V mehanskih sistemih za prenos določata radialni in aksialni utežek (zahteva ≤0,05 mm) ter utežek čela (≤0,04 mm) zobnikov s premerom delilnega kroga Φ300–500 mm neposredno učinkovitost prenosa in življenjsko dobo opreme. Proizvajalec težkih zobnikov, ki obdeluje zobnike iz materiala 40CrNiMoA s tradicionalnimi metodami, potrebuje tri postopke: »grubo tokarjenje na vodoravnem tokarnem stroju → friziranje čela na navpičnem friznem stroju → oblikovanje profila zoba na zobarskem stroju«. Večkratne nastavitve povzročijo radialni utežek, ki presega dopustno tolerance za 0,08–0,12 mm, prenosni hrup nad 90 dB (dopustna vrednost ≤85 dB) ter cikel obdelave posameznega dela do 10 ur. Poleg tega ima material 40CrNiMoA po žarjenju trdoto 280–320 HB, kar povzroča visoko rezalno upornost; orodja iz hitrorezilne jekla trajajo le 2–3 kosi na robov, strošek orodij za en zobnik pa preseže 1500 juanov.
Uporabniški scenariji strank
Za rešitev tega dileme je podjetje uvedlo vrtljivo stružno s CNC sistemom Kunming Machine Tool TK6513 iz skupine Shenyang Machinery, da bi zgradilo izključen proizvodni sistem za zobnike z načelom »težke trdne obdelave + natančno tokarnjenje v enem napenjanju«. Oprema ima integralno litino sivine (z debelino stene litega dela 120 mm), ki je bila podvržena dvojni razbremenitvi napetosti z »naravno staritvijo 18 mesecev + vibracijsko staritvijo 96 ur«. V kombinaciji z gredjo portalne konstrukcije in škatlastim drsnikom se togostna porazdelitev optimizira s pomočjo analize končnih elementov. Radialna krutost pri rezanju znaša 40 kN/mm, kar omogoča stabilno prenašanje radialne sile 25 kN med obdelavo materiala 40CrNiMoA; opremljena je s Siemens 828D Advanced CNC sistemom in popolnoma zaprtim krmilnim sistemom z mrežnim merilnikom (ločljivost 0,05 μm), dosega točnost pozicioniranja ± 0,008 mm in ponovljivo točnost pozicioniranja ± 0,005 mm, kar natančno ustreza zahtevi za radialnim odmikom zobnika ± 0,03 mm. Za obdelavo visoko trdnih zlitin je oprema opremljena z 18,5 kW močnim vretenom (največja hitrost 1000 vrt/min) ter visokotlačnim emulzijskim hlajenjem (tlak hlajenja 1,2 MPa, pretok 35 L/min), v kombinaciji s CBN kubičnim bor nitridom (trdota HV3000), kar učinkovito zmanjšuje obrabo orodja in nastajanje ostruškov.
Zaobjemanje zobnika
Kar se tiče tehnoloških inovacij, je oprema dosegla dvojni preboj »integracije procesov + natančnega predhodnega nadzora« pri obdelavi zobnikov: z integracijo hidravličnega štirikrilnega okretnika s premerom Φ 650 mm, električnega stolpnega orodja z 8 postajami (čas menjave orodja 2,0 sekunde) ter radialne vrtalne enote lahko hkrati izvede natančno tokarniško obdelavo zunanjega kroga zobnika (toleranca IT6), friziranje čela (ravnost ≤ 0,02 mm), razvrtanje notranjega odprtja (valjastost ≤ 0,01 mm) in obdelavo pozicijskih lukenj (pozicijska natančnost ≤ 0,1 mm). V odziv na težave pri natančnem nadzoru zobnega obroča smo inovativno uvedli »metodo unificiranega referenčnega obdelovanja«: za referenco pozicioniranja uporabljamo notranjo luknjo polotoka zobnika, podatke o čelu in zunanjem krogu pa zbiramo v realnem času prek sistema za merjenje na stroju (natančnost merjenja ± 0,0015 mm), kar omogoča samodejno kompenzacijo deformacij, povzročenih s težo dela (natančnost kompenzacije 0,003 mm), zaradi česar je radialni utekos zobnega obroča stabilno omejen na ≤ 0,04 mm. Za zobnike različnih modulov (modul 8–20 mm) je oprema opremljena s 30 kompleti prednastavljenih procesnih parametrov, kar skrajša čas zamenjave s tradicionalnih 3 ur na 30 minut.
Rezultati izvedbe popolnoma ustrezajo standardom za zobnike težke mehanizacije: cikel obdelave posameznega kosa se je skrčil s 10 na 6 ur, dnevna proizvodna zmogljivost pa se je povečala z 8 na 14 kosov; Radijalni bokvišni tek zobnega obroča je ≤ 0,04 mm, aksialni bokvišni tek pa ≤ 0,03 mm, hrapavost površine pa znaša Ra0,8 μm, kar v celoti ustreza zahtevam GB/T 10095.1-2021 »Točnost sistema valjastih zobnikov – 1. del: Opredelitev in dopustne vrednosti odstopanj bokov zob na isti strani« ter standardu ISO 1328-1; Prenosni hrup se je zmanjšal s 90 dB na 82 dB, učinkovitost vpenjanja zobnikov pa se je povečala za 8 %; Življenjska doba orodja se je zaradi prileganja materialov in optimizacije hlajenja podaljšala za 200 % (do 6–8 kosov/orodje), strošek orodij na posamezen zobnik pa se je znižal na 500 yuanov; Pametni nadzorni modul, nameščen na opremi, omogoča realno spremljanje obremenitve vretena (natančnost ± 1 %) in temperature rezkanja (ločljivost 0,1 °C), skupaj z algoritmom napovedovanja obrabe orodij pa se je celotna stopnja izkoriščenosti opreme povečala z 75 % na 93 %, letni čas nedelovanja pa se je zmanjšal za 520 ur.
TK6513 nam je omogočil skok iz »kvalitetnega obdelovanja« na »precizno proizvodnjo« zobnikov. »Naši zobniki so uspešno uporabljeni v težki opremi, kot so rudniška in metalurška oprema,« je povedal tehnični direktor podjetja. »Uspešno smo opravili certifikacijo dobavitelja pri Liebherru v Nemčiji in hkrati izpolnjujemo stroge zahteve za neprekinjen obratovanje 15.000 ur brez napak, kar nam je prineslo jedrno konkurenčnost na trgu zobnikov.« Ta primer potrjuje, da so CNC navpični stružni stroji postali ključna oprema na področju proizvodnje zobnikov za preboj skozi zamaškev točnosti in učinkovitosti s poglobljeno integracijo »težke trdne arhitekture + preciznega zaprtega krmiljenja + inovacije procesne integracije«.
EN
