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齿轮行业助力装备制造实现强国梦
近年来,我国重点产业和重点建设项目,如发电、高速机车、矿山机械、大型工程机械、大型船舶、钻井平台和航空航天等,对主要设备的要求越来越高,对配套齿轮及其变速箱的要求也越来越高。经过20多年的快速发展,中国已真正成为齿轮生产大国,但仍远未达到强国的目标。目前,我国的齿轮行业还不能完全满足重点产业和重点项目的配套要求,产业整体技术水平仅相当于20世纪90年代末发达的水平。
发布日期:2020 - 04 - 25 00:00:00

近年来,我国重点产业和重点建设项目,如发电、高速机车、矿山机械、大型工程机械、大型船舶、钻井平台和航空航天等,对主要设备的要求越来越高,对配套齿轮及其变速箱的要求也越来越高。经过20多年的快速发展,中国已真正成为齿轮生产大国,但仍远未达到强国的目标。目前,我国的齿轮行业还不能完全满足重点产业和重点项目的配套要求,产业整体技术水平仅相当于20世纪90年代末发达的水平。因此,齿轮和变速箱的制造已成为制约我国一系列主要设备发展的瓶颈问题。

十二五期间,齿轮和传动装置被列为发展重点。这也是我国从齿轮大国向齿轮强国转变的关键时期。齿轮工业包括三个方面:工业齿轮、车辆齿轮和齿轮设备制造。齿轮动力的标志不仅包括齿轮技术和齿轮质量,还包括齿轮制造设备的世界水平。在我国从齿轮大国向齿轮强国转型的过程中,齿轮制造装备水平的提高处于关键地位。

差距就是动力。

齿轮的加工可以采用从铣削、齿轮滚动、插齿机到齿形磨削等多种技术。因此,我们可以从技术的角度分析我国齿轮加工技术和设备的现状,以及与国外的差距。

机器床:

铣床齿轮铣床由于效率低,很少用于中小模数圆柱齿轮的加工,但在大型圆柱齿轮的加工中,特别是在内齿圈的加工中得到了广泛的应用。由于超大型齿轮数量少,所以铣削是主要的加工方式。在中国有许多生产这种机床的企业。目前,我国齿轮铣床与国外的差距相对较小。

加工设备2.jpg

齿轮滚轮。齿轮滚子是圆柱齿轮加工的主要手段,适用于粗加工和半精密加工,适用于各种直、斜齿轮的加工。大型内齿圈的加工也显示出良好的应用前景。目前,国内高速齿轮滚子与大型齿轮滚子与国外齿轮滚子之间存在很大差距,但10米以上的超大型齿轮滚子在我国已达到世界水平。

插齿机。其效率低于齿轮滚子,主要用于内齿圈、双齿轮或多齿轮的加工。目前,我国的插齿机水平与世界水平大不相同。

齿轮磨床。模压磨削和蜗杆砂轮磨削是加工中模数齿轮的主要方式,成形磨削齿是大型圆柱齿轮精加工的主要形式,虽然已经出现了1.2米蜗轮磨齿机。现代数控齿轮磨床实现了齿面的任意三维拓扑修改.国内大型齿轮磨床市场几乎被Hofler、Niles、Gleason等国际企业所占领.目前,国内中模齿轮磨床与国外差距不大,但大型齿轮磨床的水平与国外相差很大。

日本三菱插齿机.jpg

刀具:

齿轮工具包含三个要素:几何设计,材料和涂层。一般来说,国内的齿轮刀具企业在刀具的宏观设计方面仍然很好,但在具体设计方面,国内的刀具企业和国外的刀具企业在形状修改等方面还存在很大的差距。涂层是影响刀具寿命的关键因素,大多数齿轮刀具涂层设备仍依赖进口。此外,为了达到世界水平的齿轮工具,还需要在创新方面做出更多的努力。

测量仪器:

国外:基于电子开发方法的中小模数齿轮测量技术已经成熟,典型的数控齿轮测量中心得到了广泛的应用,第三阶段测量精度稳定,部分项目可达到二级,常用大型齿轮测量中心和坐标测量机,被测齿轮直径已达6m。在齿轮机床上集成的齿轮在机测量系统已成为机床(特别是大型齿轮磨床)的组成部分,齿轮生产线上的齿轮快速分拣测量机和机械手自动装卸已成为车辆齿轮现场测量的主导设备。

瑞典三坐标测量仪.JPG

在我国,中模数齿轮测量中心相对成熟,测量精度稳定在四级,部分测量项目可达三级;大齿轮测量中心中被测齿轮直径为2米;综合测量系统正处于研发阶段;与汽车齿轮生产线配套的齿轮快速分选机已投入生产。我国原有的齿轮积分误差测量仪近20年来一直没有得到发展,其传统的应用市场也在不断萎缩。没有齿轮测量的坐标测量机,小模数齿轮测量仪器和大型齿轮测量仪器几乎都是进口的。

微小齿轮和超大齿轮(直径大于6m)的测量是目前国内外正在探讨的一个技术问题。大齿轮传动是一个世界性的问题。

智能装备强齿轮行业就强。

目前,我国齿轮加工设备在外观造型、规格参数、主要功能等方面取得了很大进展,并成功地解决了从无到有的难题,特别是科技重点工程(数控机床和基础制造设备)支持齿轮制造设备,缩小了我国部分齿轮设备水平与世界产品水平的差距。然而,我国齿轮制造设备还存在一些空白,现有设备在可靠性、稳定性、精度保持、加工效率、智能化水平等方面仍存在较大差距。为了终达到国际水平,有必要在多个层面进行系统的工艺研究和技术创新。

针对目前齿轮产品制造中存在的差距和对关键加工设备的需求,在我国齿轮工程技术路线图中列出了齿轮加工关键工艺设备的发展目标。

研制了高精度、率、大型数控圆柱齿轮磨床和锥齿轮磨床,改变了我国大中型齿轮磨床依赖进口的局面。研制了干式齿轮滚子和硬齿面齿轮滚子,研制了大型锥齿轮铣床等专用铣齿机。

开发齿轮滚刀,开发刀具涂层材料和工艺,扩大硬质合金和CBN刀具的应用范围,开发出材料去除率高、寿命长、修整频率低的砂轮。

开发数控感应淬火机床,开发新型智能、、低耗、环保齿轮渗碳、渗氮等热处理设备。

开发了基于激光跟踪测量技术和室内激光雷达技术的超大型齿轮原位测量系统,研制了基于光纤探针的微型齿轮测量机,并研制了与齿轮生产线配套的齿轮快速分拣测量机。

上下合作促进发展

通过今后的艰苦努力,突破高端产品技术,使齿轮产品质量达到国际水平,完成齿轮制造大国向齿轮强国的转变,使我国成为世界齿轮产品出口大国,是我国齿轮工业的战略任务。

为了完成这项艰巨的任务,我们需要政府、行业和企业的支持和努力,也需要齿轮行业、企业自身继续自主创新。具体而言,它包括以下方面:

应倡导政治、工业、大学、科研与联合研究相结合的合作创新模式,建立产学研联盟。在市场经济条件下,我国齿轮工业应形成基础研究、产品开发、工艺装备开发体系。

加快制定齿轮标准,形成系统。

建立齿轮行业通用技术服务平台,加快新技术、新技术、标准的推广和应用,提高产业创新能力。

建立齿轮产品测试和可靠平台。

实施战略。这不仅是树立企业形象的重要手段,也是中国齿轮工业走向世界的必走之路。

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