En sistemes de transmissió mecànics, l'oscil·lació radial (requeriment ≤0,05 mm) i l'oscil·lació frontal (≤0,04 mm) dels engranatges amb un diàmetre primitiu de Φ300-500 mm determinen directament l'eficiència de la transmissió i la vida útil de l'equip. Un fabricant d'engranatges pesants que processa engranatges fets de material 40CrNiMoA mitjançant mètodes tradicionals requereix tres processos: 'torneig groc en un torn horitzontal → fresat de la cara final en una fresadora vertical → conformació del perfil del dent en una dentadora'. Diverses configuracions fan que l'oscil·lació radial superi la tolerància en 0,08-0,12 mm, el soroll de transmissió superi els 90 dB (valor acceptable ≤85 dB) i el cicle de processament per peça arribi fins a les 10 hores. A més, després del revenat, el material 40CrNiMoA té una duresa de 280-320 HB, provocant una alta resistència al tall, amb eines d'acer ràpid que només duren entre 2 i 3 peces per vora, i un cost d'eines per engranatge superior als 1500 yuans.
Escenaris d'ús del client
Per superar aquest dilema, l'empresa ha introduït el torn vertical CNC Kunming Machine Tool TK6513 del grup Shenyang Machinery per construir un sistema exclusiu de fabricació d'engranatges basat en "mecanitzat rígid pesant + tornejat de precisió en una sola fixació". L'equipament disposa d'un llit integral de ferro fosa gris (amb un gruix de paret de 120 mm), que ha estat sotmès a una doble relaxació tensional de "envelliment natural durant 18 mesos + envelliment per vibració durant 96 hores". Combinat amb la biga portal i l'estructura de lliscador de tipus caixa, la distribució de rigidesa s'optimitza mitjançant anàlisi per elements finits. La rigidesa al tall radial arriba als 40 kN/mm, podent suportar de manera estable una força radial de 25 kN durant el tall de 40CrNiMoA; equipat amb el sistema CNC Siemens 828D Advanced i control totalment en bucle tancat amb regle de reixeta (resolució de 0,05 μm), assoleix una precisió de posicionament de ± 0,008 mm i una precisió de repetició de ± 0,005 mm, ajustant-se exactament al requisit de joc radial de l'engranatge anular de ± 0,03 mm. Per a materials d'aliatges d'alta resistència, l'equipament disposa d'un eix principal d'alta potència de 18,5 kW (velocitat màxima de 1000 r/min) i un sistema de refrigeració d'emulsió d'alta pressió (pressió de refrigeració de 1,2 MPa, cabal de 35 L/min), combinat amb eines de tall CBN (nitrur cúbic de bor) (duretat HV3000), suprimint eficaçment el desgast de l'eina i la formació de ferritja.
Fixació del canvi
En termes de innovació tecnològica, l'equip ha assolit una doble irrupció de "integració del procés + control precís previ" en el mecanitzat d'engranatges: integrant un mordassa hidràulica de quatre mandíbules de Φ 650 mm, una torreta elèctrica de 8 estacions (temps de canvi d'eina 2,0 segons) i una unitat de perforació radial, pot realitzar en una sola operació el tornejat de precisió de la corona exterior de l'engranatge (tolerància IT6), el fresat de la cara frontal (planor ≤ 0,02 mm), l'alesat del forat interior (circularitat ≤ 0,01 mm) i el mecanitzat dels forats de posicionament (precisió posicional ≤ 0,1 mm). Davant la dificultat de controlar amb precisió l'anell dentat, s'ha adoptat de manera innovadora el "mètode de mecanitzat amb referència unificada": utilitzant el forat interior de la peça bruta com a referència de posicionament, es recullen dades en temps real de la cara frontal i del diàmetre exterior mitjançant el sistema de mesura en màquina (precisió de mesura ± 0,0015 mm), i es compensa automàticament la deformació causada pel pes de la peça (precisió de compensació 0,003 mm), de manera que l'oscil·lació radial de l'anell dentat queda estabilitzada dins de ≤ 0,04 mm. Per a diferents engranatges de mòdul (mòdul 8-20 mm), l'equip disposa de 30 jocs de plantilles de paràmetres de procés, reduint el temps de canvi de 3 hores tradicionals a 30 minuts.
Els resultats de la implementació compleixen plenament amb les normes per a engranatges de maquinària pesant: el cicle de processament d'una peça s'ha reduït de 10 hores a 6 hores, i la capacitat de producció diària ha augmentat de 8 peces a 14 peces; La oscil·lació radial de l'engranatge anular és ≤ 0,04 mm, la oscil·lació de la cara frontal és ≤ 0,03 mm, i la rugositat superficial arriba a Ra0,8 μm, complint totalment els requisits de la norma GB/T 10095.1-2021 "Sistema d'exactitud d'engranatges cilíndrics Part 1: Definició i valors admissibles de les desviacions de la superfície del dent en el mateix costat" i la norma ISO 1328-1; El soroll de transmissió ha disminuït de 90 dB a 82 dB, i l'eficiència d'engranatge ha augmentat un 8%; La vida útil de l'eina s'ha allargat un 200% (fins a 6-8 peces/fulleta) gràcies a l'optimització de la combinació de materials i refrigeració, i el cost de les eines per engranatge individual s'ha reduït a 500 yuans; El mòdul de monitoratge intel·ligent instal·lat a l'equip pot recollir en temps real la càrrega de l'eix principal (precisió ± 1%) i la temperatura de tall (resolució 0,1 ℃), combinat amb un algoritme de predicció de desgast de l'eina, la taxa d'utilització global de l'equip ha augmentat del 75% al 93%, i el temps d'inactivitat anual s'ha reduït en 520 hores.
El TK6513 ens ha permès assolir un salt des de la 'mecanització qualificada' fins a la 'fabricació de precisió' d'engranatges. "El director tècnic de l'empresa va declarar: "Els nostres engranatges s'han aplicat amb èxit en equips pesats com maquinària minera i equips metal·lúrgics. No només han superat la certificació de proveïdor de Liebherr a Alemanya, sinó que també compleixen els rigorosos requisits d'operació contínua durant 15000 hores sense fallades, cosa que ens ha donat una competitiu clau en el mercat d'engranatges". Aquest cas confirma que els torns verticals CNC s'han convertit en un equipament clau en el camp de la fabricació d'engranatges per superar l'embús de precisió i eficiència mitjançant la profunda integració de "arquitectura rígida pesada + control tancat de precisió + innovació d'integració de processos".
EN
