Tài liệu HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA CƠ KHÍ -----------    ---------- GIÁO TRÌNH HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2014 Chủ biên: TS. Nguyễn Đức Quý Biên soạn: ThS. Lê Hùng Phong Vũng Tàu - 2015 LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn hiện nay, hàng loạt các phần mềm thiết kế ứng dụng trong lĩnh vực cơ khí đã xuất hiện và phát triển rộng rãi trong cả nước cũng như trên thế giới. Sự ra đời của chúng giúp cho khâu thiết kế các bản kỹ thuật như: Bản vẽ lắp, bản vẽ chế tạo…. trở nên dễ dàng, nhanh chóng và chính xác hơn. Ngoài ra, chúng còn giúp cho việc mô phỏng các mô hình thật của sản phẩm trở nên trực quan và sinh động, góp phần nâng cao chất lượng cho quá trình dạy học ngành cơ khí nói chung và các ngành kỹ thuật khác nói riêng. Những năm gần đây, các phần mềm của hãng Autodesk như: Autocad, Inventor đã phát triển mạnh mẽ nhờ vào sự cập nhật nhanh chóng các kỹ thuật hiện đại đồng thời đáp ứng kịp thời nhu cầu đa dạng và không ngừng phát triển của công tác thiết kế. Giáo trình “Hướng dẫn sử dụng phần mềm Autodesk Inventor 2014” là một trong những tài liệu quan trọng có thể giúp sinh viên học tốt môn học “Thiết kế, mô phỏng hệ thống máy” đồng thời còn là tài liệu quý giá giúp cho người học có thể ứng dụng để thiết kế nhanh và chính xác các sản phẩm cơ khí, phục vụ tốt cho quá trình sản xuất. Tài liệu được biên soạn trên tinh thần chọn lọc những nội dung cơ bản, thiết thực nhất phù hợp với sinh viên, nhằm giúp người học: - Nắm vững các lệnh tạo mô hình 3D của chi tiết. - Lắp ráp các chi tiết thành sản phẩm hoàn chỉnh. - Mô phỏng trình tự lắp ráp của các chi tiết. - Xây dựng bản vẽ kỹ thuật 2D chính xác từ mô hình 3D đã thiết kế. Nhóm tác giả xin chân thảnh cảm ơn các giảng viên trong khoa đã góp ý để giáo trình được hoàn thiện. Tuy được biên soạn cẩn thận nhưng chắc chắn vẫn còn những thiếu xót nhất định. Chúng tôi mong nhận được những đóng góp ý kiến chân thành nhất của người đọc để giáo trình ngày càng tốt hơn. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ: Khoa Cơ khí, Trường Đại học Bà RịaVũng Tàu, số 80 Trương Công Định, phường 3, Tp. Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu. MỤC LỤC Lời nói đầu Mục lục Chương 1. Giới thiệu tổng quan về phần mềm Autodesk Inventor 1.1. Tính năng Trang 1 1.2. Khởi động 1 1.3. Giao diện 2 1.4. Tạo file mới trên Inventor 4 1.5. Mở file sẵn có trên Inventor 5 Chương 2. Môi trường vẽ phác biên dạng 2D (Sketch) 2.1. Giới thiệu chung 6 2.2. Khởi động 7 2.3. Giao diện 8 2.4. Công cụ vẽ phác 11 2.4.1. Lệnh Line 12 2.4.2. Lệnh Circle 13 2.4.3. Lệnh Arc 14 2.4.4. Lệnh Rectangle 17 2.4.5. Lệnh Slot 20 2.4.6. Lệnh Spline 25 2.4.7. Lệnh Equation Curve 27 2.4.8. Lệnh Ellipse 28 2.4.9. Lệnh Point 29 2.4.10. Lệnh Fillet 29 2.4.11. Lệnh Polygon 32 2.4.12. Lệnh Text 33 2.5. Công cụ ghi kích thước và ràng buộc vị trí 36 2.5.1. Công cụ ghi kích thước 36 2.5.2. Công cụ ràng buộc vị trí 38 2.6. Công cụ sao chép và hiệu chỉnh đối tượng 2.6.1. Công cụ sao chép đối tượng 45 45 2.6.1.1. Công cụ Rectangular Pattern 45 2.6.1.2. Công cụ Circular Pattern 46 2.6.1.3. Công cụ Mirror 47 2.6.2. Công cụ hiệu chỉnh đối tượng 48 2.6.2.1. Công cụ Move 48 2.6.2.2. Công cụ Copy 49 2.6.2.3. Công cụ Rotate 50 2.6.2.4. Công cụ Trim 51 2.6.2.5. Công cụ Extend 51 2.6.2.6. Công cụ Split 52 2.6.2.7. Công cụ Scale 52 2.6.2.8. Công cụ Stretch 53 2.6.2.9. Công cụ Offset 54 2.7. Ví dụ áp dụng 55 2.7.1. Ví dụ 55 2.7.2. Trình tự các bước thực hiện 55 2.8. Bài tập chương 2 60 Chương 3. Môi trường tạo mô hình 3D (Part) 3.1. Giao diện 67 3.2. Công cụ tạo mô hình 3D 69 3.2.1. Lệnh Extrude 69 3.2.2. Lệnh Revolve 76 3.2.3. Lệnh Loft 78 3.2.4. Lệnh Sweep 82 3.2.5. Lệnh Rib 85 3.2.6. Lệnh Coil 88 3.2.7. Lệnh Emboss 91 3.3. Công cụ hiệu chỉnh mô hình 3D 93 3.3.1. Lệnh Hole 93 3.3.2. Lệnh Fillet 97 3.3.3. Lệnh Chamfer 98 3.3.4. Lệnh Shell 100 3.3.5. Lệnh Draft 101 3.3.6. Lệnh Thread 102 3.3.7. Lệnh Split 104 3.3.8. Lệnh Combine 106 3.3.9. Lệnh Move Face 107 3.3.10. Lệnh Move Bodies 108 3.3.11. Lệnh Bend Part 109 3.4. Công cụ sao chép mô hình 3D 110 3.4.1. Lệnh Rectangular Pattern 110 3.4.2. Lệnh Circular Pattern 112 3.4.3. Lệnh Mirror 114 3.5. Công cụ tạo đối tượng phụ trợ 115 3.5.1. Lệnh Plane 116 3.5.2. Lệnh Axis 120 3.5.3. Lệnh Point 121 3.6. Bài tập chương 3 121 Chương 4. Môi trường lắp ráp chi tiết (Assembly) 4.1. Giới thiệu chung 129 4.2. Khởi động 129 4.3. Chèn và tạo chi tiết trong môi trường lắp ráp 131 4.3.1. Lệnh Place 131 4.3.2. Lệnh Place from Content Center 132 4.3.3. Lệnh Create 133 4.4. Lệnh ràng buộc Contraint 134 4.5. Các lệnh hiệu chỉnh sau khi lắp ráp 138 4.5.1. Thay đổi khoảng cách ràng buộc giữa các chi tiết 138 4.5.2. Sao chép các chi tiết trong môi trường lắp ráp 139 4.5.3. Xóa chi tiết 141 4.5.4. Ẩn hoặc hiển thị chi tiết 141 4.5.5. Chỉnh sửa chi tiết 142 4.6. Kiểm tra va chạm 142 4.7. Ví dụ áp dụng 143 4.7.1. Ví dụ 143 4.7.2. Trình tự các bước thực hiện 144 4.8. Bài tập chương 4 144 Chương 5. Mô phỏng quá trình lắp ráp chi tiết (Presentation) 5.1. Giới thiệu chung 162 5.2. Khởi động 162 5.3. Lệnh Create View 163 5.4. Lệnh Tweak Components 165 5.5. Hiệu chỉnh tính năng Tweak Components trên các chi tiết đã tạo 166 5.5.1. Thay đổi khoảng cách di chuyển của chi tiết khi phân rã 166 5.5.2. Xóa tính năng Tweak Components 166 5.5.3. Ẩn hoặc hiển thị đường lắp ráp 166 5.6. Lệnh Precise View Rotation 167 5.7. Lệnh Animate 167 5.8. Ví dụ áp dụng 169 5.8.1. Ví dụ 169 5.8.2. Trình tự các bước thực hiện 169 Chương 6. Môi trường xuất bản vẽ 2D (Drawing) 6.1. Giới thiệu chung 176 6.2. Khởi động 176 6.3. Thiết lập các tiêu chuẩn cho bản vẽ 177 6.3.1. Tạo trang giấy vẽ mới 177 6.3.2. Định dạng khổ giấy vẽ 178 6.3.3. Tạo khung bản vẽ 179 6.3.4. Tạo khung tên 181 6.3.5. Sử dụng trang bản vẽ đã thiết kế làm trang bản vẽ mẫu 183 6.4. Tạo các hình biểu diễn 2D từ mô hình 3D đã thiết kế 183 6.4.1. Lệnh Base View 184 6.4.2. Lệnh Projected View 187 6.4.3. Lệnh Auxiliary 188 6.4.4. Lệnh Section 189 6.4.5. Lệnh Detail 190 6.4.6. Lệnh Break 191 6.4.7. Lệnh Break Out 192 6.4.8. Lệnh Slice 194 6.4.9. Lệnh Crop 195 6.5. Ghi kích thước 196 6.5.1. Tạo kiểu kích thước 196 6.5.2. Cách ghi kích thước 200 Tài liệu tham khảo CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 1.1. Tính năng Autodesk Inventor được phát triển bởi công ty phần mềm Autodesk_USA, là phần mềm thiết kế mô hình 3D phổ biến hiện nay. Đây là phần mềm được phát triển chuyên cho thiết kế các sản phẩm cơ khí, có giao diện trực quan, giúp người dùng thuận tiện khi sử dụng với những tính năng nổi trội như sau: - Xây dựng dễ dàng mô hình 3D của chi tiết (Part). - Thiết lập các bản 2D từ mô hình 3D nhanh chóng và chuẩn xác (Drawing). - Tạo bản vẽ lắp từ các chi tiết đã thiết kế một cách tối ưu (Assembly). - Mô phỏng quá trình tháo lắp các chi tiết từ bản vẽ lắp hoàn chỉnh một cách trực quan và sinh động (Presentation). - Thiết kế nhanh các chi tiết kim loại dạng tấm (Sheet metal). - Thiết kế các chi tiết máy như: Trục, bộ truyền bánh răng, bộ truyền đai, bộ truyền xích, mối ghép bulông-đai ốc, cam, chốt, then, ổ bi, lò xo …. một cách nhanh chóng trong môi trường Assembly. - Thiết kế nhanh và chính xác các loại khuôn mẫu (Mold Design). - Thiết kế nhanh các đường ống phức tạp (Pipe&Tupe). - Cho phép sử dụng thư viện các loại dây điện và cáp điện để chạy dây với bán kính uốn phù hợp trong thiết kế điện (Cable &Wiring):. - Mô phỏng động và động lực học của cơ cấu máy (Dynamic simulation). - Phân tích ứng suất, tối ưu hóa thiết kế sản phẩm (Analysis Stress and Optimize). - Thiết kế nhanh các sản phẩm nhựa (Inventor plastic & tooling). - Có thư viện chi tiết đa dạng và chuẩn hóa (Content center). - Liên kết được với nhiều phần mềm CAD khác. 1.2. Khởi động Cách 1: Vào menu Start/All Programs/Autodesk/Autodesk Inventor 2014/Autodesk Inventor Professional 2014. Cách 2: Nhấp đúp chuột vào biểu tượng Giáo trình Autodesk Inventor 2014 trên Desktop. 1 1.3. Giao diện Khi khởi động xong, sẽ xuất hiện giao diện của phần mềm Autodesk Inventor phiên bản 2014 như Hình 1.1. Hình 1.1 Trên giao diện của phần mềm, ta thấy xuất hiện 3 phần chính của cửa sổ, gồm: - Các thanh lệnh: Là nơi chứa tất cả các lệnh chức năng của phần mềm, ứng với mỗi thanh lệnh sẽ xuất hiện các lệnh con tương ứng. Ví dụ trong thanh lệnh Get Started sẽ có các lệnh con như Hình 1.2. Hình 1.2 - Thanh trình duyệt Browser: Thể hiện trạng thái ẩn/hiện của các gốc tham chiếu, các lệnh thao tác để tạo thành chi tiết (Part) hay cấu trúc của một cụm lắp ráp (Assembly) như Hình 1.3. Giáo trình Autodesk Inventor 2014 2 Hình 1.3 - Vùng đồ họa: là không gian thể hiện mô hình 3D của các chi tiết, sản phẩm, cụm lắp ráp hay bản vẽ 2D trong quá trình thiết kế. Ứng với mỗi modul của phần mềm: Part, Assembly, Drawing, Presentation ... sẽ xuất hiện các vùng đồ họa khác nhau như Hình 1.4. Hình 1.4 Giáo trình Autodesk Inventor 2014 3 1.4. Tạo file mới trên Inventor Nhấp chuột vào biểu tượng New trong menu Get Started trên Hình 1.5, khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại Create New File như Hình 1.6. Hình 1.5 Hình 1.6 Vào mục Metric, chúng ta sẽ thấy 4 Modul chính trên hệ thống phần mềm, gồm: - Part: Xây dựng mô hình 3D của vật thể, các chi tiết máy hay thiết bị cơ khí. - Assembly: Lắp ráp thành sản phẩm hay cơ cấu máy hoàn chỉnh từ các chi tiết đã thiết kế trong Part. Giáo trình Autodesk Inventor 2014 4 - Drawing: Xuất bản vẽ 2D nhanh chóng và chính xác từ mô hình 3D đã thiết kế trong Part hoặc Assembly. - Presentation: Mô phỏng quá trình tháo lắp các chi tiết từ bản vẽ lắp hoàn chỉnh trong Assembly một cách trực quan và sinh động. 1.5. Mở file sẵn có trên Inventor Nhấp chọn biểu tượng Open trong menu lệnh Get Started trên Hình 1.7, khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại như Hình 1.8. Hình 1.7 Hình 1.8 Lúc này, ta chọn đường dẫn đến các file đã tạo sẵn, chọn một file bất kỳ cần mở, sau đó nhấn nút lệnh Open để mở. Giáo trình Autodesk Inventor 2014 5 CHƯƠNG 2 MÔI TRƯỜNG VẼ PHÁC BIÊN DẠNG 2D (SKETCH) TRONG INVENTOR 2.1. Giới thiệu chung Môi trường vẽ phác biên dạng 2D là môi trường làm việc trong không gian hai chiều, dùng các hệ trục tọa độ làm các mặt chuẩn để vẽ phác các biên dạng, như mặt phẳng xy, xz hoặc yz. Trong Inventor, việc thiết lập môi trường vẽ phác biên dạng 2D (Sketch) là bước đầu tiên cần thực hiện trước khi muốn tạo một vật thể hay chi tiết (Part) bất kỳ. Bản vẽ phác biên dạng 2D là các đối tượng hình học để tạo thành biên dạng của vật thể hoặc các yếu tố hình học trong quá trình xây dựng vật thể. Mô hình 3D của vật thể được tạo thành bằng cách đùn các biên dạng theo một phương nào đó hoặc quay biên dạng quanh một trục bất kỳ. Hình 2.1 minh họa mô hình 3D của vật thể được tạo thành bằng cách quay biên dạng quanh trục quay một góc 360o. Hình 2.1 Hình 2.2 minh họa mô hình 3D của vật thể được tạo thành bằng cách đùn biên dạng theo trục y (có hướng vuông góc với mặt phẳng chứa biên dạng). Hình 2.2 Giáo trình Autodesk Inventor 2014 6 2.2. Khởi động Bước 1: Vào menu Tools, chọn công cụ Application Options như Hình 2.3, khi đó sẽ xuất hiện hộp thoại như Hình 2.4. Hình 2.3 Hình 2.4 Trong hộp thoại này, ta chọn mặt phẳng cần làm mặt chuẩn trong mục Part (ví dụ chọn mặt phẳng xy để vẽ phác biên dạng), sau đó nhấn nút OK để hoàn tất. Bước 2: Nhấp chọn biểu tượng New trong menu Get Started trên Hình 2.5, sau đó vào mục Metric chọn biểu tượng Standart(mm).ipt rồi nhấn nút Create như Hình 2.6 để khởi động môi trường vẽ phác 2D. Hình 2.5 Giáo trình Autodesk Inventor 2014 7 Hình 2.6 2.3. Giao diện Sau khi khởi động xong, giao diện của môi trường vẽ phác sẽ xuất hiện như Hình 2.7, trong menu Sketch sẽ chứa tất cả các công cụ cần thiết để thực hiện bản vẽ theo ý muốn. Hình 2.7 Giáo trình Autodesk Inventor 2014 8 Khi hoàn thành, ta nhấp chuột vào biểu tượng để kết thúc quá trình vẽ phác. Để bật/tắt chế độ hiển thị của một số thanh chức năng và các thanh công cụ trong môi trường vẽ phác, ta vào menu View rồi chọn các ô cần thiết trong biểu tượng User Interface như Hình 2.8. Hình 2.8 Giả sử ta vẽ biên dạng hình chữ nhật có kích thước 100x50mm trong môi trường vẽ phác như Hình 2.9. Hình 2.9 Sau đó, nhấp chọn biểu tượng như Hình 2.10. Giáo trình Autodesk Inventor 2014 sẽ đưa về môi trường không gian ba chiều 9 Hình 2.10 Để hiệu chỉnh bản vẽ phác vừa thực hiện, ta chỉ cần nhấp chuột phải vào Sketch1 rồi chọn Edit Sketch như Hình 2.11 sẽ quay lại môi trường vẽ phác 2D. Hình 2.11 Muốn thay đổi màu sắc của vùng vẽ, ta nhấp chuột vào biểu tượng Application Options trên menu Tools, rồi chọn màu nền thích hợp trong ô Color scheme của mục Colors như Hình 2.12, sau đó nhấp nút lệnh OK để thay đổi màu nền của bản vẽ phác theo ý muốn. Giáo trình Autodesk Inventor 2014 10 Hình 2.12 Để bật/tắt chế độ hiện thị các ô lưới, gốc tọa độ, các hệ trục x, y của bản vẽ phác, ta cũng nhấp chuột vào biểu tượng Application Options trên menu Tools, rồi chọn chế độ bật/tắt ở mục Display trong menu Sketch như Hình 2.13, sau đó nhấn nút OK để hoàn tất. Hình 2.13 2.4. Công cụ vẽ phác Trong môi trường vẽ phác (Sketch), phần mềm Autodesk Inventor cung cấp cho chúng ta hàng loạt các công cụ vẽ 2D trên thanh Draw như Hình 2.14, giúp cho việc xây dựng bản vẽ phác trở nên thuận lợi, dễ dàng và nhanh chóng hơn. Hình 2.14 Giáo trình Autodesk Inventor 2014 11 STT Công cụ vẽ phác 1 Line Lệnh vẽ đoạn thẳng 2 Circle Lệnh vẽ đường tròn 3 Arc 4 Rectangle Lệnh vẽ hình chữ nhật 5 Lệnh Slot Lệnh vẽ rãnh 6 Spline 7 Equation Curve 8 Ellipse 9 Point Lệnh tạo điểm 10 Fillet Lệnh tạo góc bo cung hay vát mép (Chamfer) 11 Polygon 12 Text Tính năng Biểu tượng Lệnh vẽ cung tròn Lệnh vẽ đường cong bất kỳ Lệnh vẽ đường cong theo hàm số Lệnh vẽ hình elip Lệnh vẽ đa giác Lệnh ghi chữ (hay văn bản) Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu tuần tự các bước để thực hiện các lệnh vẽ nêu trên trong việc tạo ra bản vẽ phác hoàn chỉnh. 2.4.1. Lệnh Line Tính năng: Vẽ đoạn thẳng qua nhiều điểm cho trước. Các bước thao tác: Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng bàn phím rồi Enter. trên thanh Draw hoặc nhấn phím tắt L trên Bước 2: Chọn điểm đầu của đoạn thẳng. Bước 3: Chọn điểm thứ hai của đoạn thẳng cần vẽ hoặc nhập độ dài của đoạn thẳng đó rồi Enter. Bước 4: Tiếp tục chọn điểm thứ ba, bốn, năm …. Bước 5: Click chuột phải và chọn OK để hoàn tất. Ta được kết quả như Hình 2.15. Giáo trình Autodesk Inventor 2014 12 Hình 2.15 2.4.2. Lệnh Circle: có 2 kiểu vẽ 2.4.2.1. Kiểu vẽ Center Point Tính năng: Vẽ đường tròn biết tâm và đường kính hoặc một điểm bất kỳ trên đường tròn đó. Các bước thao tác: Bước 1: Nhấp chọn biểu tượng tắt C trên bàn phím rồi Enter. trên thanh Draw hoặc nhấn phím Bước 2: Chọn tâm đường tròn. Bước 3: Chọn tiếp một điểm nằm trên đường tròn cần vẽ hoặc nhập giá trị đường kính của đường tròn đó rồi nhấn Enter kết thúc. Bước 4: Click chuột phải và chọn OK để hoàn tất. Ta được kết quả như Hình 2.16 Hình 2.16 Giáo trình Autodesk Inventor 2014 13