在成功的推出G250和G400型車削加工機(jī)床之后，Index公司的研發(fā)人員又成功地開發(fā)出了全新設(shè)計(jì)的G420型車削加工中心這一特種機(jī)床。該機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)配置卡盤直徑為315毫米(可選400毫米)，車削長度為16000毫米，沒有支承支架時(shí)可裝夾零部件的總重量(含卡盤)為350千克。加工棒材時(shí)，可加工棒材的大直徑至102毫米。當(dāng)利用結(jié)構(gòu)形式完全相同的主軸和尾座主軸完成零部件的全部切削加工任務(wù)時(shí)，有一個(gè)銑削主軸和兩個(gè)刀盤可供使用。這臺(tái)機(jī)床的下述特性將清楚的說明機(jī)床生產(chǎn)廠精心思考的設(shè)計(jì)方案滿足了像機(jī)床設(shè)備制造、汽車制造和航空航天工業(yè)等許多工業(yè)領(lǐng)域用戶當(dāng)前和未來的要求了。
 

　　基本結(jié)構(gòu)
 

　　新型車削加工中心的基礎(chǔ)是整體式的鑄鐵床身。床身的幾何形狀和制造方式也保證了車銑中心有著很高的工作穩(wěn)定性，使其能夠在沒有良好地基的情況下也能通過三大支撐完成設(shè)備的安裝就位。在重量大約23噸、占地面積大約15平方米的機(jī)床設(shè)備中，Index公司的G420型車削加工中心以其特有的剛性而著稱。的機(jī)床幾何結(jié)構(gòu)結(jié)合Z軸和X軸方向的大尺寸線性導(dǎo)軌確保了車削加工中心有著很好的穩(wěn)定性和減震性能。

 

　　另一個(gè)特征就是立式的加工空間和兩個(gè)下置刀盤，不是常規(guī)的斜置導(dǎo)軌；因此有著更好的排屑性能。由于它有碳纖維增強(qiáng)材料的聚合物床身，因此盡管整臺(tái)設(shè)備的重量很大但也有著非常好的加工空間與機(jī)床外形尺寸比值。同時(shí)，該機(jī)床也可以根據(jù)用戶的希望和要求將排屑機(jī)構(gòu)安置在機(jī)床左側(cè)或者右側(cè)，從而佳地利用好用戶企業(yè)提供的設(shè)備安裝面積。
 

　　人體工程學(xué)
 

　　所有重要的零部件，例如車銑主軸和尾座主軸、刀盤、銑削電主軸和刀具庫等都設(shè)計(jì)得讓機(jī)床操作者能夠非常方便的接觸到它們；其中，機(jī)床底部邊緣的凸起很低、較低的主軸位置不僅僅是現(xiàn)代化人體工程學(xué)知識(shí)的體現(xiàn)，而且在降低重心方面有著非常好的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。銑削電主軸裝卸刀具的高度也設(shè)計(jì)得和車削主軸的高度相同，是一個(gè)符合人體工程學(xué)要求的高度位置。
 

　　加工區(qū)域的布局
 

　　帶有電驅(qū)主軸的Z軸滑臺(tái)和液動(dòng)力學(xué)支承的Y軸、B軸滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)形式是對(duì)稱的、位于車削主軸上方的龍門式結(jié)構(gòu)。依靠其強(qiáng)力的驅(qū)動(dòng)裝置(功率至26千瓦、傳輸扭矩為110牛頓米和轉(zhuǎn)速達(dá)12000轉(zhuǎn)/分)以及由力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的、液動(dòng)力學(xué)支承的B軸可以完成不同的鉆削和銑削加工任務(wù)。Y軸行程為±170毫米，B軸的擺動(dòng)角度為±115度，X軸行程為750毫米，使這一車銑加工中心能夠毫無問題地完成所有五軸切削加工任務(wù)。
 

　　Index G420的模塊化控制系統(tǒng)為用戶提供了多種選擇可能性。例如，利用銑削電主軸和主、副兩個(gè)車刀刀盤多可以有三把刀具同時(shí)參與切削加工；這也就使得這種車削加工中心成為市場(chǎng)中的品了。在車削加工的同時(shí)，銑削電主軸可以從有著58或者115把刀具的單排或者雙排刀具庫(HSK-T63或者Capto-C6)中選取合適的銑刀、換刀。允許使用的標(biāo)準(zhǔn)刀具大重量為10千克，大長度為500毫米。因此可以毫無問題地利用懸臂刀具進(jìn)行銑削加工；這在多軸加工中是非常有益的。
 

　　Y軸和B軸的尾座套筒的運(yùn)動(dòng)是由力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)的，所采用的位置測(cè)量系統(tǒng)是直接測(cè)量系統(tǒng)。由于每一個(gè)刀盤都有12個(gè)VDI-40型刀座 – 而且每一個(gè)刀座都可以驅(qū)動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn) – 這就保證了有足夠的刀具可以使用、保證了能夠滿足復(fù)雜切削加工任務(wù)的要求。在小批量零件生產(chǎn)過程中Index公司G420車銑加工中心的使用情況也證明了這一點(diǎn)。兩個(gè)回轉(zhuǎn)刀盤驅(qū)動(dòng)裝置的技術(shù)參數(shù)為：7.5千瓦的功率、35牛頓米的傳輸扭矩和高5400轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速。兩個(gè)回轉(zhuǎn)刀盤不僅可以在X軸和Z軸方向移動(dòng)，而且也可以利用線性軸在Y軸方向運(yùn)動(dòng)±70毫米。
 

　　地完成全部切削加工任務(wù)
 

　　為了地完成細(xì)長零件或者軸類零件的全部切削加工任務(wù)，主副刀盤的刀具可以與Y軸上的銑刀共計(jì)三把刀具一起投入到零件切削加工中去。另外，安裝在跟刀架上的刀具也可以作為回轉(zhuǎn)刀盤的輔助刀具參與切削加工。

 

　　由于機(jī)床內(nèi)部有著很大的加工空間和主軸-尾座之間有著很大的距離，因此銑削電主軸和刀盤都可以同時(shí)在主軸和尾座主軸處加工零件，并且沒有相互碰撞的危險(xiǎn)。由于副刀盤可以在切削加工過程中移開，留下足夠的空間讓銑刀在主軸和尾座主軸處進(jìn)行銑削加工。
 

　　(機(jī)床主軸和尾座主軸)兩個(gè)主軸卡盤都采用了冷卻液冷卻，主軸內(nèi)孔直徑102毫米。通常情況下主軸配用的標(biāo)準(zhǔn)卡盤為直徑315毫米的卡盤。可選卡盤的大尺寸為400毫米?？梢越?jīng)濟(jì)地切削長度尺寸為1600毫米的各種零件。主軸和尾座主軸處的銑削電主軸有著很高的動(dòng)態(tài)性能、功率(34千瓦)和傳輸扭矩(S6檔時(shí)為920牛頓米)，能夠地完成車銑加工任務(wù)。
 

　　可選配置還有兩坐標(biāo)軸上下料機(jī)構(gòu)以及集成在機(jī)床內(nèi)部可以取出大零件重量為25千克的取件裝置。這樣，Index G420車削加工中心就為缺少操作者的企業(yè)帶來了極大的方便(部分地實(shí)現(xiàn)無人值守的生產(chǎn)加工)。
 

　　集成在企業(yè)控制系統(tǒng)中的車削加工中心控制面板
 

　　車削加工中心的控制系統(tǒng)是西門子的S 840D sl，具體的操作顯示界面則是Index公司自主研發(fā)的Index iXpanel系統(tǒng)。在觸摸屏的幫助下，iXpanel能夠讓操作者通過軟鍵舒適的調(diào)整設(shè)置和控制機(jī)床。iXpanel控制方案也具有網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)的能力。例如，所有有關(guān)經(jīng)濟(jì)性好的切削加工信息、數(shù)據(jù)隨時(shí)都可以提供給機(jī)床操作者使用。標(biāo)準(zhǔn)配置的車削加工中心就已經(jīng)包含了iXpanel控制系統(tǒng)，并可以根據(jù)用戶的要求擴(kuò)展其性能。
 

　　系統(tǒng)模塊：X/Y/Z 軸各有兩套12 把刀具的主、副刀盤，可以沿X/Y/Z/B軸運(yùn)動(dòng)的銑削主軸，主軸和尾座主軸(尾座主軸的運(yùn)動(dòng)軸線為Z 軸)，銑刀刀具庫和可選的兩坐標(biāo)軸上下料機(jī)構(gòu)。
 

　　iXpanel控制系統(tǒng)通過其豐富的工藝技術(shù)加工循環(huán)和程序掩碼，例如車、銑、鉆等工藝技術(shù)加工循環(huán)，可以用更多的刀具來進(jìn)行加工程序的模擬。其他功能也可以隨時(shí)顯示在第二個(gè)屏幕頁面上；這就給操作者的日常工作提供了極大的幫助，使他可以在標(biāo)準(zhǔn)型車削加工中心的日常操作中直接獲得許多幫助和支持，例如獲得零件圖、參數(shù)列表、編程幫助和文件資料等等。
 

　　利用可選的VPC-BOX(一種工業(yè)計(jì)算機(jī))，iXpanel系統(tǒng)可以在操作模式CrashStop、RealTime Mode和Simulation(VM on board)等三種模式中打開虛擬機(jī)、直接進(jìn)行控制。借助于VPC-BOX工業(yè)計(jì)算機(jī)，用戶可以不受任何限制地將車削加工中心集成到企業(yè)的IT系統(tǒng)中去。
 

　　節(jié)能的現(xiàn)代化冷卻方案
 

　　多個(gè)冷卻循環(huán)回路直接冷卻著Index G420車削加工中心所有重要的發(fā)熱源。除了主軸、尾座主軸、銑削電主軸和B軸的力矩電機(jī)之外，還有單獨(dú)的冷卻系統(tǒng)對(duì)液壓系統(tǒng)和電器柜進(jìn)行冷卻。冷卻液吸收了熱源釋放出來的熱能，并將其傳輸?shù)皆O(shè)備之外集中冷卻。
 

　　利用冷卻水接口可以將冷卻水存儲(chǔ)的熱能散發(fā)出去，必要時(shí)加以進(jìn)一步利用(車間采暖、非飲用水加熱或者為其他切削加工步驟提供工業(yè)用熱)。機(jī)床預(yù)熱的回收再利用也持續(xù)性地降低了企業(yè)的能源費(fèi)用。
 

　　(本文譯自德國Werkstatt und Betrieb雜志)