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編者按：CIMT2023（第十八屆中國國際機(jī)床展覽會）已于4月15日圓滿落幕。展會期間，主辦方中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會有關(guān)分會組織人員針對本專業(yè)領(lǐng)域展品進(jìn)行評述，現(xiàn)編發(fā)部分文章，供業(yè)界參考。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人。
一、參展情況
在CIMT2023，有多家展商展出刮齒機(jī)，境內(nèi)廠家主要有：宜昌長機(jī)科技有限責(zé)任公司(展品型號：YK8150)；南京二機(jī)齒輪機(jī)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)；唐津精密機(jī)床(展品型號：GSV-185刮齒/插齒一體機(jī))，其他齒輪廠家雖未現(xiàn)場展示機(jī)床但也有相關(guān)樣本資料。
本屆展會展出的刮齒機(jī)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(nèi)，說明經(jīng)過近十年的發(fā)展和推廣，刮齒技術(shù)越來越成熟，與傳統(tǒng)的齒輪加工裝備一樣被認(rèn)可和廣泛應(yīng)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(nèi)機(jī)床一般沒有使用這么大的加工量，這對機(jī)床剛性提出了考驗(yàn)。
同時看到，很多5軸加工中心廠家也開始進(jìn)入刮齒機(jī)行列，例如HELLER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(shí)現(xiàn)工件銑削和車削，還可以實(shí)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(dá)到國標(biāo)6級，已經(jīng)不遜于專業(yè)刮齒機(jī)。很多柔性更高的多軸加工中心正在逐漸兼容制齒機(jī)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(jī)床。
HELLER的5軸加工中心刮齒工件
二、技術(shù)現(xiàn)狀
刮齒機(jī)的主要特點(diǎn)還是體現(xiàn)在高速、高效、高自動化上。刀具轉(zhuǎn)速一般都在2500r/min左右，可以靈活地實(shí)現(xiàn)不同螺旋角內(nèi)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(nèi)齒的難題。通過使用超硬刀具，可以實(shí)現(xiàn)迄今為止較為困難的熱處理后內(nèi)齒輪的齒面精加工、齒向修形，采用ATC靈活運(yùn)用刮齒、插齒兩種加工方法，實(shí)現(xiàn)一次裝夾加工非通孔以及多段內(nèi)齒輪。
用戶對內(nèi)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(zhì)合金刮齒刀具，對開槽熱處理后的齒輪進(jìn)行精加工；第二種是在刮齒機(jī)上使用珩磨砂輪代替刮齒刀具來進(jìn)行磨削。第一種方式宜昌長機(jī)已經(jīng)在YK8150用戶試切體驗(yàn)中應(yīng)用，加工效果較好，用戶滿意。第二種方式目前只有德國DVS機(jī)床有實(shí)際的應(yīng)用案例，針對內(nèi)齒硬齒面加工在刮齒機(jī)上使用珩磨砂輪磨削。
總體感覺，在單臺機(jī)床的性能和技術(shù)參數(shù)上，境內(nèi)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(shù)的應(yīng)用方面，境內(nèi)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(nèi)外刮齒機(jī)參數(shù)對比
三、發(fā)展趨勢
和其他機(jī)床一樣，刮齒機(jī)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(fù)合。以齒輪加工為中心，集成齒輪加工技術(shù)，一臺機(jī)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(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、共享，通過人工智能實(shí)現(xiàn)改善自動化和智能化，在大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一驅(qū)動下，為用戶提供更高效、更有價值的服務(wù)。
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(jī)必須增強(qiáng)相關(guān)的綠色制造技術(shù)。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(shù)，利用綠色能源實(shí)現(xiàn)碳中和。
兩點(diǎn)感想：一是國產(chǎn)關(guān)鍵功能部件有待提升，像刮齒機(jī)使用的高精度、高速主軸，力矩電機(jī)等大多依賴進(jìn)口，產(chǎn)品越是高端，依賴性就越強(qiáng)；二是刮齒機(jī)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(guān)鍵功能部件和數(shù)控系統(tǒng)，我們要加強(qiáng)基礎(chǔ)共性技術(shù)研究，鼓勵使用國產(chǎn)關(guān)鍵功能部件和國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。有應(yīng)用才有提高，產(chǎn)品不斷迭代才有改進(jìn)，否則，要依賴進(jìn)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(jī)床分會(鐘瑞齡)
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