近幾年,我國重點行業和重點建設工程,如發電、高速機車、礦山機械、大型工程機械、大型船舶、鉆井平臺及航空航天等,對重大裝備的需求越來越多,對與之配套的齒輪及(ji)其齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)箱也提出了更(geng)多、更(geng)新的(de)(de)(de)要(yao)求。在(zai)經(jing)歷了20多年的(de)(de)(de)快速(su)發展(zhan)后,我國(guo)已名副其實的(de)(de)(de)成為(wei)齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)生產大(da)國(guo),但(dan)離(li)強國(guo)的(de)(de)(de)目(mu)標還相(xiang)去(qu)甚遠(yuan)。國(guo)際模具及(ji)五金塑(su)膠(jiao)產業(ye)供應商協會秘書長羅(luo)百輝認為(wei),目(mu)前我國(guo)齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)行(xing)業(ye)還不(bu)能完(wan)全(quan)滿足重點行(xing)業(ye)和(he)重點工程的(de)(de)(de)配(pei)套要(yao)求,行(xing)業(ye)的(de)(de)(de)總體技(ji)術水(shui)平僅(jin)相(xiang)當于發達國(guo)家(jia)20世紀90年代后期的(de)(de)(de)水(shui)平。因此(ci),齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)及(ji)齒(chi)輪(lun)(lun)(lun)箱的(de)(de)(de)制(zhi)造已經(jing)成為(wei)制(zhi)約我國(guo)一(yi)系列重大(da)裝備研制(zhi)的(de)(de)(de)瓶頸問題。
“十二五”期(qi)間,齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)及(ji)傳動裝置被列為發展重點。這(zhe)也(ye)是我國從(cong)齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)大國變成(cheng)齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)強國的(de)(de)關鍵期(qi)。齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)行業包括(kuo)(kuo)工業齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)、車輛齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)和齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)裝備制造(zao)三個方面。齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)強國的(de)(de)標志不僅包括(kuo)(kuo)齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)技術和齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)質量(liang)的(de)(de)一(yi)流,同時也(ye)包括(kuo)(kuo)齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)制造(zao)裝備的(de)(de)世界水平。在我國從(cong)齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)大國轉變成(cheng)齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)強國過(guo)程中,齒輪(lun)(lun)(lun)(lun)制造(zao)裝備的(de)(de)水平提升(sheng)處在關鍵地位。
齒輪的加工可以采用從銑削、滾齒、插齒到磨齒的多種工藝技術。因此,我們從工藝角度便可以分析目前我國齒輪加工技術及裝備的現狀,以及與國外的差距。
機床:
———銑削機床。齒輪銑床因其效率低在中小模數圓柱齒輪加工中很少使用,但在大型圓柱齒輪加工中得到一定應用,特別是內齒圈的加工。特大型齒輪因數量少,銑削加工是主要方式。國內有多家企業生產這類機床。目前,國內使用的齒輪銑床跟國外的差距相對較小。
———滾齒機。滾齒是圓柱齒輪加工的主要手段,用于粗加工和半精加工,適用于加工各種直、斜齒輪等。大型內齒圈的滾齒加工也展現出較好的前景。目前國產高速滾齒機和大型滾齒機與國外先進滾齒機差距較大,但十幾米的特大型滾齒機我國已具有世界水平。
———插齒機。其效率比滾齒機低,主要用作內齒圈、雙聯或多聯齒輪的加工。目前國產插齒機水平與世界先進水平差距較大。
———磨齒機。成型磨和蝸桿砂輪磨(mo)(mo)是中模數齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)精(jing)加工(gong)的(de)主要方式;成型(xing)磨(mo)(mo)齒(chi)(chi)(chi)(chi)是大(da)(da)型(xing)圓柱齒(chi)(chi)(chi)(chi)輪(lun)精(jing)加工(gong)的(de)主要形式,雖然1.2米(mi)的(de)蝸桿砂(sha)輪(lun)磨(mo)(mo)齒(chi)(chi)(chi)(chi)機已經(jing)出(chu)現。現代(dai)數控(kong)磨(mo)(mo)齒(chi)(chi)(chi)(chi)機能實現齒(chi)(chi)(chi)(chi)面的(de)任(ren)意三維拓撲修形。國(guo)(guo)內大(da)(da)型(xing)磨(mo)(mo)齒(chi)(chi)(chi)(chi)機市場幾乎讓(rang)Hofler、Niles、Gleason等(deng)國(guo)(guo)際(ji)著名公司(si)占領了。目前國(guo)(guo)產中模數磨(mo)(mo)齒(chi)(chi)(chi)(chi)機與(yu)國(guo)(guo)外(wai)的(de)差距不大(da)(da),但大(da)(da)型(xing)磨(mo)(mo)齒(chi)(chi)(chi)(chi)機的(de)水平與(yu)國(guo)(guo)外(wai)的(de)差距甚大(da)(da)。
刀(dao)具(ju)(ju)(ju):齒輪刀(dao)具(ju)(ju)(ju)包(bao)含有三要(yao)素:幾何設計、材料和鍍(du)層(ceng)。總體上,國內齒輪刀(dao)具(ju)(ju)(ju)企業在(zai)(zai)(zai)刀(dao)具(ju)(ju)(ju)的宏觀設計方面(mian)(mian)尚佳,但(dan)在(zai)(zai)(zai)修(xiu)形(xing)等細(xi)節設計方面(mian)(mian)與國外(wai)存在(zai)(zai)(zai)較大的差(cha)距(ju)。鍍(du)層(ceng)是刀(dao)具(ju)(ju)(ju)壽命的關鍵要(yao)素,而齒輪刀(dao)具(ju)(ju)(ju)鍍(du)層(ceng)設備大部分還(huan)依(yi)賴進口。此外(wai),齒輪刀(dao)具(ju)(ju)(ju)要(yao)達到世界先(xian)進水平還(huan)需(xu)要(yao)在(zai)(zai)(zai)創新方面(mian)(mian)做(zuo)出更多的努(nu)力。
測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)儀(yi)(yi)器:國外:基于電子(zi)展成(cheng)(cheng)方法的(de)中(zhong)小(xiao)模數齒(chi)輪(lun)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)技術已(yi)經成(cheng)(cheng)熟,典型(xing)儀(yi)(yi)器CNC齒(chi)輪(lun)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中(zhong)心得到普(pu)遍應用,測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)精度穩定(ding)在三級(ji),部分(fen)項目可達二級(ji);大(da)齒(chi)輪(lun)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)通常采用大(da)型(xing)齒(chi)輪(lun)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中(zhong)心和三坐標測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)機(ji),可測(ce)(ce)齒(chi)輪(lun)直徑已(yi)達6米;集(ji)成(cheng)(cheng)在齒(chi)輪(lun)機(ji)床上齒(chi)輪(lun)在機(ji)測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)系統(tong)已(yi)成(cheng)(cheng)為機(ji)床(特(te)別是大(da)型(xing)磨(mo)齒(chi)機(ji))的(de)組成(cheng)(cheng)部分(fen);耦合(he)在齒(chi)輪(lun)生產線上、結合(he)機(ji)械手(shou)自動上下料的(de)齒(chi)輪(lun)快速分(fen)選測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)機(ji)成(cheng)(cheng)為車輛(liang)齒(chi)輪(lun)現場測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)主導設備。
國內(nei):中模數齒輪(lun)(lun)測(ce)量(liang)中心相對成(cheng)熟,測(ce)量(liang)精度穩定在(zai)四(si)級,部(bu)分(fen)項目可(ke)達(da)三級;最大(da)齒輪(lun)(lun)測(ce)量(liang)中心的可(ke)測(ce)齒輪(lun)(lun)直徑(jing)為2米;集成(cheng)式(shi)在(zai)機測(ce)量(liang)系(xi)統處在(zai)研(yan)發(fa)階段;耦合在(zai)車(che)輛齒輪(lun)(lun)生產線(xian)上的齒輪(lun)(lun)快(kuai)速分(fen)選測(ce)量(liang)機已(yi)投入生產;我國獨創的齒輪(lun)(lun)整體誤差(cha)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)近20年沒(mei)(mei)得到發(fa)展,其傳(chuan)統應用(yong)市(shi)場不斷在(zai)縮小;沒(mei)(mei)有滿足齒輪(lun)(lun)測(ce)量(liang)的坐(zuo)標測(ce)量(liang)機,小模數齒輪(lun)(lun)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)和大(da)齒輪(lun)(lun)測(ce)量(liang)儀(yi)器(qi)幾乎全部(bu)進(jin)口。
而(er)微型(xing)齒輪(lun)和(he)特大(da)齒輪(lun)(直(zhi)徑6米以上)測量(liang)(liang)在(zai)國內外都是技術(shu)難題,正在(zai)探索中。大(da)齒輪(lun)量(liang)(liang)值傳遞更是世(shi)界性難題。
“裝備(bei)強則齒(chi)(chi)輪強”羅百輝表示(shi),目前我(wo)國(guo)齒(chi)(chi)輪加(jia)工成(cheng)套裝備(bei),在(zai)(zai)外(wai)觀造型、規格參數、主要(yao)功能(neng)(neng)等方(fang)面均取得了長足進步,成(cheng)功解決了從無到(dao)(dao)有(you)(you)的難題;特別是國(guo)家科技重大專(zhuan)項(“高檔數控機(ji)床與基礎制造裝備(bei)”)對齒(chi)(chi)輪制造裝備(bei)的支持,使(shi)我(wo)國(guo)一(yi)部(bu)分(fen)齒(chi)(chi)輪裝備(bei)的水(shui)平與世(shi)界頂級產品的差距得到(dao)(dao)縮(suo)小。但是,我(wo)國(guo)仍有(you)(you)一(yi)些齒(chi)(chi)輪制造裝備(bei)是空白,并且現(xian)有(you)(you)的裝備(bei)在(zai)(zai)可靠性(xing)(xing)、穩定性(xing)(xing)、精度保持性(xing)(xing)、加(jia)工效(xiao)率、智(zhi)能(neng)(neng)化水(shui)平等多方(fang)面仍存在(zai)(zai)較大差距,要(yao)最終達到(dao)(dao)國(guo)際水(shui)平,還需在(zai)(zai)多層面上開(kai)展系統性(xing)(xing)的工藝研究及技術創新。
針對現有差距及未(wei)來齒(chi)(chi)輪(lun)產品制造對關(guan)鍵(jian)工(gong)藝裝備的需求,我(wo)國《齒(chi)(chi)輪(lun)工(gong)程技(ji)術路(lu)線(xian)圖》中列出(chu)了齒(chi)(chi)輪(lun)加(jia)工(gong)關(guan)鍵(jian)工(gong)藝裝備的發(fa)展目標:
開發(fa)高(gao)精、高(gao)效、大型數控(kong)圓(yuan)柱齒(chi)輪(lun)磨齒(chi)機(ji)和圓(yuan)錐齒(chi)輪(lun)磨齒(chi)機(ji),改變我(wo)國大型、高(gao)檔磨齒(chi)機(ji)依賴進口(kou)的局面。
開發干式滾齒機和硬齒面滾齒機,開發大型錐齒輪銑齒機等專用銑齒機床。
開發高效滾齒刀具,研發刀具涂層材料和技術,擴大硬質合金、CBN刀具的應用;開發材料切除率高、壽命長、修整頻率低的磨齒砂輪。
開發高檔數控感應淬火機床,開發新型智能、高效、低耗、環保的齒輪滲碳、滲氮等熱處理設備。
開發基于激光跟蹤測量技術和室內激光雷達等技術的特大型齒輪在位測量系統,開發基于光纖測頭的微型齒輪測量機,開發結合機械手上下料的、耦合在齒輪生產線上的齒輪快速分選測量機等。
經過未來的努力奮斗,突破高端產品技術,使我國齒輪產品質量達到國際水平,完成從齒輪制造大國到齒輪強國的轉變,進而使我國成為世界上齒輪產品的出口大國,這是中國齒輪行業的戰略任務。
為完成這個艱巨的任務,需要來自政府、行業和企業等多方面的支持和努力,更需要齒輪行業、企業自身持續不斷地自主創新。具體包括以下幾方面:
倡導以企業為主的“政產學研用”結合、組織聯合研究的協同創新模式,成立產學研聯盟。我國齒輪行業要形成一個在市場經濟條件下的基礎研究、產品開發、工藝與裝備研制體系。
加速齒輪標準制訂,并形成體系。
建立齒輪行業共性技術服務平臺,加快新技術、新工藝、先進標準的推廣應用以及行業創新能力的提高。
建立齒輪產品檢測與可靠性服務平臺。
實施(shi)品牌戰略。這(zhe)是樹立(li)企業(ye)形象的重(zhong)要手段,也是中(zhong)國齒輪行業(ye)做強、走向世界的必由之路。