Trong lĩnh vực sản xuất động cơ công nghiệp điện áp cao (10kV trở lên), vỏ động cơ đóng vai trò là nền đỡ mang tải cho lõi stato. Dung sai đường kính bậc dừng, độ vuông góc của mặt đầu so với trục và độ trụ của buồng ổ bi ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định khi vận hành động cơ (tiêu chuẩn quốc gia GB/T 1993-1993 yêu cầu dung sai đường kính bậc dừng ở mức IT7, độ vuông góc ≤ 0,05mm/m và độ trụ của buồng ổ bi ≤ 0,008mm). Một nhà sản xuất động cơ công nghiệp lớn đang gặp phải nút thắt về quy trình truyền thống khi gia công vỏ động cơ bằng gang dẻo Φ 300-600mm (QT500-7): cần trải qua ba công đoạn: "tiện thô trên máy tiện nằm → doa chính xác buồng ổ bi trên máy doa đứng → gia công lỗ lắp ráp trên máy khoan cần cấn". Việc gá đặt nhiều lần khiến độ đồng tâm giữa bậc dừng và buồng ổ bi vượt quá 0,1-0,15mm, cường độ rung động khi động cơ hoạt động vượt quá 1,8mm/s (giá trị đạt chuẩn ≤ 1,1mm/s), chu kỳ gia công mỗi chi tiết lên tới 75 phút; đồng thời, lực va đập gián đoạn phát sinh trong quá trình cắt gang dẻo khiến tuổi thọ dao hợp kim cứng chỉ đạt 40-50 chi tiết/lưỡi dao, chi phí dụng cụ cắt cho mỗi vỏ động cơ vượt quá 50 nhân dân tệ.
Các kịch bản sử dụng của khách hàng
Để khắc phục tình trạng khó xử này, công ty đã giới thiệu máy tiện đứng CNC Kede CNC VTC70 và thiết lập một hệ thống sản xuất độc quyền dành cho vỏ động cơ, kết hợp gia công cứng vững với quy trình kẹp chặt đơn. Thiết bị sử dụng thân máy bằng gang đúc cấp hàng không nguyên khối (độ dày thành đúc 90mm), đã trải qua quá trình khử ứng suất kép gồm "lão hóa tự nhiên trong 12 tháng + rung động lão hóa trong 72 giờ", kết hợp với dẫn hướng trượt tĩnh áp bốn điểm đỡ (khả năng chịu tải ≥ 50kN), đồng thời tối ưu độ cứng cấu trúc thông qua phân tích phần tử hữu hạn. Độ cứng cắt hướng kính đạt 35kN/mm, có thể ổn định chịu được tải trọng va đập hướng kính 22kN khi gia công gang dẻo; Được trang bị hệ thống điều khiển CNC FNK và thước đo lưới quang học vòng kín toàn phần (độ phân giải 0,05 μm), thiết bị đạt được độ chính xác định vị ± 0,007mm và độ lặp lại chính xác định vị ± 0,01mm, đáp ứng chính xác yêu cầu dung sai cấp H6 của buồng ổ bi. Nhằm đối phó với đặc tính cắt gián đoạn của gang dẻo, thiết bị được trang bị trục chính công suất cao (45kW) và hệ thống làm mát áp lực cao kép (áp lực làm mát bên trong 1,2MPa, lưu lượng làm mát bên ngoài 40L/phút), kết hợp với dụng cụ cắt hợp kim WC Co hạt siêu mịn (bổ sung pha tăng cường NbC, độ dai va đập ≥ 15MPa·m¹/²), hiệu quả ngăn ngừa hiện tượng vỡ mảnh dụng cụ.
Kẹp vỏ động cơ
Về mặt đổi mới công nghệ, thiết bị đã đạt được bước đột phá kép trong xử lý vỏ động cơ ở hai khía cạnh "tích hợp quy trình + cắt ổn định chịu tải nặng": tích hợp mâm cặp thủy lực nối bốn chấu Φ 800mm (lực kẹp lên đến 150kN), turret servo 8 trạm (thời gian đổi dao 1,6 giây) và đầu công cụ phụ kiện hướng kính (mô-men đầu ra 350N·m), có thể hoàn thành toàn bộ các công đoạn gia công vỏ động cơ như tiện chính xác đường kính ngoài (sai lệch dung sai cấp IT6), doa chính xác buồng bạc đạn (độ trụ ≤ 0,006mm), tiện vai định vị (dung sai đường kính ± 0,015mm), phay mặt đầu (độ phẳng ≤ 0,03mm) và khoan tarô 20-24 lỗ lắp ráp (dung sai vị trí ≤ 0,1mm) trong một lần gá. Để giải quyết khó khăn trong việc kiểm soát độ đồng tâm, chúng tôi đã sáng tạo áp dụng phương pháp "gia công tích hợp chuẩn": lấy các lỗ bên trong hai đầu vỏ động cơ làm chuẩn định vị, thu thập dữ liệu gia công thời gian thực thông qua hệ thống đo trên máy (độ chính xác đo ± 0,001mm), bù trừ động biến dạng cong vênh do trọng lượng phôi, từ đó duy trì độ đồng tâm giữa vai định vị và buồng bạc đạn ổn định ở mức ≤ 0,04mm. Đối với các cấu trúc phức tạp như gân tản nhiệt, thiết bị sử dụng nội suy liên kết trục Y và trục C để đạt được việc tạo hình bề mặt ba chiều trong một lần gia công, tránh hiện tượng dấu vết dao do chuyển tiếp quy trình truyền thống.
Kết quả triển khai hoàn toàn tuân thủ các tiêu chuẩn của động cơ công nghiệp điện áp cao: chu kỳ gia công mỗi chi tiết đã được rút ngắn từ 75 phút xuống còn 42 phút, và năng lực sản xuất hàng ngày tăng từ 120 bộ lên 220 bộ; độ trụ của buồng ổ trục vỏ động cơ ≤ 0,006mm, độ đồng tâm giữa mặt bích và buồng ổ trục ≤ 0,04mm, độ vuông góc giữa mặt đầu và trục ≤ 0,03mm/m, hoàn toàn đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn GB/T 1993-1993 "Phương pháp làm mát cho máy điện quay" và tiêu chuẩn IEC 60034-1; cường độ rung trong quá trình vận hành động cơ giảm từ 1,8mm/s xuống còn 0,8mm/s, tỷ lệ vượt ngưỡng rung giảm từ 22% xuống còn 1,5%; tuổi thọ dụng cụ tăng thêm 60% (đạt 65-80 chi tiết/lưỡi dao) nhờ thiết kế chống va đập, và chi phí dụng cụ gia công một vỏ động cơ giảm xuống còn 32 nhân dân tệ; hệ thống chẩn đoán thông minh được trang bị trên thiết bị có thể giám sát liên tục gia tốc rung trục chính (tần số lấy mẫu 1kHz) và dao động lực cắt. Kết hợp với mô hình dự báo mài mòn dụng cụ, tỷ lệ sử dụng tổng hợp của thiết bị tăng từ 76% lên 93%, và thời gian ngừng hoạt động hàng năm giảm 480 giờ.
VTC70 giải quyết mâu thuẫn giữa 'gia công nặng và điều khiển chính xác' trong vỏ điện áp cao của chúng tôi. Kỹ sư trưởng của công ty cho biết: 'Động cơ điện áp cao 20MW của chúng tôi không chỉ đạt chứng nhận CE, mà còn đáp ứng yêu cầu vận hành liên tục 100.000 giờ không sự cố đối với thiết bị trong các lĩnh vực then chốt như nhà máy điện hạt nhân và các ngành công nghiệp hóa chất quy mô lớn. Điều này mang lại lợi thế cạnh tranh cốt lõi để chúng tôi khai phá các thị trường cao cấp.'. Trường hợp này khẳng định rằng máy tiện đứng CNC đã trở thành thiết bị then chốt để đột phá các điểm nghẽn về chất lượng và hiệu suất trong lĩnh vực sản xuất vỏ điện công nghiệp điện áp cao thông qua sự hợp tác sâu rộng giữa "thiết kế kết cấu chịu tải nặng + đổi mới tích hợp quy trình + điều khiển chính xác thông minh".
EN
