對(duì)于全球航空產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，2018年或許又將是一個(gè)“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(zhǎng)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(shì),，既帶來(lái)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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)中勝出。然而,，眾所周知,，航空部件使用的材料特殊，對(duì)質(zhì)量,、精度和可靠性有著極高的要求,，加工起來(lái)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(guó)馬薩諸塞州的航空代工制造企業(yè)Concept Reality Inc（以下簡(jiǎn)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(chǎng)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(guò)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(píng),。

強(qiáng)大功能,，便捷操作

　　hyperMILLL軟件可以說(shuō)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(duì)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(dòng)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(guò)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(cè)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(chǎng)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(dòng)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(shí),。在節(jié)省大量時(shí)間的同時(shí)，CAM 系統(tǒng)還會(huì)對(duì)刀具路徑進(jìn)行自動(dòng)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(lái),，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(zhǎng)度的情況下才能加工,，但與此同時(shí),，卻存在著碰撞問(wèn)題，不僅會(huì)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(dòng)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(dòng),。

　　基于此，OPEN MIND工程師們擬定了極具針對(duì)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(wú)需多次裝夾,，使得每個(gè)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(huì)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(huì)提供一個(gè)定義銑削區(qū)域的選項(xiàng)，將之分段并使用一個(gè)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(gè)加工方向和帶有刀具的不同角度對(duì)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(huì)有過(guò)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(dòng)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(dòng)加工路徑的秘訣不在于產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),，而是盡可能減少不必要的運(yùn)動(dòng)并優(yōu)化軸運(yùn)動(dòng),。因此，hyperMILL對(duì)不必要的軸運(yùn)動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)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(dòng)操作,。

　　強(qiáng)大的多軸定位策略及自動(dòng)化功能，使得長(zhǎng)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(lái)的效率的巨大提升——hyperMILL MAXX Machining 高性能組件,，讓Concept公司的整個(gè)加工過(guò)程煥然一新。其創(chuàng)新性的螺旋傾斜聯(lián)動(dòng)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(duì)刀具友好的方式加工大尺寸圓形型腔,，即使針對(duì)航空部件這樣的難加工材料也可輕松應(yīng)對(duì),。另外，該組件中的一項(xiàng)創(chuàng)新策略——精加工模塊,，通過(guò)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(lái)了加工質(zhì)量和效率的雙重提升。

　　長(zhǎng)期以來(lái),，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(lái)了最切實(shí)的收益。“與使用球頭刀,、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(gè)零件的精加工操作時(shí)間減少 5 個(gè)小時(shí),。”Concept公司總裁Chris Nunn 先生欣喜地說(shuō)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(lái)了巨大優(yōu)勢(shì)?！?/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(wú)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(kāi)發(fā)人員還為其他諸多行業(yè)的多樣復(fù)雜工件加工開(kāi)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(dòng)機(jī)進(jìn)氣道和排氣道以及泵和壓縮機(jī)管道出入口開(kāi)發(fā)的高效解決方案等,，均能為客戶帶來(lái)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(guò)緊密協(xié)作，圓滿解決了加工中的一系列痛點(diǎn)難點(diǎn)問(wèn)題,?！?OPEN MIND公司相關(guān)負(fù)責(zé)人信心滿滿地說(shuō)道，“未來(lái),，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,。”

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(lái)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(dòng)加工：全自動(dòng)計(jì)算經(jīng)過(guò)碰撞檢查的刀具路徑 

路徑優(yōu)化 5 軸鉆孔 

圖像來(lái)源：OPEN MIND