CCMT2010大型齒輪加工設備

重慶機床(集團）有限責任公司技術中心 廖承渝

2010年中國數控機床展覽會 (CCMT)于4月12-16日在南京國際博覽中心舉辦，主題是：展示自主創新成果，推動產業振興升級。700多家企業參展，中國機床工具行業領軍企業悉數到場，還有近20個國家或地區的50多家展商參展，共展出數控機床主機及大型量儀近800臺套，各種機床配套件及工具量儀數萬件，成為CCMT規模最大的一屆，展示的國產新品、精品、名品，代表中國數控機床及相應配套產品的最高水平。

筆者參觀了南京機床展，覺得CCMT2010是機床行業高新技術產品的又一次全面展示。展品充分顯現了現代先進制造技術，數控，特別是中高檔數控是展品的主流，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，且其技術水平和技術內涵又有了新的提高。展品體現了我國機床行業的最新成果，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和部門進行產業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。此外，大型和重型機床競相展示，特種加工機床和專用機床各顯專業特長，柔性制造系統引領生產組織方式新變革以及數控系統、關鍵功能部件交相輝映，都是本次展會引人關注的熱點。

2009年是中國機床工具行業連續8年高速發展后最為困難的一年，機床工具產品市場需求增長方式面臨轉變，市場增長規模幅度面臨新一輪的調整。市場需求結構亦發生明顯變化，由于國內主要用戶行業，如軍工、汽車、鐵路等行業進行調整升級，對普通、低檔機床需求大幅度萎縮，風電行業的快速發展，大重型和高檔數控機床保持穩定增長。此外，用戶對機床工具產品的性價比、可靠性、服務等提出更嚴格的要求，增加了國內企業的壓力。

工程機械、風電的大型齒輪加工量很大，需要對大型內齒圈、圓柱直齒輪和斜齒輪等齒輪進行成批生產。主要加工設備為大型數控立式滾齒機、數控插齒機、數控磨齒機等。這些齒輪加工機床中，大規格數控齒輪機床普遍要求高效、重載、重切、剛性好的特點，要求加工設備穩定、可靠。主要依靠進口。其中大規格、大模數齒輪和齒圈采用數控銑齒機和數控成型磨齒機，數控成型銑齒機要求大切深、大進給、滾速高。數控成型磨齒機要求精度達到5級以上，自動化程度高、自動調心、自動測量、自動修形、穩定性高。

本次機床展有多家企業的大型數控立式滾齒機、數控銑齒機、數控插齒機、數控磨齒機參展，特別是共有6家企業攜銑齒機參展，有重慶機床集團的的YKX39320N、宜昌長機科技的YK83350、南京工大數控科技的SKXC-4000/35；齊一的BVGM400×5/20FNC；南京二機的YN39250CNC以及新鄉日升數控軸承裝備股份有限公司YS39320。其參展機床規格、參數見表1。如果再加上如精誠等幾家制造但未帶銑齒機參展的企業，估計國內就有10家左右的企業可制造銑齒機，還有國外的優秀企業。因此如把銑齒機市場作為一個蛋糕，想要分食企業較多，競爭非常激烈。大型數控滾齒機參展的有有南京二機的YN31320CNC6六軸數控滾齒機、河北廊坊恩希機床有限公司的直驅式數控滾齒機YK3180CNC6Z。大型數控插齒機參展的有南京二機床的YS51250CNC數控插齒機、天津第一機床總廠的YK51160數控插齒機。大型數控磨齒機有齊重數控的三臺YK73400L數控成形磨齒機。

1 大型數控滾齒機

(1）南京二機公司的YN31320CNC數控滾齒機

YN31320CNC6數控高速滾齒機最大加工直徑3200mm；最大加工模數32mm；最大軸向行程1600mm；最大滾刀直徑×長度450mm×500mm。為六軸四聯動數控滾齒機，通過電子齒輪箱，用展成法加工各種直、斜齒輪、雙聯或多聯齒輪、小錐度齒、鼓形齒，花鍵，蝸輪，鏈輪等。滿足風電、能源、軍工、船舶、航天航空等行業的需求。

機床滾刀主軸交流伺服電機直接安裝在刀架上，經過高精度齒輪副傳至滾刀主軸，滾刀主軸末端齒輪采用阻尼消隙機構。滾刀主軸支撐采用靜壓支撐。

機床工作臺殼體獨立安裝并與床身對接，工作臺采用采用大規格環形靜壓軸承支撐技術、雙蝸輪傳動與液壓油缸控制蝸桿消隙技術。

X軸、Z軸床身導軌采用鑲鋼導軌與注塑滑動面以及無間隙滾動塊導向方式相結合的組合導軌形式。兩側寬平面鑲鋼淬硬導軌采用預負荷壓板機構，中間無間隙滾動塊導軌導向結構，大立柱前端兩側導軌面采用了液壓卸荷結構。

南京二機YN31320CNC6與重慶機床集團Y31320CNC6數控滾齒機主要參數表：

(2）恩希機床展出的YK3180CNC6Z直驅式數控滾齒機

恩希機床展出的直驅式數控滾齒機(YK3180CNC6Z）的機械傳動鏈為 “零傳動”主軸和工作臺都由各自的電機轉子直接驅動，分齒、差動由控制系統中的電子齒輪箱完成。這種結構優點在于能消除機械傳動鏈的傳動誤差，如果配備高精度的滾刀，可以得到很高的加工精度。直驅式全數控滾齒機取消了滾刀軸和工作臺的傳動齒輪和蝸輪副，可以提高滾刀軸和工作臺的速度，有利于加工提高效率。此機床還有一優點就是 “零編程”即無需編程，只需輸入被加工零件參數、刀具參數、切削參數即可實現自動加工。機床頂部配備有油霧凈化裝置，滑板導軌為進口耐磨鋼導軌，滾刀軸帶有液壓松刀裝置。整體由主機、電箱、液壓站、水冷機組、排屑器組成。

YK3180CNC6Z主要參數:

最大工件直徑 800mm

最大模數 12mm

刀架最大回轉角度 ±45°

滾刀軸最高轉速 1500rpm

工作臺最高轉速 60rpm

竄刀行程 200mm

工作臺直徑 560mm

最大刀具尺寸 φ200×220

主電機功率 22KW

2 數控銑齒機

本次機床展共有6家企業攜銑齒機參展，有重慶機床集團的的YKX39320N、宜昌長機科技的YK83350、南京工大數控科技的SKXC-4000/35；齊一的BVGM400×5/20F-NC；南京二機的YN39250CNC以及新鄉日升數控軸承裝備股份有限公司YS39320。下面以重慶機床集團展出的YKX39320大型五軸高效數控銑齒機為例說明大型數控銑齒機的主要特點。

(1）YKX39320大型五軸高效數控銑齒機由重慶機床(集團）有限責任公司展出。機床采用工作臺固定，立柱移動布局方式，布局方式同立式滾齒機相同。最大加工外齒直徑3200mm；加工齒數任意；最大模數30mm；最大螺旋角(要求保證最小半度分度）30°；工作臺最大承重4000kg。加工精度8級(GB10095-2001);機床采用單分齒成形工作原理，為五軸三聯動數控高速銑齒機，通過Z、C軸聯動實現對斜齒輪的加工。適用于風電工業、工程機械、大型減速箱等行業對大直徑圓柱直齒輪、斜齒輪(軸齒輪、盤齒輪、內齒輪）以及小錐度齒、鼓形齒等的高效加工。該公司同時展出的還有YKX39320N大型五軸高效數控內齒銑齒機。

(2）銑刀箱主軸的滾動軸承采用專用主軸軸承，能夠承受高強度的切削負荷。采用雙路傳動，并采用軸向油缸消隙裝置，消除傳動間隙，以保證機床加工有足夠的剛性、抗振動和精度的穩定性。采用交流主軸機驅動，并設置有主軸過載自動監測及報警裝置。目前國內南京二機銑齒機的內齒銑刀架采用消隙機構。

(3）刀具主軸采用交流水冷主軸機驅動，伺服軸采用交流伺服電機驅動，并設置有主軸過載自動監測及報警裝置。銑刀主軸速度范圍能適應采用大小直徑銑刀進行高速、高效銑齒加工。銑刀采用液壓螺母鎖緊。

(4）工作臺采用大規格靜壓軸承，高精度雙蝸桿蝸輪副傳動，蝸桿也通過靜壓軸承支承，實現工作臺高精度無隙傳動。工作臺直徑達2550mm，工作臺承重達40t。

(5）X軸、Z軸床身導軌采用鑲鋼導軌與注塑滑動面以及無間隙滾動塊導向方式相結合的組合導軌形式。兩側寬平面鑲鋼淬硬導軌采用預負荷壓板機構，中間無間隙滾動塊導軌導向結構，大立柱前端兩側導軌面采用了液壓卸荷結構。

3 大型數控插齒機

本次展覽會有天津第一機床總廠的YK51160、南京二機床展出的YS51250CNC數控插齒機展出。

(1）天津第一機床總廠的YK51160數控插齒機

機床主要適用于大、中型減速機，風力發電部件、拖拉機、工程機械、礦山及冶金機械、機床、航空、紡織機械等行業。本機床主要用于加工內、外齒直齒圓柱齒輪及各種形狀的直齒非圓柱齒輪和平板凸輪。采用螺旋導軌和帶有螺旋齒的插齒刀，可加工斜齒圓柱齒輪，采用特殊刀具可加工多種齒形的結合子和漸開線花鍵。

機床為縱向布局，刀架擺動讓刀，工作臺在三條矩形導軌上實現徑向進給。床身、立柱、刀架、工作臺均有優良的結構和傳動剛性。機床三個數控聯動軸為插齒刀回轉、工作臺回轉、工作臺徑向進給。

機床主運動采用變頻電機驅動，實現無級調速和自動轉換。刀軸具有自動上停、自動下停功能。

刀具主軸的運動采用切削全程均力的刀軸本體為零度大直徑蝸桿，扇形零度蝸輪傳動裝置，保證了刀具主軸有充裕的切削力。

機床采用新型雙滾子凸輪讓刀結構，可實現準確、穩定、低噪音的讓刀運動。具有斜向讓刀功能，可防止切齒干涉現象。

(2）南京二機床展出的YS51250CNC數控插齒機

該機床是以刀架擺動實現讓刀運動、立柱移動徑向進給、立柱部件左右偏移實現斜向讓刀的縱向布局五軸三聯動數控插齒機。該機床采用SIEMENS 840D控制系統，主運動(Z）采用伺服油缸實現無級變速；刀具圓周運動(C1）、工件圓周運動(C2）、讓刀運動(B）和徑向進給(X）采用四個伺服電機分別控制。

機床刀架采用靜壓軸承和靜壓導軌，徑向進給采用支撐力大、抗震性好的鑲鋼導軌，并采用滾動滑塊導軌導向、兩邊導軌承載的三導軌結構形式。

讓刀運動為雙凸輪形式，主運動采用伺服油缸驅動，該主運動形式不但能滿足沖程長度長的主運動特點，而且能實現慢速切削、快速返回的運動方式，以節約時間。

參展大型數控插齒機主要規格參數表

4 大型數控成形磨齒機

齊重數控裝備股份有限公司展出YK73400L數控成型磨齒機，最大加工直徑達4m，最大工件模數40mm，最大砂輪直徑500mm，最大齒形深度100mm，最大螺旋角40°，精度國標5級。本機床主要用于漸開線直齒輪和斜齒輪的高精度磨削及齒形、齒向的特殊修形。

機床采用西門子840D數控系統，六軸三聯動，工作臺采用水冷式力矩電機直接驅動，圓光柵反饋；磨削主軸采用德國進口水冷式45kw電主軸磨頭，并帶有自動平衡系統，磨削主軸端、徑跳動≤0.002mm；在砂輪兩側配有兩個獨立金剛石砂輪，修砂輪的齒形高度不受限制；主軸轉速3130r/min,工作臺轉速可達67r/min。□