Nos sistemas de transmisión mecánica, a oscilación radial (requisito ≤0,05 mm) e a oscilación frontal (≤0,04 mm) de engrenaxes cun diámetro primitivo de Φ300-500 mm determinan directamente a eficiencia da transmisión e a vida útil do equipo. Un fabricante de engrenaxes pesados que procesa engrenaxes feitos de material 40CrNiMoA mediante métodos tradicionais require tres procesos: 'torneado bruto nun torno horizontal → fresado da cara nunha fresadora vertical → perfilado do dente nun cepillador de rodas dentadas'. As múltiples configuracións provocan unha oscilación radial que excede a tolerancia en 0,08-0,12 mm, un ruído de transmisión superior a 90 dB (valor aceptable ≤85 dB) e un ciclo de procesamento por peza de ata 10 horas. Ademais, despois do revenido, o material 40CrNiMoA ten unha dureza de 280-320 HB, o que provoca unha alta resistencia ao corte, co que as ferramentas de aceiro rápido só duran 2-3 pezas por filo, e o custe das ferramentas por engrenaxe supera os 1500 iuanes.
Escenarios de uso do cliente
Para superar este dilema, a empresa introduciu o torno vertical CNC Kunming Machine Tool TK6513 do Grupo Shenyang Machinery para construír un sistema exclusivo de fabricación de engranaxes baseado en "mecanizado ríxido pesado+torneado de precisión cun so apriete". O equipo adopta un corpo principal de ferro fundido gris integral (con un espesor de parede de 120 mm), que pasou por un alivio dual de tensións de "envellecemento natural durante 18 meses+vibración durante 96 horas". Combinado coa estrutura de viga portal e corredera tipo caixa, a distribución da rixidez optimízase mediante análise por elementos finitos. A rigidez ao corte radial alcanza os 40 kN/mm, podendo soportar de forma estable unha forza radial de 25 kN durante o mecanizado de 40CrNiMoA; Equipado cun sistema CNC Siemens 828D Advanced e control totalmente en bucle pechado con regra de rede (resolución de 0,05 μm), acadase unha precisión de posicionamento de ±0,008 mm e unha precisión de repetición de ±0,005 mm, coincidindo exactamente co requisito de oscilación radial do dentado do anel de engranaxe de ±0,03 mm. Para materiais de aleación de alta resistencia, o equipo está dotado dun fuso de 18,5 kW de alta potencia (velocidade máxima de 1000 r/min) e un sistema de arrefriamento por emulsión de alta presión (presión de arrefriamento de 1,2 MPa, caudal de 35 L/min), combinado con ferramentas de corte CBN (nitruro cúbico de boro) (dureza HV3000), suprimíndose eficazmente o desgaste da ferramenta e a formación de virutas.
Fixación do engranaxe
En canto á innovación tecnolóxica, o equipo conseguiu un dobre avance de "integración de procesos + precontrol de precisión" no mecanizado de engranaxes: integrando un portapinzas hidráulico de catro mordazas de Φ 650 mm, unha torreta eléctrica de 8 postos (tempo de cambio de ferramenta de 2,0 segundos) e unha unidade de furado radial, pode completar nun só paso o torneado de precisión do círculo exterior do engranaxe (tolerancia IT6), o fresado da cara final (planitude ≤ 0,02 mm), o mandrinado do orificio interior (cilindricidade ≤ 0,01 mm) e o mecanizado dos orificios de localización (precisión posicional ≤ 0,1 mm). Para facer fronte á dificultade do control de precisión do anel dentado, adoptamos inovadoramente o "método de mecanizado con referencia unificada": utilizando o orificio interior da peza en bruto como referencia de posicionamento, recóllense en tempo real datos da cara final e do círculo exterior mediante o sistema de medición en máquina (precisión de medición ± 0,0015 mm), e compénsase automaticamente a deformación causada polo peso da peza (precisión de compensación 0,003 mm), logrando así que a oscilación radial do anel dentado se controle de forma estable dentro de ≤ 0,04 mm. Para diferentes módulos de engranaxes (módulo 8-20 mm), o equipo está equipado con 30 conxuntos de modelos de parámetros de proceso, reducindo o tempo de substitución de 3 horas tradicionais a 30 minutos.
Os resultados da implementación cumpren estritamente cos estándares para engranaxes de maquinaria pesada: o ciclo de procesamento dunha peza única reduciuse de 10 a 6 horas, e a capacidade diaria de produción aumentou de 8 a 14 pezas; A oscilación radial do anel dentado é ≤ 0,04 mm, a oscilación da cara final é ≤ 0,03 mm, e a rugosidade superficial alcanza Ra0,8 μm, cumprindo completamente cos requisitos da norma GB/T 10095.1-2021 "Sistema de precisión de engranaxes cilíndricos Parte 1: Definición e valores admisibles das desviacións da superficie dos dentes no mesmo lado" e coa norma ISO 1328-1; O ruído de transmisión diminuíu de 90 dB a 82 dB, e a eficiencia de mellado dos dentados aumentou un 8%; A vida útil da ferramenta estendeuse nun 200% (ata 6-8 pezas/lâmina) grazas ao axuste de materiais e á optimización do arrefrecemento, e o custo das ferramentas por engranaxe reduciuse a 500 iuanes; O módulo de monitorización intelixente instalado no equipo pode recoller en tempo real a carga do fuso (precisión ± 1%) e a temperatura de corte (resolución 0,1 ℃), combinado cun algoritmo de predición de desgaste da ferramenta, o índice de utilización global do equipo aumentou do 75% ao 93%, e as paradas anuais reducíronse en 520 horas.
O TK6513 permitiunos lograr un salto do "mecanizado cualificado" á "fabricación de precisión" de rodas dentadas. O director técnico da empresa afirmou: "As nosas rodas dentadas aplicáronse con éxito a equipos pesados como maquinaria de minería e equipos metalúrxicos. Non só superaron a certificación de fornecedor de Liebherr en Alemaña, senón que tamén cumpren os rigorosos requisitos de funcionamento continuo durante 15000 horas sen fallos, o que nos deu unha competitividade clave no mercado de rodas dentadas." Este caso confirma que os torno verticais CNC converteronse en equipamentos clave no campo da fabricación de rodas dentadas para superar o bloqueo na precisión e eficiencia mediante a profunda integración de "arquitectura ríxida pesada + control pechado de precisión + innovación na integración de procesos".
EN
