Giáo án chuyên đề Công nghệ cơ khí 11 kết nối CĐ 2 Bài 5: CAD/CAM-CNC trong sản xuất cơ khí (P2)

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV chiếu các hình ảnh trong SGK, yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời các câu hỏi sau:

+ CAD là gì? Vai trò của CAD? CAD tồn tại dưới dạng như thế nào? Sản phẩm đặc trưng của CAD là gì?

+ CAM là gì? Vai trò của CAM? CAM tồn tại dưới dạng như thế nào? Sản phẩm đặc trưng của CAM là gì?

+ CNC là gì? Vai trò của CNC? Một số loại máy CNC hiện nay? Sản phẩm của CNC là gì? Một số loại máy CNC hiện nay? Sản phẩm của CNC là gì?

- Sau khi HS trả lời, GV nêu khái quát về CAD/CAM-CNC.

- GV có thể đưa thêm một số hình ảnh, ví dụ minh hoạ về các sản phẩm của CAD/CAM-CNC trên internet để giúp HS có thể hiểu rõ hơn về sự đa dạng của CAD/CAM-CNC.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung hộp chức năng Luyện tập (tr23 - SGK)

Quan sát Hình 5.5, hãy chỉ ra đâu là sản phẩm của CAD, đâu là sản phẩm của CAM và đâu là sản phẩm của CNC?

Bước 2: HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, sau đó hoạt động theo nhóm đọc thông tin SGK mục I SGK tr.21,22,23 để tìm hiểu khái quát về CAD/CAN-CNC.

- HS thảo luận theo cặp đôi để thực hiện trả lời câu hỏi Luyện tập.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện HS trình bày khái quát về CAD/CAM  - CNC (định nghĩa, vai trò, hình thức, sản phẩm)

- GV mời đại diện cặp đôi trả lời các hoạt động

*Luyện tập (tr23 – SGK)

+ Hình 5.5a: là sản phẩm của CAM: vì trên hình có chi tiết gia công (bề mặt nắp ca-pô ô tô), mô hình dao phay và các đường chạy dao.

+ Hình 5.5b: là sản phẩm của CAD, vì trên hình có mô hình thiết kế 3D của chi tiết cơ khí, ngoài ra trên hình nền có biểu tượng xoay mô hình và con trở trong phần mềm thiết kế.

+ Hình 5.5c: là sản phẩm của CNC, vì đây là sản phẩm la-zăng ô tô, bề mặt màu trắng trên la-zăng được gia công CNC.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận khái quát về CAD/CAM -CNC

- GV chuyển sang nội dung mới.

II. KHÁI QUÁT VỀ CAD/CAM – CNC

1. CAD

a) CAD là gì?

- Là viết tắt của từ Computer Aide Design, nghĩa là thiết kế với sự hỗ trợ của máy tính. Người thiết kế sử dụng CAD để tạo ra các bản vẽ thiết kế của sản phẩm ở dạng 2D (2 chiều) hoặc 3D (3 chiều).

b) Vai trò của CAD

- Cung cấp các công cụ thiết kế tự động để hỗ trợ người thiết kế xây dựng, chỉnh sửa các bản vẽ thiết kế của sản phẩm một cách nhanh chóng, chính xác và trực quan. Đồng thời, CAD còn hỗ trợ người thiết kế quản lí các bản vẽ thiết kế rất thuận tiện và hiệu quả.

c) Hình thức của CAD

CAD tồn tại dưới dạng các phần mềm thiết kế 2D hoặc 3D và được cài đặt vào máy tính để sử dụng cho quá trình thiết kế.

d) Sản phẩm của CAD

Hình 5.2 minh hoạ bản vẽ thiết kế 3D của chi tiết thanh liên kết trong kết cấu cơ khí.

2. CAM

a) CAM là gì?

- Là viết tắt của từ Computer Aided Manufacturing, nghĩa là chế tạo với sự hỗ trợ của máy tính. Với sự hỗ trợ của CAM, quá trình gia công chi tiết sẽ được tính toán, mô phỏng, đánh giá được chất lượng trước khi gia công thực tế.

b) Vai trò của CAM

- Cung cấp các công cụ để tính toán, kiểm tra và hiệu chỉnh đường chạy dao tự động để gia công chi tiết một cách nhanh chóng, chính xác và trực quan.

- Hỗ trợ các công cụ tối ưu hoá quá trình gia công, nhằm nâng cao hiệu quả quá trình gia công.

- Hỗ trợ tạo chương trình gia công CNC (mã lệnh CNC) để gửi xuống máy CNC gia công chi tiết.

c) Hình thức của CAM

- Tồn tại dưới dạng các phần mềm (thường được tích hợp với các phần mềm thiết kế 3D) và được cài đặt vào máy tính để sử dụng cho quá trình tạo chương trình gia công.

d) Sản phẩm của CAM

Hình 5.3 minh hoạ đường chạy dao gia công chi tiết thanh liên kết và mã lệnh CNC chương trình gia công được tạo ra.

3. CNC

a) CNC là gì?

- Là viết tắt của từ Computer Numerical Control (điều khiển số bằng máy tính).

- Là các máy công cụ được điều khiển bằng máy tính. Quá trình gia công chi tiết sẽ được điều khiển tự động bằng máy tính.

b) Vai trò của CNC

- Tự động điều khiển quá trình gia công để tạo ra chi tiết gia công có độ chính xác cao, năng suất và hiệu quả cao.

c) Một số máy CNC

- Có nhiều loại như: máy tiện CNC, máy phay CNC, máy đột dập CNC, máy cắt laser CNC,…

d) Sản phẩm của CNC

Hình 5.4 minh hoạ máy phay CNC và sản phẩm thanh liên kết sau khi gia công CNC.

HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS

DỰ KIẾN SẢN PHẨM

Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập

- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi, nghiên cứu SGK và trả lời hộp chức năng Khám phá (tr24 – SGK)

Các em hãy quan sát quy trình sản xuất cơ khí trong Hình 11.2 (SGK Công nghệ Cơ khí 11) và cho biết vai trò của CAD/CAM – CNC trong các giai đoạn của quy trình này.

- Sau khi HS trả lời, GV nêu vai trò và chức năng của CAD/CAM – CNC trong sản xuất cơ khí.

+ GV phân tích kĩ hơn các bản vẽ thiết kế trong từng công đoạn của quá trình sản xuất cơ khí. GV cung cấp thêm các bản vẽ, hình ảnh minh hoạ tham khảo từ nguồn internet để HS có thể hiểu bài tốt hơn.

+ GV giải thích thêm: Hình 5.74 SGK là chương trình gia công CAM để gia công cánh tuốc bin (tạo ra đường chạy dao gia công bề mặt cánh tuốc bin), Hình 5.76 SGK là hình ảnh gia công cánh tuốc bin trên máy phay CNC.

- Để củng cố kiến thức, GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời nội dung Luyện tập (tr24 – SGK)

1. Sản phẩm chính của CAD trong quá trình sản xuất cơ khí là gì?

2. Sản phẩm chính của CAM trong quá trình sản xuất cơ khí là gì?

3. Sản phẩm chính của CNC trong quá trình sản xuất cơ khí?

Bước 2 : HS tiếp nhận, thực hiện nhiệm vụ học tập

- HS làm việc cá nhân, đọc thông tin mục II SGK tr.25 để tìm hiểu về:

+  Vai trò của CAD/CAM-CNC trong sản xuất cơ khí

+ Chức năng của CAD/CAM-CNC trong sản xuất cơ khí

- HS thảo luận theo cặp để trả lời câu hỏi với hộp chức năng Khám phá, Luyện tập.

- GV hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).

Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động, thảo luận

- GV mời đại diện HS trả lời nội dung thảo luận

*Luyện tập (tr25 – SGK)

1. Sản phẩm chính của CAD trong quá trình sản xuất cơ khí: Bản vẽ thiết kế của sản phẩm, các bản vẽ chế tạo các chi tiết và bản vẽ lắp của sản phẩm.

2. Sản phẩm chính của CAM trong quá trình sản xuất cơ khí: Đường chạy dao và chương trình gia công chi tiết.

3. Sản phẩm chính của CNC trong quá trình sản xuất cơ khí: Các chi tiết máy được gia công cắt gọt theo các chương trình gia công chi tiết được tạo ra.

- GV yêu cầu các HS khác lắng nghe, nhận xét, nêu ý kiến bổ sung (nếu có).

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập

- GV nhận xét, đánh giá và kết luận về vai trò và chức năng của CAD/CAM-CNC trong sản xuất cơ khí.

II. VAI TRÒ VÀ CHỨC NĂNG CỦA CAD/CAM – CNC TRONG SẢN XUẤT CƠ KHÍ

1. Vai trò của CAD/CAM-CNC trong sản xuất cơ khí

- Hỗ trợ con người trong quá trình thiết kế và chế tạo các chi tiết cơ khí, máy móc nhằm nâng cao độ chính xác, năng suất và hiệu quả.

2. Chức năng của CAD/CAM-CNC trong sản xuất cơ khí

a) Chức năng của CAD trong sản xuất cơ khí

- Tạo ra các bản vẽ thiết kế của sản phẩm, các bản vẽ chế tạo các chi tiết và bản vẽ lắp của sản phẩm,…Các bản vẽ này sẽ được sử dụng trong quá trình gia công, chế tạo các chi tiết và quá trình lắp ráp các chi tiết đề tạo thành kết cấu máy hoặc sản phẩm hoàn chỉnh. Một số chức năng của CAD trong sản xuất cơ khí như sau:

+ CAD trong quá trình chế tạo phôi: CAD có chức năng tạo ra các bản vẽ thiết kế của phôi (quy định các kích thước, yêu cầu kĩ thuật của phôi), các bản vẽ thiết kế khuôn để tạo phối (ví dụ bản vẽ khuôn đúc, bản vẽ khuôn rèn dập... ).

+ CAD trong quá trình gia công tạo hình sản phẩm: CAD có chức năng tạo ra các bản vẽ sơ đồ gá đặt chi tiết khi gia công như minh hoạ trên Hình 5.6a, tạo ra các bản vẽ mô tả trình tự gia công.

+ CAD trong quá trình lắp ráp sản phẩm: CAD có chức năng tạo ra các bản vẽ mô tả vị trí lắp ráp các chi tiết như minh hoạ trên Hình 5.6b.

+ CAD trong quá trình đóng gói sản phẩm: CAD có chức năng tạo ra các bản về quy định quy cách đóng gói sản phẩm, tạo ra bản vẽ kích thước của vỏ hộp hoặc bao bị để đóng gói sản phẩm.

b) Chức năng của CAM – CNC trong sản xuất cơ khí

- CAM và CNC gắn bó mật thiết trong sản xuất cơ khí. Chức năng của CAM là tạo ra đường chạy dao để gia công chi tiết và xuất ra chương trình gia công chi tiết dưới dạng mã lệnh CNC. Chức năng của máy CNC là thực hiện gia công chi tiết theo chương trình gia công tạo ra bởi CAM. Trong sản xuất cơ khí, CAM-CNC có chức năng tạo ra các chi tiết cơ khí sử dụng các phương pháp gia công cắt gọt, cụ thể như sau:

+ CAM-CNC trong quá trình chế tạo phôi: CAM-CNC có chức năng tạo ra các chương trình CNC và thực hiện gia công phôi, gia công khuôn đúc, khuôn rèn dập....

+ CAM-CNC trong quá trình gia công tạo hình sản phẩm: CAM-CNC có chức năng tạo ra các chương trình chi tiết (mã lệnh CNC) và thực hiện gia công cắt gọt các bề mặt của chi tiết trên máy CNC, đặc biệt là gia công các chi tiết có bề mặt phức tạp như minh hoạ trên Hình 5.7.

1 - C

2 - D

3 - A

4 - A

5 - D