太空探索，GibbsCAM帮助客户满足SpaceX的高风险交期

3DSystems软件解决方案 MM《现代制造》 2018-12-04

Latham20世纪70年代初开始使用手动机床，先后使用过穿孔机以及应用于从主机到电脑的各种CAD / CAM软件，以及各种系统的数控铣床。1979年搬到亚利桑那州后，他一直从事航空航天领域。他于2001加入Sonic公司，同时接触了GibbsCAM。GibbsCAM的灵活性和效率，有助于编制二维图纸的高难度零件的数控程序，Sonic Aerospace为其客户加工的所有铸件都是类的。

亚利桑那州工厂满足美国政府秘密有效载荷发射的高风险交期

位于亚利桑那州钱德勒的Sonic Aerospace公司的员工将他们始终如一地及时向客户交付零件的主要原因之一归功于GibbsCAM软件，他们的客户均为主航天器及火箭公司的一级供应商。

更快，更省，更好。具备这些要求中的一个或多个可以使任何行业的供应商长期取得成功。如果某家工厂能够帮助其客户在样件制作前达成所有这三点要求，便能够成为一个有价值的合作伙伴，获得客户的青睐以及源源不断的订单，使其在最糟糕的时期仍然能够业务红火。

在生产零件开始加工前，提供使零件更快、更省、更好的工程服务，是Sonic Aerospace公司的一贯作风，该公司共有15名员工，在位于亚利桑那州钱德勒的10000平方英尺的工厂作业。其客户中的许多都是主航天器和火箭公司的一级供应商，包括NASA、波音、霍尼韦尔、西科斯基、SpaceX和联合发射联盟等。

图1 Sonic Aerospace与客户进行交互式合作，开发最终的Delta火箭阀，在不牺牲“必备品”的前提下，平衡“优质”功能与生产成本。这些阀门已成为该工厂的稳定订单

Sonic Aerospace与客户进行交互式合作，开发最终的Delta火箭阀，在不牺牲“必备品”的前提下，平衡“优质”功能与生产成本。这些阀门已成为该工厂的稳定订单。

当Mark Willmering于1989年开设Sonic时，该工厂还停留在用手动机床制造零件的阶段。1993年，当他收购了首台数控机床时，便开始研究CAM软件，并迅速选择了GibbsCAM，因为他发现其最适合在电脑上操作，最容易上手，也是该领域最受支持的软件。从那时起，他的工厂一直依靠GibbsCAM对所有加工中心的工作进行编程，并在此过程中添加了4轴模块。

虽然工程占Sonic公司业务的比例不超过20％，但它是一个关键的差异化因素。Willmering非常赞赏他的工程经理兼CNC程序员Latham，因为Latham了解整个制造过程和车间的能力。

Latham20世纪70年代初开始使用手动机床，先后使用过穿孔机以及应用于从主机到电脑的各种CAD / CAM软件，以及各种系统的数控铣床。1979年搬到亚利桑那州后，他一直从事航空航天领域。他于2001加入Sonic公司，同时接触了GibbsCAM。

GibbsCAM的灵活性和效率，有助于编制二维图纸的高难度零件的数控程序，Sonic Aerospace为其客户加工的所有铸件都是类的。

除了进行工程设计、采购材料或加工策略的确定，他还使用GibbsCAM对车间的四个4轴CNC加工中心进行编程，他喜欢这种加工中心的灵活性及易用性和使用速度所带来的效率。他也很欣赏该软件的一致性，这是他用过的其他CAD / CAM系统所缺乏的。“GibbsCAM在添加功能时不会更改图标或移动功能项，因此您不会因版本更新而失去工作效率，而且您不必进行重复培训。”他解释道。

软件不会强迫用户按特定顺序或方法执行操作，这种灵活性很受他的青睐。有多种方法可以接近零件、定义刀具、选择一个或多个模型进行加工，以及选择多种加工方式中的任何一种。作为更直观的省时示例，GibbsCAM允许用户以任何名称存储刀具、加工样式或程序以供后续使用。因此，当Latham处理一组零件时，他检索一个已完成的项目并使用新名称保存，然后加载新模型，以他自己的方式节省时间。

图2 拉瑟姆最常加工的是钢件，主要使用GibbsCAM的曲面流切削方式。“它允许加工从几个到几百个不等的表面，作为单个表面进行机加工......允许非常高效的转速和进给......最终可获得具有0.010″～0.015″步距的良好表面

Latham最常加工的是钢件，主要使用GibbsCAM的曲面流切削方式。“它允许加工从几个到几百个不等的表面，作为单个表面进行机加工......允许非常高效的转速和进给......最终可获得具有0.010”到0.015”步距的良好表面。”

他说，典型的加工是重复定位6到8次的复杂零件，如果不是在3D模型里面，肯定需要通过移动和旋转来加工所有的特征，据他估计，3轴工作占80％，4 轴占20％。许多零件首先在Okuma数控车床上车削和钻孔，这些车床在其控制系统中使用Okuma软件进行编程。当工作过于复杂时，机械师会请Latham进行GibbsCAM编程。

虽然Sonic公司加工了许多铸件，但由于铸造越来越昂贵，Willmering开始关注钢坯加工的过程。客户表示，该行业多年的整合已经形成了铸造垄断，使得客户在价格和交付方面几乎毫无选择。铸造的较高价格和较长的交付周期使钢件加工对于短期作业更具吸引力，因为其加工时间仅占铸造加工时间的一小部分。Sonic喜欢通过“4英寸填充和排放阀体”展示其直接利用钢坯的能力，这一尺寸是他们为Delta火箭制造的四种尺寸的中最小的一个。该零件采用球形“球阀”及由Sonic生产的较小零件。每出现一个新的设计，拉瑟姆便与客户工程师合作，共同减少加工过程及成本，经过数次迭代，最终形成一个工厂级的常规、小批量订单的部件。

图3：Sonic喜欢展示这款Delta火箭阀体，因为在用方坯制造原型和生产零件时，零件几何形状突出了Sonic的能力、GibbsCAM编程和4轴加工功能

Sonic公司喜欢展示这款Delta火箭阀体，因为在用方坯制造原型和生产零件时，零件几何形状突出了Sonic的能力、GibbsCAM编程和4轴加工功能。

零件几何形状突出了Sonic的许多加工能力、一些车削功能、Latham通过技巧完成的一些看似不可能的加工以及许多GibbsCAM功能。在车床上进行初始钻孔后，零件固定在铣床的旋转工作台上，其中竖立的凸台由两个角度不规则的“支腿”支撑，两端带有安装法兰，用30到40个刀具加工多个钻孔和螺纹孔。最令人惊讶的是，该部件仅固定一次，并且所有部件都通过12至18次的旋转在旋转台上加工。

除了为旋转功能定义坐标系统的快速简便方法之外，Latham说他最常用于方坯加工的GibbsCAM特性是曲面流切削，因为：“除了在模型上加工表面外，它还允许加工从几个到几百个不等的表面，作为单个表面进行机加工。允许非常高效的转速和速进给，最终可获得具有0.010”到0.015”侧向步距的良好表面。我已经使用了好多年。”

也许最有价值的单一功能是操作模拟，即GibbsCAM刀具路径仿真实用程序，它允许对单个刀具操作、操作组、整个程序或选定的起点和终点之间进行渲染。为了便于诊断，它允许为每个刀具或操作使用不同的颜色。此外，它还具有分析切削零件中的比较选项，该选项将以红色显示任何欠切或过切到零件模型或工件主体的部分。“每项任务都用到这个功能，这是必不可少的。”Latham说。

满足交货期

Willmering对Latham的工程、GibbsCAM编程以及CNC加工都非常满意，无论是对于方坯加工还是加工铸件。为了证明他对这种综合能力的信心，他引用了去年年底完成的一项高风险工作。

为满足预定的火箭发射计划，尽管没有很好的CAD模型，并且在没有额外的铸件替换损坏铸件的情况下，Sonic公司接受了在两周半内交付六件加工件的任务。

SpaceX的一家供应商需要在两周半内加工和交付六个氧化剂阀壳体的铸件，从而能够及时满足组件的交付，以便SpaceX完成Falcon 9火箭制造，在指定日期向美国政府的轨道发射交付指定产品。客户只有六个良好铸件及一个装配件。新铸件的最快交期为22周。因此六个铸件中的任何一个都不可损坏。它们现在是事关任务成败的部件。如果不能按时交付所有六个部件，Sonic的客户将支付高昂的罚款，政府任务将被推迟或废弃。

Sonic公司的客户几乎总是仅提供铸件的二维图纸，从不提供CAD模型，因此编程需要大量时间。然而，正如Latham解释的那样，“我最喜欢GibbsCAM的是，你几乎可以在眨眼之间做很多事情。”

Willmering招募了他所有的工程、车削、铣削、去毛刺和检验人员来完成该项目的工作，而对于他的客户来说，阳极氧化剂可以节省交货时间并在一天内对零件进行阳极氧化处理。“因为我们拥有GibbsCAM，我们能够快速对零件进行编程并无差错地开始加工，”他说，“按时交付靠的是整个团队的齐心协力。我们必定为客户节省了大量资金，因为项目经理拼命地写信感谢我们，特别是为了这一次的任务。”

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