学习目标

学习目标

   CAD与CAM的不同含义是什么?

2   无图纸制造技术的关键在哪里?对于无人机制造有什么意义?

3   如果你要进行数控加工零件,需要掌握哪些技术?

4   如果你作为学生,要制作一架小型无人机机体结构,需要进行哪些过程?

5   激光切割机的加工原理是什么?

6   塑料成型的方法为什么需要模具?

7    你知道模具形状与要加工的零件形状有哪些区别?


视频


现代制造技术发展经历大体可分为:

60--70年代:以数控机床、加工中心和工业机器人为代表的柔性制造单元阶段(CAM)

70--80年代:以柔性制造单元与自动与半自动物流输送组合成的柔性制造系统(FMS),具有分布式数控加工(DNC)与生产过程的特点;

80---90年代:以信息、工艺、物流、计算机集成控制为特点的集成阶段(CIMS)

90年代中期起:以设计智能化、单元加工过程智能化和整个系统整体管理智能化为特征的智能集成自动化制造系统阶段,其技术尚在研究探索和发展中。

现代制造技术几个专有名词:

● AMT:先进制造技术                 ● CAD:计算机辅助设计

● CAM:计算机辅助制造               ● CAE:计算机辅助工程

● CAPP:计算机辅助加工工艺          ● FMS:柔性制造系统

● PDM:产品数据管理


航空工业是最早采用计算机CAD技术的部门之一。

由于飞机是具有复杂曲面形状的产品,在飞机工厂里,传统上采用人工模线样板法表示和传递自由型曲线曲面的形状,制造周期长,制造精度低,互换协调性差,不能适应现代航空工业的发展。

随着计算机的出现,采用数学方法定义自由型曲线曲面,于是无图纸设计技术便应运而生了。波音公司把表示工程图纸的数据存贮在计算机内;直接传送给制造部门使用,率先实现了无图纸制造过程。

1、无图纸制造技术——无图纸设计

所谓无图纸设计技术,是指设计人员利用计算机设计飞机及其零部件,并且把所设计的图形数据直接传输到制造部门进行加工。由于略去了传统设计绘图、描图、晒印、分发等环节,工厂将大幅度降低管理成本,节约工作场地。能充分利用网络资源,使工程信息快速、准确到达工厂生产一线的各个环节,最大程度地实现设计与制造的并行,可望达到设计周期与制造交付周期的缩短和高度并行。

采用无图设计,将可保证数据源的唯一有效性,极大地缩短飞机设计、更改和发图的周期,使工程更改和贯彻能更迅速地实施,降低设计成本。三维设计的工程表达更加直观明了,零件几何信息和制造信息的可视化便于设计和制造人员从美学和功能方面理解零件的结构与制造信息,与传统的二维图样相比,零、组、部件的工程信息能被更快速、准确地解读。

 早期飞机无图纸设计,都是采用三维模型与二维图样共存的设计方式,用二维图样表达尺寸和工程信息,三维模型主要起辅助制造的作用,二者互为补充,互为依据。二维图样和三维数模的共存造成二者大量的技术矛盾,使设计依据不惟一。再有,通过多机种的工程实践也证明,无论是技术上还是软件上,使二维图样和三维数模的几何信息达到完全一致都是非常困难的,二者存在技术矛盾是必然的。然而应用无图设计技术后,由于省去二维图设计环节,设计师把精力全部放在提高三维模型的几何品质和三维工程标注的优化上,增加了有效设计时间,三维信息模型的品质将有极大的提高,省去了由于二维图样和三维模型矛盾带来的大量反复的技术更改的时间。

无图设计与无图制造技术最早在波音公司开始应用,是数字纯技术、高度并行工程和精益生产相结合的产物。从波音737到波音777飞机,其设计制造过程还存在着电子版二维图,工程上根据需要决定是否打印二维纸质图,达到了无纸设计。到新一代波音787飞机,设计制造过程完全在三维状态下进行,应用集成产品信息模型技术,电子版二维图设计过程也被彻底取消,实现了真正的无图技术。

2、无图纸制造技术——无图纸制造

由于三维模型是高度面向制造的信息模型,直接应用三维信息模型,不必花大量时间解读零件的几何形状、装配关系及制造信息,直接应用三维信息模型和相关文档便开展相关工作,可节约90%以上的找图、查阅的时间,便于工艺审查工作及生产准工作的开展,大幅度提高劳动生产率,缩短制造周期。

再有从国内外飞机设计发展趋势来看,无图设计是大势所趋。如与沈阳飞机工业(集团)有合作关系的波音787项目已应用无图设计,与庞巴迪公司合作的C系列飞机,也采用无图设计技术。

集成产品信息模型把产品生命周期的信息都集中存储在一个三维模型中,可完全地支持产品并行工程全过程的各种活动。波音公司在研制生产波音777飞机和新一代波音737飞机中采用的”无图设计制造技术”。波音787飞机的无图设计制造技术,完全超越并取代了“设计图纸并按图纸制造”这一传统意义上的生产方式,是以并行工程/系统工程(CESE)原理和团队工作(TI-M WoRK)精神为基础,以联合产品工作组(PT)和集成产品定义(CPD)为工作方式,以计算机系统和数字式生产设备等为基本手段,使产品和工装的设计/生产/检验完全基于数字化的信息传递和处理,真正实现了“无纸化”设计生产,代表了当代飞机设计制造这一高技术领域的最新趋势和最高水平。  国内一些航空企业也在探索实施了“无图”设计制造技术,取得了良好的效果。如沈阳飞机工业集团合作承担的波音787项目已应用无图设计

国内一些航空企业也在探索实施了“无图”设计制造技术,取得了良好的效果。如沈阳飞机工业集团合作承担的波音787项目已应用无图设计


冷加工:机床切削;

热加工:铸造,锻造,焊接,热处理;

去除加工、结合加工和变形加工;

特种加工和先进加工技术;

精密成形技术:包括精密铸造、精密锻造、精密焊接,以及精密超精密机加工;

高速加工技术;

激光加工技术;

快速成型技术。


目前,数控加工技术应用十分广泛,已成为产品机械制造加工的方法中的一种最为重要的加工手段。1952年,世界上第一台数控机床在美国空军资助下,于美国麻省理工学院(MIT)的伺服实验室开发成功。1952年一1970年期间以电子线路控制的数控机床满足了当时工厂单一生产的要求,且都是个人专用式的数控系统(Numerical ContNC)1971Maorian(Ted)HoffIntel发明了微处理器,从此数控的开发设计进入了计算机控制时代,出现了计算机数控(cNc)加工技术,在1971年一1990年期间CNC机床渐渐成为制造生产的主体,这是传统的CNC时代。

CNC技术的应用为制造业带来异常深刻的变化,随着计算机技术的迅猛发展,传统的CNC系统便显示出不少缺点,如系统的软件制造商独占、专用性强、通用性差、软件移植性差、不便于功能扩展、各种软件的支撑、更新、组网通信能力差以及对机床制造商和用户的水平要求较高等。

当今对CNC系统提出了更高的要求:CNC系统必须适应DNCCADCAMCIMS的发展,要具有可以集成不同开发商提供的软件并适合联网需要的平台;为适应中小批量的生产要求以及数控系统在航空、信息、汽车等行业应用的日益增多,必须根据不同的用户需求,迅速、高效、低成本地构筑面向用户的控制系统。这就要求CNC系统具有模块化和重新配置的特点。从使用角度看,新型CNC系统应能运用于各种计算机软件平台,并提供统一风格的用户交互环境,便于用户操作、维护和更新换代。所以,CNC系统必须设法摆脱传统的封闭模式,向开放式的方向发展。

基于PC的开放式CNC系统正是适应这个发展方向而产生的,这种系统显示了非凡的优越性,能够在普及型计算机的操作系统上,轻松地使用系统所配置的软件模块和硬件运动控制插件卡,机床制造商和用户能够方便地进行软件开发,能补充功能和实现功能的个性化,并结合PC的高速分析运算能力,大容量存储功能,各种商用软件的支撑,图文显示优势以及组网灵活性。

20世纪80年代末基于数字信号处理(Digital Signal ProcessorDSP)的运动控制技术的突破,为开放式CNC(51)提供了有力的技术支撑。现代的开放式CNC是以基于DSP运动控制器为核心,融合PLC的功能,与通用式工控PC集合而成。目前,运动控制器的产品供应商主要有美国的Delta Tu Gallia公司、德国的Dspace Movte公司等。采用基于DSP的运动控制器加PC构成开放式CNC的优点是多方面的。开放式CNC可以将Windows强大的图形用户接口,多任务能力以及强大的硬件软件兼容能力与基于DSP的运动控制器的伺服、插补和实时计算能力结合在一起,为用户提供高速、高精和低成本的现代控制工具。

开放式CNC的特点:软件具有模块化特点,提高CNC性能无需改写软件;软件开发可以用高级语言和高级集成环境Visual C++编程:机械制造商及用户可容易地开发具


章节测验