U mehaničkim prijenosnim sustavima radijalno bacanje (zahtjev ≤0,05 mm) i aksijalno bacanje (≤0,04 mm) zupčanika s promjerom podešavanja Φ300-500 mm izravno određuju učinkovitost prijenosa i vijek trajanja opreme. Proizvođač teških zupčanika koji obrađuje zupčanike izrađene od materijala 40CrNiMoA tradicionalnim metodama zahtijeva tri procesa: 'grubo tokarenje na horizontalnom tokarnom stroju → glodanje lica na vertikalnom glodalici → oblikovanje profila zuba na stroju za brušenje zupčanika'. Višestruke postavke rezultiraju radijalnim bacanjem koje premašuje dopušteno odstupanje za 0,08–0,12 mm, bukom prijenosa većom od 90 dB (prihvatljiva vrijednost ≤85 dB) i ciklusom obrade pojedinačnog komada dugim do 10 sati. Osim toga, nakon kaljenja materijal 40CrNiMoA ima tvrdoću 280–320 HB, što uzrokuje veliki otpor rezanju, pa alati od brzoreznog čelika traju samo 2–3 komada po oštrici, dok trošak alata za jedan zupčanik premašuje 1500 juana.
Scenariji korištenja kod kupaca
Kako bi se prevladala ova dilema, tvrtka je uvela okomitu CNC tokarsku strojnu Kunming Machine Tool TK6513 iz grupe Shenyang Machinery kako bi izgradila ekskluzivni sustav proizvodnje zupčanika temeljen na „teškom krutom obradivanju + preciznom tokarenju u jednom stezanju“. Oprema koristi cjelovito sivo lijevano željezo za postolje (debljina stijenke lijevanja od 120 mm), kojem je provedeno dvostruko smanjenje naprezanja putem „prirodnog starenja tijekom 18 mjeseci + vibracijskog starenja tijekom 96 sati“. U kombinaciji s konstrukcijom greda i kutije klizača, krutost je optimizirana konačnom elementnom analizom. Radijalna krutost rezanja doseže 40 kN/mm, što omogućuje stabilno podnošenje radijalne sile od 25 kN tijekom obrade od 40CrNiMoA; opremljena je Siemens 828D Advanced CNC sustavom i potpuno zatvorenim regulacijskim krugom sa mjerilom rešetke (rezolucija 0,05 μm), postižući točnost pozicioniranja od ± 0,008 mm i ponovljenu točnost pozicioniranja od ± 0,005 mm, što točno zadovoljava zahtjev za radijalnim bacanjem zupčanika prstena od ± 0,03 mm. Za visokočvrste legirane materijale, oprema je opremljena visokosnagom glavnim vretenskim motorom od 18,5 kW (maksimalni broj okretaja 1000 o/min) i visokotlačnim emulzijskim hlađenjem (tlak hlađenja 1,2 MPa, protok 35 L/min), u kombinaciji s CBN alatom od kockastog bor nitrida (tvrdoća HV3000), čime se učinkovito suzbijaju habanje alata i stvaranje strugotine.
Stezanje mjenjača
U pogledu tehnološke inovacije, oprema je postigla dvostruki proboj u oblikovanju zupčanika s „integracijom procesa + preciznom predkontrolom“: integriranjem hidrauličnog četverodlinskog stezaja promjera Φ 650 mm, električnog revolvera s 8 mjesta (vrijeme izmjene alata 2,0 sekunde) i radijalnog bušenja, moguće je odjednom obaviti precizno tokarenje vanjskog kruga zupčanika (tolerancija IT6), glodanje lica (ravnost ≤ 0,02 mm), proširenje unutarnje rupe (cilindričnost ≤ 0,01 mm) i obradu pozicionih rupa (točnost pozicije ≤ 0,1 mm). Kako bi se riješila poteškoća precizne kontrole prstena zupčanika, inovativno smo primijenili „metodu jedinstvene referentne obrade“: korištenjem unutarnje rupe zupčaničke sirovine kao referentne točke za pozicioniranje, stvarni podaci o licu i vanjskom krugu prikupljaju se putem sustava za mjerenje na stroju (točnost mjerenja ± 0,0015 mm), a deformacija uzrokovana težinom obratka automatski se nadoknađuje (točnost kompenzacije 0,003 mm), čime se radijalni bacak zupčaničkog prstena stabilno drži unutar ≤ 0,04 mm. Za različite module zupčanika (modul 8-20 mm), oprema je opremljena s 30 skupova predložaka procesnih parametara, a vrijeme zamjene skraćeno je s tradicionalnih 3 sata na 30 minuta.
Rezultati implementacije u potpunosti zadovoljavaju standarde za zupčastike teških strojeva: ciklus obrade pojedinačnog dijela skraćen je s 10 na 6 sati, a dnevni kapacitet proizvodnje povećan je s 8 na 14 komada; Radijalno bacanje zupčanika zupčaste karike je ≤ 0,04 mm, aksijalno bacanje je ≤ 0,03 mm, a hrapavost površine iznosi Ra0,8 μm, što u potpunosti zadovoljava zahtjeve standarda GB/T 10095.1-2021 "Sustav točnosti cilindričnih zupčanika – Dio 1: Definicije i dopuštene vrijednosti odstupanja bokova zuba na istoj strani" i ISO 1328-1; Prijenosni šum smanjen je s 90 dB na 82 dB, a učinkovitost zahvata zupčanika povećana je za 8%; Vek trajanja alata produžen je za 200% (do 6-8 komada/oštrice) zahvaljujući optimizaciji podudarnosti materijala i hlađenja, a trošak alata po zupčaniku smanjen je na 500 juana; Inteliģentni nadzorni modul opreme omogućuje stvarnovremeno prikupljanje opterećenja vretena (točnost ± 1%) i temperature rezanja (rezolucija 0,1 ℃), uz algoritam za predviđanje habanja alata, čime je ukupna iskorištenost opreme povećana s 75% na 93%, a godišnje vrijeme prostoja smanjeno za 520 sati.
TK6513 nam je omogućio skok od 'kvalificirane obrade' do 'precizne proizvodnje' zupčanika. Tehnički direktor poduzeća izjavio je: 'Naši zupčanici uspješno se primjenjuju na teškoj opremi poput rudarske i metalurške opreme. Ne samo da smo prošli certifikaciju dobavljača tvrtke Liebherr u Njemačkoj, već zadovoljavamo i stroge zahtjeve za neprekidnim radom od 15000 sati bez kvarova, što nam je osiguralo ključnu konkurentnost na tržištu zupčanika.' Ovaj slučaj potvrđuje da su CNC okrugle glodalice postale ključna oprema u području proizvodnje zupčanika kako bi se prebrodili ograničenja u točnosti i učinkovitosti kroz duboku integraciju 'teškog čvrstog dizajna + precizne zatvorene regulacije + inovacije integracije procesa'.
EN
