数控龙门铣床用小型及中型铣刀铜铸件

2022-08-05

数控龙门铣床用小型及中型铣刀

数控龙门铣床用小型及中型铣刀 2011年12月03日来源：内容提要：通力合作的两个伙伴，龙门铣床的制造专家F. Zimmermann公司始终将客户的需求放在首要位置。该公司的合作伙伴Benz公司向其提供了全新的紧凑型铣刀。 “德国制造”已经无法继续成为质量可靠的代名词了，与此相反的看法正在四处传播。不断有法庭严格限制使用这一概念。1995年，位于斯图加特的州高级法院裁定，如果产品中的大部分原材料并非来自德国或者并非在德国完成加工，那么继续使用“德国制造”这一概念就将违反《反不正当竞争法》。来自Denkendorf的F. Zimmermann公司主要在德国生产龙门铣床。因此对于这家公司而言，“德国制造”不仅仅针对原产地，而且具有更深层次的质量可靠的含义。该公司的一线装配工与来自德国的其他供应商一道合作，制造机床的零部件。来自黑森林Kinzigtal地区Haslach的刀具制造专家Benz公司就是其中之一。目前，Benz公司为两台小型龙门铣床提供核心部件：铣刀头。根据客户的需求对这两台铣床进行分步骤的开发，体现了该公司的合作战略。传统公司也能提供高品质的机床 F. Zimmermann公司是一家专注于五轴龙门铣床的制造公司，能够提供从小型到大型各种规格的机床。该公司每年都能够完成30台高品质铣床的订单，而且最近这家公司即将迎来75周年庆典。该公司不追求大批量的订单，始终坚持尽可能根据客户的需求进行生产（图1）。

图1：F. Zimmermann公司生产小型到大型的五轴龙门铣床。该公司非常重视与客户之间的关系。

Zimmermann公司的Ruediger Schrott先生说：“尽管我们公司规模很小，只有160名员工，但是却分布在世界各地，而且同各工业领域都保持着良好的合作关系。以前我们很大程度上依赖于汽车工业，而如今飞机工业也为我们带来了大量的订单。”就汽车工业方面而言，他们能够覆盖诸如模型和大型冲压模具设计以及模具制造等许多方面。就飞机工业而言，他们提供的龙门铣床主要用于加工大型铝合金部件。除此以外，Zimmermann公司正积极开拓其他领域的业务。这家来自Denkendorf的龙门铣床制造商以较低的加工深度而著称。Schrott先生说：“我们的机加工规模较小，但是我们却能由此保证较高的灵活性。我们的重点是进行传统的装配，而复杂的零部件全部外购。”当然也有例外：一年前，Zimmermann公司和从一家铣刀生产商旗下独立出来的Gimbal公司合作生产关键零部件。从那以后，Gimbal公司就在Ruediger Schrott先生的领导下开发和生产用于大型龙门铣床的重型铣刀。目前来看，Zimmermann公司在未来一段时期对这类部件仍不排除外购的策略。战略伙伴关系确保高品质零部件用于小型数控龙门铣床用铣刀领域的竞争十分激烈。Schrott先生强调说：“我们在这一领域一直受到国外厂商的激烈竞争。着眼于未来，我们与Benz公司建立了战略合作伙伴关系。”这样Zimmermann公司的小型机床就能够配备Benz公司提供的铣刀系列，而Zimmermann公司将专注用于大型机床的铣刀领域。Benz公司的外包服务销售主管Konrad Keck先生说道：“我们的五轴铣刀由Zimmer集团旗下的Zimmer技术工厂完成加工，而Benz公司负责销售。在2007年Benz公司并入Zimmer集团后，双方建立了非常有效的技术交流。” 使用Zimmermann公司程序的小型五轴龙门铣床主要有“FZ15”和“FZ25”系列。其龙门式结构专门适用于大型部件的干式加工以及对轻质材料进行加工。其小型结构需要紧凑型的铣刀与之匹配，主要目的是减轻机床负担并确保较高的动态性能。此外，FZ15系列非常适用于大切削量的现代模具制造，比如加工聚苯乙烯、塑料、块体材料或者复合材料。FZ25系列铣床对聚苯乙烯、合成树脂及其他塑料材料进行铣削的加工范围达到了Y向6000毫米，Z向3000毫米，X向40000毫米，并且能够保证较高的加工精度和表面质量（图2）。

图2：“FZ25”是一种五轴龙门铣床，具有很大的加工范围。其龙门式结构专门适用于大型部件的干式加工以及对轻质材料进行加工

Zimmermann公司为两个系列提供了不同的参数配置，两者之间的区别不仅仅体现在加工范围的不同，还包括所用的铣刀也不相同。机床制造商必须克服许多困难才能提供丰富的产品系列。Schrott先生说：“以前我们为FZ15系列配备了由一家意大利公司生产的铣刀，其价格非常诱人；但是从技术和服务的角度来看无法令我们满意。尤其是这家公司缺乏高水平的现场工程师，迫使我们必须将铣刀发往意大利总部，浪费了很多时间。因此，我们的客户有可能面对长时间停机的危险。”另外，这家意大利公司提供的铣刀结构过于简单，容易出现故障：由于铣刀的刚度较低，在加工过程中会影响加工精度。当Zimmermann公司遭遇上述的困难时，他们的部分员工正在Zimmer技术工厂参观——按照原计划，他们并不打算咨询铣刀的相关信息。因此，当Zimmermann公司决定在Rheinau生产铣刀时，很多人都感到震惊。Zimmer集团生产铣刀所具有的坚固结构以及该集团较高的加工深度说服了Denkendorf人。Schrott先生对此坚信不疑：“最终，我们决定选择Zimmer集团提供的优质产品及其诱人的价格。Zimmer集团具备的超强实力在我们的决策过程中起到了决定性的作用，今后我们将一同合作捍卫‘德国制造’这一口号。” 技术层面的合作关系将逐步深化双方开展合作的第一步是在FZ15系列铣床上集成“VH1”系列铣刀。如今，这一系列铣刀已经成为Zimmermann公司系统下最为紧凑的铣刀，能够在较长加工时段内保持较高的动态性能（图3）。同时，由于龙门结构的重量仅为140公斤，产生的扭转力和弯曲力矩都较小。结合机床本身具备的较高精度可以获得较高的表面质量。铣刀较小的干扰区域使其能够加工狭长的深孔轮廓，并完成深孔的表面加工。VH1系列铣刀的装夹有力，超越了这一加工领域所要求的精度范围。

图3：“VH1”型五轴铣头已成为Zimmermann公司旗下最紧凑的铣刀系列。凭借其重量小的优点，能够在较长时间内保持较高的动态性能。

在FZ15系列铣床上实施VH1系列铣刀的同时，客户不断向Zimmermann公司订购具备更大加工空间的机床。Schrott先生回忆道：“客户的需求就是我们前进的方向，我们需要开发具备更大刚度的机床。接下来就开始了FZ25系列机床的开发工作。”该系列机床于2006年12月首发，标配VH1系列铣刀。Schrott先生描述道：“很快，客户就提出需求，希望可以选择其他类型的铣刀。带着这样的要求，我们与Benz和Zimmer公司再次携手。” 由于Zimmermann公司并不封锁技术细节，这也逐渐引起了其他客户也对这些铣刀的兴趣。Schrott先生强调说：“最终，只有通过提高加工批量的方式才能提供富有竞争力的产品。此后，我们承接了为一家著名机床厂商配套新型铣刀的订单。”Zimmermann公司通过这个项目颠覆了整个流程：以前总是某个客户先选用VH1系列铣刀，然后由Zimmermann公司进入项目进程；而在”VH12“系列铣刀项目中，这一流程被彻底颠覆——Denkendorf人负责编制需求信息，然后再寻找后续的机床制造商。Keck先生回忆道：“接下来，Zimmermann公司在去年11月确定了技术框架条件以及目标价。我们发现在Zimmermann公司的技术要求下，我们公司可以发挥自身的优势。”Zimmer集团的设计主管Clemens Kimmig和项目经理Stephan Hoell总体负责创新铣刀头项目（图4）。

图4：在“VH12”系列铣刀进行时，及泰然自若的Zimmer集团的设计主管ClemensKimmig（左）和项目经理Stephan Hoell。

如今，该项目的成果VH12系列铣刀已应用于要求相当严苛的铣削加工领域。VH12铣刀在同步运动中较大牵引力条件下能够配合大尺寸轴承，并使主轴得以在更利于加工的特性曲线下运动。Schrott先生说：“在FZ25进行的一次实验中，我们得以利用VH12铣刀头对铝合金材料进行粗加工，或者对浇铸件进行精加工（图5）。”由于VH12铣刀头的单向导入性，使其具备了良好的可接近性；同时，内置的直接测量系统也能够确保较高的定位精度。最后，Keck先生强调说：“在FZ25系列铣床中集成VH1或者VH12都无需进行结构上的改变。只需针对电气控制柜和布线进行小规模的匹配。”

图5：VH12系列铣刀能够满足现在的严苛要求，FZ25系列铣床结合VH12铣刀得以加工铝合金和浇铸件。

正如Keck先生继续强调的那样，两家公司之间的技术合作已经达到了一个前所未有的高度，并且能够促进双方的进一步发展。他说：“我们的竞争力体现在高品质的机床组件，比如五轴技术。我们能够提供技术优良、价格合理的产品，因此我们能够保持良好的项目竞争力和创新竞争力。”Zimmermann公司乐于向客户提供定制化的“德国制造”解决方案。所有的项目都为Ruediger Schrott先生提供了证明，那就是通过创新的合作关系能够在与国外产品的对比中保持竞争力（图6）。今年的Euromold（法兰克福欧洲国际模具展览会）上该公司将展出最新项目以捍卫“德国制造”的荣誉。借此机会，F. Zimmermann公司将携手Zimmer集团向业界首次展示VH12系列五轴铣刀头。

图6：Konrad Keck（左）和Ruediger Schrott确保其领先的法宝正是项目竞争力和创新竞争力的完美组合。

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