機器人快速原型制造工藝研究.pdf

1、隨著市場競爭越來越激烈，為了能快速搶占市場，響應(yīng)用戶的最新需求，制造業(yè)在不斷改善產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，必須最大限度地縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期、降低成本。華中科技大學(xué)開發(fā)的DPST(Direct Prototype Spray Tooling)直接原型熔射制模技術(shù)，將機器人技術(shù)與熔射制模技術(shù)相結(jié)合，可快速制造出具有優(yōu)良耐磨耐腐蝕性能的不銹鋼、鎳－鉻－鐵基合金等表面的注塑模和金屬薄板沖壓模，具有廣泛的發(fā)展前景。
　　 在DPST 技術(shù)中，被

2、熔射陶瓷原型是通過工業(yè)機器人直接銑削陶瓷毛坯工藝而得到的。該工藝節(jié)省了多道翻模工序，可縮短工藝路線，提高成形精度。但陶瓷材料由于其硬脆特性，加工時容易發(fā)生崩裂，因此切削量不能過大，導(dǎo)致加工大型模具時效率較低。因此在保證獲得具有較高尺寸精度和表面質(zhì)量的陶瓷基模的前提下如何保證快速加工被熔射陶瓷原型是DPST的關(guān)鍵技術(shù)之一。根據(jù)快速原型的制造要求，本文在原有研究的基礎(chǔ)上提出了直接制作石膏基陶瓷原型與泡沫模過渡原型兩種工藝方案并進行了相關(guān)研究

3、。
　　 論文以六軸工業(yè)機器人為基礎(chǔ)建立機器人原型加工系統(tǒng)。首先研究了泡沫塑料的銑削加工工藝，根據(jù)泡沫塑料的切削原理，選用了鋒利而多刃的泡沫專用銑刀。
　　 通過實驗可知，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速大于6000r/min，軌跡間距小于刀具直徑50[％]，走刀速度為600到3000mm/min，切削深度小于10mm時，能得到良好的泡沫表面加工效果；
　　 根據(jù)陶瓷材料的加工特點對其進行了精加工軌跡規(guī)劃研究，提出了跟隨周邊銑削軌跡和

4、分區(qū)加工的解決方法，提高陶瓷原型的加工質(zhì)量。為了保證陶瓷層精加工的表面質(zhì)量，減少陶瓷層涂覆是陶瓷漿料流淌造成的厚度不均，采用了多層銑削的方法。
　　 使用階段性升溫的焙燒工藝對石膏和陶瓷進行燒結(jié)實驗的結(jié)果可知，石膏的平均收縮率為0.67[％]，陶瓷層基本上不收縮，并與石膏基體結(jié)合良好。陶瓷原型精加工后尺寸誤差均少于0.08mm，達到現(xiàn)有的商用快速成形系統(tǒng)的精度。
　　 通過UG 軟件間接生成了機器人加工軌跡，并通過機器人