针对硬材料确立优势地位

FZ40 compact 不但适合于铝材和塑料材料的加工，也非常适合钢材的切削加工。

如今，模型制造商和模具制造商都承受着较大的压力。在过去他们只专注于像铝、塑料、Ureol、化纤增强塑料（CFK）或高强度节能板（GFK）等材料的加工，而现在为了保持竞争力，他们还必须熟悉更广泛的领域。尤其是在汽车制造行业，需要高品质的钢质注塑模具。由于场地不足或经济原因，生产商在机床用地方面都相对节约。因此就需要一个普遍通用的设备，来满足易加工的材料和高硬度材料的高效加工——关键是高性能切削。

为了争取到订单，模型制造商、模具制造商以及刀具制造商必须非常灵活。兹默曼有限公司（F.Zimmermann，以下简称兹默曼）设计和开发部副主任Daniel Demlang分析说：“今天生产手机壳的模具，明天生产洗发液瓶的模具，后天就是生产比如前护板、保险杠或挡泥板的整套钢模。而无论是生产什么产品，都必须把稳定可靠的、尺寸精确的并且具有高表面质量的工件迅速地供给客户。作为机床生产商我们必须为客户提供这种灵活性。”

通过高硬度材料工件的加工，模型制造商和模具制造商越来越频繁的走近兹默曼。2013年兹默曼推出紧凑型FZ33 compact，该设备拥有强有力的整体设计，另外用特殊混凝土浇筑的侧壁矗立在机座上，可以把设备放在一个坚固的工业地面上——多半不需要专门的机床地基，因此安装时具有灵活的可操作性。此龙门铣床也非常适用于对一次被夹紧的工件进行5面加工。“之前操作工必须进行翻转夹紧，也可能要使用其他机床”，Demlang介绍道。从目前来看，这显著节省了时间，降低了经济成本，加快了生产节拍。除此之外，紧凑型FZ33 compact具有很高的性价比，虽然它的重点是铝材的切削加工，但也可以加工钢材，能够切削加工所有的模具材料。

钢加工？高要求！

为了能更经济地对钢材进行加工，高性能切削（HPC）扮演了重要的角色。相较于传统的切削加工过程，高性能切削是通过更高的切削速度和进给速度来提高单位时间切削体积的方法。许多制造商现在依旧认为，在钢加工过程中，高硬度材料只有通过高扭矩、低转速以及大进给来实现高效的加工。因此已经长时间不再对铣刀刀片的形状进行设计。Demlang解释道，“单位时间切削体积量大，可能和小的横向进给量是矛盾的，但可以通过快速的纵向进给取得，而不是必须使用一个相对有力的，但是低速的机床。重要的是要和设备的动态性能相适合，这样也能获得一个高质量的表面。我们的目标是研发一种高性能的适用于钢材切削加工的铣头，把这种铣头应用到一个紧凑型的龙门铣床上”。客户想要的是灵活性而且设备必须得划算。

铣头起决定性作用

“对于经济地生产过程来说，起决定作用的是工件的通过时间，”Demlang继续说道，“这可以通过一个高功率的主轴来缩短。”新的强力的两轴铣头VH60可以达到一个令人赞叹的300 Nm的扭矩，在最大转速15,000 rpm时，主轴的功率为63 kW。通过模块化的铣头系统，兹默曼提供了一个不一样的解决方案。标准型号是一个用于粗加工和精加工的固定安装的通用主轴，但是机床制造商也可以选择安装一个带主轴更换装置的铣头：粗加工和精加工通过各自分开的，专门的轴来实现，通过一个插入式套筒安装到铣头上。这一过程可以根据用户的工作需求自动或半自动实现。一个额外的可选项是用于钢材切削的粗加工轴，此粗加工轴的速度为8,000 rpm，并且比通用轴的扭矩大50%。

兹默曼有限公司设计和开发部副主任Daniel Demlang：“用户提出的要求越来越宽泛，他们需要合适的机床，这些机床构成了一个更丰富的产品系列”。

“对于这个新的铣头，我们提高了夹紧力，并加大了扭矩。”Demlang说道。HSK-A100 用作铣刀底座。在加速和摆动时，刀头也能保持其良好的动态性能。“最初我们想把VH60集成到现有的FZ33 compact 机床的方案中。但因为这个铣头是专门为高速纵向进给切削设计的，因此它比较大且重，很难适用于此类机床。很明显，这会产生一个更大的杠杆力，在机床设计时对此没有考虑到。”

强劲的紧凑型FZ40 compact

FZ40 compact机床不仅非常适用于铝材和塑料材质，也非常适合钢材的切削，因其紧凑性，性价比高，特别是灵活性而表现出众。兹默曼把机床安装在一个具有高结构硬度的实体机架上。此外使用了一个较大的十字形滑座，垂直滑座也是专门开发的，为用于钢材加工的VH60铣头设计的。“对此我们使用海德汉（Heidenhain）公司自适应进给调节装置”，Demlang阐述道，“为了提高生产率，此设备可以识别在工件上的位置。”FZ40 compact会自动调节轨道送料——根据每个轴的效率和其它的过程数据——而不是根据数控程序。

第一台新的紧凑型FZ40 compact设备已经销售给了一家模具加工企业，目前这台机床被用来高效地加工钢材质的工件。

研发还在继续

发展方向在哪里？这个问题对Demlang来说非常清楚：“对于自动化我们在未来要做的还有很多，客户可以通过自动化继续降低单件成本。”这期间，对于水平加工中心来说，自动化是理所当然的，在龙门设备中会不断使用。当然这取决于一个企业是一个接一个地按顺序地对单个订单进行处理，还是其订单情况和零件类型有很大的不同。但是对于小批量或者极小批量的生产，自动化可以缩短辅助生产时间。“这个问题对于普通传统的龙门机床来说，生产时间等同于辅助或调试时间，”Demlang解释道，“如果因夹紧松开工件消耗时间使得工件变得耗时，而机床的通过时间可以达到很短，这对我们来说毫无意义。”

在工业4.0的道路上前行

在此期间，龙门机床处于一个高水平的位置，效率和动态性能优化方面的重要性逐渐弱化，而在服务方面的重要性在不断增强。供应商和客户之间的良好关系究竟靠什么来维护呢？“客户期望提高设备整个生命周期的可运行时间，”Demlang知道，“对此我们提供一个全面的服务，例如热线和远程诊断系统。热线在非正常工作时间也可以接通，而在紧急情况下，远程诊断系统能够在最短时间内做出回应。对此兹默曼的应用工程师会和客户一起针对机床的铣头、主轴、刀具以及夹具的配合间隙进行优化。我们销售的不只是设备，而是提供整套的解决方案，因为机床只是整体的一部分。”Demlang承诺道。

兹默曼设计的用于加工工具钢的铣头VH60 。

为了进一步提升服务，开发人员目前正在开发一个App，整个APP可以随时把客户处在机床的状态展示出来。如果出现故障，用户会收到一个通知，这个通知也会直接发给兹默曼。“对此我们想继续提升联网”，Demlang强调说，“我们不会止步于此，仅仅把所有的组件装配上传感器，对数据进行采集。我们还必须知道，怎样去处理这些数据。”对于提升机床可运行时间来说，针对机床状况进行保养将起到一个决定性的作用。提早识别出何时可能会出现的问题是很有效的。例如，这些问题通过驱动装置的特性变化可以看出来。“通过必要的数据，正确的评估和经验，我们可以得出例如设备最多还可以运行5周这样的结论”，Demlang说道，“用户可以针对这些信息及时地做出相应的措施。”这样能够尽可能的缩短非计划停机时间。目前此App还处于设计阶段，这也是兹默曼对工业4.0理解的一部分。

然而，究竟对哪些公司来说这种联网是值得的？一个只有5名工作人员、2台机床的公司不需要把主机和相应的可造数据处理器进行连接。与此相反，在航空工业，拥有20台设备以及昂贵的自动化设备的批量生产商需要联网。“两家公司都是我们的客户，双方都需要并且我们也会给双方提供相应的解决方案”，Demlang承诺说。