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精度耐久性的突破!「齒輪」表面精密加工,滿足特定性能零件制造需求
05-24-2024
  精度耐久性的突破!「齒輪」表面精密加工,滿足特定性能零件制造需求

  精密加工技術允許復雜齒輪設計的創新性,且在自動化和數控等技術的加持下,在滿足高速、高負荷應用需求的同時,為未來市場挑戰提供了強有力的支持。

精度耐久性的突破!「齒輪」表面精密加工,滿足特定性能零件制造需求

  ——PME觀點
  齒輪行業的進階之路
  探索精密加工技術的無限可能
  隨著自動化和智能化制造技術的不斷深入,以及新材料和先進制造技術的應用,汽車、風電、醫療器械、機器人和航空航天等行業對高精度齒輪的需求日益增長,都在驅動齒輪制造商不斷適應新的技術變革,以符合全球市場對高性能產品的渴求。
  在這一背景下,精密加工技術顯得尤為關鍵,它在提升齒輪性能、延長使用壽命和提高生產效率方面所發揮的作用,將成為行業發展的重要推動力。
  齒輪作為機械傳動系統的核心組件,在汽車、工業設備、鐘表和電子裝置等多種應用中占據關鍵地位。它們通過精確的齒部嚙合來進行傳遞運動和扭矩。根據特定工況下的技術和性能要求,有直齒輪、斜齒輪、錐齒輪等多種類型可供選擇。
  在齒輪的制造中
  “精度”是關鍵因素
  直接影響到齒輪所在機械系統的整體性能、負載承載能力和使用壽命。
  齒輪精度等級分為:
  6-8級(中等精度)通常用于機床和汽車等一般工業設備;
  3-5級(高精度級別)適用于高速運轉和高穩定性的傳動裝置,如精密機床、測量儀器、雷達與航空航天發動機;
  1-2級(超精密級別)主要用于國家/國際級的齒輪校準,并作為精確度量傳遞的實體基準。
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  鑒于齒輪在高精度應用中的關鍵角色及其獨特的性能要求,整個制造過程中對材料的選擇、表面精密處理、機床和刀具的精準配置及嚴格的質量檢測都顯得尤為重要。高端齒輪產品的技術含量和工藝標準極高,這進一步強調了對生產流程的精細管理。
  當前,國內齒輪制造業面臨著中低端產品產能過剩、企業間同質化競爭加劇以及行業標準化進程緩慢等挑戰。在這種背景下,相關企業必須不斷創新,通過技術升級和產品差異化策略,向高端齒輪市場轉型,以保持競爭力并實現可持續發展。
  在國家和相關部門
  政策的積極支持下
  齒輪制造業正經歷一場向高端精密化的品質轉變。2022年發布的《關于印發進一步提高產品、工程和服務質量行動方案(2022—2025年)的通知》強調了提升基礎通用零部件的質量性能,加強基礎技術研究,提高關鍵零部件,如齒輪、軸承、緊固件等的可靠性和穩定性,延長其使用壽命。還有《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》和《“十四五”機器人產業發展規劃》的發布。在這些政策的推動下,行業技術進步顯著,市場也得到了有效擴展。
  根據數據,中國齒輪市場規模從2017年的2360億元增長至2022年的3143億元,保持較高的年均增長率。目前,中國不僅是全球齒輪市場的第一大國,也是國內通用零部件行業中市場規模最大的領域之一。隨著國家持續的重視和支持,預計我國齒輪制造業將繼續走向精密化、專業化發展道路,更好地滿足國內外市場的需求。
  而且隨著精密加工技術的持續進步和應用,齒輪制造業更加專注于提升產品的精度、可靠性、耐久性以及功率密度等關鍵性能指標。這有助于加快高端齒輪產品的國產化進程,進而縮小與國際制造業先進水平之間的差距。
  齒輪表面
  精密加工技術解決方案
  齒輪精密磨削解決方案
  新能源汽車市場的競爭日益加劇,技術進步顯得尤為關鍵。作為傳動系統核心的齒輪,在提升傳動效率、降低噪聲與振動、確保安全性能、延長服務壽命及滿足新能源車型的特殊要求方面扮演著重要角色。利勃海爾憑借其先進的磨削技術和精密設備,能夠保障齒輪加工的高品質和精確度,滿足這些嚴苛的應用需求。
  利勃海爾
  作為全球領先的工程機械制造商之一,利勃海爾在眾多行業中也取得了顯著的成就。其多樣化的產品組合是經過逐步發展而形成的,涵蓋了集團旗下的11個專業領域,包括齒輪加工技術和自動化系統、零部件制造、航空和運輸系統等,都展現了該公司在不同產業的深厚實力和技術專長。
  ??LGG 280磨齒機
  LGG 280磨齒機是一款高效集成蝸桿磨削與成型磨削功能的高精度齒輪加工設備,它以優越的性價比和高效率滿足了單件小批量以及大規模生產對精密齒輪的需求。該機床融合了多項齒輪磨削技術的創新成果,為各行各業的客戶提供了可靠的高精度齒輪制造解決方案。
  在中小規模生產場合,LGG 280以其經濟性和快速的產品換型能力突出,支持迅速投產。可為直徑達280mm的齒輪和長達650mm的軸類部件量身定制,同時可根據特殊應用需求提供定制化加工方案。其高效磨削能力和穩定的生產質量使其同樣適宜于大規模生產環境。
  LGG 280設備的亮點包括其在批量生產中展現的卓越質量和可靠性,快速裝卸能力、緊湊的工作臺設計以及較小的占地空間,使其成為精密齒輪加工的理想選擇。
  利勃海爾磨齒機擅長處理各類復雜的齒輪磨削工藝。此外,企業還提供廣泛的齒輪刀具產品、高效精準的測量設備,以及無需修整的CBN砂輪等。確保了從齒輪加工到測量的全鏈條技術支持,可以為客戶提供全面的配套設備和解決方案。
  昂科機床(上海)有限公司
  在齒輪制造領域,高效刀具發揮著重要作用。這些專業設計的刀具包括用于不同類型齒輪加工的滾刀、插齒刀、剃齒刀以及專門針對錐齒輪加工的刀具。它們通過精密的設計和材料選擇,可大幅提升生產效率和齒輪的加工質量,滿足現代制造業對高性能傳動部件的嚴格要求。
  ANCA作為磨床制造業的領軍企業,已成功生產了約11億件高精度刀具,并將超過10,000臺五軸數控機床銷售至全球2,500多個客戶手中。
  公司的聯合創始人Pat Boland曾自信地表示:“在世界上的任何地方,你都不可能找到任何一臺先進設備沒有接觸過用我們的機床制造的切削工具。”展望未來,ANCA將持續推進尖端切削工具的研發工作,不斷為全球工業進步提供強有力的技術支持和創新驅動。
  ??GCX齒輪刀具解決方案
  齒輪滾插工藝正引領齒輪制造生產的革新,其效率比傳統插齒工藝高出5-10倍,且比拉削工藝更具靈活性,能夠適應內外齒輪的生產需求。隨著滾插技術的普及,對應的滾插刀需求也急劇上升。為應對這一挑戰,ANCA推出了專業的齒輪刀具解決方案——GCX Linear。
  該設備在業界首次實現了滾插刀的在線測量功能,專為高效生產滾插刀和插齒刀而設計,能夠在單次設置中完成所有加工步驟。它整合了模擬探針在線測量、實時輪修整和電機溫度控制等先進技術,確保了磨削過程中的熱穩定性和閉環制造的精準性,突破了滾插刀生產的技術限制。GCX Linear因其卓越性能在國際上贏得了眾多獎項,包括榮格工業傳媒技術創新獎和弗格現代制造MM技術創新獎,得到了行業專家和客戶的廣泛認可。
  馬波斯(上海)測量設備科技有限公司
  精密加工與測試技術代表著國家制造業的高端水平,并且構成了現代先進裝備制造技術的根基與中心要素。
  隨著傳統動力系統的電氣化和新電力驅動技術的進步,齒輪制造變得尤為關鍵。齒輪制造業與汽車產業緊密相連,其中高達70%的齒輪產品被應用于汽車行業,僅汽車變速器所用的齒輪就占據了約45%的市場份額。電氣化傳動系統開始面臨特有的挑戰和高標準要求。通常,在電動汽車中會使用一個或兩個減速器代替傳統的手動或雙離合變速箱,導致所需齒輪數量的顯著減少。因此,剩余齒輪的質量必須得到提升,以適應更高的性能要求。
  為此,豐富的齒輪檢驗知識和經驗顯得更加重要。憑借深厚的磨削加工控制專業知識,馬波斯能夠滿足嚴苛的生產質量標準。基于這些專業知識,公司開發了一系列產品,可以為齒輪檢測提供手動工作臺和自動測量機,以便于對各類齒輪進行精確檢查,無論是單獨的還是組合的,涵蓋了圓柱齒輪、正齒輪、螺旋齒輪、軸齒輪和內環齒輪等各種類型。
  馬波斯以先進的技術和卓越的服務為核心,致力于向全球各行業提供高精度的測量解決方案,包括離線和在線應用。其產品以適用于工業車間環境著稱,不僅保證了超高精度的測量結果,還具備高防護等級以滿足嚴格的現場使用要求。
  公司的服務團隊密切關注客戶的實際應用需求,確保能夠即刻響應并提供專業的支持。通過不斷探索新的市場機會,馬波斯在機床制造、汽車運輸、航空航天、能源、醫療、半導體和消費電子等多個領域都取得了顯著的應用成效。
  ??G25齒輪磨床和加工中心的前后處理掃描和探測
  面對傳統齒輪加工在線測量所存在的效率低下、精度不足和慢節拍等問題,G25掃描測量技術消除了將工件移至量具室進行檢測的需要,從而節省卸載、運輸和重新裝載的時間。
  此外,高速掃描功能是一項重要的創新,掃描速度遠高于傳統的多點探測周期,極大地提升了加工的效率和精度。目前,國內已有多家客戶成功應用該項技術。
  ??M62齒輪檢測產品線
  該產品線涵蓋了一系列測量設備,用于各種齒輪的尺寸和功能檢測。馬波斯為齒輪檢測提供的高精度工具和技術解決方案,確保了在工廠環境中對加工過程進行精確控制的能力。所有測量系統均支持使用Gear AddOn軟件,這是一個與Microsoft Windows?兼容的齒輪分析專用程序。
  M62系列包括手動和自動測量設備,以適應齒輪制造過程中的各種檢測需求。這些設備融合了先進技術的工程設計,能夠提供定制化或可重組的配置,以適應特定的生產要求。
  齒輪去毛刺解決方案
  和氏工業技術股份有限公司
  和氏工業技術股份有限公司提供精密加工行業的關鍵設備和服務,包括去毛刺拋光機、機器人智能連線、渦旋壓縮機裝配線、電動轉向器裝配、視覺檢測以及高壓水清洗等。其中,去毛刺技術和設備涵蓋多個系列,服務于軌道交通、汽車、家電、電子等多個領域。
  針對齒輪工件的特殊要求,如材料特性、加工工藝和精度標準,和氏能夠提供個性化的設備定制服務。其隨動式直齒齒輪倒角去毛刺機便是專為滿足齒輪加工中倒角去毛刺的精確處理需求而設計。
  ??齒輪倒角去毛刺機
  在齒輪制造過程中,如采用滾齒、插齒或拉削等方法,經常在齒輪的一側或兩側出現毛刺。為了解決這一問題,可以使用專門設計用于處理各種齒形零件毛刺的設備——齒輪去毛刺倒角機。
  該機器能夠根據不同的齒形尺寸和形狀,以及毛刺的大小,提供靈活的隨動式去毛刺和倒角處理,確保齒輪達到所需的精細度和質量標準。
  設備特點:
  該去毛刺機采用濕式加工方式,利用水溶性切削液進行冷卻和清洗,以毛刷作為去毛刺工具。夾緊機構專為齒圈內圓設計,確保工件在處理過程中的穩定性。
  設備還具備多項智能功能,日產工件計數功能自動統計當日加工數量;自動尋位系統能精準定位工件,提高加工準確性;毛刷磨損自動補償機制確保長期保持穩定的去毛刺效果;故障報警提醒功能輔助操作人員及時識別并解決問題。
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  佐技機電設備(上海)有限公司
  佐技機電設備(上海)有限公司是一家致力于精密零件表面處理和清洗服務的制造商,提供包括去毛刺/拋光、噴砂和清洗在內的全套表面處理解決方案。其托盤離心式拋光機(CF)、拖曳式拋光機(DF)以及流速脈沖拋光機(SF),可以改善齒輪及其他零件的表面質量。
  佐技的拋光技術不僅適用于齒輪,也適用于沖壓件、銑削件和車削件等各類精密零件的快速和高質量表面處理,即便是形狀復雜和要求精細的工件也能加工。在各種工業應用中,這些拋光機器特別強調去除毛刺和提升研磨后的表面品質,以達到接近鏡面的拋光效果。
  ??脈沖流速拋光機齒輪卷邊去毛刺解決方案
  新制造的齒輪常帶有不規整的毛刺和卷邊,未經處理會影響其性能和壽命。因此,消除這些毛刺是加工過程中的一個關鍵挑戰。佐技開發的脈沖流速拋光技術提供了一個高效的解決方案,能在短短一分鐘內有效去除毛刺。
  其SF流速拋光機采用脈沖功能,可以迅速加速至2000轉/分鐘,緊接著瞬間停止并再次加速,這樣的循環操作使得缸體帶動磨料產生慣性力,結合齒輪自身快速變化的速度,共同作用于毛刺上,實現高效、可控的去毛刺效果。此外,該設備不僅能去除毛刺,還能同時改善齒輪表面粗糙度,減少摩擦,從而提升齒輪的整體性能,為齒輪制造業的去毛刺和表面拋光工作帶來創新突破。
  ??航空發動機齒輪去毛刺、倒圓、降低齒面粗糙度一體化表面處理
  在傳統工藝中,去毛刺通常依靠手工作業完成,這不僅導致齒輪端面的倒圓處理不均勻,還易造成齒面損傷,影響零件的耐久性。為解決磨齒產生的毛刺問題及在齒輪輪廓上形成精細倒圓的需求,佐技采用了先進的拋光機進行測試。
  經過6分鐘的加工,結果顯示齒輪的倒圓達到了約40微米的精確度,同時齒面的粗糙度也從原來的0.4微米降低到了0.3微米。這種改進的去毛刺和倒圓技術不僅提高了加工效率,還解決了齒面劃傷的問題。通過減少傳動過程中齒刃的損壞風險和降低齒面粗糙度,在降低運行噪音的同時延長了齒輪的使用壽命。
  加工前
  加工后
  齒輪精密清洗解決方案
  在汽車、飛機等關鍵交通工具中,齒輪的潔凈程度十分關鍵,它直接影響到整個設備的可靠性和穩定運行。通過精密清洗,可以徹底去除齒輪以及其他復雜部件的表面和內部微小雜質與污染,從而提升齒輪運行效率并延長其使用周期。
  德國ICS干冰清潔系統有限公司
  德國ICS干冰清潔系統有限公司是專業從事基于干冰清洗技術的工業清潔系統研發與供應的制造商。憑借多年在干冰噴射系統開發和生產領域的豐富經驗,該公司專注于設計、制造、銷售以及服務相關的機器和設備。
  其干冰清潔技術應用廣泛,跨越多個工業領域,包括石油化工、食品制藥、印刷、電力、汽車、電子、航空航天、船舶、核能以及通用制造業等。這些行業都受益于干冰清洗技術帶來的高效、環保和精細的清潔效果。
  在印刷行業中,油墨的清除是一項挑戰,尤其是在齒輪和導軌上積累的墨跡,這可能會嚴重影響印刷品的質量。干冰清洗技術能夠有效地去除油基和水基墨水、清漆等污染物,同時清理齒輪、導軌和噴嘴上的油污、積墨及染料。有效避免危險廢物和化學溶液的排放問題,從而減少有害溶劑對操作人員可能造成的傷害,提供一種安全環保的清潔方案。
  ??雪花清洗機
  采用了一種溫和而高效的清潔技術,即利用液態二氧化碳和壓縮空氣的組合來去除污垢。這種方法適用于對齒輪進行精密清洗,特別是對于那些不能使用水或傳統清洗劑的部件來說,提供了一種理想的解決方案。
  ??干冰噴射設備
  通過高壓噴射干冰顆粒來清除油脂和其他污物。針對齒輪清潔的具體需求和工作環境,可以選擇適合的設備型號,以確保達到最佳的清潔效果。
  江西瑞思博新材料有限公司
  江西瑞思博新材料有限公司,是國內專業生產高端環保工業清洗劑的高新技術企業。公司憑借其強大的技術研發能力和完善的質量服務體系,持續推動技術創新,并以科學的管理方法為基礎,成功開發了適用于多個領域的系列清洗劑產品。
  這些產品涵蓋工業精密清洗、軌道交通清洗、新能源維護保養以及軍品維護保養等類別,并在汽車制造、五金加工、機械制造、軌道交通、軍事、電力、鋼鐵等多個清洗相關的行業中得到了廣泛應用。
  ??GQ-100環保型機械零件清洗劑
  該清洗劑是一種非ODS(消耗臭氧層物質)溶劑型產品,具有卓越的溶油能力。能夠深入清除齒輪、軸承、活塞等油污較重的零部件上的頑固油垢,適用于機械設備組裝前的脫脂處理以及產品入庫前的封存清洗工作。尤其在大型設備的齒輪箱和傳動鏈條的換油清洗中表現更為出色。在電力、機械、化工、冶金、鐵路、船舶等多個行業的機械設備及維修零件的清洗工作中也得到了廣泛應用。
  清洗劑的主要性能包括:
  清洗能力強,能迅速清除機械零件表面的粉塵、鐵粉、泥土和油污等各類污垢;
  揮發速度適中,確保在揮發過程中不留下任何殘留物;
  安全可靠,對機械零件無腐蝕性,且不影響其性能;
  無易燃性危險,不含烯料或類似汽油的引火成分;
  使用方便,配合專用噴槍,無需完全拆卸機械零件也能達到徹底清潔的效果。
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  齒輪表面處理解決方案
  為了進一步提升齒輪的性能,真空離子鍍技術被廣泛應用于齒輪表面處理。通過在齒輪表面制備出一層薄而堅硬的涂層,降低齒輪的摩擦系數,增強其耐磨性和抗腐蝕性,對于提高整個機械系統的性能和可靠性具有重要意義。
  廣東振華科技股份有限公司
  廣東振華科技股份有限公司是一家專業的真空鍍膜解決方案提供商,致力于為客戶提供高品質的鍍膜技術和設備。公司擁有多種鍍膜設備,包括連續式鍍膜生產線、磁控濺射鍍膜設備、陰極電弧離子鍍膜設備以及硬質涂層鍍膜設備等,滿足不同行業客戶的需求。
  作為一家綜合性的大型真空設備制造商,廣東振華科技的服務范圍覆蓋了3C電子、汽車、半導體、醫療和航空等多個領域。不僅提供各類耐磨、耐高溫和耐腐蝕性硬質鍍膜,還能提供相應的鍍膜設備和核心技術支持。針對齒輪鍍膜的特殊要求,公司能夠提供滿足特定功能的鍍膜解決方案,以確保齒輪在各種工況下的可靠性和穩定性。
  ??硬質涂層鍍膜設備HDA1206
  該設備采用先進的陰極設計,結合了前置線圈和永磁技術的雙驅動系統,以增強操作效率和涂層質量。配合陽極層離子源的刻蝕系統和三維多角度夾具設計,實現了多工位同步高效運作。
  配備的大直徑陰極電弧在高電流下表現出卓越的冷卻能力,確保了電弧斑點的快速移動和高離化率,使得沉積速率得到加快,能夠高效地形成更加致密和平滑的涂層。同時增強其抗氧化和耐高溫性能,為各種應用提供持久的保護。
  恩太精工機械(上海)有限公司
  恩太精工機械(上海)有限公司,專業從事表面性能改善的金屬表面處理技術服務,包括噴丸強化、拋丸強化和噴丸加工等。產品廣泛應用于汽車、航空等領域,以提高零件的疲勞壽命。
  ??風電齒輪噴丸機
  風電齒輪通常位于約120米的高度,其齒輪箱結構復雜,內部含有大尺寸的齒輪,這使得維護工作既困難又成本高昂。因此,這些齒輪需要具備極高的可靠性。此外,在長期運行中,風電齒輪往往承受著巨大的壓力,齒面容易出現疲勞裂紋和點蝕。
  為了解決以上問題,噴丸強化技術通過在齒輪表面和次表層形成殘余壓應力層,為其提供了一個保護層,且強化效果均勻,進一步提升了齒輪的疲勞壽命。
  設備說明:
  公司生產的風電齒輪噴丸機是一款適用于齒輪表面強化和清理的設備。
  其中一款機型具有較大的進料能力,最大回轉直徑和高度均達到1700mm,且配備有對開門設計,最多可掛載1000公斤的重型或大尺寸零件,如風電齒輪等。
  還配備了3個15kw的高性能P380拋頭,以確保處理效率。同時采用了高性能VDC60水除塵系統,來保證良好的除塵效果。
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  ??汽車齒輪噴丸機
  隨著自動擋汽車市場份額的持續增長,對齒輪強度的要求也隨之提升。噴丸工藝作為一種成本效益高的方法,通過在齒輪表面形成殘余壓應力層,能夠顯著延長齒輪的使用壽命,通常可提高10-30%。
  設備說明:
  公司推出的汽車齒輪噴丸機,其中設計了一款配備180°翻轉轉臺的機型,擁有4個工作站和4支噴槍,在進行噴丸處理的同時實現上下料操作,極大地提升了生產效率。
  該設備還裝備單軸機械手臂和一個固定轉臺,適用于高度不超過400mm的圓柱形零件的噴丸強化。
  為了確保丸料的有效回收和利用,該設備采用了推料螺旋和提升機的組合回收方式,并配備30寸振動篩,對丸料進行全面過濾。
  此外,還搭載了高精度的G80II噴丸發生系統,以保證噴丸過程的精確性和高效性。
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  表面精密加工解決方案
  敬請關注網站:南京精密加工http://m.wzfsc.cn/
  PME CHINA 2024
  第二屆表面精密加工博覽會
  展會提供
  精密磨削技術
  超精研磨技術
  去毛刺/研磨/拋光技術
  工業清洗技術
  精密表面處理技術
  整體解決方案
  2024年9月3-5日
  上海新國際博覽中心
  與您相約,不見不散