3.2. Khả năng của 5
....................................................................................54

MỤC LỤC
MỤC LỤC..................................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... 3
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ 4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT.......................................... 5
DANH MỤC HÌNH VẼ ............................................................................................ 6
PHẦN MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 10
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM/CNC .............................................. 13
1.1. CAD ...................................................................................................................13
1.2. CAM ...................................................................................................................17
1.3. CNC....................................................................................................................19
1.4. Một số phần mềm CAD/CAM phổ biến: ...........................................................29
1.4.1. CATIA.............................................................................................................29
1.4.2. MASTERCAM ...............................................................................................31
1.4.3. PRO E .............................................................................................................33
1.4.4. ESPRIT ...........................................................................................................36
CHƯƠNG II: TURBO TĂNG ÁP ......................................................................... 39
2.1. Tổng quan về Turbo tăng áp: .............................................................................39
2.2. Turbo tăng áp và động cơ...................................................................................40
2.3. Kết cấu của turbo tăng áp. .................................................................................42
2.4. Động cơ sử dụng hai turbo và nhiều turbo. ........................................................49
CHƯƠNG III: TỔNG QUAN VỀ MÁY PHAY 5 TRỤC VÀ PHƯƠNG PHÁP
GIA CÔNG 5 TRỤC – TRUNG TÂM GIA CÔNG 5 TRỤC UCP600 .............. 54
3

1





LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện luận văn Thạc sỹ, tôi đã nhận được sự quan tâm,
giúp đỡ của nhiều tập thể và cá nhân. Nhân dịp hoàn thành luận văn, tôi xin bày tỏ
lòng biết ơn sâu sắc nhất.
Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Nguyễn Huy Ninh đã trực tiếp tận tình hướng dẫn
tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp của mình.
Trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Bách Khoa Hà Nội; Các
thầy cô, công nhân viên chức viện Sau đại học, Viện Cơ khí đã tận tình giúp đỡ, tạo
điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành nhiệm vụ.
Cuối cùng, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình cùng bạn bè,
đồng nghiệp đã thường xuyên quan tâm, động viên, tạo mọi điều kiện tốt nhất về
tinh thần cũng như vật chất cho tôi trong suốt thời gian vừa qua.
Do thời gian thực hiện có hạn và kiến thức bản thân còn nhiều hạn chế, cho
nên luận văn này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự chỉ
bảo, góp y và phê bình của các Thầy, Cô và bạn bè.
Xin trân trọng cảm ơn!

4


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ý nghĩa

TT

Ký hiệu

1


NC

7

DNC

Direct Numerical Control

8

DPU

Data Processing Unit

9

CLU

Control Loop Unit

10

CATIA

11

Pro E

Numerical Control

Hình 2.7: Ảnh một turbo tăng áp
Hình 2.8: Kết cấu của trục và ổ trục tự lựa

6


3

Hình 2.9: Động cơ sử dụng hai turbo
Hình 2.10: A Mazda RX-8 tăng công suất nhờ hệ thống turbo kép.
Hình 2.11: Các kiểu làm mát
Hình 2.12: Turbo trong động cơ điêzen
Hình 3.1. Ứng dụng định vị 5 trục
Hình 3.2. Áp dụng phay contour 5 trục

7


Hình 4.1: Vào module thiết kế chi tiết
Hình 4.2: Tạo thân tuabin bằng lệnh Shaft
Hình 4.3: Tạo cánh tuabin
Hình 4.4: Tạo cánh tuabin (tiếp)
Hình 4.5: Tạo chiều dày cho cánh tuabin bằng lệnh ThickSurface Definition
Hình 4.6: Tạo các biên dạng cánh khác bằng lệnh Cicular Parttern Deninition
Hình 4.7: Bo tròn, vát mép và hoàn thiện chi tiết
Hình 4.8: Sản phẩm sau khi hoàn thành
Hình 4.9: Chuyển sang dạng surface để thuận tiện cho việc tạo khuôn
Hình 4.10: Tạo bề mặt hốc và lõi
Hình 4.11: Kiểm tra sự đóng mở khuôn
Hình 4.12: Vào môi trường thiết kế khuôn

Gia công cắt gọt là hình thức phổ biến trong gia công cơ khí, nó chiếm tỷ lệ
cao nhất trong các phương pháp gia công kim loại. Hầu hết các sản phẩm cơ khí đòi
hỏi độ chính xác cao, kết cấu phức tạp hầu hết được chế tạo bằng phương pháp gia
công cắt gọt kim loại.
Cùng với xu thế phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật đặc biệt là khoa
học máy tính, ngành cơ khi nói chung và ngành gia công cắt gọt nói riêng có bước
phát triển nhảy vọt.

10


11


12


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CAD/CAM/CNC
Ngày nay, trong thời buổi cạnh tranh khốc liệt mang tính toàn cầu, các nhà sản
xuất luôn luôn tìm cách giới thiệu các sản phẩm mới với tính năng đa dạng, chất
lượng cao, giá thành hạ và thời gian giao hàng ngắn. Để làm được điều này các nhà
sản xuất phải cân nhắc kỹ từng giai đoạn trong quá trình sản xuất với những tính
toán tối ưu.
Họ đã cố gắng sử dụng nhưng máy tính có bộ nhớ khổng lồ, tốc độ xử lý
nhanh và có khả năng tương tác đồ họa thân thiện với con người trong nhiều giai
đoạn của quá trình sản xuất. Với sự hỗ trợ của máy tính, nhiều phần công việc đã
được hoàn thành một cách tự động hóa và chính xác, giúp giảm thời gian và chi phí
trong phát triển sản phẩm và trong chế tạo. Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính
(Computer-Aided Design - CAD), chế tạo có sự hỗ trợ của máy tính (ComputerAided Manufacturing - CAM) và gia công điều khiển số (Computer Numerical
Control - CNC) là những công nghệ được sử dụng cho mục đích này trong suốt chu

Các công cụ CAD cần có để hỗ trợ quá trình thiết kế tùy thuộc vào pha thiết
kế:
* Đối với pha khái niệm hóa thiết kế các công cụ CAD cần có là các kỹ thuật mô
hình hóa hình học, các hỗ trợ đồ họa và các thao tác đồ họa.
* Pha mô hình hóa và mô phỏng thiết kế cần các công cụ kể trên, công cụ mô phỏng
chuyển động, lắp ráp và một số gói mô hình hóa khác.
* Pha phân tích thiết kế cần các gói về phân tích, các gói và các chương trình tùy
biến.
* Pha thiết kế tối ưu cần các ứng dụng tùy biến và tối ưu hóa kết cấu.
* Pha đánh giá thiết kế cần các công cụ về dung sai, kích thước và bảng các vật liệu.
* Pha tạo tài liệu và truyền đạt thông tin thiết kế cần công cụ tạo bản vẽ kỹ thuật và
công cụ tạo ảnh tô bóng.
Ngày nay CAD được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau. Có thể
kể tên ra sau đây một số ngành như sau: cơ khí, xây dựng, kiến trúc, điện, điện tử, y

14


học, dệt may, thiết kế sản phẩm, thiết kế công nghiệp, thiết kế nhạc cụ, thiết kế
vườn tược, chiếu sáng …
Trên thị trường hiện nay có rất nhiều phần mềm CAD với những cấp độ khác
nhau. Có những phần mềm giá chỉ vài trăm đô la với tính năng hạn chế nhưng cũng
có những gói phần mềm giá hàng chục ngàn đến hàng trăm ngàn đô la. Cũng có
phần mềm CAD riêng lẻ và có những phần mềm CAD tích hợp tỏng phần mềm
CAD/CAM. Ở Việt Nam, trong lĩnh vực cơ khí, các phần mềm CAD phổ biến hiện
nay là AutoCAD, Mechanical Destop, Inventor, Solidworks, Catia, Pro/Engineer,
Unigraphics, Solid Edge…

Hình 1.1: Mô phỏng gia công với phần mềm EdgeCAM
Một số lợi ích cuả CAD trong hệ tích hợp CAD/CAM:

giữa các nhóm kỹ sư, thiết kế viên, hội họa viên, quản lý và các nhóm
khác.

16


1.2. CAM
CAM là công nghệ liên quan với việc sử dụng hệ thống máy tính để lập kế
hoạch, quản lý và điều khiển các quá trình chế tạo.
Một trong những lĩnh vực hoàn thiện nhất của CAM là điều khiển chương
trình số (Numerical Control – NC). Đây là kỹ thuật sử dụng các chỉ dẫn đã được lập
trình để điều khiển các máy công cụ như máy mài, máy tiện, máy phay, máy dập…
Máy tính có thể sản sinh ra một lượng đáng kể các chỉ dẫn NC dựa trên các dữ liệu
hình học từ cơ sở dữ liệu CAD cộng với những thông tin bổ sung được cung cấp bởi
người vận hành.
Một chức năng quan trọng khác của CAM là lập trình robot. Các robot này có
thể vận hành trong một tế bào gia công, chọn và định vị dao và chi tiết gia công cho
các máy NC. Những robot này cũng có thể thực hiện các nhiệm vụ đơn lẻ như hàn,
lắp ráp hoặc vận chuyển thiết bị hoặc chi tiết trong phân xưởng.
Lập quy trình chế tạo cũng là một mục đích của CAM. Quy trình chế tạo bao
gồm các nguyên công chi tiết của các bước sản xuất từ ban đầu đến kết thúc, từ máy
này đến máy khác trong phân xưởng.
Mặc dù việc lập quy trình chế tạo hoàn toàn tự động là điều gần như không thể
nhưng quy trình công nghệ chế tạo cho một chi tiết có thể được tạo ra nếu tồn tại
một quy trình chế tạo của một chi tiết tương tự. Cho mục đích này, công nghệ nhóm
đã được phát triển để tổ chức các chi tiết tương tự nhau thành một họ. Các chi tiết
được phân thành cùng một họ nếu chúng có những đối tượng gia công giống nhau
như các rãnh, các túi rỗng, các mép vát, các lỗ,… Vì thế để dò tự động sự giống
nhau giữa các chi tiết, cơ sở dữ liệu CAD phải chứa các thông tin về những đối
tượng như thế. Nhiệm vụ này được thực hiện nhờ công nghệ nhận dạng đối tượng.

tạp, bằng cách sử dụng các chương trình viết bằng kí hiệu chuyên biệt theo tiêu
chuẩn EIA-274-D, thường gọi là mã G. CNC được phát triển vào khoảng đầu những
năm 1950 ở

phòng

thí

nghiệm

Servomechanism

của

Học

viện

kĩ

thuật Massachusetts Institute of Technology gọi tắt là M.I.T học viện nghiên cứu và
giáo dục ở thành phố Cambridge, Massachusetts Hoa Kỳ và đã nhanh chóng ứng
dụng vào việc chế tạo máy móc.
Khái niệm điều khiển số (NC):

19


Điều khiển số trong gia công cắt gọt là một hình thức tự động hoá bằng lập
trình, trong đó máy công cụ được điều khiển bởi chương trình bao gồm các chỉ thị

tăng độ tin cậy đồng thời có khả năng điều khiển linh hoạt và thông minh, có khả
năng hiệu chỉnh nhanh chóng và tiện ích, có khả năng lưu trữ dữ liệu gia công ngay
trên máy.

21


Điều khiển số phân phối (Distributive Numerical Control)
Nhờ khả năng thực hiện và lưu trữ đồng thời nhiều chương trính trên bộ nhớ
cho phép vận hành máy CNC không phụ thuộc vào máy tính chủ nên có thể giải
phóng máy tính chủ để thực hiện nhiệm vụ khác của hệ thống.
Với sự phát triển của khoa học máy tính, kỹ thuật điều khiển logic khả lập
trình (Programmable Logic Control - PLC), kỹ thuật truyền thông, phương thức
điều khiển số phân phối ra đời trong đó mạng máy tính được sử dụng để phối hợp
hoạt động của nhiều máy CNC.
Ngoài chức năng truyền chương trình tới các máy CNC, phương thức này còn
có khả năng giám sát và điều khiểntoàn bộ hệ thống, như hiển thị thông tin về trạng
thái làm việc của hệ thống, xuất thông tin hay chỉ thị điều khiển, điều
hành,...

22


Hình 1.4: Điều khiển số phân phối
Điều khiển số bằng máy tính (CNC)
a. Cấu trúc hệ thống CNC
Hệ thống CNC bao gồm 6 thành phần chính:
- Chương trình gia công (Part program)
- Thiết bị đọc chương trình (Program input device)
- Hệ điều khiển máy (MCU)

-Nội suy chuyển động trên cơ sở các tín hiệu nhận từ DPU và xuất các
tín hiệu điều khiển.
- Truyền tín hiệu điều khiển tới mạch khuếch đại của hệ truyền động.
- Nhận tín hiệu phản hồi về vị trí và tốc độ.
- Điều khiển các thiết bị phụ trợ.
Hệ thống truyền động thông thường bao gồm bộ khuếch đại servo, cơ cấu
servo, bộ truyền đai răng, đai ốc-vít me bi và bàn trượt. Hệ thống này quyết định độ
chính xác, công suất của máy.
b. Khả năng của CNC:
CNC có nhiều chức năng xử lý và điều khiển linh hoạt hơn NC:
•

Hiển thị chương trình và mô phỏng bằng đồ hoạ quá trình gia

công.
•

Nhập dữ liệu

•

Lưu trữ chương trình: ROM lưu trữ chương trình hệ thống,

25