Шлифование зубчатых зацеплений: новые масштабы

Что же стоит за этими запросами на столь крупные шлифовальные станки?

• Желаемое качество обработки становится достижимым также и в этом сегменте.
• Имеются наработки по части технологии закалки.
• Обработку желательно вести на меньшем числе станков. Новые обрабатывающие центры дают возможность наряду со сверлением, токарной обработкой и фрезерованием производить также предварительную обработку зубчатых венцов. Окончательную их обработку производят затем на шлифовальном станке.
• Фрезерные инструменты, обеспечивающие нужное качество зубчатых зацеплений, в случае больших модулей весьма дороги и имеют длительные сроки поставки. Напротив, предварительная фреза или  шлифкруги дешевле, универсальнее в применении и максимально доступны.
• Чистовую обработку проводить намного проще.
• На шлифовальных станках возможно проводить измерения. Благодаря долговременной точности шлифовальных станков достоверность таких измерений достаточна для обеспечения нужных качественных характеристик. К тому же, специальных измерительных машин для столь крупных деталей не существует.
• Наряду с обработкой зубчатого венца могут выполняться также другие операции чистовой доводки (например, обточка котрольного буртика).

Благодаря этим убедительным преимуществам китайская фирма Tianshan Heavy разместила заказ на ZP80, т.е. шлифовальный станок для зубчатых зацеплений диаметром до 8000 мм.

Концепция станка (рис. 1) основана на испытанной конструкции ZP­серии, из которой конструкция станины была перенята. Для центрального узла такого станка – поворотного стола – предлагались 2 варианта – на нагрузку до 70000 кг либо до 130000 кг. После внимательного изучения ожидаемого спектра изделий под обработку заказчик отдал предпочтение экономически более целесообразной версии на 70 т. Этот поворотный стол смонтирован в гидростатической опоре и имеет прямой привод от высокомоментного электродвигателя. При этом решении какие­либо механические контакты с поворотным столом отсутствуют, что гарантирует долговременную точность обработки. Насадка диаметром 4700 мм жестко соединена с базовым поворотным столом. На этой насадке устанавливаются зажимные приспособления по специ­фикации заказчика.

Рис. 1

Существенную проблему представляло собой защитное ограждение станка. Исходя из действующих стандартов безопасности, приемлемым оказалось только полное ограждение. Оно должно обеспечить защиту как от выхода масляного тумана, так и от разлетания осколков шлифкруга в случае поломки, а также от вспышек и возгорания. Решением стала хорошо зарекомендовавшая себя, в том числе по внешнему виду, рамная конструкция из профилей.

Станок подвергся интенсивным, хотя и довольно непродолжительным, испытаниям. Две европейские фирмы предоставили зубчатые колеса для соответствующей механической обработки.

Применение 1: Чистовое шлифование мельничного колеса с внешним диаметром ок. 7000 мм при модуле зуба 28 и весе изделия 36000 кг (рис. 1). При этом установка, выставление и зажатие этого сборного изделия были нелегкой задачей. Затем были проведены полномасштабные обмеры с использованием компьютерной программы быстрого расчета припусков. Задача состояла в том, что необходимо было провести чистовую шлифовку без холостых ходов,  что требовало полного знания исходного состояния заготовки (рис. 2). Имея картину распределения припусков, при шлифовании можно пропускать ненужные проходы, что дает заметную экономию времени. Результаты шлифования заведомо перекрыли предъявляемые требования.

Рис. 2

Рис. 3

Применение 2: Задача состояла в том, чтобы максимально качественно  отшлифовать нестабильную заготовку зубчатое колесо с 730 зубьями при модуле 10. Как видно на рис. 3, заготовка не обладает собственной жесткостью, т.е. сначала потребовалось найти такие приемы зажатия и центровки, чтобы торцевое  и радиальное биение заготовки укладывались в диапазон 1/100 и это при диаметре детали 7500 мм. Здесь, разумеется, также использовались компьютерная программа быстрого расчета припусков и шлифование с учетом припусков. Качество шлифования отвечало степени 2 точности по DIN (рис. 4  а, б). Это зубчатое колесо приобрело наилучшее качество, которое когда­либо было возможно для изделий таких размеров.

a)

б)

Рис. 4

В итоге можно утверждать, что этим станком фирма NILES снова доказала свои лидерские позиции в создании особо больших зубошлифовальных станков. Тем самым открываются новые возможности для наших заказчиков. Вполне можно представить себе и дальнейший ход развития будь то в направлении еще более крупных диаметров заготовок либо добавления других операций чистовой доводки.

Франк Райхель

Общая информация:

С 1997 года NILES является членом группы KAPP. Группа KAPP разрабатывает передовые технологии и системные решения для высокоточной обработки зубчатых венцов и профилей, соответствующих самым высоким требованиям наших заказчиков.

Группа KAPP охватывает 6 предприятий в Германии и за рубежом с общей численностью сотрудников около 800 человек. Интенсивная исследовательская работа, современные методы конструирования и производства, а также компетентный сервис и техподдержка позволяют группе KAPP находить эффективные пути решения комплексных задач обработки.

Наша цель заключается в соотвествии высочайшему общему уровню, присущему топ­предприятию: стабильная высокая точность, надежность, безопасность и экономичность.

NILES Werkzeugmaschinen GmbH

Nordring 20, D­12681 Berlin

Тел. +49 (30) 93033­0.  Факс +49 (30) 93033­4003

E­mail: info@kapp­niles.com

Internet: www.kapp­niles.com

"