图1   U轴（DIN）是一条附加数控轴，用来控制在U方向的运动（平行于X轴，垂直于主轴中心轴）

虽然，现代制造技术已得到了迅速发展，但是，在机械加工过程中仍存在着耗时高、成本高的工序无法得到解决。其中，在加工中心上实现车削功能就是一个典型实例。现在，HELLER径向进刀系统帮助用户有效地解决了这一难题。

过去，由于加工中心不具备车削功能，用户不得不为了实现工件的车削加工，将其从加工中心上取出重新装夹到车床上。现在，HELLER径向进刀系统为用户带来了一种具有高技术含量和高经济性的方案，完美地解决了这一难题。HELLER径向进刀系统通过减少工件的装夹次数，缩短了辅助时间，从而减少工件的加工时间，降低了由于反复装夹造成的精度损失。

图2  单元化的径向进刀系统：驱动合并在加工单元中，行程控制轴集成在主轴内部， U轴通过数控轴实现

HELLER径向进刀系统的基本操作原理是，使用单独的数控轴（U轴，见图1）来控制刀片径向移动的刀具（又称为车削头）。整个系统包含一个驱动，一个通过主轴中心的行程控制传动轴和一个车削头（见图2）。主轴和行程控制传动轴的转速差，通过机械连接传到车削头上。车削头内部的传动系统，将转速差转变为刀片的径向移动。其中，车削头上面可以装配各种刀具，实现不同的加工功能。同现有的集成在机床内的径向进刀解决方案相比，HELLER径向进刀系统可谓是一个高度集成的成套方案。

图3  U轴主轴端接口和刀具端接口

HELLER径向进刀系统成套方案，是加工中心上最大化的系统集成技术：径向进刀系统的驱动完全集成在机床主轴单元中。一个集成在主轴内部的行程控制轴把驱动单元和车削头连接在一起，车削头带有的刀具通过U轴控制。这样的设计，让径向进刀系统作为一个功能完整的机床数控轴，可以通过数控系统编程进行控制，比如，刀具的运动方向和速度，用来增加或者减小直径。这种概念优势众多，其中两点显而易见：集成化的设计，避免在加工区域形成造成碰撞危险的外形干涉；刀具不需要配有单独的驱动，刀具的重量因此减轻。同机电一体化的其他方案相比较，HELLER集成方案具有更多的优势：整个径向进刀系统的外挂部分短，所以力臂小，系统翻转转矩相应减小；考虑到减少的刀具重量，整个系统的刚性优势明显，切削效能高，而且易于操作。

图4   工艺独立性最大化：驱动和刀具空间位置分开，驱动单元位于加工空间之外，不受切削液和切屑影响

HELLER径向进刀系统还具有许多其他优势，诸如：换刀后主轴夹紧车削头，行程控制轴是直接连接在车削头上的，没有开放型的接口（见图3、图4）。而在传统的解决方案中，切屑和切削液往往会通过开放型接口渗入系统，易造成错误。另一个值得关注的优点是，驱动和车削头之间使用过行程控制轴固定连接，当车削头每次被自动换入或取出主轴的时候都是在一个固定位置，因此切削刃的位置也是固定的，车削头不需要重新通过参考点调整，可以立刻投入使用。

图5  HELLER径向进刀系统是加工平面、密封面、任何轮廓、球截形和槽的理想选择

当加工一个工件需要采取多种工艺时，HELLER径向进刀系统的潜力就会得到充分展现。此外，车削头往往还是割槽、旋转体型腔或者外圆轮廓等加工工况的理想选择（见图5）。更重要的是，这项技术保证了工艺的灵活性和经济高效性：带有径向进刀系统的HELLER机床可以使用任意多的车削头（见图6），且对刀具生产厂商没有限制，这对某些行业来说是非常重要的。另外，同市面上其他的附加系统方案相比，使用HELLER径向进刀系统时，只需要一个在机床中的驱动即可，所以，使用的车削头数量越多，价格优势也就越明显。
 

图6  可以使用任何厂家的车削头，存放在标准刀库中与完整地数控轴功能配合，提供给用户最完美的灵活性