Усовершенствования в области точного хонингования

Когда речь идет о хонинговании таких высокоточных деталей, как, например, те, что требуются для впрыска или для гидравлических областей применения, учитывается каждый микрон. Для того, чтобы соответствовать этим высоким стандартам качества, производитель хонинговальных станков Kadia Produktion применяет технологию прямого привода для вращения шпинделей и подачи инструмента. В настоящее время им представлено второе поколение хонинговальных шпинделей LH.

В 2014 году компания Kadia представила первые хонинговые шпиндели Lean High-Speed, они же LH, обеспечивающие прямоприводные вращение и подачу. Это была настоящая инновация, и разработчик сразу запатентовал свою концепцию во всем мире. Технология прямого привода является непревзойденной с точки зрения плавности работы и точности контроля процесса, говорит управляющий директор компании Хеннинг Клейн. Ее использование на малых и средних диаметрах, а это наша специальность, привело к скачку производительности и качества, что редко случается с новыми разработками в наши дни. Это первое применение прямого привода для подачи с помощью линейного двигателя, и это позволяет иметь оптимально адаптированный привод и динамические характеристики, которые являются предпосылками для достижения высокой скорости удаления материала.

Кроме того, линейный мотор работает бесконтактно, даже, по информации Kadia, без износа. И практически не передает вибрации на хонинговальный инструмент. Обычные же системы подачи хонинговального инструмента создаются на основе компонентов, которые подвержены износу. Как, например, шарикоподшипниковые шпиндели. Торможение и ускорение в точках поворота графика колебаний, то есть при прохождении экстремумов, делают высокую точность менее высокой, ограничивая эту характеристику. Теперь моторный шпиндель с низким уровнем обслуживания передает высокий крутящий момент, не вызывая вибрацию инструмента.

Продвижение инструмента осуществляется электромеханически с помощью сервомотора с высоким разрешением с прецизионным винтовым приводом. Скорость подачи хонинговальных камней может регулироваться в нанодиапазоне. Конструкторы Kadia объединили два двигателя в один компактный блок. Двигатель шпинделя и двигатель подачи инструмента расположены коаксиально, один над другим, и в непосредственной близости от линейного привода. Прямой характер инициирования движения этого комплекса способствует увеличению жесткости всей системы.

Концепция дополняется внутренней подачей охлаждающей жидкости, каковое решение обеспечивает оптимальное охлаждение процесса. Благодаря нашим хонинговальным шпинделям LH даже такие высокоточные операции, как хонингование каналов с микронными допусками, могут выполняться совершенно безопасно, подчеркивает Клейн. На протяжении почти десятилетия компанией было поставлено более 700 шпинделей первого поколения в пяти вариантах, каковые шпиндели безотказно работают в широком диапазоне одношпиндельных и многошпиндельных станков.

Десять лет назад разработчики наверняка исключили бы возможность более компактного дизайна, но прогресс не останавливался. Те или иные детали, узлы и области их применения продолжали совершенствоваться. Поэтому пришло время адаптировать успешную концепцию к современному состоянию технологии. Например, в рамках первоначальной концепции оказалось возможным улучшить схему внутренней подачи охлаждающей жидкости, что позволило создать более короткую конструкцию.

А также обеспечить большее удобство обслуживания, большую доступность для его выполнения. В конструкции зажима также был выявлен потенциал для оптимизации. Настраиваемый гидравлический расширительный патрон теперь крепится непосредственно в хонинговальном шпинделе, а не на его наконечнике. Это влияет не только на длину конструкции, но и в первую очередь на возможность сверхтонкой радиальной металлообработки.

Самое важное улучшение было сделано для общего дизайна отдельных приводов с точки зрения производительности, размера и веса, так что каждый хонинговальный шпиндель имеет наилучшую конфигурацию. Другим следствием этого является то, что исходная серия из пяти вариантов была сведена к двум, LH2 и LH3, однако возможны несколько вариантов подачи и доступны различные стандартные длины.

По мнению экспертов Kadia, несмотря на меньший размер и снижение веса почти на 30 процентов, шпиндель LH2 достигает тех же сил и крутящих моментов, что и предыдущий стандартный шпиндель KADIA. Более крупный шпиндель LH3 принадлежит к тому же диапазону, что и самая мощная предшествующая модель. Весит же на 20 процентов меньше.

Благодаря компактизации конструкции увеличились динамический диапазон и способность стружкоудаления, говорит Клейн. В то же время снизилось энергопотребление, и это то преимущество, которое нельзя недооценивать. Нужно сказать, что шпиндель нового поколения впечатляет и такой составляющей своей энергоэффективности, как возможность возвращения электроэнергии обратно в сеть. Например, при обычном хонинговании шпиндель LH2 потребляет 0,0025 киловатта в час.

Наряду с пятилетней гарантией на линейный привод, предоставляемой Kadia, это неплохой показатель. В настоящее время известный производитель насосов для впрыска топлива устанавливает у себя хонинговальный станок Kadia T line, оснащенный пятью шпинделями LH на предмет выполнения такого ответственного процесса, как окончательная обработка отверстий, подвергающихся высокому давлению.