I mekaniske transmissionssystemer bestemmer den radiale runout (krav ≤0,05 mm) og flade runout (≤0,04 mm) af gear med en pitch cirkeldiameter på Φ300-500 mm direkte transmissionseffektiviteten og udstyrets levetid. En producent af tunglastegear, der bearbejder gear fremstillet af materialet 40CrNiMoA med traditionelle metoder, kræver tre processer: 'foreløbig drejning på en vandret drejebænk → frestning af endefladen på en lodret fræsemaskine → formning af tandprofilerne på en gearskære-maskine'. Flere opsætninger resulterer i en radial runout, der overstiger tolerancen med 0,08-0,12 mm, transmissionsstøj over 90 dB (acceptabel værdi ≤85 dB) og en enkeltstyks bearbejdningstid på op til 10 timer. Desuden har 40CrNiMoA efter varmebehandling en hårdhed på 280-320 HB, hvilket resulterer i høj skæremodstand, hvor værktøjer i hurtigstål kun holder 2-3 emner per skærekant, og værktøjsomkostningerne for et enkelt gear overstiger 1500 yuan.
Kundens anvendelsesscenarier
For at løse dette dilemma har virksomheden introduceret Kunming Machine Tool TK6513 CNC-vandrette drejebænk fra Shenyang Machinery Group for at opbygge et eksklusivt gearfremstillingssystem med »dobbeltstiv bearbejdning + præcisionsdrejning i én spændning«. Udstyret er udstyret med en integreret seng af gråt støbejern (med en vægtykkelse på 120 mm), som har gennemgået dobbelt spændingsløsning ved »naturlig aldring i 18 måneder + vibrationsaldring i 96 timer«. Kombineret med portalkonstruktion og kasseformet glidebord optimeres stivhedsfordelingen via elementanalyse (FEM). Den radiale skærestivhed når op på 40 kN/mm, hvilket muliggør stabil bearbejdning under en radial kraft på 25 kN ved bearbejdning af 40CrNiMoA; udstyret er forsynet med Siemens 828D Advanced CNC-system og fuldt lukket regulering via glaslineal (opløsning på 0,05 μm), hvilket giver en positionsnøjagtighed på ±0,008 mm og en gentagen positionsnøjagtighed på ±0,005 mm – svarende nøjagtigt til kravet om radial run-out for tandhjulskransekreds på ±0,03 mm. Til højfaste legeringsmaterialer er udstyret forsynet med en 18,5 kW højtydende spindel (maksimal omdrejningstal 1000 o/min) og et højtryks emulsionskølesystem (køletryk på 1,2 MPa, flow på 35 L/min), kombineret med CBN-kubisk boronnitrid-værktøjer (hårdhed HV3000), hvilket effektivt undertrykker værktøjsslid og spånuddannelse.
Gearklemning
Set udfra teknologisk innovation har udstyret opnået et dobbelt gennembrud med »procesintegration + præcisionsforudstyring« inden for gearbearbejdning: ved integration af en Φ 650 mm fireklovshydraulikspænd, et 8-positions elektrisk værktøjstårn (værktøjsomstillings tid 2,0 sekunder) og en radial boreenhed kan det fuldføre præcisionsdrejning af tandhjulets ydercirkel (tolerance IT6), fladeslibning (planhed ≤ 0,02 mm), indre hullåbning (cylindricitet ≤ 0,01 mm) og positioneringshullåbning (positionspræcision ≤ 0,1 mm) i én operation. For at løse vanskelighederne ved præcisionskontrol af tandringen anvender vi innovativt »metoden med fælles referencepunkt for bearbejdning«: ved at bruge tandhjulets indre hul som positioneringsreference indsamles reelle data for endefladen og ydercirklen via et on-line-målesystem (målenøjagtighed ± 0,0015 mm), og deformation forårsaget af emnets vægt kompenseres automatisk (kompenseringsnøjagtighed 0,003 mm), således at den radiale spil kan holdes stabil inden for ≤ 0,04 mm. For forskellige modulgear (modul 8–20 mm) er udstyret udstyret med 30 sæt procesparameterskabeloner, og udskiftningstiden er reduceret fra den traditionelle på 3 timer til 30 minutter.
Implementeringsresultaterne overholder fuldt ud standarderne for tungt udstyr gear: enkeltstykke bearbejdningstid er reduceret fra 10 timer til 6 timer, og den daglige produktionskapacitet er øget fra 8 stykker til 14 stykker; radialt løb på tandhjulsringen er ≤ 0,04 mm, aksialt løb er ≤ 0,03 mm, og overfladeruheden når Ra0,8 μm, hvilket fuldt ud imødekommer kravene i GB/T 10095.1-2021 "Cylindrical Gear Accuracy System Part 1: Definition and Allowable Values of Tooth Surface Deviation on the Same Side" og ISO 1328-1-standard; transmissionsstøjen er faldet fra 90 dB til 82 dB, og tandhjulenes meshing-effektivitet er steget med 8 %; værktøjslevetiden er forlænget med 200 % (op til 6-8 stykker/blade) pga. materialeoptimering og køling, og omkostningerne ved værktøjer pr. tandhjul er reduceret til 500 yuan; det intelligente overvågningsmodul monteret på udstyret kan i realtid indsamle spindellast (nøjagtighed ± 1 %) og skæretemperatur (opløsning 0,1 ℃), kombineret med algoritme til forudsigelse af værktøjsfor slid, hvilket har øget den samlede udnyttelsesgrad af udstyret fra 75 % til 93 %, og den årlige nedetid er reduceret med 520 timer.
TK6513 har gjort det muligt for os at skride fra 'kvalificeret bearbejdning' til 'præcisionsfremstilling' af gear. "Vores gear er blevet succesfuldt anvendt i tung udstyr såsom minedriftsmaskiner og metallurgisk udstyr," sagde virksomhedens tekniske direktør. "De har ikke kun bestået leverandørcertificeringen hos Liebherr i Tyskland, men opfylder også de strenge krav om fejlfri kontinuerlig drift i 15.000 timer, hvilket har givet os en kernefortræning på gearmarkedet." Dette eksempel bekræfter, at CNC-vandrette drejebænke er blevet en nøglekomponent i gearfremstillingsindustrien for at bryde gennem flaskehalse inden for præcision og effektivitet gennem den dybe integration af 'tunglastet stiv arkitektur + præcist lukket reguleringssystem + innovationsprocessernes integrering'.
EN
