Na področju proizvodnje industrijskih visokonapetostnih motorjev (10 kV in več) služi ohišje motorja kot nosilna podlaga za statorsko jedro. Tolerance premera ustavitvenega obroča, pravokotnost čela na os in valjastost ležajnega prostora neposredno vplivajo na stabilnost delovanja motorja (državni standard GB/T 1993-1993 zahteva, da je tolerance premera ustavitvenega obroča ravni IT7, pravokotnost ≤ 0,05 mm/m, valjastost ležajnega prostora pa ≤ 0,008 mm). Velik industrijski proizvajalec motorjev se sooča s tradicionalnim procesnim zamaikanjem pri obdelavi ohišij motorjev iz litine z nodularno grafitom (QT500-7) s premerom Φ 300–600 mm: potreben je zaporedje treh postopkov: »predelava zunanjega premera na vodoravnem tokarnem stroju → natančno razvrtavanje ležajnega prostora na navpičnem vrtilnem stroju → obdelava namestitvenih lukenj na rokavičastem vrtilnem stroju«. Večkratno napenjanje povzroči, da soaksialnost med ustavitvenim obročem in ležajnim prostorom preseže 0,1–0,15 mm, vibracijska jakost med delovanjem motorja pa preseže 1,8 mm/s (dovoljena vrednost ≤ 1,1 mm/s), pri času obdelave posameznega dela do 75 minut; hkrati pa intermitentni udarni obremenitvi, ki nastaneta med rezanjem litine z nodularno grafitom, povzročita življenjsko dobo trdih kovinskih rezalnih orodij le 40–50 kosov/orodje, posledično pa strošek rezalnega orodja za eno ohišje motorja preseže 50 juanov.
Uporabniški scenariji strank
Za rešitev tega dileme je podjetje uvedlo krožno obdelovalno središče Kede CNC VTC70 in vzpostavilo ekskluzivni proizvodni sistem za hiše motorjev, ki združuje trdo togo obdelavo z enojnim procesom napenjanja. Oprema uporablja integralno litinsko odlitek letalskega razreda (z debelino stene odlitka 90 mm), ki je bil izpostavljen dvojni obravnavi za odpravo napetosti »naravno staranje 12 mesecev + vibracijsko staranje 72 ur«, v kombinaciji s četveropodno statično tlakovanje vodil (nosilnost ≥ 50 kN) ter optimirano strukturno togost prek metode končnih elementov. Radialna krutost pri rezanju znaša 35 kN/mm, kar omogoča stabilno prenašanje radialnega udarnega bremena 22 kN med rezanjem s sivi litino; opremljena je s FNK CNC sistemom in mrežasto lestvico v popolnoma zaprtem krogu (ločljivost 0,05 μm), doseže pa točnost pozicioniranja ± 0,007 mm in ponovljivo točnost pozicioniranja ± 0,01 mm, kar natančno ustreza tolerančnim zahtevam H6 ravni ležajnega prostora. V odziv na prekinjene lastnosti rezanja sivi lito železo je oprema opremljena z visokomočnim vretenom (45 kW) in dvema sistroma visokotlačnega hlajenja (notranji tlak hlajenja 1,2 MPa, zunanji pretok hlajenja 40 L/min), v kombinaciji z rezci iz ultrafine zrnate WC Co zlitine (dodana faza NbC za okrepitev, udarna žilavost ≥ 15 MPa · m¹/²), kar učinkovito preprečuje olupljanje roba reznih orodij.
Pripenjanje ohišja motorja
Kar zadeva tehnološke inovacije, je oprema dosegla dvojne preboje pri obdelavi motoričnih ohišij v smislu »procesne integracije + trdovrstnega stabilnega rezanja«: s povezavo hidravličnega štirikrilnega primeža s premerom Φ 800 mm (primezna sila do 150 kN), osmestanijskega servosvrdlja (čas menjave orodja 1,6 sekunde) ter radialnega napajalnega orodja (izhodni navor 350 N·m) lahko hkrati izvede natančno tokarniško obdelavo zunanjega kroga ohišja motorja (toleranca IT6), natančno razvrtavanje ležišča (valjastost ≤ 0,006 mm), oblikovanje ustavitve (dolžinska toleranca ± 0,015 mm), friziranje čela (ravnost ≤ 0,03 mm) ter vrtanje in navijanje 20–24 montažnih lukenj (položajna toleranca ≤ 0,1 mm). V odziv na težave pri nadzoru koaksialnosti smo inovativno uvedli »metodo integrirane obdelave glede na referenco«: za referenčno točko pozicioniranja vzamemo notranje luknje na obeh koncih motoričnega ohišja, v realnem času pa z merilnim sistemom na stroju (merilna natančnost ± 0,001 mm) zbiramo podatke o obdelavi in dinamično kompenziramo deformacijo sledi, ki jo povzroča teža dela, kar omogoča stabilen nadzor koaksialnosti med ustavom in ležiščem na vrednosti ≤ 0,04 mm. Pri zapletenih strukturah, kot so rebra za hlajenje, oprema uporablja interpolacijo povezave osi Y in C za enokratno oblikovanje tridimenzionalnih površin in s tem izogne sledem orodja, ki nastanejo pri tradicionalnem prenosu procesa.
Rezultati izvedbe v celoti ustrezajo standardom industrijskih visokonapetostnih motorjev: cikel obdelave posameznega dela se je skrčil z 75 minut na 42 minut, dnevna proizvodna zmogljivost pa se je povečala z 120 na 220 kompletov; valjastost ležajnega prostora ohišja motorja je ≤ 0,006 mm, koaksialnost med koncem in ležajnim prostorom je ≤ 0,04 mm, pravokotnost čela na os pa je ≤ 0,03 mm/m, kar v celoti ustreza zahtevam standardov GB/T 1993-1993 »Hlajenje vrtečih se električnih strojev« in IEC 60034-1; jakost vibracij med delovanjem motorja se je zmanjšala z 1,8 mm/s na 0,8 mm/s, stopnja presežka vibracij pa se je zmanjšala z 22 % na 1,5 %; zaradi udarno odpornega dizajna se je življenjska doba orodja podaljšala za 60 % (do 65–80 kosov/nož), strošek orodja za posamezno ohišje motorja pa se je znižal na 32 juanov; inteligentni diagnostični sistem, nameščen na opremi, omogoča spremljanje pospeška vibracij vretena (vzorčna frekvenca 1 kHz) in nihanja rezalne sile v realnem času. V kombinaciji s modelom napovedi obrabe orodja se je celotna stopnja izkoriščenosti opreme povečala z 76 % na 93 %, letni dopustni čas pa se je skrajšal za 480 ur.
VTC70 reši protislovje med »obdelavo z visoko obremenitvijo in natančnim nadzorom« naših ohišij za visokonapetostno električno opremo. Glavni inženir podjetja je izjavil: »Naš 20 MW visokonapetostni motor ni le opravil certifikacije CE, temveč izpolnjuje tudi zahtevo po 100.000 urah brezhibnega delovanja opreme na ključnih področjih, kot so jedrske elektrarne in velikorazmerni kemični industriji. To nam omogoča jedrno konkurenčnost pri raziskovanju visoko razvitih tržišč.« Ta primer potrjuje, da se obdelovalni center s pokončnim vretenom izkazuje za ključno opremo za preboj kakovosti in učinkovitosti pri proizvodnji industrijskih visokonapetostnih električnih ohišij prek globokega sodelovanja »konstrukcije za težke obremenitve + inovacije procesne integracije + inteligentnega natančnega nadzora«.
EN
