Studer — S41

Ключевые технические данные

В шлифовальных операциях, где допуски измеряются микронами, главным критерием выбора оборудования остаётся жёсткость и повторяемость. Studer S41 уверенно решает обе задачи благодаря следующим паспортным значениям:
• длина обрабатываемой детали — до 1000 мм,
• максимальный диаметр внецентрового зажима — 390 мм,
• вес заготовки на центрах — до 250 кг,
• диаметр круга — до 500 мм при ширине 80 мм,
• мощность основного шлифовального шпинделя — 15 кВт,
• частота вращения шпинделя — 2800 об/мин.

Масса станка равна 6,2 т, габаритные размеры 4100 × 2500 × 2000 мм. Эти цифры чётко показывают, что машина рассчитана на тяжёлые режимы съёма и длительные безостановочные циклы.

Конструктивная база Granitan

Основа станка — литая минеральная плита Granitan S103. По сравнению с традиционным серым чугуном она демпфирует вибрации на 6-8 дБ сильнее и втрое медленнее передаёт тепло. На практике это означает:
1. стойкое удержание геометрии при скачках температуры в цехе,
2. меньший износ кругов за счёт отсутствия микровибраций,
3. снижение затрат на кондиционирование, так как нет необходимости поддерживать «идеальный» климат.

Сама станина отлита в Швейцарии, после чего выдерживается не менее четырёх недель до окончательной механической обработки. Такой цикл дорог, но именно он даёт ту стабильность, за которую инженеры ценят продукцию Studer вот уже 112 лет.

Шпиндельная мощность с запасом

Серво-шпиндель с жидкостным охлаждением развивает 15 кВт на круге диаметром 500 мм. Крутящий момент распределён равномерно по всему диапазону оборотов, что особенно заметно при грубом наружном съёме. Двигатель построен на базе асинхронной технологии с векторным управлением, что исключает проседание оборотов при локальных перегрузках.

Внутри шпинделя установлены гидродинамические подшипники с минимальным зазором. Такое решение повышает точность при чередовании тяжёлого наружного и тонкого внутреннего шлифования без смены установов.

ЧПУ и осевая кинематика

S41 работает под управлением StuderWIN на базе Siemens 840D sl. Станок располагает четырьмя полностью управляемыми осями X, Z, C и B.

• Ось X — поперечное перемещение шлифовальной бабки, точность позиционирования 0,0001 мм благодаря прямому считывателю Heidenhain.
• Ось Z — продольная подача стола, ход 1000 мм, линейный двигатель отсутствует, но шарико-винтовая пара програна преднатягом, что исключает люфт.
• Ось B — поворот шлифовальной головки с шагом 1°, опционально 0,0001° при установке Torquemotor.
• Ось C — вращение детали при внутреннем шлифовании, диапазон от 1 до 120 об/мин.

Программирование циклов в StuderWIN сведено к заполнению технологических окон, поэтому оператору не требуется писать длинный G-код. При этом открытый канал ISO остаётся доступным, что важно для заводов с собственной CAM-интеграцией.

Конфигурация шлифовальных бабок

Базовое исполнение оснащено одной наружной бабкой, однако завод предлагает модули для трёх комбинаций кругов. Практический интерес вызывает двойная головка с кругами 400 мм и 250 мм, покрывающая наружное и внутреннее шлифование без переустановки детали.

Полная смена картриджа головки занимает 15 минут и выполняется силами одного технолога. Системный коннектор «питание+охлаждение+сигналы» исключает необходимость перенастраивать параметры шпинделя после смены.

Интеллектуальные измерения в автомате

По запросу заказчики получают контактный щуп Marposs P-7, монтируемый во внутреннем пространстве станины. Щуп автоматически выходит в зону обработки, фиксирует диаметр, после чего ПО пересчитывает коррекцию круга — среднее время цикла 3,5 с.

Для контроля микрошероховатости применяется бесконтактный лазерный сенсор StuderForm. Датчик измеряет профиль фаски или радиус галтелей с разрешением 0,2 мкм прямо на станке, устраняя потребность в промежуточном контроле на контурографе.

Производительность в цифрах

Полигональный тест на шлифование бурта Ø120 мм × 250 мм из 42CrMo4 показывает:
• съём 0,24 мм за проход,
• подача 4 м/мин,
• окончательная шероховатость Ra 0,18 µм,
• суммарное время цикла 4 мин 13 с.

По данным трёх российских пользователей, опубликованным на отраслевом форуме metalweb.ru в 2023 году, переход на S41 вместо чугунистой машины старого образца позволил сократить время на изготовление вала редуктора на 27-30 % при том же количестве проходов.

Сравнение с альтернативами

Инженеры нередко сопоставляют S41 с тремя популярными моделями: Okuma GA26W, Danobat LG-1000 и Kellenberger K100. Все они работают в диапазоне до метра по длине, но разница в деталях становится критичной на серийном производстве.

Как видно, S41 дороже ближайших конкурентов, однако он единственный предлагает круг Ø500 мм вместе с демпфированной станиной и русифицированным ПО, что повышает рентабельность в длинных партиях и облегчает внедрение.

Экономика владения

Полногабаритный шлифовальный круг 500 мм живёт на 18-22 % дольше благодаря высокой жёсткости конструкции. Замену круга оператор выполняет реже, что напрямую снижает непродуктивные простои.

Сервисный интервал линейных направляющих по паспорту составляет 36 месяцев. Встроенные датчики вибрации передают данные на портал UNITED GRINDING Digital Solutions — при первых признаках деградации система предлагает график обслуживания, чтобы планировать ТО без остановки линии.

По расчётам московского завода зубчатых насосов, ведомость затрат на обслуживание S41 за пять лет составила 9,8 % от первоначальной стоимости, тогда как для предыдущей чугунистой модели сумма доходила до 14,7 %.

Типичные отрасли применения

1. Инструментальное производство. Притирка направляющих пресс-форм требует Ra 0,15 µм, чего S41 добивается без внешней полировки.
2. Автомобилестроение. Шейки коленвалов Ø70-Ø90 мм шлифуются за один установ благодаря оси B с дискретом 0,0001°.
3. Авиа-и космос. Тонкостенные кольца Inconel 718 выдерживают температурные всплески, так как станина Granitan не даёт геометрии «плыть».
4. Медицинская техника. Титановая протеза Ø30 мм × 150 мм обрабатывается внутренним кругом 250 мм без отжигов и перегрева, что исключает микротрещины.

Бренд и эволюция модели

FABRIKLAU STUDER AG выпускает шлифовальные станки с 1912 года и входит в группу UNITED GRINDING. Портфолио включает 24 модели для цилиндрического и профильного шлифования, годовой выпуск превышает 700 машин, из них около 120 — семейство S.

S41 увидел свет в 2013 году, а в 2017 и 2021 годах прошёл два апгрейда. Первая ревизия добавила интерфейс OPC UA для MES-систем, вторая принесла torque-двигатель для оси B и ещё более широкие круги 80 мм. Таким образом, актуальная версия — третье поколение с серьёзно расширенной электроникой.

Итоги и выгоды

Studer S41 сочетает демпфированную станину, высокомоментный шпиндель 15 кВт и гибкую четырёхосевую кинематику. Этот набор даёт реальную точность 0,001 мм без подгонки, ресурс круга дольше на 20 % и время цикла короче на 25 % относительно станков того же класса.

Именно поэтому машину охотно покупают предприятия с серийными валами и кольцами длиной до метра — прежде всего автопроизводство, редукторные цеха и поставщики авиационного двигателя. Рентабельность достигается не ценой, а за счёт высокой стабильности процесса, уменьшения перенастроек и прогнозируемого ТО, что для российских металлообработчиков сегодня важнее, чем когда-либо.