山高刀具作為風(fēng)電行業(yè)的領(lǐng)先者,不僅能提供出優(yōu)質(zhì)的刀具、專業(yè)的加工技術(shù),而且始終專注于為金屬切削需求提供整體解決方案。在與世界各國的著名風(fēng)機零部件生產(chǎn)企業(yè)的長期合作中,山高積累了豐富的經(jīng)驗,嚴格地滿足了風(fēng)電零件制造商近乎“苛刻”的加工要求。
在新能源行業(yè)發(fā)展過程中,風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源,越來越受到世界各國的重視,歐州各國、美國、中國都在本國的能源規(guī)劃中給與大力的扶持和推進。2008年中國風(fēng)電機組新增裝機容量達到719.02萬kW,累計裝機容量達到1324.22萬kW,新增裝機容量增長率達到108.4%。在一系列資金和政策支持下,中國風(fēng)電新增裝機容量連續(xù)5年實現(xiàn)100%以上的高速增長。據(jù)初步統(tǒng)計,2009年中國風(fēng)電裝機容量達到2000萬kW,成為全球第三大風(fēng)電國家。
風(fēng)電機組工作環(huán)境惡劣,對抗疲勞性、可靠性、吸振性等諸多因素均有極高要求。對于風(fēng)電機組而言,齒輪箱、風(fēng)電輪轂、風(fēng)電軸承(回轉(zhuǎn)支承和齒輪)、風(fēng)機主軸、風(fēng)電機座都是極為重要的工作部件。同時,它們也是加工難度大、精度要求高、加工量大的零部件。山高為此提供了一系列的工藝解決方案,以幫助風(fēng)電行業(yè)用戶在激烈的市場競爭中脫穎而出。
齒輪箱加工
風(fēng)電齒輪箱是風(fēng)電機組重要的零部件之一。因為風(fēng)電機組安裝地點的工況復(fù)雜、可靠性和使用壽命的要求很高,所以齒輪箱體要具有足夠的剛性、合適的支撐結(jié)構(gòu)和壁厚來滿足復(fù)雜的受力需求。常用的材料有球墨鑄鐵和其他高強度鑄鐵。齒輪箱的機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜且尺寸巨大,需要數(shù)百小時的精密加工。零件加工較多采用高精度雙工作臺臥式鏜銑加工中心。
風(fēng)電齒輪箱的機加工類型包括銑削(玉米銑刀及三面刃)、鉆削(Perfomax系列)和鏜削(橋板鏜頭)。值得一提的是,齒輪箱連接孔的直徑超過2m,其公差要求為H7,這個加工存在相當大的難度。山高的Graflex橋板式鏜頭標準產(chǎn)品覆蓋了直徑204——2155mm;巨型(JUMBO)橋板鏜頭,最大直徑可達3200mm。它們均采用高強度鋁合金(Fortal)與鋼件接口所組成,兼顧了靈活性、刀體重量和剛性的需求。在精鏜中最高可達IT5、Ra0.6的精度要求,尺寸調(diào)整也極為方便,可以在機床上直接完成。同時,模塊化設(shè)計還能滿足大直徑外圓套車和背鏜等工藝需求。例如:A731001 Jumbo 橋板式鏜刀,采用TCMT16T308-F2 TK2000刀片進行粗鏜,切削線速度Vc達150 m/min,進給速度Vf達25 mm/min,切深ap達5——6mm。精鏜采用CCMT09T304-F2 TK1000刀片,切削線速度Vc達120 m/min,切深ap 0.3 mm。這些高性能切削參數(shù)既能保證客戶極高的零件精度,又大大降低了客戶的生產(chǎn)周期。
輪轂加工
輪轂也是風(fēng)電機組重要的零部件之一,其結(jié)構(gòu)和受力變形復(fù)雜,它將直接影響到風(fēng)力發(fā)電機組的正常運行和使用壽命。因此它具有強度高、可靠性好、疲勞壽命長、吸振性強等特性,以滿足–40——–20℃的使用工況。常見的材質(zhì)為鑄態(tài)低溫高沖擊韌性球鐵。輪轂的主要機加工類型為銑削和鉆削。
風(fēng)電輪轂體積巨大,一般加工周期很長。某客戶曾經(jīng)遇到這 樣的加工難題:盡管其所有機床都在滿負荷運轉(zhuǎn),但卻還不能按時完成生產(chǎn)任務(wù)。為了幫助客戶渡過難關(guān),山高專門為其設(shè)計了直徑360 mm、R85 mm的非標可轉(zhuǎn)位成形刀具,輔以335.19- 1207EN2R85-D09,F(xiàn)40M刀片,切削線速度Vc達200 m/min,每齒進給量fz 0.14 mm,切削深度ap 1——2 mm,生產(chǎn)效率大大提高,該款輪轂的生產(chǎn)周期由原來的30h縮短至16h以內(nèi)??蛻舻靡皂樌回洠苊饬酥卮髶p失。
山高的Double Octomill雙八面刃R220.48平面銑刀非常適用于輪轂銑削加工。雙八面刃銑刀的刀片采用正前角設(shè)計,每個刀片有16個切削刃,同一款銑刀能滿足粗、精加工的應(yīng)用場合,具有無可匹敵的經(jīng)濟性和通用性。某客戶試用ONMF 090520ANTN-MD16,MK1500刀片后,線速度Vc高達188 m/min,進給速度Vf達2500 mm/min,相當于每齒進給量fz 0.6 mm。值得指出的是,這些參數(shù)都是在切深ap達4mm,切削寬度 ae為刀盤直徑70% 的切削工況下長期使用,單件加工成本比原先降低50%。
新一代的 Perfomax 可轉(zhuǎn)位刀片鉆削系統(tǒng)用于加工輪轂結(jié)合面的連接孔。Perfomax鉆頭的穩(wěn)定性更好、強度更高,擁有獨特的排屑槽設(shè)計,能有效控制冷卻液流向并改善排屑。在加工輪轂結(jié)合面的連接孔時,能獲得生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性的大幅提升,并使每個孔的加工成本更低。
軸承加工
風(fēng)電軸承主要包括:偏航軸承、主軸軸承、變槳軸承、發(fā)電機軸承等,其中主軸軸承和變槳軸承技術(shù)難度較大。風(fēng)電軸承一般采用的是42CrMo和42CrMo4材質(zhì),經(jīng)調(diào)質(zhì)后中頻淬火提高其表面硬度,保持其心部的韌性。表層硬度一般要求在58HRC以上,淬硬層深度一般控制在3.5——5.0mm。如抗拉強度、屈服強度、斷面收縮率、延伸率、沖擊功、硬度等力學(xué)性能要求嚴格。風(fēng)電軸承的主要機加工類型為車削、鉆削和銑削。
山高在風(fēng)電軸承加工領(lǐng)域具有極為豐富的經(jīng)驗。以下刀具在國內(nèi)某大型風(fēng)電軸承生產(chǎn)企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。
?。?)MDT車刀用于加工直徑1600mm軸承的寬5mm、深9mm的端面密封槽。
(2)軸承滾道淬火前的車削采用RCMT1606M0-F2 TP2500刀片。
(3)軸承滾道淬火后的硬車采用CBN刀片RNGN090300S-01525-LF CBN150。
(4)軸承安裝孔的孔加工采用各種規(guī)格的Perfomax颶風(fēng)鉆。
?。?)軸承外齒圈的粗、精加工采用成形齒輪銑刀。
在軟車軸承滾道時,保持95m/min線速度、4.5 mm切深,每轉(zhuǎn)進給量1.3 mm相同的切削參數(shù)下,由于刀片壽命的優(yōu)異表現(xiàn),客戶的單件成本比原先降低了20%??蛻暨€非常滿意CBN硬車的使用效果,刀片壽命提高及單件成本的降低給客戶帶來巨大的效益,同時生產(chǎn)效率提升50%,零件的表面質(zhì)量明顯優(yōu)于原先的加工工藝。
在風(fēng)電齒輪加工中,目前流行的加工方案是采用定制的機夾式齒輪銑刀,經(jīng)粗、精銑削兩道工序完成齒形的加工。例如:在加工42CrMo材質(zhì)的大型風(fēng)電回轉(zhuǎn)支承外齒輪時,使用一種刀具直徑380 mm的齒輪銑刀,材質(zhì)F25M 的成形銑刀片。在加工中使用的切削參數(shù)為主軸轉(zhuǎn)速n=120 r/min,進給速度Vf =60 mm/min。齒輪的單件加工時間為13h,明顯優(yōu)于插齒的工藝方案。
風(fēng)電零部件的加工還有風(fēng)機主軸、風(fēng)機機座、連接法蘭、風(fēng)機塔架、行星架、風(fēng)機葉片等。對于這些零件的加工,山高擁有完整的車削、銑削和孔加工的解決方案。
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