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中大創(chuàng)遠(yuǎn)：CY15C小模數(shù)螺旋錐齒輪干切機(jī)

2023-5-17 來源：機(jī)床協(xié)會作者：-

2023年3月28日，中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會公布了“關(guān)于2022年度中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會先進(jìn)會員（十佳）的表彰決定”，對10家“自主創(chuàng)新十佳”和10家“產(chǎn)品質(zhì)量十佳”企業(yè)進(jìn)行了表彰，并于CIMT2023展會開幕首日給獲獎企業(yè)頒發(fā)了獎牌。為了更好地宣傳這些先進(jìn)會員企業(yè)，協(xié)會傳媒部針對十佳企業(yè)及其產(chǎn)品組織了系列專題報道，以協(xié)會行業(yè)發(fā)展部提供的資料為素材整理成宣傳稿，經(jīng)與相關(guān)企業(yè)確認(rèn)后，在協(xié)會主辦的全媒體平臺陸續(xù)公開發(fā)布（排名不分先后），供業(yè)界同仁參考，以期共同進(jìn)步。

協(xié)會傳媒部

1. 產(chǎn)品亮點

湖南中大創(chuàng)遠(yuǎn)數(shù)控裝備有限公司研發(fā)的CY15C小模數(shù)螺旋錐齒輪干切機(jī)，是六軸六聯(lián)動干切全功能型機(jī)床，可高剛度、高精度、高效率加工延伸外擺線等高齒和圓弧收縮齒的各種螺旋錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪。

在機(jī)床正常加工條件下，銑齒精度達(dá)到GB/T11365-1989錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的5級精度，齒面粗糙度達(dá)到Ra1.6。

2. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點

為達(dá)到小模數(shù)螺旋錐齒輪的高速干式切削要求，實現(xiàn)高精密復(fù)合型六軸六聯(lián)動技術(shù)，完成端面銑削、端面滾削、精加工等全功能加工，對機(jī)床的總體設(shè)計及布局都提出了多方面的要求，機(jī)床除要具有高性能的靜剛度、動剛度、熱剛度、隔熱性能，要具有良好的排屑系統(tǒng)和吸塵系統(tǒng)外，還要具有高性能的運動精度和響應(yīng)速度。

該產(chǎn)品是一種高穩(wěn)定性的臥式錐齒輪切齒機(jī)，圍繞產(chǎn)品研發(fā)了帶熱變形動態(tài)補償功能的大扭矩精密電主軸及多自由度精密靜壓回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；對機(jī)床進(jìn)行熱隔離設(shè)計，開發(fā)了鐵屑快速排出系統(tǒng)；發(fā)展了多軸電子齒輪箱技術(shù)。可用于加工圓弧齒螺旋錐齒輪和擺線齒螺旋錐齒輪，解決了干切機(jī)床復(fù)雜曲面快速切削成形及齒面質(zhì)量精確控制等難題，其加工精度、效率及機(jī)床可靠性等指標(biāo)處于國際領(lǐng)先行列。

客戶驗證使用認(rèn)為，機(jī)床性能參數(shù)及加工效率可以媲美國外同類產(chǎn)品。主要技術(shù)參數(shù)：銑刀盤規(guī)格Φ（1-4）＂，R（18-51）mm；最大傳動比99：1；最大端面模數(shù)4mm；齒數(shù)1-200；最大直徑150mm；刀具主軸刀盤定心圓錐大端直徑及錐度Φ25.4mm / 1：12；主機(jī)外形尺寸（含防護(hù)）（L×W×H）3000×2780×2460mm；機(jī)床總功率36kW；凈重約9900kg。

3. 圍繞該產(chǎn)品所開展的技術(shù)創(chuàng)新工作

為完成小模數(shù)螺旋錐齒輪機(jī)床的設(shè)計、制造及加工，掌握數(shù)控小模數(shù)螺旋錐齒輪銑齒機(jī)主機(jī)系統(tǒng)、關(guān)鍵功能部件、加工工藝、專用加工軟件包等核心設(shè)計及制造技術(shù)，開展了以下研究工作。

復(fù)合型六軸六聯(lián)動控制系統(tǒng)的理論研究：擺線齒錐齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪加工是一種復(fù)雜曲面的成形，需要對擺線齒錐齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪理論深度研究，對空間六個自由度的復(fù)合運動進(jìn)行了深入研究，該項理論研究是干切應(yīng)用的首要關(guān)鍵技術(shù)。

小模數(shù)螺旋錐齒輪干切機(jī)床研究：在高速干式切削加工中，由于切削過程缺少切削液的潤滑、冷卻、排屑等作用，切削速度大大高于濕切狀態(tài)。但機(jī)床需具有良好排屑性能也是干切應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。高速干式切削加工，常用連續(xù)滾切法，刀具線速度高，進(jìn)給快，對機(jī)床動態(tài)性能、主軸精度、剛度、密封性能等都有較高的要求。在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)過程中，以切削力、熱、運動特征參量為基礎(chǔ)，研究小模數(shù)螺旋錐齒輪機(jī)床運動功能方案，創(chuàng)成機(jī)床布局形態(tài)方案及結(jié)構(gòu)；模塊化機(jī)床結(jié)構(gòu)并基于靜、動態(tài)力特性、熱特性進(jìn)行局域優(yōu)化；在整體幾何與物理建模的基礎(chǔ)上，研究機(jī)床幾何、物理參量影響砂輪、工件主軸力熱動態(tài)特性的相關(guān)規(guī)律，并全局優(yōu)化機(jī)床力熱動態(tài)特性；虛擬仿真機(jī)床的裝配過程，優(yōu)化設(shè)計裝配工藝和路徑。研究開發(fā)了小模數(shù)螺旋錐齒輪干切及刮齒數(shù)控機(jī)床小模數(shù)螺旋錐齒輪加工控制軟件：研究小模數(shù)螺旋錐齒輪數(shù)控加工齒面創(chuàng)成原理，推導(dǎo)加工計算方法；提出新的六軸控制數(shù)學(xué)模型及專用控制軟件，能保證全齒面的重合，且可實現(xiàn)對弧齒錐齒輪的端面銑削和擺線齒錐齒輪端面滾切加工，發(fā)明了CY15C全數(shù)控六軸六聯(lián)動螺旋錐齒輪干切機(jī)床加工軟件。并根據(jù)齒輪副的相對安裝位置，進(jìn)行齒面接觸分析，計算齒輪副的傳動誤差，分析齒輪副對安裝誤差的敏感性；開發(fā)出小模數(shù)螺旋錐齒輪加工計算、接觸分析相應(yīng)的軟件模塊。

小模數(shù)螺旋錐齒輪加工方法研究：針對現(xiàn)有小模數(shù)螺旋錐齒輪技術(shù)的現(xiàn)狀，提出小模數(shù)螺旋錐齒輪加工以全工序為主、等高齒為輔的技術(shù)路線，開辟高端小模數(shù)螺旋錐齒輪技術(shù)路線。研究開發(fā)大數(shù)比螺旋錐齒輪，解決大數(shù)比螺旋錐齒輪暫時不能加工的問題。

小模數(shù)螺旋錐齒輪干切工藝研究：研究小模數(shù)螺旋錐齒輪熱前干切工藝，以模數(shù)1.53的產(chǎn)品為例，等高齒大輪效率34s，等高齒小輪效率29s，收縮齒大輪效率51s，收縮齒小輪效率45s，進(jìn)行批量切削驗證時，產(chǎn)品精度穩(wěn)定DIN5級，加工效率和精度均達(dá)到甚至超過國外同等機(jī)床水平。研究熱后刮削工藝，熱后通過刮削來代替磨削，避開磨齒所帶來的精度不穩(wěn)定問題。

4. 產(chǎn)品應(yīng)用效果及產(chǎn)業(yè)化前景

目前，CY15C螺旋錐齒輪小模數(shù)干切機(jī)主要應(yīng)用于小型減速機(jī)、電動工具、無人機(jī)等相關(guān)領(lǐng)域。某用戶用該設(shè)備加工小模數(shù)準(zhǔn)雙齒輪，認(rèn)為加工效率較開齒較高，解決了現(xiàn)在開齒效率低、成本高、切深難以控制的問題。隨著國家節(jié)能減排、綠色制造產(chǎn)業(yè)政策的深入推進(jìn)，以及未來產(chǎn)品電動化、智能化的發(fā)展趨勢，小模數(shù)高精高效齒輪將會應(yīng)用到更多行業(yè)，如紡織機(jī)械、印刷機(jī)械等，具有廣闊前景。

（素材來源：協(xié)會行業(yè)發(fā)展部及相關(guān)企業(yè) 摘編整理：張芳麗）

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