新的凸轮功能使加工时间减半

虽然在模具车间很常见，但传统上在离散零件制造商中不太受欢迎。这是因为不同于需要占用大量材料的模具和模具(对它们来说，冲粗加工是理想的)，离散零件通常是由接近成品的铸件加工而成。然而，随着定制工作的日益普及和针对特殊应用的刀具设计的发展，更多的离散零件制造商正在转向这种技术，以达到新的效率水平。

CAM开发商Gibbs and Associates (Moorpark, California)是Cimatron的一家公司，它以两个客户为例。在诺福克特种加工公司，GibbsCAM的骤降粗加工程序将加工时间缩短了一半，刀具寿命增加了四倍。第二个车间，欧弗森工程与机械，也享有类似的好处。例如，在一项作业中，该技术将工具寿命提高了约88%，并将周期缩短了一半。

两家工厂都位于美国中西部，尽管经济不景气、不确定，但两家工厂都在忙着工作，而且都从粗加工中受益，但它们的运营方式截然不同。总部位于内布拉斯加州诺福克的诺福克特产公司(Norfolk Specialties)为医疗、食品、橡胶和钢铁等各个行业的外国制造的、过时的或没有支持的设备生产替换部件。对于这个14人的车间来说，一项典型的工作是对一个坏掉的部件进行逆向工程，以生产出一到两个部件。机械师兼程序员丹•威尔逊(Dan Wilson)表示:“大多数客户都是回头客，但我们很少收到回头客。”“这些一两个部分的订单让我们一周工作5天，每天工作9个小时，如果我们想要更多的工作时间，我们还能找到工作。”

在400英里外的明尼苏达州米拉卡，欧弗森工程与机器公司(OEM)为巨型卡车和泥坑专业人士和爱好者生产重型车轴和车轴部件。这家三人商店为全球使用军用卡车的运动卡车司机提供物资¹/₂吨罗克韦尔顶部装载机轴。著名的客户包括“最大破坏”的司机汤姆·梅茨和“掘墓人”的司机丹尼斯·安德森。订单远至澳大利亚和关岛，对于某些部件，OEM是地球上唯一的供应商。

诺福克和OEM公司的大部分零件要么是急件，要么是少量生产，因此铸造或其他高产、预加工工艺是不切实际的。相反，这些商店通常从原材料开始，其中大多数需要去除大量材料。例如，最近在诺福克的一个部分涉及从665磅的库存中删除278磅4140预硬化钢。粗加工阶段常常成为瓶颈，尤其是不规则形状的零件。

与其他粗加工工艺相比，这种技术去除材料更快，对刀具和机器的磨损更小，这两家车间都能够通过骤降粗加工来缓解这一问题。本质上，它涉及采取一系列重叠的通道，沿Z轴切进工件，类似于钻头。这提高了稳定性，使过程更不容易产生颤振和振动。此外，通过将所有切削力保持在Z轴，消除X轴和y轴力带来的侧压力，可以更深入地切割和更有效地使用更轻(不太坚硬)和/或更老的机床。

诺福克机械师和程序员丹·威尔逊在商店开始使用最新版本的GibbsCAM程序之前，就很清楚地意识到插入铣削的好处。事实上，他用G和M代码一行一行地编写机器的对话控制程序，他尽了最大努力手动复制这种技术。然而，即使是最好的会话控制也只提供钻井周期，这被限制为直线运动。另一方面，插入粗磨则需要在回拉过程中将工具拉离岩壁，以避免切削或折断插入件。尽管如此，威尔逊说，这种方法在需要大量去除金属的零件上仍然是值得的，尽管需要额外的编程工作和工具成本。

当然，不用说，威尔逊先生欢迎软件升级。“在那之前，我认为SolidSurfacer将永远是GibbsCAM最有价值的功能，”他说。现在我认为《dive Rough》带给我们的收益是最高的。”

威尔逊先生和其他几个机械师共用一个座位，他们把软件保留在最困难的部分。对于更简单的工作，标准做法是在车间的Milltronics机器上使用对话控制。他解释说:“这些机器有一些最好的会话控制，但如果我们有不规则的表面或大量的库存，使用GibbsCAM SolidSurfacer或dive Rough更有效。”

与之前的方法相比，CAM软件的切入粗加工程序将编程时间缩短了一半，因为车间不再需要计算或选择切入点。最近的一项工作，以前需要6小时的加工和价值56美元的插入，现在只需要3小时和14美元的工具。威尔逊说，意识到这些好处后，如果机械师不需要共享工作站，他的车间会更经常地使用该软件。随着粗加工、表面加工和旋转铣削的需求不断增长，诺福克可能会考虑投资另一个座位，他补充说。

Wilson先生尝试通过手动编程进行粗加工，而OEM的所有者Randy Ouverson则在GibbsCAM的最新版本发布之前使用飞切粗加工应用程序。除了漫长的循环时间之外，这种策略还会导致不断的插入碎片和振动，从而威胁到机器的损坏。“我知道插拔粗加工在口袋、核心和腔体上很流行，但我没有考虑过我的零件。事实证明，这是一个完美的应用。”

在吉布斯坎经销商的推荐下，奥弗森升级到最新版本的软件，他咨询了吉布斯坎经销商的一个棘手的转向组件订单。最具挑战性的部分是定制关节，最初是一块10x12英寸的1018钢板，厚6英寸，中间有一个直径6英寸的孔。这个关节需要大量的材料移除——190磅的初始库存将被加工成只有18磅重的成品部件。

两个设置需要机器的顶部和底部的关节。为了粗糙第一面，车间使用直径2英寸的立铣刀，14个双面刀片安装在50锥度Tree 1260加工中心。即使在调整进给量、速度和切割深度后，粗制第一面也需要2小时。颤振和切屑导致每个零件的加工成本为98美元。此外，零件的侧压导致车间过度拧紧虎钳，使其有损坏的风险。

在振动松动了拉拔杆上的一个配件之前，车间用这种方法只加工了两个零件，阻止了工具的释放。然而，随着吉布斯坎的跳水粗加工程序和2¹/₂-英寸直径，4英寸长Sandvik直插式铣床运行速度为1000sfm，芯片负载为0.008英寸，加工时间减少到1小时，工具成本降低到12美元/件。“更重要的是，我认为它拯救了我的机器，”欧弗森说。“我们发现的一个附带好处是，用直插铣削可以清晰地切割角半径，而飞铣削则会发出啁啾声，然后将刀片削碎。”