一、概況

　　據(jù)筆者粗略統(tǒng)計，有25家境內(nèi)、5家境外齒輪機床制造企業(yè)參展CCMT2024，共展出70余臺齒輪加工機床，主要展商有重慶機床(集團)有限責任公司、秦川機床工具集團股份公司、南京二機齒輪機床有限公司、宜昌長機科技有限責任公司、四川普什寧江機床有限公司、南京工大數(shù)控科技有限公司、浙江陀曼智能科技股份有限公司、江蘇創(chuàng)良智能數(shù)控科技有限公司、中山邁雷特數(shù)控技術(shù)有限公司、湖北恒澤智能裝備有限公司、普發(fā)特(蘇州)機床有限公司、南京康尼精密機械有限公司、上海星合機電有限公司、湖南中大創(chuàng)遠數(shù)控裝備有限公司、浙江勞倫斯機床有限公司、浙江日創(chuàng)機電科技有限公司、浙江振興阿祥集團有限公司、福清市永裕來齒輪有限公司、無錫泰諾工具有限公司、東莞市耐固智能裝備有限公司、寶雞虢西磨棱機制造有限公司、桂林市桂北機器有限責任公司、蘇州哈勒智能裝備有限公司、蘇州邁萃斯股份有限公司、寧波永博機械制造有限公司、KAPP(卡帕)、LIEBHERR(利勃海爾)、NIDEC(尼得科)、HAMAI(浜井)、ISNT(愛思恩梯)等。

　　展品有臥式滾齒機、立式滾齒機、臥式成形砂輪磨齒機、立式成形砂輪磨齒機、立式蝸桿砂輪磨齒機、立式雙工作臺蝸桿砂輪磨齒機、車齒機、強力珩齒機、插齒機、滾齒-銑棱復(fù)合機床、滾齒-銑齒復(fù)合加工機床、齒輪倒棱機等。

　　二、未來發(fā)展趨勢與前沿技術(shù)分析

　　1. 從本屆展會看齒輪加工機床發(fā)展特點

　　(1)齒輪加工精度指標更加細化

　　以往機床展會上的齒輪加工機床精度多數(shù)僅標注能夠達到的參照標準級數(shù)，對于齒形形狀誤差ffα、齒形斜率誤差fHα、傅里葉主頻、倍頻和邊頻等細化精度指標大多沒有單獨注明。隨著新能源汽車的快速發(fā)展，齒輪在高轉(zhuǎn)速工況下的嚙合噪聲與振動問題受到重視，各大齒輪機床制造企業(yè)特別是國內(nèi)廠家，開始將自家產(chǎn)品的ffα、傅里葉頻率等指標作為產(chǎn)品特色進行特別標注，顯示所加工的齒輪能夠適應(yīng)高轉(zhuǎn)速工況，其主要體現(xiàn)在磨齒機床上。

　　(2)齒輪加工效率進一步提升

　　齒輪加工機床大多數(shù)采用電主軸，工作臺采用電機直驅(qū)方式，使得主軸轉(zhuǎn)速不斷提高，提升了齒輪加工效率。多頭滾削或磨削技術(shù)的應(yīng)用也使加工時間大大縮短。除了提升齒輪機床主軸轉(zhuǎn)速，也有采用雙工位結(jié)構(gòu)來縮短工件上下料和對刀時間，從而提高齒輪加工效率。例如，秦川機床YKS7225T2蝸桿砂輪磨齒機和中大創(chuàng)遠H30D蝸桿砂輪磨齒機均采用雙工位主軸結(jié)構(gòu)，可以縮短輔助加工時間至3s以內(nèi)。還有將不同的齒輪加工工藝復(fù)合在同一臺機床來提升齒輪加工效率的做法。

　　(3)綠色節(jié)能環(huán)保技術(shù)得到更多應(yīng)用

　　機床企業(yè)對設(shè)備綠色化重視程度越來越高，大部分的齒輪加工機床均有節(jié)能環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用，以利減少污染排放、提高能量效率、降低成本等，比如采用干式切削技術(shù)、環(huán)保材料床身、軟硬件節(jié)能技術(shù)等。其中，高速干式切削技術(shù)已廣泛應(yīng)用于滾齒加工工藝中。部分齒輪加工機床采用了環(huán)保材料制造床身，而能量回收技術(shù)、自動啟停技術(shù)、油霧分離技術(shù)、切削潤滑液控制技術(shù)等軟硬件節(jié)能技術(shù)也得到較多應(yīng)用。

　　(4)齒輪加工一體化整體解決方案

　　越來越多的齒輪機床制造企業(yè)，開始注重為客戶提供齒輪加工一體化整體解決方案，主要分為兩類。

　　第一類是齒輪制造-測量一體化生產(chǎn)線，主要是境外企業(yè)。他們除了制造齒輪加工機床本身，還通過研發(fā)、并購等途徑增添了齒輪分析與仿真系統(tǒng)、齒輪測量儀器、齒輪加工刀具等產(chǎn)品，并不斷完善企業(yè)自身的齒輪制造產(chǎn)業(yè)鏈。

　　第二類是自動化與柔性化齒輪加工生產(chǎn)線，主要是境內(nèi)企業(yè)。通過直接打造包含多道齒輪加工工序、機器人、料倉等單元的齒輪加工生產(chǎn)線，為客戶提供整套的齒輪加工定制化服務(wù)。

　　2. 產(chǎn)品技術(shù)未來發(fā)展趨勢

　　趨勢1：復(fù)合化

　　復(fù)合化機床具備多種加工功能，可以在一臺機床上完成多種工藝的加工，滿足了市場對多元化、個性化產(chǎn)品的需求。復(fù)合化機床在結(jié)構(gòu)設(shè)計上更加優(yōu)化，整合了多種加工模塊和控制系統(tǒng)，通過高度集成化的設(shè)計，機床能夠?qū)崿F(xiàn)快速換刀、自動換夾等功能，提高了加工效率。

　　趨勢2：智能化

　　機床智能化發(fā)展涉及自主學(xué)習(xí)優(yōu)化、遠程維護、物聯(lián)網(wǎng)深度融合以及新技術(shù)應(yīng)用等多個方面，可以推動機床行業(yè)的智能化升級。目前大多齒輪加工機床具有機床運行狀態(tài)智能監(jiān)控功能，且擁有零編程人機界面，將齒面扭曲控制算法、誤差補償算法集成到人機界面中，用戶只需輸入齒輪參數(shù)和加工參數(shù)即可自動生成NC代碼，降低對機床操作人員的要求。

　　趨勢3：綠色化

　　機床綠色化涉及機床輕量化、清潔切削、機床節(jié)能技術(shù)等多個方面，是齒輪加工機床的重要發(fā)展趨勢，目前參展企業(yè)的綠色節(jié)能環(huán)保意識和相關(guān)技術(shù)應(yīng)用普遍加強。

　　三、部分齒輪機床展品簡析

　　1. 臥式數(shù)控滾齒機

　　小規(guī)格臥式滾齒機的布局是工作臺、頂尖軸均由電機直接驅(qū)動，如寧江YK3603IV和耐固N40。傳統(tǒng)臥式數(shù)控滾齒機具有兩種布局形式，各直線軸基本采用滾柱直線導(dǎo)軌或電機直聯(lián)絲杠驅(qū)動，滾刀箱有主軸電機直接驅(qū)動或伺服電機直聯(lián)驅(qū)動，工作臺有電機直接驅(qū)動或齒輪傳動兩種形式。

　　筆者注意到，本次展會有9臺臥式數(shù)控滾齒機參展，如寧江YK3603IV、耐固N40-8AXIS，工作臺和頂尖座均有動力(C軸、C1軸)及軸向運動(Z軸、Z1軸)，比較適合鐘表齒輪的加工。

　　目前人形機器人的涌現(xiàn)將帶動全球機器人行業(yè)迎來高速發(fā)展期，未來有望帶來對加工小模數(shù)行星齒輪的高效滾齒機和高效高精密磨齒機的巨大市場需求。

　　2.立式數(shù)控滾齒機

　　立式滾齒機主要布局形式方面，中小規(guī)格滾齒機滾刀箱、工作臺主要采用電機直接驅(qū)動，各直線軸采取伺服電機直聯(lián)絲杠驅(qū)動，導(dǎo)軌采用滾柱直線導(dǎo)軌。中大規(guī)格滾齒機直線軸多采用鑲鋼導(dǎo)軌及滾動導(dǎo)軌塊，滾刀箱采用齒輪傳動，工作臺會根據(jù)機床加工直徑的大小有力矩電機直接驅(qū)動、齒輪傳動、雙蝸桿蝸輪傳動、雙電機齒輪傳動等多種選項。

　　本次展會上，筆者看到有15臺立式數(shù)控滾齒機，競爭激烈。機床加工直徑在150-1600mm范圍內(nèi)均有展品，且各家機床結(jié)構(gòu)布局較為相似。其中小規(guī)格機床基本采用全直驅(qū)傳動，中等規(guī)格機床滾刀箱采用齒輪傳動、工作臺采用直驅(qū)傳動的較多，如南京工大展出的大型滾齒機滾刀箱靜壓采用海浮樂的薄膜反饋元件。

　　3.磨齒機

　　本次展會也有15臺臥式成形磨齒機參展，尤以康尼精機、上海星合展出的規(guī)格品種較多。展出了12臺蝸桿砂輪磨齒機，中大創(chuàng)遠是首次展出實物，雙工位，標稱齒輪齒形齒向形狀誤差在0.0015mm以內(nèi)，傅里葉主頻倍頻<0.3，邊頻<0.05以內(nèi)，完全滿足新能源汽車對齒輪精度的要求。

　　4.車齒機

　　從本次展會展出的境內(nèi)車齒機數(shù)量可以看出，此類機床已趨于成熟，并在逐步替代插齒機，與進口車齒機同臺競技。展品的車齒機規(guī)格集中在150-500加工范圍之間。車齒機均為立式結(jié)構(gòu)，刀具主軸和工件主軸均采用直驅(qū)技術(shù)，重慶機床、邁雷特、日創(chuàng)、勞倫斯采用自制的電主軸，長機科技和南京二機均外購SPL電主軸。各家車齒機的主軸接口均為HSK系列接口，均有自主開發(fā)的人機界面和可配置的刀庫功能、對齒功能和對刀功能，長機科技能夠進行量產(chǎn)和批量銷售。