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hyperMILL革命性五軸加工策略

讓復(fù)雜工件加工時(shí)間的節(jié)省高達(dá)90%
2019-01-07
關(guān)鍵詞: hyperMILL OPENMIND Concept

對(duì)于全球航空產(chǎn)業(yè)來說,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(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,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(shí),卻存在著碰撞問題,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(gè)加工過程煥然一新。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(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)?!盋oncept公司總裁Chris Nunn 先生欣喜地說道,“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(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(jìn)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(diǎn)難點(diǎn)問題。” OPEN MIND公司相關(guān)負(fù)責(zé)人信心滿滿地說道,“未來,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?!?/p>

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)過碰撞檢查的刀具路徑 

路徑優(yōu)化 5 軸鉆孔 

圖像來源OPEN MIND



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