CIMT2011齒輪加工裝備精品薈萃 （上）

陜西秦川機床工具集團有限公司 馬 云

CIMT2011齒輪加工裝備精品薈萃 （上）

Exquisite assemble of Gear Machine Equipment in CIMT2011

陜西秦川機床工具集團有限公司 馬 云

第12屆中國國際機床展覽會 （CIMT2011）于2011年4月11－16日在北京中國國際展覽中心 （新館）成功舉行。國內外知名齒輪加工機床生產商悉數到場，展出其主打產品，如Gleason ／Pfauter／Hurth集團、Kapp／Niles集團、Sigma∑Pool集團、samputensili／Modul集團、瑞士Reishauer公司、德國HǒFLER 公司，三菱重工業株式會社等。國內的重慶機床、秦川機床、南京二機床、天津一機床、天津精誠、營口冠華機床、湖南中大創遠、臺灣陸聯精密等公司均有產品及樣本參展，其中，秦川機床的QMK009數控錐齒輪磨齒機、重慶機床的YK7226數控萬能磨齒機、南京二機床數控蝸桿砂輪磨齒機Y7232CNC完成了其在CIMT2011的齒輪加工機床產品的 “首秀”，預示著齒輪加工機床行業競爭將更加激烈。下面就參展的齒輪加工機床典型代表作以詳細介紹。

一、 磨齒機

在CIMT2011展覽會上，磨齒機展品眾多，有Gleason／Pfauter／Hurth集團的P1200G數控成形砂輪磨齒機、Kapp／Niles集團的ZE800數控成形砂輪磨齒機、Sigma∑Pool集團的LCS500數控成形砂輪磨齒機、瑞士Reishauer公司的RZ260數控蝸桿砂輪磨齒機、德國HǒFLER公司的RAIPD3000數控成形砂輪磨齒機等。國內秦川機床的QMK009錐齒輪磨齒機、YK7230高效數控蝸桿砂輪磨齒機，重慶機床集團的YK7226數控萬能磨齒機，南京二機齒輪機床有限公司數控蝸桿砂輪磨齒機Y7232CNC，長沙哈量凱斯精密機械有限公司H350系列數控螺旋錐齒輪磨齒機等。

1.國外磨齒機展品

國外的磨齒機展品加工范圍較上幾屆有所擴大，在￠300mm ～1500mm 之間，以高效、高精度、穩定可靠來爭搶更多的市場。

（1） Gleason／Pfauter／Hurth 集 團 展 出 的P1200G數控成形砂輪磨齒機。

P1200 G成形磨齒機憑借其優化磨削技術，大幅度地提高生產效率是格里森新型成形磨齒機的最大特點。這一卓越的技術成就在于同時使用多片砂輪進行磨削 （用于粗磨和精磨），因此大幅度減少加工時間。優化磨削技術除了能夠大幅度提高生產效率以外，還能夠提高產品質量，這得益于砂輪與工件齒面的接觸條件的優化。

機床采用整體的大理石床身，具有良好的振動阻尼特性和熱特性；主軸采用力矩電機直接驅動，具有良好的可靠性和寬的速度和轉速范圍；配置最新的西門子CNC系統與格里森專用磨削軟件，采用最新多片砂輪可依次進行粗、精磨削加工。砂輪修整有4種方式，以滿足對砂輪修整速度和修整方式的需求。可以使用標準修整輪，也可以用全自動的CNC修整器，甚至還能用一個單獨的修整器具，進行輪廓形狀修整，以實現任何形狀的輪廓修形。機床配置有內磨頭及自動在線齒輪檢測、加工余量自動分配等裝置，大大提高了機床的萬能型，減輕了勞動強度。可廣泛適用于礦山、發電、冶金、船舶制造等行業大規格、高精度齒輪的精加工。

（2）德國Kapp／Niles集團數控成形砂輪磨齒機ZE800。

Niles公司的ZE系列成形砂輪磨齒機是一種經濟型磨齒機，機床的性價比高。ZE800是該系列中最小的一種規格。機床為立式布局。此次展出的機床安裝了磨削內齒輪的磨頭，并帶有在機測量系統。內齒磨頭與測量頭90°安裝。特別適用于模數為0．5～20mm，最大齒寬為520mm，最大頂圓直徑達800mm的單品種、小批量及有特殊修形要求的高精度齒輪的精加工。

機床主要特點如下：

●將尾架立柱與縱向導軌90°放置，打開圓弧防護門，可以方便地接近臺面和磨頭。

●可采用高精度的電鍍CBN砂輪，得到高生產效率；采用可修整砂輪，可適應不同材料的磨削。

●在Siemens840數控系統上集成了Niles會話式編成軟件。

●采用機床坐標來修整砂輪，機床結構更為簡化。

（3）Sigma∑Pool集團Liebherr公司展出的LCS500數控成形砂輪磨齒機。

該機床身采用成熟的滾齒機平臺的模塊化結構，經過有限元優化分析，大大提高了機床的剛性、熱穩定性及和抗振性，立柱徑向移動式立式布局，工作臺不移動，工作臺剛性好，容易實現工件的自動裝卸，自動上、下料系統可實現單機全自動加工或納人自動生產線。該機床能充分發揮蝸桿砂輪展成磨齒和成形砂輪成形磨齒，以及CBN砂輪、剛玉砂輪各自的優勢，實現直徑500mm、模數7／8mm以下齒輪的粗磨和精磨加工，在保證磨齒精度的前提下，提高了金屬去除率。對于硬齒面齒輪提供了多種經濟的磨齒方案。對小模數齒輪可直接進行開槽磨齒，磨削效率高，加工時間短。該機床還配置有內齒輪磨頭，在30min之內就可實現內外齒磨削的轉換。砂輪修整采用萬能型3軸CNC砂輪修整器。

（4）瑞士Reishauer公司展出的數控蝸桿砂輪磨齒機RZ260。

RZ260新一代硬齒面精加工磨齒機是在RZ150磨齒機基礎上開發的，可精密磨削加工外徑260mm、模數4mm的齒輪。其開發的重點修整和齒面彎曲的偏差修正功能。以此來完成更換砂輪以及修形器之后所必須的對齒 （設定基準位置）自動化，從而大大提高了機床的操作性。

在汽車制造業界，為了減少汽車的噪聲與油耗，降低生產成本，對于可以高精度、高效率、低成本加工變速齒輪等各種齒輪設備的需求正在日益增長。而隨著此款ZE15B的成功開發，必將更有效地提高齒輪量產品質與成本競爭力，從而進一步擴大產品的影響力，滿足不同客戶群體的需求。是適應在不同用戶條件下的應用。因此，RZ260可以有選擇地配備1個或者2個工件主軸。配置2個工件主軸后，工件交換時間縮短，可以采用最佳的高效磨齒工藝。而且兩種機型都能選擇一個可旋轉數控軸，來控制修整工具的工作。這樣，修整工具就能適應更大范圍工件的加工。RZ260磨齒機配備一系列別具特色的動態磨齒工藝，保證了加工理想齒形幾何精度的高可靠性，并提供了良好的機會，以生產在通常預加工質量情況下最降噪優化齒形的幾何精度和表面結構。

機床主要特點：

●可旋轉式工件主軸，更有利于工件的自動上下料。

●一體化的加工區域設計，使冷卻油及油霧排除更方便。

●磨齒加工期間，砂輪修整器移動到保護停車位置。

（5）三菱重工ZE15B磨齒機

ZE15B的齒輪加工最大外徑可達到150mm。機床以高速、高精度的精加工能力見長，同時縮短了工件交換等必要的非加工時間，實現制造生產效率的提高。

ZE15B配有新開發的雙尾式工件更換裝置，成功實現非加工時間縮短5s。通過提高機器的剛性，新機型使砂輪的轉速最高可達6000r／min，增加30%以上的速度，從而進一步提高了磨齒加工效率。此機還配備了高速、高剛性的新型砂輪修形裝置，在修形時間縮短的同時，還可進行多頭修形與齒底研磨。同時，為了應對復雜的齒面形狀，ZE15B還配有齒形

（6）德國SMS公司的Z300高精度蝸桿砂輪磨齒機。

SMS公司的Z300高精度蝸桿砂輪磨齒機是在Reishauer公司展出的NZA蝸桿砂輪磨齒機的基礎進一步改進和發展而來的新產品。機床采用最新進的驅動裝置和數控系統，使機床成為一臺高精度的新型8軸聯動蝸桿砂輪磨齒機。在砂輪主軸4000r／min時，砂輪可連續竄刀，可采用1～7頭砂輪。砂輪修形采用2軸數控聯動，既可以用金剛石成形滾輪，也可以用金剛石修整輪在SPA和DSA修整器上使用。

（7）德國HǒFLER公司的RAPID3000數控成形砂輪磨齒機。

RAPID3000數控成形砂輪磨齒機是專門針對中國國內風力發電設備而提供的大規格磨齒機產品，可加工3m以下、模數l～50mm的齒輪。該機床立柱固定裝在地基上不移動。磨削沖程熱量和可能發生的震動都直接傳到地基上。立柱床身和帶工作臺滑軌的工件臺床身是分體裝在地基上，這種結構的優點是可隔熱和不互相影響；機床床身采用礦物質鑄件，減震性能和熱穩定性及精度保持性好；機床采用力矩電機，內磨頭象鼻設計結構，剛性強和驅動電機功率大，內齒加工效率高，內齒磨削精度好。

2．國產磨齒機展品

國產磨齒機展品市場定位明確，以風力發電行業、工程機械、交通運輸等為目標市場，規格全。在CIMT2011展覽會上，展出磨齒機產品的除了原磨齒機專業生產廠——秦川機床外，重慶機床、南京二機床首次加人到蝸桿砂輪磨齒機生產行列。

（l）秦川發展展出的QMK009錐齒輪磨齒機和YK7230數控高效高精度磨齒機

QMK009錐齒輪磨齒機是根據國家 “高檔數控機床與基礎制造裝備科技重大專項”的要求而研發的高新產品。該機床原理獨創，創新工藝技術取得重大突破，首創機床 “秦川墻式結構”，大大提升了機床的結構強度，解決了直徑2．5m以下硬齒面弧齒錐齒輪精密磨削加工的世界性難題。機床既可磨削Gleason制式弧齒錐齒輪，也可以磨削Oerlikon制式弧齒錐齒輪，精度可達3級。

該項目的研制徹底擺脫了大型重載圓錐齒輪副長期依賴進口的局面，促進了我國船舶、石油、化工、冶金和礦山等行業制造水平。

YK7230數控高效高精度蝸桿砂輪磨齒機是一種全新結構的高效高精度齒輪磨床，具有十一軸五聯動功能。該機床力求通過全新的結構布局，先進的傳動技術和驅動技術，配以完善的自動對刀技術、自動上下料技術、高速磨削技術，使該機床的整機性能提升到一個新的水平，可大幅度提高機床的磨削效率。

機床主要特點：

●高效率：利用線速度達63m／s的多頭蝸桿砂輪，以連續位移磨削法快速高效磨削大批量精密齒輪。

●全自動：利用SIEMENS840CNC控制系統的多通道控制平臺，實現對11根數控軸的控制。實現工件自動裝夾、自動對刀、自動磨削、自動修整砂輪等，可實現無人化操作。

●多種磨削方式選擇：手動磨削、手動裝夾自動磨削、全自動磨削等。

●高精度：采用直接驅動、電子齒輪箱技術，實現砂輪精密修整和精密磨削。

●修形：按用戶需求研制的金剛滾輪可實現齒形修形，通過CNC控制立柱徑向進給軸和滑座的軸向進給軸聯動，實現齒向修形。

●冷卻液噴嘴自動調整：可始終保持冷卻液準確噴入磨削區，有利于提高磨削質量。

●自動上下料：通過兩個平行的機械手夾持，可實現工件自動裝夾，降低了機床的勞動強度減少輔助時間 （可選）。

●自動對刀：可實現工件齒槽自動對中、余量自動分配，可大大提高加工效率。

（2） 南京二機高精度數控蝸桿砂輪磨齒機Y7232CNC。

機床主要特點：

●同相位修整結構：機床采用立式布局、工作臺固定、大立柱進給，將砂輪修整與工件磨削布置于同一相位，從原理上避免了由于砂輪修整、磨削不同相位時，砂輪主軸支撐軸承回轉精度對齒形精度的影響，有利于提高機床的磨削精度。

●全新的主軸結構：砂輪主軸及工作臺主軸均采用內藏式大功率伺服電機直驅，傳動做到零間隙，有利于提高主軸的驅動剛度和動態響應速度。主軸強制循環冷卻，砂輪軸并配備內置式動平衡裝置。

●創新的尾架控制方式：采用全新的伺服電機帶動齒輪齒條，完成尾架上下，通過控制電機力矩完成工件夾緊力的調整；主要數控軸：刀架轉角 （A）、砂輪回轉 （B）、工作臺回轉（C）、冷卻噴嘴回轉 （B2）、修整滾輪回轉（B3）、徑向進給 （X）、切向進給 （Y）、軸向進給 （Z）、尾架上下 （W）。機床采用西門子840D數控系統，九軸五聯動。加工齒輪精度可達到GB／T1095－1988標準4級。適合于汽車、摩托車等行業變速箱大批量齒輪的加工。

（3）重慶機床集團公司的YW7226CNC數控萬能磨齒機。

機床主要特點：

●具有展成磨削和成形磨削的功能。

●機床為9軸5聯動數控萬能磨齒機，可實現工件的自動裝夾、自動砂輪修整、高速自動對刀、AE自動磨削工藝監控、自動分配磨削余量、自動磨削等整個加工過程的全自動監控。

●采用經典的結構布局形式及最先進的磨削技術，將高效和精密的齒輪磨削完美地結合。

●砂輪主軸及工件主軸分別采用大功率電主軸及力矩電機直接驅動技術，并實現閉環控制，大大提高機床的精工精度。

●砂輪主軸及工件主軸、修整主軸均采用強制循環水冷系統，主軸系統熱平衡性能極佳。

●多種磨削軟件可選擇，實現人機對話、齒輪的計算、齒輪數據庫的管理及維護、齒輪磨削及砂輪修整程序的自動生成、各種磨削方式的選擇、磨削區檢測、齒形齒向修形等。

●可配置自動上下料機構、工件自動存儲料倉、自動門等。（4）天津一機床YK2075數控弧齒錐齒輪磨齒機。

本機床是弧齒錐齒輪及準雙曲面齒輪的精加工設備，其最大加工直徑為750mm，最大加工模數12mm，磨齒的齒輪精度可達到五級。該機床具有良好的動力傳動特性，穩定的運動精度和安全的操作性能，適用于加工精密機械、汽車主傳動等各種中等規格的高精度弧齒錐齒輪及準雙曲面齒輪，能夠顯著提高加工后的齒輪傳動精度及傳動平穩性。

機床的主要特點：

●采用840D數控系統實現七軸五聯動，具備多種方法 （普滾切法、滾切修正法、刀傾法）進行磨齒加工的能力。

●機床的三個直線軸的進給運動均采用進口的精密滾珠絲杠副；工件主軸和床鞍擺動軸均采用全閉環控制，運動精度高。

●工件箱在床鞍上的擺動由電轉臺直接驅動實現，運動可靠性高。

●機床工件主軸采用了力矩電機技術，運動更加平穩。

●機床的砂輪主軸采用了電主軸技術，可實現高速磨削。

●機床采用了專用磨齒數控軟件系統，利用該軟件系統能夠實現機床的自動調整以及砂輪的自動修整，操作非常簡單，可實現多種砂輪的修形方法。

（5）臺灣陸聯精密LFG－8040數控成形砂輪磨齒機。

LFG－8040數控成形砂輪磨齒機是陸聯公司運用累計多年發展齒輪刀具加工設備的專業技術，及結合最新科技產品，配置8軸數控系統，采用直線電機和力矩電機直接驅動技術的高精度立式多功能磨齒機。

（6）中大創遠數控設備有限公司YK2060全數控螺旋錐齒輪磨齒機。

機床砂輪主軸 （C軸）采用電主軸，其內置電機為國際知名品牌，摒棄了齒輪或帶傳動，保證了主軸的剛性，集旋轉、冷卻等為一體，實現了高度集成。工件主軸 （A軸）采用力矩電機，取消了原蝸輪付傳動，大大提高了傳動精度，使工件分度更加精確，提高了齒輪的加工精度。直線軸均采用零驅動，取消了原齒輪傳動，保證了各聯動直線軸的準確定位。增加了在線測量系統，利用自主開發的誤差反調技術理論，可對工件進行在線檢測和精度判別。

通過該機床的研制開發，創造性地創立了磨削4級螺旋錐齒輪機床的企業標準，填補了國家及行業標準的空白。

（7）長沙哈量凱斯精密機械有限公司H350系列數控螺旋錐齒輪磨齒機。

H350系列數控螺旋錐齒輪磨齒機適合于中型汽車驅動橋螺旋錐齒輪以及工業減速機行業中小模數螺旋錐齒輪的大批量生產，磨齒精度可達到DIN 5級以上。機床采用SIEMENS 840D數控系統，全閉環控制，其B軸采用公司發明的用連桿推動的數控轉臺 （專利號：200910042766．5），克服了B軸用摩擦輪驅動時容易打滑和坐標原點漂移的缺點。工件主軸采用力矩電機直接驅動，提高了機床的加工精度和動態性能。機床配置了在線測量裝置，可以自動進行余量分配和齒輪精度的在線測量。

H350GA型數控螺旋錐齒輪磨齒機的砂輪主軸配置了偏心磨削機構，主要用于高效磨削汽車驅動橋的成形法大輪。H350G型數控螺旋錐齒輪磨齒機主要用于磨削展成法加工的汽車驅動橋螺旋錐齒輪副，包括展成法加工的大輪以及采用變性法、刀傾法、全工序法加工的小輪。H350GH型數控螺旋錐齒輪磨齒機主要用于工業減速機行業中小模數螺旋錐齒輪的精密磨齒加工。（待續）