CCM T2010制齒裝備創(chuàng)新成果精粹

馬 云

（陜西秦川機床工具集團有限公司，721009）

CCM T2010制齒裝備創(chuàng)新成果精粹

Quintessence of Innovations on Gear M anufacturing Equipments in CCM T2010

馬 云

（陜西秦川機床工具集團有限公司，721009）

CCMT2010全面展示了我國現代先進制造技術——機床行業(yè)高新技術產品，特別是中高檔數控機床的最新發(fā)展成果，高速、高效、精密、復合、柔性、綠色制造是眾多展品共有的技術特征。國內重慶機床工具集團、秦川機床工具集團、天津一機床、南京二機床、宜昌長機科技、營口冠華機床、湖南中大創(chuàng)遠、天津市精誠機床等國內著名齒輪加工機床制造商，以及近年來擠入齒輪加工機床制造行列的齊重數控公司、哈量集團等共展出了67臺數控機床加工機床 （及輔機），展品體現了我國數控齒輪加工機床行業(yè)的最新成果，展品基本上是最新或首次推出，許多展品是國民經濟眾多行業(yè)和部門進行產業(yè)和產品結構調整急需的裝備，更多產品為用戶提供了多種選擇。

陜西秦川發(fā)展股份有限公司參展的配置有秦川數控系統(tǒng)QCCNC6801（自主知識產權）數控成形砂輪磨齒機—YK7332A；齊重數控裝備股份有限公司參展的大規(guī)格數控成形砂輪磨齒機—YK73400L；哈爾濱量具刃具集團有限公司參展的數控螺旋錐齒輪磨齒機—G2000G(銑齒機H2000C)；重慶機床工具集團有限公司參展的五軸數控銑齒機 （也可以銑內齒）—YKX39320(N)、六軸四聯(lián)動數控高速干切滾齒機YE3120CNC7；宜昌長機科技大型數控銑齒機—YK84350；重慶大學與四川普世寧江公司聯(lián)合開發(fā)國內首臺的 “高精度零編程數控滾齒機床” 六軸四聯(lián)動全數控滾齒機—YK3610，臺灣陸聯(lián)數控成形砂輪磨齒機—LFG-8040,天津一機床YK22160數控弧齒錐齒輪銑齒機等均可稱為本屆數控機床展的典型代表。

一、國內齒輪加工機床行業(yè)的發(fā)展動向

近年來，為實現向用戶提供成套齒輪類零件解決方案和 “交鑰匙”工程，以及滿足各行業(yè)對齒輪品質要求的進一步提高，國內齒輪加工機床行業(yè)出現了新的格局和發(fā)展動向。

1．逐漸將形成了幾家綜合實力強，能向用戶提供成套齒輪加工技術與裝備的公司

（1）重慶機床廠2005年開始先后并購了原重慶第二機床廠、重慶工具廠改制組建了重慶機床集團，以專業(yè)生產齒輪加工機床為主，志在打造國內最大的成套制齒裝備生產基地。

（2）秦川機床集團通過戰(zhàn)略性跨國并購、重組，公司擁有齒輪磨床、外園磨床、高速滾齒機、復合齒輪刀具、拉削工藝及設備等核心技術，具備向用戶提供從圖紙到工件的全套工藝設備解決方案的能力。

（3）以立、臥式重型機床為主齊重數控公司向風電拓展發(fā)展空間，2007年以來提出了打造全系列制齒設備發(fā)展戰(zhàn)略。公司開發(fā)的BVGM、YL系列齒輪加工機床包括開坯機、直齒斜齒銑齒機、滾齒機、磨齒機。

（4）2006年開始，以天津第一機床總廠為主體，納入明泰機械制造有限公司 （由原天津市第四機床廠和天津市第六機床廠的優(yōu)勢資源整合而成）和津機磨床有限公司等企業(yè)，曾希望構建中國錐齒輪成組、成套、成線中高端裝備水平研制基地以金切機床為主的機床企業(yè)集團。

2．滾齒機制造商及齒輪加工外圍設備制造商進入磨齒機制造領域

隨著用戶對齒輪品質要求的不斷提高，比如六檔變速箱和自動變速箱的推廣，以及航空、航天、船舶、風力發(fā)電行業(yè)對大型齒輪需求的迅速增加，原來以制造滾齒機為主的公司齒輪外圍設備制造商逐步進入齒輪精加工機床—磨齒機制造領域。以制造滾齒機、插齒機和剃齒機為主重慶機床集團、南京二機床、營口冠華機床也都相繼研發(fā)生產了成形砂輪磨齒機；以立、臥式重型機床為主齊重數控公司也研發(fā)生產成形砂輪磨齒機，哈量集團 （齒輪檢測儀、刀具為主）、威海華東數控公司等研發(fā)生產了數控螺旋錐齒輪磨齒機等。

二、齒輪加工機床的技術水平及發(fā)展趨勢

本屆CCMT展覽會展出的齒輪加工機床的技術水平又有新的提高，高精度、高速、高效、復合化、干式切削等在展品中得以體現，其仍將是今后齒輪機床的發(fā)展方向。

1．參展齒輪加工機床數控化水平大大提高

在參展的67臺齒輪加工機床及輔助產品中，僅僅只有1臺修磨機未配置數控系統(tǒng)，為普通機械控制產品，數控化率達到99%。其中更令人值得關注的是秦川發(fā)展參展的YK7332A數控成形砂輪磨齒機，采用擁有自主知識產權的秦川發(fā)展數控系統(tǒng)QCCNC6801,該機床已經廣泛用于國內汽車、航空機床等行業(yè)的齒輪精密磨削加工。

2．新技術、新工藝、新方法應用速度加快

秦川發(fā)展的數控高效精密磨齒機緊跟國際先進技術發(fā)展趨勢，已大量采用力矩電機直接驅動，靜壓導軌，電子齒輪箱，自動對刀、自動上下料系統(tǒng)等技術，大大地提高了磨齒機的磨齒精度、生產效率。重慶機床采用電子齒輪箱技術，成功推出了六軸四聯(lián)動數控高效滾齒機YS3140CNC6。繼續(xù)推進“數控高速干切滾齒機產業(yè)化工程”，完成YE3120CNC7和YS3116CNC7兩款高速干切滾齒機的開發(fā)、試制工作；2009年齊重數控自主研發(fā)了國內最大規(guī)格全功能、全數控、高精度滾齒機——YK31500L和YK7500L成形砂輪磨齒機。這次展會上又成功推出了采用力矩電機直接驅動，大規(guī)格環(huán)形靜壓導軌、靜壓軸承支承、高精度雙蝸輪蝸桿副傳動技術的YK73400L數控成形砂輪磨齒機。四川普什寧江機床采用力矩電機直接驅動技術，成功研制國內首臺零傳動臥式數控滾齒機YK3610。宜昌長機科技參展的YK83350大型數控銑齒機最大加工內齒直徑?3500mm，采用進口硬銑刀盤加工，干式切削，綠色環(huán)保。浙江佳雪微特電機集團采用電子齒輪箱也成功推出了高速干、濕切數控滾齒機YGS3610CNC。

3．自動化程度進一步提高

秦川發(fā)展的精密數控磨齒機可為用戶可提供自動對中、磨削余量自動分配、在線齒輪自動檢測等功能選項。YK7230數控高效蝸桿砂輪磨齒機除了為用戶提供用上選項外，還為用戶新增了自動上下料系統(tǒng)選項，大大降低操作者勞動強度，方便納入生產自動線。天津市精誠機床參展的YH9332F數控齒輪倒角機可配置自動上下料系統(tǒng)，操作簡單，工作穩(wěn)定可靠，精度高，主要用于汽車工業(yè)生產自動線。

4.高速化、高效化又有新進展

齊重數控公司的BVGM、YL系列齒輪加工機床包括開坯機、直齒斜齒銑齒機、滾齒機、磨齒機。其中，開坯機、直齒斜齒銑齒機在加工時可一次裝夾3件以上，使用專用可轉位刀具，采用高速加工，加工速度vc=150m/min，進給量vf=230mm/min，fz=0.45mm/z。機床選用山特維克齒輪銑刀，可將齒輪的加工效率提高10倍以上，完成高精度齒輪加工。

秦川發(fā)展的YK7230首開國內在蝸桿砂輪磨齒機上采用直接驅動技術的先例，集五軸聯(lián)動技術、直接驅動技術、非接觸式自動對刀技術、自動上下料技術于一身。砂輪主軸最高旋轉速度可達3000r/min，工件主軸最高旋轉速度達280r/min。使該機床的整機性能提升到一個新的水平，大幅度提高機床的磨削效率。

三、典型代表產品

1.統(tǒng)秦川發(fā)展的YK 7332A數控成形砂輪磨齒機

YK7332A數控成形磨齒機 （圖1）適合大批量磨削加工Φ320mm以下高精度以及特種齒輪，適用于汽車、航空、機床等行業(yè)齒輪加工，特別適用于對齒形有修形要求及對齒根齒頂過渡部分有特殊要求的高速齒輪和多聯(lián)齒輪的加工，另外還可以磨削非漸開線齒形如擺線齒輪、油泵轉子、高精度花鍵和螺桿等。

最值得令國人振奮的是該機床采用擁有自主知識產權秦川發(fā)展自己開發(fā)的數控系統(tǒng)QCCNC6801數控系統(tǒng)。

該機砂輪架進刀軸X、砂輪架走刀軸Z、砂輪架旋轉軸A、分度軸C均采用伺服控制，其中X軸、Z軸、C軸為全閉環(huán)控制，A軸為半閉環(huán)控制。直線軸X、Z軸導軌選用進口高精度、高剛性滾柱直線導軌。砂輪架旋轉軸A選用高精度復合軸承，滿足砂輪架螺旋角準確定位和高剛性要求。分度軸C采用雙蝸桿消隙機構，保證準確分度精確要求。

磨頭電機選用電主軸，最高轉速可達18000r/min，可滿足小規(guī)格磨頭砂輪及高速砂輪線速度要求。

機床磨削用砂輪為普通砂輪。利用成形修整軟件，根據用戶磨削工件要求生成數控系統(tǒng)數據文件。利用機床工作軸X、Z軸插補運動，用金剛石滾輪完成砂輪截形成形修整。機床磨削工作循環(huán)由數控系統(tǒng)控制通過一次編程完成砂輪修整、補償及工件磨削自動循環(huán)控制。

全封閉保護罩。工件冷卻選用大流量冷卻泵，并配有恒溫制冷設備。整機配備靜電吸霧裝置，工作環(huán)境干凈、衛(wèi)生。

機床采用正壓式過濾系統(tǒng)，大流量冷卻泵配備恒溫制冷設備，使用維護方便，可滿足成型冷卻要求。

2.齊重數控的YK 73400L數控成形砂輪磨齒機

YK73400L數控成形磨齒機 （圖2）適用于漸開線直齒輪和斜齒輪的高精密磨削以及齒形、齒向的特殊修形。加工最大齒頂圓規(guī)格Φ5000mm。普通砂輪和CBN砂輪均可適用。主要加工滿足高質量傳動系統(tǒng)的高精度齒輪。

該機床6軸4軸聯(lián)動，工作臺采用力矩電機驅動，具有很高的傳動精度及定位精度。工作臺端面跳動可達0．008mm。加工齒輪達5級精度。

3.哈量集團H 2000C數控螺旋錐齒輪銑齒機

（圖3）為六軸五聯(lián)動數控機床，由X、Y、Z三個相互垂直的直線軸和A、B、C三個旋轉軸構成。A軸為工件軸，C軸為刀具軸，B軸用于調整工件軸線與刀具軸線的夾角。B軸采用轉臺＋連桿機構驅動的新型結構，避免了摩擦輪結構產生的打滑和機床坐標原點漂移的問題。Y軸傳動取消了平衡油缸，采用雙絲桿的 “重心驅動”結構，提高了機床的動態(tài)性能。H2000C型數控螺旋錐齒輪銑齒機適合于礦山、冶金、船舶、建材等行業(yè)大規(guī)格、高精度螺旋錐齒輪的精密銑齒加工。

該機床6軸5聯(lián)動，最大加工工件直徑2000mm，最大加工模數40mm，刀具軸轉速0~30r/min，工件軸轉速0~15r/min。

4.重慶機床集團YE3120CNC7數控高速干切滾齒機

YE3120CNC7數控高速干切滾齒機 （圖4）為六軸四聯(lián)動數控高速干切滾齒機，通過電子齒輪箱，用展成法加工各種直、斜齒輪、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、小錐度齒、鼓形齒，花鍵，蝸輪，鏈輪等。適用于汽車、摩托車、流體機械、起重機械等行業(yè)的大批量齒輪加工。

該機床最大加工工件直徑210mm，最大加工模數4mm，加工工件齒數4~1000，最大軸向行程300mm。

5.宜昌長機科技YK 84350大型數控銑齒機

YK84350大型數控銑齒機 （圖5）采用立式龍門布局，結構合理，操作方便；刀架溜板采用超寬導軌設計，精度保持性好，并且在加工時具有鎖緊功能；銑頭采用雙驅動方式，具有較高強度及剛度，可進行強力銑削；工作臺采用高精度蝸輪副，大扭矩伺服電機驅動，采用環(huán)山型恒流靜壓導軌，機床在重載時旋轉輕松，銑削加工時，工作臺主軸采用夾緊油缸鎖緊 （斜齒除外）加工可靠、穩(wěn)定；內、外齒加工轉換便捷，銑頭可以旋轉，可加工螺旋圓柱齒輪。機床工作臺面直徑3000mm，最大加工工件直徑 （內齒）3500mm，最大加工模數30mm，最大加工螺旋角±15°，主軸轉速65r/min~140r/min。

該機床適用于回轉支承、礦山機械、冶金機械及風電等行業(yè)齒圈加工。

6.普什寧江機床YKJ3610數控高效臥式滾齒機

重慶大學和普什寧江機床共同研發(fā)的YKJ3610數控高效臥式滾齒機 （圖6），主要用于加工模數≤25mm的直齒圓柱齒輪、斜齒輪。使用高精度滾刀、采用合理的切削規(guī)范時，可加工6級精度的直齒圓柱齒輪及斜齒輪。機床軸向溜板、徑向溜板通過伺服電動機編程實現軸向進給、徑向進給的無級調速。機床的移位滾刀架采用步進電動機對滾刀架的切向移動進行控制，可大大提高刀具的使用壽命。可進行各種形式的方框循環(huán)加工程序。選訂特殊附件可擴大機床的加工范圍。

該機床最大加工工件直徑100mm，最大加工模數2.5mm，加工齒數4~320，滾刀轉速400r/min~2000r/min，滾刀架可轉動角范圍±50°，X、Z軸分辨率1μm。

7.臺灣陸聯(lián)LFG-8040成形砂輪磨齒機

陸聯(lián)公司LFG-8040齒輪成形磨床 （圖7）最大加工工件直徑800mm，最大加工模數20mm，最大磨齒深度45mm，砂輪軸旋轉角度±45°，砂輪最高轉速4000r/min。

該機床最大特點是，操作者只要依據操作界面的的指示輸入所需參數，就能自動生成數控加工程序。

8.天津一機床YK 22160數控弧齒錐齒輪銑齒機

YK22160數控弧齒錐齒輪銑齒機 （圖8）是我國重型數控弧齒錐齒輪銑齒機研制上的一大創(chuàng)舉，具有獨立自主創(chuàng)新知識產權。

該機床采用臥式布局，由前、后床身、搖臺支架、搖臺鼓輪、偏心鼓輪、工件箱等主要部件組成，并配備單獨的液壓站和磁性排屑器，電氣柜。機床機構合理，傳動鏈短、剛性好、精度可靠、功能全、適應性廣，操作使用方便。

機床最大加工工件直徑2000mm，最大加工工件模數30mm，最大螺旋角45°。S軸刀盤主軸的旋轉運動由變頻電機及減速齒輪箱來傳遞；Z軸刀盤主軸由伺服電機通過滾珠絲杠帶動完成軸向移動，其定位精度和重復精度高；Y軸工件主軸的分度和范成運動由伺服電機帶動高精度蝸輪副完成，工作平穩(wěn)，分度精度高；X軸搖臺的范成運動由伺服電機，減速機構，高精度蝸輪副來完成。