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　　【机床商务网栏目 产品评测】一、概况
 

　　2021年4月12-17日，第十七届中国国际机床展览会(CIMT2021)在北京成功举办，境内外1500多家制造商参展，集中展示了机床工具行业发展的最新成果和发展趋势。
 

　　展会现场，笔者统计圆柱齿轮加工机展商约30余家，其中境内企业约20家，境外企业约10家，展示了约50台套圆柱齿轮加工设备。参展机床包含：数控滚齿机、数控车齿机(刮齿机)、数控插齿机、数控磨齿机、数控珩齿机、数控倒角机等多种圆柱齿轮加工机床。
 

　　境内外重点参展厂商有：重庆机床(集团)有限责任公司、秦川机床工具集团股份公司、南京二机齿轮机床有限公司、宜昌长机科技有限责任公司、北京若垦自动化设备有限责任公司、爱思恩梯(苏州)机床有限公司、德国利勃海尔、埃马克(中国)机械有限公司(EMAG)、德国卡帕(KAPP)、德国DVS-PITTLER、瑞士莱斯豪尔(Reishauer)、日本卡希富基、日本三菱重工等，还涌现了浙江劳伦斯机床有限公司、中山迈雷特智能装备有限公司、南京康尼精密机械有限公司、上海星合机电有限公司、福清市永裕来齿轮有限公司等多家新兴企业。
 

　　二、展品主要技术特色及发展趋势
 

　　1.直驱技术应用
 

　　为提升机床传动精度、刚度、工作平稳性及动态特性，直驱技术被广泛应用于主轴驱动，如三菱重工GE15FR、利勃海尔LGG280采用直驱技术的刀具及工件主轴，重庆机床集团的YH3120CNC及Y3136CNC机床等。
 

　　2.向高速、高效及高精度方向发展
 

　　由于社会生产水平的不断提高，加工速度快、辅助时间短的高速高效率机床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，滚刀主轴的转速均在1400r/min以上，满足了高速高效加工的要求；主要滚齿机床和磨齿机生产厂家展出的展品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段的辅助时间，极大地提高了机床的加工效率；在高速高效的同时追求机床的高精度及可靠性，三菱重工和卡希富基展出的数控滚齿机加工精度达到GB10095.1-2008的3-6级精度。
 

　　3.智能化
 

　　随着工厂无人化以及智能制造的发展需要，智能化滚齿机将成为未来滚齿机床发展的必然趋势。
 

　　本届展会秦川机床推出了具备基本智能功能的YK3126滚齿机，具备了机床健康状态评估、智优曲面加工、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。
 

　　4.提升产品规格及功能,满足用户加工工艺需求
 

　　本届展会，各机床制造厂家针对用户加工工艺的变化，推出了众多新机型，或在原有机床的基础上提升规格和性能。
 

　　重庆机床集团展出的Y3136CNC机床，模数16mm的工件，一刀切削可达到GB10095.1-2008的8级精度；三菱重工GE15FR、卡希富基KN80 High Accuracy专用于加工机器人精密减速机中使用的高精度小模数柔性齿轮，可实现ISO3～6级的齿轮加工；重庆机床集团的YS7232A、莱斯豪尔的RZ160KWS、利勃海尔的LGG280，均是采用小直径蜗杆砂轮的高速磨齿机机型，针对可能与砂轮发生干涉的双联齿轮进行磨齿加工。
 

　　5.磨齿已成为齿轮精加工的主要工艺方案
 

　　随着汽车、机器人行业的发展，对齿轮加工工艺的要求越来越高，磨齿已成为齿轮精加工采用的主要工艺方案。本届展会上，笔者没有看到剃齿机的展出，而磨齿机也成为各企业展出的一个重点，反映出这一发展方向。
 

　　6.数控车齿机广泛应用于台阶齿和内齿加工
 

　　随着控制技术的发展和刀具材料技术的进步，车齿(刮齿)技术对于台阶齿和内齿加工显示的高效率、高精度优势得以体现。同时，随着机器人减速机、电动汽车等市场需求进一步升级，近年来车齿技术被广大机床制造企业进行重点研究和发展。本届展会，重庆机床、南京二机、宜昌长机科技、浙江劳伦斯机床、PITTLER等多家公司展出数控车齿机。
 

　　三、部分境内展商及展品
 

　　1.重庆机床（集团）有限责任公司（CHMTI）
 

　　(1)Y3136CNC高效重切数控滚齿机
 

　　主要看点：该机为六轴四联动数控滚齿机，实现高刚性、高效率、高精度加工。机床采用在大立柱下方的Y轴布局，Y轴导轨斜面布置，既增加了刀架的刚性，又可利用机床自身重力抵消部分切削反作用力，使机床刚性和稳定性进一步提升。工件主轴采用高精度蜗轮蜗杆副传动，在确保传动系统精度的同时也能适应大模数切削加工的刚性。机床可配置SIEMENS和FANUC系统，可根据用户的实际加工需要进行干湿加工配置，最大加工直径360mm，最大加工模数16mm，最大装刀尺寸(直径×长度)Φ220mm×230mm，特别适用于商用车、船舶、风电、工程机械等行业的大模数少齿数齿轮加工，模数16mm的齿轮一刀切的加工精度可达8级(GB/T10095.1-2008标准)。
 

　　(2)YH3115CNC/ YH3120CNC数控干切滚齿机
 

　　机床为六轴四联动数控干切滚齿机，结构紧凑，可配置单机自动化和多种连线接口，满足用户高效自动化、柔性化生产需求。机床主要面向轿车变速箱齿轮及新能源车齿轮的大批量滚齿加工需求。轻量化设计，占地面积小，主运动B轴采用内装电机直接驱动，最高转速能达2300r/min，C轴采用力矩电机直接驱动，最高转速能达250r/min，加工效率高，传动链短，加工精度高。全数控系统控制及人机界面的应用，使机床操作调整更加方便、快捷。精加工精度达6级(GB/T10095.1-2008标准)。
 

　　(3)YS7232A数控万能磨齿机
 

　　该机为11轴5联动数控磨齿机，配备CHMTI特色的人机界面(零编程)，具有高速对齿功能、齿面扭曲补偿功能(即三截面修形功能)、万能修整功能(即柔性修形功能)、网纹磨削功能、齿向任意修形功能。采用人造大理石床身，有效降低机床热变形，提高加工稳定性。配置12000r/min进口电主轴及动平衡机构，可采用直径Φ120mm蜗杆砂轮进行双联齿等有干涉结构的工件加工。机床主要适用于新能源汽车、自动变速器、航空航天、精密减速器等的齿轮精密磨削加工，批量加工精度可达4级(GB/T10095.1-2008标准)。
 

　　(4)YT7226双工作台磨齿机
 

　　YT7226是一款13轴5联动、双工件主轴的蜗杆砂轮磨齿机。适用于汽车、机器人等行业中小模数齿轮的精密高效磨削加工。YT7226主要特点和功能在于：主机结构紧凑、占地面积小，且充分考虑了机床维护的方便性。机床采用双工件主轴，可使循环加工辅助时间缩短到5s以内，极大提高了生产效率。采用高精度的端面齿盘加液压浮动拉紧装置对工作台交换进行高精度定位和锁紧，前后工作台加工精度一致性可控制在0.005mm以内。床身配置循环冷却热平衡系统，在加工和非加工时采用不同的冲油方式来平衡机床内部温度，降低热变形。机床具有全封闭防护罩，完善、可靠的油雾收集系统及切削液循环过滤系统。开发应用了方便、快捷的人机界面和完善的软件功能，包括齿面扭曲补偿功能、齿形柔性修整功能、网纹磨削功能等。
 

　　2. 秦川机床工具集团股份公司
 

　　(1)YK3126智能数控滚齿机
 

 

　　基于机床加工工艺特点，秦川集团开发出机床装配质量一致性检测、机床健康状态评估、智优曲面加工、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应用，实现机床的加工质量提升、工艺参数优化、设备健康保障、数字生产管理。
 

　　YK3126是7轴4联动数控干切滚齿机，最大加工直径Φ260mm，最大加工模数6mm。数控系统采用华中数控HNC-948AI，滚刀主轴(B)和工件主轴(C)采用齿轮传动并配有消隙装置，X、Z轴采用高刚性直线滚柱导轨，适合于高负荷切削。机床加工精度达到7级精度(GB10095.1-2008)。
 

　　(2)YKZ7250数控蜗杆砂轮磨齿机
 

　　YKZ7250数控蜗杆砂轮磨齿机采用连续展成磨削原理，类似于滚齿机加工过程，适用于工程机械、汽车、减速器等行业大批量渐开线圆柱齿轮精密磨削加工。机床采用热对称、高刚性结构设计，采用直驱技术、高精度同步控制技术等，使机床具有高的加工效率、加工精度及稳定性。
 

　　主要特点：工件主轴采用大扭矩力矩电机直接驱动，提高了机床传动精度和动态响应性能。采用高精度、大功率的修整主轴，提高了修整精度和效率。高刚性(双支撑)、大功率(38kW)、宽砂轮(200mm)的砂轮主轴结构与设计，可实现大进给量高效率磨削。自动对刀技术可以实现工件齿槽快速自动对中和余量自动分配。工件主轴夹具接口采用快换结构，缩短了辅助时间。中文操作界面，方便用户操作。
 

　　3. 南京二机齿轮机床有限公司
 

　　(1)YD3132CNC数控干式滚齿机
 

 

　　YD3132CNC是10轴4联动数控干切滚齿机，最大可加工零件直径Φ320mm，最大加工模数6mm。机床有倒棱去毛刺工位，可以实现双通道同时加工。工作台回转轴(C轴)和滚刀主轴回转轴(B轴)均由内藏式主轴电机直接驱动。主要导轨副均采用高精度、高刚度的滚柱直线导轨。特别适合汽车变速箱齿轮、减速器齿轮等的大批量高速滚削加工。
 

　　(2)Y7226CNC 数控蜗杆砂轮磨齿机
 

 

　　该机床配置SIEMENS 840DSL数控系统，13轴5轴联动，砂轮主轴和工件主轴采用直接驱动技术，最高磨削线速度可达80m/s，工件主轴转速最高可达2000r/min，可满足当前新能源汽车行业中对少齿数齿轮磨削效率不断提高的需求。机床采用双工件主轴设计，其中一个工件主轴在磨削的同时另一个工件主轴进行工件的装卸及对齿，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，特别适合传统汽车、新能源汽车、摩托车、变速箱等行业中大批量硬齿面圆柱齿轮的高精度磨削加工。
 

　　(3)Y7250CNC 数控蜗杆砂轮磨齿机
 

 

　　该机床采用SIEMENS840DSL数控系统，进行10轴5联动控制。最大加工直径Φ500mm，最大加工模数8mm。机床采用电主轴直驱、砂轮在线动平衡、全闭环控制等技术。工作台、尾座和砂轮修整器安装在同一个回转工作台上，可以将工件轴定位在操作者方便接近的位置，降低劳动强度。满足重卡、工程机械及减速机行业硬齿面圆柱齿轮高效高精磨削的加工要求。机床磨齿精度可达到4级(GB/T10095-2008)。
 

　　(4)Y8130CNC数控车齿机
 

 

　　该机床采用SIEMENS 828D数控系统，6轴4联动。最大加工直径Φ330mm，最大加工模数4mm。各轴均由独立的交流伺服电机直接控制，具有传动链短、传动刚性好、传动精度高等特性。工作台回转轴(C2轴)和滚刀主轴回转轴(C1轴)均由内藏式主轴电机直接驱动。导轨副均采用高精度、高刚度的滚柱直线导轨。通过软件控制就能实现内齿、外齿、斜齿等工艺切换，还可实现鼓形、锥度以及附加不对称特征的齿轮加工，应用于硬齿面的刮削加工，可部分代替磨削加工，特别是内齿轮磨削。
 

　　4．宜昌长机科技有限责任公司
 

　　(1)YK31200数控滚齿机
 

 

　　机床采用SIEMENS 840DSL数控系统，6轴4联动，最大加工直径Φ2000mm，最大加工模数25mm。闭式静压双蜗轮副工作台，高刚性高精度滚刀架。采用可转位滚刀，实现高效干滚式加工。机床具有多种加工功能，可以滚齿加工各种直/斜齿轮、小锥度齿轮、外花键、蜗轮、鼓形齿，还可对各类齿轮进行单分齿铣齿加工，加工精度可达到6级(GB/T10095-2008)。
 

　　(2)YK8150数控刮齿机
 

 

　　该机是一款集高效率、高精度、高自动化于一体的绿色环保型刮齿设备，特别适用于汽车、机器人、工程机械、航空航天、军工等行业中小型内外圆柱齿轮的切削加工，可实现直齿、斜齿、鼓形齿、锥度齿、多联齿的一次装夹加工。主要特点有：高效率，车齿加工效率是插齿的3-5倍以上；高精度，刀具主轴和工件主轴采用大扭矩高转速力矩电机直驱；径向进给轴采用镶钢导轨和滚动体消隙技术，消除机床加工间隙；刮齿可以采用高速干式切削，不使用切削液；能够加工各种角度的螺旋齿轮，以及对齿形和齿向修正等；主轴具备中心孔内冷功能，充分润滑刀具，提高刀具寿命；具备刀具自动换刀、刀具自动对中、刀具自动保护、人机界面、多轴同步等功能。
 

　　5．四川普什宁江机床有限公司
 

 

　　YK3603数控卧式滚齿机床采用机电一体化布局，配置FANUC 0i-MF数控系统， 8轴4轴联动(X、Y、Z、Z1四个直线轴和C、C1、B、A四个旋转轴，其中B、C、X、Z轴为联动轴，C、C1为同步控制轴)。应用于小型医疗设备、小型减速机、钟表、无人机、仪器仪表、微型电机及电动工具等行业的直齿圆柱齿轮、斜齿轮、花键、链轮等加工。采用YK3603数控卧式滚齿机进行零件加工可实现单件加工5级精度的直齿圆柱齿轮及斜齿轮，批量加工6级精度的直齿圆柱齿轮及斜齿轮。
 

　　6．北京若垦自动化设备有限责任公司
 

 

　　YK3120CNC6Z直驱式高速数控滚齿机采用西门子系统，最大加工直径Φ200mm，最大加工模数4mm，滚刀主轴和工作台采用电机直驱，利用直驱式全数控高效精密滚齿机单齿分度功能和相关附件，可以加工端齿盘、无空刀人字齿轮、内齿轮，并可使用盘铣刀单齿铣削，加工精度为6级(GB 10095.1-2008)。
 

　　7．中山迈雷特智能装备有限公司
 

　　(1)N30H数控滚齿机
 

 

　　该机为8轴数控卧式布局的微小齿轮专用滚齿机，数控系统为自主研发，最大加工直径Φ30mm，最大加工模数0.8mm。滚刀主轴、工作台及工件尾架三轴采用电机直驱，滚刀转速可达7000r/min，实现高速滚切(湿切)。倾斜床身，排屑方便，可选配自动上下料装置。加工精度可达7级(GB/T10095.1-2008)。
 

　　8．南京康尼精密机械有限公司
 

　　(1)KN-G320B数控成形砂轮磨齿机
 

 

　　KN-G320B采用卧式布局，7轴数控。砂轮修整采用随动的三轴联动法向修整方式，缩短了砂轮修整辅助时间，提高了工作效率，同时可修整任意齿形，大幅提升了金刚滚轮的使用寿命。机床具有自动对刀、磨削余量自动分配功能。可加工4级精度(GB/T10095.1-2008)齿轮。
 

　　9．浙江劳伦斯机床有限公司
 

　　SJK-30数控刮齿机
 

 

　　机床采用FANUC数控系统，纵向立式布局，最大加工直径Φ300mm，最大加工模数4mm。刀架体和工作台采用高精度的力矩电机传动，主轴转速达到1800r/min。主要用于内、外直齿，以及斜齿的加工。精密型机床加工精度能达到5级(GB10095.1-2008)。
 

　　10．南京工大数控科技有限公司
 

 

　　SKDL-1600数控齿轮复合倒角机基于数控包络原理，利用硬质合金铣刀实现内/外、直/斜齿轮两侧端面同时倒角，齿向齿槽两侧同时倒角，具有倒角大小和形状可调、倒角尺寸一致、齿槽自动对中、自动化程度高、效率高等特点。适用于直径Φ150-Φ4000mm齿轮齿廓/齿向数控倒角，并可选配毛刺抛光功能。机床采用交流变频电主轴直驱技术，利用可变径ER夹头夹持硬质合金倒角铣刀进行倒角加工，倒角的形式由刀具形状决定，可实现30°/45°/R角等多种倒角形式。
 

　　四、部分境外展商及展品
 

　　1．三菱重工业（上海）有限公司
 

 

　　GE15FR高精度滚齿机，7轴4联动，最大工件直径Φ150mm，最大模数2.5mm，主轴最高转速6000r/min；滚刀主轴和工件轴采用直接驱动，径向轴(X轴)闭环控制；湿切加工，液压油、冷却液通过油冷却机输出，配置料仓、油雾分离器、机外调刀装置，自动上下料；可用于机器人精密减速机齿轮加工；加工精度可达到ISO3级。
 

　　2．卡希富基
 

 

　　KN80 高精度数控滚齿机，立式布局，立柱与支架采用一体化结构，干切、湿切两用，在冷启动时，OBD值(齿厚)的变化量也可以控制在最小范围之内。机床最大工件直径Φ80mm，最大切削模数4mm。滚刀主轴采用齿轮传动，工作台主轴采用蜗杆蜗轮机构及消隙机构。在加工小模数齿轮时，主轴与工作台可选配直驱电机形式，从而达到高精度、高速加工的效果。可选配机内倒棱装置。
 

　　3．埃马克（中国）机械有限公司
 

 

　　HLC 150H卧式滚齿机是EMAG KOEPFER公司生产的，从长度不超过500mm的传动轴和电枢轴到小齿轮，以及行星齿轮均可加工，可加工直齿、斜齿或蜗轮。对齿轮进行滚齿(粗加工)后，对齿轮进行挤压倒棱去毛刺加工，通过第二次滚齿完成最终精加工，最后得到的是无毛刺、已完成倒棱的齿轮。机床驱动技术具有优越的性能参数，保证高效加工。
 

　　4．利勃海尔齿轮技术有限公司
 

 

　　LGG180/LGG280新型蜗杆和成形磨齿机适用于加工直径Φ180/280mm的齿轮加工，最大工件长度可到650mm。机床适用于蜗杆磨齿和成形磨齿，标配一个外磨头，且可扩展一个内磨头，对于具有轮廓干涉的工件可适用较小直径的蜗杆砂轮。机床辅助时间盘齿轮4s/轴齿轮6.5s。机床可配备外部自动化设备。
 

　　5．莱斯豪尔公司
 

　　(1)RZ160KWS数控蜗杆砂轮磨齿机
 

 

　　该机建立并扩展了Reishauer的双主轴机概念，使用小直径砂轮的磨头，适用于易发生碰撞干涉的齿轮磨削加工。
 

　　(2)RZ260+RLx60数控蜗杆砂轮磨齿机
 

 

　　该机床配零件装载机系统RLx60，覆盖了汽车行业最大的工件范围，包括所有用于汽车变速箱和中型卡车的齿轮，最大加工直径Φ260mm，加工模数5mm。Reishauer的上下料系统是其性能组合的一个组成部分，与RZx60系列磨齿机匹配的上下料系统方案和高速的上下料节拍时间可以让客户充分利用磨齿机的产能潜力，可配工件甩油器、刷擦去毛刺、夹持直径测量、工件螺旋角检查、工件位置检查、双啮测试仪、NOK工作站、SPC工作站、激光标刻等多种配置。
 

　　6．德国KAPP-NILES公司
 

 

　　KNG12Pmaster成形磨齿机最大工件直径外齿轮Φ1250mm/内齿轮Φ1000mm，最大加工模数35mm，最大轴向行程1000mm。工作台直驱，采用静压导轨。具有在线测量功能。
 

　　7．德国EVDS-PITTLER公司
 

 

　　PV315SkiveLine立式车(刮)齿中心最大加工直径Φ400mm，最大加工模数6mm，适用于齿环、双联齿、行星齿轮或其他圆柱形零件上高效加工内、外齿。该强力刮齿、硬刮机床，可用于热处理前和热处理后工件加工，可通过乳化液、压缩空气或两者的组合进行冷却。高刚性多功能刀架，可实现高精度加工效果。一站式刀具解决方案，刀库可容纳多达20把刀具，可实现上下游工艺的高效实施，如车削、铣削、钻孔、去毛刺或测量。模数大于3mm时先采用粗加工刀具，配备标准可转位刀片，切除约80%的材质。使用这种刀片对减少精加工刀具的磨损起着决定性的作用，具有切屑保护功能的测量传感器，可选配集成径向啮合检测装置。
 

　　五、结束语
 

　　通过了解CIMT2021展会齿轮加工机床展品的功能及其加工演示，可以简单归纳出齿轮加工机床产品及行业具有以下特点及发展趋势：机床主轴转速高速化，实现齿轮高效、高精度加工；机床加工功能增强，应用领域不断延伸；绿色低碳制造，实现清洁加工及减少碳排放；机床自动化、智能化功能，提升齿轮加工效率和质量；针对不同领域的齿轮加工需求，推出专业化定制机床。