Pada sistem transmisi mekanis, runout radial (persyaratan ≤0,05 mm) dan runout permukaan (≤0,04 mm) roda gigi dengan diameter pitch circle Φ300-500 mm secara langsung menentukan efisiensi transmisi dan umur peralatan. Sebuah produsen roda gigi heavy-duty yang memproses roda gigi dari material 40CrNiMoA menggunakan metode konvensional memerlukan tiga proses: 'pembubutan kasar pada mesin bubut horizontal → penggilingan permukaan ujung pada mesin frais vertikal → pembentukan profil gigi pada gear shaper'. Banyaknya pemasangan menyebabkan runout radial melebihi toleransi sebesar 0,08-0,12 mm, kebisingan transmisi melebihi 90 dB (nilai yang dapat diterima ≤85 dB), serta siklus pemrosesan per unit mencapai 10 jam. Selain itu, setelah tempering, material 40CrNiMoA memiliki kekerasan 280-320 HB, mengakibatkan hambatan pemotongan yang tinggi, di mana alat baja kecepatan tinggi hanya mampu bertahan selama 2-3 unit per sisi pemotong, dan biaya alat untuk satu roda gigi melebihi 1500 yuan.
Skenario penggunaan pelanggan
Untuk mengatasi dilema ini, perusahaan telah memperkenalkan bubut vertikal CNC Kunming Machine Tool TK6513 dari Shenyang Machinery Group untuk membangun sistem manufaktur eksklusif roda gigi dengan konsep "pemesinan kaku tipe berat+penjepitan sekali putaran presisi". Peralatan ini menggunakan rangka mesin dari besi cor abu-abu integral (dengan ketebalan dinding coran 120 mm), yang telah melalui dua kali relief tegangan yaitu "penuaan alami selama 18 bulan + penuaan getaran selama 96 jam". Dikombinasikan dengan struktur balok portal dan peluncur tipe kotak, distribusi kekakuan dioptimalkan melalui analisis elemen hingga. Kekakuan pemotongan radial mencapai 40 kN/mm, mampu menahan gaya radial sebesar 25 kN secara stabil selama proses pemotongan material 40CrNiMoA; Dilengkapi dengan sistem CNC Siemens 828D Advanced dan kontrol loop tertutup penuh menggunakan skala kisi (resolusi 0,05 μm), mencapai akurasi posisi ±0,008 mm dan akurasi pengulangan posisi ±0,005 mm, sesuai tepat dengan persyaratan runout radial roda gigi cincin roda gigi sebesar ±0,03 mm. Untuk material paduan berkekuatan tinggi, peralatan ini dilengkapi spindle berdaya tinggi 18,5 kW (kecepatan maksimum 1000 r/menit) dan sistem pendingin emulsi tekanan tinggi (tekanan pendinginan 1,2 MPa, laju alir 35 L/menit), dikombinasikan dengan alat potong CBN (kubik boron nitrida) (kekerasan HV3000), secara efektif menekan keausan alat potong dan pembentukan serpihan.
Pengikat roda gigi
Dalam hal inovasi teknologi, peralatan ini telah mencapai terobosan ganda dalam pemesinan roda gigi dengan "integrasi proses + pengendalian presisi sebelumnya": mengintegrasikan chuck hidrolik empat rahang Φ 650mm, menara listrik 8 stasiun (waktu pergantian alat 2,0 detik), dan unit pengeboran radial, peralatan ini mampu menyelesaikan pemesinan sekali jalan untuk pembubutan presisi lingkaran luar roda gigi (toleransi IT6), penggilingan permukaan ujung (kerataan ≤ 0,02mm), pemboran lubang dalam (silindrisitas ≤ 0,01mm), serta pemesinan lubang penentu posisi (akurasi posisi ≤ 0,1mm). Untuk mengatasi kesulitan pengendalian presisi pada cincin roda gigi, kami secara inovatif menerapkan "metode pemesinan referensi terpadu": menggunakan lubang benda kerja roda gigi sebagai acuan posisi, data real-time dari permukaan ujung dan lingkaran luar dikumpulkan melalui sistem pengukuran pada mesin (akurasi pengukuran ± 0,0015mm), dan deformasi yang disebabkan oleh berat benda kerja dikompensasi secara otomatis (akurasi kompensasi 0,003mm), sehingga runout radial cincin roda gigi dapat terkendali secara stabil dalam kisaran ≤ 0,04mm. Untuk roda gigi dengan modul berbeda (modul 8-20mm), peralatan ini dilengkapi dengan 30 set templat parameter proses, sehingga waktu pergantian berkurang dari 3 jam secara tradisional menjadi 30 menit.
Hasil implementasi sepenuhnya memenuhi standar untuk roda gigi mesin berat: siklus pemrosesan per potong telah dipersingkat dari 10 jam menjadi 6 jam, dan kapasitas produksi harian meningkat dari 8 buah menjadi 14 buah; Runout radial roda gigi cincin ≤ 0,04 mm, runout permukaan ujung ≤ 0,03 mm, serta kekasaran permukaan mencapai Ra0,8 μm, sepenuhnya memenuhi persyaratan GB/T 10095.1-2021 "Sistem Ketelitian Roda Gigi Silindris Bagian 1: Definisi dan Nilai Ijin Penyimpangan Permukaan Gigi di Sisi yang Sama" dan standar ISO 1328-1; Kebisingan transmisi menurun dari 90 dB menjadi 82 dB, dan efisiensi perpasangan roda gigi meningkat sebesar 8%; Usia pakai alat potong meningkat hingga 200% (hingga 6-8 buah/mata pahat) berkat penyesuaian material dan optimasi pendinginan, serta biaya alat per roda gigi tunggal berkurang menjadi 500 yuan; Modul pemantauan cerdas yang terpasang pada peralatan mampu mengumpulkan secara real-time beban spindel (akurasi ±1%) dan suhu pemotongan (resolusi 0,1 ℃), dikombinasikan dengan algoritma prediksi keausan alat, tingkat pemanfaatan keseluruhan peralatan meningkat dari 75% menjadi 93%, serta waktu henti tahunan berkurang selama 520 jam.
TK6513 telah memungkinkan kami mencapai lompatan dari 'permesinan yang memenuhi syarat' ke 'manufaktur presisi'. "Direktur teknis perusahaan menyatakan, "Roda gigi kami telah berhasil diterapkan pada peralatan berat seperti mesin penambangan dan peralatan metalurgi. Kami tidak hanya lolos sertifikasi pemasok Liebherr di Jerman, tetapi juga memenuhi persyaratan ketat untuk operasi terus-menerus selama 15.000 jam tanpa gangguan, yang memberi kami daya saing inti di pasar roda gigi." Kasus ini menegaskan bahwa bubut vertikal CNC telah menjadi peralatan utama dalam bidang manufaktur roda gigi untuk menembus hambatan akurasi dan efisiensi melalui integrasi mendalam antara 'arsitektur rigid tipe heavy-duty + kontrol loop tertutup presisi + inovasi integrasi proses'."
EN
