Глубокая модернизация портального станка 6625
Более чем за 20 лет мы смогли отремонтировать и модернизировать превеликое множество станков типа 6М610, 6М612, 6М616, 6620, 6625, а также станок-гигант 6640 для ВАСО.
Портальные
Тег
3D
Модернизация
Машиостроение
Одним из самых популярных типов станков на тяжелых машиностроительных предприятиях остаются портальные фрезерные станки. Несмотря на активную модернизацию производств и оснащение промышленных площадок новыми портальными станками европейского производства, на просторах бывшего СССР сохранилось множество тяжелых порталов производства УЗТС, МЗОР.

Мы также модернизировали и порталы производства таких компаний как Waldrich Coburg, Forest Line, Waldrich Siegen, KOLB. Опираясь на конструктивные решения этих станков, а также черпая информацию от современных производителей-лидеров, родился проект для Уралмаша – глубокая модернизация портального станка 6625.
Введение
LET'S GO!
Не хватает времени на изучение кейса? Получите PDF-версию на почту!
С ЧЕГО ВСЕ НАЧИНАЛОСЬ
01
Уралмаш. Екатеринбург. 2018г.
Запланирована глобальная модернизация завода, включающая покупку новых станков, а также модернизацию существующего оборудования.

Хотя с заводом мы уже работали к этому моменту, но период 2018-2019гг. для нас был особенным в работе с Уралмашем.
В 2018 году руководство Уралмаша решило списать станок 6625 на металлолом. В окружении современных станков PAMA Vertiram станок на УЦИ смотрелся, мягко говоря, как «гадкий утенок». Использовали его только на черновых обдирочных операциях, да и то, только чтобы оправдать его присутствие на площадке.

Для поддержания работоспособного состояния станка даже объявляли тендер – капитальный ремонт с заменой УЦИ. Однако, по мнению руководства, цена на ремонт была высокой, не обоснованной, да и тратиться сильно никто не хотел на этот станок.

В то же время с руководством Уралмаша мы обсуждали ТЗ на модернизацию большого горизонтально-расточного станка Toshiba. Когда уже обсуждение подходило к логическому завершению, проходя по пролету, где стояла Toshiba, случайно обратили внимание на станок 6625.
— Хороший портальный станок может получиться - подметил директор "СИТЕК" Карцев А.В.

— Мы его уже списали, - сказал главный механик, - да и толку от него мало, а тем более средств на кап.ремонт нет»

— А почему бы вам не иметь, на всякий случай, станок, который стал бы аналогом портальных PAMA? - спросил Карцев А.В. у главного механика Уралмаша.

— Мы поставим новую шпиндельную бабку, поднимем обороты, крутящий момент! Master-Slave по всем осям, гидростатика на столе!!!

— Андрей Владимирович, из этого станка уже ничего не будет… Его списали…

— И все-таки, мы подготовим ТЗ на его модернизацию. Не спешите его списывать!”
  • Проектирование ячейки
    Как и обещали, мы разработали ТЗ на модернизацию портала
    Четыре старые шпиндельные бабки мы убрали, поставили новую, высокоскоростную, оснастили станок сменной угловой головкой, поставили ШВП на Y, редуктор REDEX на стол, ГИДРОСТАТИКУ СДЕЛАЛИ НА СТОЛЕ!!!
    И да, самом собой, поставили ЧПУ SINUMERIK 828D Siemens.
Конечно, увидев ТЗ главный механик оживился, подключил технологов, и те увидели перспективу. В качестве основной детали для оценки производительности обработки была взята зубчатая рейка для экскаватора длинной 6 метров. Основное условие - обработка за один ???установ???. Нам предоставили исходные данные и наш технолог разработал технологию, благодаря которой время обработки сократилось более чем в 8 раз.

Выигрыш был не только на вспомогательных операциях: установка, снятие, перенос на другие станки, опять установка и т.д. Благодаря Master-Slave на осях X и Y, мы могли обработать зуб стандартными концевыми фрезами, кстати, как на станках PAMA, а увеличение оборотов шпиндельной бабки до 2000 мин-1, позволило применять современный режущий инструмент на абсолютно другом уровне режимов резания.

Конечно хватало скептиков, как со стороны заказчика, так и с нашей стороны. Мол, зачем нам этот станок, из него ничего не получится, выбросим деньги – говорил главный специалист завода.
Это сложный проект, много чего проектировать надо, может новый станок лучше взять – говорил главный конструктор Ситека.

Но! Задача была нетривиальная, интересная, а фактор «непредсказуемости конечного результата» только возбуждал умы наших конструкторов и технологов.
Стоит отметить – Мы любим такие проекты!

Наверно благодаря именно «заразительной» идее, проект пошел в реализацию. Даже когда бюджета не хватало – заказчик даже «сдавал металлолом», только чтобы проекту быть. И вот он состоялся.
ЗАДАЧИ ОТ ЗАКАЗЧИКА
02
Основное требование Заказчика - сократить время обработки зубчатой рейки. А также:
  • Сделать портал по аналогии с современными станками фирмы PAMA (Италия) на базе старого станка.
  • Уйти от использования фасонных твердосплавных фрез, которые доставляли массу неудобства при изготовлении, индивидуальны под каждый тип зуба, непроизводительные
Однако, на Уралмаше были и противники радикального подхода по изменению конструкции станка.

“Старожилы” не хотели избавляться от 4-х шпиндельных бабок, мол, "как это так, разве одна бабка способна обработать быстрее чем четыре?! Это невозможно!”

Конечно, если мы обрабатываем куб или параллелепипед с 3-х сторон, ВОЗМОЖНО, четыре баки обработают и быстрее, чем одна. НО ЗАДАЧА стояла обработать зубчатую рейку, сложную деталь, имеющую зубья. На старом станке это сделать было просто невозможно!
Хотите изучить тех задание?
Получите PDF-версию на почту!
РЕШЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА
03

?

Скорость
Мы понимаем, что скорость вращения фрезы в настоящее время является определяющим фактором, нежели высокий крутящий момент.
Жесткость
Мы понимаем, что скорость вращения фрезы в настоящее время является определяющим фактором, нежели высокий крутящий момент.

Для оптимальной работы станка на высоких оборотах, необходимо обеспечивать высокую жесткость системы СПИД, а также отсутствие внутренних напряжений в базовых узлах станка. Поэтому старые станки, особенно советского производства хорошо подходят как база для модернизации.

Конструкция с подвижной поперечиной считается более приемлемой в портальном станке, нежели огромные вылеты массивного ползуна, опять-таки из-за жесткости.

Для проверки жесткости портала, был проведен расчет методом конечных элементов (МКЭ), который показал многократный запас прочности узлов. Данные расчета позволили грамотно адаптировать конструкцию поперечины под новую шпиндельную бабку и новые режимы резания.
Перевод привода стола на механизм MASTER-SLAVE
Решение перевода привода стола с гидростатического червяка на механизм MASTER-SLAVE с беззазорным редуктором REDEX, позволил не только увеличить скорость подачи стола до 10 м/мин, но и позволил добиться одинаковой точности позиционирования при измерении как на линейных датчиках обратной связи, так и на моторных датчиках.
Если же говорить про саму систему Master-Slave (рейка-шестерня), то решение сейчас реализуется на всех топовых портальных, горизонтально-расточных и токарно-карусельных станках начиная с Schiess, Waldrich Coburg, Waldrich Siegen, Skoda и заканчивая Pama, FPR, Innse Berardi, Forest Line, Droop & Rein и пр.
  • Проектирование ячейки
    Новая система гидростатики направляющих стола позволила избавиться от залипания направляющих скольжения, а также повысить грузоподъемность стола.
  • Проектирование ячейки
    Новая шпиндельная бабка с угловой головкой позволили обрабатывать заготовку сразу с пяти сторон, а основную деталь – зубчатую рейку, обрабатывают за один установ, отказавшись уже от операции строгания поверхностей при которой возникали дополнительные напряжения структуры заготовки, которые потом необходимо снимать на термообработке.
Перевод на прямую измерительную систему и установка ЧПУ Sinumerik
Благодаря переводу станка на прямую измерительную систему, а также установке ЧПУ Sinumerik 828D Siemens, появилась возможность внесения компенсаций линейных перемещений, что позволяет Заказчику в течение длительного времени поддерживать технологическую точность станка на высоком уровне, что в свою очередь ведет к минимизации брака при изготовлении деталей.

Все опасения по конструкции «нового» станка оказались напрасны, станок получился как планировали – жесткий, быстрый и производительный, а бригадир операторов участка станков PAMA Уралмаша, сразу же принял «новый» 6625 в свою команду.

Станок в итоге получился основным, а не запасным, как планировали первоначально руководители заказчика.

В итоге, станок превратился из «гадкого утенка» в «прекрасного лебедя».
ОБОСНОВАНИЕ РЕШЕНИЯ
04
Решение о проведении модернизации было верным, что подтвердило дальнейшую необходимость станка для основного производства.
  • Проектирование ячейки
    Выводы по проекту
    Старое оборудование можно довести до уровня современных станков. Только слаженная работа всех людей без исключения позволила реализовать замысел согласно предварительной оценке.
  • Проектирование ячейки
    Анализ по проекту
    Все намеченные решения вначале проекта были полностью реализованы, результат был прогнозируемым.
  • Проектирование ячейки
    Сроки
    На этапе сборки у Заказчика был организован 2-х сменный режим работы, что позволило увеличить общую скорость сборки и пусконаладки, жертвуя производительностью отдельных подэтапов сборочных операций.
“Станок получился жестким, быстрым, а самое главное точным. Мне как выходцу с Ульяновского завода тяжелых и уникальных станков (УЗТС) было вдвойне приятно вдохнуть вторую жизнь в портал 6625”.
Костюнин С.В. — ведущий конструктор проекта
Сложный ли это был проект? В проекте было много уникальных моментов, такие как встройка редуктора Redex, установка новой шпиндельной бабки, разводка гидростатики стола. Чуть не забыл - шабровка направляющих с общим съемом металла 5 мм на станине состоящей из трех частей!”
Самкович С.И — руководитель бригады слесарей
Пуско-наладка прошла довольно удачно, и во многом благодаря системе ЧПУ SINUMERIK 828D Siemens. Во многом благодаря хорошей работе слесарей станок получился ровный, не пришлось время тратить на компенсации”.
Дудко А.А. — ведущий системотехник проекта
ТРУДНОСТИ ПРОЕКТА
05
На этапе встройки редуктора Redex в станину стола, вместо старого гидростатического червяка, и вместе с тем установка системы гидростатики направляющих стола. Всегда, когда мы говорим о гидростатике мы говорим о всплытии.
Трудность №1
В 6625 направляющие стола имеют разную форму – одна направляющая прямоугольная, другая – призматическая. Как обеспечить равномерность всплытия стола?! Только расчеты! И ничего кроме расчетов!

Стоит отметить слаженную работу конструкторского и производственного отделов СИТЕК, потому что данная задача решалась группой разнонаправленных специалистов – конструктор-механик, гидравлик, системотехник, расчеты подкреплялись данными от слесарей на месте, корректировались, вносились данные давления в карманы, проверка… Заново! Опять пересчет, корректировка, проверка, ввод данных и… ДА! Получилось!

Со стороны Заказчика, конечно, это смотрелось, как - что-то возятся, настраивают, ну, работают.
Но для нас, в тот момент произошло нечто нереальное. Работа была проделана не зря.

Если делать выводы по данной трудности, то это был колоссальный опыт для нашей компании. А специалисты скромно скажут – «Это наша работа.»
Трудность №2: Крупные детали и узлы.
Всегда работа с крупногабаритными деталями представляет особую трудность и всегда влечет за собой особую опасность.

Конечно, это был не первый крупногабаритный станок для нас, но все равно, обеспечение исправными грузоподъемными механизмами, наличие кранов, опытных крановщиков, стропальщиков, разработка ППР, всегда для нас ответственный этап. Плюс ко всему, постоянно проносящиеся над головой многотонные детали от будущего экскаватора, требовали от наших людей строгого соблюдения требований техники безопасности
Трудность №3: Много шабровки
Из-за коротких сроков, было принято решение не вывозить станок полностью на нашу площадку.

Изменение конструкции направляющих станины – появилась гидростатика. Сложная разводка смазки.
Накопленная усталость людей.
Основное производство у Заказчика – проблемы с крановым хозяйством.
Стыковка новых узлов (шпиндельная бабка со старой поперечиной).
РЕЗУЛЬТАТ В ЧИСЛАХ
06
  • Проектирование ячейки
    Время до следующего кап ремонта
    Прогнозируемое время до следующего капитального ремонта, конечно при своевременном техническом обслуживании, составляет 7 лет.
  • Проектирование ячейки
    Результат для заказчика
    Заказчик получил практически новый станок по цене в 4 раза ниже от стоимости европейского аналога.
  • Проектирование ячейки
    Результат для нас
    Опыт возрождения старого станка до параметров нового. Запас прочности советского оборудования позволил выполнить смелые преобразования конструкции узлов.
Таблица с характеристиками станка
Получите на почту таблицу со всеми характеристиками станка 6625
Машина со столом восемь на два с половиной метра такого уровня жесткости, если бы, допустим, решили они покупать такую машину, они потратили бы раза в 3-4 больше. И при этом, скорее всего, это была бы машина европейская, но не китайская, потому что машина очень массивная и очень жесткая.
Карцев А.В. — ведущий
В этом проекте учавствовали
Founder & Art Director
Карцев А.В.
Конструкторы ситек
Системотехники ситек
Слесари ситек
5
5
15
Founder & Art Director
Ясевич С.В.
Электромонтажники ситек
3
ТЕХНОЛОГИ ситек
1