采用GibbsCAM复原改装1967款福特野马Reactor汽车

文章来源:AI 汽车制造业 发布时间:2020-05-07
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Milanowski承认Gibbs-CAM的可视核查功能模拟加工渲染让他不太理解,但核查和加工部分让他很有信心。


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1964年野马问世后不久,便成为了美国一个汽车表征。福特公司以47万的价格出售1967年版野马汽车模型,有长坡度车顶的汽车也就71000多辆。不可思议的是,一辆这种车型的汽车经过岁月的洗礼居然幸存下来,40年后脱颖而出,经过微调后基本上没有损坏。车主Doug Hoppe委托Ringbrothers公司,看是否可以将此车完全修复。初步评估结果显示,这车非常棒,居然还没生锈。它褪掉的绿漆含有核工业性能,从它的名字Reactor和喷漆颜色的俗名Chernobyl Green可以看出。

Todd Milanowski在与合作伙伴Ringbrothers共同创办Prime Components公司前,曾做了十年设计与制造工作。他的第一份工作是名机械师,在工作的同时自学不同的CAM系统。这为他的第二份工作做了很好的准备,在他的第二份工作中,遇到了他未来福特野马Reactor汽车的合作伙伴,并快速自学GibbsCAM软件。

 第一天快下班的时候,我正在凿孔,做基本加工,他说,我发觉如何使用软件的各种功能,做我喜欢的、创建的东西,非常有意思。

复原改装车Build Book #5中有详细描述,该书2007年由加利福利亚州Sherman Oaks市的Team Killeen出版。GibbsCAM软件(和一台配有21把刀具的Fanuc Robodrill三轴数控加工中心)在加工方面特色突出,并享有声誉,拥有6061-T65铝棒的30多种配置,其中许多在获奖的福特野马Reactor汽车中表现突出。

设计与加工零部件很具挑战性,但对Milanowski而言却并非如此,他把他的天赋归因于对如何制造东西满怀好奇,同时渴望去做东西,并做的更好,精益求精。

 我非常幸运能与一些天才共事,他们指导我,激励我,启发我,他说。我曾有幸接触才华横溢的设计者和工程师。这方面的专家Sean Smith就是其中之一。

Prime Components公司加工的许多零部件都引擎盖相关,在增强发动机箱要求的美观大方的同时还要满足机械功率要求。引擎盖铰链装置,由六种机械零部件组成,包括螺丝调节器,震塔帽,气箱,气箱盖,固定盖子的双回旋棒等。

其它几种机械零部件在外表美观方面花了很大功夫。这些零部件包括引擎盖栓和锁板,低仪表板进气口,在尾部还有福特野马Reactorlogo,气顶,尾灯挡板,四孔低排气帷幔。

2005Prime Components公司成立时,他们购买了SolidWorks软件、GibbsCAM软件的实体曲面造型以及一台数控加工中心。他们选择Fanuc Robodrill加工中心是因为它尺寸小,允许工件尺寸灵活变通,用Fanuc控制器进行曲面加工比较便捷。机床虽小,” Milanowski说,但由于它是直接驱动,并有高速扭矩,进行加速加工很不错,比如说以高速率用高速插补和高RPM切打火机。

Milanowski选择GibbsCAM软件是由于它功能全面,易学易用。尽管如此,他只购买了GibbsCAM的实体曲面造型模块,这模块比他以前用的初级版功能强大很多。他从来没有用GibbsCAM做过曲面加工,但已预计到会用多流、交叉和空气动力曲面进行设计和加工零部件。

生产福特Reactor汽车时,他设计的大多数机械零部件都是基于机床的规格和他已有的刀具,只需购买个别工具。

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专为福特Reactor做的第一部分零部件有一个侧进气口。Milanowski从加工天窗开始,天窗与车身接触的边缘低于1/8英尺。他用带边激光扫描获得曲面,从而与车身相匹配。Sean Smith的四个设计概念之一是精选,采纳了Milanowski在外观和可加工性方面的建议。

Milanowski在用SolidWorks做模型的同时还自学SolidWorks

做这车模是我干过最具挑战的事,他说,从一条弯曲的带曲面开始,通过一副概念绘图来做余下的部分。我没有做任何更改,在做模型的过程中我学到了很多东西。

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在圆弧上建零件模型非常难。它有复合角、旋转曲面、圆形曲面并入平面。零件由两片拼合而形成锐角转角,而不是切片,弯梁把进气口分开。Milanowski初学GibbsCAM软件的实体曲面造型他不知道如何用它进行曲面加工,不确定如何在背部加工扣唇,他说,软件的灵活性让我可以通过其它方法实现。我从实体模型上提取几何图形,找到分模线,然后进行3D造型,倾斜进出,获得内部曲面的切线。

当他加工零件正面时,他发现了一个功能,可以选择所有表面,设置一个从壁到底部的偏移距离,一个步距,然后执行这个切槽操作。软件直接采用,生成切削程序,他解释说。我不用创建任何几何图形或约束框,它就能完成。

Gibbs CAM软件自动创建62D加工程序。我非常吃惊, Milanowski说,还非常兴奋。Gibbs CAM软件使用效果一直不错,但对我而言还比较陌生。它让我对Gibbs CAM软件一直很有信心。软件功能非常强大,当我处理复杂零部件时,它可以为编程人员提供很多选择。

 曲面造型看似简单,但对多交叉曲面而言比较粗糙,这对我而言是个重大发现,他补充道。我用一把直铣刀侧入,草拟一块曲面内的区域!

Milanowski承认Gibbs-CAM的可视核查功能模拟加工渲染让他不太理解,但核查和加工部分让他很有信心。

加工程序在机床商运行就像它们在屏幕上显示的一样,他说,我现在很依赖它。它确实能节省时间,分解复杂零部件。

  “草拟完零部件后,他说,我只用不同步距的平行铣就能完成。GibbsCAM让我有很多选择空间,可以轻松按照我希望的方式进行加工,我选择几个参数,执行就可以了。简单快捷!一个平滑、快完成的零件,我用一个小步距,让零部件程序通宵运行即可。

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另一个很有意思的零件是尾气排放装置,是Sean的创意之一,在汽车仪器板的仪表挡板的背面建模,做初模。两个外置孔有排气功能,中部的两个孔严格来说,只是起装饰作用。

Milanowski依据Sean的草图做尾气排放装置的模型。为了更逼真,他在纸上画了几个弧试切,把它们当做车帷幔的弧度规格,以便于找到合适的曲线。有一个挑战是机床的允许加工尺寸,这使得Milanowski要把零部件分成三部分来做。另外,零件的凹陷非常深,可能会引发潜在问题。

他再一次用GibbsCAM的功能来解决了这些问题。为了避免刀架碰撞和损坏昂贵的毛坯,Milanowski建刀架模型。他下载了一个老虎钳模型,里面包括加工部件,他把它导入GibbsCAM中可以定义加工实体的实体袋。

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 模拟加工渲染,可以提供五种显示选项(零部件、定位器、毛坯、只显示定位器、只显示毛坯),让Milanowski很清楚他需要防止什么损害。毛坯以蓝色显示,定位器以红色显示,进刀是灰色,可以看到任何潜在的碰撞。软件可以在刀架开和关之间切换,当工具或刀架接近毛坯活刀具时,Milanowski打开它,直观检查碰撞。这也可以帮他选择刀具和刀具的长度。

为了把各个板块装配成一个单一的个体,Milanowski沿着相交边缘铣出一条线,用TIG焊进行实体焊接,无需加热变形处理。当零部件被拼装到车上后具有附加刚度。会采纳一切预防措施将线缝最小化,最终只能看见细缝。幸运并且没有预料到的是,镀镍前的镀铜足以填补缝隙,使装配件看起来天衣无缝。

福特野马Reactor加工的尾部零件之一引擎盖针板,却是Milanowski的最早构思之一。他在厨房餐桌上勾勒构思,因为他正在做排气装置,他在纸上试切各种半径的曲线,直到找到一个从正面到侧面、从一侧到另一侧相匹配的曲线,才把它们放到引擎盖上。

 他用SolidWorks设计这个引擎盖针板和一个夹具,然后导入GibbsCAM,用平行铣和曲面流加工生成刀路。要是没有GibbsCAM,就再也找不到简单的方法来完成了,Milanowski描述道,到处都没有平直的曲面。我选择我要加工的正面,选择切削方式(平行铣或曲面流加工),及其它要求,然后我把成品孔步距设置为0002″扇,10,000/分钟,180英尺/分钟,让它转动。真是太神奇了。因为我用软件的模拟加工渲染来直观检测我所有的加工,零部件完美完成,准备马上安装到机器上。

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福特野马Reactor的尾部充满力量,有宽轮胎和声音响亮的军工设置音响装置。尾灯挡板、气顶、Reactorlogo和内置低排气帷幔都是Todd MilanowskiGibbsCAM软件和Fanuc Robodrill加工中心加工的。

 

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引擎盖下还有很多机械零部件包括背面的双回旋棒H、气箱限制器和气箱盖,由三片组装而成的制造工厂Ringbrotherslogo,这logoTodd依据一张相片建模然后加工而成的。

 要是没有CAM软件,这项任务就需要耗费很多不必要的手工操作时间。如果没有GibbsCAM软件的实体曲面造型和模拟加工渲染功能,我就不能完成这个零部件,因为整个零件由切线曲面结合而成,Milanowski说,当我开始用模拟加工渲染时,我持怀疑态度,不知道其精确性如何。现在我已经对它非常有信心了,做什么都用它。

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他说,当他自己做造型和加工时,GibbsCAM使生活变得更加轻松。他可以晚上回家,做些造型,想想加工,然后第二天回来的时候生成刀路、做成薄片。我完全相信刀路不会碰撞任何东西,他说,节省了很多时间,减轻了很多压力。我期待在GibbsCAM软件中发现更多东西!我从未想过下一个疯狂的构思会是什么。

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Milanowski福特野马Reactor设计了100多个零部件。虽然它们中的一些没有做成成品,但从左数到右数,他加工了70多个独特的零部件。所有这些零部件的完成都应归功于SolidWorks软件、GibbsCAM软件、一部好的机床……和一些偶然运气。

偶然运气,尽管如此,还是缺少一点可信度。在2月,35岁的老Todd Milanowski收购了Ringbrothers公司,使Prime Components公司成为独资企业。虽然他还在继续为Ringbrothers公司加工一些零部件,但他没收了他创建的福特野马Reactor汽车零部件所有权。看到专业的汽车零部件销售占据重要位置,他也开始为各行业提供零部件。我有忠实的客户群体,他们提供很有价值的业务,他说。我们为石油、天然气、科学仪器和机器人技术行业制造零部件,并举实例。多元化是我商业计划中的一部分,对Prime Components公司非常重要。

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通过在做福特Reactor汽车模型的同时还与其它行业合作,Prime Components公司每年都能使公司规模、工作人员、机床和年收入增加两倍。工厂现在由Milanowski经营管理,有三名全职雇员、一名机械实习工程师和一名实习生,所有工作都由装有GibbsCAM软件的机床来完成:3Fanuc Robodrills加工中心、一台配有C轴铣和棒料进给器的Mori Seiki NL2000MC车削加工中心。

 

在四月底,Prime Components公司从乡村搬到了威斯康辛州Middleton的一家新工厂,挨着Madison,这是一个非常理想的地理位置,在进行更多复原改装车项目的同时还可以与更多行业合作。

 整个零件生产流程图纵览

Todd Milanowski在他的餐桌上勾勒引擎盖锁板的设计,然后用SolidWorks造型,直接把造型导入到GibbsCAM的实体曲面造型内进行加工。

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