【威奇塔，堪萨斯州–2015年8月】2010年，摩托直线加速赛车手Mitch Brown正坐在酒吧与一位引擎制造商朋友聊天。正如经典赛车故事中的情节，引擎制造商朋友在餐巾纸上边比划边说，“如果有人能做出一个这样四阀汽缸盖：阀门做成这个角度、凸轮轴放在这个位置...”

“我可以做，”Brown说。

两年半后，他完成了一个全新的铝制汽缸盖设计原型。原型机汽缸盖由整块铝件整体切削而成，能够达到305马力的动力。第一批Pro Stock版(Pro Stock 为直线加速赛的一个组别)的马力已经可以达到二三十年来市场上最好的OEM工厂和第三方气缸盖制造企业的同等水平。而这种气缸盖则都以传统铸造方式制成。采用老式汽缸盖，而遇到了技术瓶颈的引擎制造商，相信这款新型汽缸盖中还有很多提升动力的空间。Brown相信在几个赛季之后，他的客户将可以在新款汽缸盖的帮助下获得400以上马力。

Brown的引擎制造商朋友和许多摩托直线加速赛业内人士对新的汽缸盖很感兴趣。然而，Brown并不认为他的新公司——Monster赛车制品公司将向赛车行业推出自有品牌产品。相反，公司的目标是为引擎制造商，车队和OEM工厂提供以航天时代技术生产的，且价格适中的定制产品。

成长期的烦恼

Brown是Black Rock机械公司的合伙人之一。Black Rock机械公司是一家数控设备经销商，服务于威奇塔地区新兴的航空航天产业。当Brown提出能做新的汽缸盖时，他脑中的想法是寻求航空航天业数控加工厂中一些深藏不露的天才工程师的帮助。最终两家工厂同意参与这个汽缸盖项目(在他们不影响自己航空航天业务的前提下)。数控编程技师Niles Gibson——同时也是摩托车赛车手，负责基于实体模型的各种原型零件的数控加工编程。他在零件设计时使用的是UG NX软件。

汽缸盖项目进行的很困难而且经常被拖延，因为Niles所在的工厂经常需要处理其他生产任务。两年后，Brown和Gibson做出了一个令他们满意的初步模型。然而，因为Gibson跳槽去了另一个工厂，他们不能再与原来的工厂继续合作。Brown经历了沮丧并开始沉思：如果将来想为汽车运动界客户提供以航天技术做出的产品，他需要有自己的五轴加工设备。

最终Brown购买了自己的五轴加工中心。他签约Gibson作为兼职数控编程技师，并请他调研哪款市场上流行的CAM(计算机辅助制造)软件，可以最好的帮助Monster 赛车制品公司提供复杂精密的定制产品，成为一家为汽车运动爱好者及厂家的供应商。在认真考虑了几种方案，进行了横向比较，并咨询了许多附近的航天业加工企业的意见后，Gibson推荐了Mastercam®(CNC Software公司开发)。他的理由是Mastercam拥有足够的灵活性，可以应对制造业中的各式挑战。此外，该软件具有完美导入NX和许多其他类型的CAD文件的能力;可与Verisurf软件紧密集成(采集点云数据和逆向工程);并且他们得到了附近的Mastercam代理商——QTE Solution公司快速有力的支持。

以NX创建的整个模型可以导入Mastercam，开始数控编程并进行加工。

进入状态 投入生产

2012年11月，他们开始使用Mastercam。因为Gibson没有Mastercam的使用经验，他需要一些时间来熟悉软件的操作。一个月后，数控机床安装到位。Gibson通过自学，使用Mastercam编制了第一段数控程序并上机加工。Gibson说：我在Mastercam中编写新款气缸盖的加工程序，成为一名比较精通Mastercam的编程技师花了我大约40到60小时。

刚开始时进度十分缓慢，因为Gibson仅能利用晚间和周末业余时间熟悉Mastercam并编写加工程式。然而在QTE Solution公司的帮助下，几个月后Gibson不仅可以熟捻的用Mastercam编写非常复杂的刀路，他甚至还设计出一套工作流程，可以安全的让Brown和另一个没有编程经验的操作工人在白天完成设置并进行加工。

数控编程技师Niles Gibson在短短60天内自学并精通Mastercam

完成新型摩托车汽缸盖的五轴加工数控编程

为赛车手、引擎制造商及OEM加工厂实现改进的赛车性能的愿景

为了做到这一点，Gibson利用Mastercam的模拟仿真功能，来确定在刀路中没有工件过切或刀具干涉的情况。他利用Mastercam的刀具库来生成加工报表，方便其他人在使用机床进行加工时也能得到稳定的品质。“通常我们只有一人在车间内工作,这些加工报表可以帮助我们进行长时间加工——不受上下班时间的限制——即使换人操作也不会有任何影响”Gibson说。

汽缸盖动态开粗

为了使引擎制造商能够突破现有功率瓶颈，新款汽缸盖采用了很多特殊设计，Brown与Star赛车公司的George Bryce进行了合作。这是一家为铃木提供直线加速赛引擎的供应商，位于乔治亚州的Americus。这家公司自1980年进入直线加速赛引擎制造业，他们的引擎技术在这个行业首屈一指。Star 赛车公司为Brown提供了改进方案，一份燃烧室的阀门2D图纸和阀门几何形状的侧视图。Brown将现有的工件特征(如螺栓孔位置，镗孔间距，进/出气歧管位置)作了数字化处理。这些信息被纳入NX模型，作为使用Mastercam进行下一步加工编程的基础。

汽缸盖的坯料是一块约100磅的铝块。开粗过程需要去除绝大部分坯料，仅剩下可以保持汽缸盖大致形状的余量等待下一步精修操作，完成开粗之后坯料的重量将只剩下不到20磅。在制造汽缸盖时遇到最大挑战应该是需要用较长的刀具加工里里外外所有的部分，有些是非常难加工的位置。既要保证切削的效率从而控制加工的成本，又要保证侧向应力不导致颤振而损坏刀具和工件。要做到这一点，Gibson在很大程度上依赖于Mastercam的动态加工技术，可以使用刀具的全刃长以高转速、小步进、高进给进行切削。动态刀路可以自动调整切削参数，以避免刀具在加工过程中的迎角过大。

加工前的坯料与完成的汽缸盖对比。加工前坯料为重达100磅的铝锭。

完成粗加工之后，仅剩下保持汽缸盖大致形状的余量后，只剩下20磅。

Gibson表示：“在这个汽缸盖的加工中，我们遇到过很多由于位置刁钻，以普通刀具和切削方式无法触及并加工的问题。我有一把刀，需要伸出4-1/2英寸来处理所有需要清理的区域。没有这些动态刀路，你需要放慢速度来避免刀具的震颤及破裂。当我向使用传统切削方式加工的朋友解释时，他们根本无法相信。使用传统的开粗方式，效果是很不理想的，而且速度要降到很慢，否则在挖槽内角这些区域会产生很多的振动和噪音。有了动态加工，你可以听切削的声音。在整个动态开粗过程中切削的声音很稳定，听起来很舒服。在这些零件的粗加工过程中，如果没有这些动态刀路，我会遇到很多麻烦。”

使用Mastercam的动态加工技术有效减小超长刀具所受的侧向应力

这种刀具常用于伸入工件深处的加工

在Facebook上声名鹊起

新型汽缸盖的消息通过Facebook在摩托车运动界传的很快很远。Brown说，Monster 赛车制品公司95%的新订单是从Facebook上来的。

新型汽缸盖的设计照片和功率测试结果(dyno results)的公布很快吸引了全世界的关注。在新产品发布后的几个月内，Monster赛车制品公司已为引擎制造商、赛车手和来自英格兰、匈牙利、新西兰、澳大利亚和美国本土的赛车队提供了20台汽缸盖。除此之外他们还收到了大量订单及特型定制件的询价，从Pro Mod赛车引擎机油盘到Funny Bike赛车的发动机底板。(Pro Mod 与 Funny Bike 均为直线加速赛的组别名称)

汽缸盖成品——配有青铜合金底座和导轨的硝基甲烷气缸盖和燃烧室

已被一个澳大利亚客户订购

当名声正在互联网上传开后，Brown相信他的小型高科技制造团队有能力生产二倍于目前订单数量的产品。如果销量持续增长，他的团队目前拥有的科技实力和先进的生产技术，可以很容易地将其他用于航天业的先进制造系统整合其中。

注：

直线加速赛是场地汽车比赛项目之一。比赛在两条并列长1500米、各宽15米的直线柏油跑道上进行，实际比赛距离为 1/4英里或1/8英里。比赛时每2辆车为1组，实行淘汰制，分多轮进行，直至决出冠军。采用定点发车方法，加速行进，通过电子仪器测量从发车线到终点线的行驶时间评定成绩。

顶级直线加速职业联赛根据不同车辆类型、引擎尺寸、整备质量、改装程度、以及车身空气动力可分为四个主要组别：Top Fuel、Funny Car、ProStock、Pro Stock Motorcycle。并可继续细分为12-14个小组别。