Как оптимизировать производство роторных валов “бреющей” токарной обработкой

30.09.2020 - Markus Isgro

При «бреющем» точении наклонная режущая кромка поворачивается относительно вращающейся заготовки

В связи с изменениями в автомобильной промышленности не только новые компоненты, но и новые методы производства приобретают все большее значение для специалистов по планированию производства. Растущий спрос на электромобили также способствует увеличению объема выпуска определенных компонентов. В связи с этим возникает вопрос о том, как же сделать это производство как можно более эффективным.

Центральной частью электромобиля, безусловно, является электродвигатель. Для обработки его важнейшего компонента, а именно роторного вала с пакетом пластин, EMAG разработал высокоэффективный процесс, практически не имеющий себе равных по скорости и качеству.

На протяжении некоторого времени существуют проекты, в которых пакеты пластин роторных валов не шлифуются, а обтачиваются на токарных станках. Поскольку группа EMAG производит как вертикальные токарные станки, так и шлифовальные, было решено предлагать для тех или иных проектов либо шлифовальные, либо токарные станки, учитывая при этом наряду с предпочтениями клиентов, также и требования к качеству обработки поверхности. Преимуществом токарной обработки является «сухая» обработка пакета пластин, однако при наличии требований к шероховатости обработанной поверхности менее Rz 6,3 мкм обычное продольное точение занимает соответственно слишком много времени. Поэтому специалисты EMAG начали эксперименты с технологией «бреющего» точения. Так как эта технология уже давно используется на станках EMAG и постоянно развивается, хорошо известен ее большой потенциал, который еще более ярко проявляется в сочетании с высокой производительностью вертикальных токарных станков.

Поверхности без винтовой линии и высокие значения подачи

При «бреющем» точении наклонная режущая кромка поворачивается относительно вращающейся заготовки. Точка резания при этом непрерывно перемещается вдоль режущей кромки, поэтому используется вся режущая кромка, что обеспечивает более длительный срок службы инструмента. Преимущество данной технологии заключается в очень коротком времени цикла (до 10 раз быстрее, чем при шлифовании или продольном точении).

«Бреющее» точение дает пользователю несколько преимуществ:

возможность получения при твердом точении поверхностей без винтовой линии;
очень короткое время цикла благодаря более высокому значению подачи на оборот;
увеличение стойкости инструмента за счет использования режущей кромки по всей длине.

Теперь эти преимущества фактически удалось на практике применить для обработки роторных валов, точнее для обработки пакетов пластин. Оказалось, что данную технологию наиболее целесообразно использовать, когда нужно получить шероховатость менее Rz < 6,3 мкм с самыми высокими значениями подачами - до 1 мм/об. Из-за многослойной структуры листовых пакетов стружка ломается после 1-1,5 оборотов - в зависимости от толщины листа и величины подачи. Это позволяет избегать образования клубков стружки, как это обычно случается при намотке длинной стружки в обычных токарных операциях с малым значением подачи.

Снижение затрат при обработке роторных валов

Очевидно, что преимущества «бреющего» точения также положительно сказываются на стоимости единицы продукции. Из-за более короткого времени цикла снижаются затраты на эксплуатацию станка, а стоимость инструмента и затраты на его замену снижаются в связи с более длительным временем стойкости (из-за короткого времени контакта с деталью каждым участком всей режущей кромки).

При этом следует отметить, что производственный процесс с использованием «бреющего» точения является достаточно сложным и требует соответствующей станочной базы и соответствующего «ноу-хау». Именно здесь EMAG выигрывает, предлагая комплексное решение.

Четырехосевая обработка роторных валов

Вертикальные токарные станки серии VT для четырехосевой обработки деталей типа «вал» идеально справляются с обработкой роторных валов. При обработке деталей с максимальной длиной до 630 мм и максимальным диаметром до 200 мм эти станки могут полностью продемонстрировать свои лучшие свойства:

• Синхронная обработка: процесс обработки реализуется с управлением по четырем осям ЧПУ, одновременно с двух сторон. Для этого станок оснащен двумя револьверными головками на двенадцать позиций каждая; из которых 11 могут оснащаться токарным или приводным инструментом, а одно место занято грейферным захватом.

• Автоматизированная обработка: грейферы осуществляют параллельные операции по загрузке заготовок на станок и выгрузке обработанных деталей. Один грейфер подает новую заготовку в позицию зажима, а второй в это время забирает готовую деталь из станка и устанавливает ее на транспортировочную ленту. Для этого с обоих сторон станков серии VT устанавливаются замкнутые транспортеры-накопители, которые могут наполняться заготовками и готовыми деталями. Благодаря предлагаемой EMAG стандартизованной системе автоматизации TrackMotion, несколько станков VT можно очень просто и без высоких затрат объединить в технологическую цепочку.

«Бреющее» точение на станках VT

Благодаря многолетнему опыту, накопленному специалистами EMAG, технология «бреющего» точения уже оптимально подходит для использования в условиях серийного производства. То же самое относится и к используемым станкам, которые были идеально адаптированы к этой технологии на основе результатов многочисленных испытаний и реализованных проектов. К примеру, токарная револьверная головка станков серии VT была адаптирована под особые условия применения «бреющего» точения. Это касается как механической части конструкции, так и параметрирования поворотной оси, а также ее регулирования. С точки зрения программного обеспечения также ничто не препятствует использованию технологии «бреющего» точения на вертикальных токарных станках для обработки валов. Наличие соответствующих программ в системе управления делают наладку станка такой же простой, как и при обычной токарной обработке.

Дополнительная информация:

Эта анимация показывает объединение станков EMAG в производственную линию на примере обработки роторного вала: https://www.youtube.com/watch?v=B9pywqiPg-s

Вебинар по «бреющему» точению

EMAG регулярно проводит вебинары на эту тему.

Дополнительную информацию о наших вебинарах можно найти на веб-сайте EMAG по ссылке https://www.emag.com/emag-academy/webinars.html.

Спросите нас, когда будет следующий вебинар на эту тему!