在成功的推出G250和G400型車削加工機床之后，Index公司的研發(fā)人員又成功地開發(fā)出了全新設計的G420型車削加工中心這一特種機床。該機床標準配置卡盤直徑為315毫米(可選400毫米)，車削長度為16000毫米，沒有支承支架時可裝夾零部件的總重量(含卡盤)為350千克。加工棒材時，可加工棒材的大直徑至102毫米。當利用結構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時，有一個銑削主軸和兩個刀盤可供使用。這臺機床的下述特性將清楚的說明機床生產(chǎn)廠精心思考的設計方案滿足了像機床設備制造、汽車制造和航空航天工業(yè)等許多工業(yè)領域用戶當前和未來的要求了。
 

　　基本結構
 

　　新型車削加工中心的基礎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平方米的機床設備中，Index公司的G420型車削加工中心以其特有的剛性而著稱。的機床幾何結構結合Z軸和X軸方向的大尺寸線性導軌確保了車削加工中心有著很好的穩(wěn)定性和減震性能。

 

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

　　人體工程學
 

　　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計得讓機床操作者能夠非常方便的接觸到它們；其中，機床底部邊緣的凸起很低、較低的主軸位置不僅僅是現(xiàn)代化人體工程學知識的體現(xiàn)，而且在降低重心方面有著非常好的技術優(yōu)勢。銑削電主軸裝卸刀具的高度也設計得和車削主軸的高度相同，是一個符合人體工程學要求的高度位置。
 

　　加工區(qū)域的布局
 

　　帶有電驅主軸的Z軸滑臺和液動力學支承的Y軸、B軸滑臺的結構形式是對稱的、位于車削主軸上方的龍門式結構。依靠其強力的驅動裝置(功率至26千瓦、傳輸扭矩為110牛頓米和轉速達12000轉/分)以及由力矩電機直接驅動的、液動力學支承的B軸可以完成不同的鉆削和銑削加工任務。Y軸行程為±170毫米，B軸的擺動角度為±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。
 

　　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、副兩個車刀刀盤多可以有三把刀具同時參與切削加工；這也就使得這種車削加工中心成為市場中的品了。在車削加工的同時，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。允許使用的標準刀具大重量為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軸的尾座套筒的運動是由力矩電機驅動的，所采用的位置測量系統(tǒng)是直接測量系統(tǒng)。由于每一個刀盤都有12個VDI-40型刀座 – 而且每一個刀座都可以驅動刀具旋轉 – 這就保證了有足夠的刀具可以使用、保證了能夠滿足復雜切削加工任務的要求。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。兩個回轉刀盤驅動裝置的技術參數(shù)為：7.5千瓦的功率、35牛頓米的傳輸扭矩和高5400轉/分的轉速。兩個回轉刀盤不僅可以在X軸和Z軸方向移動，而且也可以利用線性軸在Y軸方向運動±70毫米。
 

　　地完成全部切削加工任務
 

　　為了地完成細長零件或者軸類零件的全部切削加工任務，主副刀盤的刀具可以與Y軸上的銑刀共計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刀盤的輔助刀具參與切削加工。

 

　　由于機床內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在主軸和尾座主軸處加工零件，并且沒有相互碰撞的危險。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行銑削加工。
 

　　(機床主軸和尾座主軸)兩個主軸卡盤都采用了冷卻液冷卻，主軸內孔直徑102毫米。通常情況下主軸配用的標準卡盤為直徑315毫米的卡盤。可選卡盤的大尺寸為400毫米。可以經(jīng)濟地切削長度尺寸為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態(tài)性能、功率(34千瓦)和傳輸扭矩(S6檔時為920牛頓米)，能夠地完成車銑加工任務。
 

　　可選配置還有兩坐標軸上下料機構以及集成在機床內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整設置和控制機床。iXpanel控制方案也具有網(wǎng)絡化生產(chǎn)的能力。例如，所有有關經(jīng)濟性好的切削加工信息、數(shù)據(jù)隨時都可以提供給機床操作者使用。標準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軸運動的銑削主軸，主軸和尾座主軸(尾座主軸的運動軸線為Z 軸)，銑刀刀具庫和可選的兩坐標軸上下料機構。
 

　　iXpanel控制系統(tǒng)通過其豐富的工藝技術加工循環(huán)和程序掩碼，例如車、銑、鉆等工藝技術加工循環(huán)，可以用更多的刀具來進行加工程序的模擬。其他功能也可以隨時顯示在第二個屏幕頁面上；這就給操作者的日常工作提供了極大的幫助，使他可以在標準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)計算機)，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、直接進行控制。借助于VPC-BOX工業(yè)計算機，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軸的力矩電機之外，還有單獨的冷卻系統(tǒng)對液壓系統(tǒng)和電器柜進行冷卻。冷卻液吸收了熱源釋放出來的熱能，并將其傳輸?shù)皆O備之外集中冷卻。
 

　　利用冷卻水接口可以將冷卻水存儲的熱能散發(fā)出去，必要時加以進一步利用(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)。機床預熱的回收再利用也持續(xù)性地降低了企業(yè)的能源費用。
 

　　(本文譯自德國Werkstatt und Betrieb雜志)