当Kencoa Aerospace公司（以下简称：Kencoa公司）自20年前开始运营时，它仅是一家专注于国防应用的小公司。但是，据该公司美国业务的工程经理Troy Boston介绍，在过去6年中，该公司还涉猎了商业航空航天领域，并且服务于多家业内知名公司，如Boeing、Lockheed Martin和Gulf Stream公司。虽然集团总部设在韩国，但设在美国的航空航天业务部是多轴精密加工航空结构、喷气发动机部件以及商用、军用和区域商务飞机主要组件的一级供应商。

让加工变得更简单

“我们加工所有材料，从塑料、不锈钢和钛，一直到Inconel合金。”Boston解释说，该公司制造的零件尺寸可以从0.25~20 ft不等。这些零件中的大部分是飞机内部结构部件，范围从机翼部件到货舱地板蒙皮。为了制造这些国防和商业航空航天客户所需的零件，Kencoa公司购买了CNC软件公司的Mastercam CAD/CAM软件，以获得其加工解决方案。

Kencoa公司位于乔治亚州Eastman的40 000 ft2的工厂，雇用了20名机械师，其中5名是全职编程人员。Boston介绍，这些编程人员通过各种方式接受了全面专业的培训，使他们体现出各自最大价值。其中，有些人接受过正式的编程培训和课程，有些人以前是车间的机械操作人员，这些丰富的工作经验对他们来说有很大帮助，可以更了解机加工方面的工作。Boston还表示：“我们已经对他们进行成功引导，并为他们提供了在职培训和线上、线下的Mastercam教程。”

图1 在卧式铣床上进行轨迹精加工

Mastercam软件使这些编程人员能够处理具有挑战性的任务，包括那些要求保持严格公差的订单，其位置精度要求为0.001或直径尺寸公差为+/- 0.0003~0.0010。当遇到其他的制造挑战时，该软件帮助解决了许多问题。Boston介绍说，在过去几年中，令他印象深刻的是OptiRough刀具路径以及其发展历程和易用性，他们只需设置毛坯的尺寸，即使对于大的毛坯，也可以在几分钟内生成一个非常好的粗加工程序，无需大量编程时间即可去除大量材料。该过程需要创建大量的几何图形和许多单独的刀具路径。OptiRough刀具路径使用动态运动，但方式更精确。切削时使用了刀具的整个刃长，但在第一次切削时只使用了刀具直径的一小部分，随后又连续进行了几次较短的切削，使零件达到了所需的净形状。“现在，通过OptiRough程序，您可以选择零件、库存和刀具，它使加工变得非常简单。”Boston表示。

满足用户多样化需求

现在，Kencoa公司的机器可以400 in/min以上的速度加工铝。即使是钛合金，他们的机器也能以超过100 in/min的速度运行。不仅是刀具路径提高了他们的效率,对于某些特定零件，例如为Spirit Aerosystems公司制造的零件，现在制造起来也要快得多。模型可以通过 CATIA（Mastercam转换器的读/写器，MoldPlus SA）从用户那里导入，并且可以保存并在Mastercam中打开。对于一个特定的零件，他们能够引入锻造模型，并将其用作毛坯，这样可减少一些粗加工，这主要包括了原先需要的粗加工刀具路径，或者在使用该毛坯模型中所需的运动。

对于Spirit Aerosystems公司的这些零件，Kencoa公司使用了OptiRough刀具路径和2D动态刀具路径，以及传统的精加工轮廓刀具路径。最后用整体硬质合金立铣刀去除大部分的材料。Boston继续说：“进行粗加工和精加工总共需要大约1.5 h，但在几年前，它复杂得多，需要更长的时间才能完成。”在使用该软件之前，零件的进给速度大约为5~10 in/min，而现在的刀具路径可以达到114 in/min。这仅仅是该软件为Kencoa公司节省时间的冰山一角。

图2 铝结构件加工成品示意图

当客户送来的锻件是Inconel合金零件时，由于锻件实际上比预期的要大，需要修改程序，公司可以在一天半内修改程序并开始加工，有时甚至更短。就在最近，Kencoa公司收到了3~4个新零件，实际上几天内就可以启动并运行。此外，由于某些用户及其所需零件的复杂性，并非所有交货时间都如此之快。一些飞机零件的交货时间为 4~5周，而NASA和国际空间站的零件可能需要 18~24周，具体取决于加工时间。另一个变量是，其中一些零件必须经过严格的清洁过程，并且在离开Kencoa公司的工厂时必须放在密闭的容器中。其中，部分较为复杂的零件是薄壁、精密公差的零件，需要五轴加工才能去除大量材料。几何形状和规格取决于用户需求，但最近该团队已经可以在一次操作中加工一些零件，使该零件从一个实心材料块变成一个成品零件。

“增加去毛刺通道是我们长期以来对软件的最佳补充之一，因为每个零件在交给客户进行加工之前都必须进行去毛刺处理。对于我们来说，能够在Mastercam中对所有的边缘进行0.007~0.010的断边，是一个很大的改进。此外，这对操作人员来说也更容易。他们只需把一个零件从机器上拿下来，不需要进行二次调整或对准。” Boston表示。

为加工团队带来无限可能

Mastercam软件能为Kencoa公司进一步节省时间，其主要功能还体现在能够直接从CATIA导入的实体模型中进行工作。有时候，一些零件可能缺少几何形状和实体上的一个面，或者半径本身甚至可能由于实体的输入方式而丢失。“现在，通过 Mastercam软件，我们有能力修复该实体，这在加工方面是一个很大优势。我们不必重新创建实体，只需修复现有实体，然后开始加工。”Boston表示。

图3 编程人员进行现场操作

工作的多样性和复杂性有时会使团队感到困惑，他们需要向Mastercam经销商寻求额外的培训或帮助来解决复杂的情况。而CAD/CAM 解决方案为所有新的程序员提供培训，甚至提供帮助，以了解新的刀具路径如何工作或如何更好地应用它。例如，Mastercam软件在帮助Kencoa公司解决几年前购买的新Mastercam车床安装的学习问题上发挥了重要作用。Boston介绍说，他们可以给经销商发电子邮件或打电话，甚至可以使用软件内的ZIP2GO功能，以便能够将文件发送给经销商。经销商可以查看这些文件，通过机器定义，更确切地了解刀具运行中的状态。

“Kencoa公司选择Mastercam软件是因为它与车间里所有机器都十分兼容。” Boston强调说，程序员依靠其验证功能，可以查看机器上的所有夹具、刀架和零件。他们可以虚拟运行程序，以确保在加工过程中不会发生碰撞或刀具破损。除了生产制造，Kencoa公司还提供了原型设计服务，几年前，该公司使用其五轴立式加工中心之一为Gulf Stream公司制作了门框，该零件大约有30 in宽，80 in长。在这样规模的项目中使用该软件的好处是，公司不必建立额外的刀具， 他们能够从零件的两侧切入，通过留下小标记将零件断开，使用这种材料作为固定装置，用一块材料制作两个完全不同的零件。

Mastercam软件提供了很多选择，正如Boston所说，它不仅适用于Kencoa公司的加工，还可以将它用于夹具设计和组装等各种应用中。由于其四轴和五轴立式加工中心以及CNC车削中心有如此多的编程选项，Mastercam软件为加工团队带来了无限的可能。

标签： Mastercam