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。風云激蕩的產(chǎn)業(yè)態(tài)勢，既帶來挑戰(zhàn)，也蘊含機遇，只有持續(xù)修煉“內(nèi)功”，不斷提升實力，才能把握機遇，逆風翱翔。
激烈的市場競爭中，任何一家航空制造商都明白：唯有不斷增強制造實力，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，以搶占市場機遇。Concept公司一直沿用傳統(tǒng)加工技術，要滿足客戶需求，就必須改進加工技術，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先的CAM 解決方案供應商——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 軸技術領域一直處于領先地位，憑借著 hyperMILL 軟件的強大功能以及大量相關專利的亮眼表現(xiàn)，不斷助力航空航天、汽車、模具等眾多行業(yè)的復雜工件加工解決方案的實際落地及深入應用，收獲了眾多用戶的高度好評。
強大功能，便捷操作
hyperMILLL軟件可以說是OPEN MIND公司絕佳實力的完美體現(xiàn)——其能夠為用戶提供多種功能強大的5軸策略，例如，可對深腔陡壁等苛刻幾何形狀進行編程和加工的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，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，端面加工通過使用更大的路徑間距縮短銑削時間；在凹面加工時則可自適應刀具傾斜角度以確保更高的表面質(zhì)量。另外，得益于分層進給和毛坯偵測選項，此策略也適用于非常高效的5軸粗加工。
除了強大的5軸加工實力，hyperMILL高度的便捷性也是其備受市場歡迎的重要原因，即使是最復雜的5軸任務，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)省大量時間的同時，CAM 系統(tǒng)還會對刀具路徑進行自動干涉檢查，極大地確保了工序的可靠性。
復雜工件 傾斜策略
hyperMILL強大的5軸策略以及高度的便捷性，非常契合Concept公司的需求，而在實際運用中， hyperMILL更是直擊Concept公司所面臨的“痛點”，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，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廢，形成巨大損失。OPEN MIND公司的工程師經(jīng)過現(xiàn)場實際調(diào)研后認為，要解決這些難題，需要精確定義銑削區(qū)域并精準計算出該區(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所需的機床運動。
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，當部件位置發(fā)生改變時，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。而當采用“使用固定 3+2 的銑削選項”（又稱分段定軸加工）時，hyperMILL則會提供一個定義銑削區(qū)域的選項，將之分段并使用一個固定刀軸進行加工。內(nèi)含的3D 加工操作可以直接旋轉刀具并將其結果直接設定為加工的方向。編程時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)量亦可以被精準地確定。
此外，hyperMILL還為此策略提供了自動化功能。由于可實現(xiàn)的進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)生運動，而是盡可能減少不必要的運動并優(yōu)化軸運動。因此，hyperMILL對不必要的軸運動進行自動分度。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對。另外，該組件中的一項創(chuàng)新策略——精加工模塊，通過同時應用創(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，并理所當然地接受了使用球頭刀行切銑削以實現(xiàn)高質(zhì)量表面所需的加工時間。事實上，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 精加工工序將刀具路徑之間的垂直步距增加了 12 倍。這在降低切削深度的同時，還使每個零件的精加工操作時間減少 5 個小時。”Concept公司總裁Chris Nunn 先生欣喜地說道，“這使我們能夠在更短的時間內(nèi)提供更優(yōu)質(zhì)的零件，從而給用戶帶來了巨大優(yōu)勢。”
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區(qū)域。OPENMIND 的資深工程師們反復驗證，使用這些創(chuàng)新策略，加工時間的節(jié)省可以高達 90%。
事實上，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)動機進氣道和排氣道以及泵和壓縮機管道出入口開發(fā)的高效解決方案等，均能為客戶帶來產(chǎn)品質(zhì)量的改進和加工效率的提升。“回顧與Concept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難點問題。” OPEN MIND公司相關負責人信心滿滿地說道，“未來，我們將堅持研發(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：用于可靠加工復雜幾何形狀的先進 5 軸技術
5 軸聯(lián)動加工：全自動計算經(jīng)過碰撞檢查的刀具路徑
路徑優(yōu)化 5 軸鉆孔
關于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域等高端領域，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。領先的 5 軸加工軟件不斷拓展加工中心的極限，以滿足對復雜零件和先進材料的特殊行業(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。
關于 OPEN MIND Technologies AG
OPEN MIND 是全球最受歡迎的強大 CAM 解決方案開發(fā)商之一，產(chǎn)品專門用于獨立于機床和控制器的編程。
OPEN MIND 可設計 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)務遍布亞歐美等所有重要市場，是一家 Mensch und Maschine 公司。