị thành các đ−ờng màu xám. Các kích th−ớc phác thảo sẽ không đ−ợc chính xác hoặc sắp đặt không đúng giá trị cần thiết. Để nhập các giá trị đúng cho từng kích th−ớc trong Sketcher, chọn giá trị kích th−ớc không chính xác và nhập giá trị đúng vào trong hộp chữ. Kích th−ớc chuyển đổi sang kích th−ớc đúng. Nếu Sketcher không tự động đ−a ra một kích th−ớc hoặc một góc mong muốn, có thể sử dụng biểu t−ợng Add Dimension trên thanh công cụ Sketcher để thêm, và nhập một gía trị đúng cho nó. Hình 3-3. Các kích th−ớc cuối cùng trong Sketcher Hầu hết ng−ời sử dụng phác thảo hình dạng của tiết diện, sau đó sử dụng hộp thoại Modify Dimensions để hiệu chỉnh tất cả các kích th−ớc cùng một thời điểm. Nếu chọn Edit > Select All trên Sketcher, rồi click lên biểu t−ợng hiệu chỉnh kích th−ớc , ta có thể sử dụng hộp thoại Modify Dimensions để duyệt qua tất cả các kích th−ớc một cách liên tục. 3.4.3. Các ràng buộc (Constraints) hình học trong Sketcher Khi thêm một cạnh, ta có thể sử dụng các ràng buộc hình học để định vị nó trong tiết diện. Các ràng buộc làm việc cùng với các kích th−ớc để tạo nên tiết diện. Các trạng thái ràng buộc của một đ−ờng có mối quan hệ hình học rõ ràng với các đ−ờng 17
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt khác. Ví dụ, nếu ta muốn một đ−ờng thẳng mới trong tiết diện song song và bằng chiều dài với một đ−ờng đang tồn tại, ta có thể thêm hai ràng buộc vào đ−ờng thẳng trong tiết diện, động tác này tốt hơn là nhập các kích th−ớc mới. Các ràng buộc đ−ợc miêu tả trên màn hình bằng các ký hiệu nhỏ trên đ−ờng có ràng buộc. Trong hình bên, bán kính của đ−ờng tròn bên phải đ−ợc ràng buộc bằng với bán kính của đ−ờng tròn bên trái, hai điểm tâm đ−ợc ràng buộc ở khoảng cách bằng nhau tính từ đ−ờng tâm (centerline). Đ−ờng tròn bên phải tự động đối xứng với đ−ờng tròn trái. Các ký hiệu ràng buộc “R” chỉ định hai đ−ờng tròn có Sử dụng bảng bán kính bằng nhau Constraints để áp dụng các ràng buộc hình học trong công cụ Sketcher. Các ký hiệu ràng buộc “><” chỉ định các điểm tâm có khoảng cách bằng nhau từ đ−ờng tâm Hình 3-4. Các ký hiệu ràng buộc trong Sketcher 3.5. từ phác thảo đến 3D Khi một tiết diện Sketcher đ−ợc gán chiều sâu, hoặc kích th−ớc -Z, nó trở thành một thực thể hình học 3D gọi là khối extrusion (kéo). Khối extrusion có thể đ−ợc thêm (Add) hoặc bỏ bớt (Remove) vật liệu. Trong các công việc khác nhau nó có thể là một khối đặc hoặc có thể là một khối cắt. Ví dụ một khối đặc, t−ởng t−ợng một đ−ờng tròn 2D kéo ra ngoài tạo nên một hình trụ. Một khối kéo đ−ợc tạo để gỡ bỏ một l−ợng vật liệu từ một số khối đặc mà nó đi qua. Ví dụ, hai lỗ xuyên qua một đế đ−ợc tạo bởi hai tiết diện đ−ờng tròn nằm trên mặt đế kéo xuyên qua đế, dùng lệnh Extrude Cut để gỡ bỏ vật liệu trên đế tạo nên hai lỗ. Extrusions có thể định nghĩa một vài ph−ơng pháp. Ví dụ, cả xây dựng khối và cắt khối (cut) đều có thể là extruded, ở đây chiều sâu là h−ớng thêm vào cho tiết diện, hoặc với phép quay (revolved) thì chiều sâu của khối cắt và khối xây dựng là giá trị góc quay quanh trục (xem hình 3-6). Khi hoàn tất tiết diện và thoát chế độ Sketcher, ta đ−ợc nhắc định nghĩa chiều sâu. Chiều sâu có thể định nghĩa bằng một số hoặc bằng giới hạn của một feature khác. 18
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Trong các công việc khác nhau, chiều sâu của một thực thể có thể chính xác là 30 đơn vị, hoặc nó có thể định nghĩa nh− “until the next feature begins - đến một feature kế tiếp”. Hình 3-6. Bên trái - Khối kéo, Bên phải - Khối quay 3.5.1. Định nghĩa lại các features Ta sẽ th−ờng xuyên định nghĩa lại các feature để phát triển mô hình thiết kế. Với các feature không tạo trong Sketcher giống nh− Chamfer (vát cạnh), hay Filles (l−ợn tròn cạnh), phải chọn feature trên cửa sổ đồ hoạ hoặc trên Model Tree. Sử dụng menu tắt từ nút chuột phải và chọn Edit để hiệu chỉnh một số thuộc tính nâmg cao. Các features đ−ợc tạo nh− các tiết diện trong Sketcher không nhất thiết cần định nghĩa lại trong Sketcher. Ta có thể chọn một feature và sử dụng các lệnh trong chế độ 3D để thay đổi giá trị một số kích đã th−ớc định nghĩa trong Sketcher. Pro/ ENGINEER gọi cách này là “Direct modeling”. 3.5.2. Tạo một BLOCK: Chuỗi thiết lập Sketcher Trong phần này ta sẽ tong b−ớc tạo một khối trong Sketcher. Mở một file Pro/ ENGINEER rỗng mới và hiển thị các chuẩn: 1. Chọn Insert > Extrude, hoặc click công cụ Extrude trên thanh công cụ Features. Mở bảng nhập tham số Extrude. 2. Trong bảng nhập, chọn Placement và click lên Define. Mở hộp thoại Sketche. Hộp Plane nổi sáng màu vàng (nổi sáng có nghĩa là đ−ợc kích hoạt, đang chờ chọn một mặt phẳng phác thảo). 3. Chọn mặt phẳng chuẩn Front trên màn hình đồ hoạ, tên mặt chuẩn hiện trong vùng Plane và vùng kế tiếp Reference đ−ợc nổi sáng. Mũi tên chỉ h−ớng đ−a ra từ một điểm trên mặt phẳng phác thảo theo h−ớng đùn của khối. Ta có thể sử dụng nút Flip trên hộp thoại Sketcher để đảo ng−ợc h−ớng của khối. 19
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 4. Chọn Sketcher để chấp nhận h−ớng mặc định, mặt chuẩn Front quay trùng với màn hình, các công cụ vẽ Sketcher đ−ợc đ−a ra trên thanh công cụ ở phía phải màn hình đồ hoạ. Khi mở hộp thoại References, sử dụng hộp thoại này để chọn một số đối t−ợng hình học đang tồn tại (đ−ờng hoặc mặt) muốn dùng làm tham chiếu khi xây dựng tiết diện. Cần ít nhất là hai tham chiếu: một theo h−ớng X và một theo h−ớng Y, đây là hai tham chiếu mặc định đ−ợc chọn sẵn. 5. Trong ví dụ này, chọn nút Close để chấp nhập các tham chiếu mặc định. 3.5.3. Tạo một tiết diện trong Sketcher Bây giờ ta phác thảo một hình chữ nhật. Chú ý Pro/ ENGINEER sẽ tự động thêm các kích th−ớc và các ràng buộc. 1. Chọn công cụ hình chữ nhật trên thanh công cụ Sketcher, và kéo một hình chữ nhật từ gốc toạ độ lên cung phần t− thứ nhất. Trong khi kéo hình chữ nhật ta sẽ thấy các ràng buộc H và V (nằm ngang và thẳng đứng) mặc định đ−ợc kích hoạt cho hình chữ nhật. Khi kéo hình chữ nhật, thấy các ký hiệu L nhỏ đ−a ra gần các cạnh. Đó là các ký hiệu ràng buộc độ dài, chỉ ra các độ dài của các cạnh tạo ra là bằng nhau. Khi chúng hiện lên, nhấp chuột để hoàn thành hình chữ nhật. Chú ý: Chữ số bên cạnh ký hiệu L cho thấy các cạnh tham chiếu là bằng nhau. Nếu hai hoặc nhiều chiều dài bằng nhau trong phạm vi tiết diện, chúng có thể đánh dấu là L2. Các ký hiệu ràng buộc đánh dấu các đ−ờng nằm ngang và thẳng đứng. Các ký hiệu ràng buộc “L” chỉ ra chiều dài các cạnh là bằng nhau. Một kích th−ớc “−ớc l−ợng” đ−ợc thêm vào. Hình 3-7. Vị trí và các kích th−ớc của tiết diện chữ nhật 2. Bây giờ hình vuông có một cạnh hiển thị kích th−ớc với các đ−ờng dóng, nh− thấy trong hình 3-7. Kích đúp lên kích th−ớc để hiệu chỉnh nó, và nhập giá trị 10. Ta thấy thiết hiện đ−ợc tỷ lệ lại trên khung nhìn. Ta có tất cả các ràng buộc và các kích th−ớc cần thiết cho một hình vuông có kích th−ớc 10 đơn vị. Hoàn thành tiết diện. 20
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 3. Nhấn phím giữa của chuột để thoát khỏi lệnh vẽ hình chữ nhật. 4. Chọn biểu t−ợng Check (3) trên thanh công cụ Sketcher để kết thúc tiết diện và quay lại chế độ 3D, để có thể đặt giá trị chiều sâu cho tiết diện. Ta có thể thấy hình dáng của mũi tên chỉ h−ớng h−ớng ra ngoài màn hình. Sử dụng nút giữa để quay khung nhìn và kiểm tra lại h−ớng. Sử dụng kéo trực tiếp hoặc nhập một giá trị trong hộp chữ Depth của bảng nhập Hình 3-8. Thêm chiều sâu cho tiết diện extrude 5. Trong bảng nhập tham số, nhập 5 trong hộp Depth và nhấn Enter. (Ta cũng có thể kéo trực tiếp h−ớng chiều sâu trên mô hình để có giá trị mong muốn). Hình khối đ−ợc tạo với kích th−ớc mới. 6. Chọn biểu t−ợng check (3) trên bảng nhập để hoàn thành feature và quay lại vùng làm việc. Khối rắn đã hoàn thành. Chú ý Các lệnh Undo và Redo sẵn dùng cho một số (nh−ng không phải tất cả) hoạt động trong Pro/ ENGINEER. Khi ta làm việc với một công cụ feature, các hoạt động có thể không phục hồi hoặc phục hồi sử dụng Edit > Undo (Redo), hoặc CTRL + Z (CTRL+Y). Sau khi một feature đã tạo dựng và l−u trữ, công cụ đã đóng, có thể phục hồi từng phần tử. Tuỳ chọn cấu hình general_undo_stack_limit điều khiển thời gian có thể phục hồi hoặc không phục hồi. Mặc định lớn nhất đặt là là 50. Tóm tắt Đến đây ta đã xem một số công cụ chuyên dùng và các thực hiện chính của Pro/ ENGINEER. Để có thêm nhiều thông tin, truy cập vào Pro/ ENGINEER Wildfire 2.0 Resource Center, sẵn dùng trong Pro/ E Help Center. 21
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Ch−ơng 4 xây dựng Mô hình vỏ điện thoại di động Trong các ch−ơng tr−ớc ta đã làm quen với các điều khiển giao diện và một số khái niệm cơ bản cần thiết để bắt đầu với Pro/ ENGINEER. Trong ch−ơng này ta sẽ bắt đầu xây dựng 8 chi tiết tạo nên mô hình vỏ điện thoại di động. Tr−ớc khi bắt đầu các bài thực hành, ta hãy làm quen với các công cụ chọn lựa, các điều khiển phóng to thu nhỏ, dịch chuyển khung nhìn và các cơ sở sử dụng trong Sketcher đã giới thiệu ở các ch−ơng tr−ớc. Trong ch−ơng này, khi bắt đầu thực hành mỗi chi tiết đều có một bảng danh sách chỉ dẫn các kỹ thuật sử dụng khi xây dựng chi tiết. Các kỹ thuật mới đ−ợc giới thiệu kỹ các thủ tục và cách sử dụng. Nếu kỹ thuật đã sử dụng tr−ớc đó, thì đ−a thêm một số chỉ dẫn cần thiết. Nếu cần xem lại cách sử dụng một kỹ thuật nào đó, có thể sử dụng bảng này để tìm nơi đã giới thiệu tr−ớc đó. Khi tạo dựng xong tất cả các chi tiết, ta sẽ lắp ráp chúng và đ−a ra các bản vẽ chi tiết. 4.1. Chi tiết 1: Mμn hình điện thoại Chi tiết Màn hình L−ợn tròn các góc của chi tiết Hình 4-1. Mô hình chi tiết Trong mục này, ta sẽ xây dựng một khối extrusion (kéo) miêu tả màn hình của vỏ điện thoại di động. Tâm của khối nằm trên các trục thẳng đứng và nằm ngang là giao của hai mặt phẳng chuẩn. Trong phần này ta cũng thấy cách lấy đối xứng nhanh các đ−ờng thẳng trong Sketcher. Xem ph−ơng pháp để thêm các feature l−ợn tròn (Round) cho các cạnh. Cuối cùng là ph−ơng pháp l−u trữ một tiết diện Sketcher để sử dụng lại khi tạo dựng những chi tiết khác. Kỹ thuật hoặc Feature Nơi đã giới thiệu Thêm vào một khối bằng lệnh Extrude Mới Nhập bảng tham số & phác thảo Mới Đối xứng Feature Mới 22
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Tạo lập một tiết diện Sketcher Mới L−ợn tròn các Features Mới Phác thảo chi tiết màn hình Để bắt đầu, sử dụng File -> New để tạo một file mới với tên Manhinh.prt 1. Chọn Insert -> Extrude, hoặc click vào công cụ Extrude trên thanh công cụ Feature. Bảng nhập Extrude mở ra, chọn Placement, click vào Define, mở hộp thoại Sketch. 2. Chọn mặt phẳng chuẩn Front, trên cửa sổ đồ hoạ hoặc trên Model Tree để làm mặt phẳng vẽ phác. Một mũi tên chỉ h−ớng nhìn cho phép định h−ớng, điều khiển khung nhìn tiêu chuẩn. 3. Chọn Sketch trên hộp thoại Sketch để bắt đầu phác thảo. Màu nền đồ hoạ đ−ợc thay đổi, đ−ờng thẳng tham chiếu chia đôi mặt phẳng vẽ phác theo h−ớng x và h−ớng y. Thanh công cụ vẽ phác đ−a ra bên phải cửa sổ đồ hoạ. Sử dụng những công cụ Sketcher để phác thảo chi tiết màn hình và những chi tiết khác. Hộp thoại References cũng mở ra. Hai mặt chuẩn, Top và Right tạo thành hai tham chiếu thẳng đứng và nằm ngang 2D, hai mặt này tự động đ−ợc chọn. Đây là hai tham chiếu tối thiểu cho phần vẽ phác, có thể tuỳ ý thêm vào một số tham chiếu bằng click chuột lên đối t−ợng để tạo thêm tham chiếu. Chú ý: Tại một số thời điểm, ta có thể sử dụng những biểu t−ợng hiển thị chuẩn trên thanh công cụ chính để bật tắt hiển thị chuẩn hoặc xoá trong vùng làm việc. Ta chỉ nên hiên thị duy nhất những đ−ờng thẳng tham chiếu dọc và ngang. 4. Chọn biểu t−ợng Sketch Orientation trên thanh công cụ chính để định h−ớng mặt phẳng vẽ phác trên màn hình. (Ta có thể tạo một cách tự động sử dụng tuỳ chọn cấu hình sketcher_starts_in_2d. Đặt mặc định off.) Cửa sổ phác thảo bây giờ giống nh− hình 4-2. Hình 4-2. Mặt phẳng vẽ phác h−ớng trùng với màn hình 23
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Thêm các đ−ờng Centerlines (đ−ờng tâm) Tr−ớc khi vẽ, ta sẽ thêm đ−ờng centerline thẳng đứng và nằm ngang trên các mặt phẳng chuẩn Top và Right. Thêm đ−ờng Centerline để tạo những đối t−ợng đối xứng qua trục và có kích th−ớc giống đối t−ợng đã có. Đối xứng là một chức năng tạo nhanh hình học qua đ−ờng centerline thẳng đứng hoặc nằm ngang. 1. Trên thanh công cụ Sketcher, click vào công cụ centerline tr−ợt ra từ thực đơn Line . 2. Bắt con trỏ lên một đ−ờng trục và nhấp nút chuột trái. Đ−ờng centerline đ−ợc đ−a ra, di chuyển con trỏ để quay centerline trùng với đ−ờng trục, và click để đặt nó. Đặt đ−ờng centerline trên cả hai mặt phẳng chuẩn tham chiếu thẳng đứng và nằm ngang. Nhấn phím giữa chuột để thoát công cụ Centerline. Ký hiệu đ−ờng tâm (Centerline) Hình 4-3. Mặt phẳng vẽ phác với các đ−ờng centerline đ−ợc thêm vào 3. Chọn công cụ Arc để phác thảo đ−ờng cong bên d−ới. Bắt đầu trên cung phần t− bên d−ới phía trái, d−ới đ−ờng tâm nằm ngang. (ta không cần chính xác kích th−ớc. Có thể nhập kích th−ớc chính xác khi phác thảo kết thúc.) Ghi nhớ, có thể sử dụng Edit > Undo (CTRL+Z) trong nhiều tr−ờng hợp để phục hồi lại một số lỗi. 4. Dịch chuyển điểm sang bên phải, ta sẽ thấy ký hiệu ràng buộc ở điểm đầu tiên và vị trí con trỏ, chỉ ra điểm bắt đầu và kết thúc của cung tròn nằm ngang nhau. Khi đ−ờng tâm chia đôi khoảng cách giữa điểm bắt đầu và vị trí con trỏ, nhấn chuột tạo điểm kết thúc của cung tròn. Cung tròn đ−ợc đ−a ra, gắn vào vị trí con trỏ. Ta có thể nhìn thấy tâm của cung tròn, nằm trên trục thẳng đứng. 24
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Điểm tâm trên trục thẳng đứng. Các điểm cuối cung tròn Hình 4-4. Nửa d−ới của tiết diện với những kích th−ớc không chính xác 5. Chọn công cụ tạo đ−ờng thẳng trên thanh công cụ. Phác thảo hai đ−ờng thẳng đứng, mỗi đ−ờng ứng với một điểm cuỗi của cung tròn, điểm bắt đầu của đ−ờng nằm trên đ−ờng centerline nằm ngang. Nhấn nút giữa của chuột để kết thúc và bắt đầu phần tiếp theo. Thông báo “V” là ký hiệu ràng buộc (constrains), nó chỉ ra đ−ờng thẳng ở vị trí thẳng đứng. Đây là một nửa của chi tiết màn hình. Đối xứng tiết diện hình học Bây giờ ta sẽ sử dụng chức năng Mirror (đối xứng) để tạo phần thiét diện phía trên của chi tiết màn hình. 1. Chọn biểu t−ợng lựa chọn . 2. Kéo hình chữ nhật chọn toàn bộ tiết diện d−ới, tất cả các phần tử đ−ờng thẳng và cung tròn đ−ợc chọn sẽ nổi sáng. 3. Chọn công cụ đối xứng từ thanh công cụ Sketcher hoặc chọn Edit -> Mirror. 4. Click vào đ−ờng tâm nằm ngang để đặt ảnh đối xứng của tiết diện. Bây giờ ta đã hoàn thành phác thảo tiết diện màn hình, tâm của nó nằm trên giao của trục ngang và thẳng đứng. Những đ−ờng thẳng đối xứng có sự liên kết với nhau – nếu ta thay đổi một kích th−ớc, nó sẽ tự động thay đổi kích th−ớc phần kia cho phù hợp. Hiệu chỉnh các kích th−ớc Bây giờ ta sẽ nhập kích th−ớc chính xác cho màn hình. 25
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 1. Chọn biểu t−ợng và kéo hình chữ nhật chọn toàn bộ các đối t−ợng, bao gồm tất cả các kích th−ớc. (Cũng có thể sử dụng Edit -> Select -> Select All). 2. Chọn công cụ hiệu chỉnh kích th−ớc . Mở hộp thoại Modify Dimensions, hiển thị toàn bộ ba giá trị kích th−ớc của chi tiết. 3. Đầu tiên, xoá chọn hộp kiểm Regenerate. Nếu ta bỏ chọn hộp kiểm, mỗi kích th−ớc sẽ phục hồi khi ta hiệu chỉnh nó. Đây là ph−ơng pháp thay đổi nhanh cho tất cả các kích th−ớc trên chi tiết. 4. Chọn một giá trị kích th−ớc trên hộp thoại, kích th−ớc t−ơng ứng trên hình vẽ sẽ nổi sáng. Nhập giá trị kích th−ớc thực cho chi tiết: 42.926 mm cho cung tròn, 20.574 mm cho chiều cao, và 30.48 mm cho chiều rộng. Bây giờ, chọn hộp kiểm Regenerate và chọn nút . Tiết diện đ−ợc phục hồi với tỷ lệ mới. Hình 4-5. Những kích th−ớc chính xác cho chi tiết Màn hình L−u trữ tiết diện Bây giờ ta sẽ l−u trữ tiết diện Màn hình vào một file. Sở dĩ phải l−u là vì ta còn dùng để tạo phần cắt trong chi tiết Vỏ tr−ớc ( sẽ tạo ở phần sau), phần cắt này sẽ dùng để ghép chi tiết Màn hình vào. Ta sẽ nhập tiết diện này để thiết lập những đ−ờng biên dạng bên ngoài vùng cắt, thay vì phải vẽ một tiết diện khác. 1. Chọn File -> Save a Copy 2. Nhập tên Thietdien_Mh vào hộp New name trên hộp thoại Save. 3. Chọn OK. (Phần mở rộng .sec đ−ợc tự động đ−a vào). Thoát chế độ Sketcher và trở lại chế độ 3D Ta đã kết thúc định nghĩa tiết diện, bây giờ trở lại bảng nhập tham số để định nghĩa độ dày và hoàn thành khối. 26
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 1. Chọn vào biểu t−ợng trên thanh công cụ Sketcher để chấp nhận phác thảo. Trở lại bảng nhập tham số. Kích th−ớc chiều dày của chi tiết đ−ợc hiển thị trên trục chi tiết. Giữ phím giữa chuột để quay mô hình, ta có thể thấy rõ hơn. 2. Nhập giá trị chiều sâu là 1.27 mm. Kéo chuột và chọn trực tiếp kích th−ớc trên mô hình chi tiết, hoặc nhập giá trị trên bảng nhập tham số. Nhập giá trị chiều dày tại đây hoặc trong hộp text của bảng nhập tham số Hình 4-6. Tiết diện hoàn thiện, với chiều sâu nhập trực tiếp Chọn biểu t−ợng trong bảng nhập để đồng ý feature. Khi feature đ−ợc chấp nhận, ta có thể thấy nó đ−ợc thêm vào trên Model Tree. Hình 4-7. Chi tiết Màn hình khi kết thúc L−ợn tròn các góc của màn hình Bây giờ ta sẽ thêm các l−ợn tròn vào bốn góc của chi tiết. Nếu chọn và l−ợn tròn từng cạnh thì mỗi l−ợn tròn sẽ thêm vào Model Tree một feature riêng biệt. Nếu giữ phím CTRL, chọn toàn bộ bốn cạnh, và sau đó mới l−ợn tròn, thì các l−ợn tròn sẽ gộp vào một feature trên Model Tree, và tất cả các giá trị góc l−ợng đều giống nhau. Đây là ph−ơng pháp thích hợp nếu muốn l−ợn tròn tất cả các góc với bán kính giống nhau. Có thể cập nhật tất cả các góc khi hiệu chỉnh một đối t−ợng, thuận lợi hơn là chọn và hiệu chỉnh từng góc một. 27
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 1. Giữ phím giữa chuột quay và phóng to chi tiết để chọn tất cả bốn cạnh. Chọn cạnh thứ nhất, giữ phím CTRL để chọn thêm các cạnh tiếp theo. Nhả phím CTRL để quay mô hình, sử dụng chuột để phóng to và thu nhỏ khi cần thiết. 2. Khi tất cả bốn cạnh đ−ợc chọn, click vào công cụ Round từ thanh công cụ Feature Ceration. Mở bảng nhập tham số Round. 3. Nhập giá trị góc l−ợn là 2.032 mm. Nhấn nút giữa hoặc biểu t−ợng trên bảng nhập tham số để hoàn thành. Feature đã đ−ợc thêm vào trên Model Tree. Cạnh của góc Hình 4-8. Góc đã l−ợn tròn trong chế độ hiệu chỉnh Thêm màu cho chi tiết Chọn View -> Color and Appearance để thêm màu vào chi tiết. Nếu file bảng màu không có sẵn, ta có thể tạo ra và l−u trữ lại. Màu sắc giúp dễ dàng làm việc với những chi tiết khác nhau trong quá trình lắp ráp. Tóm tắt Đến đây ta đã hoàn thành việc tạo dựng và l−u trữ một file chi tiết, bạn đọc đã học đ−ợc một số kỹ thuật Sketcher cơ bản. Bạn đọc có thể thử thao tác lại các công việc tạo dựng chi tiết bằng trí nhớ của mình, để ôn lại toàn bộ quá trình. Trong chi tiết tiếp theo ta sẽ thấy cách để tạo các features lỗ (hole) và tạo một mảng hình tròn gồm các lỗ, nó đ−ợc xây dựng từ một lỗ cơ sở. Ta sẽ lặp lại một vài kỹ thuật đã làm ở phần tr−ớc. 4.2. Chi tiết 2: Chi tiết Tai nghe Để tạo chi tiết này, ta sẽ sử dụng một số kỹ thuật kéo (extrusion) đã sử dụng trong khi tạo chi tiết Màn hình. Điều khác biệt duy nhất là chi tiết kéo hình tròn. Ta sẽ thấy việc trèn một lỗ vào một khối, sau đó sử dụng lỗ đó để tạo một mảng (pattern) gồm các features giống nhau. Có một số kiểu mảng và chúng rất hữu ích cho các features giống nhau. Mảng trong phần này là một mảng tròn, th−ờng sử dụng cho các lỗ tròn giống nhau. Tất cả các features sinh ra trong mảng đều có quan hệ với feature “cha mẹ”. Khi ta hiệu chỉnh feature “cha mẹ” thì các feature “con” trong mảng cũng đ−ợc cập nhật. 28
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Khối tròn Mảng các lỗ tròn Vát cạnh Hình 4-9. Mô hình chi tiết tai nghe Kỹ thuật hoặc Feature Nơi đã giới thiệu Thêm vào một khối bằng lệnh Extrude Chi tiết 1: Màn hình Chamfers (vát cạnh) Mới Holes (tạo các lỗ) Mới Hole Patterns (tạo mảng lỗ) Mới Tạo khối cơ sở cho Tai nghe Để bắt đầu, tạo một chi tiết mới có tên gọi Tai nghe sử dụng công cụ Extrude. Sử dụng những chỉ dẫn sau đây và những kỹ thuật từ phần tr−ớc để tạo một khối tròn có vát cạnh. Rồi sau đó thêm vào một lỗ tròn và lặp lại lỗ đó trong một mảng hình tròn. Hình 4-10. Chi tiết tròn 3D với những kích th−ớc chính xác Chỉ dẫn: y Sử dụng mặt phẳng chuẩn Front làm mặt phẳng vẽ phác, giống nh− trong chi tiết Màn hình. 29
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt y Sử dụng công cụ circle (đ−ờng tròn) trên thanh công cụ Sketcher để vẽ đ−ờng tròn và cho phép bắt tâm tại giao hai đ−ờng thẳng tham chiếu thẳng đứng và nằm ngang. y Trong chế độ Sketcher, nhập kích th−ớc đ−ờng kính là 7.874 mm. Khi ta trở lại bảng nhập tham số, nhập độ dày là 1.524 mm. y Kích th−ớc vát cho cả hai cạnh khối là 0.254 mm. (Nhớ rằng, chamfer là một feature độc lập với feature khối tròn. Không thể tạo chamfer trong khi hiển thị bảng nhập tham số). Tạo lỗ đầu tiên Sử dụng bảng nhập tham số Hole để xác định kích th−ớc và vị trí cho lỗ đầu tiên trong mảng. Có nhiều cách khác nhau để xác định vị trí của một lỗ trên một khối. Trong thí dụ này, ta sẽ sử dụng một lỗ tròn, nó đ−ợc định nghĩa bởi: 1) một bề mặt , 2) một trục offset, 3) một bề mặt sử dụng làm tham chiếu tại vị trí 0 độ cho việc quay quanh trục từ nơi nó offset. Ta sẽ sử dụng bề mặt khối tròn, trục tâm khối tròn và mặt phẳng chuẩn Top làm tham chiếu. 1. Chọn Insert -> Hole. Mở bảng nhập tham số Hole. 2. Chọn bề mặt tr−ớc của chi tiết Tai nghe. Vị trí của lỗ có thể nhìn thấy trực tiếp, hai kích th−ớc xác định giới hạn của đ−ờng trục. Hai kích th−ớc còn lại là những điều khiển tham chiếu bàng tay. Những tham chiếu trực tiếp Điều khiển đ−ờng kính trực tiếp (bằng việc giữ nút chuột trái và kéo con trỏ) Điều khiển trục trực tiếp Hình 4-11. Lỗ trong chế độ xem tr−ớc, tham chiếu tr−ớc 3. Trong bảng nhập tham số, ta có thể nhập đ−ờng kính, 0.762 mm, và chiều sâu 1.27 mm. 4. Chọn Placement trên bảng nhập, và chọn kiểu lỗ Radial. 30
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 5. Để đặt tham chiếu bán kính thứ nhất, kéo một tham chiếu bằng tay tới trục của khối tròn (phải chắc chắn các trục đ−ợc hiển thị.) Điều khiển bằng tay sẽ bắt vào trục và hiển thị hình vuông màu trắng với chấm đen nếu trục tham chiếu thích hợp. Bảng tr−ợt sẽ cho thấy trục tên trục trong vùng Secondary reference của bảng. 6. Trong vùng Secondary reference, kéo tham chiếu bằng tay thứ hai tới mặt chuẩn Top. Mặt chuẩn có thể nổi sáng, điều khiển bắt tới nó và hiện một điểm hình vuông. Bảng tr−ợt cũng có thể cho thấy mặt phẳng chuẩn tại vùng Secondary reference. 7. Với hai vị trí điều khiển bằng tay nhập 2.54 cho giá trị khoảng cách trục trong bảng tr−ợt. Vị trí lỗ này là 2.54 từ trục. Nhập 0 cho giá trị góc trên bảng tr−ợt cho mặt phẳng chuẩn. Tâm của lỗ nằm trên mặt phẳng chuẩn. 8. Chọn biểu t−ợng trên bảng nhập tham số để đồng ý Feature. Điều khiển tham chiếu: một trên trục, và một trên mặt phẳng chuẩn Top. Mặt chuẩn Top Hình 4-12. Tham chiếu các lỗ theo đ−ờng tròn Tạo mảng kiểu h−ớng kính Bây giờ ta sẽ tạo một mảng h−ớng kính xuất phát từ một lỗ cơ sở. Rất dễ hiểu khái niệm mảng (Pattern) nếu ta nghĩ rằng đây là sự lặp lại kích th−ớc, mặc dù Patter là lặp lại các features. Trong xử lý cài đặt cho mảng yêu cầu ta xác định các kích th−ớc, xác định h−ớng lặp, khoảng cách lặp, số phần tử lặp (bao gồm cả phần tử gốc). 1. Chọn một lỗ trên Model Tree, từ menu tắt của nút chuột phải, chọn Pattern. Mở bảng nhập tham số Pattern. Những kích th−ớc cho chi tiết lỗ đ−ợc kích hoạt. Ta cần tổng số 6 phần tử lỗ tròn nằm trên một vòng tròn, phần tử thứ 1 đ−ợc tạo từ vị trí 0, góc chia tâm các phần tử là 60 độ. 31
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 2. Đầu tiên, kích đúp vào kích th−ớc 0, và nhập 60 vào trong hộp text, nhấn Enter. Nếu ta mở bảng tr−ợt Dimension, ta sẽ thấy kích th−ớc thêm vào trong danh sách Direction 1 (h−ớng thứ nhất), với 60 là gía trị tuyệt đối. 3. Bây giờ, ta phải chỉ định số phần tử đ−a ra. Trong hộp text của bảng nhập tham số, nhập 6 và nhấn Enter. 4. Chọn biểu t−ợng trên bảng nhập tham số để đồng ý chi tiết. Pattern đ−ợc thêm vào Model tree, lỗ gốc và các lỗ bây giờ đều chứa trong Pattern. Hình 4-13. Mô hình cuối cùng Các feature trong một Pattern có liên kết tham số với nhau, nếu ta thay đổi đ−ờng kính, hoặc một số kích th−ớc nào đó của feature gốc, Pattern sẽ cập nhật những giá trị kích th−ớc mới sang các feature khác. Nếu thêm các features vào phần tử gốc (ở bài này là lỗ ban đầu), ví dụ: l−ợn tròn cạnh của lỗ, thì ta có thể chuyển tải những thay đổi l−ợn tròn đó từ phần tử gốc sang tất cả các phần tử lỗ khác trong Pattern. Tóm tắt Ta đã tạo xong chi tiết thứ hai và đã thấy cách tạo một mảng các features (Pattern) giống nh− một feature. Trong bài học tiếp theo ta xem một số ph−ơng pháp cao cấp, sử dụng các ràng buộc tham số trong Sketcher và cách sử dụng lệnh Extrude để gỡ bỏ một vùng vật liệu. 32
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 4.3. Chi tiết 3: Microphone Hai rãnh bên trong phần cắt Phần cắt tạo từ việc offset các cạnh Hình 4-14. Mô hình chi tiết microphone Microphone là một hình hộp chữ nhật với một phần cắt và hai rãnh ở bên trong đ−ợc thực hiện bằng lệnh Extruded Cut. Trong chi tiết này, ta sẽ thấy cách sử dụng lệnh Extrude để gỡ bỏ vật liệu từ một khối và cách sử dụng các ràng buộc (constraints) hình học trong Sketcher, cách đo chính xác hình học, xây dựng liên kết giữa các features trong một quá trình xử lý. Kỹ thuật hoặc Feature Nơi giới thiệu Đ−a vào một khối bằng lệnh Extrude Chi tiết 1: Màn hình Khoét bỏ vật liệu Mới Chọn kiểu vòng lặp (Loop) Mới Đặt một đ−ờng thẳng Construction Mới Sử dụng ràng buộc điểm trong Sketcher Mới Tạo hộp hình chữ nhật Để bắt đầu, tạo một chi tiết mới có tên là Microphone, sử dụng các kích th−ớc trong hình d−ới để tạo khối đầu tiên. Sử dụng mặt phẳng chuẩn Front làm mặt phẳng vẽ phác, tạo một hình chữ nhật tại góc phần t− thứ nhất của vùng làm việc. Kích th−ớc và chiều sâu nhập có thể thấy trong hình (4-15). 33
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt KT ngang: 10.16 mm KT dọc: 7.62 mm Chiều sâu: 3.81 mm Hình 4-15. Bản vẽ phác với những kích th−ớc chính xác Tạo phần cắt thứ nhất Bây giờ ta sẽ xem một ph−ơng pháp nhanh để xác định một vùng, từ đó vật liệu đ−ợc gõ bỏ. Sử dụng các cạnh bên ngoài của mặt trên khối hộp để định nghĩa một tiết diện mới bởi việc offset các cạnh vào phía trong. Sử dụng mặt Top làm mặt phẳng vẽ phác Hình 4-16. Khối 3D sau khi tạo bằng lệnh Extrude 1. Chọn Insert -> Extrude từ menu chính. Mở Sketcher từ bảng nhập tham số, chọn mặt trên của khối thứ nhất làm mặt phẳng phác thảo. Chấp nhận h−ớng mặc định trong hộp thoại Sketch, vào chế độ Sketcher, đóng hộp thoại References. 2. Chọn công cụ Offset Entity from an Edge trên thanh công cụ Sketcher. Mở hộp thoại Type, ta thấy các kiểu chọn lựa cạnh cho offset khác nhau (Single, Chain, Loop). 3. Chọn Loop trong hộp thoại Type. Không đóng hộp thoại. 4. Chọn một cạnh trong số các cạnh của tiết diện để lặp tất cả các cạnh giống nh− thực thể tham chiếu. H−ớng mũi tên màu đỏ đi ra từ cạnh chọn, hệ thống nhắc nhập giá trị offset. 34
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Sử dụng hộp thoại Type để chọn kiểu offset là Loop Mũi tên chỉ h−ớng offset Hình 4-17. Tạo tiết diện offset 5. Vì ta muốn định nghĩa một biên dạng offset vào bên trong, nhập giá trị offset là -1.254 mm. Ký hiệu “S” chỉ ra tất cả các cạnh đã bao gồm trong vùng lặp. Hình 4-18. Tiết diện cắt sau khi khai báo giá trị offset 6. Chọn biểu t−ợng trên thanh công cụ Sketcher để chấp nhận tiết diện cắt, quay lại bảng nhập tham số. 7. Trong bảng nhập, đặt các thuộc tính cho quá trình cắt. a. Chọn biểu t−ợng Remove Material (gỡ bỏ vật liệu) . b. Kiểm tra h−ớng kéo, chọn mũi tên chỉ h−ớng nếu h−ớng kéo ra ngoài khối. c. Tạo chiều sâu cắt bằng 0.762 mm. 8. Chọn biểu t−ợng trên bảng nhập tham số để chấp nhận feature. Tạo hai rãnh Mục đích thiết kế là tạo hai rãnh giống nhau, đ−ờng tâm của rãnh xác định từ những đ−ờng thẳng đứng và nằm ngang, chúng đ−ợc offset từ đ−ờng tâm của 35
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt microphone. Chúng phải đ−ợc liên kết để khi hiệu chỉnh một kích th−ớc nó sẽ phản hồi tới những kích th−ớc khác. Có một số ph−ơng pháp để phác thảo hình dạng này trong Sketcher. Về cơ bản, ta sẽ sử dụng đ−ờng construction để đánh dấu tâm của hình chữ nhật. Ta sẽ tạo rãnh bên trái, sử dụng kỹ thuật đối xứng đã dùng để tạo cho chi tiết Màn hình. Khi rãnh thứ nhất đ−ợc tạo, lấy đối xứng nó qua mặt phẳng đối diện để tạo rãnh thứ hai. Đầu tiên, ta phải xác định tâm của tiết diện rãnh thứ nhất. Ta có thể tính toán chính xác một nửa chiều rộng và nửa chiều dài của hình chữ nhật, và đặt tâm tại vị trí giao nhau, nh−ng điểm xác định bởi phép đo l−ờng chính xác sẽ không cập nhật nếu kích th−ớc chiều cao hoặc chiều rộng thay đổi. Ta muốn xác định điểm tâm bằng ph−ơng pháp liên kết tham số với những đ−ờng bao của vùng hình chữ nhật, ở đây sử dụng các ràng buộc trong Sketcher để làm điều này. Định nghĩa đ−ờng tâm thẳng đứng và nằm ngang 1. Chọn Insert -> Extrude, vào chế độ Sketcher từ bảng nhập sử dụng mặt đáy của phần cắt thứ nhất để làm mặt phẳng vẽ phác. Khi hộp thoại References mở, đừng đóng nó. (Nếu đã đóng, hãy sử dụng Sketch > Reference trong menu chính để mở trở lại). Chọn mặt đáy của vùng cắt làm mặt phẳng vẽ phác Hình 4-19. Thiết lập tiết diện rãnh 2. Lúc này, sử dụng hộp thoại Reference để thêm các cạnh bên ngoài của khối làm tham chiếu. Các đ−ờng tham chiếu nổi sáng đ−a ra trên toàn bộ các cạnh của hình chữ nhật. Đóng hộp thoại Reference. 3. Bây giờ, sử dụng công cụ Line trên thang công cụ Sketcher để đặt một đ−ờng thẳng từ góc trên tới góc d−ới theo đ−ờng chéo của hình chữ nhật ngoài. Nhấn nút chuột giữa để thoát khỏi công cụ khi đ−ờng thẳng kết thúc. 4. Vì ta không muốn đ−ờng thẳng là một chi tiết của tiết diện, chọn đ−ờng thẳng và chọn Construction từ menu tắt của nút chuột phải. Lệnh thay đổi đ−ờng thẳng này làm cho đ−ờng thẳng trở thành đ−ờng construction, chỉ sử dụng làm tham chiếu. 36
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 5. Chọn công cụ tạo điểm Sketcher trên thanh công cụ Sketcher và đặt một điểm Sketcher trên đ−ờng thẳng construction. Di chuyển điểm đến tâm của đ−ờng thẳng, một ký hiệu “M” đ−ợc đ−a ra khi nó tới tâm. Tâm này cũng là của hình chữ nhật. Ký hiệu “M” hiện ra, click để đặt điểm. Tâm này đ−ợc cố định vị trí bởi vì nó đ−ợc gắn tại tâm của đ−ờng thẳng. 6. Chọn công công cụ centerline , và bắt đ−ờng centerline thẳng đứng và nằm ngang trên điểm tâm vừa tạo. Bây giờ ta đã tìm thấy tâm của hình chữ nhật và sử dụng nó để định nghĩa đ−ờng tâm thẳng đứng và nằm ngang của rãnh. Bởi vì điểm tham chiếu phác thảo gắn trên điểm giữa của đ−ờng chéo, nó sẽ đ−ợc cập nhật vị trí nếu chiều rộng hoặc chiều cao của hình hộp ban đầu thay đổi. Đặt điểm Sketcher trên đ−ờng chéo tham chiếu. Bắt đ−ờng centerline thẳng đứng và nằm ngang lên điểm Sketcher. Hình 4-20. Sử dụng điểm Sketcher để xác định tâm của khối Phác thảo tiết diện rãnh Tạo nửa trên của tiết diện rãnh rồi lấy đối xứng nó để tạo nửa d−ới nh− sau: 1. Phóng to phần sẽ đặt rãnh bên trái, vẽ hai đ−ờng thẳng đứng, song song với nhau và bắt đầu từ trục ngang. Ký hiệu ràng buộc (constraint) cho đ−ờng thẳng đứng là V, ký hiệu bằng nhau của hai đ−ờng là L1. 37
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Đặt cung tròn giữa hai đ−ờng thẳng, tiếp tuyến với hai đ−ờng thẳng Bắt đầu với hai đ−ờng thẳng đứng độ dài bằng nhau, từ đ−ờng tâm nằm ngang Hình 4-21. Tạo tiết diện rãnh 2. Click lên công cụ cung tròn và chọn các điểm đầu trên của đ−ờng thẳng cho cung tròn. Đặt cung tròn khi hai ký tự T đ−a ra, chỉ định cung tròn tiếp tuyến với hai đ−ờng thẳng (Hình 4-21). Cạnh của khối hình hộp ban đầu Hình 4-22. Những kích th−ớc sau cùng cho rãnh thứ nhất 3. Bây giờ, chọn công cụ mũi tên trên thanh công cụ Sketcher và kéo chọn hình chữ nhật bao quanh tất cả các đ−ờng thẳng và cung tròn. 38
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 4. Click lên công cụ đối xứng trên thanh công cụ Sketcher. Chọn đ−ờng tâm nằm ngang, các đ−ờng thẳng và cung tròn đã đ−ợc đối xứng tạo xong tiết diện rãnh thứ nhất. 5. Sử dụng công cụ thêm kích th−ớc hoặc công cụ hiệu chỉnh kích th−ớc để thêm kích th−ớc chính xác cho tiết diện nh− thấy trong hình 4-22. Tâm của cung tròn là 3.302 mm tính từ cạnh bên ngoài của khối, và 2.54 mm là khoảng cách giữa hai tâm cung tròn, đ−ờng kính cung tròn là 1.016 mm. 6. Giữ phím CTRL để chọn nhiều đoạn, chọn công cụ đối xứng , sau đó chọn trục thẳng đứng. Tiết diện rãnh thứ hai đ−ợc sao chép qua trục thẳng đứng này. 7. Chọn công cụ để kết thúc tạo tiết diện, trở lại bảng nhập tham số. Nh− ta đã làm với phần cắt thứ nhất, chọn biểu t−ợng gỡ bỏ vật liệu (remove material) và tạo h−ớng kéo vào bên trong khối, nhập chiều sâu 0.762 mm. Chi tiết đ−ợc hoàn thành. Tóm tắt Để chứng minh sự liên kết của các rãnh, chọn một rãnh trên Model Tree và chọn Edit từ menu tắt từ nút chuột phải. Các kích th−ớc hiện lên ở rãnh gốc, nếu ta nhập kích th−ớc khác cho chiều cao, ví dụ 3.048 mm ta sẽ thấy cả hai rãnh đều đ−ợc cập nhật chiều cao mới. 4.4. Chi tiết 4: PC Board Các lỗ sau khi đối xứng Vát cạnh L−ợn tròn toàn bộ Hình chữ nhật chuẩn với gạch mặt cắt ngang Hình 4-23. Mô hình chi tiết PC board Chu vi tấm này khác những chi tiết bình th−ờng với một đầu l−ợn tròn toàn bộ (full round), hai vát cạnh, bốn lỗ tròn. Ta sẽ học cách tạo ra hai lỗ trong phác thảo, hai 39
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt lỗ đó chứa trong một feature, và rồi đối xứng feature đó trong mô hình 3D. Ta sẽ tạo đ−ờng cong chuẩn (Datum curve) để tham chiếu cho lắp đặt vùng phím (keypad). Kỹ thuật hoặc Feature Nơi giới thiệu Thêm một khối bằng lệnh Extrude Chi tiết 1: Màn hình L−ợn tròn toàn bộ feature Mới Vát cạnh feature Chi tiết 1: Màn hình Tạo lỗ Chi tiết 2: Tai nghe Copy và đối xứng trong 3D Mới Tạo một vùng chuẩn trong Sketcher Mới Tạo khối cơ sở cho PC board Tạo chi tiết mới tên gọi là pc_board, với công cụ Extrude, phác thảo tấm nh− sau: y Sử dụng mặt phẳng chuẩn Front làm mặt phẳng vẽ phác. Trong Sketcher, đặt một đ−ờng centerline làm chuẩn thẳng đứng, ta có thể sử dụng các ràng buộc trong Sketcher để đặt lên tâm hình chữ nhật. y Mặt phẳng chuẩn Top làm tham chiếu ngang. Đặt cạnh đáy hình chữ nhật lên trên mặt chuẩn Top. y Khi thoát Sketcher, tạo chiều dày cho tấm là 1.524 mm. Trong Sketcher, những ký hiệu > < chỉ ra hình chữ nhật có tâm nằm trên đ−ờng centerline chuẩn Right Tạo hai vát cạnh trong một feature chuẩn Top Hình 4-24. Các kích th−ớc Tạo vát cạnh và l−ợn tròn 40
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Bây giờ, ta thêm các features l−ợn tròn và vát cạnh. Nhớ rằng, ta có thể tạo l−ợn tròn và vát cạnh trong Sketcher, nh−ng tốt nhất là nên thực hiện riêng biệt, để những features đó có thể hiệu chỉnh đ−ợc. Thêm các vát cạnh 1. Giữ phím CTRL để chọn hai cạnh d−ới của khối, chọn Insert -> Chanfer-> Edge Chamfer. Mở bảng nhập tham số Chamfer. 2. Trong danh sách Chamfer, chọn 45 x D. Tuỳ chọn này cho ta góc vát là 45 độ, kích th−ớc vát đ−ợc chỉ định. 3. Nhập 3.556 mm cho kích th−ớc vát D trong hộp chữ. 4. Chọn biểu t−ợng trên bảng nhập tham số để đồng ý feature và thoát khỏi bảng nhập. Thêm l−ợn tròn toàn phần (Full Round) Để l−ợn tròn các góc ta sẽ sử dụng Full Round, góc l−ợn lớn hơn 90 độ. Full round sẽ đ−ợc cập nhật với một số những thay đổi về độ dày của chi tiết gốc. 1. Chọn Insert -> Round. Mở bảng nhập Round 2. Chọn cạnh đối diện với các cạnh đã vát để l−ợn tròn, quay mô hình và chọn cạnh. 3. Quay mô hình, giữ phím CTRL và chọn cạnh thứ hai. Cả hai cạnh phải nổi sáng. 4. Chọn Sets trong bảng nhập Round. Tr−ợt bảng lên ta thấy hai cạnh chọn đ−ợc đặt trong một thiết lập (Set 1). 5. Chọn nút Full Round để thêm l−ợn tròn toàn phần cho PC board. Chọn biểu t−ợng trong bảng nhập để đồng ý feature. Hình 4-25. L−ợn tròn phần trên 41
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Đặt hai lỗ 1. Sử dụng Insert > Hole để tạo chi tiết lỗ nh− đã thấy trong mô hình PC board. Khi mở bảng nhập Hole, nhập các thiết đặt nh− bảng d−ới đây. Với tham chiếu chính chọn bề mặt nơi ta muốn đặt lỗ đầu tiên. Bề mặt này đ−a ra trong bảng Placement tại tr−ờng Prymary. 2. Dùng tham chiếu bằng tay để những mặt chuẩn Righ và Top hiển thị nh− trong hình 4-26. Sử dụng bảng Placement để nhập chính xác giá trị khoảng cách, hoặc click đúp vào kích th−ớc để nhập trực tiếp trên mô hình. Các giá trị thiết đặt cho lỗ thứ nhất trong PC board Hole Type (Kiểu lỗ) Straight (thẳng) Đ−ờng kính 3.302 mm Depth (Độ sâu) Xuyên qua Primary (tham chiếu chính) Bề mặt (XXX) Kiểu: Linear Secondary reference 1 Mặt chuẩn ẳ Khoảng cách 12.7 Secondary reference 2 Mặt chuẩn Top Khoảng cách 3.81 3. Để đặt chiều sâu, click vào biểu t−ợng Thru All từ thanh công cụ các kiểu thiết lập chiều sâu. 4. Click vào biểu t−ợng Check để chấp nhận feature. Kéo những tham chiếu tới mặt chuẩn Righ và Top. Chấm đen chỉ rằng chúng đ−ợc bắt lên trên mặt phẳng đó. Hình 4-26. Đặt lỗ thứ nhất trên PC board Tạo lỗ thứ hai Sử dụng lại Insert -> Hole để đặt lỗ thứ hai. Sử dụng mặt chuẩn giống nh− lỗ thứ nhất, mặt Top và Righ, nh−ng nhập khoảng cách từ mặt chuẩn Top là 105.41 mm, và khoảng cách từ mặt chuẩn Righ là 10.16 mm. Ta có thể nhập tất cả những tham chiếu sau trong bảng nhập Hole tại bảng tr−ợt Placement. Những giá trị thiết đặt cho lỗ thứ hai trên PC board Board Hole Type (Kiểu lỗ) Straight (thẳng) Đ−ờng kính 3.302 mm 42
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Depth (Độ sâu) Thru All Primary reference Bề mặt (XXX) Kiểu: Linear Secondary reference 1 Mặt chuẩn Righ ẳ Khoảng cách 10.16 Secondary reference 2 Mặt chuẩn Top Khoảng cách Sao và đối xứng các lỗ Bây giờ ta có hai lỗ nằm trên một phía, có thể sao chép nhanh và lấy đối xứng chúng sang phía khác của PC board. 1. Chọn Edit -> Feature Operations, mở Menu manage. 2. Trên Menu manage, chọn Copy. 3. Trên menu con Copy Feature, chọn Mirror, Select và Dependent. 4. Chọn Done, hệ thống yêu cầu chọn các features để lấy đối xứng. 5. Từ Model Tree, chọn hai chi tiết lỗ đã tạo rồi, chọn Done trên Menu manage. Hệ thống yêu cầu chọn mặt phẳng làm mặt đối xứng. 6. Chọn mặt phẳng chuẩn Right từ Model Tree. Các lỗ mới đối xứng với các lỗ gốc qua mặt chuẩn Right. Nhóm sao chép mới đã đ−ợc thêm vào Model Tree. Chọn Done trên Menu Manage để đóng nó. Hình 4-27. Các lỗ đã đối xứng Tạo một Datum Curve cho tham chiếu bàn phím (sẽ tạo ở phần sau) Datum Curve là một kiểu chuẩn, nó đ−ợc xây dựng ngay trên mô hình, sử dụng các công cụ Sketcher. Nó không định nghĩa hình học nh− các tiết diện đã tạo ở các phần tr−ớc, nh−ng nó có thể đ−ợc thêm vào vì một số lý do: Tham chiếu lắp ráp, phân biệt các features, hoặc những hình vẽ ký hiệu. ở đây ta sẽ sử dụng một Datum curve phẳng trên thiết kế PC board để tham chiếu trong lắp ráp bàn phím số sau này. 1. Chọn Insert > Model Datum > Sketched Curve. Mở hộp thoại Sketch. 2. Chọn bề mặt tr−ớc của PC board, và chọn Sketch trên hộp thoại. vào chế độ Sketcher, trong hộp thoại Reference, chọn cạnh ngoài để tham chiếu. Đóng hộp thoại. 43
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 3. Vẽ hình chữ nhật giữa chi tiết PC board và kích th−ớc của nó sử dụng kích th−ớc trong hình 4-28, 10.16 mm tính từ mặt chuẩn Top, và chiểu cao là 50.8 mm. Hình 4- 28. Những kích th−ớc cho vùng chuẩn 4. Chọn biểu t−ợng để hoàn thành tiết diện. Datum curve đ−ợc thêm vào nh− hình dạng bình th−ờng. Nhấn phải chuột vào Datum curve trên Model Tree và chọn Edit Definition, trong hộp thoại Sketcher chọn tab Properties và chọn X-Hatch để hiển thị gạch mặt cắt. Tóm tắt Trong bốn chi tiết đầu tiên ta đã học cách sử dụng lệnh extrude để định nghĩa khối, tạo các vùng cắt, tạo ra các patterns. Ta có thể tạo ra một vùng chuẩn để tham chiếu lắp đặt phím số. Trong phần tiếp theo tạo chi tiết Angten của điện thoại, ta sẽ sử dụng một biến đổi của kỹ thuật Extrude, kỹ thuật Revolved (quay tròn). Kỹ thuật Sketcher mới, bao gồm các phép ràng buộc nhanh trong Sketcher. 44
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 4.5. Chi tiết 5: Angten L−ợn tròn (Round) Khối quay tròn (Revolved) Cắt khối bằng lệnh quay Tạo khối bằng lệnh Extrude Hình 4-29. Mô hình chi tiết đầu Angten Chi tiết Angten là một khối tròn xoay đ−ợc tạo bởi một biên dạng 2D quay quanh một trục. Đầu của Angten đ−ợc tạo đầu tiên, tiếp theo là cắt một phần trên nó bằng lệnh Revolve (quay). Trục của Angten đ−ợc tạo bởi lệnh Extrude, kéo lên từ mặt đáy. Kỹ thuật hoặc feature Nơi giới thiệu Tạo khối bằng lệnh quay (Revolve) Mới L−ợn tròn khối Chi tiết 1: Màn hình Cắt khối bằng lệnh quay (Revolve Cut ) Mới Thêm khối bằng lệnh Extrude Chi tiết 1: Màn hình Phác thảo tiết diện quay (Revolve) Tạo một file chi tiết mới có tên là Antenna 1. Chọn Insert -> Revolve. Vào chế độ Sketcher qua bảng nhập tham số, sử dụng mặt phẳng chuẩn Front để làm mặt phẳng phác thảo. 2. Trong Sketcher, đặt một đ−ờng centerline dọc theo trục thẳng đứng. 3. Sử dụng công cụ Line để phác thảo đa giác nh− trong hình 4-30. 45
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Vẽ tiết Đ−ờng centerline diện thô với bốn đ−ờng thẳng Hình 4-30. Phác thảo thô đầu Angten Pro/ ENGINEE tự động tạo ra các kích th−ớc −ớc l−ợng cho tiết diện. Những kích th−ớc đó định nghĩa tiết diện của khối quay. 4. Sử dụng công cụ thêm kích th−ớc (Add Dimension) trên thanh công cụ Sketcher để thêm kích th−ớc góc. Chọn từng cạnh bên ngoài góc, rồi nhấn phím giữa chuột để đặt vị trí kích th−ớc. Chuyển kích Thêm kích th−ớc th−ớc chiều cao góc. sang kích th−ớc Strong Click vào hai điểm góc trên đ−ờng centerline để thêm kích th−ớc đ−ờng kính Hình 4-31. Thêm các kích th−ớc chính xác 5. Nhấn nút phải chuột lên kích th−ớc chiều cao và chọn Strong trên menu tắt. Kích th−ớc chiều cao sẽ chuyển đổi thành kích th−ớc Strong. 6. Sử dụng công cụ Add Dimension trên thanh công cụ Sketcher, chọn hai điểm: điểm thứ nhất tại góc ngoài của tiết diện, điểm tiếp theo là giao của hai đ−ờng tâm (hình 4-31). 46
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Chọn đ−ờng tâm thẳng đứng và cạnh bên của tiết diện để có kích th−ớc góc giữa hai đ−ờng thẳng. Nhấn phím phải chuột để kết thúc. Hình 4-32. Kích th−ớc chính xác của đầu Anten 7. Bây giờ ta hãy thêm giá trị chính xác cho tất cả các kích th−ớc. Sử dụng Edit > Select > All để chọn tất cả các kích th−ớc vẽ phác. 8. Chọn công cụ hiệu chỉnh kích th−ớc . Trong hộp thoại Modifine Dimensions, nhập giá trị chính xác cho tất cả các kích th−ớc. 9. Bây giờ chọn nút trên thanh công cụ Sketcher để kết thúc vẽ phác. Quay lại bảng nhập tham số, nhập 360 độ cho góc quay và chọn để đồng ý tạo feature. Thêm l−ợn tròn cho đỉnh của chi tiết Nh− ta đã làm ở phần tr−ớc, chọn cạnh trên của khối vừa tạo và sử dụng menu tắt của nút chuột phải để thêm l−ợn tròn bán kính 0.508 mm. Thêm phần cắt bằng lệnh Revolve Trong phần này ta sẽ học thêm các kỹ thuật sử dụng constraints (ràng buộc) trong Sketcher. Ta sẽ cắt một bề mặt tròn xoay bằng lệnh Revolve. Vùng cắt này có thể tạo trong khi thiết lập biên dạng khối tròn cơ sở, nh−ng tốt nhất là tạo nó thành một feature riêng biệt. 1. Để bắt đầu, sử dụng Insert > Revolve vào chế độ Sketcher. Sử dụng mặt chuẩn Front làm mặt vẽ phác, click lên Sketch và mở hộp thoại References. 47
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 2. Chọn đ−ờng nghiêng ngoài của đầu Angten làm tham chiếu, nó đ−ợc thêm vào danh sách các phần tử tham chiếu trong hộp thoại. Chọn OK và đóng hộp thoại. 3. Thêm một đ−ờng centerline dọc trục của khối cơ sở. Hình 4-33. Thêm các đ−ờng để tạo phần cắt 4. Phác thảo đ−ờng thứ nhất (đ−ờng 1 trong hình 4-34) đi vào phía trong khối xuất phát từ bề mặt quay. Chú ý ràng buộc mặc định là H (nằm ngang), ta muốn đ−ờng thắng đó vuông góc với bề mặt quay, trong khi H hiện rõ, click chuột phải để làm mất khả năng ràng buộc mặc định (disable). Ràng buộc mặc định H bây giờ bị tắt. Bây giờ ta sử dụng ràng buộc vuông góc để làm cho đ−ờng thẳng vừa vẽ vuông góc với cạnh bên. Ký hiệu ràng buộc là “⊥” sử dụng nút lệnh trên thanh công cụ Sketcher, chọn trong hộp thoại Constraints. 5. Vẽ các đ−ờng còn lại. Đ−ờng 1 và đ−ờng 3 trong hình bên vuông góc với cạnh bên của khối, đ−ờng 2 song song với cạnh bên của khối. Hình 4-34. Phác thảo tiết diện cắt 48
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 6. Sử dụng công cụ Sketcher Point để đặt một điểm Sketcher tại giao của cạnh bên và cạnh đáy của đầu ăngten. Khi ta đã hoàn thành tiết diện thô, ta cần nhập kích th−ớc để đặt nó trong tham chiếu với cạnh đáy. Vì cạnh đáy của chi tiết và cạnh d−ới của tiết diện cắt không song song nên ta không thể nhập một kích th−ớc cố định giữa chúng. 7. Bây giờ sử dụng công cụ Add Dimensions để thêm kích th−ớc giữa điểm Sketcher và đ−ờng đáy của tiết diện cắt. Hình 4-35. Các kích th−ớc cuối cùng cho phần cắt Revolve 8. Khi ta kết thúc vẽ phác, chấp nhận phác thảo bằng nút và quay lại bảng nhập tham số. Nhập 360 độ cho góc quay, kích hoạt biểu t−ợng gỡ bỏ vật liệu . Chọn để đồng ý feature và trở lại chế độ 3D. Tạo phần trục của Angten Trục là một hình trụ đ−ợc phát triển từ mặt đế của đầu Angten. Để thêm phần trục này, chọn Insert > Extrude, vào chế độ Sketcher từ bản nhập tham số và chọn mặt đáy của khối làm mặt vẽ phác. Sử dụng công cụ tạo đ−ờng tròn trong Sketcher để tạo tiết diện tròn, bắt tâm của đ−ờng tròn vào tâm của khối đầu Angten. Đ−ờng kính là 3.175 mm, nhập chiều dài là 76.2 mm trong bảng nhập. Chọn biểu t−ợng Derection để thay đổi h−ớng kéo nếu cần. Chọn để đồng ý feature, chi tiết đ−ợc hoàn thành. Tóm tắt Đến đây, ta đã tạo ra 5 mô hình chi tiết trong vỏ điện thoại di động. Bây giờ ta đã hiểu khá đầy đủ về các hoạt động của Sketcher, đặc biệt là cách xây dựng các hình học bằng ph−ơng pháp ràng buộc (constraints) để định nghĩa hình dạng của các khối. 49
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Các ph−ơng pháp liên kết tham số kích th−ớc, các ph−ơng pháp tốt để xây dựng một mô hình chi tiết. Mỗi feature đều đ−a ra trên Model Tree để có thể chọn và hiệu chỉnh nó một cách rễ dàng. 4.6. Chi tiết 6: Bμn phím Các feature đối xứng Các feature của mảng Khối cơ sở Các góc l−ợn Hình 4-36. Mô hình chi tiết bàn phím Trong chi tiết Tai nghe, ta đã định nghĩa một mảng (pattern) hình tròn. Chi tiết Bàn phím cũng sử dụng một mảng các feature, nh−ng các phần tử đ−ợc định nghĩa theo hai h−ớng X và Y. Giống chi tiết PC board, chi tiết Bàn phím sử dụng một lệnh Copy (sao chép) và một lệnh Mirror (đối xứng) cho hai nút to phía trên. Chi tiết này cũng giới thiệu các quan hệ, hoặc các cách đặt các giá trị kích th−ớc đã sử dụng. Ta sẽ thấy cách gắn các chỉ số ID cho kích th−ớc hơn là bằng các giá trị của chúng, và cách để tham chiếu kích th−ớc bằng chỉ số ID. Kỹ thuật quan hệ sử dụng trong chế độ Sketcher, tốt nh− trong các chế độ Part và Assembly để đảm bảo các feature và các chi tiết liên kết một cách hợp lý. Kỹ thuật hoặc feature Nơi giới thiệu Thêm một khối bằng lệnh Extrude Chi tiết 1: Màn hình L−ợn tròn các góc Chi tiết 1: Màn hình Tạo mảng theo hai h−ớng X và Y Mới Sử dụng quan hệ nh− một giá trị kích th−ớc Mới Phác thảo tiết diện khối cơ sở bàn phím Để bắt đầu, tạo một chi tiết mới có tên là Bàn phím. Sử dụng những chỉ dẫn sau để tạo khối cơ sở đầu tiên với các kích th−ớc nh− trong hình 4-37. 50
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 1. Bắt đầu vào chế độ Sketcher từ bảng nhập tham số Extrude, và sử dụng mặt phẳng chuẩn Front làm mặt phẳng vẽ phác. Thêm đ−ờng centerline thẳng đứng làm tham chiếu cho các ràng buộc kích th−ớc hình chữ nhật cơ sở. Đ−ờng centerline sẽ chia đôi tiết diện theo chiều dọc. 2. Hình chữ nhật bắt đầu tại góc trên bên trái và kéo ngang qua đ−ờng tâm, xuống góc phải phía d−ới, dừng tại mặt chuẩn Top. Nhớ rằng, hai mũi tên ng−ợc chiều (> < ng−ợc nhau chỉ ra hai đ−ờng thẳng ở hai phía của đ−ờng tâm có độ dài bằng nhau. Đ−ờng tâm chia đôi khối khối kéo Mặt chuẩn Top Hình 4-37. Các kích th−ớc cho khối cơ sở của bàn phím 3. Chọn các kích th−ớc: Nhập chiều cao là 50.8 và chiều rộng là 38.1, nh− trong hình 4-37. 4. Chọn biểu t−ợng trên thanh công cụ Sketcher để hoàn thành tiết diện. Nhập 0.762 cho giá trị chiều sâu, đồng ý feature. L−ợn tròn các góc 1. Để l−ợn tròn các góc, quay mô hình và phóng to các góc. Sử dụng phím CTRL + giữ và chọn tất cả các cạnh cao 0.762. Ta có thể đặt lọc (Filter) để các hình học đ−ợc chọn theo một h−ớng, hoặc sử dụng lọc Smart để chọn các đối t−ợng bằng con trỏ. Khi đã chọn cạnh thứ nhất, ta giữ phím CTRL trong khi chọn các cạnh tiếp theo. 2. Khi tất cả các cạnh đã đ−ợc chọn lựa, nhấn phải chuột và chọn Round Edges từ menu tắt. Trong bảng nhập tham số, đặt giá trị l−ợn tròn là 1.524. Khi ta chọn nhiều cạnh và l−ợn tròn theo ph−ơng pháp này, tất cả các góc l−ợn đều liên quan đến nhau, khi ta hiệu chỉnh một trong các góc l−ợn nó sẽ làm ảnh h−ởng đến toàn bộ các góc l−ợn tròn khác. 51
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Thêm feature nút đầu tiên Bây giờ ta sẽ thêm feature nút đầu tiên. Feature này sẽ sử dụng làm gốc để tạo mảng nút. 1. Chọn Insert > Extrude để tạo một khối nhô hình elip nằm trên khối cơ sở, nh− thấy trong hình 4-38. Sử dụng mặt tr−ớc của khối cơ sở tạo đầu tiên làm mặt phẳng phác thảo. Trong Sketcher, sử dụng công cụ tạo ellipse trên menu tr−ợt Circle sau đó ta phác thảo hình ellipse cơ sở, nhập giá trị khoảng cách và bán kính nh− trong hình 4-38: 11.176 mm từ đ−ờng tâm và 4.7625 mm từ mặt chuẩn Top. Các kích th−ớc còn lại nhập nh− trong hình 4-38. Hình 4-38. Vị trí và kích th−ớc cho nút thứ nhất 2. Chọn nút để đồng ý tiết diện và quay lại bảng nhập, đ−a vào giá trị 5.588 mm cho chiều cao nút. Chọn để chấp nhận feature. Tạo mảng nút (pattern) Bây giờ ta sẽ tạo một mảng các feature nút. Nhớ rằng, hiểu khái niệm mảng nếu ta nghĩ nó là sự lặp lại các kích th−ớc giống nhau sẽ rễ hơn khi hiểu mảng là sự lặp lại các feature, mặc dù nó là các feature lặp lại trong một mảng. Trong bảng nhập tham số mảng ta sẽ định nghĩa các kích th−ớc, chỉ định h−ớng mà ta muốn lặp lại các feature. Ta cũng sẽ chỉ ra số l−ợng phần tử sao chép mong muốn, bao gồm cả phần tử gốc. 1. Lựa chọn biểu t−ợng Extrude của nút vừa tạo trên Model Tree. Nhấn nút phải chuột và chọn Pattern từ menu tắt. Mở bảng nhập Pattern, hệ thống nhắc “Select dimension to vary in the first direction – chọn khoảng cách để biến đổi theo h−ớng thứ nhất”. 2. Ta sẽ sử dụng h−ớng X làm h−ớng thứ nhất và tạo hai nút mới nằm bên trái của nút gốc đã tạo; một nút có tâm nằm giữa khối cơ sở, và một nút dịch sang trái đ−ờng tâm là 11.176 mm. a. Chọn kích th−ớc 11.176, mở hộp giá trị kích th−ớc. 52
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt b. Nhập -11.176 và nhấn Enter. c. Trong hộp text bên trái của tập hợp kích th−ớc, nhập 3 cho số phần tử, bao gồm cả phần tử gốc, để tạo các phần tử trong mảng. d. Chọn biểu t−ợng trong bảng nhập để đồng ý mảng và kiểm tra chính xác tất cả các giá trị đã nhập. Các chi tiết đầu tiên trong mảng đã đ−ợc thêm vào nh− minh hoạ trong hình 4-39. Hình 4-39. Chi tiết thứ nhất của pattern nút: H−ớng X 3. Bây giờ ta sẽ quay trở lại và nhập h−ớng Y. (Ta th−ờng nhập cả hai h−ớng X và Y cùng một thời điểm. B−ớc này là để kiểm tra các phần tử trong mảng). Click phải chuột lên Pattern trên Model Tree, và chọn Edit Definition từ menu tắt. Mở bảng nhập Pattern để hiệu chỉnh mảng. 4. Mở bảng Dimensions. Click vào tập hợp Derection 2, nó có màu vàng và hiện dòng chữ Select Items (nhắc chọn phần tử). 5. Chọn kích th−ớc chiều dọc. Nhập 8.89 mm trong hệ toạ độ t−ơng đối và 4 là số phần tử. Đồng ý feature. Hình 4-40. Khi kết thúc mảng L−ợn tròn các nút trong mảng 1. Bây giờ sử dụng Ctrl + Click để chọn các cạnh trên và cạnh đáy của nút tạo đầu tiên (nút gốc), và sử dụng l−ợn tròn với bán kính l−ợng 0.762 mm cho 53
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt chúng. Khi l−ợn tròn hoàn thành, chúng đ−ợc thêm vào thành một feature trên Model Tree. 2. Nhấn phím chuột phải vào feature l−ợn tròn vừa tạo trên Model Tree, và chọn Pattern từ menu tắt. Các nút trong mảng đều đ−ợc cập nhật các l−ợn tròn trên các cạnh (hình 4-41). áp dụng l−ợn tròn cho các nút trong mảng Hình 4-41. L−ợn tròn các nút trong pattern Tạo nút lớn bằng lệnh Extrude 1. Chọn Insert > Extrude và bắt đầu phác thảo. Chọn bề mặt tr−ớc của khối cơ sở làm mặt phẳng vẽ phác. Vào chế độ Sketcher, và mở hộp thoại Reference. Đặt con trỏ ở đây, và chọn Pick from List từ menu của nút chuột phải Bắt một đ−ờng construction trên cạnh tham chiếu. Hình 4-42. Thêm một tham chiếu cho nút lớn thứ nhất 2. Chọn một cạnh của nút trên-bên phải làm tham chiếu, nh− trong hình 4-42. Thực tế ta dùng bề mặt thẳng đứng của nút làm tham chiếu, không phải là các cạnh l−ợn tròn. Để chọn đúng thực thể, đặt con trỏ lên cạnh nút và chọn Pick 54
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt from List từ menu tắt của nút chuột phải. Mở hộp danh sách, danh sách tất cả các thực thể đ−ợc tiếp cận d−ới con trỏ. 3. Từ hộp danh sách, chọn một bề mặt trong danh sách các bề mặt. Cạnh cong sẽ nổi sáng, và tâm của ellipse đ−ợc chỉ ra. Khi bề mặt đ−ợc chọn, nó sẽ thêm vào danh sách trong hộp thoại Reference, và màu của nó sẽ chuyển sang màu cam chỉ ra nó là đối t−ợng tham chiếu. 4. Chọn công cụ centerline , và bắt đ−ờng centerline vào cạnh tham chiếu, nh− hình 4-42. Ta sẽ thấy T tại vị trí tiếp tuyến giữa cạnh và đ−ờng centerline. Đặt một đ−ờng centerline khác dọc trục thẳng đứng của khối cơ sở. Phác thảo tiết diện nút lớn Bây giờ ta có thể thêm tiết diện cho nút lớn. Tiết diện đ−ợc vẽ sử dụng ba đ−ờng thẳng và một cung tròn. Kích th−ớc chính xác nh− trong hình 4-43. Thêm một kích th−ớc để định khoảng cách từ nút phím Hình 4-43. Các kích th−ớc chính xác cho nút lớn 1. Sử dụng công cụ Add Dimensions để định khoảng cách giữa đ−ờng đáy của nút lớn và tâm của nút trên bên phải của mảng. Bây giờ, chấp nhận các giá trị −ớc l−ợng, đây là kích th−ớc ta sẽ “điều khiển” bằng ph−ơng pháp quan hệ. 2. Chấp nhận tiết diện. Kiểm tra h−ớng kéo của tiết diện nếu cần thiết. 3. Nhập chiều sâu, sử dụng biểu t−ợng Extrude To Surface từ danh sách chiều sâu. Ta sẽ đ−ợc nhắc chọn một bề mặt đang tồn tại để sử dụng làm tham chiếu cho chiều cao nút. 4. Chọn mặt trên của một trong các nút nhỏ. Chiều cao của các nút lớn sẽ phụ thuộc vào chiều cao của nút nhỏ. Chọn để chấp nhận feature. Thiết lập các quan hệ khoảng cách cho các nút 55
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Mục đích của thiết kế là giữ khoảng cách thẳng đứng của các nút lớn bên trên mảng cân xứng với các nút d−ới của mảng. Ta sẽ sử dụng ph−ơng pháp quan hệ (relational) để giữ chính xác sự cân xứng. Trong thủ tục này ta sẽ thấy cách tham chiếu kích th−ớc bằng các chỉ số ID của chúng (ví dụ, d65) ngoài gía trị của chúng. Để cùng hiển thị giữa giá trị kích th−ớc và các chỉ số ID, sử dụng Info > Switch Dims. ID của kích th−ớc có tiền tố đồng nhất với kiểu kích th−ớc của nó. Một kích th−ớc trong Sketcher sẽ có một ký tự s tr−ớc ký tự d, nó nh− một kích th−ớc Sketcher, cho ví dụ sd44. Các kích th−ớc cho nút ellipse sử dụng chữ cái Rx và Ry cho bán kính trục x và bán kính trục y. Ta không cần thêm ký tự đằng tr−ớc khi nhập ID kích th−ớc trong quan hệ. Kích th−ớc Ryd8 phải nhập là d8. Quan hệ bao gồm kích th−ớc giữa các tâm thẳng đứng của hai nút kề nhau (d273) và bán kính nút theo h−ớng y (d269) nh− trong hình 4-44. Nó quy định khoảng cách giữa cạnh của nút lớn và tâm của nút nhỏ bên d−ới (d301) là giống nh− khoảng cách giữa cạnh của nút nhỏ và tâm của một nút bên cạnh theo h−ớng thẳng đứng. Khoảng cách đó là khoảng cách giữa hai tâm nút, trừ bán kính của một nút. Biểu thức ta sẽ nhập là: Khoảng cách giữa cạnh đáy nút lớn và tâm của nút nhỏ kế tiếp = từ tâm tới tâm theo chiều thẳng đứng nút nhỏ, trừ đi bán kính- y nút nhỏ Hoặc: d301 = d273 – d269. (Ta sẽ sử dụng các ID kích th−ớc t−ơng đ−ơng) Hình 4-44. Các kích th−ớc đã gắn để thấy các ID kích th−ớc 1. Để nhập quan hệ, chọn Tools > Relations. Mở hộp thoại Relations. 56
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 2. Chọn khối nút lớn và mảng. Các kích th−ớc sẽ thấy ở dạng ký hiệu. Nếu chúng không hiển thị ở dạng ký hiệu, chọn Toggle Symbol trong thanh công cụ để bật chúng. 3. Sử dụng h−ớng dẫn trong hình 4-44, và tên của các ký hiệu thay thế đ−a ra trên cửa sổ đồ hoạ, nhập nh− sau vào trong hộp thoại Relations: d301 = d273 – d269. 4. Chọn OK trên hộp thoại. Cách này xác định giá trị của d44. Để xem tác động của quan hệ: a. Chọn nút pattern trên Model Tree và chọn Edit từ menu tắt. Các kích th−ớc cho pattern đã đ−ợc kích hoạt. b. Chọn kích th−ớc cho khoảng cách giữa tâm nút nhỏ và thay đổi nó sang số lớn hơn. c. Click Edit > Regenerate. Ta sẽ thấy nút lớn dịch chuyển đối xứng với các nút nhỏ. Lặp lại các xử lý để đ−a chi tiết trở lại kích th−ớc gốc. L−ợn tròn các cạnh của nút lớn Chọn bốn cạnh thẳng đứng (các góc) của nút lớn. Từ menu tắt, thêm l−ợn tròn bán kính 2.794 mm. Chọn một cạnh từ đỉnh và một cạnh từ đáy của nút. Sử dụng menu tắt để l−ợn tròn 1.016 mm, nó sẽ tự động sử dụng cho các cạnh. Chọn các cạnh thẳng đứng Các cạnh nút đã l−ợn tròn Chọn các cạnh nằm ngang Hình 4-45. L−ợn tròn nút lớn 57
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Đối xứng nút lớn 1. Trên Model Tree, chọn feature nút lớn, bao gồm cả các l−ợn tròn. 2. Chọn Edit > Mirror từ menu chính hoặc biểu t−ợng Mirror trên thanh công cụ. 3. Chọn mặt phẳng chuẩn RIGHT cho đối xứng. Chấp nhận feature. Một bản sao đối xứng của feature đã chọn đ−ợc thêm vào mô hình và đối diện với nút hiện thời. Tóm tắt Một chi tiết t−ơng đối phức tạp đã sử dụng kết hợp các mảng và phép đối xứng 3D bây giờ đã hoàn thành. Ta cũng đã học đ−ợc cách để tham chiếu kích th−ớc bằng các chỉ số ID trong các ph−ơng pháp quan hệ. 4.7. Chi tiết 7: chi tiết Vỏ Sau Khối vỏ mỏng Cột Angten Các trụ vít ốc Cắt khối bởi lệnh Extrude Cut Vát mặt Hình 4-46. Mô hình chi tiết vỏ sau Chi tiết Vỏ sau sử dụng một số kỹ thuật cơ bản đã học ở các phần tr−ớc và giới thiệu một số kỹ thuật mới: Vát mặt (draft) và tạo chi tiết dạng vỏ mỏng (shell). Chức năng Shell là tạo rỗng một khối, thành của khối đó đ−ợc cho một giá trị xác định. Ta cũng thấy cách tạo một mặt chuẩn mới offset từ một khối, tại mặt này ta bắt đầu xây dựng feature. Ta sẽ sử dụng kỹ thuật này để tạo lỗ cắm Angten và các trụ bắt vít trên sàn của lòng. Kỹ thuật hoặc feature Nơi giới thiệu Thêm khối bằng lệnh Extrude Chi tiết 1: Màn hình L−ợn tròn Feature Chi tiết 1: Màn hình 58
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Chi tiết 5: Antenna Cắt khối bằng lệnh Extrude cut: sang 2 phía Mới Vát mặt khối (Draft Feature) Mới Tạo chi tiết dạng vỏ mỏng (Shell) Mới Tạo mặt chuẩn nằm bên ngoài khối Mới Tạo feature lỗ (Hole) Chi tiết 2: Tai nghe Sao chép và đối xứng trong 3D Chi tiết 6: Bàn phím L−ợn tròng feature sử dụng chuỗi cạnh Mới Tạo khối cơ sở Trong chi tiết mới gọi là Vỏ sau, tạo khối cơ sở có kích th−ớc nh− trong hình 4- 47. Sử dụng mặt phẳng chuẩn Front làm mặt phẳng phác thảo, và thêm một đ−ờng tâm thẳng đứng, nh− ta đã làm cho chi tiết Bàn phím. Phác thảo một hình chữ nhật tâm của nó nằm trên đ−ờng centerline và dừng trên mặt chuẩn Top. Các kích th−ớc: chiều cao 120.65 mm và chiều rộng 44.45 mm. Trong bảng nhập tham số, nhập giá trị 12.7 mm cho chiều sâu. Hình 4-47. Các kích th−ớc cho khối cơ sở của vỏ sau Tạo phần cắt thứ nhất Bây giờ ta sẽ cắt bỏ một một phần góc của khối đặc để làm nhỏ phía sau của điện thoại. Ta sẽ thấy cách kéo ra theo hai h−ớng để cắt từ điểm giữa. Trong tr−ờng hợp này ta sẽ sử dụng mặt chuẩn Right, nh− trong hình 4-48. 59
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Mặt chuẩn Right Hình 4-48. Feature cắt có thể kéo từ hai phía từ mặt phẳng phác thảo 1. Chọn Insert > Extrude. Sử dụng mặt phẳng chuẩn Right làm mặt phẳng phác thảo. Tạo h−ớng kéo thích hợp, nếu không chọn Flip trong hộp thoại Sketch để đảo h−ớng. 2. Phác thảo thiết diện cắt với một đ−ờng thẳng duy nhất nh− trong hình 4-49. Khi hệ tống đ−a ra dòng nhắc căn chỉnh, chọn Yes cho từng điểm. Các đ−ờng thẳng và các ràng buộc tự động đ−ợc thêm vào. 6.35 mm từ cạnh 9 độ cho góc Hình 4-49. Thêm các kích th−ớc cho thiết diện cắt 3. Thêm một số kích th−ớc cần thiết. Nhập giá trị chính xác: 6.35 mm cho khoảng cách tính từ cạnh và 9 độ cho số đo của góc. 4. Chấp nhận phác thảo. Bây giờ ta sẽ đặt các thuộc tính cắt trong bảng nhập tham số. a. Chọn biểu t−ợng Remove Material để cắt một phần của khối. b. Chọn biểu t−ợng Direction nếu cần đổi h−ớng của mũi tên chỉ h−ớng cắt trên khối. 60
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt c. Chọn Options, và tr−ợt bảng lên, đặt chiều sâu cho h−ớng thứ nhất và h−ớng thứ hai là To Next. 5. Chọn biểu t−ợng xem tr−ớc trong bảng nhập tham số và quay mô hình để xem phầm cắt. Chọn biểu t−ợng để đồng ý feature. L−ợn tròn các góc 1. Chọn hai góc ở đáy và hai góc ở trên tách riêng. Click phải chuột và chọn Round Edges từ menu tắt. Sử dụng l−ợn tròn 12.7 mm cho các góc ở đáy và 19.05 mm cho phần trên. 2. Sử dụng l−ợn tròng cho chỗ giao giữa khối cơ sở và phần cắt. Nhập giá trị 101.6 mm. Hình 4-50. L−ợn tròn cạnh cắt Thêm phần vát mặt (Draft) Chức năng vát mặt sẽ làm thon chi tiết Vỏ sau trên tất cả các phía với gía trị 10 độ, từ phía tr−ớc đến phía sau. Để định nghĩa một vát mặt, ta chọn một bề mặt sử dụng để vát, rồi chỉ định một mặt “bản lề”, h−ớng vát, và nhập một góc vát. 1. Để bắt đầu, ta sẽ chọn một đoạn của bề mặt ta muốn vát. H−ớng mô hình nh− trong hình 4-51. Sử dụng lọc Smart, chọn bề mặt nh− trong hình 4-51. Mặc định Pro/ ENGINEER sẽ sử dụng vùng này để xác định phần mà ta muốn vát bao gồm bản thân bề mặt đó và các bề mặt kề nó. Chọn một vùng bề mặt đại diện cho toàn bộ các bề mặt vát Hình 4-51. Sử dụng feature vát mặt 61
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt 2. Chọn Insert > Draft. Mở bảng nhập tham số Draft, tập hợp các bề mặt “bản lề” Draft đ−ợc kích hoạt, đang chờ chọn bề mặt làm tham chiếu. 3. Trong tập hợp References, chọn mặt tr−ớc của chi tiết làm tham chiếu bản lề. Cạnh của bề mặt mổi sáng, và góc vát đ−a ra để nhập trực tiếp. Mũi tên chỉ h−ớng vát chỉ ra từ khối đặc. Chọn mặt tr−ớc làm mặt phẳng “bản lề” Hình 4-52. Sử dụng mặt tr−ớc làm “bản lề” vát 4. Nhập trực tiếp góc vát là 10 độ, hoặc nhập 10 vào hộp text trong bảng. 5. Chọn Preview để xem kết thúc feature, hoặc chọn biểu t−ợng để chấp nhận feature và quay lại vùng làm việc. Nhập giá trị góc vát điều chỉnh góc vát bằng tay Hình 4-53. Sử dụng điều chỉnh vát bằng tay Hình 4-54. Vát mặt đã hoàn thành L−ợn tròn các cạnh phía sau Vì có 10 đoạn cạnh phía sau để chọn, nên sẽ rất nhanh nếu ta sử dụng một chuỗi cạnh (edge chain) để định nghĩa cạnh l−ợn tròn. Vì hình dạng của cạnh phía sau là một 62
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt đ−ờng liên tục nên ta có thể sử dụng phím Shift để chọn một chuỗi các đoạn cạnh bằng việc kết hợp giữ phím Shift và chọn lần l−ợt từng cạnh. 1. Với lọc Smart đ−ợc bật, click lên từng đoạn cạnh cho đến khi nó nổi sáng đậm nét. (Bình th−ờng ta có thể đặt lọc cho hình học và chọn ngay các cạnh). 2. Giữ phím Shift và click vào các đoạn cạnh khác t−ơng tự. Pro/ ENGINEER chọn tất cả các đoạn cạnh kế cận trong chuỗi cạnh, nh− trong hình 4-55. Hình 4-55. Các cạnh đã l−ợn tròn: Lựa chọn chuỗi cạnh 3. Chọn Round Edges từ menu nút chuột phải. Trong bảng nhập Rounds, nhập giá trị bán kính 3.81 mm. Các đoạn l−ợn tròn đ−ợc thêm vào thành một feature trên Model Tree. 4. Chấp nhận feature và thoát khỏi bảng nhập tham số. Tạo vỏ mỏng cho khối (Shell) Bây giờ ta sử dụng chức năng Shell làm rỗng khối đặc. Cần chọn duy nhất một bề mặt tại vị trí muốn bỏ vật liệu và chỉ định độ dày cho các thành của vỏ. 1. Chọn Insert > Shell. Trong bảng nhập Shell, nhập chiều dày là 0.762. 2. Quay mô hình để ta có thể chọn bề mặt phía tr−ớc. Chấp nhận feature. Hình 4-56. Chọn mặt tr−ớc của khối cho công cụ Shell Thêm phần cắm Angten Phần cắm Antenna tạo bởi lệnh kéo h−ớng vào bên trong khối từ một mặt chuẩn đ−ợc offset bên trên chi tiết. Khi một feature đ−ợc tạo có sử dụng một mặt chuẩn ở ngoài mô hình, chuẩn này đ−ợc tự động nhóm với feature thành một nhóm trên Model Tree. Mặt chuẩn này ẩn khi feature kết thúc, và chỉ đ−ợc hỉên thị khi feature đặc biệt này đã l−u trữ. Sử dụng Thru to Next thiết đặt h−ớng để tạo nên khối kéo phù hợp bị giới hạn bởi bề mặt của vỏ. 63
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Mặt chuẩn offset đ−ợc thêm vào bên ngoài chi tiết Thiết diện cho phần cắm Antenna Hình 4-57. Tạo phần cắm cho antenna 1. Để bắt đầu, chọn Insert > Extrude. Trong bảng nhập Extrusion chọn biểu t−ợng Sketcher. Khi ta đ−ợc nhắc chọn mặt phẳng phác thảo, thay vì chọn một mặt đang tồn tại, ta chọn Insert > Model Datum > Plane để thiết lập mặt chuẩn mới. Mở hộp thoại Datum Plane. 2. Click lên tập hợp References của hộp thoại để kích hoạt nó, và click lên mặt chuẩn Top, có thể chọn tại Model Tree hoặc trực tiếp trên mô hình. Một mặt phẳng mới đ−ợc thêm vào, đ−ợc offset từ mặt chuẩn Top. Chú ý Offset là một kiểu chuẩn mặc định khi ta chọn một mặt chuẩn làm ham chiếu. Ta có thể sử dụng hộp danh sách bên phải của chọn lựa để thay đổi kiểu tham chiếu. Để thêm những tham chiếu phụ vào tập hợp, giữ phím CTRL trong khi chọn lựa các tham chiếu. 3. Trong hộp Offset Translation, nhập 123.19 mm. Giá trị này sẽ đặt mặt chuẩn bên trên cạnh của vỏ là 2.45. Chọn OK trên hộp thoại. Click vào nút Continue, rồi chọn mặt phẳng mới tạo trong bảng Placement làm mặt phẳng phác thảo. 4. Nếu cần, chọn Flip để làm mũi tên chỉ h−ớng phác thảo h−ớng vào khối đặc. Vỏ sẽ có h−ớng từ trên xuống, để dễ ràng hình dung vị trí thiết diện trong khi vẽ. Click lên Sketch. 5. Toàn bộ các tham chiếu cần thiết là hai mặt phẳng chuẩn Right và Front, đóng hộp thoại Reference. 6. Tạo một đ−ờng tròn trên mặt phẳng phác thảo, với các kích th−ớc nh− trong hình 4-58. Đ−ờng kính 7.366 mm, khoảng cách từ tâm và mặt chuẩn Front là 5.588 mm, và mặt chuẩn Right là 15.748 mm. 64
Bộ môn cơ điện tử & CTM đặc biệt Hình 4-58. Các kích th−ớc cho khối kéo tròn 7. Chọn biểu t−ợng trên thanh công cụ Sketcher để chấp nhận thiết diện. Kiểm tra h−ớng kéo và click lên mũi tên chỉ h−ớng để nó đúng h−ớng nếu cần. 8. Chọn Extrude up to next surface cho kiểu chiều sâu, khối sẽ kéo về phía khối vỏ và bị giới hạn bởi bề mặt nó gặp đầu tiên. Chọn biểu t−ợng Preview trên bảng nhập tham số để xem kết quả. Chấp nhận feature. Thêm lỗ và l−ợn tròn phần cắm Antenna 1. Để thêm một lỗ tâm trên trục của phần cắm, chọn trục của phần cắm, và chọn Insert > Hole. Xem tr−ớc lỗ đã đặt nó trên đ−ờng trục của phần cắm. (Các trục hiển thị. để đơn giản hoá việc lựa chọn trục, sử dụng Pick from List hoặc đặt lọc là Datums). Đặt đ−ờng kính là 3.302 mm. 2. Mở bảng Placement. Thấy kiểu lỗ là đồng trục (coxial), với trục của phần cắm là thành phần tham chiếu chính (Primary reference). Click lên tham chiếu thứ hai (Secondary Reference) để kích hoạt nó, và chọn mặt tròn của phần cắm là thành phần tham chiếu thứ hai. Vị trí này của lỗ tại bề mặt phía trên của phần cắm. 3. Chọn Thru to Next cho chiều sâu, lỗ sẽ dừng lại tại bề mặt kế tiếp. Đồng ý feature lỗ và thoát khỏi bảng nhập tham số. Cạnh trên: 0.76 mm Cạnh vòng 0.51 mm Hình 4-59: Thêm các l−ợn tròn vào phần cắm Angten 65