В механичните предавателни системи радиалното биене (изискване ≤0,05 мм) и осевото биене (≤0,04 мм) на зъбни колела с диаметър по върховете на зъбите Φ300-500 мм директно определят ефективността на предаването и живота на оборудването. Производител на тежкотоварни зъбни колела, използващ традиционни методи за обработка на колела от материал 40CrNiMoA, изисква три процеса: 'грубо точене на хоризонтално токарно → фрезоване на торцовата повърхност на вертикално фрезерен стан → оформяне профила на зъбите на зъбно-дисково правилно устройство'. Множествените настройки водят до радиално биене, надвишаващо допуснатия допуск с 0,08–0,12 мм, шум при предаване над 90 dB (приемливата стойност ≤85 dB) и цикъл за обработка на единична детайл до 10 часа. Освен това след термична обработка материалът 40CrNiMoA има твърдост 280–320 HB, което води до високо рязане съпротивление, като инструментите от бързорежеща стомана издържат само 2–3 детайла на ръб, а разходите за инструменти за едно зъбно колело надвишават 1500 юаня.
Сценарии за употреба от клиенти
За преодоляване на това затруднение, компанията е въвела CNC вертикалния токарен стан от модел Kunming Machine Tool TK6513 на Shenyang Machinery Group, за да създаде специализирана производствена система за зъбни колела по метода "тежка силова обработка + прецизно точене с едно закрепване". Уредът използва цялостно легено желязо за основата (с дебелина на стената на отливката 120 mm), което е подложено на двойно премахване на напрежения чрез "естествено стареене в продължение на 18 месеца + вибрационно стареене в продължение на 96 часа". В комбинация с конструкцията на порталната греда и кутиевидния плъзгач, огъваемостта е оптимизирана чрез анализ чрез крайни елементи. Радиалната рязане стегнатост достига 40 kN/mm, което позволява стабилно издържане на радиална сила от 25 kN при рязане на 40CrNiMoA; Станът е оборудван с напреднала CNC система Siemens 828D и напълно затворен контур за управление с решетъчна линийка (разделителна способност 0,05 μm), осигурявайки точност на позициониране ± 0,008 mm и повтаряща се точност на позициониране ± 0,005 mm, точно съответстваща на изискването за радиално биене на зъбното колело от ± 0,03 mm. За високопрочни сплавни материали, уредът разполага с високомощен шпиндел от 18,5 kW (максимална скорост 1000 об/мин) и високонапорна емулсионна охлаждаща система (охлаждащо налягане 1,2 MPa, дебит 35 L/min), комбинирани с рязане с инструменти от CBN (кубичен борен нитрид) (твърдост HV3000), което ефективно потиска износването на инструмента и образуването на стружка.
Фиксиране на скоростната кутия
В областта на технологичните иновации, оборудването постига двойно проривно постижение в обработката на зъбни колела – „интеграция на процеса + прецизен предварителен контрол“: като комбинира хидравличен патрон с четири челюсти Φ 650 mm, електрическа кула с 8 станции (време за смяна на инструмента 2,0 секунди) и радиално свредлилно устройство, то може наведнъж да извърши прецизно обточване на външния диаметър на зъбното колело (допуск IT6), фрезоване на страничната повърхност (равнинност ≤ 0,02 mm), разширяване на вътрешния отвор (цилиндричност ≤ 0,01 mm) и обработка на позиционни отвори (позиционна точност ≤ 0,1 mm). За да се справи с трудностите при прецизното управление на зъбните пръстени, ние иновативно прилагаме „метода за унифицирана обработка по референтен стандарт“: използвайки вътрешния отвор на заготовката на зъбното колело като позиционен референт, чрез система за измерване на машината (точност на измерване ± 0,0015 mm) се събират в реално време данни за страничната повърхност и външния диаметър, като автоматично се компенсира деформацията, причинена от теглото на детайла (точност на компенсация 0,003 mm), което осигурява стабилно контролиране на радиалното биене на зъбния пръстен в рамките на ≤ 0,04 mm. За различни модули зъбни колела (модул 8–20 mm) оборудването разполага с 30 комплекта шаблони за технологични параметри, като времето за смяна е съкратено от традиционните 3 часа до 30 минути.
Резултатите от внедряването напълно отговарят на стандарти за зъбни колела за тежка техника: цикълът за обработка на единична детайл е съкратен от 10 часа на 6 часа, а дневната производствена мощност е увеличена от 8 на 14 броя; Радиалното биене на зъбното колело е ≤ 0,04 мм, осевото биене е ≤ 0,03 мм, а шероховатостта на повърхнината достига Ra0,8 μm, което напълно отговаря на изискванията по GB/T 10095.1-2021 „Система за точност на цилиндрични зъбни колела – Част 1: Определения и допустими стойности на отклоненията на зъбните повърхнини от една и съща страна“ и стандарт ISO 1328-1; Шумът при предаване е намален от 90 dB на 82 dB, а ефективността на зъбването е повишена с 8%; Срокът на живот на инструмента е удължен с 200% (до 6–8 броя/плоча) благодарение на оптимизация на съвместимостта на материала и охлаждането, като разходите за инструмент за едно зъбно колело са намалени до 500 юаня; Интелигентният модул за наблюдение, монтиран на оборудването, в реално време събира данни за натоварването на шпиндела (точност ±1%) и температурата на рязане (резолюция 0,1 ℃), комбинирани с алгоритъм за прогнозиране на износването на инструмента, като по този начин комплексната степен на използване на оборудването е повишена от 75% до 93%, а годишното простоюване е намалено с 520 часа.
TK6513 ни позволи да направим скок от „квалифицирана механична обработка“ към „прецизна производство“ на предавки. „Нашият технически директор заяви: „Наши предавки успешно се прилагат в тежка техника като минно и металургично оборудване. Те не само преминаха сертификацията за доставчик на Liebherr в Германия, но и отговарят на строгите изисквания за непрекъсната работа в продължение на 15000 часа без повреди, което ни осигури ядрена конкурентоспособност на пазара на предавки.“ Този случай потвърждава, че CNC вертикални токарни машини са станали ключово оборудване в областта на производството на предавки, за да се преодолее бутълното шийло в точността и ефективността чрез дълбока интеграция на „тежка-дъждова ригидна архитектура + прецизен затворен контур за управление + иновации в процесната интеграция“.
EN
