采用GibbsCAM软件解决方案加速零件组生产，成功制造脊髓融合手术支架

提高机床利用率

    脊髓融合手术支架采用专用于医疗业的PEEK塑料，其中复杂几何需5轴加工，是典型的零件组零件。此零件宽约0.300英寸，长3/4英寸至1英寸，最大高度0.600英寸。每个零件不同角度都有裁剪，包括贝形边角，面角和用来显示X光放射线方向的钽针孔（因为塑料不能反射X光）。当这些操作完成后，在机床上进行精加工和修边，提高产品精度，以防止杂质混入。

    客户提交CAD图，但不打印出来。Mendell公司需要最小图纸的四五个临界尺寸。Thon直接导入SolidWorks生成的第一个图到GibbsCAM软件中，把1英寸的毛坯固定住，设置铰轴支座上安装的5C圆头铆钉的倾斜和旋转角度。由于模型位于转轴上方，他把工件排列在一个面上，为每把刀具的偏角定义一个平面，然后从模型中抽取几何体并定义切削尺寸。“操作技巧是确定偏角的方向和角度，选取所有必要的几何。”Thon说，“这之后再选取工具就简单了。”

    Mendell公司使用GibbsCAM软件仿形铣功能，Thon说，“这是一个很棒的抽取几何体和驱动刀路的工具。我们需要精确度，但客户提供的实体未必符合打印规格。所以我们尽量抽取几何体，然后使用GibbsCAM软件标注尺寸，如果需要的话，重新创建几何体，有时候还需要重新创建实体。

    GibbsCAM软件还能帮助选择刀具，换掉成型铣刀。Thon通常通过改变偏刀角度调节标准刀具。当必要时，他还使用GibbsCAM软件的Tool Tile设计工具，采用模拟仿真功能进行测试，成功后打印出来。当所有工具都定义好之后，使用GibbsCAM软件的模拟仿真功能把所有操作都过一遍以确保无误。

    当零件组的第一个零件完成后，Thon把下一个CAD模型放到这个零件的同一位置，继续使用之前的参数。这就节省了大量时间，尤其是做原型，节省时间更多。Thon说，“设置14个不同型号的零件，每个零件做10个，需要很多时间。采用GibbsCAM软件，平均每个零件省去了好几个小时的设置和编程时间。这么做还能省去零件在机床间换工位的时间以及闲置时间。”

    图2 五轴CNC加工中心加工零件

    上图是脊髓融合手术支架零件组中的一个零件在五轴CNC加工中心上的第一步操作即将完成

医疗器械行业零件日益复杂

    Mendell公司之前从未使用CAM软件为瑞士车床编程，但GibbsCAM软件帮助他们把机床更好地利用起来，制造出钛合金椎弓根螺钉系统原型并进行了前期生产，此零件组螺钉有六个尺寸，最长的1.25英寸。此零件组的三个或更多的组件采用一个螺旋式连接器和压线帽（闭端子）固定在横穿椎骨的支架上。

    此螺旋式连接器采用GibbsCAM软件进行车削和铣削编程，在Tornos瑞士型车床上生产，而原型和连接器及压线帽（闭端子）是在车削中心和五轴铣削机床上加工完成的。“我们还是没有打印，”Thon说，“我们与客户通力合作，成功实现产品设计的适用性与功能性。连接器内的弧形部件能根据支架进行调节，因而放入螺钉并旋转压线帽（闭端子），就能把杆、连接器、压线帽（闭端子）和螺钉永久固定住。”

    脊髓融合手术支架的连接器和压线帽（闭端子）生产方法类似。Thon把工件定位好之后排列在平面上，然后抽取边缘几何，定义刀具，编制五轴铣削程序，通过5C圆头铆钉进给棒料，再切断工件，转到车削中心上进行精加工。

    应用GibbsCAM软件到瑞士型机床并不是我们的首选，因为通过机床的数控系统编程车削零件比较简单。但随着零件越来越复杂，Mendell公司不得不开始使用GibbsCAM软件编程。在这之前，编程人员只为机床操作人员提供CAD模型的形状几何和交叉点半径，以便于让机床数控系统编程更为简单，有时候还会提供车床加工代码，机床操作人员把这些代码直接粘贴到瑞士机床的加工程序里。Thon说“把连接器的加工代码转到Tornos机床上可没那么简单，但用GibbsCAM软件能为带有动力刀座的车床生成加工代码，我们把这些代码粘贴到瑞士机床的系统内再进行加工，这就使加工连接器简单多了。现在，这个螺旋式连接器都在瑞士型机床上进行生产，无需再转到其他机床上加工了。 ”

    Mendell公司市场营销部副总裁Steve Storlie对于最近的生产进程如此高效非常兴奋。Mendell公司刚刚新购了一台Tornos瑞士型机床和两台五轴以上机床，他们打算全面应用GibbsCAM软件为已有的所有瑞士型机床编程。Steve Storlie说“我们还会继续添置车铣复合设备，我们将依靠GibbsCAM软件来把这些设备应用起来。我们能完成任何更为复杂的加工，我们将努力让医疗器械行业的零部件更加美观大方。”