混合快速成型最佳构造方向的确定

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1、沈阳航空航天大学毕业设计（译文）摘要要克服分层制造工艺的限制，混合快速成型系统，去除和沉积材料的方法正在被引入。这种做法应该从传统的分层制造和传统的数控加工工艺的优势中获得灵感。但是，为了实现这些优势，必须要发展一种智能的生产计划。在混合的快速成型的过程中，一部分被分解成厚层的三维形状，例如，每一层都可以容易加工和堆积。当我们把零件的形状分成一层层，构建方向是要考虑的一个重要因素，因为它极大地影响在每一个设置中所需的时间，加工精度，可行的刀具特征。本文是来论述一种算法来确定构建方向。它同时考虑，沉积过程中的属性和加工过程中的属性。关键词：构建方向；

2、构建时间；混合快速成型；刀具接近方向13沈阳航空航天大学毕业设计（译文）摘要I1.介绍11.1.相关工作11.2.混合的快速原型系统22.构造取向的决策标准32.1.加工特征的刀具可行性32.2.为生成无加工特征的零件建立时间42.3.桥梁数量52.4.支持的数目73.优化构建方向94.案例研究105.结论11参考文献1213沈阳航空航天大学毕业设计（译文）1.介绍现有的分层制造工艺，具有快速制造的三维CAD模型的3D直接反相模型的优势，但另一方面也有局限性，如选择有限的材料，小零件尺寸,零件精度低。这些问题正在引进的一个解决方案是一个新的快速成型

3、系统，称为混合快速成型系统，结合传统的分层制造和传统的数控加工工艺。虽然混合的快速原型系统可以克服这些限制，但只有将它们应用在工艺计划产生中才是明智的。在生成过程中的计划，构造方向是要考虑的一个重要因素，因为构造方向在一个单一的设置访问功能有重大影响，也对零件层有很大影响。在本文中，为了最大限度地提高构造效率，用一个方法来确定构造的方向，它既是适合于分层制造又适合数控加工工艺，这个方法同时考虑到分层制造过程中的属性和数控加工过程的属性。1.1.相关工作因为构造方向的快速成型制造工艺规划和方法的重要性，在多层制造系统及数控加工系统中的工件方向的建设方

4、向的决定性作用已得到了广泛的论证[1–6]，但这些论证都不可以应用于混合快速原型系统。混合快速原型已经有许多论文发表[7-11]。他们提出的混合快速成型系统，算法和技术，但尚未触及的构造方向。Gupta等人.[12]提供了仅考虑成型时间一个方法，来给形状沉积制造的系统找到最优的成型方法。杨等人.[13]提出了一种方法来确定基于机器自动化的分层制造系统的零件精度，辅助工具，并支持作为优化因素考虑最佳的构造方向，但这种方法的编译时间是被忽略的。到目前为止，已确定在混合快速成型构建的方向的问题尚未完全解决，尤其是那些面向分层制造过程中的属性和数控加工过程

5、的属性。13沈阳航空航天大学毕业设计（译文）图1.杂交快速原型的过程规划。1.2.混合的快速原型系统一种叫Eclipse_RP新的混合快速原型系统被Hur等人提出来了。[7].图1显示的Eclipse_RP的工艺规划。对于一个给定的零件，所有零件的形状可以分为两类，即加工形状特征，和普通功能的形状特征。提取前的零件的加工形状特征被分解，由6轴加工生产后已经生成的普通形状特征。普通形状特征被分解成3D图层，并通过沉积和3轴铣削生成，同时忽略了所有的加工特征。从六面体工件在两个安排，即回面加工和前脸加工两个方向加工产生的每一个分解的三维层的形状。13沈

6、阳航空航天大学毕业设计（译文）2.构造取向的决策标准2.1.加工特征的刀具可行性在当前系统中定义的加工特征，如孔、槽、和凹槽，这些加工特征只能通过特殊的加工方法产生。可能有许多可能的刀具接近方向，应用于在6轴机床的机械加工过程中，但只有直接且高效的机械加工操作方法是能够被应用的。然而，在许多情况下，一些可能的刀具接近方向是无效的，因为刀具和零件的其它部位产生干扰。因此，有必要检查的加工特征的刀具接近方向，以确定是否产生接近沿给定方向的零件局部与刀具的干扰。要进行这样的检查，系统生成沿刀具接近方向刀具扫描轨迹，或沿刀具路径扫截面形状的加工特征。在Ec

7、lipse_RP过程中，一个特别设计的6轴加工中心被开发成基于并行机制的系统，它可以对所有单独设置的五个面的柱状的工件，其主轴倾斜操作范围，从0度到90度。刀具接近的方向轨迹可以由6轴加工中心的实现，称为刀具接近路径图，可以被表示成一个半球，如图2所示。对于加工特征，如果刀具接近方向的向量定义延伸线相交半球，且加工特征的刀具扫描量没有干扰的零件的另一部分，然后加工特征可以在设置后被加工。在6轴加工中心，对于可行的刀具加工特征表示如下：(2-1)Na是加工特征的数量，它可以通过设置好的刀具来加工，Nt是零件的所有加工特征，n表示构建的方向，Fa(n)

8、是刀具可行的加工特征。图2.半球代表6轴加工设备可用的刀具13沈阳航空航天大学毕业设计（译文）2.2.为生成无加工特征的零