MEP 打破了航空航天零件制造的优势
制造商采用车削、铣削和钻孔操作来加工工件上的特征。但是，这些相同的过程也会在特征边界处产生毛刺和不需要的锐边。这些边缘条件可能会导致零件在使用时材料破损，在结构上削弱零件，并可能对处理它的人构成危险。这些负面条件是许多最终用户认为毛刺或极其锋利的边缘是拒绝供应商提供零件的原因。介绍
制造商采用车削、铣削和钻孔操作来加工工件上的特征。但是，这些相同的过程也会在特征边界处产生毛刺和不需要的锐边。这些边缘条件可能会导致零件在使用时材料破损，在结构上削弱零件，并可能对处理它的人构成危险。这些负面条件是许多最终用户认为毛刺或极其锋利的边缘是拒绝供应商提供零件的原因。
制造商传统上使用手动研磨机和其他手动工艺去除毛刺和锋利的边缘。这种方法速度很慢，并且需要将零件从机床中取出并重新固定以进行去毛刺或倒角作。即使由熟练的工匠执行，这些作在从一个零件到另一个零件时也缺乏必要的流程一致性。
手动去毛刺的一种高效替代方案是机械化边缘轮廓 （MEP）。MEP 通过应用工程刀具和加工零件特征的相同设备来消除不可接受的边缘条件。MEP 流程具有许多好处。它能够通过机床的 CAM 系统精确定义和编程最终的边缘条件，从而实现最大的可重复性。由于不必将零件从机床中取出并重新固定，因此缩短了整体零件生产时间，并且消除了不同设置之间出现的公差堆叠和其他不一致问题。 为了应对这一趋势，当今的切削刀具制造商不断开发新的高效刀具，以增强 MEP 工艺的优势。
机用边缘轮廓加工为航空航天业带来的好处
考虑到航空航天业对零件精度和一致性的要求日益严格，喷气式飞机部件是 MEP 应用的主要候选者。
例如，飞机涡轮发动机部件通常分为非旋转和旋转。对于非旋转发动机零件（如滚筒和外壳）的 MEP，边缘轮廓通常包括标准倒角和断裂边缘工具，应用于加工零件的设备。
对于风扇和压缩机盘等关键旋转部件，最终用户有更高的标准，并要求完全消除表面缺陷。边缘条件通常必须经过实验室批准和认证。为了去除这些零件的毛刺，刀具制造商开发了高精度、完全可重复的定制 MEP 刀具。
边缘轮廓加工刀具开发
标准的去毛刺和仿形切削刀具，例如应用于非旋转部件的刀具，包括具有 45° 和 60° 切削刃的涂层整体硬质合金倒角立铣刀，以及使用可转位刀片加工 45° 和 60° 倒角的刀具。
对于最关键的应用，刀具制造商提供定制设计的刀具，专门用于轮廓边缘并去除孔入口或出口处的毛刺。一些刀具结合了这些功能，可以去除入口侧和出口侧的毛刺。
这些定制刀具通常具有复杂的切削几何形状。最复杂的边缘设计可产生具有圆角边缘的倒角，该倒角之前有引入和引出角，旨在防止形成二次毛刺。
专业刀具开发不仅仅是切削刃。对于孔入口或零件顶面处的毛刺和边缘轮廓，研究表明，右手切削与右旋螺旋的组合是最有效的，因为它用于从零件中去除切削材料。另一方面，对于零件底面上的出口毛刺，右手切削与左旋螺旋线相结合效果最好，因为这种配置会将切屑从零件上移开。
其他应用分析表明，设计用于去除孔顶部或入口毛刺的 MEP 刀具比用于去除通孔底部或出口端毛刺的刀具具有更长的刀具寿命。这是因为设计用于穿过零件以进入孔出口的去毛刺刀具将比仅从孔的一侧进行工作的去毛刺刀具更长、直径更小。较长和较小直径的刀具更容易出现不稳定和振动，这两种情况都可能导致硬质合金刀具碎裂或断裂。因此，大多数车间选择使用单独的刀具对孔的入口和出口边缘进行毛刺去除，而不是使用可以同时完成这两项操作的单一刀具。
较长、直径较小的刀具在选择切削参数时也需要更加谨慎。短而坚固的刀具可以运行得更快，而不会产生振动或其他问题。零件的几何形状和特征也会有所不同。当切削条件稳定且切削平稳且不间断时，可以应用更激进的切削参数。另一方面，零件特征（例如中断 MEP 切削路径的检修孔）迫使使用更保守的参数，以最大限度地减少刀具磨损并防止过早失效。
MEP 刀具持续开发的一部分涉及将特征加工与去毛刺相结合的刀具。例如，MEP 切削刃将位于立铣刀的顶部，因此它可以同时加工孔的直径并去除入口边缘的毛刺。
边缘轮廓材料挑战
为了加工大孔和边缘，刀具制造商可以设计任何尺寸的刀具，供应商可以为其提供足够大的毛坯。然而，在光谱的小范围内，存在限制。目前，可磨削的最小半径约为 0.2 mm，引入和引出角度成比例地减小。
定制 MEP 刀具具有特定的半径、倒角、角度和这些特征的组合。这些刀具通常具有方形切削刃。但是，球头和棒棒糖样式刀具也可用于分析轮廓限制方边 MEP 工具访问的零部件的特征。这些刀具应用于五轴机床，可以扫描复杂零件轮廓的线条，并在长轮廓边缘上创建半径。
如何实施机用边缘轮廓加工
为了最大限度地提高准确性和一致性，并节省将零件从一台机床移动到另一台机床所花费的时间，制造商通常将 MEP 作为实际零件特征加工作的一部分来执行。
通常，去毛刺发生在所有加工作完成后。CAM 程序指示 MEP 刀具按顺序去除所有孔的毛刺并打破锋利的边缘。一些 MEP 刀具可用于去除各种孔的毛刺，而一些仿形刀具可以应用于三个或四个不同的位置或特征，例如孔的底部以及扇形轮廓的底部。
为了确保边缘轮廓加工在正确的位置以适当的数量进行，必须在 MEP操作开始之前定义或测量所涉及的孔或特征。当零件公差非常严格时，零件表面的位置是明确的，并且可能不需要在线测量。但是，当公差较大时，需要在初始加工后进行测量，以确定要轮廓的边缘或特征的位置。
此外，必须测量和定位工具本身，以确保它能够正确地对零件进行轮廓加工。由于刀具半径非常小 - 并且出于实际目的，无法测量 - 刀具长度在 CAM 程序中指定。作员可以使用预调仪或在机床上通过激光或接触式探针确认刀具长度。进给率是相对于零件特征和刀具的测量尺寸计算的。最复杂的定制去毛刺刀具由其制造商 100% 测量，刀具轮廓的公差为 40 微米，包括跳动。
去毛刺或倒角作应被视为精加工过程，主要关注质量。生产率始终很重要，尤其是在成本数十万欧元的航空航天部件的情况下，推动刀具最大限度地提高产量可能会产生负面且昂贵的影响。一致性、可靠性和消除废品至关重要。
机用边缘轮廓加工 案例研究
机用边缘轮廓技术使制造商在各种应用中受益。
使用 MEP 缩短了 303 不锈钢部件的循环时间
在一种情况下，一家制造商在双主轴机床中生产 303 不锈钢部件。随着零件数量和批量的增长，对提高生产率的需求也在增长。作不平衡且耗时 - 90% 的加工在主轴中进行，并且需要手动去除零件底部的毛刺，因此需要额外的设置。当制造商在机床的副主轴上应用定制设计的整体硬质合金 MEP 刀具时，它可以同时对零件法兰螺栓孔的两侧进行轮廓加工。 两个主轴之间的加工时间变得更加平衡，节拍时间显著缩短。使用 MEP 刀具还消除了手动去毛刺的需要以及所需的额外设置和时间。
使用 MEP 进行圆弧边缘处理，零件寿命延长 3 倍
另一种情况涉及在倒角（平）边处理与圆弧（圆的）边缘之间进行选择。某些零件没有特定要求，即边缘必须由任一类型的刀具处理。然而，一家制造商发现，当应用圆弧而不是倒角时，零件寿命是倒角零件的三倍。刀具选择上看似微小的差异显著提高了零件质量。
使用 MEP 消除 TiAl-4V 风扇盘光洁度问题
最后，在 TiAl-4V 风扇盘上进行的航空航天制造操作提供了 MEP 轮廓工具的应用示例。一家制造商一直在使用固定在凸轮配合刀柄中的硬质合金成型刀具来加工圆盘。圆盘和槽半径周围随机位置的表面光洁度较差，并且问题不一致，严重性和频率各不相同。制造商应用了直径为 10 毫米、10 齿中心切削棒棒糖式涂层整体硬质合金刀具，右螺旋为 30°。该刀具消除了表面光洁度问题，并且能够在相当短的时间内完成圆盘的两侧精加工。
结论
具有不合规格的锋利边缘和毛刺的零件越来越经常被认为是昂贵的废料。这在航空航天工业中非常明显，但在医疗、能源和其他行业的一些关键应用中，这一趋势越来越明显。制造商需要一种一致、可记录且经济高效的组件去毛刺和轮廓零件边缘的方法。机用边缘轮廓 （MEP） 填补了这一需求，因为它取代了手动作，这些作无论执行得多么熟练，零件之间都可能不一致，并且在劳动力、设置和零件处理费用方面成本高昂。一些最终用户已经禁止手动去毛刺，因为它无法记录和认证。
最高效、最具成本效益的 MEP 代表了工程开发和应用专业知识的结合。提供这种整体解决方案的工具制造商将有助于简化航空航天制造流程（以及其他关键行业的类似流程），并将质量和生产力提升到新的水平。
