一、參展情況
在CIMT2023,有多家展商展出刮齒機,境內廠家主要有:
宜昌長機科技有限責任公司(展品型號:YK8150)(電話18210062835);
南京二機齒輪機床有限公司(展品型號:Y8130CNC);
浙江勞倫斯齒輪有限公司(展品型號:Y8030);
中山邁雷特智能裝備有限公司(展品型號:YK8026)。
境外廠家主要有:
日本卡希富基(展品型號:KPS30)(電話15910974236);
唐津精密機床(展品型號:GSV-185刮齒/插齒一體機)(電話13522079385),
其他齒輪廠家雖未現(xiàn)場展示機床但也有相關樣本資料。
本屆展會展出的刮齒機規(guī)格主要集中在中小型上,以小型居多,加工模數(shù)偏小,一般在4mm以內,說明經(jīng)過近十年的發(fā)展和推廣,刮齒技術越來越成熟,與傳統(tǒng)的齒輪加工裝備一樣被認可和廣泛應用,并在中小模數(shù)齒輪加工上優(yōu)勢明顯。
觀看卡希富基KPS30刮齒展示工件樣本,工件參數(shù):模數(shù)3mm,齒數(shù)52,全齒深6.75mm,硬度HB200,只用了三個循環(huán)189s就加工完成,第一刀和第二刀切深都是3mm,切削量非常大,而境內機床一般沒有使用這么大的加工量,這對機床剛性提出了考驗。
同時看到,很多5軸加工中心廠家也開始進入刮齒機行列,例如HELLER(電話13501282025)展出的HF系列臥式5軸加工中心,配備托盤交換裝置和高速快換刀庫,可實現(xiàn)工件銑削和車削,還可以實現(xiàn)刮齒加工,現(xiàn)場展示刮齒工件模數(shù)為8,工件直徑206mm,精度可達到國標6級,已經(jīng)不遜于專業(yè)刮齒機。
很多柔性更高的多軸加工中心正在逐漸兼容制齒機床的功能,并隨著功能部件的剛性和精度提高,加工齒輪的精度和效率已經(jīng)可以媲美專業(yè)制齒機床。
HELLER的5軸加工中心刮齒工件
二、技術現(xiàn)狀
刮齒機的主要特點還是體現(xiàn)在高速、高效、高自動化上。刀具轉速一般都在2500r/min左右,可以靈活地實現(xiàn)不同螺旋角內外斜齒輪的加工,這些與傳統(tǒng)的滾、插、銑等加工方法相比,具有明顯的優(yōu)勢,其加工效率也明顯高于滾齒、銑齒和插齒,基本上是插齒的3-6倍,還能夠解決傳統(tǒng)齒輪加工方式無法加工非貫通、無退刀槽內齒的難題。通過使用超硬刀具,可以實現(xiàn)迄今為止較為困難的熱處理后內齒輪的齒面精加工、齒向修形,采用ATC靈活運用刮齒、插齒兩種加工方法,實現(xiàn)一次裝夾加工非通孔以及多段內齒輪。
用戶對內齒輪的硬齒面加工需求越來越多,目前傳統(tǒng)的硬齒面加工方式還是磨齒,但是相對來講加工成本太高,加工效率又較低。隨著刮齒工藝的發(fā)展和探索,為硬齒面加工提供了更多的可行方式:第一種是使用硬質合金刮齒刀具,對開槽熱處理后的齒輪進行精加工;第二種是在刮齒機上使用珩磨砂輪代替刮齒刀具來進行磨削。第一種方式宜昌長機已經(jīng)在YK8150用戶試切體驗中應用,加工效果較好,用戶滿意。第二種方式目前只有德國DVS機床有實際的應用案例,針對內齒硬齒面加工在刮齒機上使用珩磨砂輪磨削。
總體感覺,在單臺機床的性能和技術參數(shù)上,境內外差距不大。主要體現(xiàn)的差距依然是產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性。此外,在產(chǎn)品的迭代和新技術的應用方面,境內明顯落后,超前布局意識不及境外同行,始終處在一種跟隨狀態(tài)。
境內外刮齒機參數(shù)對比
三、發(fā)展趨勢
和其他機床一樣,刮齒機未來的發(fā)展將主要體現(xiàn)在以下方面:
1.單一功能逐步走向復合。以齒輪加工為中心,集成齒輪加工技術,一臺機床完成多工序的生產(chǎn)理念將得到充分體現(xiàn)。
2.自動化、數(shù)字化、智能化。融入生成線,各設備實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、共享,通過人工智能實現(xiàn)改善自動化和智能化,在大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一驅動下,為用戶提供更高效、更有價值的服務。
3.更加綠色、環(huán)保。面對消減二氧化碳排放量全球性的要求,未來刮齒機必須增強相關的綠色制造技術。如本次展會上日本大隈就率先開發(fā)了熱親和概念及節(jié)能技術,利用綠色能源實現(xiàn)碳中和。
兩點感想:
一是國產(chǎn)關鍵功能部件有待提升,像刮齒機使用的高精度、高速主軸,力矩電機等大多依賴進口,產(chǎn)品越是高端,依賴性就越強;
二是刮齒機使用的數(shù)控系統(tǒng)也幾乎全部使用境外系統(tǒng)。
我國是制造大國,有足夠的市場環(huán)境去培育我們自己的關鍵功能部件和數(shù)控系統(tǒng),我們要加強基礎共性技術研究,鼓勵使用國產(chǎn)關鍵功能部件和國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。有應用才有提高,產(chǎn)品不斷迭代才有改進,否則,要依賴進口部件才能產(chǎn)出的高端裝備不是我們希望的真正意義上的高端。
來源:協(xié)會齒輪機床分會(鐘瑞齡)