比赛进行到火箭

乔治Balaschak知道，在设计和建造E-转到火箭，他穿越未知的土地。该项目将带来的不仅仅是创建另一个概念车的一位瑞士客户展示在年度日内瓦车展。Balaschak先生，TLC Carrossiers公司（西棕榈滩，佛罗里达州）的总裁意识到，他将进入一个种族融合的设计和制造在他的五人定制车店。意向更好的控制成本，挤​​掉交货期，他已决定把他的五轴加工工作室内。“我的目​​标是到汽车电子，然后模拟机从该模型我们的机加工车间复合材料车身面板的模具，”他解释说。

采用集成制造的理念，为制作今年的赛车，第三次这样的创作由Rinspeed公司设计的弗兰克·林德克内希特委托，是一项艰巨的任务。在短短半年时间，Balaschak先生要巩固基于旧博纳维尔盐滩赛车手一个模糊的概念，购买所需的制造软件和数控机械，并建立了汽车。

当生产机械已经到位，然而，他和他的团队将能够利用参数化CAD / CAM软件，这将有助于自动化总设计到生产过程中。TLC曾使用从产品建模软件参数技术公司（马萨诸塞州沃尔瑟姆）来设计前一年的概念车，单声道自我。今年Balaschak先生将通过集成制造仿真软件，延长他的“Pro / ENGINEER的”软件的熟练程度。

“火箭队是一个全新设计的肚油箱的汽车，在比赛邦纳维尔的启发，” Balaschak先生说。“这些老车手被称为腹罐车，因为它们基本上是四个轮子和发动机安装在空气动力学，从五十年代的空军战机下降肚油箱。像这些赛车手，我们的车是小而轻，但一个街景法律的单座是驾驶乐趣。”

一旦巴拉沙克先生和他的团队在CAD中创建了E-Go火箭的电子产品模型，他们就用4130铬钼钢制造了一个管状底盘。底盘设计有适当的安装点，用于转向齿条、独立悬架、增压福特眼镜蛇发动机（与奥迪变速箱和差速器总成匹配）以及其他购买和制造的部件。底盘为车身和内饰总成提供了安装点。

计算机辅助困惑

虽然组装从意味着不必设计复杂的系统的标准组件的动力传动系，所述组分构成了包装的挑战。“这辆车是小了如此大的动力传动系，” Balaschak先生解释说。“如果我们做了身体过于狭隘，例如，阀盖会凸出来。配件有四个催化转换器，两个消音器，以及两个大的排气管的街道法律排气系统中的中 - 后置发动机的配置是困难的，太。底盘或控制臂往往会设在这里我们希望把排气部件“。包装难题的另一个比较重要的一块是司机。Balaschak先生使用来自软件的人为因素图书馆的电子模特和定位这六英尺高的“奥斯卡”，在各种驾驶姿势在车辆找到人体工程学和美学的适当妥协。

没有IGES文件的动力传动部件是在这一计算机操作。因此，Balaschak和他的设计团队必须先开发出各种标准组件和组件的电子模型，然后才能开始摆弄这些部件。他们通过FaroArm测量系统(Faro Technologies, Lake Mary, Florida)收集的实际零件的三维点数据，并根据可用的少数蓝图生成了这个实体模型零件的几何形状。然后，他们把3D CAD零件和组件放在一起，指定组件之间的关系。

当Balaschak先生和工作人员通过修改车身、挡泥板和底盘设计来解决包装难题时，CAD软件跟踪并维护了所有关系。由于软件将电子模型中的每个零件存储为定义为尺寸和非几何参数的特征集合，因此每个参数的值会随着设计师修改模型而变化。因此，统一电子模型会自动更新。该软件允许TLC以电子方式进行所有原型制作，避免了传统的雕刻粘土模型、数字化以及随后设计传动系和其他系统以适应的方法。通过定义所有部件之间的关系，Balaschak先生可以在挡泥板上不断进行美学和功能上的变化，并自动更新配套部件。

“包装汽车的传统方法将采取更长的时间，”笔记Balaschak先生。“对于单独的排气系统，软件切设计，由第三包装和制造时间。一旦我们知道，催化转换器，消声器和管道将适合，在店内的家伙从二维截面图做了一个简单的木制灯具为了位置，并保持一定的排气部件的用于点焊，我们并不需要昂贵的生产夹具;我们只是需要一些东西来帮助我们定位排气管，他们是通过身体的突出“。

在这个过程中，技术人员遇到了一个惊喜：消声器比制造商的蓝图，大一点说，这是。“要求进行非常紧密的配合我们的设计，所以我们不得不做一些广告libbing对汽车本身，” Balaschak先生说。他能够事后反映差的电子模型，并保留和记录的排气系统和车身之间的实际关系。

制造起坐挑战

由于时间框架，使所有的组件拟合似乎很测试的。但是，拼图完成并不是最大的挑战是TLC在这个项目上遇到的。“最令人兴奋的部分被切割的车身面板模具上我们新的五轴桥工厂，” Balaschak先生说。他买了一台二手机器，测量x 144英寸的收率60英寸Z轴32英寸，并以新伺服电机和MDSI（密歇根州Ann Arbor）基于PC的触摸屏数控改造它。他不仅要在他已紧张的日程安排，机器购买和改造，挤出时间，但他也面临着从传统的手动车床的大飞跃，数控，磨，锯和小手工具，他的店已经完全过去使用。

在改造数控机床集成到自己的工作之上，Balaschak先生也不得不学习“的Pro / NC”，在CAD / CAM系统的NC编程应用。他会用机械和数控编程软件来设计车身模具的模型，并生成刀具路径削减他们，都没有任何正式的训练。

由于产品建模师的关联性，他能够从数据库中存储的曲面以电子方式创建车身面板的模具。只要零件的设计发生变化，软件就会自动更新模具和刀具路径。”为了创建每个模具的实体模型，我们首先生成一个2×4×8英尺的实体块来表示要切割的泡沫，并将其与相关面板表面相交。然后我们就让CAM软件来加工它。”

强大的编程工具

巴拉沙克现在可以专注于五轴移动编程，其中一些包括指定刀具方向。例如，对零件上的小搁板进行底切时，需要特定的刀具角度。在这里，他创建了一个参考平面和坐标系，从中定位工具。”我们当时实际上是在三个轴上加工，如果你不计算第四和第五个轴的位置，”他说。

另一个编程帮助是不仅能够创建几何体的镜像，还能够创建刀具轨迹的镜像。”PTC制造顾问Edwyn Pyron指出：“因为车辆是对称的，所以只需设计车辆的一侧并使用镜像功能创建另一侧，就可以节省大量时间。”镜像刀具路径可以节省更多时间，因为您可以绕过编程另一个零件的工作。”

对第一个模具（左侧挡泥板模具）进行编程大约需要3½小时。然后，巴拉沙克先生和派龙先生又花了45分钟用软件中的模拟模块验证程序。该练习通过显示参考模型和工件（所选刀具在刀具路径中移动），节省了时间，减少了潜在废料，并提供了视觉验证。

在此之后，随着软件的镜像功能，编程右侧挡泥板只用了15分钟。“我们没有检查，回忆说：”派隆先生。“我们可以直接去泡沫和削减它。”

通过它来机器罩模具的时间，Balaschak先生在其产生无差错方案的能力获得了信心。他决定验证他们是不值得额外的时间。“我们是在一个大的时间压榨，时钟滴答作响了快了，”他解释说。“所以，时间加工选中方案的储蓄远远超过破坏的泡沫块的小的风险。”这场赌博赢了。最后，他并没有破坏任何铸型，即使他是用编程软件的新手。

虽然典型的切割作业所需的三张通行证，通行证的实际数量依赖于部分。“在一些小配件，例如，我们直接去了精加工切削，” Balaschak先生说。“有没有意义，采取对他们的粗加工。在其他地方，虽然，我们深入到模体的时候了多达因为深度的限制五关”。

当与一个1英寸的球磨机深入到最车身模具挖，Balaschak先生的船员有3英寸换道粗加工在全6英寸工具深度。这种技术形成在所述泡沫，其中所述的技术人员可能会破坏或手动锯出来，而不是花时间车削把材料加工成尘块或细胞。那么该机将在0.950英寸跨距清理表面，留下的股票0.250英寸。“对成品表面，我们使用第十步距，并为0.005英寸，留下美好的表面的残留高度控制，” Balaschak先生说。“我们可以收紧扇贝控制，但会权衡加工时间。”

比赛赢得大

最后，设计的无缝集成和制造允许TLC加工模具，奠定了车身面板和完成装配，油漆和测试驾驶的汽车在一个月内。“我们加工的1月24日的第一模具并交付汽车2月24日，” Balaschak先生说。“最后的模具，我们切是车牌框2月18日，星期三，我们夜以继日地制造复合材料部件，它安装在周四，涂身体周六，把整个身体在底盘上周日清晨。”周日和周一度过了拍摄的宣传照片和录像。周二赛车空气freighted瑞士。

“满足我们的交付日期意味着同时编程刀具路径、加工模具和层压复合板，”他继续说如果没有计算机建模和仿真程序，该项目将花费更长的时间和两倍的成本。使用电脑是一个相当大胆的方法，但它让我们经济地创造了一辆一次性汽车。”将良好的工艺与电脑电源相结合，控制了成本，赢得了与时间的竞赛。

关于作者：万里帕克写道：在这里代表参数技术公司，同时也是委员会竞争力的制造业在罗得岛大学的进步经理。