Nel settore produttivo dei motori industriali ad alta tensione (10 kV e superiori), la carcassa del motore funge da supporto portante per il nucleo dello statore. La tolleranza del diametro di spallamento, la perpendicolarità della faccia terminale rispetto all'asse e la cilindricità della camera del cuscinetto influiscono direttamente sulla stabilità del funzionamento del motore (lo standard nazionale GB/T 1993-1993 richiede che la tolleranza del diametro di spallamento sia al livello IT7, la perpendicolarità ≤ 0,05 mm/m e la cilindricità della camera del cuscinetto ≤ 0,008 mm). Un importante produttore di motori industriali si trova attualmente di fronte a un collo di bottiglia nei processi tradizionali durante la lavorazione della carcassa motore in ghisa sferoidale Φ 300-600 mm (QT500-7): è necessario eseguire tre fasi operative: "tornitura di sgrossatura su tornio orizzontale → alesatura di precisione su macchina verticale → lavorazione dei fori di fissaggio su trapano a braccio oscillante". Le ripetute riprese causano una coaxialità tra spallamento e camera del cuscinetto superiore a 0,1-0,15 mm, e l'intensità delle vibrazioni durante il funzionamento del motore supera i 1,8 mm/s (valore accettabile ≤ 1,1 mm/s), con un ciclo di lavorazione per singolo pezzo che raggiunge i 75 minuti; allo stesso tempo, l'impatto intermittente generato durante la lavorazione della ghisa sferoidale riduce la durata degli utensili in metallo duro a soli 40-50 pezzi/lama, e il costo dell'utensile per la lavorazione della singola carcassa motore supera i 50 yuan.
Scenari di utilizzo del cliente
Per superare questo dilemma, l'azienda ha introdotto il tornio verticale CNC Kede CNC VTC70 e ha sviluppato un sistema produttivo esclusivo per alloggiamenti motore che combina lavorazioni rigide pesanti con un processo di serraggio singolo. L'attrezzatura adotta un basamento monoblocco in ghisa di qualità aeronautica (con spessore delle pareti di fusione di 90 mm), sottoposto a un doppio trattamento di distensione "invecchiamento naturale per 12 mesi + vibrazione per 72 ore", abbinato a guide a supporto idrostatico a quattro punti (capacità di carico ≥ 50 kN) e una rigidità strutturale ottimizzata mediante analisi agli elementi finiti. La rigidità radiale al taglio raggiunge i 35 kN/mm, consentendo di sopportare stabilmente il carico d'impatto radiale di 22 kN durante la lavorazione della ghisa duttile; dotato di sistema CNC FNK e controllo ad anello chiuso totale con regolo ottico (risoluzione di 0,05 μm), garantisce un'accuratezza di posizionamento di ± 0,007 mm e un'accuratezza di ripetibilità di ± 0,01 mm, soddisfacendo con precisione i requisiti di tolleranza di livello H6 della camera del cuscinetto. In risposta alle caratteristiche di taglio intermittente della ghisa duttile, l'attrezzatura è equipaggiata con un mandrino ad alta potenza (45 kW) e un sistema di raffreddamento doppio ad alta pressione (pressione di raffreddamento interno di 1,2 MPa, portata di raffreddamento esterno di 40 L/min), abbinato a utensili in lega di WC Co a grano ultrafine (con aggiunta di fase rinforzante NbC, tenacità all'impatto ≥ 15 MPa·m¹/²), efficacemente in grado di sopprimere lo scheggiamento degli utensili.
Fissaggio del carter motore
In termini di innovazione tecnologica, l'equipaggiamento ha ottenuto un doppio breakthrough nel "processo di integrazione + taglio pesante e stabile" per la lavorazione dei supporti motore: integrando un mandrino idraulico a quattro ganasce con diametro Φ 800 mm (forza di serraggio fino a 150 kN), una torretta servo a 8 stazioni (tempo di cambio utensile di 1,6 secondi) e una testa radiale motorizzata (coppia di uscita di 350 N·m), è in grado di completare in un'unica passata la tornitura di precisione del diametro esterno del supporto motore (tolleranza livello IT6), lo scavatura di precisione della sede cuscinetto (cylindricità ≤ 0,006 mm), la formatura dello stopper (tolleranza dimensionale del diametro ± 0,015 mm), la fresatura della faccia terminale (planarità ≤ 0,03 mm) e la foratura e maschiatura di 20-24 fori di fissaggio (tolleranza posizionale ≤ 0,1 mm). Per affrontare le difficoltà nel controllo della coassialità, si adotta in modo innovativo il "metodo di lavorazione con riferimento integrato": utilizzando i fori interni alle due estremità del supporto motore come riferimento di posizionamento, vengono raccolti in tempo reale dati di lavorazione attraverso un sistema di misurazione in macchina (accuratezza di misura ± 0,001 mm), compensando dinamicamente le deformazioni dovute al peso del pezzo, in modo da mantenere la coassialità tra lo stopper e la sede cuscinetto stabilmente entro ≤ 0,04 mm. Per strutture complesse come le nervature di dissipazione termica, l'equipaggiamento impiega un'interpolazione combinata degli assi Y e C per realizzare in un'unica fase la formatura di superfici tridimensionali, evitando i segni di utensile causati dal trasferimento secondo processi tradizionali.
I risultati dell'implementazione sono pienamente conformi agli standard dei motori industriali ad alta tensione: il ciclo di lavorazione per singolo pezzo è stato ridotto da 75 minuti a 42 minuti, e la capacità produttiva giornaliera è aumentata da 120 set a 220 set; La cilindricità della camera del cuscinetto del telaio motore è ≤ 0,006 mm, la coassialità tra fermo e camera del cuscinetto è ≤ 0,04 mm, e la perpendicolarità della faccia terminale rispetto all'asse è ≤ 0,03 mm/m, soddisfacendo pienamente i requisiti della norma GB/T 1993-1993 "Metodi di raffreddamento per macchine elettriche rotanti" e della norma IEC 60034-1; L'intensità delle vibrazioni durante il funzionamento del motore è diminuita da 1,8 mm/s a 0,8 mm/s, e la percentuale di superamento delle vibrazioni è scesa dal 22% all'1,5%; La durata degli utensili è stata estesa del 60% (fino a 65-80 pezzi/lama) grazie alla progettazione resistente agli urti, e il costo dell'utensile per un singolo alloggiamento del motore si è ridotto a 32 yuan; Il sistema di diagnostica intelligente installato sull'apparecchiatura può monitorare in tempo reale l'accelerazione delle vibrazioni del mandrino (frequenza di campionamento 1 kHz) e le fluttuazioni della forza di taglio. Combinato con un modello predittivo di usura dell'utensile, il tasso di utilizzo complessivo dell'apparecchiatura è aumentato dal 76% al 93%, e l'arresto annuo è stato ridotto di 480 ore.
Il VTC70 risolve la contraddizione tra 'lavorazione pesante e controllo di precisione' del nostro involucro elettrico ad alta tensione. Il capo ingegnere dell'azienda ha dichiarato: 'Il nostro motore ad alta tensione da 20 MW non solo ha ottenuto la certificazione CE, ma soddisfa anche il requisito di 100.000 ore di funzionamento senza guasti per apparecchiature impiegate in settori chiave come le centrali nucleari e le grandi industrie chimiche. Questo ci fornisce un vantaggio competitivo fondamentale per esplorare i mercati premium.'. Questo caso conferma che il tornio verticale CNC è diventato un'attrezzatura fondamentale per superare i colli di bottiglia relativi a qualità ed efficienza nel settore della produzione di involucri industriali ad alta tensione, grazie alla profonda collaborazione tra "progettazione strutturale pesante + innovazione nell'integrazione dei processi + controllo intelligente di precisione".
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