毫无疑问，全球航空工业是创新与科技的前沿，而CAM/CAD开发商OPEN MIND Technologies AG通过其在德国韦斯林总部开发的各种创新，在这个领域始终处于领先地位。

为什么英国航空工业是OPEN MIND的主要市场？首先，英国航空工业占据全球市场份额的17%，使英国成为欧洲最大的航空工业市场，而在全球也仅次于美国。英国航空市场有2600家公司，雇佣超过23万名员工，为英国创造超过300亿英镑的收入，其中有75% 来自于出口。

预计到2032年将需要29000架新的大型民用客机、24000架公务机和5800架支线客机，其价值超过5万亿美元。总体上，在未来20年，这将为英国带来大约6000亿美元的潜在市场价值。该行业对英国经济至关重要，政府承诺在未来十年提供100亿英镑用于发展该行业。OPEN MIND与许多这一行业的领先OEM和外包供应商密切合作，诸如GE、GKN、Airbus、Rolls Royce、Bombardier Aerospace、Augusta Westland、BAE Systems以及许多其他英国的全球知名制造巨头。

英国政府的战略之一就是为创新中心提供大力支持，例如谢菲尔德的“高级制造研究中心（AMRC）”。OPEN MIND被公认为是该行业领域的领先技术中心，一直以来与AMRC的开发工程师共同合作，推动航空工业的技术进步。

图1  机匣加工时对于切削要求非常高

Dormer Tools（其在英国的工厂位于AMRC附近）选择与OPEN MIND合作，安装了其hyperMILL和hyperMAXX高性能粗加工模块来加强Dormer切削刀具的生产效率。Dormer Tools选择了专门的“技术伙伴”来加强其生产中心部门的能力。在众多技术伙伴中，除了OPEN MIND之外，这个专家团队还有SandvikCoromant、Kelch、System 3R、Heller、Hexagon Metrology都是领先制造商的佼佼者，能够让Dormer完成客户支持、技术项目、客户和员工培训。

Dormer长久以来一直都是技术领域的先锋，但他们的工程师仍对OPEN MIND的hyperMILL和hyperMAXX高性能粗加工循环感到十分惊讶。Dormer Tools加工应用工程师Matt Johnson先生评论道：“我接受一位Open Mind工程师的邀请，为华威大学的示范零件提供刀具，亲眼目睹了hyperMAXX套件的优势。最初的加工我们就引入了Open Mind公司的hyperMILL标准策略，先前在316不锈钢零件上加工18mm型腔的时间是2min。此次加工我们提供了S356坚硬碳钢立铣刀并更改切削参数，稍微减少进给量和速度，但与之前程序使用三个6mm深的层切路径不同，此次使用了整个18mm深的一个回合路径。这个策略大大减少了加工时间。然后OPEN MIND工程师启动hyperMAXX粗加工循环，并让我将所推荐的Dormer进给量加至三倍，并将切刀的切削速度加快近两倍。”

通过引入此类加工模式，Dormer再一次实现了加工效率的提升。大多数切削刀具制造商衡量生产率优劣的方式是计算加工过程的QMax值，这个立方（cm/分钟）值的计算公式为“切削深度×步距×进给量，然后除以1000”。“在这次示范中，原先的QMax值是17.1cm3/min，使用Dormer 12mm切刀，以推荐参数运行的QMax值可达30ccm/min，这是显著的提升。但是，使用hyperMAXX模块时，这个值居然达到了108ccm/min，出人意料地提升了280%。与首个测试件相比，这一结果提升了630%。”Johnson先生说，“目前我们正在为OPEN MIND和Dormer的客户加工钛金属的结构性机翼部件。与OPEN MIND客户类似，我们也使用相同的Dormer S357 12mm钨钢合金铣刀，半径为3mm，但我们将刀具使用寿命从30min延长加到2h，寿命延长超过200%。唯一的区别就是我们使用的是hyperMAXX。”

在生产航空结构件方面，客户过去要花费40h加工零件的两面，现在使用hyperMAXX仅需10h就能完成。正如Johnson先生所述：“航空业转包商签订合同要生产超过150个零件，而加工每个零件就要花费接近一周的时间。为证明使用hyperMAXX可减少循环时间，此前用40min加工一个型腔。现在Dormer可在3min之内完成型腔加工。达到这样的效果并同时延长了刀具使用寿命，确实是非常的出众。”

图2  hyperMAXX 使加工速度大大提高

适于作业的正确刀具与路径

加工高难度的航空级别材料时，合金的会产生极大的热量。正是这种热量，如果未能得到正确控制和小心地均匀释放，会迅速使切削边缘变钝，缩短刀具使用寿命。造成制造商必须在保持生产率与刀具高磨损及其成本之间寻找一个折中方案。

迄今为止存在许多使用高精航空材料加工复杂零件的技术，对于许多用户来说，这些由来已久的“缓慢且稳定”的方法已经不具性价比，导致订单损失或利润微薄，迫使许多公司即使在自身能力可满足零件生产的情况下，也会拒绝生产报价。解决方法就是采用更加智能的工艺，调整并应用现代的刀具路径和刀具，确保制造这些零件能够为公司创造效益。

随着全球航空工业不断力争减轻零部件的重量，部件的形状也更加向有机化方向发展，尽量贴合其配合曲面的形状。

图3  特殊的铝质结构件

OPEN MIND与英国最具创新性的切削刀具制造商密切合作，将圆桶刀的概念引入市场，使车间能够大幅提高生产率。圆桶刀是圆鼻铣刀的一个类型，侧刃半径面积较大。

对制造商来说，使用这种刀具加工曲面的优势在于，相比圆鼻铣刀，圆桶刀的步距值可以超过20倍。这可以增加切削刀具和工件之间的接触面积，减少加工回合数，产生符合所需公差的曲面。因为可在较长的接触面上均匀平顺地切削材料，因此工具有更长的使用寿命，同时金属去除速度更快，循环时间更短且解决方案更智能更具性价比。

由于其概念并未得到CAM软件供应商的支持，这种缺少编程的支持限制了现代化车间的能力，直到现在圆桶刀的优势才得以显现出来。制造商超越传统方法并使用新技术的能力，能够计算出拥有巨大制造优势的步长速率。OPEN MIND的hyperMILL如今在支持这些新型刀具以及已有的传统刀具方面处于领先地位，可为用户提供更强的编程灵活性和能力，以创造出更优的制造工艺。

在hyperMILL支持圆桶刀的开发阶段，OPEN MIND UK已与Yamazaki Mazak UK和某些的航空业客户合作，进一步强化了圆桶刀的优势。对于304L不锈钢的航空零件，循环时间从1h40min缩短到仅20min。

hyperMILL 2014目前在5轴循环中支持3种不同类型的圆桶刀，可让用户轻松编程加工复杂零件的程序，包括加工出的底面、侧壁或底面与侧壁组合必须严丝合缝。它们将抛光刀与传统刀具相结合，提供了一套特别的刀具，能够以更高效的制造工艺加工复杂零件。

图4  高效的编程：飞机起落架的部件

处理高级材料

碳纤维在航空工业中的使用越来越多，航空业制造商使用这种材料进行加工和制造，将面临许多复杂的问题。这种材料可单独使用，也可采用复合夹层和蜂房式结构，用途特别广泛，重量轻和结构性负荷方面的优势将确保其未来的增长。

OPEN MIND再一次领跑这一技术领域，与制造机翼结构的全球知名公司合作。诸如机身和机翼等碳纤维结构组件要承受巨大的压力，无疑是所有飞机的关键部件。本质上，碳纤维是一种分层复合材料，如果机翼组件未达到100%平直度，重叠的一层则无法精准结合，在应力和压力作用下将导致灾难。OPEN MIND UK与机翼制造商合作，使这种困难复杂的工序自动化，并与第三方公司合作，以数字方式扫描结构，然后对组件的曲面配合进行逆向工程，确定每个结构独一无二的配合零件。

通过扫描结构、获取由每厘米数百万个点的数字图像，将文件上传到服务器，OPEN MIND UK团队将加工模板编入hyperMILL CAM程序包内，利用内嵌在hyperMILL接口的CPF自动化功能，与特征技术相结合来创造一个简单的解决方案，生产与扫描的曲面完美配合的零件，事实上，机翼制造商只要按一下按钮就可以得到每个曲面的“专属定制零件”。这可保证100%的成功率，没有人为干预，该过程不再取决于员工的经验和技术水平。而凭借hyperMILL“自动化”和“特征识别”，OPEN MIND已将人为错误因素从过程中最重要的部分中排除。