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【齿轮传动网】浅谈国内延伸外摆线等高齿的发展现状

时间:2016-05-06

等高齿的应用现状

汽车驱动桥作为汽车的重要传动部件,直接决定着整车的承载能力和舒适度。随着我国汽车发展的整体格局及市场需求变化的趋势,国内各大汽车厂商对驱动桥也提出了更高的要求,螺旋锥齿轮作为汽车驱动桥最重要的零件,它的技术和质量水平直接影响了汽车的噪声、平稳性及使用寿命。

目前汽车驱动桥螺旋锥齿轮的设计主要有圆弧渐缩齿(即收缩齿)和延伸外摆线等高齿(即等高齿)两种齿制。很长时间,收缩齿在世界范围内以绝对优势占领着市场,但格里森和奥立康公司推出六轴数控铣齿机床后市场格局开始发生变化。因其使得等高齿的设计计算和加工调整得到了很大的简化,同时接触区的调整也更加简单和快捷,因此,等高齿在汽车行业的应用越来越广泛。目前等高齿被国外戴姆勒克莱斯勒、宝马、美国车桥、美国阿文美驰、丰田、本田等汽车行业工厂广泛应用。

在国内,早期由于受限于等高齿加工相关技术和铣齿机床只能加工收缩齿的情况,对等高齿的应用并不广泛。但是近几年,等高齿越来越得到国内齿轮生产厂商和主机生产商的认可,等高齿在轿车、卡车、客车等各类驱动桥中的应用越来越广泛。这一方面得益于对格里森和克林贝格铣齿设备的大量引进,另一方面国内机床企业对技术难题的攻克以及国内铣齿机床技术的升级也直接促进了等高齿应用的发展。国内市场对等高齿的认可度也越来越高,当下等高齿已经成为行业技术升级的新热点。



等高齿的特点及加工技术

由于等高齿是采用端面滚切法进行加工,因而它有着更好的运用性和抗冲击载荷能力,更能满足于汽车驱动桥大转速、大速比、低噪音、高平稳性的要求。另外,同型号的等高齿与收缩齿相比,等高齿小轮弯曲强度可提高10%以上,大轮弯曲强度可提高14%以上,接触疲劳寿命可提高30%,大大提高了齿轮的使用寿命。

尽管等高齿有着不可取代的优势,但是它在加工时,其接触区敏感性太高,在相关件加工精度和装配精度无法保证的情况下,需要反复调整。目前国际上比较先进的等高齿计算与分析软件有格里森的CAGE4 Win Software和克林贝格Kimos软件。在国内很长一段时间内,等高齿调整计算分析软件的缺位一直是国内等高齿完全实现自主加工生产的硬伤。直至近几年国内才开始出现相关的计算分析软件,其中中大创远的CY-DesignH等高齿设计计算分析软件有着里程碑式的意义,它的腾空出世打破了国内等高齿生产设备一直被国外厂家垄断的局面。利用CY-DesignH等高齿设计计算分析软件只需要输入相关的参数即可实现齿轮的设计,通过Ease off对齿长和齿高方向接触区位置和鼓形量等进行调整,同时通过对一些给定参数的修正,即可加工出与设计完全一致的产品。


 中大创远CY-DesignH软件输入参数可实现齿轮设计和加工


之后,中大创远对该技术进行了反复验证并进行了推广,成功实现了等高齿的产业化,目前,中大创远的客户正在逐步增多。中大创远也是目前国内首家掌握螺旋锥齿轮成套技术解决方案的企业。

 

等高齿的加工制造

延伸外摆线等高齿采用两刀法加工,大轮和小轮两个侧面都是用一把刀同时加工,加工时采用两台机床为一组,一对齿轮仅需两次装卸,加工时间短,生产效率高,劳动强度低,这也是它得以越来越广泛应用的原因所在。


中大创远等高齿生产线配置


对等高齿进行加工,切齿加工→齿形误差测量→误差反调修正→再次切齿的闭环制造模式必不可少。这对于格里森和克林贝格来说,拥有生产全套螺旋锥齿轮数字化闭环系统不是难事,但在很长一段时间内这对国内机床企业来说是一道不能逾越的鸿沟。经过多年的探索和发展,才也有了能与国际品牌一比高下的能力,以中大创远为例,他的等高线闭环生产系统建立了齿轮设计、刀具、加工、分析的数据库,保证了实际加工齿面与理论设计齿面的基本一致,大大降低了生产成本,提高了生产效率,对于汽车齿轮行业大批量生产具有较高的实用价值。

发展至今,中大创远对于等高齿的加工采用国际最先进的干切削技术,典型产品有YKA2260、CY35C,其中YKA2260于2011年开始推向市场,该设备加工效率比上一代产品提高4-5倍,同时也是是一种高效、清洁、安全环保的切削技术。该设备也是我国首台拥有自主知识产权的螺旋锥齿轮干切机床,是目前国内加工效率最快,加工精度最高、能耗最低、性价比最好的高端螺旋锥齿轮数字化制造装备。之前,国际上能提供该设备的厂商仅有格里森和克林贝格。

 

等高齿的发展方向

目前国内等高齿的技术水平和加工设备已接近西方国家的先进水平,加工齿轮的主要性能参数已经达到甚至超越国际水平,而产品价格和维护价格远远低于国外品牌,虽然在制造工艺和测量技术还有一定的差距,但是通过持续的技术改造、加快对新工艺、新技术的研究和推广、及时有效的服务与反馈、高附加值的技术体验,为齿轮加工行业客户带来了新的高性价比加工方案,也为实现由齿轮生产大国向齿轮强国的跨越带来了新的机遇和发展空间。


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