《计算机辅助加工基础》大纲

1复旦大学上海视觉艺术学院课程教学大纲课程名称：计算机辅助加工CAM课程类别：选修课课程属性：通识课程总学分/学时：1／20开课部门：基础学院修读对象：设计类专业修读年级：一年级制定时间：2011年8月2一、课程简介：计算机辅助加工是指在机械制造业中，利用计算机通过各种数值控制机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程。1、课程教学目标1、树立安全操作的意识。2、使学生初步了解数控加工流程3、掌握基本操作。4、锻炼学生的自我动手能力及加工效率。5、培养学生发现、分析、解决问题的能力。2、主要教学内容1、本课程内容包括：设备简介、材料选择以及加工流程。通过实际操作演示激发学生的学习兴趣。2、教学内容细分：设备类型计算机辅助加工操作步骤相应材料的选择线切割控制系统CNC雕刻机3二、课程考核方式和要求：课程以操作过程规范，以及完成的作业为考察对象。评分标准：平时成绩60％（其中包括操作安全规范20％、动手实践30％、出勤10％）＋期末成绩40％（即最终完成的作业）＝综合成绩要求：规范操作、自己动手实践。三、课程学时分配课程内容讲课创作设计小计设备介绍22材料的选择22操作流程44实际演练21012共计101020四、课程教材：（书名，作者，版本，出版社，出版年份）1、《AutodeskAlias工业设计实用手册》作者：张卫伟出版社：中国建筑工业出版社ISBN：9787112112227出版日：20092、《产品设计表现Alias》作者：杨道陵出版社：北京理工大学出版社ISBN：7564008466出版时间：20063、《AutodeskAliasStudio汽车设计实战手册》作者:魏强韩懋豪刘晶波高燚出版社：中国建筑工业出版社ISBN：7112105463,9787112105465出版时间：2009五、说明：1、本课程需要学生签订安全规范操作承诺书，按照老师的说明和要求进行操作。2、课外需在老师陪同下方可操作。3、课程的考核主要由学生动手实践反映的能力、积极性和最终表现为评判标准，专业教师的评判具有一定的主观性。4六、作业参考案例：(包括课题、内容以及典型参考作业等)【大纲正文】一．计算机辅助加工简介计算机辅助制造包括企业生产信息管理、计算机辅助设计（cad）和计算机辅助生产、制造3部分。计算机辅助生产、制造又包括连续生产过程控制和离散零件自动制造两种计算机控制方式。这种广义的计算机辅助制造系统又称为整体制造系统（ims）。采用计算机辅助制造零件、部件，可改善对产品设计和品种多变的适应能力，提高加工速度和生产自动化水平，缩短加工准备时间，降低生产成本，提高产品质量和批量生产的劳动生产率。二．设备简介。线切割控制系统HL®系统是目前国内最受欢迎的线切割机床控制系统之一，它的强大功能、高可靠性和高稳定性已得到行内广泛认同。主要功能：一控多功能，可在一部电脑上同时控制多达四部机床切割不同的工件，并可一边加工一边编程锥度加工采用四轴/五轴联动控制技术。上下异形和简单输入角度两种锥度加工方式，使锥度加工变得更加便捷、容易。可作变锥及等圆弧加工。模拟加工，可快速显示加工轨迹特别是锥度及上下异形工件的上下加工轨迹，并显示终点坐标结果。实时显示加工图形进程，通过切换画面，可同时监视四台机床的加工状态，并显示相对坐标X、Y、J和绝对坐标X、Y、U、V等变化数值。断电保护，如加工过程中突然断电，复断后，自动恢复各台机床的加工状态。系统内储存的文件可以长期保留。可对基准面和丝架距作精确的校正计算，对导轮切点偏移作U向和V向的补偿，从而提高锥度加工的精度，大锥度切割的精度大大优于同类软件。浏览图库，可快速查找文件。钼丝偏移补偿（无须加过渡圆），加工比例调整，坐标变换、循环加工，步进电机限速，自动短路回退等多种功能。5可从任意段开始加工，到任意段结束。可正向/逆向加工。可随时设置（或取消）加工完当段指令后暂停。暂停、结束、短路自动回退及长时间短路报警。可将AutoCAD的DXF格式及ISOG格式作为数据转换。系统接入客户的网路系统、可在网络系统中进行数据交换和监视各加工进程。加工插补半径最大可达1000米。机床加工工时自动积累，可实现闭环控制。为中速走丝机床设计的多次切割功能。精雕CNC雕刻机精雕机是精雕CNC雕刻系统的实体形态，它由雕刻机床体、控制卡、控制柜、控制软件和相关配件组成。精雕机是按照雕刻精度软件规划的工艺方法执行加工动作。目前精雕机共有七大系列二十多个机型，应用于工业模具业、环境艺术业、精细产品加工业，是满足精细、高效加工要求的性价比极高的设备，学校目前配备两种系类和三种机型：JDWMS200V（骏雕系列）特点：横梁运动、工作台不动。这种结构负重能力好，适合加工面积大、重量大的产品。使用JD45B数控系统，各轴快速移动速度达6m/min，进给速度达4.5m/min。配备手轮，操作方便，控制平稳。应用：适合加工板材型的模具，如加工鞋底花纹模具等，一次可加工出多套模具，这样有效的降低了模具使用者的成本。Carver_S600A（睿雕系列）特点：在合理的工艺方法下，最大可使用Φ16的刀具进行加工。配备排式刀库，方便换刀。使用精雕JD45数控系统，各轴快速移动速度达12m/min，进给速度达6m/min；配备手轮，操作方便、控制平稳。应用：适用中小型注塑模具、紫铜电极、铝合金产品以及非金属材料等产品的加工。6Carver_800(睿雕系列)特点：最大可使用Φ16的刀具进行加工。该机床行程大，可选配多种型号的回旋工作台，以满足多轴加工的需要。机床内部采用整体防护，便于自动清洗；采用了阻尼减震技术，可有效的抑制切削过程中产生的震动。应用：适用大中型注塑模具、紫铜电极、铝合金产品以及非金属材料等产品的加工。精雕机的应用特色：精雕机的应用特色为“小刀具”加工，在加工带有下述特征的产品时有较好的表现：文字、纹理、图案；薄壁件产品；小型精密工件；小型复杂曲面，艺术浮雕曲面；中小型注塑模具；高精度紫铜电极；铝合金产品；59号铜类模具三．常用材料材料可分为无机物材料（金属材料、无机非金属材料）、有机物材料和不同类型材料所组成的复合材料。我们经常使用的金属材料有钢、铜、等，非金属材料有ABS、有机玻璃、PP、PC等。钢：是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.04%之间的铁合金的统称。钢的化学成分可以有很大变化，只含碳元素的钢称为碳素钢（碳钢）或普通钢；在实际生产中，钢往往根据用途的不同含有不同的合金元素，比如：锰、镍、钒等等。目前主要用线切割进行加工，美院雕塑使用较多。铜：有色金属，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，有色金属材料的消费中仅次于铝。铜在电气、电子工业中应用最广、用量最大，占总消费量一半以上。用于各种电缆和导线，电机和变压器的这种，开关以及印刷线路板在机械和运输车辆制造中，用于制造工业阀门和配件、仪表、滑动轴承、模具、热交换器和7泵等。在化学工业中广泛应用于制造真空器、蒸馏锅、酿造锅等。在国防工业中用以制造子弹、炮弹、枪炮零件等，每生产300万发子弹，需用铜13-14吨。在建筑工业中，用做各种管道、管道配件、装饰器件等。由于其颜色具有很好的装饰作用，所以产品专业以及珠宝专业运用较多。ABS：非结晶材料，具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。优点：坚硬、易压出、易染色、难燃、耐冲压、表面性佳；缺点：耐溶剂性差、低介电强度、低拉伸率。有机玻璃（PMMA）：具有良好的光学特性及耐气候变化特性，白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。具有温室蠕变特性，随着负荷的加大，时间的增长，可导致应力开裂现象。具有较好的抗冲击特性。优点：高光学透明性、耐候性佳、刚性佳、易染色；缺点：耐化性差、应力集中处，较易碎化。PP：一种半结晶性材料，商业PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物，PP强度随乙烯的含量增大而增大。优点：易染色、耐湿性佳、耐化性佳、高铰链特性、耐冲击性；缺点：复杂之异形压出不易、易被紫外线分解、不易接合、易氧化。PC：一种非晶体工程塑料。优点：具有高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广、高度透明性及只有染色性、耐疲劳性佳、耐候性佳、电气特性优、无味无臭对人体无害符合卫生安全、尺寸安定性良好；缺点：成形品设计不良、易产生内部应力问题。四．操作流程线切割控制系统AutoCAD绘图及生成轨迹图形驱动AutoCut控制软件1号控制卡N号控制卡步进电机驱动器高频信号放大板变频控制器等可扩展IO高频功放线切割机床8五．安全操作规范要求注意用电安全。在操作时，尤其要严格遵守安全操作规程。不要穿宽松的衣物，将长发须盘起或带工作帽。切割时不要用手触摸。加工时建议请佩戴耳罩。使用时注意电线。加工完要断开电源。使用任何不熟悉的工具前请弄清他的使用方法。使用前确定你的工件固定和设备安装是否正确。避免皮肤接触化学制品或胶水。使用口罩或防尘面罩六．具体实践操作【教学目的与要求】运用所学工具操作规范，制作完成规定内容模具，熟练操作，建立规范的制作工艺。【教学重点】了解电脑辅助加工流程，为将来制作作品打下基础；同时也能对材料的加工性能有一定的了解；稳扎稳打的初次实践体验，对他们养成良好的动手能力也是有着重要意义的。【课时安排】三维软件构建模型导入到JDPaint修改整理模型数据构建或选择加工域建立粗加工刀具路径建立半精加工刀具路径（非必要）建立精加工刀具路径产生加工数据加工模拟和实体切削验证导入机床控制柜进行实物加工91-10节：讲课演示10－20节：实际操作包括指导【教学内容】设备简介、材料选择以及加工流程，让学生具备基础的实际操作能力。编写人：周凯华日期：2011年10月专业负责人签字：院长签字：