對于全球航空產(chǎn)業(yè)來說,，2018年或許又將是一個“喜憂參半”的年份——貿(mào)易保護(hù)主義抬頭,，外部環(huán)境不佳，增長跌宕不均,，但愈發(fā)突出發(fā)展質(zhì)量,。風(fēng)云激蕩的產(chǎn)業(yè)態(tài)勢，既帶來挑戰(zhàn),，也蘊(yùn)含機(jī)遇,，只有持續(xù)修煉“內(nèi)功”，不斷提升實(shí)力,，才能把握機(jī)遇,，逆風(fēng)翱翔。
激烈的市場競爭中,，任何一家航空制造商都明白：唯有不斷增強(qiáng)制造實(shí)力,，不斷提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，才能在競爭中勝出,。然而,，眾所周知，航空部件使用的材料特殊,，對質(zhì)量,、精度和可靠性有著極高的要求，加工起來本就面臨不少難題,；在保證質(zhì)量和精度的前提下,，要想提升加工效率，更是難上加難,。
位于美國馬薩諸塞州的航空代工制造企業(yè)Concept Reality Inc（以下簡稱Concept公司）,，不久前就面臨著質(zhì)量和效率上的雙重難題。這家企業(yè)擁有多位全球航空領(lǐng)域的知名客戶,，而且客戶們不約而同地向其提出了要求——要快速提升產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率,，以搶占市場機(jī)遇。Concept公司一直沿用傳統(tǒng)加工技術(shù),，要滿足客戶需求,，就必須改進(jìn)加工技術(shù),，采用新的加工策略。經(jīng)過多方找尋,，Concept公司最終選擇了全球領(lǐng)先的CAM 解決方案供應(yīng)商——OPEN MIND公司作為自己的合作伙伴,。最終雙方合作所取得的成就，頗令人驚訝,。
OPEN MIND公司在全球5 軸技術(shù)領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位,，憑借著 hyperMILL 軟件的強(qiáng)大功能以及大量相關(guān)專利的亮眼表現(xiàn)，不斷助力航空航天,、汽車,、模具等眾多行業(yè)的復(fù)雜工件加工解決方案的實(shí)際落地及深入應(yīng)用，收獲了眾多用戶的高度好評,。
強(qiáng)大功能,，便捷操作
hyperMILLL軟件可以說是OPEN MIND公司絕佳實(shí)力的完美體現(xiàn)——其能夠?yàn)橛脩籼峁┒喾N功能強(qiáng)大的5軸策略，例如,，可對深腔陡壁等苛刻幾何形狀進(jìn)行編程和加工的5軸型腔加工策略,，以及能將3D刀具路徑轉(zhuǎn)換為5軸聯(lián)動加工刀路完成加工的5軸再加工策略。同時(shí),，其5 軸策略還可用于加工曲面,，以5X端面加工為例，在加工適度彎曲的較大曲面時(shí),，端面加工通過使用更大的路徑間距縮短銑削時(shí)間,；在凹面加工時(shí)則可自適應(yīng)刀具傾斜角度以確保更高的表面質(zhì)量。另外,，得益于分層進(jìn)給和毛坯偵測選項(xiàng),，此策略也適用于非常高效的5軸粗加工。
除了強(qiáng)大的5軸加工實(shí)力,，hyperMILL高度的便捷性也是其備受市場歡迎的重要原因,，即使是最復(fù)雜的5軸任務(wù)，也可輕松快速編程,。眾多自動化和特定功能可確保 NC 程序在短時(shí)間內(nèi)編制完成,，不需用戶有行業(yè)特定專業(yè)知識。在節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí),，CAM 系統(tǒng)還會對刀具路徑進(jìn)行自動干涉檢查,，極大地確保了工序的可靠性。
復(fù)雜工件 傾斜策略
hyperMILL強(qiáng)大的5軸策略以及高度的便捷性,，非常契合Concept公司的需求,，而在實(shí)際運(yùn)用中， hyperMILL更是直擊Concept公司所面臨的“痛點(diǎn)”,，使得困擾已久的難題迎刃而解,。
原來,，航空制造所需加工的零件,，有不少都是深腔,、高陡壁和倒扣等復(fù)雜幾何形狀。這樣的零件,，只有在增加刀具長度的情況下才能加工,，但與此同時(shí)，卻存在著碰撞問題,，不僅會造成刀具損害,，更有可能造成零件報(bào)廢，形成巨大損失,。OPEN MIND公司的工程師經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)際調(diào)研后認(rèn)為,，要解決這些難題，需要精確定義銑削區(qū)域并精準(zhǔn)計(jì)算出該區(qū)域中使5軸加工在不發(fā)生碰撞情況下可順利完成的諸多刀具角度,。因此,，只有聯(lián)動加工才能做到。而為了高效利用機(jī)床并減少磨損,、保障工件質(zhì)量,，在加工中必須盡可能減少完成任務(wù)所需的機(jī)床運(yùn)動。
基于此,，OPEN MIND工程師們擬定了極具針對性的加工方案：充分利用hyperMILL軟件所提供的使用固定刀具角度的多軸定位的策略,。在該策略下，當(dāng)部件位置發(fā)生改變時(shí),，可以直接加工而無需多次裝夾,，使得每個加工操作都可以使用相同的刀軸方向。即使工作平面發(fā)生偏移或傾斜,，刀軸仍然可保持在工作平面Z軸的恒定方向上,，刀具也會始終與工作平面成 90 度角。而當(dāng)采用“使用固定 3+2 的銑削選項(xiàng)”（又稱分段定軸加工）時(shí),，hyperMILL則會提供一個定義銑削區(qū)域的選項(xiàng),，將之分段并使用一個固定刀軸進(jìn)行加工。內(nèi)含的3D 加工操作可以直接旋轉(zhuǎn)刀具并將其結(jié)果直接設(shè)定為加工的方向,。編程時(shí)可以從單個加工方向和帶有刀具的不同角度對銑削區(qū)域進(jìn)行碰撞檢查,。hyperMILL還可以輕松的將銑削區(qū)域分割成幾部分，且不會有過多重疊或留有縫隙,。相鄰區(qū)域的銑削刀軌路線和曲面質(zhì)量亦可以被精準(zhǔn)地確定,。
此外，hyperMILL還為此策略提供了自動化功能,。由于可實(shí)現(xiàn)的進(jìn)給速度是由最慢的軸決定的,，所以好的5軸聯(lián)動加工路徑的秘訣不在于產(chǎn)生運(yùn)動,，而是盡可能減少不必要的運(yùn)動并優(yōu)化軸運(yùn)動。因此,，hyperMILL對不必要的軸運(yùn)動進(jìn)行自動分度,。只有在上述不能起作用的位置才執(zhí)行完全地聯(lián)動操作。
強(qiáng)大的多軸定位策略及自動化功能,，使得長期困擾Concept公司的加工難題得到徹底解決,，顯著提升了工件質(zhì)量，降低了成本,。
創(chuàng)新組合：刀具與特殊策略算法
更讓Concept公司感到欣喜的,，是hyperMILL所帶來的效率的巨大提升——hyperMILL MAXX Machining 高性能組件，讓Concept公司的整個加工過程煥然一新,。其創(chuàng)新性的螺旋傾斜聯(lián)動銑削的5 軸螺旋銑孔功能,，可替代預(yù)鉆孔和鉆孔的解決方案，以非常高效且對刀具友好的方式加工大尺寸圓形型腔,，即使針對航空部件這樣的難加工材料也可輕松應(yīng)對,。另外，該組件中的一項(xiàng)創(chuàng)新策略——精加工模塊,，通過同時(shí)應(yīng)用創(chuàng)新的 5 軸切向平面加工策略以及兼具圓桶刀和球頭刀功能的錐形圓桶刀,，帶來了加工質(zhì)量和效率的雙重提升。
長期以來,，人們一直將平面精加工視為非常成熟的工藝,，并理所當(dāng)然地接受了使用球頭刀行切銑削以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量表面所需的加工時(shí)間。事實(shí)上,，OPEN MIND 突破傳統(tǒng)思維的這一創(chuàng)新組合,，給用戶帶來了最切實(shí)的收益?！芭c使用球頭刀,、圓鼻刀的傳統(tǒng)加工方法相比，hyperMILL MAXX Machining 精加工工序?qū)⒌毒呗窂街g的垂直步距增加了 12 倍,。這在降低切削深度的同時(shí),，還使每個零件的精加工操作時(shí)間減少 5 個小時(shí)?！盋oncept公司總裁Chris Nunn 先生欣喜地說道,，“這使我們能夠在更短的時(shí)間內(nèi)提供更優(yōu)質(zhì)的零件，從而給用戶帶來了巨大優(yōu)勢,?！?/p>
在此策略下，錐形圓桶刀具的半徑非常大,，范圍為 250 mm 到 1,500 mm,，這些大半徑也使6mm 和8 mm 的精加工步距成為可能,。圓桶刀上具有球頭刀尖，無需切換刀具就可精加工倒圓內(nèi)角等鄰近區(qū)域,，并且可高效安全地加工難達(dá)區(qū)域,。OPENMIND 的資深工程師們反復(fù)驗(yàn)證，使用這些創(chuàng)新策略,，加工時(shí)間的節(jié)省可以高達(dá) 90%,。
事實(shí)上，除了航空航天產(chǎn)業(yè),，hyperMILL 開發(fā)人員還為其他諸多行業(yè)的多樣復(fù)雜工件加工開發(fā)了專用解決方案，例如用于制造葉輪和葉盤,、渦輪葉片或輪胎模具的專業(yè)解決方案,，專為發(fā)動機(jī)進(jìn)氣道和排氣道以及泵和壓縮機(jī)管道出入口開發(fā)的高效解決方案等，均能為客戶帶來產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)和加工效率的提升,?！盎仡櫯cConcept公司合作的經(jīng)歷，雙方通過緊密協(xié)作,，圓滿解決了加工中的一系列痛點(diǎn)難點(diǎn)問題,。” OPEN MIND公司相關(guān)負(fù)責(zé)人信心滿滿地說道,，“未來,，我們將堅(jiān)持研發(fā)和創(chuàng)新，不斷滿足用戶的特定要求,，將高效優(yōu)質(zhì)的5軸加工解決方案拓展至更多行業(yè)和領(lǐng)域,，以助力用戶提高生產(chǎn)力，獲得更好的制造成本收益,?！?/p>
hyperMILL? MAXX Machining 精加工模塊在精加工此航空零件時(shí)大幅增加了圓桶刀路徑的水平步距。
圖像來源 (1)：圖片由 Concept Reality Inc. 提供
創(chuàng)新策略：可在最短時(shí)間內(nèi)完成平面加工的 5 軸切向平面加工
使用固定刀具角度的多軸定位加工
hyperMILL 5 軸彎管程序包：用于可靠加工復(fù)雜幾何形狀的先進(jìn) 5 軸技術(shù)
5 軸聯(lián)動加工：全自動計(jì)算經(jīng)過碰撞檢查的刀具路徑
路徑優(yōu)化 5 軸鉆孔
關(guān)于hyperMILL? 軟件
hyperMILL? 軟件以簡單,、安全,、通用、快速等優(yōu)勢贏得了廣大用戶的青睞,，尤其在輪胎模具加工,、整體葉輪葉盤加工和航空航天制造領(lǐng)域等高端領(lǐng)域，hyperMILL? 軟件已經(jīng)成為首選,。hyperMILL? 系統(tǒng)中高效內(nèi)嵌了諸如 2,5D,、3D 以及 5 軸銑削/銑削車削等策略，以及諸如 HSC 和 HPC 等加工操作,。領(lǐng)先的 5 軸加工軟件不斷拓展加工中心的極限,，以滿足對復(fù)雜零件和先進(jìn)材料的特殊行業(yè)要求,。
hyperMILL? 完美、精確,、創(chuàng)新的高效加工策略 hyperMILL? MAXX Machining,、虛擬加工解決方案hyperMILL? VIRTUAL Machining、創(chuàng)新車削,、專業(yè)加工包等策略,，處處體現(xiàn)著其“追求極致加工”的產(chǎn)品理念。
關(guān)于 OPEN MIND Technologies AG
OPEN MIND 是全球最受歡迎的強(qiáng)大 CAM 解決方案開發(fā)商之一,，產(chǎn)品專門用于獨(dú)立于機(jī)床和控制器的編程,。
OPEN MIND 可設(shè)計(jì) CAM 優(yōu)化解決方案，包括大量其他產(chǎn)品無法提供的創(chuàng)新功能,，顯著提升了編程和加工性能,。hyperMILL? CAM 系統(tǒng)中高效內(nèi)嵌了諸如 2,5D、3D 以及 5 軸銑削/銑削車削等策略,，以及諸如 HSC 和 HPC 等加工操作,。歸功于 hyperMILL? 與當(dāng)前所有 CAD 解決方案和眾多編程自動化工具的全面兼容性，客戶可最大限度地享受產(chǎn)品的優(yōu)勢,。
根據(jù) CIMdata 編制的 2017 年 NC 市場分析報(bào)告,，OPEN MIND 是世界前五大 CAM/CAD 制造商之一。OPEN MIND 的 CAM/CAD 解決方案可滿足汽車,、工具和模具制造,、生產(chǎn)加工、醫(yī)療,、加工車間,、能源和航空業(yè)的最高需求。OPEN MIND 的業(yè)務(wù)遍布亞歐美等所有重要市場,，是一家 Mensch und Maschine 公司,。