近年來,我國重點產(chǎn)業(yè)和重點建設項目,如發(fā)電、高速機車、礦山機械、大型工程機械、大型船舶、鉆井平臺和航空航天等,對主要設備的要求越來越高,對配套齒輪及其變速箱的要求也越來越高。經(jīng)過20多年的快速發(fā)展,中國已真正成為齒輪生產(chǎn)大國,但仍遠未達到強國的目標。目前,我國的齒輪行業(yè)還不能完全滿足重點產(chǎn)業(yè)和重點項目的配套要求,產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平僅相當于20世紀90年代末發(fā)達的水平。因此,齒輪和變速箱的制造已成為制約我國一系列主要設備發(fā)展的瓶頸問題。
十二五期間,齒輪和傳動裝置被列為發(fā)展重點。這也是我國從齒輪大國向齒輪強國轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期。齒輪工業(yè)包括三個方面:工業(yè)齒輪、車輛齒輪和齒輪設備制造。齒輪動力的標志不僅包括齒輪技術(shù)和齒輪質(zhì)量,還包括齒輪制造設備的世界水平。在我國從齒輪大國向齒輪強國轉(zhuǎn)型的過程中,齒輪制造裝備水平的提高處于關(guān)鍵地位。
差距就是動力。
齒輪的加工可以采用從銑削、齒輪滾動、插齒機到齒形磨削等多種技術(shù)。因此,我們可以從技術(shù)的角度分析我國齒輪加工技術(shù)和設備的現(xiàn)狀,以及與國外的差距。
機器床:
銑床齒輪銑床由于效率低,很少用于中小模數(shù)圓柱齒輪的加工,但在大型圓柱齒輪的加工中,特別是在內(nèi)齒圈的加工中得到了廣泛的應用。由于超大型齒輪數(shù)量少,所以銑削是主要的加工方式。在中國有許多生產(chǎn)這種機床的企業(yè)。目前,我國齒輪銑床與國外的差距相對較小。
齒輪滾輪。齒輪滾子是圓柱齒輪加工的主要手段,適用于粗加工和半精密加工,適用于各種直、斜齒輪的加工。大型內(nèi)齒圈的加工也顯示出良好的應用前景。目前,國內(nèi)高速齒輪滾子與大型齒輪滾子與國外齒輪滾子之間存在很大差距,但10米以上的超大型齒輪滾子在我國已達到世界水平。
插齒機。其效率低于齒輪滾子,主要用于內(nèi)齒圈、雙齒輪或多齒輪的加工。目前,我國的插齒機水平與世界水平大不相同。
齒輪磨床。模壓磨削和蝸桿砂輪磨削是加工中模數(shù)齒輪的主要方式,成形磨削齒是大型圓柱齒輪精加工的主要形式,雖然已經(jīng)出現(xiàn)了1.2米蝸輪磨齒機。現(xiàn)代數(shù)控齒輪磨床實現(xiàn)了齒面的任意三維拓撲修改.國內(nèi)大型齒輪磨床市場幾乎被Hofler、Niles、Gleason等國際企業(yè)所占領(lǐng).目前,國內(nèi)中模齒輪磨床與國外差距不大,但大型齒輪磨床的水平與國外相差很大。
刀具:
齒輪工具包含三個要素:幾何設計,材料和涂層。一般來說,國內(nèi)的齒輪刀具企業(yè)在刀具的宏觀設計方面仍然很好,但在具體設計方面,國內(nèi)的刀具企業(yè)和國外的刀具企業(yè)在形狀修改等方面還存在很大的差距。涂層是影響刀具壽命的關(guān)鍵因素,大多數(shù)齒輪刀具涂層設備仍依賴進口。此外,為了達到世界水平的齒輪工具,還需要在創(chuàng)新方面做出更多的努力。
測量儀器:
國外:基于電子開發(fā)方法的中小模數(shù)齒輪測量技術(shù)已經(jīng)成熟,典型的數(shù)控齒輪測量中心得到了廣泛的應用,第三階段測量精度穩(wěn)定,部分項目可達到二級,常用大型齒輪測量中心和坐標測量機,被測齒輪直徑已達6m。在齒輪機床上集成的齒輪在機測量系統(tǒng)已成為機床(特別是大型齒輪磨床)的組成部分,齒輪生產(chǎn)線上的齒輪快速分揀測量機和機械手自動裝卸已成為車輛齒輪現(xiàn)場測量的主導設備。
在我國,中模數(shù)齒輪測量中心相對成熟,測量精度穩(wěn)定在四級,部分測量項目可達三級;大齒輪測量中心中被測齒輪直徑為2米;綜合測量系統(tǒng)正處于研發(fā)階段;與汽車齒輪生產(chǎn)線配套的齒輪快速分選機已投入生產(chǎn)。我國原有的齒輪積分誤差測量儀近20年來一直沒有得到發(fā)展,其傳統(tǒng)的應用市場也在不斷萎縮。沒有齒輪測量的坐標測量機,小模數(shù)齒輪測量儀器和大型齒輪測量儀器幾乎都是進口的。
微小齒輪和超大齒輪(直徑大于6m)的測量是目前國內(nèi)外正在探討的一個技術(shù)問題。大齒輪傳動是一個世界性的問題。
智能裝備強齒輪行業(yè)就強。
目前,我國齒輪加工設備在外觀造型、規(guī)格參數(shù)、主要功能等方面取得了很大進展,并成功地解決了從無到有的難題,特別是科技重點工程(數(shù)控機床和基礎制造設備)支持齒輪制造設備,縮小了我國部分齒輪設備水平與世界產(chǎn)品水平的差距。然而,我國齒輪制造設備還存在一些空白,現(xiàn)有設備在可靠性、穩(wěn)定性、精度保持、加工效率、智能化水平等方面仍存在較大差距。為了終達到國際水平,有必要在多個層面進行系統(tǒng)的工藝研究和技術(shù)創(chuàng)新。
針對目前齒輪產(chǎn)品制造中存在的差距和對關(guān)鍵加工設備的需求,在我國齒輪工程技術(shù)路線圖中列出了齒輪加工關(guān)鍵工藝設備的發(fā)展目標。
研制了高精度、率、大型數(shù)控圓柱齒輪磨床和錐齒輪磨床,改變了我國大中型齒輪磨床依賴進口的局面。研制了干式齒輪滾子和硬齒面齒輪滾子,研制了大型錐齒輪銑床等專用銑齒機。
開發(fā)齒輪滾刀,開發(fā)刀具涂層材料和工藝,擴大硬質(zhì)合金和CBN刀具的應用范圍,開發(fā)出材料去除率高、壽命長、修整頻率低的砂輪。
開發(fā)數(shù)控感應淬火機床,開發(fā)新型智能、、低耗、環(huán)保齒輪滲碳、滲氮等熱處理設備。
開發(fā)了基于激光跟蹤測量技術(shù)和室內(nèi)激光雷達技術(shù)的超大型齒輪原位測量系統(tǒng),研制了基于光纖探針的微型齒輪測量機,并研制了與齒輪生產(chǎn)線配套的齒輪快速分揀測量機。
上下合作促進發(fā)展
通過今后的艱苦努力,突破高端產(chǎn)品技術(shù),使齒輪產(chǎn)品質(zhì)量達到國際水平,完成齒輪制造大國向齒輪強國的轉(zhuǎn)變,使我國成為世界齒輪產(chǎn)品出口大國,是我國齒輪工業(yè)的戰(zhàn)略任務。
為了完成這項艱巨的任務,我們需要政府、行業(yè)和企業(yè)的支持和努力,也需要齒輪行業(yè)、企業(yè)自身繼續(xù)自主創(chuàng)新。具體而言,它包括以下方面:
應倡導政治、工業(yè)、大學、科研與聯(lián)合研究相結(jié)合的合作創(chuàng)新模式,建立產(chǎn)學研聯(lián)盟。在市場經(jīng)濟條件下,我國齒輪工業(yè)應形成基礎研究、產(chǎn)品開發(fā)、工藝裝備開發(fā)體系。
加快制定齒輪標準,形成系統(tǒng)。
建立齒輪行業(yè)通用技術(shù)服務平臺,加快新技術(shù)、新技術(shù)、標準的推廣和應用,提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力。
建立齒輪產(chǎn)品測試和可靠平臺。
實施戰(zhàn)略。這不僅是樹立企業(yè)形象的重要手段,也是中國齒輪工業(yè)走向世界的必走之路。
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