hyperMILL 五軸加工策略讓復(fù)雜工件加工時間節(jié)省90%
2019-2-21 來源：- 作者：王 哲
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(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(zhǔn)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，hyperMILLMAXX 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(dá)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(dá)90%。
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 公司負(fù)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.
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