據(jù)筆者粗略統(tǒng)計(jì)，有25家境內(nèi)、5家境外齒輪機(jī)床制造企業(yè)參展CCMT2024，共展出70余臺(tái)齒輪加工機(jī)床，主要展商有重慶機(jī)床(集團(tuán))有限責(zé)任公司、秦川機(jī)床工具集團(tuán)股份公司、南京二機(jī)齒輪機(jī)床有限公司、宜昌長機(jī)科技有限責(zé)任公司、四川普什寧江機(jī)床有限公司、南京工大數(shù)控科技有限公司、浙江陀曼智能科技股份有限公司、江蘇創(chuàng)良智能數(shù)控科技有限公司、中山邁雷特?cái)?shù)控技術(shù)有限公司、湖北恒澤智能裝備有限公司、普發(fā)特(蘇州)機(jī)床有限公司、南京康尼精密機(jī)械有限公司、上海星合機(jī)電有限公司、湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)數(shù)控裝備有限公司、浙江勞倫斯機(jī)床有限公司、浙江日創(chuàng)機(jī)電科技有限公司、浙江振興阿祥集團(tuán)有限公司、福清市永裕來齒輪有限公司、無錫泰諾工具有限公司、東莞市耐固智能裝備有限公司、寶雞虢西磨棱機(jī)制造有限公司、桂林市桂北機(jī)器有限責(zé)任公司、蘇州哈勒智能裝備有限公司、蘇州邁萃斯股份有限公司、寧波永博機(jī)械制造有限公司、KAPP(卡帕)、LIEBHERR(利勃海爾)、NIDEC(尼得科)、HAMAI(浜井)、ISNT(愛思恩梯)等。
展品有臥式滾齒機(jī)、立式滾齒機(jī)、臥式成形砂輪磨齒機(jī)、立式成形砂輪磨齒機(jī)、立式蝸桿砂輪磨齒機(jī)、立式雙工作臺(tái)蝸桿砂輪磨齒機(jī)、車齒機(jī)、強(qiáng)力珩齒機(jī)、插齒機(jī)、滾齒-銑棱復(fù)合機(jī)床、滾齒-銑齒復(fù)合加工機(jī)床、齒輪倒棱機(jī)等。
二、未來發(fā)展趨勢與前沿技術(shù)分析
1. 從本屆展會(huì)看齒輪加工機(jī)床發(fā)展特點(diǎn)
(1)齒輪加工精度指標(biāo)更加細(xì)化
以往機(jī)床展會(huì)上的齒輪加工機(jī)床精度多數(shù)僅標(biāo)注能夠達(dá)到的參照標(biāo)準(zhǔn)級數(shù)，對于齒形形狀誤差ffα、齒形斜率誤差fHα、傅里葉主頻、倍頻和邊頻等細(xì)化精度指標(biāo)大多沒有單獨(dú)注明。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，齒輪在高轉(zhuǎn)速工況下的嚙合噪聲與振動(dòng)問題受到重視，各大齒輪機(jī)床制造企業(yè)特別是國內(nèi)廠家，開始將自家產(chǎn)品的ffα、傅里葉頻率等指標(biāo)作為產(chǎn)品特色進(jìn)行特別標(biāo)注，顯示所加工的齒輪能夠適應(yīng)高轉(zhuǎn)速工況，其主要體現(xiàn)在磨齒機(jī)床上。
(2)齒輪加工效率進(jìn)一步提升
齒輪加工機(jī)床大多數(shù)采用電主軸，工作臺(tái)采用電機(jī)直驅(qū)方式，使得主軸轉(zhuǎn)速不斷提高，提升了齒輪加工效率。多頭滾削或磨削技術(shù)的應(yīng)用也使加工時(shí)間大大縮短。除了提升齒輪機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速，也有采用雙工位結(jié)構(gòu)來縮短工件上下料和對刀時(shí)間，從而提高齒輪加工效率。例如，秦川機(jī)床YKS7225T2蝸桿砂輪磨齒機(jī)和中大創(chuàng)遠(yuǎn)H30D蝸桿砂輪磨齒機(jī)均采用雙工位主軸結(jié)構(gòu)，可以縮短輔助加工時(shí)間至3s以內(nèi)。還有將不同的齒輪加工工藝復(fù)合在同一臺(tái)機(jī)床來提升齒輪加工效率的做法。
(3)綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)得到更多應(yīng)用
機(jī)床企業(yè)對設(shè)備綠色化重視程度越來越高，大部分的齒輪加工機(jī)床均有節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，以利減少污染排放、提高能量效率、降低成本等，比如采用干式切削技術(shù)、環(huán)保材料床身、軟硬件節(jié)能技術(shù)等。其中，高速干式切削技術(shù)已廣泛應(yīng)用于滾齒加工工藝中。部分齒輪加工機(jī)床采用了環(huán)保材料制造床身，而能量回收技術(shù)、自動(dòng)啟停技術(shù)、油霧分離技術(shù)、切削潤滑液控制技術(shù)等軟硬件節(jié)能技術(shù)也得到較多應(yīng)用。
(4)齒輪加工一體化整體解決方案
越來越多的齒輪機(jī)床制造企業(yè)，開始注重為客戶提供齒輪加工一體化整體解決方案，主要分為兩類。
第一類是齒輪制造-測量一體化生產(chǎn)線，主要是境外企業(yè)。他們除了制造齒輪加工機(jī)床本身，還通過研發(fā)、并購等途徑增添了齒輪分析與仿真系統(tǒng)、齒輪測量儀器、齒輪加工刀具等產(chǎn)品，并不斷完善企業(yè)自身的齒輪制造產(chǎn)業(yè)鏈。
第二類是自動(dòng)化與柔性化齒輪加工生產(chǎn)線，主要是境內(nèi)企業(yè)。通過直接打造包含多道齒輪加工工序、機(jī)器人、料倉等單元的齒輪加工生產(chǎn)線，為客戶提供整套的齒輪加工定制化服務(wù)。
2. 產(chǎn)品技術(shù)未來發(fā)展趨勢
趨勢1：復(fù)合化
復(fù)合化機(jī)床具備多種加工功能，可以在一臺(tái)機(jī)床上完成多種工藝的加工，滿足了市場對多元化、個(gè)性化產(chǎn)品的需求。復(fù)合化機(jī)床在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上更加優(yōu)化，整合了多種加工模塊和控制系統(tǒng)，通過高度集成化的設(shè)計(jì)，機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)快速換刀、自動(dòng)換夾等功能，提高了加工效率。
趨勢2：智能化
機(jī)床智能化發(fā)展涉及自主學(xué)習(xí)優(yōu)化、遠(yuǎn)程維護(hù)、物聯(lián)網(wǎng)深度融合以及新技術(shù)應(yīng)用等多個(gè)方面，可以推動(dòng)機(jī)床行業(yè)的智能化升級。目前大多齒輪加工機(jī)床具有機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)智能監(jiān)控功能，且擁有零編程人機(jī)界面，將齒面扭曲控制算法、誤差補(bǔ)償算法集成到人機(jī)界面中，用戶只需輸入齒輪參數(shù)和加工參數(shù)即可自動(dòng)生成NC代碼，降低對機(jī)床操作人員的要求。
趨勢3：綠色化
機(jī)床綠色化涉及機(jī)床輕量化、清潔切削、機(jī)床節(jié)能技術(shù)等多個(gè)方面，是齒輪加工機(jī)床的重要發(fā)展趨勢，目前參展企業(yè)的綠色節(jié)能環(huán)保意識(shí)和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用普遍加強(qiáng)。
三、部分齒輪機(jī)床展品簡析
1. 臥式數(shù)控滾齒機(jī)
小規(guī)格臥式滾齒機(jī)的布局是工作臺(tái)、頂尖軸均由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，如寧江YK3603IV和耐固N(yùn)40。傳統(tǒng)臥式數(shù)控滾齒機(jī)具有兩種布局形式，各直線軸基本采用滾柱直線導(dǎo)軌或電機(jī)直聯(lián)絲杠驅(qū)動(dòng)，滾刀箱有主軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)或伺服電機(jī)直聯(lián)驅(qū)動(dòng)，工作臺(tái)有電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)或齒輪傳動(dòng)兩種形式。
筆者注意到，本次展會(huì)有9臺(tái)臥式數(shù)控滾齒機(jī)參展，如寧江YK3603IV、耐固N(yùn)40-8AXIS，工作臺(tái)和頂尖座均有動(dòng)力(C軸、C1軸)及軸向運(yùn)動(dòng)(Z軸、Z1軸)，比較適合鐘表齒輪的加工。
目前人形機(jī)器人的涌現(xiàn)將帶動(dòng)全球機(jī)器人行業(yè)迎來高速發(fā)展期，未來有望帶來對加工小模數(shù)行星齒輪的高效滾齒機(jī)和高效高精密磨齒機(jī)的巨大市場需求。
2.立式數(shù)控滾齒機(jī)
立式滾齒機(jī)主要布局形式方面，中小規(guī)格滾齒機(jī)滾刀箱、工作臺(tái)主要采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，各直線軸采取伺服電機(jī)直聯(lián)絲杠驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)軌采用滾柱直線導(dǎo)軌。中大規(guī)格滾齒機(jī)直線軸多采用鑲鋼導(dǎo)軌及滾動(dòng)導(dǎo)軌塊，滾刀箱采用齒輪傳動(dòng)，工作臺(tái)會(huì)根據(jù)機(jī)床加工直徑的大小有力矩電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、雙蝸桿蝸輪傳動(dòng)、雙電機(jī)齒輪傳動(dòng)等多種選項(xiàng)。
本次展會(huì)上，筆者看到有15臺(tái)立式數(shù)控滾齒機(jī)，競爭激烈。機(jī)床加工直徑在150-1600mm范圍內(nèi)均有展品，且各家機(jī)床結(jié)構(gòu)布局較為相似。其中小規(guī)格機(jī)床基本采用全直驅(qū)傳動(dòng)，中等規(guī)格機(jī)床滾刀箱采用齒輪傳動(dòng)、工作臺(tái)采用直驅(qū)傳動(dòng)的較多，如南京工大展出的大型滾齒機(jī)滾刀箱靜壓采用海浮樂的薄膜反饋元件。
3.磨齒機(jī)
本次展會(huì)也有15臺(tái)臥式成形磨齒機(jī)參展，尤以康尼精機(jī)、上海星合展出的規(guī)格品種較多。展出了12臺(tái)蝸桿砂輪磨齒機(jī)，中大創(chuàng)遠(yuǎn)是首次展出實(shí)物，雙工位，標(biāo)稱齒輪齒形齒向形狀誤差在0.0015mm以內(nèi)，傅里葉主頻倍頻<0.3，邊頻<0.05以內(nèi)，完全滿足新能源汽車對齒輪精度的要求。
4.車齒機(jī)
從本次展會(huì)展出的境內(nèi)車齒機(jī)數(shù)量可以看出，此類機(jī)床已趨于成熟，并在逐步替代插齒機(jī)，與進(jìn)口車齒機(jī)同臺(tái)競技。展品的車齒機(jī)規(guī)格集中在150-500加工范圍之間。車齒機(jī)均為立式結(jié)構(gòu)，刀具主軸和工件主軸均采用直驅(qū)技術(shù)，重慶機(jī)床、邁雷特、日創(chuàng)、勞倫斯采用自制的電主軸，長機(jī)科技和南京二機(jī)均外購SPL電主軸。各家車齒機(jī)的主軸接口均為HSK系列接口，均有自主開發(fā)的人機(jī)界面和可配置的刀庫功能、對齒功能和對刀功能，長機(jī)科技能夠進(jìn)行量產(chǎn)和批量銷售。
