數控特種加工論文
數控是數字控制的簡稱,數控技術是利用數字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。下面是小編整理的數控特種加工論文，歡迎參考!
數控特種加工論文
疊層實體制造
摘要:詳細介紹了疊層實體制造技術的基本原理,給出了LOM原型前處理,疊層制作和后處理三個階段的具體制作工藝及制作工藝參數的選取,并利用LOM技術對某電器產品外殼進行了原型制作
關鍵詞:快速原型、疊層實體制造技術、原理、工藝
引言:快速原型(也稱快速成型制造技術)借助計算機，激光，精密傳動和數控等現代手段,將計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助制造(CAM)集成于一體,根據在計算機上構造的三維模型,
能在很短時間內直接制造產品樣品,無須傳統的機械加工機床和模具(根據使用材料和建造方式不同,快速原型技術主要分為SLA、LOM、SLS、FDM等多種工藝方法)疊層實體制造技術(LOM)是幾種最成熟的快速原型制造技術之一。
這種制造方法和設備自1991年問世以來，得到迅速發展，由于疊層實體制造技術多使用紙材，成本低廉，制件精度高，而且制造出來的木質原型具有外在的美感性和一些特殊的品質，
因此受到了較為廣泛的關注，在產品概念設計可視化，造型設計評估，裝配檢驗，熔模鑄造型芯，砂型鑄造木模，快速制模母模以及直接制模等方面得到了迅速應用，在我國具有廣闊的應用前景。
1.疊層實體制造技術的基本原理
它由計算機，原材料存儲及送進機構，熱粘壓機構，激光切割系統，可升降工作臺和數控系統和機架等組成。
其中，計算機用于接收和存儲工件的三維模型，沿模型的高度方向提取一系列的橫截面輪廓線，發出控制指令。
原材料存儲及送進機構將存于其中的原材料，如底面有熱溶膠和添加劑的紙，逐步送至工作臺的上方，熱粘壓機構將一層層材料粘合在一起。
激光切割系統按照計算機提取的橫截面輪廓線，逐一在工作臺上方的材料上切割出輪廓線，并將無輪廓區切割成小方網格以便在成形之后能剔除廢料。
可升降工作臺支撐成形的工件，并在每層成形之后，降低一個材料厚度(通常為0.1~0.2mm)以便送進，粘合和切割新的一層材料。
數控系統執行計算機發出的指令，控制材料的送進，然后粘和、切割、最終形成三維工件原型。
2.疊層實體制造技術的工藝過程
疊層實體制造技術與其它快速成型工藝一樣，其原型制作過程分為前處理，疊層制作和后處理三個階段。
前處理過程主要是數模建立和數據轉換與處理，疊層階段主要是進行制作工藝參數的設置及木質原型制作過程，后處理主要是提高原型的性能。
2.1疊層實體制造技術的前處理過程
(1)CAD模型及STL 文件
CAD模型在原型的整個制作過程中相當于產品在傳統加工流程中的圖紙，它為原型的制作過程提供數字信息。
因為沒有針對三維 CAD系統的設備驅動程序，快速原型系統不能直接采用三維 CAD 模型構造零件，需要轉換成一種特殊的格式。
目前，廣泛采用的文件格式
是美國3D系統公司首先推出的 STL格式。
(2)三維模型的切片處理
在快速原型疊層實體制造系統中，除了激光快速成型設備硬件外， 還必須配備將 CAD 數據模型，激光切割系統，機械傳動系統和控制系統連接起來并協調運動的專用軟件，該套軟件通常稱為切片軟件。
由于快速成形是按一層層截面輪廓來進行加工的，因此，加工前必須在三維模型上，用切片軟件沿成型的高度方向，每隔一定的間隔進行切片處理，以便提取界面的輪廓。
間隔的范圍為0.05~0.5mm，常用 0.1 mm左右，在此取值下，能得到相當光滑的成型曲面。
2.2疊層實體制造技術的原型制作過程
(1)疊層實體制造工藝參數
從疊層實體制造技術的原理可以看出，該制造系統主要由控制系統，機械系統，激光器及冷卻系統等幾部分組成。
因此，LOM快速成形機的主要參數包括激光切割速度，加熱輥溫度與壓力，激光能量，切碎網格尺寸等。
(2)原型制造過程
1)基底制作：由于疊層在制作過程中要由工作臺帶動頻繁起降，為實現原型與工作臺之間的連接，需要制作基底，通常作3~5層。
2)原型制作：快速原型設備根據計算機輸出的三維 CAD 模型轉換的STL數據以及設定的工藝參數，自動地沿模型高度的水平面逐層切割成一定厚度的片層，采用激光切割等方法將紙在制造的模型上逐層堆積，形成零件模型。
2.3 疊層實體制造技術的后處理過程
從LOM快速成型機上取下的原型埋在材料方塊中，需要進行剝離，以便去除離散的廢料，有的還需要進行修補、打磨、拋光和表面強化處理等，這些工序統稱為后處理。
(1) 余料去除
余料去除是將成型過程中產生的廢料,支撐結構與工件分離。
對LOM成型無需專門的支撐結構，但有網格狀廢料需要在成型后剝離，通常用手工剝離的方法。
余料去除過程是整個成形過程中的重要一環，為保證原型的完整和美觀，要求工作人員熟悉原型，并有一定的技巧。
(2)后置處理
為了使原型表面狀況或機械強度等方面完全滿足最終需要，保證其尺寸穩定性，精度等方面的要求，需要對清理后的原型進行修補，打磨，拋光和表面涂覆等。
3.疊層實體制造技術的應用
(1)應用SLA快速制造石墨電極
傳統工藝制造石墨電極仍采用機械加工和人工修整的方法，精度不高、周期長。
20世紀80年代產生了壓力振動(研磨)石墨電極加工技術，它是在振動的條件下用母模(石墨電極的負型)去研磨具有
類似外形的石墨電極，以獲得最終的精確的石墨電極。
該方法顯然比切削加工技術先進，但母模制造困難，使其未能發展起來。
但快速原型制造技術的發展為母模制造開辟了新路，使壓力振動(研磨)法獲得了新生。
根據電極的CAD模型，制造一個SLA的石墨電極原型，再在其上涂敷含有磨削材料的雙氧樹脂，固化后取出原型，獲得一個可用于磨削電極的母模(負型，即電極的研具)，將其安裝在專用的電極壓力振動研磨機上，即完成研磨加工
(2)基于RP技術的陶瓷型鑄造模具技術
陶瓷型鑄造技術和快速原型(RP)技術結合的主要技術優勢在于母模制造和模具復雜曲面的成型方面。
首先，通過相關手段進行制造信息的采集一是對原件利用掃描技術進行測量，取其實體空間位置信息，利用Proe的曲面造型功能生成立體模型(逆向設計);二是由CAD或Proe設計生成立體模型。
然后對已采集的模型信息進行離散化處理，生成RP技術所需的實體特征信息，并驅動RP制造系統進行快速母模制造。
選取母模材質則要根據母模的尺寸形狀、耐腐蝕性、尺寸精度、表面粗糙度、使用周期等具體要求。
將RP技術與陶瓷型精鑄技術有機結合，能夠有效減少模型翻制過程中的尺寸損失，顯著提高模具的尺寸精度，降低了表面粗糙度，大大地縮短了模具制造周期，降低了生產成本，是當今模具制造技術的主要發展趨勢
4.結論
快速原型技術創立了產品開發的新模式，使設計師以前所未有的直觀方式體會設計的感覺，感性而迅速的驗證和檢查所設計的產品結構和外形，從而使設計工作進入了一種全新境界，改善了設計過程中的人機交流，
縮短了產品開發的周期，加快了產品更新換代的速度，降低了企業投資新產品的風險，加強了企業引導消費的力度。
在幾種最成熟的快速原型制造技術中， 疊層實體制造技術由于多使用紙材，成本低廉，制件精度高，一個零件的模型加工可在幾小時或幾天時間內完成，大大節省了時間，效率成倍提高，
而且制造出來的木質原型具有外在的美感性和一些特殊的品質，因而在產品概念設計可視化，造型設計評估，裝配檢驗，熔模鑄造型芯，砂型鑄造木模，快速制模母模以及直接制模等方面有很好的發展潛質，是一種值得廣泛推廣的先進制造技術。
5.參考文獻
1王運贛，陳國清，駱際煥，林國材.快速成型技術及其系統的研究.鍛壓技術.1996(3)：5
2王廣春，趙國群.快速成型與快速模具制造技術及其應用.機械工業出版社.2004,1
3王運贛，林國才，陳國清，駱際煥.快速成型技術與分層疊紙式快速成型系統.鍛壓機械1996(3)：36
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