Στον τομέα παραγωγής βιομηχανικών κινητήρων υψηλής τάσης (10kV και άνω), το κέλυφος του κινητήρα αποτελεί το φέρον υπόστρωμα για τον στάτορα. Η ανοχή της διαμέτρου σταματήματος, η καθετότητα της επιφάνειας ως προς τον άξονα και η κυλινδρικότητα της θάλαμος του ρουλεμάν επηρεάζουν άμεσα τη σταθερότητα της λειτουργίας του κινητήρα (το εθνικό πρότυπο GB/T 1993-1993 απαιτεί η ανοχή της διαμέτρου σταματήματος να είναι επιπέδου IT7, η καθετότητα ≤ 0,05 mm/m και η κυλινδρικότητα της θάλαμος του ρουλεμάν ≤ 0,008 mm). Ένας μεγάλος κατασκευαστής βιομηχανικών κινητήρων αντιμετωπίζει ένα παραδοσιακό εμπόδιο διαδικασίας κατά την επεξεργασία του κελύφους κινητήρα από σφαιροειδή χυτοσίδηρο (QT500-7) διαμέτρου Φ 300-600 mm: απαιτείται να διανυθεί η διαδικασία σε τρία στάδια: «πρόχειρο λοξότρηση σε οριζόντιο τόρνο → ακριβής διάτρηση σε κατακόρυφο τρυπάνι → επεξεργασία της οπής εγκατάστασης σε τρυπάνι με βραχίονα». Η πολλαπλή σύσφιξη προκαλεί συναξονικότητα μεταξύ του σταματήματος και της θάλαμος του ρουλεμάν μεγαλύτερη από 0,1-0,15 mm, ενώ η ένταση της δόνησης κατά τη λειτουργία του κινητήρα υπερβαίνει τα 1,8 mm/s (η επιτρεπόμενη τιμή είναι ≤ 1,1 mm/s), με κύκλο επεξεργασίας ανά κομμάτι έως και 75 λεπτά. Ταυτόχρονα, η διακοπτόμενη επίδραση που παράγεται κατά το κόψιμο του σφαιροειδούς χυτοσιδήρου έχει ως αποτέλεσμα η διάρκεια ζωής των κοπτικών εργαλείων από κράμα σκληρού μετάλλου να είναι μόνο 40-50 τεμάχια/λεπίδα, ενώ το κόστος του κοπτικού εργαλείου ανά κέλυφος κινητήρα υπερβαίνει τα 50 γιουάν.
Σενάρια χρήσης από τον πελάτη
Για να ξεπεραστεί αυτό το δίλημμα, η εταιρεία εισήγαγε τον κάθετο τόρνο Kede CNC VTC70 και δημιούργησε ένα αποκλειστικό σύστημα παραγωγής για τα κέλυφη των κινητήρων, το οποίο συνδυάζει ισχυρή άκαμπτη κατεργασία με διαδικασία μονής σύσφιξης. Το εξοπλισμός χρησιμοποιεί ολόκληρο πλαίσιο από χυτοσίδηρο αεροναυπηγικής ποιότητας (με πάχος τοίχου 90 mm), το οποίο έχει υποστεί διπλή αποστρέσσωση μέσω «φυσικής γήρανσης για 12 μήνες + δόνησης για 72 ώρες», σε συνδυασμό με οδηγούς στατικής πίεσης τεσσάρων σημείων στήριξης (φέρουσα ικανότητα ≥ 50 kN) και βελτιστοποιημένη δομική ακαμψία μέσω ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων. Η ακαμψία κοπής στην ακτινική κατεύθυνση φτάνει τα 35 kN/mm, με τη δυνατότητα να αντέχει σταθερά το ακτινικό κρούστο φορτίο των 22 kN κατά την κατεργασία σφαιρογραφιτικού χυτοσιδήρου. Εξοπλισμένος με σύστημα FNK CNC και πλήρες κλειστό κύκλωμα ελέγχου με κλίμακα πλέγματος (ανάλυση 0,05 μm), επιτυγχάνει ακρίβεια θέσης ± 0,007 mm και επαναλαμβανόμενη ακρίβεια θέσης ± 0,01 mm, αντιστοιχώντας ακριβώς στις ανοχές επιπέδου H6 της θάλαμου του εδράνου. Σε απάντηση στα χαρακτηριστικά διακοπτόμενης κοπής του σφαιρογραφιτικού χυτοσιδήρου, το μηχάνημα είναι εξοπλισμένο με υψηλής ισχύος άξονα (45 kW) και διπλό σύστημα ψύξης υψηλής πίεσης (εσωτερική πίεση ψύξης 1,2 MPa, εξωτερική παροχή ψύξης 40 L/min), σε συνδυασμό με κοπτικά εργαλεία από κράμα WC Co υπερλεπτών κόκκων (με προσθήκη φάσης ενίσχυσης NbC, αντοχή σε κρούση ≥ 15 MPa·m¹/²), τα οποία αποτρέπουν αποτελεσματικά την αποφλοίωση των εργαλείων.
Σύσφιξη κέλυφους κινητήρα
Όσον αφορά την τεχνολογική καινοτομία, το εξοπλισμός έχει επιτύχει διπλή διάσπαση στην επεξεργασία του κιβωτίου του κινητήρα στους τομείς «ενσωμάτωση διαδικασιών + βαρέος τύπου σταθερή κοπή»: με την ενσωμάτωση υδραυλικού συγκρατητήρα τετράποδου σύνδεσης Φ 800 mm (δύναμη σύσφιξης έως 150 kN), ενός περιστρεφόμενου φορείου εργαλείων 8 θέσεων με σερβοκινητήρα (χρόνος αλλαγής εργαλείου 1,6 δευτερόλεπτα) και ενός ακτινικού κεφαλής εργαλείου με ηλεκτρική κίνηση (ροπή εξόδου 350 N·m), μπορεί να ολοκληρώσει με μία μόνο παρέμβαση την ακριβή λείανση της εξωτερικής περιφέρειας του κιβωτίου του κινητήρα (ανοχή επιπέδου IT6), την ακριβή διάτρηση της θάλαμου του εδράνου (κυλινδρικότητα ≤ 0,006 mm), τη διαμόρφωση του στοπ, (ανοχή διαμέτρου ± 0,015 mm), τη λείανση της τελικής επιφάνειας (επιπεδότητα ≤ 0,03 mm) και τη διάτρηση και την αποτυπωτική επεξεργασία 20-24 οπών στερέωσης (ανοχή θέσης ≤ 0,1 mm). Σε απάντηση στη δυσκολία ελέγχου της ομοαξονικότητας, υιοθετούμε καινοτόμα τη «μέθοδο ενσωματωμένης επεξεργασίας με βάση αναφοράς»: χρησιμοποιώντας τις εσωτερικές οπές στα δύο άκρα του κιβωτίου του κινητήρα ως σημείο αναφοράς για τοποθέτηση, συλλέγονται πραγματικού χρόνου δεδομένα επεξεργασίας μέσω ενός συστήματος μέτρησης εντός του μηχανήματος (ακρίβεια μέτρησης ± 0,001 mm), προκειμένου να αντισταθμιστούν δυναμικά οι παραμορφώσεις που προκαλούνται από το βάρος του τεμαχίου, έτσι ώστε η ομοαξονικότητα μεταξύ του στοπ και του θαλάμου του εδράνου να ελέγχεται σταθερά σε τιμή ≤ 0,04 mm. Για σύνθετες δομές όπως οι ακτινικοί πτερύγια απαγωγής θερμότητας, ο εξοπλισμός χρησιμοποιεί παρεμβολή σύνδεσης του άξονα Y και του άξονα C για να επιτύχει μονοστάδια διαμόρφωση τρισδιάστατων επιφανειών, αποφεύγοντας έτσι τα ίχνη εργαλείου που προκαλούνται από τη μεταφορά της παραδοσιακής διαδικασίας.
Τα αποτελέσματα εφαρμογής συμμορφώνονται πλήρως με τα πρότυπα βιομηχανικών κινητήρων υψηλής τάσης: ο κύκλος επεξεργασίας ανά κομμάτι έχει μειωθεί από 75 λεπτά σε 42 λεπτά, ενώ η ημερήσια παραγωγική ικανότητα έχει αυξηθεί από 120 σετ σε 220 σετ· Η κυλινδρικότητα του θαλάμου του ρουλεμάν του κινητήρα είναι ≤ 0,006 mm, η ομοαξονικότητα μεταξύ του στοπ και του θαλάμου του ρουλεμάν είναι ≤ 0,04 mm, και η καθετότητα της επιφάνειας ως προς τον άξονα είναι ≤ 0,03 mm/m, πληρούντας πλήρως τις απαιτήσεις των προτύπων GB/T 1993-1993 «Μέθοδοι ψύξης για περιστρεφόμενες ηλεκτρικές μηχανές» και IEC 60034-1· Η ένταση της δόνησης κατά τη λειτουργία του κινητήρα μειώθηκε από 1,8 mm/s σε 0,8 mm/s, ενώ το ποσοστό υπέρβασης της δόνησης μειώθηκε από 22% σε 1,5%· Η διάρκεια ζωής του εργαλείου έχει επεκταθεί κατά 60% (έως 65-80 τεμάχια/λεπίδα) λόγω του σχεδιασμού ανθεκτικού σε κρούσεις, και το κόστος του εργαλείου για ένα μοναδικό περίβλημα κινητήρα έχει μειωθεί στα 32 γιουάν· Το εξοπλισμένο έξυπνο σύστημα διάγνωσης μπορεί να παρακολουθεί σε πραγματικό χρόνο την επιτάχυνση της δόνησης του άξονα (συχνότητα δειγματοληψίας 1 kHz) και τις διακυμάνσεις της δύναμης κοπής. Σε συνδυασμό με ένα μοντέλο πρόβλεψης φθοράς εργαλείων, ο συνολικός βαθμός αξιοποίησης του εξοπλισμού αυξήθηκε από 76% σε 93%, ενώ ο ετήσιος χρόνος αδράνειας μειώθηκε κατά 480 ώρες.
Το VTC70 επιλύει την αντίφαση μεταξύ «βαρέος τομέα και ακριβούς ελέγχου» στην κατασκευή των περιβλημάτων υψηλής τάσης. Ο κύριος μηχανικός της εταιρείας δήλωσε: «Ο 20MW κινητήρας υψηλής τάσης δεν έχει μόνο περάσει την πιστοποίηση CE, αλλά επίσης πληροί τις απαιτήσεις για 100.000 ώρες λειτουργίας χωρίς βλάβες για εξοπλισμό σε κρίσιμους τομείς όπως οι πυρηνικοί σταθμοί και η μεγάλης κλίμακας χημική βιομηχανία. Αυτό μας παρέχει βασικό ανταγωνιστικό πλεονέκτημα για την εξερεύνηση υψηλού επιπέδου αγορών». Η περίπτωση αυτή επιβεβαιώνει ότι ο κατακόρυφος φρέζας CNC έχει γίνει βασικός εξοπλισμός για την υπέρβαση των εμποδίων ποιότητας και απόδοσης στον τομέα της βιομηχανικής κατασκευής περιβλημάτων υψηλής τάσης, μέσω της βαθιάς συνεργασίας του «σχεδιασμού βαρέος τύπου + ολοκλήρωσης καινοτομίας διαδικασιών + έξυπνου ακριβούς ελέγχου».
EN
