数控特种加工论文
数控特种加工论文
数控是数字控制的简称,数控技术是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。下面是小编整理的数控特种加工论文，欢迎参考!
数控特种加工论文
叠层实体制造
摘要:详细介绍了叠层实体制造技术的基本原理,给出了LOM原型前处理,叠层制作和后处理三个阶段的具体制作工艺及制作工艺参数的选取,并利用LOM技术对某电器产品外壳进行了原型制作
关键词:快速原型、叠层实体制造技术、原理、工艺
引言:快速原型(也称快速成型制造技术)借助计算机，激光，精密传动和数控等现代手段,将计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)集成于一体,根据在计算机上构造的三维模型,
能在很短时间内直接制造产品样品,无须传统的机械加工机床和模具(根据使用材料和建造方式不同,快速原型技术主要分为SLA、LOM、SLS、FDM等多种工艺方法)叠层实体制造技术(LOM)是几种最成熟的快速原型制造技术之一。
这种制造方法和设备自1991年问世以来，得到迅速发展，由于叠层实体制造技术多使用纸材，成本低廉，制件精度高，而且制造出来的木质原型具有外在的美感性和一些特殊的品质，
因此受到了较为广泛的关注，在产品概念设计可视化，造型设计评估，装配检验，熔模铸造型芯，砂型铸造木模，快速制模母模以及直接制模等方面得到了迅速应用，在我国具有广阔的应用前景。
1.叠层实体制造技术的基本原理
它由计算机，原材料存储及送进机构，热粘压机构，激光切割系统，可升降工作台和数控系统和机架等组成。
其中，计算机用于接收和存储工件的三维模型，沿模型的高度方向提取一系列的横截面轮廓线，发出控制指令。
原材料存储及送进机构将存于其中的原材料，如底面有热溶胶和添加剂的纸，逐步送至工作台的上方，热粘压机构将一层层材料粘合在一起。
激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线，逐一在工作台上方的材料上切割出轮廓线，并将无轮廓区切割成小方网格以便在成形之后能剔除废料。
可升降工作台支撑成形的工件，并在每层成形之后，降低一个材料厚度(通常为0.1~0.2mm)以便送进，粘合和切割新的一层材料。
数控系统执行计算机发出的指令，控制材料的送进，然后粘和、切割、最终形成三维工件原型。
2.叠层实体制造技术的工艺过程
叠层实体制造技术与其它快速成型工艺一样，其原型制作过程分为前处理，叠层制作和后处理三个阶段。
前处理过程主要是数模建立和数据转换与处理，叠层阶段主要是进行制作工艺参数的设置及木质原型制作过程，后处理主要是提高原型的性能。
2.1叠层实体制造技术的前处理过程
(1)CAD模型及STL 文件
CAD模型在原型的整个制作过程中相当于产品在传统加工流程中的图纸，它为原型的制作过程提供数字信息。
因为没有针对三维 CAD系统的设备驱动程序，快速原型系统不能直接采用三维 CAD 模型构造零件，需要转换成一种特殊的格式。
目前，广泛采用的文件格式
是美国3D系统公司首先推出的 STL格式。
(2)三维模型的切片处理
在快速原型叠层实体制造系统中，除了激光快速成型设备硬件外， 还必须配备将 CAD 数据模型，激光切割系统，机械传动系统和控制系统连接起来并协调运动的专用软件，该套软件通常称为切片软件。
由于快速成形是按一层层截面轮廓来进行加工的，因此，加工前必须在三维模型上，用切片软件沿成型的高度方向，每隔一定的间隔进行切片处理，以便提取界面的轮廓。
间隔的范围为0.05~0.5mm，常用 0.1 mm左右，在此取值下，能得到相当光滑的成型曲面。
2.2叠层实体制造技术的原型制作过程
(1)叠层实体制造工艺参数
从叠层实体制造技术的原理可以看出，该制造系统主要由控制系统，机械系统，激光器及冷却系统等几部分组成。
因此，LOM快速成形机的主要参数包括激光切割速度，加热辊温度与压力，激光能量，切碎网格尺寸等。
(2)原型制造过程
1)基底制作：由于叠层在制作过程中要由工作台带动频繁起降，为实现原型与工作台之间的连接，需要制作基底，通常作3~5层。
2)原型制作：快速原型设备根据计算机输出的三维 CAD 模型转换的STL数据以及设定的工艺参数，自动地沿模型高度的水平面逐层切割成一定厚度的片层，采用激光切割等方法将纸在制造的模型上逐层堆积，形成零件模型。
2.3 叠层实体制造技术的后处理过程
从LOM快速成型机上取下的原型埋在材料方块中，需要进行剥离，以便去除离散的废料，有的还需要进行修补、打磨、抛光和表面强化处理等，这些工序统称为后处理。
(1) 余料去除
余料去除是将成型过程中产生的废料,支撑结构与工件分离。
对LOM成型无需专门的支撑结构，但有网格状废料需要在成型后剥离，通常用手工剥离的方法。
余料去除过程是整个成形过程中的重要一环，为保证原型的完整和美观，要求工作人员熟悉原型，并有一定的技巧。
(2)后置处理
为了使原型表面状况或机械强度等方面完全满足最终需要，保证其尺寸稳定性，精度等方面的要求，需要对清理后的原型进行修补，打磨，抛光和表面涂覆等。
3.叠层实体制造技术的应用
(1)应用SLA快速制造石墨电极
传统工艺制造石墨电极仍采用机械加工和人工修整的方法，精度不高、周期长。
20世纪80年代产生了压力振动(研磨)石墨电极加工技术，它是在振动的条件下用母模(石墨电极的负型)去研磨具有
类似外形的石墨电极，以获得最终的精确的石墨电极。
该方法显然比切削加工技术先进，但母模制造困难，使其未能发展起来。
但快速原型制造技术的发展为母模制造开辟了新路，使压力振动(研磨)法获得了新生。
根据电极的CAD模型，制造一个SLA的石墨电极原型，再在其上涂敷含有磨削材料的双氧树脂，固化后取出原型，获得一个可用于磨削电极的母模(负型，即电极的研具)，将其安装在专用的电极压力振动研磨机上，即完成研磨加工
(2)基于RP技术的陶瓷型铸造模具技术
陶瓷型铸造技术和快速原型(RP)技术结合的主要技术优势在于母模制造和模具复杂曲面的成型方面。
首先，通过相关手段进行制造信息的采集一是对原件利用扫描技术进行测量，取其实体空间位置信息，利用Proe的曲面造型功能生成立体模型(逆向设计);二是由CAD或Proe设计生成立体模型。
然后对已采集的模型信息进行离散化处理，生成RP技术所需的实体特征信息，并驱动RP制造系统进行快速母模制造。
选取母模材质则要根据母模的尺寸形状、耐腐蚀性、尺寸精度、表面粗糙度、使用周期等具体要求。
将RP技术与陶瓷型精铸技术有机结合，能够有效减少模型翻制过程中的尺寸损失，显著提高模具的尺寸精度，降低了表面粗糙度，大大地缩短了模具制造周期，降低了生产成本，是当今模具制造技术的主要发展趋势
4.结论
快速原型技术创立了产品开发的新模式，使设计师以前所未有的直观方式体会设计的感觉，感性而迅速的验证和检查所设计的产品结构和外形，从而使设计工作进入了一种全新境界，改善了设计过程中的人机交流，
缩短了产品开发的周期，加快了产品更新换代的速度，降低了企业投资新产品的风险，加强了企业引导消费的力度。
在几种最成熟的快速原型制造技术中， 叠层实体制造技术由于多使用纸材，成本低廉，制件精度高，一个零件的模型加工可在几小时或几天时间内完成，大大节省了时间，效率成倍提高，
而且制造出来的木质原型具有外在的美感性和一些特殊的品质，因而在产品概念设计可视化，造型设计评估，装配检验，熔模铸造型芯，砂型铸造木模，快速制模母模以及直接制模等方面有很好的发展潜质，是一种值得广泛推广的先进制造技术。
5.参考文献
1王运赣，陈国清，骆际焕，林国材.快速成型技术及其系统的研究.锻压技术.1996(3)：5
2王广春，赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.机械工业出版社.2004,1
3王运赣，林国才，陈国清，骆际焕.快速成型技术与分层叠纸式快速成型系统.锻压机械1996(3)：36