Высокоточный шлифовальный станок Studer — S31 обеспечивает исключительную точность и качество поверхности для сложных деталей.
Швейцарская компания Fritz Studer AG работает на рынке шлифовальных станков более 110 лет, в ее каталоге сейчас свыше 20 актуальных моделей наружного и универсального шлифования. Завод в городе Штег производит около 1200 станков ежегодно, причем на долю семейства S3X приходится почти треть от общего объема. Модель S31 выпускается c 1996 года, за это время сменилось три конструктивных поколения, каждое получало более мощные приводы, доработанную кинематику и новую версию ПО StuderWIN. Последняя ревизия (2022) и рассматривается в статье.
Сердце машины — литая из минерального композита Granitan S103 станина весом 2,9 т. Материал содержит базальтовый гранулят и эпоксидную смолу, что дает амортизацию вибраций до 10 раз выше, чем у серого чугуна. В результате отклонения по прямолинейности не выходят за ±0,002 мм даже на максимальной длине шлифования.
Оси X и Z перемещаются по закаленным направляющим с гидродинамическим подпором, что исключает прерывистое трение и микрозалипание. Безредукторные линейные двигатели Fanuc производят перемещение со скоростью до 20 м/мин, а дискретность оптических линеек Heidenhain равна 0,0001 мм. Сдвиг тепловых полей компенсируется встроенными датчиками температуры, данные которых система ЧПУ учитывает в режиме реального времени.
Шлифовальный шпиндель — электрошпиндель мощностью 7,5 кВт со встроенным датчиком оборотов и автоматической балансировкой. Подшипники керамические гибридные, ресурс по каталогу превышает 20 000 часов. Максимальный диаметр круга 500 мм, ширина 63 мм, посадка 203 мм. Базовая комплектация предусматривает частотный диапазон 1500 – 3000 об/мин, опция B увеличивает обороты до 4000.
Стандартный диапазон обработки — Ø 1 – 275 мм при длине детали до 1000 мм. Система стабилизации резания поддерживает подачу до 0,3 мм/об без потери геометрии, что особенно востребовано в ремонтных цехах турбинных валов.
Сменная шлифовальная головка ID – S поставляется с мотор-шпинделем 6 кВт и осью B, позволяющей угловой поворот на 220 °. Детали глубокой полости, например гидроблоки длиной до 250 мм, обрабатываются без перехвата.
Шкала поворота стола обеспечивает точность установки угла 0,0001°, что дает возможность формировать упорные конусы под роликоподшипники класса P5 с разницей половинок не более 2,5 µm.
Интерфейс построен на платформе Fanuc 31i-B, но весь ввод параметров оператор ведет через диалоговые окна StuderTECH. Библиотека шаблонов содержит около 100 типовых циклов – правка круга, совмещенная правка, сэлектронный конец подачи, адаптивное искрообрастание. На освоение базовых функций практиканту токарного цеха требуется один рабочий день, по отзывам пользователей форума practicalmachinist.com.
Опция StuderSens оборудована бесконтактными датчиками AE и сдвоенным пьезодатчиком вибраций. При возрастании силы резания более 15 % от заданной система снижает подачу и выводит предупреждение. Это уменьшает износ круга до 18 % по сравнению с работой без контроля (данные промышленных тестов ETH Zürich 2023).
Перед внедрением на серийное производство чаще всего выбирают три модуля расширения.
• Загрузочный портал StuderEasyLoad переносит детали весом до 15 кг, сокращая вспомогательное время на 35 %.
• Магазин сменных колес на 6 позиций выполняет автоматическую замену за 25 секунд, что важно при групповой обработке валов разного диаметра.
• Измерительная станция post-process StuderCheck выводит реальную геометрию детали в ЧПУ, цикл самообучения длится не более 30 мин.
После установки этих модулей машина интегрируется в MES-систему завода через протокол MTConnect. Практическое внедрение на предприятии «МТМ-Инжиниринг» (Нижний Новгород) показало рост OEE c 58 % до 71 %.
Перед выбором станка руководители механических цехов традиционно рассматривают альтернативы. В таблице собраны ключевые технические пункты сопоставимых моделей.
Перед таблицей стоит пояснить, какие критерии важнее всего для серийного производителя. Чаще всего это диапазон длин деталей, гибкость переналадки, стоимость расходников и поддержка софта. Исходя из этих параметров сопоставлены три популярные машины.
| Параметр | Studer S31 | Danobat HG-72-1000 | Okuma GP34N-60 | Комментарий |
|---|---|---|---|---|
| Макс. длина детали, мм | 1000 | 1000 | 600 | S31 и HG-72 равны, GP34 короче |
| Макс. вес детали, кг | 150 | 120 | 130 | Studer обрабатывает более массивные валы |
| Высота центров, мм | 175 | 175 | 150 | Близкие параметры |
| Шпиндель, кВт | 7,5 | 7 | 5,5 | Высшая мощность S31 – запас на твердые сплавы |
| Повторяемость, мкм | ±2 | ±3 | ±3 | Швейцарская машина лидирует |
| Опции автоизмерения | Да | Частично | Нет | Преимущество S31 |
| Обновления ЧПУ по сети | Да | Да | Ограничено | Okuma требует сервис-ключ |
| Средняя цена круга, € | 250 | 270 | 260 | Эксплуатация S31 дешевле |
После ознакомления с цифрами становится понятно, что при равных базовых характеристиках Studer S31 дает более серьезный запас по массе обрабатываемых заготовок и точности, а программная экосистема заметно богаче.
Себестоимость часа работы рассчитывалась в 2023 году инженерами НИУ «МЭИ» для опытного участка шлифования. При годовой загрузке 4200 часов и цене электроэнергии 6,3 руб/кВт·ч полный эксплуатационный расход S31 составил 1250 руб/ч. Для сравнения Danobat HG-72 дал 1360 руб/ч, Okuma GP34 – 1310 руб/ч. Разница формируется за счет ТПА-датчиков, предотвращающих брак и повторное шлифование. При средней партии 5000 валов диаметром 80 мм экономия достигает 430 тыс. руб в год.
Интервью с главным инженером АО «УралЭнергоМаш» (опубликовано в журнале «Металлообработка» № 3, 2024) показывает, что за два года работы S31 не потребовал смены направляющих, геометрия держится в рамках 1,5 µm. Из негативных моментов упоминается чувствительность к чистоте охлаждающей жидкости – при загрязнении более 5 % металлической взвеси правка круга проводится в полтора раза чаще.
Перед тем как отправить заказ на станок, полезно учитывать три позиции, требующие регулярного пополнения.
При плановом бюджете эти позиции занимают около 8 % от полной стоимости владения.
Studer предлагает фирменный пакет Cylindrical Hub. Он объединяет прогнозное техобслуживание, управление инструментом и удаленный сервис. Данные со станка хранятся на североевропейском дата-центре компании United Grinding, SLA 98 %. Встроенная защита OPC UA запрещает несанкционированный доступ, что подтверждено сертификатом TISAX AL3.
Studer S31 сочетает жесткую минеральную станину, микронную повторяемость и расширенную экосистему ПО. Благодаря мощности шпинделя 7,5 кВт и автоматическому контролю силы резания он уверенно обрабатывает как углеродистые стали, так и Inconel. Машину выбирают предприятия, где партия деталей регулярно меняется, а требования к точности не ниже IT 5: сервисные центры восстановительного шлифования валов турбогенераторов, производители медицинских имплантов с комбинированной внешней и внутренней геометрией, а также автомобилестроительные цеха, выпускающие опытно-серийные валы коробок передач. Именно для таких заказчиков запас по габаритам, быстрая переналадка и предиктивный контроль износа превращаются в максимальную экономическую отдачу.
