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hyperMILL 五軸加工策略讓複（fù）雜工（gōng）件加工時間節省90%

2019-2-21 來源：- 作者：王哲

位於美國馬薩諸塞州的航空代工製造企業Concept Reality Inc（以下簡稱Concept 公司），不（bú）久前就麵臨著質量和效率上的雙重難題。這家企業擁有多位全球航空領域（yù）的知名客戶，而且客戶們不約而同地向（xiàng）其提出了要（yào）求——要快（kuài）速提升產品質量和加工效率，以搶占市場機遇（yù）。Concept 公司（sī）一直（zhí）沿用傳統加（jiā）工技術，要滿足客戶需求（qiú），就必須改進加（jiā）工技術（shù），采用新的加工策略。經過多方找尋，Concept 公司最終選擇了全球（qiú）領先的CAM 解（jiě）決方案供應商——OPEN MIND公司作為自己的合作夥伴（bàn）。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）域一直處於領先地位，憑（píng）借著 hyperMILL 軟件（jiàn）的強大功（gōng）能以及大（dà）量相關專利的亮眼表現，不（bú）斷助力（lì）航空（kōng）航天、汽車、模具等眾多行業的複雜工件加工解決方案的實際落地及深入（rù）應用，收獲（huò）了眾多用（yòng）戶的（de）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——其能夠為用戶提供（gòng）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（gōng）的5 軸型腔加（jiā）工策略，以及能將3D 刀具路徑轉換為5 軸聯動加工刀路完成加工的5 軸再（zài）加工策略。同時，其5 軸策略還可用於加工（gōng）曲麵，以5X 端麵加工為例，在加工適度彎曲的較（jiào）大曲麵時，端麵加工通過使用更大的路徑間距縮短（duǎn）銑削時間; 在凹麵加工時則可自適應刀具傾斜角度以確保更高的表麵質量。

另外，得益於分（fèn）層進給和毛坯偵測選項，此策略也適用於非常高效的5 軸粗加工。除了強大的5 軸加工實力，hyperMILL 高度的便捷性也（yě）是其備受（shòu）市場歡迎的重要原（yuán）因，即使是最（zuì）複雜的5 軸任務，也可輕（qīng）鬆（sōng）快（kuài）速編程。眾多自動化和特定功能可確保 NC 程（chéng）序在短時間內編（biān）製完成，不需用戶有行業特定專業知識。在節省大量時（shí）間的（de）同時，CAM 係統還會（huì）對刀具路徑進行自動幹涉檢查，極大地確保了工序的可靠性。複雜工件傾斜策略hyperMILL 強大（dà）的（de）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 公司所麵臨的（de）“痛點”，使得困擾已久的難題（tí）迎刃而解。原來，航空製造（zào）所需加工的零件，有不少都是深腔、高陡（dǒu）壁和倒扣等複雜幾何（hé）形狀（zhuàng）。這樣（yàng）的零件，隻有（yǒu）在增加刀具長度的情（qíng）況下才能加工，但與此同時，卻存在著碰撞問題，不僅（jǐn）會造成刀具損害，更有可（kě）能造成零件報廢，形成巨（jù）大損失。

OPEN MIND 公司的工程師經過現（xiàn）場實際調研後認為，要解決這些難題，需要精（jīng）確定義銑削區域並精準計算出該區域中使5 軸加工在不發生碰撞情況下可順利完成的（de）諸多（duō）刀具角度。因（yīn）此，隻有（yǒu）聯動加工才能做到。而為了（le）高效利用機床並減少磨損、保障工件質量，在加工中必須盡可能減少完成任務所需的機床運動。

基於此，OPEN MIND 工程師們擬定了極具（jù）針對性的加工方案: 充分利用（yòng）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（xià），當部件位置發生改變（biàn）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（jí）使工作平麵（miàn）發生偏移或傾斜，刀（dāo）軸仍然可保持在工作平麵Z 軸的恒定方向上，刀（dāo）具也會（huì）始終（zhōng）與工作平麵成 90 度角。而當（dāng）采用（yòng）“使用固定 3+2 的銑削項”（又稱分段定軸加工）時，hyperMILL 則會（huì）提供（gòng）一個（gè）定義銑削（xuē）區域的選項，將之分段並使用一個固定刀軸進行加工。內含的3D 加工操作可以直接旋轉刀具並將其結果直接設定為加工的方向。編程（chéng）時可以從單個加工方向和帶有刀（dāo）具的不同角度對銑削（xuē）區域進（jìn）行碰撞檢查。hyperMILL 還可（kě）以輕鬆的將銑削區域分割成幾部分，且不會有過多重疊或留有縫隙。相鄰區域的（de）銑削刀軌路線和曲麵質量亦可以被精準地確定。

此外，hyperMILL 還為此策（cè）略提供了自動化功能。由於可實現的進給速度是由最慢的軸決定的（de），所以好的5 軸聯動加工路徑的秘（mì）訣不在於產生運（yùn）動（dòng），而是（shì）盡可（kě）能減少不必要的（de）運動並優化軸運動。因此，hyperMILL 對不必要的軸運（yùn）動進行自動分度。隻有在上述不能（néng）起作用的位置才執行完全地聯動操作。強（qiáng）大的多軸（zhóu）定位策略及自動化功能（néng），使得長期困（kùn）擾Concept 公司的加工難題得到徹底解決，顯著提升了工件（jiàn）質量，降（jiàng）低了成本（běn）。

創新組合（hé）:刀具與特殊策略算法更讓（ràng）Concept 公司感到欣喜的，是hyperMILL 所帶（dài）來的效（xiào）率的巨大提升——hyperMILL MAXX Machining 高性能（néng）組件，讓Concept 公司的整個加工過程煥然一新。其創新性的螺旋傾斜聯動銑削的（de）5 軸螺旋銑（xǐ）孔功能，可替代預鑽孔和鑽孔的解決方案，以非常高效且對刀具友好的方式加工（gōng）大（dà）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（qīng）鬆應對（duì）。

另外，該組件中的一項創新策略——精加工模塊，通過同時應用創新的 5 軸切向平（píng）麵加（jiā）工（gōng）策（cè）略以及兼具圓桶刀和球頭刀功能的錐形圓桶刀，帶來了加工質量（liàng）和效率的雙重提升。長期以來，人們（men）一直將平麵精加工（gōng）視為非常（cháng）成熟的工（gōng）藝（yì），並理所當然（rán）地接受了使（shǐ）用（yòng）球頭刀行（háng）切銑（xǐ）削以實（shí）現高質量表麵所需的加工時間。事實上，OPEN MIND 突破傳統思維的這一創新組合（hé），給用戶帶來了最切實的收益。“與使用球頭刀、圓（yuán）鼻刀（dāo）的傳統（tǒng）加工方法相比，hyperMILLMAXX Machining 精加工（gōng）工序將刀具路徑之間（jiān）的垂直步距增加了 12 倍。這在降低（dī）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（dì）說道，“這使我們能夠在更短的時間內提供更優質的零件，從而給用戶帶（dài）來了巨大優勢。”在（zài）此策略下，錐形圓桶刀具的半徑非常大，範圍（wéi）為 250 mm 到（dào） 1,500 mm，這些大半徑也使6mm 和8 mm 的（de）精加工步距（jù）成為可能。圓桶刀上具（jù）有球頭刀（dāo）尖，無（wú）需切換刀具就可（kě）精加工倒圓內角等鄰近區域（yù），並且可高效安全地（dì）加工難達區域。OPENMIND 的資深工程師們反（fǎn）複驗證，使用這些創新策略，加工時間的節省可以高達90%。

除了航空航天產業，hyperMILL 開發人員還為其他諸多行業的多樣複雜工件（jiàn）加工開發了專用解決方案，例（lì）如用於製造葉輪和葉盤、渦輪葉片或輪胎模具（jù）的專業解（jiě）決方案（àn），專為發動機進氣道和排氣道以及泵和（hé）壓縮機管道出入（rù）口開發的高效（xiào）解決方案等，均能為客戶帶來（lái）產（chǎn）品（pǐn）質量的改進和加工效率的提升。“回顧與（yǔ）Concept 公司合作（zuò）的經曆，雙方通過緊密協作，圓滿解決了加工中的一係列痛點難點問題（tí）。” OPEN MIND 公司負責人信心滿滿地（dì）說道，“未來，我們將堅持研發和創新，不斷滿足用戶的特定要求，將高效優質（zhì）的5 軸加工解決方案拓展至更（gèng）多行業和（hé）領（lǐng）域（yù），以助力用（yòng）戶提高生產力，獲得更好的製造成本收益.

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