En el campo de fabricación de motores industriales de alta tensión (10 kV y superiores), la carcasa del motor sirve como sustrato portador del núcleo del estator. La tolerancia del diámetro de tope, la perpendicularidad de la cara final respecto al eje y la cilindricidad de la cámara del cojinete afectan directamente a la estabilidad del funcionamiento del motor (la norma nacional GB/T 1993-1993 exige que la tolerancia del diámetro de tope sea nivel IT7, la perpendicularidad ≤ 0,05 mm/m y la cilindricidad de la cámara del cojinete ≤ 0,008 mm). Un importante fabricante de motores industriales enfrenta un cuello de botella en el proceso tradicional al mecanizar la carcasa de motor de hierro dúctil (QT500-7) de Φ 300-600 mm: debe pasar por tres procesos: "torneado en torno horizontal para desbaste del contorno exterior → precisión de la cámara del cojinete en máquina fresadora vertical → mecanizado de los orificios de instalación en máquina taladradora de brazo basculante". El múltiple amarre provoca que la coaxialidad entre el tope y la cámara del cojinete supere 0,1-0,15 mm, y la intensidad de vibración durante el funcionamiento del motor supere 1,8 mm/s (valor aceptable ≤ 1,1 mm/s), con un ciclo de mecanizado por pieza de hasta 75 minutos; al mismo tiempo, el impacto intermitente generado durante el corte del hierro dúctil hace que la vida útil de las herramientas de corte de aleación dura sea solo de 40-50 piezas/herramienta, y el costo de la herramienta de corte por carcasa de motor supera los 50 yuanes.
Escenarios de uso del cliente
Para superar este dilema, la empresa ha introducido el torno vertical CNC Kede CNC VTC70 y ha establecido un sistema exclusivo de fabricación para carcasas de motores que combina mecanizado rígido pesado con un proceso de sujeción única. El equipo adopta una estructura principal integral de hierro fundido de grado aeronáutico (con un espesor de pared de fundición de 90 mm), que ha sido sometida a un doble alivio de tensiones de "envejecimiento natural durante 12 meses + envejecimiento por vibración durante 72 horas", combinada con guías de presión estática de cuatro puntos de apoyo (capacidad de carga ≥ 50 kN), y rigidez estructural optimizada mediante análisis por elementos finitos. La rigidez radial al corte alcanza los 35 kN/mm, pudiendo soportar de forma estable la carga de impacto radial de 22 kN durante el mecanizado de hierro dúctil; equipado con sistema CNC FNK y control totalmente cerrado mediante regla óptica (resolución de 0,05 μm), logra una precisión de posicionamiento de ± 0,007 mm y una precisión de repetición de posicionamiento de ± 0,01 mm, cumpliendo exactamente con los requisitos de tolerancia nivel H6 de la cámara del cojinete. En respuesta a las características de corte intermitente del hierro dúctil, el equipo está provisto de un husillo de alta potencia (45 kW) y un sistema de refrigeración de doble alta presión (presión de refrigeración interna de 1,2 MPa, caudal de refrigeración externa de 40 L/min), combinado con herramientas de corte de aleación WC Co de grano ultrafino (con adición de fase reforzadora NbC, tenacidad al impacto ≥ 15 MPa·m¹/²), suprimiendo eficazmente el astillado de la herramienta.
Sujeción de la carcasa del motor
En cuanto a la innovación tecnológica, el equipo ha logrado avances duales en "integración de procesos + corte pesado estable" para el mecanizado de carcasas de motores: al integrar un mandril hidráulico de cuatro mordazas con enlace (Φ 800 mm, fuerza de sujeción hasta 150 kN), una torreta servo de 8 estaciones (tiempo de cambio de herramienta de 1,6 segundos) y una cabeza radial de herramientas motorizadas (par de salida de 350 N·m), puede completar en una sola operación el torneado de precisión del diámetro exterior de la carcasa del motor (tolerancia nivel IT6), el barrenado de precisión de la cámara del cojinete (cilindricidad ≤ 0,006 mm), el torneado de tope (tolerancia dimensional ± 0,015 mm), el fresado de la cara frontal (planicidad ≤ 0,03 mm) y el taladrado y roscado de 20-24 orificios de montaje (tolerancia posicional ≤ 0,1 mm). Ante la dificultad de controlar la coaxialidad, se adopta de forma innovadora el "método integrado de procesamiento por referencia": tomando los agujeros internos en ambos extremos de la carcasa del motor como punto de referencia de posicionamiento, se recopilan datos de procesamiento en tiempo real mediante un sistema de medición en máquina (precisión de medición ± 0,001 mm), compensando dinámicamente la deformación por trazas causada por el peso de la pieza, logrando así que la coaxialidad entre el tope y la cámara del cojinete se controle establemente en ≤ 0,04 mm. Para estructuras complejas como las aletas de disipación de calor, el equipo utiliza interpolación simultánea de los ejes Y y C para lograr el conformado en una sola pasada de superficies tridimensionales, evitando así las marcas de herramienta provocadas por la transferencia de procesos tradicionales.
Los resultados de la implementación cumplen plenamente con los estándares de motores industriales de alta tensión: el ciclo de procesamiento por pieza se ha reducido de 75 minutos a 42 minutos, y la capacidad diaria de producción ha aumentado de 120 conjuntos a 220 conjuntos; La cilindricidad de la cámara del cojinete del alojamiento del motor es ≤ 0,006 mm, la coaxialidad entre el tope y la cámara del cojinete es ≤ 0,04 mm, y la perpendicularidad de la cara frontal respecto al eje es ≤ 0,03 mm/m, cumpliendo completamente con los requisitos de las normas GB/T 1993-1993 "Métodos de enfriamiento para máquinas eléctricas rotativas" e IEC 60034-1; La intensidad de vibración durante el funcionamiento del motor disminuyó de 1,8 mm/s a 0,8 mm/s, y la tasa de exceso de vibración bajó del 22% al 1,5%; La vida útil de la herramienta se ha extendido en un 60% (hasta 65-80 piezas/filo) gracias al diseño resistente a impactos, y el costo de la herramienta por carcasa de motor se ha reducido a 32 yuanes; El sistema de diagnóstico inteligente instalado en el equipo puede monitorear en tiempo real la aceleración de vibración del husillo (frecuencia de muestreo 1 kHz) y las fluctuaciones de la fuerza de corte. Combinado con un modelo de predicción de desgaste de herramienta, la tasa de utilización integral del equipo ha aumentado del 76% al 93%, y el tiempo de inactividad anual se ha reducido en 480 horas.
El VTC70 resuelve la contradicción entre el 'mecanizado pesado y el control de precisión' de nuestras cajas eléctricas de alto voltaje. El ingeniero jefe de la empresa declaró: 'Nuestro motor de alto voltaje de 20 MW no solo ha obtenido la certificación CE, sino que también cumple con el requisito de 100.000 horas de funcionamiento sin fallos para equipos en sectores clave como centrales nucleares e industrias químicas a gran escala. Esto nos proporciona una competitividad esencial para explorar mercados de alta gama'. Este caso confirma que el torno vertical CNC se ha convertido en un equipo clave para superar los cuellos de botella de calidad y eficiencia en el campo de la fabricación industrial de cajas eléctricas de alto voltaje, gracias a la profunda colaboración entre 'diseño estructural robusto + innovación en integración de procesos + control inteligente de precisión'.
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