CCMT2022部分展品综述之五：齿轮加工机床
2022-3-29 来源：机床协会 作者：-
五、齿轮加工机床
1．概况
齿轮类加工机床展品涵盖了整个齿轮类加工工艺流程所需切削设备，专业性强。据已有资料，齿轮类机床展商20多家，展品40余台。提供资料参展厂商有秦川机床、重庆机床、普什宁江、武重、通用技术集团、南京二机、长机科技、中大创远、北京若垦、南京康尼、安徽力成、浙江日创、卡帕尼尔斯、埃马克、浜井产业等。
本次齿轮类加工机床展品有滚齿机、插齿机、珩齿机、（展成法）磨齿机、成形砂轮磨齿机（立/卧）、数控齿条磨齿机、蜗杆砂轮磨、螺旋锥齿轮磨等。
2．齿轮类展品主要技术特色
众所周知，齿轮是最基础的机械传动元件，应用极为广泛。齿轮类加工机床是专业性强、技术含量高且结构复杂的装备。随着汽车工业、船舶、风力发电等行业以及机床行业本身的高速发展，对齿轮加工的效率、精度、质量及加工成本的要求也愈来愈高，本届齿轮类展品充分体现了数控齿轮类加工机床发展的趋势和方向，高速高效、高精度及精度稳定性、绿色加工、智能化、自动化。
（1）高速高效。加工速度快、辅助时间短的高速高效率机床已成为齿轮机床市场关注的焦点。本届展会展出的主要滚齿机床生产厂家的展品，典型的如埃马克K160、浜井产业N60 CNC滚刀主轴的转速能达到5000r/min以上，秦川机床YK7215数控蜗杆砂轮磨齿机，砂轮线速度100m/s。另外，滚齿机和磨齿机生产厂家通过优化机床动作等手段，压缩工件装卸、工件交换等非加工时间，极大地提高了机床的加工效率，双工件主轴和多工位设计愈加普遍，如埃马克G160展成磨齿机采用双工件主轴，南京二机Y7226CNC数控蜗杆砂轮磨齿机，采用双工件主轴，多工位交换工作台。
（2）高精度及精度稳定性。针对日益提高机器运行的平稳顺滑、传输效率、机器运行寿命、降低噪音等要求，对变速器和减速器内的齿轮精度要求变得愈加严苛，各厂家的齿轮类机床在高精度及精度稳定性方面各显其能。
直驱直联技术运用：直驱直联技术被广泛应用于工件主轴、刀具主轴和进给轴的驱动，达到缩短传动链，提高传动刚度、动态特性及精度的目的。如北京若垦、无锡泰诺、上海星合等展商的展品。
电子齿轮箱广泛运用：采用电子齿轮箱（EGB）实现分齿和差动补偿运动，可实现参数编程代替传统的传动箱、进给箱，不用分齿、差动、进给挂轮，工件轴可以不带误差地跟随刀具轴的速度变化，提高齿轮的加工精度。如重庆机床YE3140数控滚齿机、宜昌长机YK3620卧式滚齿机、普什宁江G180立式滚齿机、浙江日创YKS3612Ⅳ高速滚齿机。
温控和消隙技术：采用温控对策保持机床精度的稳定性，如重庆机床展品具有的床身循环冷却热平衡系统，宜昌长机展品的恒温循环油冷却整机热平衡技术；采用消隙技术提高机床传动精度，如秦川机床YK7215工件主轴采用双蜗杆消隙技术，宜昌长机YK3620和YK31200A滚齿机的刀具主轴采用差齿消隙、工件主轴带齿轮消隙机构、工作台采用双蜗轮消隙技术。
（3）绿色加工。注重绿色和清洁加工，推出了不少干切、干湿切的环保型产品。展出这类展品的展商有埃马克、重庆机床、宜昌长机、南京二机、浙江日创等。
（4）智能及自动化。自动上下料、在线自动测量与补偿、自动对中、自动余量分配、自动夹具等自动化功能被广泛采用。如通用技术集团天津第一机床YKH2035数控螺旋锥齿轮磨齿机、浙江日创YKS3612Ⅳ滚齿机、北京若垦YK3129CNC6Z滚齿机、南京康尼GV800A砂轮磨齿机等展品。机床健康状态评估、动态轮廓误差补偿、热误差补偿、断刀检测、刀具寿命管理、远程运维与监控等一系列智能化功能应用越来越成熟。如南京二机Y4830CNC 数控内齿珩轮强力珩齿机，配置智能化夹持力控制及自动热变形补偿功能；埃马克G 160展成磨齿机具有各轴状态进行24小时监测并做预估性分析功能。
值得注意的是，磨齿因为可以很好地保证高精度齿轮出色的啮合效果，对齿轮平稳运行及降噪起到极其重要作用，随着市场对高精度和硬齿面齿轮需求的提高，磨齿机和磨齿工艺越来越受到各个主机厂商重点关注,都推出了相应的展品。
3．典型展品
埃马克（中国）机械有限公司太仓分公司G 160展成磨齿机。虚拟Y轴结构，由机床的Z轴和Y轴联动而产生的虚拟切向位移，双工件主轴，X轴（工件径向运动轴）设有2个滑座，每个滑座各安装一个独立的工件主轴以及与此相应的虚拟Y轴；进给轴为直线电机驱动，工件主轴和砂轮主轴为电主轴，工件主轴交换时间1.5s，切削速度80m/s；面向工业4.0的机床软硬件配置，对机床各轴状态进行24小时监测并做预估性分析，适用于大批量齿轮的高精度高效稳定生产。
埃马克（中国）机械有限公司太仓分公司K 160 滚齿机。由MINERALIT®高级矿物料浇铸的床身，倾斜床身导轨,滚铣结合，能干湿加工；八轴控制系统，专用的KOEPFER-Dialog对话界面；集成高柔性的工件自动输送系统，可高速切削模数为2.5mm的小齿轮、齿轮轴、蜗轮及转向齿轮。
浜井产业株式会社N60CNC卧式精密滚齿机。可进行干式切削的六轴三联动数控小模数高精高速卧式滚齿机，可实现二次自动对刀，最大切削外径ø60（120）mm，最大切削长度150mm，最大切削模数2mm，标准滚刀轴尺寸ø50×50mm，滚刀轴最高转速200-5000r/min，滚刀架回转角度±45°，采用参数图标会话式编程，操作简单，切屑垂直下落直接排出，配有自动化安装接口，可安装专用的自动上下料供给装置，实现全自动滚齿加工。
卡帕尼尔斯 KX500 FLEX 磨齿机。以数控回转台为基础，将尾座和修整器集成在工件主轴上，工件和刀具直接驱动，修整单元可以配备单轴或双轴结构。以模块组件系统为基础，根据不同刀具和加工工艺，灵话设计布局，能实现展成磨削和成形磨削工艺的组合。
秦川机床工具集团股份公司YK7215数控蜗杆砂轮磨齿机。龙门式立柱、双支撑结构砂轮主轴，矿物质铸件床身；集蜗杆磨与成形磨于一体，用于磨削标准或修形的渐开线圆柱齿轮；砂轮主轴和工件主轴采用直驱方式，最高转速12000r/min，砂轮线速度100m/s；专业化齿轮磨削软件，可实现双联齿轮的相位控制、齿面扭曲控制、单边修整、点修整、网纹磨削、镜面磨削等功能，全新式机械手更换工件的时间小于3s。
秦川机床工具集团股份公司YK7336数控成形砂轮磨齿机。机床床身采用矿物铸件材料，修整器位于头架侧面，工件主轴（C）采用双蜗杆消隙技术；力士乐MICRO伺服控制系统；配置成形砂轮截形计算软件、误差分析和误差调整软件等软件包。
重庆机床（集团）有限责任公司YS7260蜗杆砂轮磨齿机。大立柱移动，工作台固定的立式布局方式，床身采用双层壁结构且前后完全对称设计；刀架采用电主轴直驱，内置动平衡和声发射系统，机床为十二轴五联动数控磨齿机，配备CHMTI特色的人机界面，具有高速对齿功能、齿面扭曲补偿功能、点修整功能、齿向任意修形功能、低噪音磨削功能，以及双压力角非对称齿轮磨削功能，批量加工精度4-5级。
重庆机床（集团）有限责任公司YE3140数控滚齿机。六轴数控滚齿机（可扩展至九轴），机床各运动轴均由独立交流伺服电机或内置电机（C轴为内置力矩电机）驱动，用“电子齿轮箱”实现分度运动、差动补偿完成用展成法加工各种齿类零件；模块化设计和制造，可实现干切、湿切、复合微量润滑、水基冷却切削转换等选项；加工精度6级。
重庆机床（集团）有限责任公司Y8060CNC数控车齿机。X、Y轴导轨采用大平面矩形导轨，Z轴导轨为直线滚动导轨，Y轴在大立柱下方的布局；为六轴四联动，采用湿式加工，配备CHMTI特色的人机界面（零编程），采用滚、插齿一体的车齿切削方式，加工内、外齿圆柱齿轮，加工精度6-7级。
南京二机齿轮机床有限公司Y7226CNC数控蜗杆砂轮磨齿机。配置十三轴五联动数控系统，核心部件砂轮架主轴B轴、工件主轴C轴均采用直驱结构。机床采用双工作台结构实现工件的快速更换，砂轮主轴采用单支撑结构、最高磨削线速度80m/s，工件主轴的转速最高2000r/min。可实现砂轮自动平衡、自动对刀、自动修整、工件自动装夹、自动对齿及自动磨削过程的全自动控制。特别适用于自动变速器及新能源汽车齿轮的硬齿面高精度高效磨削加工。
南京二机齿轮机床有限公司YDB3132CNC数控干式滚齿机。六轴四联动滚倒一体，三直线轴直联驱动，三回转轴力矩电机驱动，主要导轨采用直线滚柱导轨，滚刀主轴（B轴）转速范围1-2000r/min无级调速，切削速度200-300m/min，适用于多头滚刀高速高效干式滚齿加工。
南京二机齿轮机床有限公司Y4830CNC数控内齿珩轮强力珩齿机。七轴五联动，珩轮架主轴B轴、工件主轴C轴、工件轴向进给轴Z2轴均采用直驱结构，采用宜人化的操作界面及自主知识产权的用户操作软件，可实现径向、轴向、摆动强力珩削加工方式，具有自动对齿技术、智能化夹持力控制、自动热变形补偿技术和恒力切削功能，是高端汽车变速箱齿轮制造的关键设备。
宜昌长机科技有限责任公司YK8115数控刮齿机。直线运动轴采用镶钢导轨和滚动块预加载荷的结构，主要结构件采用双层壁多孔高刚度设计，刀具和工件旋转主轴采用直驱技术，刀架自动旋转并具有叠簧锁紧机构。可沿齿向切削，同时还沿齿形方向切削，高速干式切削。具备刀具自动对中、刀具自动保护、人机界面、多轴同步等功能。最大加工直径Φ150mm，最大加工模式2mm，加工精度稳定在5级以上，加工效率是插齿的3-4倍，能够加工任意角度的螺旋齿轮和无退刀槽齿轮。
宜昌长机科技有限责任公司YKH5132H高效数控插齿机。机床主运动采用刀轴曲柄盘自动平衡设计，小行程自动提拉实现刀位的自动调整，采用高速凸轮让刀机构及等力切削技术的高速干切方式，使切削力整体降低30%，提高刀具耐用度。最大加工模数8mm，主轴冲程数125-2000str/min。应用于加工各类盘齿、轴齿及斜齿（需增加斜齿附件）等零件。
宜昌长机科技有限责任公司YK7832数控强力齿条磨齿机。采用典型强力磨结构，重心驱动，水冷主轴，主轴伺服电机同轴驱动，并内置全自动动平衡仪，实时监测砂轮状态。主轴跳动≤2µm，机床配AE自动对刀系统、台置或顶置修整器，可进行插补修型或成形修型。工作台、砂轮架、立柱等直线运动均采用全闭环控制，最大加工模数20mm，最大加工齿部长度320mm，加工精度5级。
宜昌长机科技有限责任公司YK31200A数控高效滚齿机。高效干滚式加工，双蜗轮副消隙传动工作台，带差齿消隙传动刀架主轴，自动拉刀机构与辅助换刀机构，床身和立柱矩形预加载镶钢滚动导轨，机床重要部件结合面全部采用刮研工艺。最大加工直径Φ2000mm，最大加工模数25mm，加工精度6级，断电回退功能，搭载自主开发的零编程滚/铣专用软件。
宜昌长机科技有限责任公司YK3620数控卧式滚齿机床。采用大功率电机驱动差齿消隙齿轮箱传动的刀具主轴，双蜗轮副消隙传动的工件主轴，刀轴和工件轴保持电子齿轮箱耦合。带位置检测及反馈功能的拉刀机构、自动锁紧尾座、顶紧力自动调整及检测反馈、自动对刀机构。最大加工直径Φ200mm，最大加工模数6mm，具备滚齿及铣齿功能，可加工各类圆柱齿轮、轴齿轮、花键、蜗轮、锥度齿轮及鼓形齿轮，还可选配专用的软件包加工鼓型齿、人字齿、蜗轮等零件。
中国通用技术（集团）控股有限责任公司（天津第一机床）YKH2035数控螺旋锥齿轮磨齿机。最大加工直径Φ350mm，最大加工模数10mm。八轴五联动，新型床鞍摆动轴结构，力矩电机驱动的工件主轴，在线测量，自动对刀和余量自动分配，具有基于汽车后桥螺旋锥齿轮加工的全数控磨齿机运动控制技术，可磨削单齿齿轮，也可磨削端面弧齿联轴节，用于螺旋锥齿轮副的高效磨削。
湖南中大创远数控装备有限公司CY15C全数控螺旋锥齿轮小模数铣齿机。采用单立柱和各直线轴分布在一侧的机床结构，配置螺旋锥齿轮HCS加工控制软件，全闭环控制。具有分度补偿、温度补偿、夹具补偿功能。干、湿两种切削方式，最大加工直径Φ150mm，最大加工端面模数4mm，铣齿精度5级，齿面粗糙度Ra1.6µm。
武汉重型机床集团有限公司YK31200A高精度重型数控滚齿机。机床总体采用立式布局，高精度双蜗轮双蜗杆驱动的工作台，立柱水平导轨拥有专用卸荷导轨专利技术；六轴四联动，具有可视化人机齿轮加工专用操作界面，实现多种方式循环加工，并能顺、逆滚齿；可广泛用于圆柱直齿轮、斜齿轮、鼓型齿轮等齿轮加工，也可加工蜗轮。
四川普什宁江机床有限公司G180数控立式滚齿机。配置电子齿轮箱，力士乐MTX micro数控系统，七轴控制四轴联动（X、Y、Z、Z1四个直线轴和A1、B1、C1三个旋转轴，其中B1、C1、X、Z轴为联动轴），采用径向法加工蜗轮，达到6级精度，齿面粗糙度 Ra可达0.8-1.6μm。
南京康尼精密机械有限公司KN-G320A数控成形砂轮磨齿机。零件卧式安装，七个交流伺服轴（滑台纵向移动Z轴、滑台横向移动X轴、分度头A轴、螺旋角B轴、砂轮修整U/V/C轴）及交流变频调速电主轴，自动对刀和余量自动分配功能，可加工4级精度齿轮。
南京康尼精密机械有限公司KN-GV800A数控成形砂轮磨齿机。零件立式安装，修整器安装位置与磨头砂轮相对固定减少修整空程时间，砂轮修整采用随动的三轴联动法向修整方式。配置连续扫描式测头，具有在线自动测量、自动对齿、齿形误差补偿功能。
日电产新宝（上海）国际贸易有限公司GE25HS高效滚齿机。干式切削，主轴电机额定输出功率25kW，工作台最高转速2000r/min，工件最大直径Φ250mm，最大加工模数6mm，适用于以差速器齿圈为主的汽车用齿轮的批量生产。
浙江日创机电科技有限公司YKS3612Ⅳ全自动上下料数控高速滚齿机。九轴五联动，高刚性双层壁结构铸铁底座，刀具主轴伺服电机直联驱动，工件主轴直驱驱动，电子齿轮箱技术、自动窜刀功能、快速回退保护功能、二次对刀切削装置，高速干式或湿式切削功能，自动上下料功能。加工精度5级，齿面粗糙度Ra1.6µm。
北京若垦自动化设备有限责任公司YK3120CNC6Z高速数控滚齿机。采用直驱、电子齿轮箱技术，精简传动链，提高传动链的传动刚度、精度和动态响应性能，如同步主轴电机直联驱动的刀具主轴，大扭矩力矩电机直联驱动的工件轴，乃至滚刀轴和工作台位置反馈元件的同轴安装，六轴数控，自动窜刀；干湿切加工自动转换；可选自动上下料系统；加工精度6级。
安徽力成智能装备股份有限公司VLC800E立式伺服搓齿机。工件由前后顶尖支撑，顶紧力可设定，前后顶尖由滚珠丝杠同步驱动，通过工件位置尺寸检测确定工件加工部位。对置的两把搓齿模具安装在左右滑台上，通过滚珠丝杠驱动搓齿模具作同步相对直线运动，采用双伺服电机全闭环同步驱动方式。丰富的模具组合，可逆向搓齿、单段或多段成形，预留自动化接口，方便联线。
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