亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于3D打印技術(shù)的船舶配套零件C A D/C A M訓(xùn)練項(xiàng)目的研究

        2017-03-08 06:52:42周志軍
        裝備制造技術(shù) 2017年12期
        關(guān)鍵詞:船用配件成型

        周志軍

        (南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 南通226010)

        0 引言

        船舶在航行過(guò)程中,特別是在遠(yuǎn)洋航行期間,船舶零部件因故障受損給航運(yùn)公司造成較大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。由于船舶配套零部件的生產(chǎn)批量小、形狀復(fù)雜、參數(shù)化設(shè)計(jì)困難,以及受傳統(tǒng)制造技術(shù)工藝的影響,與船舶配套的機(jī)械零部件的修理和建造急需要更新的設(shè)計(jì)方式和更快捷的生產(chǎn)方式。

        對(duì)于船舶制造業(yè)來(lái)說(shuō),3D打印技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)快速成型及打印初始原型,減少船舶配件制造企業(yè)的船舶備件的種類和數(shù)量,南通航運(yùn)職業(yè)學(xué)院機(jī)電系承接江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目,借助3D打印技術(shù)快速成型的特點(diǎn),分析船舶配套典型零件的設(shè)計(jì)與制造的工作任務(wù),利用CAD/CAM將三維模型轉(zhuǎn)化成可打印的格式后發(fā)送到3D打印機(jī),再打印成實(shí)物原型。最后,與船企PDM工藝流程無(wú)縫對(duì)接進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)與案例應(yīng)用。項(xiàng)目組同學(xué)利用訓(xùn)練體系進(jìn)行創(chuàng)新與改革,從傳統(tǒng)的技能訓(xùn)練逐步拓展為先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用,促進(jìn)船舶配套零件設(shè)計(jì)的優(yōu)化研發(fā),方便了船舶配套零件的設(shè)計(jì)和制造。

        1 船舶配套零件3D打印訓(xùn)練項(xiàng)目研究框架

        1.1 項(xiàng)目研究基礎(chǔ)

        我院和長(zhǎng)三角地區(qū)大量船舶制造、船舶設(shè)計(jì)企業(yè)合作建立了校企合作機(jī)制,學(xué)校設(shè)有船舶配套設(shè)計(jì)中心、CAD/CAM、數(shù)控加工等多個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室,為企業(yè)船舶配套零件的設(shè)計(jì)與制造維護(hù)提供了有利的技術(shù)支撐;同時(shí),學(xué)校非常重視實(shí)踐創(chuàng)新研究,并建有一批校企合作實(shí)訓(xùn)基地,提供該項(xiàng)目所需的一切硬件條件,其中有3D打印快速成型實(shí)驗(yàn)室、現(xiàn)代設(shè)計(jì)三維仿真實(shí)訓(xùn)室,建立了在線開(kāi)放平臺(tái),并給予經(jīng)費(fèi)支持。

        項(xiàng)目組成員為我院機(jī)電創(chuàng)新研究社成員、數(shù)控技術(shù)專業(yè)在校大二學(xué)生,能熟練應(yīng)用CAD/CAM軟件;熟悉船舶典型零件制造原理和設(shè)計(jì)方法,具備金加工、數(shù)控加工等實(shí)踐應(yīng)用能力,經(jīng)過(guò)船舶零件數(shù)控加工培訓(xùn),積累了大量自主學(xué)習(xí)和動(dòng)手操作的經(jīng)驗(yàn),具有較好的創(chuàng)新實(shí)踐能力,為項(xiàng)目研究提供了強(qiáng)有力的理論和實(shí)操基礎(chǔ)。

        1.2 項(xiàng)目研究目標(biāo)及主要內(nèi)容

        項(xiàng)目研究的目標(biāo)是將3D打印技術(shù)與船舶配套零件設(shè)計(jì)制造結(jié)合起來(lái),優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì),整理形成系統(tǒng)化數(shù)據(jù)庫(kù),在此基礎(chǔ)上,熟悉3D打印技術(shù)的實(shí)船應(yīng)用案例,最終實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接企業(yè)CAD/CAM設(shè)計(jì)制造流程,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立自主的船舶零件設(shè)計(jì)與制作能力以及綜合創(chuàng)新能力。研究的具體內(nèi)容有:

        (1)通過(guò)理論研究,熟悉船舶配套零件設(shè)計(jì)制造流程;

        (2)選擇合理三維設(shè)計(jì)軟件,設(shè)計(jì)并計(jì)算出典型船舶配套零件三維模型,含標(biāo)準(zhǔn)通用件和復(fù)雜專用件等;

        (3)利用現(xiàn)有的3D打印機(jī)FDM成型,分層切割,打印實(shí)體零件;

        (4)收集數(shù)據(jù),測(cè)試不同的零件參數(shù)應(yīng)用,形成船舶配套零件制造工藝,最終組建船舶配套零件的CAD/CAM應(yīng)用平臺(tái)。

        項(xiàng)目的研究主要是以學(xué)生和指導(dǎo)老師團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方式進(jìn)行船舶配套零件的CAD設(shè)計(jì)和CAM實(shí)體制造,項(xiàng)目實(shí)施框架如圖1所示。

        圖1 船舶配套件3D打印訓(xùn)練項(xiàng)目研究框架

        2 船舶配套件C A D/C A M三維建模

        船舶結(jié)構(gòu)復(fù)雜,其主要裝置包括船舶主機(jī)、輔機(jī)、燃油供應(yīng)系統(tǒng)、舵機(jī)裝置、制冷和空調(diào)裝置、船用泵和管路系統(tǒng)、液壓機(jī)械設(shè)備等[1],因此,船用零部件種類繁多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、大小不一,根據(jù)其在加工制造工藝的不同,又可分為通用標(biāo)準(zhǔn)件、專用結(jié)構(gòu)件、特種零件等類型。

        在項(xiàng)目研究過(guò)程中,通過(guò)前期的準(zhǔn)備工作,項(xiàng)目組成員群策群力,最終確定以船用齒輪和汽輪機(jī)葉片為典型案例進(jìn)行數(shù)據(jù)收集,通過(guò)確定相關(guān)形狀、尺寸、技術(shù)要求等設(shè)計(jì)參數(shù),完成CAD/CAM相關(guān)計(jì)算,為3D打印實(shí)體件提供三維虛擬模型。

        2.1 案例設(shè)計(jì)一:船舶配套標(biāo)準(zhǔn)零件——齒輪

        齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是現(xiàn)代船舶的高速動(dòng)力裝置中必須配置的典型部件之一,其在船舶航行動(dòng)力裝置中起著重要的作用,如船舶調(diào)速、動(dòng)力傳遞等,齒輪配件的正常運(yùn)行是保證船舶安全航行的基本條件。

        項(xiàng)目組通過(guò)運(yùn)用CAD/CAM系統(tǒng)UG的function功能建立了某船用標(biāo)準(zhǔn)齒輪件的齒廓漸開(kāi)線運(yùn)動(dòng)方程[2]。

        式中,rb為基圓半徑;θ為角度值;t為在 UG中設(shè)置的遍歷參數(shù);xt、yt、zt分別為齒輪漸開(kāi)線齒廓三維坐標(biāo)。并基于UG線框計(jì)算和實(shí)體填充,生成齒輪三維模型,如圖2所示。

        圖2 船用齒輪三維實(shí)體造型

        2.2 案例設(shè)計(jì)二:船舶配套專用零件——汽輪機(jī)葉片

        葉片類零件是具有代表性的復(fù)雜曲面船舶配套零件,廣泛應(yīng)用在汽輪機(jī)、燃汽輪機(jī)等領(lǐng)域,對(duì)于復(fù)雜曲面零件的設(shè)計(jì),參數(shù)化設(shè)計(jì)更能體現(xiàn)其設(shè)計(jì)的優(yōu)越性,項(xiàng)目組利用葉片樣條曲線方程,對(duì)葉片截面進(jìn)行插值運(yùn)算,

        式中i=0,1,…,n為葉片曲面頂點(diǎn)數(shù),運(yùn)用 UG的CAD/CAM模塊以及二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)Open API技術(shù),完成了船用汽輪機(jī)葉片三維建模,如圖3所示。

        圖3 船用汽輪機(jī)葉片三維實(shí)體造型

        3 船舶配套件F D M快速成型

        我院機(jī)電系快速成型實(shí)訓(xùn)室配備三臺(tái)Einstart3D桌面3D打印機(jī),其能有效的和UG、Pro/E、CATIA等主流CAD/CAM系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接,生成STL格式文件。采用ABS或PLC絲狀熱熔性材料FDM熔融沉積成型,其組件輕便,操作簡(jiǎn)易,易于裝配調(diào)試,結(jié)構(gòu)如圖4所示。

        圖4 F D M-3D打印機(jī)及其組件結(jié)構(gòu)

        船舶配件FDM的3D打印過(guò)程分以下幾個(gè)步驟:

        (1)CAD/CAM建模。利用模型結(jié)構(gòu)參數(shù),進(jìn)行逼近數(shù)值處理,形成數(shù)據(jù)文件;

        (2)STL格式的轉(zhuǎn)換。利用UG等CAD/CAM三維造型軟件的STL文件輸出功能進(jìn)行數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換;

        (3)分層處理信息。將三維CAD模型沿z軸縱向分解為一系列二維平面層,確定的輪廓曲線軌跡,生成數(shù)控代碼;

        (4)逐層打印。根據(jù)分層的輪廓信息,熔絲加熱噴出,按照預(yù)定軌跡,做 x-y橫向運(yùn)動(dòng),以固定速率進(jìn)行沉積。每完成一層,工作臺(tái)z向下降一個(gè)層厚進(jìn)行新一層堆疊,如此反復(fù)最終實(shí)現(xiàn)零件的沉積成型,生成三維模型;

        (5)后處理。清理零件表面,等待熱固冷卻成型,去除輔助支撐結(jié)構(gòu)。

        熔融沉積3D打印技術(shù)不同于傳統(tǒng)零件制造方法,可以快速、準(zhǔn)確地將船舶配套件的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征轉(zhuǎn)變?yōu)樵蛯?shí)物,如圖5所示。在設(shè)計(jì)一個(gè)新的零部件時(shí),利用3D打印快速成型,學(xué)生在驗(yàn)證結(jié)構(gòu)時(shí)可以同時(shí)拿出多種方案,通過(guò)不同方案的對(duì)比,實(shí)時(shí)創(chuàng)新修改,進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測(cè)試,為后續(xù)數(shù)據(jù)收集,建立豐富的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)提供了有力的保障。

        圖5 F D M船舶配套件成型實(shí)物

        4 船舶配套件P D M流程優(yōu)化及應(yīng)用

        船舶配件在設(shè)計(jì)、工藝編制及制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)文件,包括船舶配套件的CAD零件圖、裝配圖、技術(shù)要求等圖文信息;三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件、STL代碼、數(shù)控加工代碼等建模信息;加工參數(shù)、工序與工步等工藝信息,船舶配件的制造工藝不便于管理以及配件的二次開(kāi)發(fā)。

        因此,項(xiàng)目組利用齒輪、葉片等船舶典型配件建立基本制造流程,測(cè)試不同的零件實(shí)際配套應(yīng)用,收集數(shù)據(jù),分析了協(xié)同設(shè)計(jì)的任務(wù)關(guān)聯(lián),把與制造相關(guān)的文件上傳至教學(xué)平臺(tái),建立了船舶配件設(shè)計(jì)PDM(Product Data Management)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)庫(kù)[3],按照PDM流程進(jìn)行工藝校對(duì)、對(duì)模型和設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整,形成流程方案,如圖6所示。

        圖6 船舶配件P D M流程方案

        通過(guò)實(shí)施船舶配套零部件PDM流程,可以加快船舶行業(yè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造速度,提高生產(chǎn)效率,有利于對(duì)船舶配件的全生命制造周期進(jìn)行管理,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)在線平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,有利于組織船企實(shí)現(xiàn)無(wú)紙化設(shè)計(jì)制造。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        船舶配套零件CAD/CAM 3D打印訓(xùn)練項(xiàng)目,不需機(jī)械加工或任何模具,以CAD/CAM建模為基礎(chǔ),利用FDM實(shí)體3D打印建立PDM流程,即使是較大的船體零件設(shè)計(jì)也可以通過(guò)比例縮小的方式快速制作模型。項(xiàng)目組成員從船舶配套零件概念設(shè)計(jì)到原型制造的一般工藝流程都能實(shí)施參與,利用3D打印機(jī),學(xué)生們可以真正地測(cè)試所設(shè)計(jì)的零部件,即使是枯燥的設(shè)計(jì)建模知識(shí)的學(xué)習(xí),也能融入新工藝、新技術(shù)、新材料的實(shí)踐內(nèi)容,促進(jìn)了學(xué)科交叉融合,培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

        [1]船舶的主要設(shè)備配件 [EB/OL].[2013-05-14]www.cnship.org/new_view.asp id=12067.

        [2]曹麗娜.船舶零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析[J].艦船科學(xué)技術(shù),2015(37):230-231

        [3]李偉林.基于三維CAD與PDM的產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].長(zhǎng)沙:湖南師范大學(xué),2012.

        猜你喜歡
        船用配件成型
        成型液壓機(jī)技術(shù)改造
        船用PVC夾芯板在近場(chǎng)水下爆炸作用下的吸能特性
        原材配件
        山鋼拿下船用9Ni鋼訂單
        山東冶金(2022年1期)2022-04-19 13:40:40
        船用柴油機(jī)應(yīng)用前景展望
        三向接頭注射成型模具設(shè)計(jì)
        我國(guó)第一臺(tái)2205千瓦船用低速柴油機(jī)
        快速成型技術(shù)在口腔修復(fù)中的應(yīng)用
        妝發(fā)與配件缺一不可
        Coco薇(2015年11期)2015-11-09 00:52:20
        微注射成型PP/ABS共混物相形態(tài)
        国产精品美女| 国产精品一区二区黑丝| 青青草原亚洲| 四房播播在线电影| 国内精品福利在线视频| 国产精品又黄又爽又色| 国产在线观看自拍av| 亚洲第一页综合图片自拍| 香蕉色香蕉在线视频| 亚洲一区二区三区在线观看| 亚洲av日韩一卡二卡| 性高朝大尺度少妇大屁股| aaaaa级少妇高潮大片免费看| 在线视频一区二区日韩国产| 国产成人久久精品二区三区| 亚洲av免费手机在线观看| 日本亚洲色大成网站www久久| 国产国产人精品视频69| 极品少妇被后入内射视| 国产一区二区av免费观看| 欧美亚洲国产一区二区三区| 日韩精品大片在线观看| 国产麻豆剧传媒精品国产av蜜桃| 国产精品亚洲一二三区| 丰满熟女高潮毛茸茸欧洲视频| 成在人线av无码免观看麻豆| 97精品国产高清自在线看超| 人妻有码av中文幕久久| 精品国内在视频线2019| 久久这里只精品国产99热| 中文字幕丰满人妻有码专区| 美女视频在线观看亚洲色图| 亚洲中文字幕在线观看| 亚洲国产另类久久久精品小说| av资源吧首页在线观看| 精品国产精品三级在线专区| 风韵多水的老熟妇| 99热免费观看| h国产视频| 国产亚洲成年网址在线观看| 一区二区三区日韩精品视频 |