In mechanische transmissiesystemen bepalen de radiale run-out (vereiste ≤0,05 mm) en axiale run-out (≤0,04 mm) van tandwielen met een deelcirkeldiameter van Φ300-500 mm direct de transmissie-efficiëntie en de levensduur van de apparatuur. Een producent van zware tandwielen die tandwielen vervaardigt van het materiaal 40CrNiMoA met behulp van traditionele methoden, heeft drie bewerkingen nodig: 'afschaven op een bankschroefdraaibank → frezen van het aanslagvlak op een verticale freesmachine → profielschuiven van de tandvorm op een tandwielhobbelmachine'. Meerdere opspanningen zorgen ervoor dat de radiale run-out de tolerantie overschrijdt met 0,08-0,12 mm, het transmissiegeluid boven de 90 dB uitkomt (aanvaardbare waarde ≤85 dB), en de productietijd per stuk oploopt tot maar liefst 10 uur. Daarnaast heeft 40CrNiMoA na het temperen een hardheid van 280-320 HB, wat leidt tot hoge snijkraft, waarbij sneldraadstaal gereedschap slechts 2-3 stuks per snijkant aankan, en de kosten van het gereedschap voor één enkel tandwiel meer dan 1500 yuan bedragen.
Gebruiksscenario's van klanten
Om dit dilemma op te lossen, heeft het bedrijf de Kunming Machine Tool TK6513 CNC verticale draaibank van Shenyang Machinery Group geïntroduceerd om een exclusief productiesysteem voor tandwielen op te bouwen op basis van "zware, stijve bewerking + precisiedraaien in één opspanning". De machine is uitgerust met een massief gietijzeren bed (met een wanddikte van 120 mm), dat is onderworpen aan dubbele spanningsverlaging via "natuurlijke veroudering gedurende 18 maanden + trillingsveroudering gedurende 96 uur". In combinatie met de portal dwarsbalk en de kastvormige glijstructuur wordt de stijfheidsverdeling geoptimaliseerd door middel van eindige-elementenanalyse. De radiale snijkrapstijfheid bedraagt 40 kN/mm, waardoor stabiel een radiale kracht van 25 kN kan worden weerstaan tijdens het bewerken van 40CrNiMoA; uitgerust met Siemens 828D Advanced CNC-systeem en volledig gesloten regelkring met meetlineaal (resolutie 0,05 μm) bereikt het een positioneernauwkeurigheid van ± 0,008 mm en een herhaalde positioneernauwkeurigheid van ± 0,005 mm, wat nauwkeurig aansluit bij de vereiste radiale speling van de ringtandwiel van ± 0,03 mm. Voor hoogwaardige legeringsmaterialen is de machine uitgerust met een 18,5 kW hoge vermogen hoofdspindel (maximale toerental van 1000 t/min) en een hogedruk emulsiekoelsysteem (koeldruk van 1,2 MPa, debiet van 35 L/min), gecombineerd met CBN kubisch boornitride snijgereedschappen (hardheid HV3000), wat effectief slijtage en spanvorming onderdrukt.
Klemmen van versnelling
Op het gebied van technologische innovatie heeft de apparatuur een dubbele doorbraak bereikt op het gebied van 'procesintegratie + precisie voorafregeling' bij de bewerking van tandwielen: met integratie van een Φ 650 mm viervats hydraulische spankop, een elektrisch revolvertouw (8 stations, wisseltijd 2,0 seconden) en een radiaal booreenheid, kan in één opspanning de precisiedraaiing van de buitenring van het tandwiel (tolerantie IT6), vlakfrezen (vlakheid ≤ 0,02 mm), boring van binnenste gaten (cylindriciteit ≤ 0,01 mm) en boren van positioneringsgaten (positioneernauwkeurigheid ≤ 0,1 mm) worden uitgevoerd. Ter aanpak van de moeilijkheden bij de precisieregeling van de tandkrans wordt innovatief gebruikgemaakt van de 'geunificeerde referentiebewerkingsmethode': waarbij het binnengat van het tandwielblanco als positioneringsreferentie dient, worden in real time gegevens over het eindvlak en de buitenkant verzameld via een meetsysteem op de machine (meetnauwkeurigheid ± 0,0015 mm), waarna automatisch compensatie plaatsvindt voor vervorming veroorzaakt door het gewicht van het werkstuk (compensatienauwkeurigheid 0,003 mm), zodat de radiale speling van de tandkrans stabiel wordt gehouden op ≤ 0,04 mm. Voor verschillende modulengrootten (module 8-20 mm) is de apparatuur uitgerust met 30 sets procesparameter-sjablonen, waardoor de vervangingsduur is verkort van traditioneel 3 uur naar 30 minuten.
De implementatieresultaten voldoen volledig aan de normen voor tandwielen van zware machines: de bewerkingscyclus per stuk is gereduceerd van 10 uur naar 6 uur, en de dagelijkse productiecapaciteit is gestegen van 8 stuks naar 14 stuks; De radiale speling van de tandwielring is ≤ 0,04 mm, de axiale speling is ≤ 0,03 mm, en de oppervlakteruwheid bereikt Ra0,8 μm, wat volledig voldoet aan de eisen van GB/T 10095.1-2021 "Cilindrische tandwiel-nauwkeurigheidssysteem – Deel 1: Definitie en toelaatbare waarden van afwijkingen van de tandflank aan één zijde" en de ISO 1328-1-norm; Het transmissielawaai is gedaald van 90 dB naar 82 dB, en het tandwielrendement is met 8% gestegen; Door materiaalafstemming en optimalisatie van koeling is de levensduur van de snijgereedschappen met 200% verlengd (tot 6-8 stuks per snijplaat), en de kosten van gereedschap per tandwiel zijn gereduceerd tot 500 yuan; De intelligente bewakingsmodule op de machine verzamelt in real-time de spindellast (nauwkeurigheid ±1%) en de snijtemperatuur (resolutie 0,1 ℃), gecombineerd met een algoritme voor voorspelling van slijtage van gereedschap, waardoor het algehele gebruiksniveau van de machine is gestegen van 75% naar 93%, en de jaarlijkse stilstandtijd is verminderd met 520 uur.
TK6513 heeft ons in staat gesteld om een sprong te maken van 'geschikte bewerking' naar 'precisiefabricage' van tandwielen. "Onze tandwielen zijn met succes toegepast in zware apparatuur zoals mijnbouwmachines en metallurgische installaties", verklaarde de technisch directeur van het bedrijf. "Ze hebben niet alleen de leverancierscertificering van Liebherr in Duitsland gehaald, maar voldoen ook aan de strenge eisen van continu 15.000 uur foutloos functioneren, wat ons een kerncompetitie op de tandwielmarkt heeft opgeleverd." Dit voorbeeld bevestigt dat CNC-vrouwbanken een sleutelrol spelen in de tandwielproductie om de knelpunten van precisie en efficiëntie te doorbreken via diepe integratie van 'zware robuuste architectuur + precisie gesloten regeling + innovatie in procesintegratie'.
EN
