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【齒輪傳動網】淺談國內延伸外擺線等高齒的發展現狀

時間:2016/05/06

等高齒的應用現狀

汽車驅動橋作為汽車的重要傳動部件,直接決定著整車的承載能力和舒適度。隨著我國汽車發展的整體格局及市場需求變化的趨勢,國內各大汽車廠商對驅動橋也提出了更高的要求,螺旋錐齒輪作為汽車驅動橋最重要的零件,它的技術和質量水平直接影響了汽車的噪聲、平穩性及使用壽命。

目前汽車驅動橋螺旋錐齒輪的設計主要有圓弧漸縮齒(即收縮齒)和延伸外擺線等高齒(即等高齒)兩種齒制。很長時間,收縮齒在世界范圍內以絕對優勢占領著市場,但格里森和奧立康公司推出六軸數控銑齒機床后市場格局開始發生變化。因其使得等高齒的設計計算和加工調整得到了很大的簡化,同時接觸區的調整也更加簡單和快捷,因此,等高齒在汽車行業的應用越來越廣泛。目前等高齒被國外戴姆勒克萊斯勒、寶馬、美國車橋、美國阿文美馳、豐田、本田等汽車行業工廠廣泛應用。

在國內,早期由于受限于等高齒加工相關技術和銑齒機床只能加工收縮齒的情況,對等高齒的應用并不廣泛。但是近幾年,等高齒越來越得到國內齒輪生產廠商和主機生產商的認可,等高齒在轎車、卡車、客車等各類驅動橋中的應用越來越廣泛。這一方面得益于對格里森和克林貝格銑齒設備的大量引進,另一方面國內機床企業對技術難題的攻克以及國內銑齒機床技術的升級也直接促進了等高齒應用的發展。國內市場對等高齒的認可度也越來越高,當下等高齒已經成為行業技術升級的新熱點。



等高齒的特點及加工技術

由于等高齒是采用端面滾切法進行加工,因而它有著更好的運用性和抗沖擊載荷能力,更能滿足于汽車驅動橋大轉速、大速比、低噪音、高平穩性的要求。另外,同型號的等高齒與收縮齒相比,等高齒小輪彎曲強度可提高10%以上,大輪彎曲強度可提高14%以上,接觸疲勞壽命可提高30%,大大提高了齒輪的使用壽命。

盡管等高齒有著不可取代的優勢,但是它在加工時,其接觸區敏感性太高,在相關件加工精度和裝配精度無法保證的情況下,需要反復調整。目前國際上比較先進的等高齒計算與分析軟件有格里森的CAGE4 Win Software和克林貝格Kimos軟件。在國內很長一段時間內,等高齒調整計算分析軟件的缺位一直是國內等高齒完全實現自主加工生產的硬傷。直至近幾年國內才開始出現相關的計算分析軟件,其中中大創遠的CY-DesignH等高齒設計計算分析軟件有著里程碑式的意義,它的騰空出世打破了國內等高齒生產設備一直被國外廠家壟斷的局面。利用CY-DesignH等高齒設計計算分析軟件只需要輸入相關的參數即可實現齒輪的設計,通過Ease off對齒長和齒高方向接觸區位置和鼓形量等進行調整,同時通過對一些給定參數的修正,即可加工出與設計完全一致的產品。


 中大創遠CY-DesignH軟件輸入參數可實現齒輪設計和加工


之后,中大創遠對該技術進行了反復驗證并進行了推廣,成功實現了等高齒的產業化,目前,中大創遠的客戶正在逐步增多。中大創遠也是目前國內首家掌握螺旋錐齒輪成套技術解決方案的企業。

 

等高齒的加工制造

延伸外擺線等高齒采用兩刀法加工,大輪和小輪兩個側面都是用一把刀同時加工,加工時采用兩臺機床為一組,一對齒輪僅需兩次裝卸,加工時間短,生產效率高,勞動強度低,這也是它得以越來越廣泛應用的原因所在。


中大創遠等高齒生產線配置


對等高齒進行加工,切齒加工→齒形誤差測量→誤差反調修正→再次切齒的閉環制造模式必不可少。這對于格里森和克林貝格來說,擁有生產全套螺旋錐齒輪數字化閉環系統不是難事,但在很長一段時間內這對國內機床企業來說是一道不能逾越的鴻溝。經過多年的探索和發展,才也有了能與國際品牌一比高下的能力,以中大創遠為例,他的等高線閉環生產系統建立了齒輪設計、刀具、加工、分析的數據庫,保證了實際加工齒面與理論設計齒面的基本一致,大大降低了生產成本,提高了生產效率,對于汽車齒輪行業大批量生產具有較高的實用價值。

發展至今,中大創遠對于等高齒的加工采用國際最先進的干切削技術,典型產品有YKA2260、CY35C,其中YKA2260于2011年開始推向市場,該設備加工效率比上一代產品提高4-5倍,同時也是是一種高效、清潔、安全環保的切削技術。該設備也是我國首臺擁有自主知識產權的螺旋錐齒輪干切機床,是目前國內加工效率最快,加工精度最高、能耗最低、性價比最好的高端螺旋錐齒輪數字化制造裝備。之前,國際上能提供該設備的廠商僅有格里森和克林貝格。

 

等高齒的發展方向

目前國內等高齒的技術水平和加工設備已接近西方國家的先進水平,加工齒輪的主要性能參數已經達到甚至超越國際水平,而產品價格和維護價格遠遠低于國外品牌,雖然在制造工藝和測量技術還有一定的差距,但是通過持續的技術改造、加快對新工藝、新技術的研究和推廣、及時有效的服務與反饋、高附加值的技術體驗,為齒輪加工行業客戶帶來了新的高性價比加工方案,也為實現由齒輪生產大國向齒輪強國的跨越帶來了新的機遇和發展空間。


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