挑戰(zhàn)：風能生產企業(yè)如何提高齒輪銑削的生產效率并降低生產成本?

　　解決方案：改進加工方法，用現(xiàn)代硬質合金刀具取代高速鋼刀具。

　　轉換觀念 實現(xiàn)齒輪高效加工

　　文：山特維克可樂滿

      對清潔能源的需求以及對氣候變化的關注使風能成為熱點話題。在當今惡劣的經濟環(huán)境中，風能卻是難得的亮點。雖然近年風能的增長率已由30%下降到18%至22%，但長期依然保持強勁增長的勢頭。

　　風能行業(yè)的主要挑戰(zhàn)是如何滿足需求，這與其它許多行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)迥然不同——風能領域要樂觀得多。風能行業(yè)的關注焦點是，如何提高生產效率并滿足嚴格的質量要求。

　　連接轉子、主軸和發(fā)電機的齒輪箱是風力發(fā)電機最關鍵的部件之一。典型的齒輪箱一般包括幾個齒輪傳動組，例如內齒圈、行星齒輪、太陽輪和低速齒輪等。

　　此外，風力發(fā)電機還包含各種齒圈，譬如回轉支撐軸承，這是由齒輪和軸承組成的一種部件，用來控制葉片的俯仰角并根據(jù)風向正確地確定機艙位置。

　　在齒輪箱生產中，質量的實際含義是保持一致性和小公差。一般來說，齒輪箱是風力發(fā)電機里最易損壞的部件，齒輪箱故障可導致嚴重的失效問題以及昂貴的維修成本。因此齒輪箱應具備最佳質量，而又不能犧牲其加工效率。

　　風力發(fā)電機齒輪箱中的齒輪一般經兩道工序加工而成：粗加工階段的銑削以及精加工的磨削。在齒輪銑削工序中的任何不一致都會使磨削變得更加困難。

　　近年來，齒輪箱制造商大量投資購買現(xiàn)代機床。然而，功能強大的新機床往往受到傳統(tǒng)高速鋼(HSS)刀具加工能力的限制，這樣就很難充分利用設備的高效加工潛力。

　　這個例子很好地詮釋了在加工過程中各種因素的互相依存關系。僅靠單一的改進而不進行總體優(yōu)化，是不可能提高總體性能的。

　　高速鋼刀具除了性能不佳外，還需要大量物流支持、管理和重磨等工作，所有這些都耗費時間，并增加了總成本。

　　解決齒輪銑削這個難題的一種最有效的方案是，采用配備可轉位硬質合金刀片的現(xiàn)代刀具。所增加的每一片刀片都可提高切削參數(shù)并提升生產效率。

　　可轉位刀片也解決了與使用高速鋼刀具相關的物流問題，并實現(xiàn)對生產效率的內部控制。

　　山特維克可樂滿將于2010年和2011年推出盤式銑齒刀和滾齒刀等新產品，將先進硬質合金刀片的優(yōu)勢帶到傳統(tǒng)上以高速鋼刀具為主導的齒輪加工操作中。

　　雖然現(xiàn)代硬質合金刀片是進行高效率齒輪銑削的強有力競爭者，但是選擇最佳刀具、刀片和牌號并非只是簡單的去挑那厚厚的刀具樣本。

　　更為審慎的做法是，去找到一個專業(yè)的合作伙伴，他們掌握先進的應用知識、充分了解客戶的挑戰(zhàn)、要求和目標。

　　一個理想的刀具合作伙伴應能針對具體的風力發(fā)電機零部件提供總體解決方案，包括必要的刀具、刀片及加工方法，所有這些都要由經驗豐富的專業(yè)人員提供全面支持。

　　案例分析：

　　可轉位硬質合金滾齒刀與高速鋼滾齒刀的比較

　　硬質合金刀片滾齒刀

　　風能行星齒輪，模數(shù)16，第一/第二次走刀，滾刀直徑300毫米

　　切削速度 140/160 米/分

　　每轉進給量 1.6/3.2 毫米/轉

　　滾削總時間 102 分鐘

　　高速鋼滾齒刀

　　風能行星齒輪，模數(shù)16，第一/第二次走刀，滾刀直徑300毫米

　　切削速度 50/50 米/分

　　每轉進給量 1.6/3.2 毫米/轉

　　滾削總時間 298 分鐘

　　結果顯而易見：生產效率提高了三分之二，并實現(xiàn)了連貫一致和可靠的操作?？蛻粽J為這項對新設備的投資極為成功。

　　正如上述生產效率提升的案例說明，這樣的解決方案可為實際加工帶來生產效率上的真正的不同。■

　　總結

　　在風能行業(yè)，持續(xù)強勁的需求帶來了對高生產效率和高質量的關注。新的盤式銑齒刀和滾齒刀、現(xiàn)代可轉位硬質合金刀片，以及經驗豐富的專家所提供的全面支持，構成了富有成效的解決方案，以應對齒輪零部件加工的挑戰(zhàn)。■