技术总结:
今天是周一,上午开了组会,大家各自讲了一下上周的工作情况。
另外,上午打印机到了,后面打印东西就更方便了,我把它安装了一下,已经安装好了。
新的一周又开始了,任务还蛮多的,加油干吧!
学习笔记:
计算机辅助制造 Computer-aided manufacturing (CAM)
1.定义:
①计算机辅助制造(CAM)也称为计算机辅助建模或计算机辅助加工是指在制造工件时使用软件控制机床。这不是CAM的唯一定义,但它是最常见的。也可指使用计算机协助制造厂的所有操作,包括计划、管理、运输和储存。它的主要目的是创造一个更快的生产过程和零部件以及具有更精确尺寸和材料一致性的工具,在某些情况下,只使用所需的原材料量(从而最大限度地减少浪费),同时减少能源消耗。CAM现在是一个用于学校和低等教育目的的系统。在哪里?计算机辅助制造(CAM)是在计算机辅助设计(CAD),有时是计算机辅助工程(Computer--Aided Engineering,CAE)(CAE)之后的计算机辅助制造过程,因为在CAD中生成并在CAE中验证的模型可以输入到CAM软件中,然后控制机床。计算机辅助制造在许多学校和计算机辅助设计(CAD)一起用来创建对像。
2.概述
①传统上,计算机辅助制造(CAM)是一种数控机床(NC)编程工具,其中二维(2-D)或三维(3-D)的零件模型是在CAD中生成的。与其他“计算机辅助”技术一样,计算机辅助制造并不能消除对制造工程师、NC程序员或机械师等熟练专业人员的需求。CAM通过先进的生产力工具利用最熟练的制造专业人员的价值,同时通过可视化、模拟和优化工具建立新专业人员的技能。
②CAM工具通常将模型转换为目标机器能够理解的语言,通常是G代码。这种数控机床可以应用于机械勋加工工具,或者最近应用于3D打印机。
3.历史
①CAM的早期商业应用是在汽车和航空航天工业的大公司:例如,Pierre Béziers在1960年代为雷诺汽车车身设计和工具开发CAD/CAM应用UNISURF。1950年,德拉瓦尔汽轮机公司的亚历山大·哈默发明了一种技术,用穿孔卡读卡器控制钻头,逐步将涡轮叶片从金属的固体金属块中钻出。
②从历史上看,CAM软件被认为有几个缺点,需要过高的参与水平由熟练的数控机床。法洛斯创造了第一个CAD软件,但这有严重的缺点,并迅速采取了回到开发阶段。CAM软件将输出代码的最低能力的机器,因为每个机床控制添加到标准的G代码集增加灵活性。在某些情况下,如不正确设置CAM软件或特定的工具,数控机床需要手动编辑之前,程序才能正常运行。这些问题没有一个是不可克服的,一个有思想的工程师或熟练的机器操作员不能克服原型或小规模生产运行:G-Cod是一种简单的语言。在高生产或高精度车间,遇到一套不同的问题,经验丰富的数控机床必须既手工编码程序和运行CAM软件。
③CAD与其他组件的整合需要一个有效的CAD数据交换。通常有必要迫使计算机辅助设计操作员以各种软件支持的IGES或STL或Parasolid格式等常见数据格式之一导出数据。CAM软件的输出通常是一个简单的G-code/M-code文本文件,有时长达数千条命令,然后通过一个直接数控机床(dNC)程序传输到机床上,或者在现代控制器中使用一个普通的USB存储设备。
④CAM软件包不能,现在仍然不能像机械师那样进行推理。他们不能将工具路径优化到大规模生产所需的程度。用户可以选择刀具类型、加工工艺和使用路径。虽然工程师可能具有G代码编程的工作知识,但随着时间的推移,小的优化和磨损问题会越来越多。需要机械加工的大批量生产的产品通常最初是通过铸造或其他非机械方法生产出来的。这使手写,短,高度优化的G代码,不能在CAM包生成。
⑤至少在美国,进入劳动力市场的年轻熟练的机械师缺乏能够在制造业的极端环境下工作的能力,缺乏高精度和大规模生产的能力。随着计算机辅助制造软件和机器变得越来越复杂,机械师或机器操作员所需要的技能越来越接近于程序员和工程师,而不是从劳动力中消除数控机械师。
4.应用与发展
4.典型的关注领域
①高速加工,包括刀具路径的流线型
②多功能加工
③5轴加工
④特征识别与加工
⑤机械加工过程自动化
⑥易用性
5.克服历史缺陷
①随着时间的推移,CAM的历史缺陷正在被削弱,无论是利基解决方案的提供者还是高端解决方案的提供者。这主要发生在三个领域:
②易于使用
③制造业的复杂性
④与PLM和扩展企业的集成
6.易于使用
①对于刚刚开始作为CAM用户的用户来说,开箱即用的功能提供过程向导、模板、库、机床工具包、基于自动特性的加工和工作功能特定的可裁剪用户界面,建立用
户信心并加快学习曲线,
②使用户有信心进一步建立在三维可视化通过与三维CAD环境更紧密的集成,包括避免错误的模拟和优化。
7.制造业的复杂性
④制造环境日益复杂。制造工程师、NC程序员或机械师对CAM和PLM工具的需求,类似于现代飞机系统飞行员对计算机辅助的需求。没有这种帮助,现代机器就
不能正确使用。
⑤今天的CAM系统支持全系列的机床,包括:车削,5轴加工,水射流,激光/等离子切割,电火花线切割。今天的CAM用户可以很容易地生成流线型刀具路径,优化
刀具轴倾斜,以获得更高的进给速度,更好的刀具寿命和表面光洁度,以及理想的切削深度。除了编程切削操作,现代CAM软件还可以驱动非切削操作,如机床探
头。与PLM和扩展企业LM的集成,从概念到成品的现场支持,将制造业与企业运营集成。
8.为了确保易于使用适合用户的目标,现代CAM解决方案是可扩展的,从一个独立的CAM系统到一个完全集成的多CAD3D解决方案集。这些解决方案是为了满足制造人员的全部需求,包括零件计划,车间文件,资源管理和数据管理和交换。为了防止这些解决方案从详细的工具特定信息一个专门的工具管理
9.加工过程:大多数机械加工过程经历了许多阶段,每个阶段都是通过各种基本和复杂的策略来实现的,这取决于零件设计、材料和可用的软件。
1.粗加工
①这个过程通常从原料开始,称为还料,或粗铸件,数控机床粗略地切割成最终模型的形状,忽略了细节。在铣削过程中,由于采用了多个“步骤”来去除材料。因此铣削的结果往往会产生阶梯或台阶的外观。这样可以最大限度地利用机器的水平切割材料的能力。常见的策略是之字形清理,偏移清理,径向粗加工,休息粗加工,和螺旋线铣削(自适应清理)。这个阶段的目标是在最短的时间内去除最多的材料,而不需要太多的关注整体尺寸精度。当粗加工一个零件时,有意留下少量多余的材料,以便在后续的精加工操作中去除。
2.半成品
①这个过程开始于一个粗糙的部分,不均匀地接近模型和削减到一个固定的偏移距离从模型。半精加工道次必须留下少量的材料(称为扇贝),以便刀具能够准确地切削,但不能太少,以至于刀具和材料偏离切削表面。常用的传球策略有栅格传球、吃水线传球、连续跨步传球、铅笔铣球。
3.结束
①精加工涉及许多光通过材料在精细的步骤,以生产完成的部分。当完成一个部分,步骤之间的传递是最小的,以防止工具偏斜和材料回弹。为了减少侧向刀具载荷,刀具啮合减少,而进给速度和主轴速度通常增加,以保持目标表面速度(SFM)。在高进给和转速下的轻载荷通常被称为高速加工(HSM),可以提供快速加工时间和高质量的加工结果。这些较轻的通道的结果是一个高度精确的零件,具有均匀的高表面光洁度。除了修改安全轴速外,机械师通常还要对特定的立铣刀进行精加工,这些立铣刀从来不用作粗加工立铣刀。这样做是为了保护立铣刀不会在切削表面产生切屑和缺陷,这些缺陷会在最后部分留下条纹和瑕疵。
4.轮廓铣削
①在铣削应用的硬件与旋转工作台和/或旋转头轴,一个单独的精加工过程称为轮廓可以执行。工件或工具不是通过细粒度的递增来近似表面,而是通过旋转使工件或工具的切削表面与理想零件特征相切。这产生了一个优秀的表面光洁度与高尺寸精度。这一工艺通常用于加工涡轮和叶轮等复杂的有机形状,由于它们的复杂曲线和重叠的几何形状,不可能用三轴机床加工。
有两种类型的三维实体造型
- 参数化建模允许操作员使用所谓的“设计意图”。创建的对象和特性是可修改的。任何未来的修改都可以通过更改原始部分的创建方式来进行。如果一个特征要从零件的中心定位操作者应该从模型的中心定位它。可以使用零件中已有的任何几何对象来定位特征,但这 种随机放置会破坏设计意图。如果操作者按照零件的功能设计零件,参数化建模者就能够在保持几何和函数关系的同时对零件进行修改。
- 直接或明确的建模提供了编辑几何没有历史树的能力与直接建模,一旦草图是用来创建几何图形的草图被纳入到新的几何和设计师只是修改几何而不需要原来的草图。与参数化建模一样,直接建模能够包括选定的几何形状之间的关系(例如,切线,同心度)。
- 自由式CAD
- 进一步的信息:地面到地面的交叉问题
- 高端系统提供的能力,以纳入更多的有机,美学和人体工程学的设计特点。自由曲面造型经常与实体相结合,使设计师能够创建符合人体形态和视觉要求的产品,以及它们与机器的接口。