CIMT2011齿轮加工装备精品荟萃 （上）

陕西秦川机床工具集团有限公司 马 云

CIMT2011齿轮加工装备精品荟萃 （上）

Exquisite assemble of Gear Machine Equipment in CIMT2011

陕西秦川机床工具集团有限公司 马 云

第12届中国国际机床展览会 （CIMT2011）于2011年4月11－16日在北京中国国际展览中心 （新馆）成功举行。国内外知名齿轮加工机床生产商悉数到场，展出其主打产品，如Gleason ／Pfauter／Hurth集团、Kapp／Niles集团、Sigma∑Pool集团、samputensili／Modul集团、瑞士Reishauer公司、德国HǒFLER 公司，三菱重工业株式会社等。国内的重庆机床、秦川机床、南京二机床、天津一机床、天津精诚、营口冠华机床、湖南中大创远、台湾陆联精密等公司均有产品及样本参展，其中，秦川机床的QMK009数控锥齿轮磨齿机、重庆机床的YK7226数控万能磨齿机、南京二机床数控蜗杆砂轮磨齿机Y7232CNC完成了其在CIMT2011的齿轮加工机床产品的 “首秀”，预示着齿轮加工机床行业竞争将更加激烈。下面就参展的齿轮加工机床典型代表作以详细介绍。

一、 磨齿机

在CIMT2011展览会上，磨齿机展品众多，有Gleason／Pfauter／Hurth集团的P1200G数控成形砂轮磨齿机、Kapp／Niles集团的ZE800数控成形砂轮磨齿机、Sigma∑Pool集团的LCS500数控成形砂轮磨齿机、瑞士Reishauer公司的RZ260数控蜗杆砂轮磨齿机、德国HǒFLER公司的RAIPD3000数控成形砂轮磨齿机等。国内秦川机床的QMK009锥齿轮磨齿机、YK7230高效数控蜗杆砂轮磨齿机，重庆机床集团的YK7226数控万能磨齿机，南京二机齿轮机床有限公司数控蜗杆砂轮磨齿机Y7232CNC，长沙哈量凯斯精密机械有限公司H350系列数控螺旋锥齿轮磨齿机等。

1.国外磨齿机展品

国外的磨齿机展品加工范围较上几届有所扩大，在¢300mm ～1500mm 之间，以高效、高精度、稳定可靠来争抢更多的市场。

（1） Gleason／Pfauter／Hurth 集 团 展 出 的P1200G数控成形砂轮磨齿机。

P1200 G成形磨齿机凭借其优化磨削技术，大幅度地提高生产效率是格里森新型成形磨齿机的最大特点。这一卓越的技术成就在于同时使用多片砂轮进行磨削 （用于粗磨和精磨），因此大幅度减少加工时间。优化磨削技术除了能够大幅度提高生产效率以外，还能够提高产品质量，这得益于砂轮与工件齿面的接触条件的优化。

机床采用整体的大理石床身，具有良好的振动阻尼特性和热特性；主轴采用力矩电机直接驱动，具有良好的可靠性和宽的速度和转速范围；配置最新的西门子CNC系统与格里森专用磨削软件，采用最新多片砂轮可依次进行粗、精磨削加工。砂轮修整有4种方式，以满足对砂轮修整速度和修整方式的需求。可以使用标准修整轮，也可以用全自动的CNC修整器，甚至还能用一个单独的修整器具，进行轮廓形状修整，以实现任何形状的轮廓修形。机床配置有内磨头及自动在线齿轮检测、加工余量自动分配等装置，大大提高了机床的万能型，减轻了劳动强度。可广泛适用于矿山、发电、冶金、船舶制造等行业大规格、高精度齿轮的精加工。

（2）德国Kapp／Niles集团数控成形砂轮磨齿机ZE800。

Niles公司的ZE系列成形砂轮磨齿机是一种经济型磨齿机，机床的性价比高。ZE800是该系列中最小的一种规格。机床为立式布局。此次展出的机床安装了磨削内齿轮的磨头，并带有在机测量系统。内齿磨头与测量头90°安装。特别适用于模数为0．5～20mm，最大齿宽为520mm，最大顶圆直径达800mm的单品种、小批量及有特殊修形要求的高精度齿轮的精加工。

机床主要特点如下：

●将尾架立柱与纵向导轨90°放置，打开圆弧防护门，可以方便地接近台面和磨头。

●可采用高精度的电镀CBN砂轮，得到高生产效率；采用可修整砂轮，可适应不同材料的磨削。

●在Siemens840数控系统上集成了Niles会话式编成软件。

●采用机床坐标来修整砂轮，机床结构更为简化。

（3）Sigma∑Pool集团Liebherr公司展出的LCS500数控成形砂轮磨齿机。

该机床身采用成熟的滚齿机平台的模块化结构，经过有限元优化分析，大大提高了机床的刚性、热稳定性及和抗振性，立柱径向移动式立式布局，工作台不移动，工作台刚性好，容易实现工件的自动装卸，自动上、下料系统可实现单机全自动加工或纳人自动生产线。该机床能充分发挥蜗杆砂轮展成磨齿和成形砂轮成形磨齿，以及CBN砂轮、刚玉砂轮各自的优势，实现直径500mm、模数7／8mm以下齿轮的粗磨和精磨加工，在保证磨齿精度的前提下，提高了金属去除率。对于硬齿面齿轮提供了多种经济的磨齿方案。对小模数齿轮可直接进行开槽磨齿，磨削效率高，加工时间短。该机床还配置有内齿轮磨头，在30min之内就可实现内外齿磨削的转换。砂轮修整采用万能型3轴CNC砂轮修整器。

（4）瑞士Reishauer公司展出的数控蜗杆砂轮磨齿机RZ260。

RZ260新一代硬齿面精加工磨齿机是在RZ150磨齿机基础上开发的，可精密磨削加工外径260mm、模数4mm的齿轮。其开发的重点修整和齿面弯曲的偏差修正功能。以此来完成更换砂轮以及修形器之后所必须的对齿 （设定基准位置）自动化，从而大大提高了机床的操作性。

在汽车制造业界，为了减少汽车的噪声与油耗，降低生产成本，对于可以高精度、高效率、低成本加工变速齿轮等各种齿轮设备的需求正在日益增长。而随着此款ZE15B的成功开发，必将更有效地提高齿轮量产品质与成本竞争力，从而进一步扩大产品的影响力，满足不同客户群体的需求。是适应在不同用户条件下的应用。因此，RZ260可以有选择地配备1个或者2个工件主轴。配置2个工件主轴后，工件交换时间缩短，可以采用最佳的高效磨齿工艺。而且两种机型都能选择一个可旋转数控轴，来控制修整工具的工作。这样，修整工具就能适应更大范围工件的加工。RZ260磨齿机配备一系列别具特色的动态磨齿工艺，保证了加工理想齿形几何精度的高可靠性，并提供了良好的机会，以生产在通常预加工质量情况下最降噪优化齿形的几何精度和表面结构。

机床主要特点：

●可旋转式工件主轴，更有利于工件的自动上下料。

●一体化的加工区域设计，使冷却油及油雾排除更方便。

●磨齿加工期间，砂轮修整器移动到保护停车位置。

（5）三菱重工ZE15B磨齿机

ZE15B的齿轮加工最大外径可达到150mm。机床以高速、高精度的精加工能力见长，同时缩短了工件交换等必要的非加工时间，实现制造生产效率的提高。

ZE15B配有新开发的双尾式工件更换装置，成功实现非加工时间缩短5s。通过提高机器的刚性，新机型使砂轮的转速最高可达6000r／min，增加30%以上的速度，从而进一步提高了磨齿加工效率。此机还配备了高速、高刚性的新型砂轮修形装置，在修形时间缩短的同时，还可进行多头修形与齿底研磨。同时，为了应对复杂的齿面形状，ZE15B还配有齿形

（6）德国SMS公司的Z300高精度蜗杆砂轮磨齿机。

SMS公司的Z300高精度蜗杆砂轮磨齿机是在Reishauer公司展出的NZA蜗杆砂轮磨齿机的基础进一步改进和发展而来的新产品。机床采用最新进的驱动装置和数控系统，使机床成为一台高精度的新型8轴联动蜗杆砂轮磨齿机。在砂轮主轴4000r／min时，砂轮可连续窜刀，可采用1～7头砂轮。砂轮修形采用2轴数控联动，既可以用金刚石成形滚轮，也可以用金刚石修整轮在SPA和DSA修整器上使用。

（7）德国HǒFLER公司的RAPID3000数控成形砂轮磨齿机。

RAPID3000数控成形砂轮磨齿机是专门针对中国国内风力发电设备而提供的大规格磨齿机产品，可加工3m以下、模数l～50mm的齿轮。该机床立柱固定装在地基上不移动。磨削冲程热量和可能发生的震动都直接传到地基上。立柱床身和带工作台滑轨的工件台床身是分体装在地基上，这种结构的优点是可隔热和不互相影响；机床床身采用矿物质铸件，减震性能和热稳定性及精度保持性好；机床采用力矩电机，内磨头象鼻设计结构，刚性强和驱动电机功率大，内齿加工效率高，内齿磨削精度好。

2．国产磨齿机展品

国产磨齿机展品市场定位明确，以风力发电行业、工程机械、交通运输等为目标市场，规格全。在CIMT2011展览会上，展出磨齿机产品的除了原磨齿机专业生产厂——秦川机床外，重庆机床、南京二机床首次加人到蜗杆砂轮磨齿机生产行列。

（l）秦川发展展出的QMK009锥齿轮磨齿机和YK7230数控高效高精度磨齿机

QMK009锥齿轮磨齿机是根据国家 “高档数控机床与基础制造装备科技重大专项”的要求而研发的高新产品。该机床原理独创，创新工艺技术取得重大突破，首创机床 “秦川墙式结构”，大大提升了机床的结构强度，解决了直径2．5m以下硬齿面弧齿锥齿轮精密磨削加工的世界性难题。机床既可磨削Gleason制式弧齿锥齿轮，也可以磨削Oerlikon制式弧齿锥齿轮，精度可达3级。

该项目的研制彻底摆脱了大型重载圆锥齿轮副长期依赖进口的局面，促进了我国船舶、石油、化工、冶金和矿山等行业制造水平。

YK7230数控高效高精度蜗杆砂轮磨齿机是一种全新结构的高效高精度齿轮磨床，具有十一轴五联动功能。该机床力求通过全新的结构布局，先进的传动技术和驱动技术，配以完善的自动对刀技术、自动上下料技术、高速磨削技术，使该机床的整机性能提升到一个新的水平，可大幅度提高机床的磨削效率。

机床主要特点：

●高效率：利用线速度达63m／s的多头蜗杆砂轮，以连续位移磨削法快速高效磨削大批量精密齿轮。

●全自动：利用SIEMENS840CNC控制系统的多通道控制平台，实现对11根数控轴的控制。实现工件自动装夹、自动对刀、自动磨削、自动修整砂轮等，可实现无人化操作。

●多种磨削方式选择：手动磨削、手动装夹自动磨削、全自动磨削等。

●高精度：采用直接驱动、电子齿轮箱技术，实现砂轮精密修整和精密磨削。

●修形：按用户需求研制的金刚滚轮可实现齿形修形，通过CNC控制立柱径向进给轴和滑座的轴向进给轴联动，实现齿向修形。

●冷却液喷嘴自动调整：可始终保持冷却液准确喷入磨削区，有利于提高磨削质量。

●自动上下料：通过两个平行的机械手夹持，可实现工件自动装夹，降低了机床的劳动强度减少辅助时间 （可选）。

●自动对刀：可实现工件齿槽自动对中、余量自动分配，可大大提高加工效率。

（2） 南京二机高精度数控蜗杆砂轮磨齿机Y7232CNC。

机床主要特点：

●同相位修整结构：机床采用立式布局、工作台固定、大立柱进给，将砂轮修整与工件磨削布置于同一相位，从原理上避免了由于砂轮修整、磨削不同相位时，砂轮主轴支撑轴承回转精度对齿形精度的影响，有利于提高机床的磨削精度。

●全新的主轴结构：砂轮主轴及工作台主轴均采用内藏式大功率伺服电机直驱，传动做到零间隙，有利于提高主轴的驱动刚度和动态响应速度。主轴强制循环冷却，砂轮轴并配备内置式动平衡装置。

●创新的尾架控制方式：采用全新的伺服电机带动齿轮齿条，完成尾架上下，通过控制电机力矩完成工件夹紧力的调整；主要数控轴：刀架转角 （A）、砂轮回转 （B）、工作台回转（C）、冷却喷嘴回转 （B2）、修整滚轮回转（B3）、径向进给 （X）、切向进给 （Y）、轴向进给 （Z）、尾架上下 （W）。机床采用西门子840D数控系统，九轴五联动。加工齿轮精度可达到GB／T1095－1988标准4级。适合于汽车、摩托车等行业变速箱大批量齿轮的加工。

（3）重庆机床集团公司的YW7226CNC数控万能磨齿机。

机床主要特点：

●具有展成磨削和成形磨削的功能。

●机床为9轴5联动数控万能磨齿机，可实现工件的自动装夹、自动砂轮修整、高速自动对刀、AE自动磨削工艺监控、自动分配磨削余量、自动磨削等整个加工过程的全自动监控。

●采用经典的结构布局形式及最先进的磨削技术，将高效和精密的齿轮磨削完美地结合。

●砂轮主轴及工件主轴分别采用大功率电主轴及力矩电机直接驱动技术，并实现闭环控制，大大提高机床的精工精度。

●砂轮主轴及工件主轴、修整主轴均采用强制循环水冷系统，主轴系统热平衡性能极佳。

●多种磨削软件可选择，实现人机对话、齿轮的计算、齿轮数据库的管理及维护、齿轮磨削及砂轮修整程序的自动生成、各种磨削方式的选择、磨削区检测、齿形齿向修形等。

●可配置自动上下料机构、工件自动存储料仓、自动门等。（4）天津一机床YK2075数控弧齿锥齿轮磨齿机。

本机床是弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮的精加工设备，其最大加工直径为750mm，最大加工模数12mm，磨齿的齿轮精度可达到五级。该机床具有良好的动力传动特性，稳定的运动精度和安全的操作性能，适用于加工精密机械、汽车主传动等各种中等规格的高精度弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮，能够显著提高加工后的齿轮传动精度及传动平稳性。

机床的主要特点：

●采用840D数控系统实现七轴五联动，具备多种方法 （普滚切法、滚切修正法、刀倾法）进行磨齿加工的能力。

●机床的三个直线轴的进给运动均采用进口的精密滚珠丝杠副；工件主轴和床鞍摆动轴均采用全闭环控制，运动精度高。

●工件箱在床鞍上的摆动由电转台直接驱动实现，运动可靠性高。

●机床工件主轴采用了力矩电机技术，运动更加平稳。

●机床的砂轮主轴采用了电主轴技术，可实现高速磨削。

●机床采用了专用磨齿数控软件系统，利用该软件系统能够实现机床的自动调整以及砂轮的自动修整，操作非常简单，可实现多种砂轮的修形方法。

（5）台湾陆联精密LFG－8040数控成形砂轮磨齿机。

LFG－8040数控成形砂轮磨齿机是陆联公司运用累计多年发展齿轮刀具加工设备的专业技术，及结合最新科技产品，配置8轴数控系统，采用直线电机和力矩电机直接驱动技术的高精度立式多功能磨齿机。

（6）中大创远数控设备有限公司YK2060全数控螺旋锥齿轮磨齿机。

机床砂轮主轴 （C轴）采用电主轴，其内置电机为国际知名品牌，摒弃了齿轮或带传动，保证了主轴的刚性，集旋转、冷却等为一体，实现了高度集成。工件主轴 （A轴）采用力矩电机，取消了原蜗轮付传动，大大提高了传动精度，使工件分度更加精确，提高了齿轮的加工精度。直线轴均采用零驱动，取消了原齿轮传动，保证了各联动直线轴的准确定位。增加了在线测量系统，利用自主开发的误差反调技术理论，可对工件进行在线检测和精度判别。

通过该机床的研制开发，创造性地创立了磨削4级螺旋锥齿轮机床的企业标准，填补了国家及行业标准的空白。

（7）长沙哈量凯斯精密机械有限公司H350系列数控螺旋锥齿轮磨齿机。

H350系列数控螺旋锥齿轮磨齿机适合于中型汽车驱动桥螺旋锥齿轮以及工业减速机行业中小模数螺旋锥齿轮的大批量生产，磨齿精度可达到DIN 5级以上。机床采用SIEMENS 840D数控系统，全闭环控制，其B轴采用公司发明的用连杆推动的数控转台 （专利号：200910042766．5），克服了B轴用摩擦轮驱动时容易打滑和坐标原点漂移的缺点。工件主轴采用力矩电机直接驱动，提高了机床的加工精度和动态性能。机床配置了在线测量装置，可以自动进行余量分配和齿轮精度的在线测量。

H350GA型数控螺旋锥齿轮磨齿机的砂轮主轴配置了偏心磨削机构，主要用于高效磨削汽车驱动桥的成形法大轮。H350G型数控螺旋锥齿轮磨齿机主要用于磨削展成法加工的汽车驱动桥螺旋锥齿轮副，包括展成法加工的大轮以及采用变性法、刀倾法、全工序法加工的小轮。H350GH型数控螺旋锥齿轮磨齿机主要用于工业减速机行业中小模数螺旋锥齿轮的精密磨齿加工。（待续）