Tops Capstone Indy 汽车工程项目的 Mastercam CAD/CAM

当谈到真正“一针见血”的工程项目时，很难在工程技术学院的 IUPUI 机械工程技术项目中名列前茅。它位于印第安纳大学——普渡大学印第安纳波利斯分校（IUPUI）的共享校园内。

课程讲师 Ed Herger 为他的课堂带来了该领域强大的制造背景。他的职业生涯始于几年的工业界，在材料科学的研发领域工作，然后转向制造从热仪器到运动器材的产品。然后，他在加利福尼亚州的一所 Haas Automation Inc. 附属社区学院开始了教育事业，该学院强调使用 Haas CNC 机床进行实践学习，并使用康涅狄格州 Tolland 的 CNC Software Inc. 的软件进行操作。 Mastercam CAD/CAM软件。

“选择在 IUPUI 学习机械工程技术的学生，而不是机械工程，会接触到更多在制造车间发生的事情，而不是设计学科，”Herger 说。 “他们获得了很多实用技能，可以在大学毕业后立即应用，无论是 Mastercam 还是 Solidworks 或我们在这里教授的其他一些软件程序。”

该计划的学生在前两年学习一系列学术科目，然后在大三开始深入研究技术本身。直到最近，该计划还很少使用在线材料，而是专注于传统的课堂讲座和实践项目课程。在 CAM 软件方面，Mastercam for Solidworks 被教授为程序的插件。

“我们想要进入的方向，”Herger 说，“是提供更多的 CAM 体验以及在线和外部证书机会。这意味着专注于 Mastercam 和 Mastercam 大学的在线优势。这将使我们的学生除了获得理学学士学位外，还可以选择获得能力证书，并在我们的实验室以及学生自己的笔记本电脑和家用电脑上进行在线课程。”

Herger 会从 Mastercam 大学学习两到三个单元，让学生自己完成这些单元，然后根据这些材料中显示的 CAM 操作或特征给他们分配作业。 “在课堂上，我会把 Mastercam 的课程和自己的作业放在电脑上，投影到大屏幕上，与不同的工作组分享各种操作。在我的课堂上，学生只需从头到尾学习在线课程。我会在他们完成课程时监控他们，我对他们的证书工作的进展方式感到满意。他们非常成功地完成了 Mastercam 大学的作业和我自己的作业。”

在学生参加 Ed Herger 的 CAM 课程之前，他们首先要完成几门 3D 建模课程，以及打印阅读和动手制造过程。接下来是使用 Solidworks 进行参数化建模的重点。在 Herger 的课堂上，学生们开始接受 Mastercam 的强效饮食。 “我通常会给他们一个大项目来处理，例如模具工作或某些零件的模具。我的总体方法是为他们提供一个更全面的项目类型，而不是几个小而具体的练习，这些练习几乎没有提供实际应用的方式，”Herger 解释道。

例如，Herger 让他们对千分尺进行逆向工程，这是一种精密测量设备。学生们设计了几个用于制造千分尺零件的工具程序。然后，他们想出了如何使用 Mastercam 的高级功能在计算机实验室中对机器操作进行编程。 “我尝试给他们一个具有实际应用的项目，并且我尽量不给他们太多关于如何去做的硬性指导。当他们在我介入之前尝试自己解决问题时，他们会更有效地学习，”Herger 说。

根据 Herger 的说法，Mastercam 的许多功能（例如动态铣削）可以充分利用 CNC 机床的功能。 “我们用铝块制造了很多大而复杂的零件，我们主要关注的是 3D 表面铣削，以便为模具制造复杂的形状。一个很好的例子是千分尺的 U 形框架。这是一个大约六个小时的节目，模具出来的效果很好。当然，我们使用 Mastercam 从头到尾完成完成零件所需的所有轮廓和圆形刀具路径。我真的想不出我们至少没有触及过的任何三轴 CAM 功能。在 0-1 英寸（0-25.4 毫米）范围内测量的千分尺和设备的总长度约为 3 英寸（76.2 毫米）左右。我们用工具钢制作了一套模具来制作 U 形框架，并用工具钢制作了一个小印章，以便在千分尺的套筒上标记所有不同的数字和标记。”

千分尺项目中还包括一个用于旋转顶针的小模具。它在模具内包含微小的上升数字和位置标记。 “他们必须在 CAD 程序中放入许多不同的圆角，然后确保他们可以将这些微小的标记实际加工到模具中，”Herger 说。 “学生们进行了几次迭代来确定哪种 3D 铣削表面方法会有效，当然其中一些无法生成刀具路径。” Herger 报告说，学生们了解到并行类型的曲面加工刀具路径对他们需要编程的“奇怪”几何形状不太敏感。

该课程还为千分尺套筒上的所有 0.05 英寸（1.2 毫米）标记制作了一个标记模具，作为反向雕刻程序运行。 “他们加工出了所有外部区域，”他说，“并使用 1/8 英寸（3.175 毫米）、60o 雕刻工具留下了凸起的标记。我试图给他们留下深刻的印象，即他们应该利用他们可用的这项伟大技术的每一点来为自己谋取利益。”

Herger 对他的学生的大型 Indy 汽车顶点项目特别热情。 “因为我们在印第安纳波利斯，”他说，“我们很自然地接触到赛车界，甚至有自己的赛车运动项目。”

印第安纳波利斯赛车场的博物馆展出了一辆印地赛车的演示传输装置。它在许多地方被切断，所以任何人都可以看到里面发生了什么。直到去年秋天，它都是静态展示。

“我们很幸运地从博物馆获得了这个项目，在那里我们将动画和自动化传输，这样它就可以成为一个交互式显示器，可以慢速旋转，并允许参观者使用方向盘模型来移动它。车。所有连接小型电动机以转动变速器的支架，以及许多较小的部件和用于实际移动连杆的线性致动器，都是使用 Mastercam 加工的。”

使用 Mastercam 的动态铣削功能，学生能够非常快速地推动机器。 “例如，当涉及到支架时，”Herger 说，“我们从一个 2 x 2 x 2 英寸（50.8 x 50.8 x 50.8 毫米）的铝块开始，作为一个 5/8 英寸的组件（15.8 毫米）厚板，背面有几个圆柱形凸台，根据位置延伸到 ½” 和 ¾”（12.7-19 毫米）之间。”这些凸台允许将板用螺栓固定在变速箱上，同时仍为其提供一些对峙间隙。

“通过动态铣削程序，我们使用了 ½” (12.7 mm) 立铣刀和全切深来去除大部分材料。基本上，除了三个圆柱形凸台外，我们将所有材料去除到大约 1¼” (31.75 mm)，”他说。然后，他们使用 ½” (12.7-mm) 球头立铣刀在凸台底部留下圆角。 “我们让 Mastercam 提出刀具路径和动态铣削优化的切削操作。 Mastercam 的验证模拟功能是我们在运行每个程序之前使用的。”通过确认每个程序的所有步骤，他们确保没有潜在的问题。

“我不得不说，这个顶点项目以及许多其他项目对我们的学生和我们的项目来说都非常棒，”Herger 说。

有关 Mastercam-CNC Software Inc. 的更多信息，请访问 www.mastercam.com 或致电 860-875-5006。