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    CIMT2021部分圓柱齒輪加工機床展品評述
    2021-06-18 悉恩悉機床網

      概況

      2021年4月12-17日,第十七屆中國國際機床展覽會(CIMT2021)在北京成功舉辦,境內外1500多家制造商參展,集中展示了機床工具行業發展的最新成果和發展趨勢。

      展會現場,筆者統計圓柱齒輪加工機床展商約30余家,其中境內企業約20家,境外企業約10家,展示了約50臺套圓柱齒輪加工設備。參展機床包含:數控滾齒機、數控車齒機(刮齒機)、數控插齒機、數控磨齒機、數控珩齒機、數控倒角機等多種圓柱齒輪加工機床。

      境內外重點參展廠商有:重慶機床(集團)有限責任公司、秦川機床工具集團股份公司、南京二機齒輪機床有限公司、宜昌長機科技有限責任公司、北京若墾自動化設備有限責任公司、愛思恩梯(蘇州)機床有限公司、德國利勃海爾、埃馬克(中國)機械有限公司(EMAG)、德國卡帕(KAPP)、德國DVS-PITTLER、瑞士萊斯豪爾(Reishauer)、日本卡希富基、日本三菱重工等,還涌現了浙江勞倫斯機床有限公司、中山邁雷特智能裝備有限公司、南京康尼精密機械有限公司、上海星合機電有限公司、福清市永裕來齒輪有限公司等多家新興企業。

      展品主要技術特色及發展趨勢

      1.直驅技術應用

      為提升機床傳動精度、剛度、工作平穩性及動態特性,直驅技術被廣泛應用于主軸驅動,如三菱重工GE15FR、利勃海爾LGG280采用直驅技術的刀具及工件主軸,重慶機床集團的YH3120CNC及Y3136CNC機床等。

      2.向高速、高效及高精度方向發展

      由于社會生產水平的不斷提高,加工速度快、輔助時間短的高速高效率機床成為齒輪機床市場關注的焦點。

      本屆展會展出的主要滾齒機床生產廠家的展品,滾刀主軸的轉速均在1400r/min以上,滿足了高速高效加工的要求;主要滾齒機床和磨齒機生產廠家展出的展品通過優化機床動作等手段,壓縮工件裝卸、工件交換等非加工時段的輔助時間,極大地提高了機床的加工效率;在高速高效的同時追求機床的高精度及可靠性,三菱重工和卡希富基展出的數控滾齒機加工精度達到GB10095.1-2008的3-6級精度。

      3.智能化

      隨著工廠無人化以及智能制造的發展需要,智能化滾齒機將成為未來滾齒機床發展的必然趨勢。

      本屆展會秦川機床推出了具備基本智能功能的YK3126滾齒機,具備了機床健康狀態評估、智優曲面加工、動態輪廓誤差補償、熱誤差補償、斷刀檢測、刀具壽命管理、遠程運維與監控等一系列智能化功能應用。

      4.提升產品規格及功能,滿足用戶加工工藝需求

      本屆展會,各機床制造廠家針對用戶加工工藝的變化,推出了眾多新機型,或在原有機床的基礎上提升規格和性能。

      重慶機床集團展出的Y3136CNC機床,模數16mm的工件,一刀切削可達到GB10095.1-2008的8級精度;三菱重工GE15FR、卡希富基KN80 High Accuracy專用于加工機器人精密減速機中使用的高精度小模數柔性齒輪,可實現ISO3~6級的齒輪加工;重慶機床集團的YS7232A、萊斯豪爾的RZ160KWS、利勃海爾的LGG280,均是采用小直徑蝸桿砂輪的高速磨齒機機型,針對可能與砂輪發生干涉的雙聯齒輪進行磨齒加工。

      5.磨齒已成為齒輪精加工的主要工藝方案

      隨著汽車、機器人行業的發展,對齒輪加工工藝的要求越來越高,磨齒已成為齒輪精加工采用的主要工藝方案。本屆展會上,筆者沒有看到剃齒機的展出,而磨齒機也成為各企業展出的一個重點,反映出這一發展方向。

      6.數控車齒機廣泛應用于臺階齒和內齒加工

      隨著控制技術的發展和刀具材料技術的進步,車齒(刮齒)技術對于臺階齒和內齒加工顯示的高效率、高精度優勢得以體現。同時,隨著機器人減速機、電動汽車等市場需求進一步升級,近年來車齒技術被廣大機床制造企業進行重點研究和發展。本屆展會,重慶機床、南京二機、宜昌長機科技、浙江勞倫斯機床、PITTLER等多家公司展出數控車齒機。

      部分境內展商及展品

      1. 重慶機床(集團)有限責任公司(CHMTI)

     ?。?)Y3136CNC高效重切數控滾齒機



      主要看點:該機為六軸四聯動數控滾齒機,實現高剛性、高效率、高精度加工。機床采用在大立柱下方的Y軸布局,Y軸導軌斜面布置,既增加了刀架的剛性,又可利用機床自身重力抵消部分切削反作用力,使機床剛性和穩定性進一步提升。工件主軸采用高精度蝸輪蝸桿副傳動,在確保傳動系統精度的同時也能適應大模數切削加工的剛性。機床可配置SIEMENS和FANUC系統,可根據用戶的實際加工需要進行干濕加工配置,最大加工直徑360mm,最大加工模數16mm,最大裝刀尺寸(直徑×長度)Φ220mm×230mm,特別適用于商用車、船舶、風電、工程機械等行業的大模數少齒數齒輪加工,模數16mm的齒輪一刀切的加工精度可達8級(GB/T10095.1-2008標準)。

     ?。?)YH3115CNC/ YH3120CNC數控干切滾齒機



      機床為六軸四聯動數控干切滾齒機,結構緊湊,可配置單機自動化和多種連線接口,滿足用戶高效自動化、柔性化生產需求。機床主要面向轎車變速箱齒輪及新能源車齒輪的大批量滾齒加工需求。輕量化設計,占地面積小,主運動B軸采用內裝電機直接驅動,最高轉速能達2300r/min,C軸采用力矩電機直接驅動,最高轉速能達250r/min,加工效率高,傳動鏈短,加工精度高。全數控系統控制及人機界面的應用,使機床操作調整更加方便、快捷。精加工精度達6級(GB/T10095.1-2008標準)。

     ?。?)YS7232A數控萬能磨齒機



      該機為11軸5聯動數控磨齒機,配備CHMTI特色的人機界面(零編程),具有高速對齒功能、齒面扭曲補償功能(即三截面修形功能)、萬能修整功能(即柔性修形功能)、網紋磨削功能、齒向任意修形功能。采用人造大理石床身,有效降低機床熱變形,提高加工穩定性。配置12000r/min進口電主軸及動平衡機構,可采用直徑Φ120mm蝸桿砂輪進行雙聯齒等有干涉結構的工件加工。機床主要適用于新能源汽車、自動變速器、航空航天、精密減速器等的齒輪精密磨削加工,批量加工精度可達4級(GB/T10095.1-2008標準)。

     ?。?)YT7226雙工作臺磨齒機



      YT7226是一款13軸5聯動、雙工件主軸的蝸桿砂輪磨齒機。適用于汽車、機器人等行業中小模數齒輪的精密高效磨削加工。YT7226主要特點和功能在于:主機結構緊湊、占地面積小,且充分考慮了機床維護的方便性。機床采用雙工件主軸,可使循環加工輔助時間縮短到5s以內,極大提高了生產效率。采用高精度的端面齒盤加液壓浮動拉緊裝置對工作臺交換進行高精度定位和鎖緊,前后工作臺加工精度一致性可控制在0.005mm以內。床身配置循環冷卻熱平衡系統,在加工和非加工時采用不同的沖油方式來平衡機床內部溫度,降低熱變形。機床具有全封閉防護罩,完善、可靠的油霧收集系統及切削液循環過濾系統。開發應用了方便、快捷的人機界面和完善的軟件功能,包括齒面扭曲補償功能、齒形柔性修整功能、網紋磨削功能等。

      2. 秦川機床工具集團股份公司

    (1)YK3126智能數控滾齒機



      基于機床加工工藝特點,秦川集團開發出機床裝配質量一致性檢測、機床健康狀態評估、智優曲面加工、動態輪廓誤差補償、熱誤差補償、斷刀檢測、刀具壽命管理、遠程運維與監控等一系列智能化應用,實現機床的加工質量提升、工藝參數優化、設備健康保障、數字生產管理。

      YK3126是7軸4聯動數控干切滾齒機,最大加工直徑Φ260mm,最大加工模數6mm。數控系統采用華中數控HNC-948AI,滾刀主軸(B)和工件主軸(C)采用齒輪傳動并配有消隙裝置,X、Z軸采用高剛性直線滾柱導軌,適合于高負荷切削。機床加工精度達到7級精度(GB10095.1-2008)。

     ?。?)YKZ7250數控蝸桿砂輪磨齒機



      YKZ7250數控蝸桿砂輪磨齒機采用連續展成磨削原理,類似于滾齒機加工過程,適用于工程機械、汽車、減速器等行業大批量漸開線圓柱齒輪精密磨削加工。機床采用熱對稱、高剛性結構設計,采用直驅技術、高精度同步控制技術等,使機床具有高的加工效率、加工精度及穩定性。

      主要特點:工件主軸采用大扭矩力矩電機直接驅動,提高了機床傳動精度和動態響應性能。采用高精度、大功率的修整主軸,提高了修整精度和效率。高剛性(雙支撐)、大功率(38kW)、寬砂輪(200mm)的砂輪主軸結構與設計,可實現大進給量高效率磨削。自動對刀技術可以實現工件齒槽快速自動對中和余量自動分配。工件主軸夾具接口采用快換結構,縮短了輔助時間。中文操作界面,方便用戶操作。

      3. 南京二機齒輪機床有限公司

     ?。?)YD3132CNC數控干式滾齒機



      YD3132CNC是10軸4聯動數控干切滾齒機,最大可加工零件直徑Φ320mm,最大加工模數6mm。機床有倒棱去毛刺工位,可以實現雙通道同時加工。工作臺回轉軸(C軸)和滾刀主軸回轉軸(B軸)均由內藏式主軸電機直接驅動。主要導軌副均采用高精度、高剛度的滾柱直線導軌。特別適合汽車變速箱齒輪、減速器齒輪等的大批量高速滾削加工。

     ?。?)Y7226CNC 數控蝸桿砂輪磨齒機



      該機床配置SIEMENS 840DSL數控系統,13軸5軸聯動,砂輪主軸和工件主軸采用直接驅動技術,最高磨削線速度可達80m/s,工件主軸轉速最高可達2000r/min,可滿足當前新能源汽車行業中對少齒數齒輪磨削效率不斷提高的需求。機床采用雙工件主軸設計,其中一個工件主軸在磨削的同時另一個工件主軸進行工件的裝卸及對齒,可實現砂輪自動平衡、自動對刀、自動修整、工件自動裝夾、自動對齒及自動磨削過程的全自動控制,特別適合傳統汽車、新能源汽車、摩托車、變速箱等行業中大批量硬齒面圓柱齒輪的高精度磨削加工。

     ?。?)Y7250CNC 數控蝸桿砂輪磨齒機

      該機床采用SIEMENS840DSL數控系統,進行10軸5聯動控制。最大加工直徑Φ500mm,最大加工模數8mm。機床采用電主軸直驅、砂輪在線動平衡、全閉環控制等技術。工作臺、尾座和砂輪修整器安裝在同一個回轉工作臺上,可以將工件軸定位在操作者方便接近的位置,降低勞動強度。滿足重卡、工程機械及減速機行業硬齒面圓柱齒輪高效高精磨削的加工要求。機床磨齒精度可達到4級(GB/T10095-2008)。

     ?。?)Y8130CNC數控車齒機



      該機床采用SIEMENS 828D數控系統,6軸4聯動。最大加工直徑Φ330mm,最大加工模數4mm。各軸均由獨立的交流伺服電機直接控制,具有傳動鏈短、傳動剛性好、傳動精度高等特性。工作臺回轉軸(C2軸)和滾刀主軸回轉軸(C1軸)均由內藏式主軸電機直接驅動。導軌副均采用高精度、高剛度的滾柱直線導軌。通過軟件控制就能實現內齒、外齒、斜齒等工藝切換,還可實現鼓形、錐度以及附加不對稱特征的齒輪加工,應用于硬齒面的刮削加工,可部分代替磨削加工,特別是內齒輪磨削。

      4.宜昌長機科技有限責任公司

     ?。?)YK31200數控滾齒機



      機床采用SIEMENS 840DSL數控系統,6軸4聯動,最大加工直徑Φ2000mm,最大加工模數25mm。閉式靜壓雙蝸輪副工作臺,高剛性高精度滾刀架。采用可轉位滾刀,實現高效干滾式加工。機床具有多種加工功能,可以滾齒加工各種直/斜齒輪、小錐度齒輪、外花鍵、蝸輪、鼓形齒,還可對各類齒輪進行單分齒銑齒加工,加工精度可達到6級(GB/T10095-2008)。

     ?。?)YK8150數控刮齒機



      該機是一款集高效率、高精度、高自動化于一體的綠色環保型刮齒設備,特別適用于汽車、機器人、工程機械、航空航天、軍工等行業中小型內外圓柱齒輪的切削加工,可實現直齒、斜齒、鼓形齒、錐度齒、多聯齒的一次裝夾加工。主要特點有:高效率,車齒加工效率是插齒的3-5倍以上;高精度,刀具主軸和工件主軸采用大扭矩高轉速力矩電機直驅;徑向進給軸采用鑲鋼導軌和滾動體消隙技術,消除機床加工間隙;刮齒可以采用高速干式切削,不使用切削液;能夠加工各種角度的螺旋齒輪,以及對齒形和齒向修正等;主軸具備中心孔內冷功能,充分潤滑刀具,提高刀具壽命;具備刀具自動換刀、刀具自動對中、刀具自動保護、人機界面、多軸同步等功能。

      5.四川普什寧江機床有限公司



      YK3603數控臥式滾齒機床采用機電一體化布局,配置FANUC 0i-MF數控系統, 8軸4軸聯動(X、Y、Z、Z1四個直線軸和C、C1、B、A四個旋轉軸,其中B、C、X、Z軸為聯動軸,C、C1為同步控制軸)。應用于小型醫療設備、小型減速機、鐘表、無人機、儀器儀表、微型電機及電動工具等行業的直齒圓柱齒輪、斜齒輪、花鍵、鏈輪等加工。采用YK3603數控臥式滾齒機進行零件加工可實現單件加工5級精度的直齒圓柱齒輪及斜齒輪,批量加工6級精度的直齒圓柱齒輪及斜齒輪。

      6.北京若墾自動化設備有限責任公司



      YK3120CNC6Z直驅式高速數控滾齒機采用西門子系統,最大加工直徑Φ200mm,最大加工模數4mm,滾刀主軸和工作臺采用電機直驅,利用直驅式全數控高效精密滾齒機單齒分度功能和相關附件,可以加工端齒盤、無空刀人字齒輪、內齒輪,并可使用盤銑刀單齒銑削,加工精度為6級(GB 10095.1-2008)。

      7.中山邁雷特智能裝備有限公司

     ?。?)N30H數控滾齒機


      該機為8軸數控臥式布局的微小齒輪專用滾齒機,數控系統為自主研發,最大加工直徑Φ30mm,最大加工模數0.8mm。滾刀主軸、工作臺及工件尾架三軸采用電機直驅,滾刀轉速可達7000r/min,實現高速滾切(濕切)。傾斜床身,排屑方便,可選配自動上下料裝置。加工精度可達7級(GB/T10095.1-2008)。

      8.南京康尼精密機械有限公司

     ?。?)KN-G320B數控成形砂輪磨齒機

      KN-G320B采用臥式布局,7軸數控。砂輪修整采用隨動的三軸聯動法向修整方式,縮短了砂輪修整輔助時間,提高了工作效率,同時可修整任意齒形,大幅提升了金剛滾輪的使用壽命。機床具有自動對刀、磨削余量自動分配功能??杉庸?級精度(GB/T10095.1-2008)齒輪。

      9.浙江勞倫斯機床有限公司

    SJK-30數控刮齒機



      機床采用FANUC數控系統,縱向立式布局,最大加工直徑Φ300mm,最大加工模數4mm。刀架體和工作臺采用高精度的力矩電機傳動,主軸轉速達到1800r/min。主要用于內、外直齒,以及斜齒的加工。精密型機床加工精度能達到5級(GB10095.1-2008)。

      10.南京工大數控科技有限公司



      SKDL-1600數控齒輪復合倒角機基于數控包絡原理,利用硬質合金銑刀實現內/外、直/斜齒輪兩側端面同時倒角,齒向齒槽兩側同時倒角,具有倒角大小和形狀可調、倒角尺寸一致、齒槽自動對中、自動化程度高、效率高等特點。適用于直徑Φ150-Φ4000mm齒輪齒廓/齒向數控倒角,并可選配毛刺拋光功能。機床采用交流變頻電主軸直驅技術,利用可變徑ER夾頭夾持硬質合金倒角銑刀進行倒角加工,倒角的形式由刀具形狀決定,可實現30°/45°/R角等多種倒角形式。

      部分境外展商及展品

      1.三菱重工業(上海)有限公司



      GE15FR高精度滾齒機,7軸4聯動,最大工件直徑Φ150mm,最大模數2.5mm,主軸最高轉速6000r/min;滾刀主軸和工件軸采用直接驅動,徑向軸(X軸)閉環控制;濕切加工,液壓油、冷卻液通過油冷卻機輸出,配置料倉、油霧分離器、機外調刀裝置,自動上下料;可用于機器人精密減速機齒輪加工;加工精度可達到ISO3級。

      2.卡希富基

      KN80 高精度數控滾齒機,立式布局,立柱與支架采用一體化結構,干切、濕切兩用,在冷啟動時,OBD值(齒厚)的變化量也可以控制在最小范圍之內。機床最大工件直徑Φ80mm,最大切削模數4mm。滾刀主軸采用齒輪傳動,工作臺主軸采用蝸桿蝸輪機構及消隙機構。在加工小模數齒輪時,主軸與工作臺可選配直驅電機形式,從而達到高精度、高速加工的效果??蛇x配機內倒棱裝置。

      3.埃馬克(中國)機械有限公司



      HLC 150H臥式滾齒機是EMAG KOEPFER公司生產的,從長度不超過500mm的傳動軸和電樞軸到小齒輪,以及行星齒輪均可加工,可加工直齒、斜齒或蝸輪。對齒輪進行滾齒(粗加工)后,對齒輪進行擠壓倒棱去毛刺加工,通過第二次滾齒完成最終精加工,最后得到的是無毛刺、已完成倒棱的齒輪。機床驅動技術具有優越的性能參數,保證高效加工。

      4.利勃海爾齒輪技術有限公司



      LGG180/LGG280新型蝸桿和成形磨齒機適用于加工直徑Φ180/280mm的齒輪加工,最大工件長度可到650mm。機床適用于蝸桿磨齒和成形磨齒,標配一個外磨頭,且可擴展一個內磨頭,對于具有輪廓干涉的工件可適用較小直徑的蝸桿砂輪。機床輔助時間盤齒輪4s/軸齒輪6.5s。機床可配備外部自動化設備。

      5.萊斯豪爾公司

     ?。?)RZ160KWS數控蝸桿砂輪磨齒機



      該機建立并擴展了Reishauer的雙主軸機概念,使用小直徑砂輪的磨頭,適用于易發生碰撞干涉的齒輪磨削加工。

     ?。?)RZ260+RLx60數控蝸桿砂輪磨齒機



      該機床配零件裝載機系統RLx60,覆蓋了汽車行業最大的工件范圍,包括所有用于汽車變速箱和中型卡車的齒輪,最大加工直徑Φ260mm,加工模數5mm。Reishauer的上下料系統是其性能組合的一個組成部分,與RZx60系列磨齒機匹配的上下料系統方案和高速的上下料節拍時間可以讓客戶充分利用磨齒機的產能潛力,可配工件甩油器、刷擦去毛刺、夾持直徑測量、工件螺旋角檢查、工件位置檢查、雙嚙測試儀、NOK工作站、SPC工作站、激光標刻等多種配置。

      6.德國KAPP-NILES公司



      KNG12Pmaster成形磨齒機最大工件直徑外齒輪Φ1250mm/內齒輪Φ1000mm,最大加工模數35mm,最大軸向行程1000mm。工作臺直驅,采用靜壓導軌。具有在線測量功能。

      7.德國EVDS-PITTLER公司



      PV315SkiveLine立式車(刮)齒中心最大加工直徑Φ400mm,最大加工模數6mm,適用于齒環、雙聯齒、行星齒輪或其他圓柱形零件上高效加工內、外齒。該強力刮齒、硬刮機床,可用于熱處理前和熱處理后工件加工,可通過乳化液、壓縮空氣或兩者的組合進行冷卻。高剛性多功能刀架,可實現高精度加工效果。一站式刀具解決方案,刀庫可容納多達20把刀具,可實現上下游工藝的高效實施,如車削、銑削、鉆孔、去毛刺或測量。模數大于3mm時先采用粗加工刀具,配備標準可轉位刀片,切除約80%的材質。使用這種刀片對減少精加工刀具的磨損起著決定性的作用,具有切屑保護功能的測量傳感器,可選配集成徑向嚙合檢測裝置。

      結束語

      通過了解CIMT2021展會齒輪加工機床展品的功能及其加工演示,可以簡單歸納出齒輪加工機床產品及行業具有以下特點及發展趨勢:機床主軸轉速高速化,實現齒輪高效、高精度加工;機床加工功能增強,應用領域不斷延伸;綠色低碳制造,實現清潔加工及減少碳排放;機床自動化、智能化功能,提升齒輪加工效率和質量;針對不同領域的齒輪加工需求,推出專業化定制機床。

    來源:中國機床工具工業協會

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