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(fēng)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(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(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際落地及深入應(yīng)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(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，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(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(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(fù)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(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，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(wù)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(dāng)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(dāng)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(zhuǎn)刀具并將其結(jié)果直接設(shè)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(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，該組件中的一項創(chuàng)新策略——精加工模塊，通過同時應(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?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，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(fù)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(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(guān)負責(zé)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(lǐng)域，以助力用戶提高生產(chǎn)力，獲得更好的制造成本收益。”
圖像來源 (1)：圖片由 Concept Reality Inc. 提供
圖像來源：OPEN MIND
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(shè)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(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。
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(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際落地及深入應(yīng)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(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，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(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(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(fù)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(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，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(wù)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(dāng)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(dāng)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(zhuǎn)刀具并將其結(jié)果直接設(shè)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(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，該組件中的一項創(chuàng)新策略——精加工模塊，通過同時應(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?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，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(fù)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(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(guān)負責(zé)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(lǐng)域，以助力用戶提高生產(chǎn)力，獲得更好的制造成本收益。”
圖像來源 (1)：圖片由 Concept Reality Inc. 提供
圖像來源：OPEN MIND
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(shè)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(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。