Ve výrobním oboru průmyslových vysokonapěťových motorů (10 kV a vyšší) slouží motorová skříň jako nosný podklad pro statorové jádro. Tolerance průměru dorazu, kolmost čelní plochy na osu a cylindricita ložiskové komory přímo ovlivňují stabilitu chodu motoru (podle národní normy GB/T 1993-1993 musí být tolerance průměru dorazu úrovně IT7, kolmost ≤ 0,05 mm/m a cylindricita ložiskové komory ≤ 0,008 mm). Velký výrobce průmyslových motorů se při obrábění motorové skříně z tvárné litiny Φ 300–600 mm (QT500-7) potýká s tradičním procesním úzkým hrdlem: je nutné provést tři operace – „hrubovací soustružení vnějšího průměru na vodorovném soustruhu → přesné vyvrtávání ložiskové komory na svislé vyvrtávačce → obrábění montážních otvorů na vrtačce s ramenem“. Opakované upínání způsobuje, že souosost mezi dorazem a ložiskovou komorou překračuje 0,1–0,15 mm a intenzita vibrací při provozu motoru přesahuje 1,8 mm/s (doporučená hodnota ≤ 1,1 mm/s), přičemž jednotlivý výrobní cyklus dosahuje až 75 minut. Současně následkem rázového zatížení při řezání tvárné litiny životnost karbidových březích nástrojů dosahuje pouze 40–50 ks/nástroj a cena březích nástrojů na jednu motorovou skříň přesahuje 50 jüanů.
Scénáře použití zákazníkem
Aby tento dilema překonala, společnost uvedla na trh svislý soustruh Kede CNC VTC70 a vytvořila exkluzivní výrobní systém pro skříně motorů, který kombinuje robustní tuhou obráběcí technologii s jednorázovým upnutím. Zařízení využívá celou litinovou základnu letecké třídy (tloušťka stěny odlitku 90 mm), která prošla dvojitým odlehčením napětí metodou „přirozené stárnutí po dobu 12 měsíců + vibrační stárnutí po dobu 72 hodin“, ve spojení se čtyřmi statickými klouzavými ložiskovými vedeními (nosnost ≥ 50 kN) a optimalizovanou strukturální tuhostí pomocí metody konečných prvků. Tuhost řezu v radiálním směru dosahuje 35 kN/mm, což umožňuje stabilní odolání radiálnímu rázovému zatížení 22 kN během obrábění tvárné litiny; vybaveno je CNC systémem FNK a úplným uzavřeným řízením pomocí měřicího mřížkového stupnice (rozlišení 0,05 μm), čímž dosahuje přesnosti polohování ± 0,007 mm a opakované přesnosti polohování ± 0,01 mm, což přesně odpovídá tolerancím úrovně H6 ložiskové komory. V reakci na charakteristiku přerušovaného řezu tvárné litiny je zařízení vybaveno výkonným vřetenem (45 kW) a dvojitým systémem vysokotlakého chlazení (vnitřní chladicí tlak 1,2 MPa, vnější chladicí průtok 40 L/min), v kombinaci s nástroji z karbidu wolframu s extrémně jemnou zrnnou strukturou (s přídavkem fáze NbC, rázová houževnatost ≥ 15 MPa·m¹/²), které efektivně potlačují odlamování břitu nástroje.
Upevnění skříně motoru
Z hlediska technologických inovací dosáhlo zařízení dvojího průlomu v oblasti „integrovaného procesu + těžkého robustního řezání“ při zpracování skříní motorů: integrací hydraulického upínáku s čtyřmi čelistmi o průměru Φ 800 mm (upínací síla až 150 kN), osmistaničního servonástrojového revolverového bloku (čas výměny nástroje 1,6 sekundy) a radiálního pohonného nástrojového vřetena (výstupní točivý moment 350 N·m) je schopno jednorázově provést přesné broušení vnějšího kruhu skříně motoru (tolerance na úrovni IT6), přesné vyvrtávání ložiskové komory (válcovitost ≤ 0,006 mm), tvarování stupně (tolerance průměru ± 0,015 mm), frézování čelní plochy (rovinatost ≤ 0,03 mm) a vrtání a závitování 20–24 montážních otvorů (polohová tolerance ≤ 0,1 mm). V reakci na obtíže s řízením souososti byla inovativně přijata „metoda integrovaného zpracování podle referenčního bodu“: za referenční body pro polohování jsou brány vnitřní otvory na obou koncích skříně motoru, reálná data jsou sbírána prostřednictvím systému měření na stroji (měřicí přesnost ± 0,001 mm), což umožňuje dynamickou kompenzaci deformace způsobené vlastní hmotností obrobku, takže souosost mezi stupněm a ložiskovou komorou je stabilně udržována na hodnotě ≤ 0,04 mm. U složitých struktur, jako jsou chladiče, využívá zařízení interpolaci os Y a C k jednorázovému tváření trojrozměrných ploch, čímž se vyhne stopám po nástroji způsobeným tradičním přechodem mezi operacemi.
Výsledky implementace plně splňují normy průmyslových vysokonapěťových motorů: cyklus zpracování jednoho dílu byl zkrácen z 75 minut na 42 minuty a denní výrobní kapacita byla zvýšena z 120 na 220 sad; cylindricita ložiskové komory skříně motoru je ≤ 0,006 mm, koaxialita mezi dorazem a ložiskovou komorou je ≤ 0,04 mm a kolmost čela k ose je ≤ 0,03 mm/m, což plně vyhovuje požadavkům norem GB/T 1993-1993 „Metody chlazení rotačních elektrických strojů“ a IEC 60034-1; intenzita vibrací při provozu motoru klesla z 1,8 mm/s na 0,8 mm/s a míra překročení vibrací se snížila z 22 % na 1,5 %; životnost nástroje se díky nárazuvzdornému designu prodloužila o 60 % (až na 65–80 ks/čepel) a náklady na nástroj pro jednu skříň motoru se snížily na 32 yuanů; inteligentní diagnostický systém vybavený na zařízení umožňuje sledovat ve reálném čase zrychlení vibrací vřetena (vzorkovací frekvence 1 kHz) a kolísání řezných sil. V kombinaci s modelem predikce opotřebení nástroje se celková využitelnost zařízení zvýšila z 76 % na 93 % a roční odstávky se snížily o 480 hodin.
VTC70 řeší rozpor mezi „těžkým obráběním a přesnou kontrolou“ našeho vysokonapěťového pouzdra. Hlavní inženýr společnosti uvedl: „Náš 20MW vysokonapěťový motor nejenže splňuje certifikaci CE, ale také vyhovuje požadavku na 100 000 hodin provozu bez poruch pro zařízení v klíčových oblastech, jako jsou jaderné elektrárny a rozsáhlé chemické průmysly. To nám poskytuje zásadní konkurenční výhodu pro pronikání na vysoce specializované trhy.“ Tento případ potvrzuje, že svislé soustruhy s CNC se staly klíčovým zařízením pro překonání kvalitativních a efektivitních úzkých míst ve výrobě průmyslových vysokonapěťových pouzder prostřednictvím hluboké spolupráce „náročné konstrukční koncepce + inovace procesní integrace + inteligentní přesné kontroly“.
EN
