快速模具集成系统精度保证体系研究

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<p>快速模具集成系统精度保证体系研究 （2006-03-30 09:47:23 ）刘源　童水光　张人佶　颜永年　摘自：机电工程　</p><p>&nbsp;【摘要】介绍了利用RP技术的快速性和铸造工艺的成熟性制造功能性产品的CAE系统，分析了影响产品精度的因素，提出了用非线性有限元分析三个主要成型阶段的精度，采用模式识别理论、误差理论、神经网络方法处理误差反馈问题，进行误差补偿修正和加工精度的预报，提高最终产品质量的方法。　　关键词：快速原型；CAE；RT;反馈　 1、前 言　　快速原型技术（Rapid Prototyping &amp; Manufacturing,简称RP或RPM）是指在计算机控制与管理下，由零件CAD模型直接驱动，采用材料精确堆积复杂三维实体的原型或零件制造技术，是一种基于离散/堆积成型原理的新型制造方法。　　快速成型技术已经能非常成功地制作包括树脂、塑料、纸类、石蜡、陶瓷等材料的原型，但往往不能作为功能性零件，只能在有限的场合用来替代真正的金属和其它类型功能零件做功能实验。随着需求的增加和技术的不断发展，快速原型技术正向快速原型/零件制造的方向发展。　　利用RP技术成型功能零件尤其是金属零件的一种主要方法是转换技术，称为快速模具（RT，Rapid tooling）技术。由于传统模具制作过程复杂、耗时长、费用高，往往成为设计和制造的瓶颈，因此应用RP技术制造快速经济模具成为RP技术发展的主要推动力之一。Paul[1]认为从RP到RT是快速成型技术发展的第二次飞跃。　　制造和成型的最终目的是要提供满足要求的产品和服务。RP技术以其诸多优越性而成为制造业的前沿技术，但因为材料的局限性制约了其更广泛的应用；传统技术如铸造、锻压等经过长期发展，已相对成熟，但不能适应信息时代的快速柔性要求，在未来一段时期内，必须将快速成型技术与传统成型技术结合起来，实现敏捷化制造。 2、RP与RT系统集成　　新产品开发中成本最高、工时最长的阶段就是制造所涉及的物理模型，即原型制造过程。RP技术主要用于零件设计的快速检验以及各种模型的快速制造。其基本原理和成型过程是：先由CAD软件设计出所需零件的计算机三维曲面实体模型，即电子模型；然后根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，把原来的三维电子模型变成二维平面信息（截面信息）；再将分层后的数据进行一定的处理，加入加工参数，生成数控代码；在计算机控制下，数控系统以平面加工方式有序地连续加工出每个薄层并使它们自动粘接而成型。　　RT就是用各种方法把RP原型转换成工模具的技术。其中一个方法是将原型转换成陶瓷型，再利用铸造的方法转换成金属型。利用RP原型与RT技术集成的制造精密铸造模具方法适应了现代工业向着多品种、变批量发展的要求，被称为“柔性工具”方法[5],其工艺路线，如图1示。</p>

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<span id="fp" twffan="done">6、结论<br/>　　RP技术是一个正在快速发展的新兴制造技术，RP和RT技术相结合的集成系统是当今利用RP技术制造功能性零件的主要方法，提高此快速柔性系统的精度是当今急迫解决的问题。本文分析了影响此柔性制造系统中产品精度的因素，提出了用非线性有限元分析三个主要成型阶段的精度，采用模式识别理论、误差理论、神经网络方法处理误差反馈问题，进行误差补偿修正和加工精度的预报，提高最终产品质量的方法。<br/>　<br/>参考文献<br/>　1　Paul F.Jacobc. Stereolithography and RP&amp;M Technologies: from Rapid Prototyping to Rapid Tooling. Second edition.SME, 1996.<br/>　2　Rembold U. Computer integrated manufacturing technology and systems. New York: Marcek DekkerINC,1985.<br/>　3　Jan Helge Bohn, Michael J. Wozny. Automatic CAD\|model Repair: Shell\|Closure. Proceedings of Solid Freeform Fabrication Symposium. The University of Texas at Austin. August 3～5,1992：86～94.<br/>　4　Adolenc, I Makeal. Rapid prototyping from A Computer Scientist's Point of View. Rapid Prototyping journal.1996,2(2):18～25<br/>　5　Lane Whitward,Getting to metal quicker with RP patterns,Design Engineering ,January,1996:39～41.<br/><p></p></span>

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