项目介绍
波音飞机的每一个零部件，都有严格的技术标准。它有高质量的复合材料主、次结构件和内装饰件生产制造系统。其中，很多关键结构件的外形复杂，加工难度高，经常要用到五轴加工。
UMC1000，哈斯五轴加工中心，具备 B 轴（工作台摆动）和 C 轴（工作台回转），可以实现 3+2 定向加工和 5 轴联动加工。
上图是某客机机身上的一个复合材料结构件的 3D 曲面模型。
在装配之前，需要经过下料、切割、铺贴和固化等一系列复杂严格的工序，再对工件进行边缘修切以及钻孔加工。
该工件的特点是壁厚较薄，轮廓形状为连续曲面。切边刀具为立铣刀，刀具轴必须始终垂直于曲面，用刀具侧刃完成连续切边动作。并且，曲面上的每个孔的轴线都不一致。
这样的工件如果在三轴或四轴机床上，是很难完成的。
我们使用哈斯 UMC1000 五轴机床来加工。这台机床可以轻松实现五轴定向和联动加工，严格保证成品的质量要求，极具高效性和精确性。
UMC1000 配有 DWO（动态坐标系偏置）和TCPC（刀具中心点管理）高级功能。加工过程中随着 B、C 轴角度的连续变化，机床可自动实现刀尖跟随。
下图为该产品在回转台上的装夹结构。
直面挑战
机床配置到位了，是否可以开始加工呢?
对于这样的零件，仅仅是配置了强大的五轴机和工装夹具，还是不足以完成产品加工的。
先来看一下这个零件的加工难点。
1. 轮廓曲率多变
此件的轮廓比较复杂，曲率变化范围很大。在轮廓切边加工过程中，小 R 角处很容易出现过切，导致整个零件报废。
2. 钻孔编程困难
曲面上分布的多个孔，其轴线各自垂直于当前曲面。编程员需要根据每个孔的轴线来计算转角。这对于手工编程来说，难度很大，而且人工计算错误率高，效率低下。
案例演示
如此看来，选用一套自动编程软件显得至关重要。
我们使用了 Mastercam 。
Mastercam 为航空复合材料加工提供了成熟的多轴解决方案。并且，即使是最难加工的航空复合材料，Mastercam 的切削策略也是无与伦比的。
Mastercam 具有丰富的 3+2 定向编程和五轴联动编程功能。
在航空件的加工环节，如轮廓切边、不同轴孔、管道内腔、叶轮叶片等，有着广泛的应用。
我们选配了一套功能实用的五轴加工模块，包含'五轴曲线'和'五轴钻孔'功能。
编程界面简洁实用，后处理生成的 NC 程序安全可靠，加工精度高，整体操作非常方便。
功能优势
五轴曲线 – 可以基于 CAD 轮廓曲线和曲面来快速生成刀路。每个刀位点的刀轴矢量都是严格垂直于当前曲面的。同时，Mastercam 具备刀位点优化的强大功能，可以根据加工精度和轮廓曲率智能调整刀位点的分布情况。
五轴钻孔 – 可以快速选择多个不同轴孔。无论是孔顶圆、孔底圆，孔轴线，都能轻松识别并选中。
孔与孔之间的衔接尤为关键。刀路中提供了“安全区域”选项，可以指定每次刀具必须抬到安全区域（下图长方形区域）外，再快速移动。完全规避了在孔间快速移动时，刀具与工件或夹具发生碰撞的可能性。
专业的后处理 – 提供适合该五轴数控系统的五轴后处理。一个合格的五轴后处理，必须满足安全可靠的要求。
安全 – 生成的 NC 程序在机床上运行，必须保证无撞刀危险。走刀过程连贯流畅，没有多余动作。
可靠 – 保证后处理的稳定性。针对不同的工件，各种复杂的刀路，都能快速生成准确无误的NC 程序。
下面是该工件的两段五轴钻孔视频，我们来仔细观察二者动作的差异。
可以看到，视频1是工作台转角后，刀具三轴联动快速定位。中间有几个位置，刀具与工装一度十分靠近，比较危险。
视频2则是刀具在最高处先横向平移到工件上方，再沿 Z 方向到达进刀点。刀具与工装始终保持安全的距离。整个过程安全可靠，完全规避了碰撞风险。
视频分享
最后，我们为大家分享一段这个零件的加工视频。
本文转自 Mastercam 中国大陆工业代理商：北京钦盟科技有限责任公司
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北京钦盟科技有限责任公司是业内知名的高技术企业。致力于在数控编程、测量检测、逆向工程、信息集成等方面，为企业提供先进的技术和工具。公司与多家国际知名企业有密切的合作，并授权代理其产品。这包括 CNC Software,Inc. 公司的数控编程系统 Mastercam、Verisurf 公司的测量检测和逆向系统 Verisurf 等。公司成立 20 多年来，为众多的客户提供了产品和服务。它们有的是小型的机械加工车间，有的是大型的国有企业和外资企业。它们分布在机械制造、模具制造、航空 航天、兵器等各个领域。专业、周到和持久，是我们秉承的理念。我们将不断努力，为客户提供更多的解决方案。提供更专业、更快捷的技术服务，做行业的品牌企业。
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