【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 名企在線(xiàn)】若想在當(dāng)今制造業(yè)中實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)，車(chē)間必須強(qiáng)化運(yùn)營(yíng)、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、提高效率、采集和分析數(shù)據(jù)等，才能充分利用航空航天等蓬勃發(fā)展的行業(yè)機(jī)遇。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)不僅需要高精度的設(shè)備和先進(jìn)的技術(shù)，還需要定義明確的策略和工序方法。這正是紐約一家機(jī)械車(chē)間Linda Tool的經(jīng)歷，在 2008年Linda Tool正處在經(jīng)濟(jì)蕭條的陣痛中，當(dāng)時(shí)制造業(yè)像其他很多行業(yè)一樣出現(xiàn)了嚴(yán)重的衰退，它的所有者M(jìn)ike DiMarino先生得出這個(gè)結(jié)論。DiMarino表示，“在蕭條開(kāi)始時(shí)，業(yè)務(wù)大為減少，我們意識(shí)到在每臺(tái)機(jī)床上配置一名操作員的舊模式完全不可持續(xù)。因此，我們花了很長(zhǎng)時(shí)間認(rèn)真考慮自身的情況并得出結(jié)論，如果我們想要擁有未來(lái)，就需要一項(xiàng)全新的策略。”DiMarino繼續(xù)說(shuō)道，“促使我們達(dá)成這一認(rèn)識(shí)的一個(gè)誘因，是我們贏(yíng)得一家大型航空供應(yīng)商的零件制造合同，我們決定尋求更先進(jìn)的加工。盡管肯定存在風(fēng)險(xiǎn)，但我們?nèi)詻Q定全力以赴，成為符合資格的免檢入庫(kù)航空二級(jí)供應(yīng)商，并獲得AS9102認(rèn)證。”
 

　　要實(shí)現(xiàn)這樣遠(yuǎn)大的目標(biāo)需要采取很多行動(dòng)，首先需要從5軸加工和先進(jìn)刀具裝備開(kāi)始。對(duì)于一家以車(chē)削為主，在傳統(tǒng)VMC上進(jìn)行二次銑削的車(chē)間來(lái)說(shuō)，這是一項(xiàng)重大的舉措。DiMarino憑借堅(jiān)定地信念勇往直前，終取得了所需的技術(shù)。在這個(gè)過(guò)程中，他和Linda Tool的生產(chǎn)經(jīng)理 Dave Holmes先生了解到，除了5軸機(jī)床和創(chuàng)新刀具裝備，如果沒(méi)有合適的CAM軟件程序來(lái)執(zhí)行工作，航空加工同樣無(wú)法取得成功。
 

　　為了滿(mǎn)足保證加工中的精確匹配角度，和實(shí)現(xiàn)極其獨(dú)特的專(zhuān)用刀具路徑，以適用于不同類(lèi)型的錐度桶形刀的需求，這讓CAM軟件變得更加至關(guān)重要。在此屏幕截圖中，您可以看到使用錐度圓桶刀加工零件中特別棘手的部分。
 

　　·挑戰(zhàn)常規(guī)·
 

　　無(wú)論是在紐約市從事獲得環(huán)保肯定的精密加工，還是在經(jīng)濟(jì)衰退時(shí)期做出徹底改變的決策，Linda Tool一直都在挑戰(zhàn)常規(guī)。這家車(chē)間成立于1952年，如今擁有28名員工，坐落在布魯克林的紅鉤區(qū)，藏身于路邊一棟安靜、不起眼的建筑中。但進(jìn)入其中就能聽(tīng)到精密加工時(shí)的嗡嗡聲，擁擠的車(chē)間中皆是尖端設(shè)備，包括3、4和5軸加工中心、多任務(wù)車(chē)床、CMM等，正在持續(xù)加工航空國(guó)防、工業(yè)、醫(yī)療、石油天然氣和通信等領(lǐng)域的零件。車(chē)間上方更為有趣，整個(gè)屋頂是一個(gè)花園，員工在精心制備的土壤中種上了蔬菜和花卉。Linda Tool致力于減少碳排放。所有機(jī)床都配備集霧器，配有HEPA過(guò)濾的HVAC系統(tǒng)全天候運(yùn)行，屋頂綠化能夠減少供暖和制冷所需的能源，而且所有廢物都會(huì)被回收利用。
 

　　也許Linda Tool非傳統(tǒng)方法中重要的因素是生產(chǎn)工序本身，它從終點(diǎn)開(kāi)始，而非起點(diǎn)。Holmes解釋說(shuō)，“對(duì)于我們2008年制定的新策略，一個(gè)重要方面是先仔細(xì)確定成品零件，然后規(guī)劃出整個(gè)車(chē)間中的每個(gè)步驟，從而確保零件符合或超過(guò)設(shè)計(jì)要求。這在我們決定制造零件時(shí)便開(kāi)始了，然后我們會(huì)記錄整個(gè)車(chē)間中所有工序的每一步驟，從而節(jié)省時(shí)間并大限度提高質(zhì)量和產(chǎn)量。我們進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作，應(yīng)用制造工序研究法。
 

Linda Tool的擁有者M(jìn)ike DiMarino在車(chē)間的綠色花園屋頂。
 

　　·發(fā)現(xiàn)新角度·
 

　　這種工序研究法促使Linda成功得為加工7075鋁起落架鍛件找到了解決方案。Holmes表示，“當(dāng)一個(gè)巨大的航空機(jī)遇出現(xiàn)在我們眼前時(shí)，即加工一個(gè)具有窄小型腔內(nèi)角的馬蹄形平面零件，我們?cè)O(shè)法找出一種有效的方法使用端面切削、側(cè)刃銑削或球頭銑刀高效加工該零件。我們通過(guò) Hermle C22加工中心投資了的5軸技術(shù)，這是適合該零件的機(jī)床，但我們無(wú)法確定如何開(kāi)始加工。我們需要一種更加實(shí)用的解決方案來(lái)大限度提高產(chǎn)量和效率。我們?cè)u(píng)估了OPEN MIND Technologies AG一款名為hyperMILL®的軟件包，并研究了受到強(qiáng)烈推薦的hyperMILL® MAXX Machining功能，了解到它的一個(gè)創(chuàng)新編程功能是能夠使用錐度圓桶刀(也稱(chēng)為圓段立銑刀)大幅增加材料去除率。”OPEN MIND開(kāi)發(fā)了錐度圓桶刀加工概念，這種加工使用具有大半徑圓錐形的錐度刀具。終，該軟件與立銑刀結(jié)合，與使用球頭銑刀的傳統(tǒng)加工相比，這可節(jié)省高達(dá) 90%的時(shí)間。
 

　　hyperMILL MAXX Machining高效加工組件–節(jié)省大量加工時(shí)間和實(shí)現(xiàn)完美表面的創(chuàng)新技術(shù)。
 

　　Emuge螺紋立銑刀具有圓錐形刀坯，半徑更大。與材料接觸的大半徑減少了所需的進(jìn)給次數(shù)，因?yàn)槊看芜M(jìn)刀時(shí)可產(chǎn)生更大的半徑，從而在平面、規(guī)則表面和內(nèi)部型腔中，每個(gè)刀具路徑移除的材料更多。
 

　　Holmes表示，“我們與Emuge和OPEN MIND緊密合作，為零件編程并進(jìn)行測(cè)試切削。我們需要一個(gè)高效、穩(wěn)定的工序，這個(gè)解決方案完美滿(mǎn)足這一點(diǎn)。我們非常高興。”
 

　　·超級(jí)滿(mǎn)意·
 

　　測(cè)試驗(yàn)證了Linda Tool的觀(guān)點(diǎn)，5軸技術(shù)是航空加工成功的關(guān)鍵因素，如果沒(méi)有強(qiáng)大的 CAM軟件解決方案，這一切都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。盡管Linda Tool通過(guò)Hermle和hyperMILL®MAXX Machining軟件在3-6個(gè)月內(nèi)循序漸進(jìn)，緩慢謹(jǐn)慎地實(shí)施了新的5軸操作，以便讓車(chē)間完全適應(yīng)這種方法，但 Holmes 一次又一次見(jiàn)證了毫無(wú)阻礙的成功，這并不令人意外。Holmes表示，“我們知道，OPEN MIND是開(kāi)發(fā)5軸技術(shù)的第一批CAM開(kāi)發(fā)者之一，因此我們對(duì)hyperMILL®充滿(mǎn)信心。從一開(kāi)始就決定了我們能夠得到這完美的零件。”
 

　　hyperMILL® CAM軟件可讓用戶(hù)利用眾多強(qiáng)大5軸策略以高效率加工極具挑戰(zhàn)的幾何形狀、自由曲面和深腔。用戶(hù)可根據(jù)幾何形狀和機(jī)床運(yùn)動(dòng)選擇固定刀具角度的5軸加工，自動(dòng)分度或真正聯(lián)動(dòng)加工。所有刀具路徑完全自動(dòng)生成，并進(jìn)行碰撞檢查和避碰。
 

　　hyperMILL® MAXX Machining的高性能套件提供鉆孔、粗加工和精加工三個(gè)功能強(qiáng)大的模塊，可實(shí)現(xiàn)高的加工生產(chǎn)效率。5軸螺旋鉆孔可在使用標(biāo)準(zhǔn)刀具進(jìn)行粗加工之前打開(kāi)較大區(qū)域，并使用5軸螺旋刀具路徑高效去除材料并排屑。為了實(shí)現(xiàn)快速可靠的加工，粗加工模塊包含用于銑削螺旋和擺線(xiàn)刀具路徑，以及用于識(shí)別組件內(nèi)大內(nèi)切三角形或圓形的選項(xiàng)，以便通過(guò)簡(jiǎn)化刀具路徑高效地加工組件，從而通過(guò)識(shí)別具有殘料的區(qū)域完成型腔。根據(jù)實(shí)際切削條件動(dòng)態(tài)調(diào)整進(jìn)給速度，這可確保銑削始終以可能高的進(jìn)給速度執(zhí)行加工，實(shí)現(xiàn)的銑削路徑和大的材料去除率。支持使用5軸技術(shù)對(duì)棱柱和曲面零件表面進(jìn)行高性能粗加工。
 

使用hyperMILL高效加工
 

　　hyperMILL® CAM軟件中的創(chuàng)新算法可確保連續(xù)去除恒定體積的切屑。這可實(shí)現(xiàn)更高的利用率，同時(shí)刀具不會(huì)承受不必要的應(yīng)力，粗加工速度較傳統(tǒng)銑削多可提高70%。
 

　　憑借hyperMILL®的創(chuàng)新5軸切向平面加工，OPEN MIND開(kāi)發(fā)了一種獨(dú)特的平面加工方式，當(dāng)與錐度圓桶刀一起使用時(shí)，可將加工周期高縮短90%。此外，通過(guò)大半徑錐度圓桶刀，可實(shí)現(xiàn)6-8毫米或更高的進(jìn)給步距，從而能夠?qū)崿F(xiàn)異常平滑的表面光潔度并延長(zhǎng)刀具壽命。
 

　　5軸切向平面加工和5軸切向加工已用于Linda Tool航空起落架零件，非常適合難加工平面，同時(shí)精度還遠(yuǎn)超球頭刀加工。所測(cè)量的粗糙度值通常比球頭銑刀低5-10倍。
 

　　使用hyperMILL®軟件進(jìn)行的后處理幾乎完美無(wú)瑕，可靠性堪稱(chēng)業(yè)內(nèi)之。Holmes解釋說(shuō)，“hyperMILL® 的后處理非常快，但讓我們印象深的是可靠性和可重復(fù)性。初OPEN MIND實(shí)施該解決方案并讓我們大膽執(zhí)行時(shí)，我是有點(diǎn)懷疑的，但事實(shí)證明他們是正確的。此工序非常穩(wěn)定并通過(guò)我們車(chē)間的檢驗(yàn)，我們?cè)谶\(yùn)行時(shí)不需要檢查零件。事實(shí)上，如果我開(kāi)始就聽(tīng)取OPEN MIND的意見(jiàn)并相信它能立即奏效，那么我們至少可以節(jié)省2個(gè)月的時(shí)間。”Holmes表示，“該軟件運(yùn)行良好并且對(duì)我們的產(chǎn)量至關(guān)重要，因此我們打算將hyperMILL®整合到整個(gè)車(chē)間。它還有助于建立良好的關(guān)系。與OPEN MIND的合作一直都非常成功。他們的技術(shù)支持非常出色和及時(shí)。”Linda Tool的一位程序員Anna Litovskaya補(bǔ)充到，“我對(duì)hyperMILL®非常滿(mǎn)意。它對(duì)我非常有幫助，現(xiàn)在，我們編寫(xiě)的每個(gè)零件幾乎都會(huì)用到它。”
 

　　·飛得更高·
 

　　自從大約10年前實(shí)施新策略以來(lái)，Linda Tool發(fā)生了很大變化。業(yè)務(wù)已經(jīng)翻番，并且現(xiàn)在已經(jīng)成為享有盛譽(yù)的航空制造商，但其車(chē)間的員工人數(shù)并沒(méi)有改變，這本身就能說(shuō)明問(wèn)題。DiMarino指出，“過(guò)去，我們有四分之三的員工都在運(yùn)行設(shè)備，如今這個(gè)數(shù)值不到一半。我們的靈活性更高，員工具有更高的技能，并且按照優(yōu)的工作流程進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作。”可以肯定的是，技術(shù)在這種增長(zhǎng)中也發(fā)揮著巨大作用。
 

使用hyperMILL編程的航空零件
 

　　DiMarino總結(jié)道，“與諸如OPEN MIND等的技術(shù)專(zhuān)家合作也是這種成功不可或缺的因素。沒(méi)有他們，我們就不能取得今天的成就。”