Tops Capstone Indy Car Engineering Project の Mastercam CAD/CAM

本当に「頭を悩ませる」工学プログラムになると、工学技術学部の IUPUI 機械工学技術プログラムを超えるのは難しいでしょう。インディアナ大学 - パデュー大学インディアナポリス (IUPUI) の共有キャンパスにあります。

プログラム講師の Ed Herger は、現場での強力な製造業のバックグラウンドを教室にもたらします。彼のキャリアは、材料科学の研究開発分野での数年間の業界での経験から始まり、熱器具から運動器具に至るまでの製品の製造に移りました。その後、カリフォルニア州の Haas Automation Inc. 系列のコミュニティ カレッジで非常勤教授として教育のキャリアを開始しました。そこでは、Haas CNC 工作機械を使用した実践的な学習と、コネチカット州トーランドの CNC Software Inc. のソフトウェアを使用した操作に重点を置いていました。 Mastercam CAD/CAM ソフトウェア

「機械工学とは対照的に、IUPUI で機械工学技術を学ぶことを選択した学生は、設計分野を超えて、製造現場で起こっていることにさらされています」と Herger 氏は述べています。 「Mastercam、Solidworks、またはここで教えているその他のソフトウェア プログラムのいずれであっても、彼らは大学卒業後すぐに適用できる多くの実践的なスキルを習得しています。」

このプログラムの学生は、最初の 2 年間をさまざまな学問分野に費やし、その後 3 年生からテクノロジー自体に本格的に取り組みます。最近まで、プログラムはオンライン教材をほとんど使用せず、教室での講義と実践的なプロジェクトの従来のカリキュラムに集中していました。 CAM ソフトウェアに関して言えば、Mastercam for Solidworks はプログラムへのアドインとして教えられました。

Herger 氏は次のように述べています。これは、Mastercam と Mastercam University のオンラインの利点に集中することを意味しました。これにより、私たちの学生は、科学の学士号に加えて、私たちの研究室と学生自身のラップトップや自宅のコンピューターの両方でオンライン レッスンを受けて、習熟度証明書を取得するオプションを得ることができます。」

Herger は、Mastercam 大学から 2 つまたは 3 つの単元を取り、学生にそれらの単元を自分で受講させ、それらの資料に示されている CAM の操作または機能に基づいて課題を与えました。 「クラスでは、Mastercam のレッスンと自分の課題をコンピューターに入れ、それらを大画面に投影して、さまざまな作業グループとさまざまな操作を共有します。私のクラスでは、学生は最初から最後までオンライン コースをたどるだけです。私は彼らがレッスンを受けている間、彼らを監視しています。彼らは Mastercam University の課題と私自身の課題を見事に完了しました。」

Ed Herger の CAM クラスに参加する前に、学生はまず 3D モデリングのいくつかのコースを修了し、印刷物を読んだり、製造プロセスを実践したりします。続いて、Solidworks を使用したパラメトリック モデリングに焦点を当てます。 Herger のクラスに入ると、学生は Mastercam の強力な食事を受け始めます。 「私は通常、金型作業や特定の部品の金型など、取り組む大きなプロジェクトを彼らに与えます。私の全体的なアプローチは、実践的な応用をほとんど提供しないいくつかの小規模で具体的な演習とは対照的に、より包括的なタイプのプロジェクトを彼らに提供することです」と Herger は説明します。

たとえば、Herger は、精密測定装置であるマイクロメーターをリバース エンジニアリングしました。学生たちは、マイクロメータの部品を作るためのツーリング用にいくつかのプログラムを設計しました。次に、Mastercam の高度な機能を使用して、コンピュータ ラボで機械の操作をプログラムする方法を見つけました。 「私は彼らに実際に適用できるプロジェクトを与えようとしていますが、それを行う方法についてあまり多くの厳しいガイドラインを与えないようにしています。私が飛び込む前に自分で物事を理解しようとすると、より効果的に学習します」と Herger 氏は言います。

Herger 氏によると、Dynamic Milling などの Mastercam の機能の多くにより、CNC マシンの機能を最大限に活用できます。 「私たちはアルミニウム ブロックから多くの大きくて複雑な部品を作成してきましたが、型や金型の複雑な形状を作成するための 3D サーフェス フライス加工に重点を置いています。その好例がマイクロメータのU字型フレームです。それは約6時間のプログラムで、ダイは素晴らしいものになりました.もちろん、Mastercam を使用して部品を完成させるために必要なすべての輪郭加工と円タイプのツールパスを最初から最後まで行います。少なくとも触れていない 3 軸 CAM 機能は思い浮かびません。マイクロメータは 0 ～ 1 インチ (0 ～ 25.4 mm) の範囲で測定され、デバイスの全長は約 3 インチ (76.2 mm) 程度でした。 U 字型のフレームを作るために工具鋼で一連の金型を作成し、マイクロメーターのスリーブにさまざまな番号とマーキングを付けるために、同じく工具鋼で小さなスタンプを作成しました。」

マイクロメーターのプロジェクトには、回転シンブル用の小さな金型も含まれていました。金型内に小さな昇順の数字と位置マークが含まれていました。 「彼らは CAD プログラム内に多数の異なるフィレットを配置し、それらの小さなマーキングを金型に実際に機械加工できることを確認する必要がありました」と Herger 氏は言います。 「学生たちは、どの 3D ミリング サーフェス アプローチが効果的かを判断するために数回繰り返しましたが、確かにそのうちのいくつかはツールパスを生成できませんでした。」 Herger は、プログラミングに必要な「奇妙な」ジオメトリに対して、パラレル タイプのサーフェス ツールパスは少し敏感ではないことを学生が学んだことを報告しました。

このクラスでは、逆彫刻プログラムとして実行される、マイクロメーター スリーブ上のすべての 0.05 インチ (1.2 mm) マークのマーキング ダイも作成しました。 「彼らはすべての外側の領域を機械加工しました」と彼は言いました。私は彼らに、彼らが利用できるこの優れたテクノロジーをすべて活用するべきだという印象を与えようとしています。」

Herger は、生徒たちのための大きなインディカーの絶頂プロジェクトに特に熱心です。 「私たちはインディアナポリスにいるからです」と彼は言いました。

インディアナポリス モーター スピードウェイの博物館には、インディカーのデモンストレーション トランスミッションが展示されています。中に何が入っているのか誰でもわかるように、あちこちが切り取られています。昨年の秋までは静的なディスプレイでした。

「博物館からプロジェクトを入手できて幸運でした。トランスミッションをアニメーション化して自動化することで、低速で回転し、訪問者が同じステアリングホイールのモデルでシフトできるインタラクティブなディスプレイになります。車。トランスミッションを回転させる小さな電気モーターを接続するすべてのブラケットや、実際にリンケージをシフトするための多くの小さなコンポーネントとリニア アクチュエーターは、Mastercam を使用して機械加工されました。」

Mastercam のダイナミック ミリング機能を使用して、学生は非常に速く機械を動かすことができます。 「たとえば、ブラケットに関しては」と Herger 氏は言います。 (15.8 mm) の厚さのプレートで、背面にいくつかの円筒形のボスがあり、位置によって ½ インチから ¾ インチ (12.7 から 19 mm) の間のどこかに伸びています。」これらのボスにより、スタンドオフ クリアランスを確保しながら、プレートをトランスミッションにボルトで固定することができました。

「ダイナミック ミーリング プログラムでは、1/2 インチ (12.7 mm) のエンド ミルと完全な切込みを使用して、ほとんどの材料を除去しました。基本的に、3 つの円筒形のボスを除いて、すべての材料を約 1¼ インチ (31.75 mm) まで除去しました」と彼は言いました。次に、½ インチ (12.7 mm) のボール エンド ミルを使用して、ボスの底にフィレットを残しました。 「Mastercam にツールパスとダイナミック ミリング最適化された切削操作を考え出させました。 Mastercam の検証シミュレーション機能は、すべてのプログラムを実行する直前に使用するものです。」各プログラムのすべての手順を確認することで、潜在的な問題がないことを確認しました。

「この絶頂プロジェクトは、他の多くのプロジェクトと同様に、学生とプログラムにとって素晴らしいものでした」と Herger 氏は言います。

Mastercam-CNC Software Inc. の詳細については、www.mastercam.com にアクセスするか、860-875-5006 に電話してください。