提升装备水平--加速推进中国走向齿轮强国
发布时间:2013-07-23 新闻来源:机经网
近几年来,重点行业和重点提升装备水平 加速推进中国走向齿轮强国建设工程,如发电、矿山机械、高速机车、大型工程机械、大型船舶、钻井平台及火箭发射等对重大装备的需求越来越多,对与之配套的大型齿轮及其齿轮箱提出了许多新要求,而能否满足这些大型齿轮的严苛要求主要取决于大型齿轮切削机床、刀具及测量仪器等设备的性能。目前,我国齿轮行业还不能完全满足重点行业和重点工程的配套要求,这些大型齿轮及齿轮箱的制造已经成为制约我国一系列重大装备研制的瓶颈问题。
“十二五”期间,大型齿轮及传动装置被列为发展重点,大型齿轮的加工技术将得到快速的提高和发展。那么,大型齿轮加工的现状如何,大型齿轮加工技术的迅速发展对机床、刀具以及测试仪器等配套装备有什么样的需求呢?下面是我国齿轮行业的知名专家、北京工业大学教授石照耀博士针对这些问题做的一些分析。
齿轮加工技术的发展
石教授首先从齿轮的三要素(齿廓曲线、材料和加工方法)讲解了齿轮技术的发展历程。经过3000多年的演变,齿轮齿廓形状从直线发展到现在以渐开线占主导地位的复杂曲线;齿轮材料从原始的木料发展到现在以钢材占主导地位的各类高性能材料;加工方法也从手工制作、铸造发展到现在以金属切削加工占主导地位的高效加工,每一个要素的变化都体现了齿轮技术的进步和发展,使得齿轮的性能大大增强。
虽说齿轮历史悠久,但真正意义上的齿轮技术始于19世纪,理论上认清了渐开线的优越性后,硬质钢制刀具的出现让历经千年的铸造齿轮成为历史,从而奠定了现代齿轮加工技术的基础;19世纪后叶,基于展成原理的滚齿机和插齿机的发明,解决了大批量生产高精度齿轮的问题,满足了汽车的发展对齿轮的巨大需求。过去100多年,材料与制造技术是齿轮技术快速发展的主要驱动力。
我国齿轮行业经历了20多年的快速发展,头10多年得益于车辆齿轮的发展,这几年源于以风电齿轮为主的工业齿轮的发展。据中国齿轮行业协会统计,2000年全行业产值为240亿元,2008年为1020亿元,年均增长率为20%,2011年全行业产值达到1600多亿元。我国已经成为齿轮生产大国,但却不是齿轮强国,齿轮行业的总体技术水平仅相当于发达国家20世纪90年代后期水平。
差距就是动力
大型齿轮的加工可以采用从铣削、滚齿到磨齿的多种工艺技术。石教授从各种工艺角度详细分析了目前我国大型齿轮加工技术及装备的现状,以及与国外的差距。
1. 机床
(1) 铣削机床:齿轮铣床因其效率低在中小模数圆柱齿轮加工中很少使用,但在大型圆柱齿轮加工中得到一定应用,特别是内齿圈的加工。特大型齿轮因数量少,铣削加工是主要方式。国内有多家企业生产这类机床。目前,国内使用的齿轮铣床跟国外的差距相对较小。
(2)滚齿机:滚齿是大型圆柱齿轮加工的主要手段,用于粗加工和半精加工,适用于加工各种直、斜齿轮等。大型内齿圈的滚齿加工也展现出较好的前景。目前国产大型滚齿机与国外先进滚齿机差距较大,但十几米的特大型滚齿机我国已具有世界水平。
(3)插齿机:其效率比滚齿机低,主要用作内齿圈、双联或多联齿轮的加工。目前国产插齿机水平与世界先进水平差距较大。
(4)磨齿机:成型磨齿是大型圆柱齿轮精加工的主要形式,虽然f 1.2m的蜗杆砂轮磨齿机已经出现。现代数控磨齿机能实现齿面的任意三维拓扑修形。国内大型磨齿机市场几乎让Hofler、Niles、Gleason等国际着名公司全面占领了。目前国产大型磨齿机的水平与国外的差距甚大。
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