在CIMT2023，有多家展商展出刮齒機(jī)，境內(nèi)廠家主要有：宜昌長(zhǎng)機(jī)科技有限責(zé)任公司(展品型號(hào)：YK8150);南京二機(jī)齒輪機(jī)床有限公司(展品型號(hào)：Y8130CNC);浙江勞倫斯齒輪有限公司(展品型號(hào)：Y8030);中山邁雷特智能裝備有限公司(展品型號(hào)：YK8026)。境外廠家主要有：日本卡希富基(展品型號(hào)：KPS30);唐津精密機(jī)床(展品型號(hào)：GSV-185刮齒/插齒一體機(jī))，其他齒輪廠家雖未現(xiàn)場(chǎng)展示機(jī)床但也有相關(guān)樣本資料。
本屆展會(huì)展出的刮齒機(jī)規(guī)格主要集中在中小型上，以小型居多，加工模數(shù)偏小，一般在4mm以?xún)?nèi)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)近十年的發(fā)展和推廣，刮齒技術(shù)越來(lái)越成熟，與傳統(tǒng)的齒輪加工裝備一樣被認(rèn)可和廣泛應(yīng)用，并在中小模數(shù)齒輪加工上優(yōu)勢(shì)明顯。觀看卡希富基KPS30刮齒展示工件樣本，工件參數(shù)：模數(shù)3mm，齒數(shù)52，全齒深6.75mm，硬度HB200，只用了三個(gè)循環(huán)189s就加工完成，第一刀和第二刀切深都是3mm，切削量非常大，而境內(nèi)機(jī)床一般沒(méi)有使用這么大的加工量，這對(duì)機(jī)床剛性提出了考驗(yàn)。
同時(shí)看到，很多5軸加工中心廠家也開(kāi)始進(jìn)入刮齒機(jī)行列，例如HELLER展出的HF系列臥式5軸加工中心，配備托盤(pán)交換裝置和高速快換刀庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)工件銑削和車(chē)削，還可以實(shí)現(xiàn)刮齒加工，現(xiàn)場(chǎng)展示刮齒工件模數(shù)為8，工件直徑206mm，精度可達(dá)到國(guó)標(biāo)6級(jí)，已經(jīng)不遜于專(zhuān)業(yè)刮齒機(jī)。很多柔性更高的多軸加工中心正在逐漸兼容制齒機(jī)床的功能，并隨著功能部件的剛性和精度提高，加工齒輪的精度和效率已經(jīng)可以媲美專(zhuān)業(yè)制齒機(jī)床。
HELLER的5軸加工中心刮齒工件
二、技術(shù)現(xiàn)狀
刮齒機(jī)的主要特點(diǎn)還是體現(xiàn)在高速、高效、高自動(dòng)化上。刀具轉(zhuǎn)速一般都在2500r/min左右，可以靈活地實(shí)現(xiàn)不同螺旋角內(nèi)外斜齒輪的加工，這些與傳統(tǒng)的滾、插、銑等加工方法相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，其加工效率也明顯高于滾齒、銑齒和插齒，基本上是插齒的3-6倍，還能夠解決傳統(tǒng)齒輪加工方式無(wú)法加工非貫通、無(wú)退刀槽內(nèi)齒的難題。通過(guò)使用超硬刀具，可以實(shí)現(xiàn)迄今為止較為困難的熱處理后內(nèi)齒輪的齒面精加工、齒向修形，采用ATC靈活運(yùn)用刮齒、插齒兩種加工方法，實(shí)現(xiàn)一次裝夾加工非通孔以及多段內(nèi)齒輪。
用戶(hù)對(duì)內(nèi)齒輪的硬齒面加工需求越來(lái)越多，目前傳統(tǒng)的硬齒面加工方式還是磨齒，但是相對(duì)來(lái)講加工成本太高，加工效率又較低。隨著刮齒工藝的發(fā)展和探索，為硬齒面加工提供了更多的可行方式：第一種是使用硬質(zhì)合金刮齒刀具，對(duì)開(kāi)槽熱處理后的齒輪進(jìn)行精加工;第二種是在刮齒機(jī)上使用珩磨砂輪代替刮齒刀具來(lái)進(jìn)行磨削。第一種方式宜昌長(zhǎng)機(jī)已經(jīng)在YK8150用戶(hù)試切體驗(yàn)中應(yīng)用，加工效果較好，用戶(hù)滿(mǎn)意。第二種方式目前只有德國(guó)DVS機(jī)床有實(shí)際的應(yīng)用案例，針對(duì)內(nèi)齒硬齒面加工在刮齒機(jī)上使用珩磨砂輪磨削。
總體感覺(jué)，在單臺(tái)機(jī)床的性能和技術(shù)參數(shù)上，境內(nèi)外差距不大。主要體現(xiàn)的差距依然是產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性。此外，在產(chǎn)品的迭代和新技術(shù)的應(yīng)用方面，境內(nèi)明顯落后，超前布局意識(shí)不及境外同行，始終處在一種跟隨狀態(tài)。
境內(nèi)外刮齒機(jī)參數(shù)對(duì)比
三、發(fā)展趨勢(shì)
和其他機(jī)床一樣，刮齒機(jī)未來(lái)的發(fā)展將主要體現(xiàn)在以下方面：
1.單一功能逐步走向復(fù)合。以齒輪加工為中心，集成齒輪加工技術(shù)，一臺(tái)機(jī)床完成多工序的生產(chǎn)理念將得到充分體現(xiàn)。
2.自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化。融入生成線，各設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通、共享，通過(guò)人工智能實(shí)現(xiàn)改善自動(dòng)化和智能化，在大數(shù)據(jù)的統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)下，為用戶(hù)提供更高效、更有價(jià)值的服務(wù)。
3.更加綠色、環(huán)保。面對(duì)消減二氧化碳排放量全球性的要求，未來(lái)刮齒機(jī)必須增強(qiáng)相關(guān)的綠色制造技術(shù)。如本次展會(huì)上日本大隈就率先開(kāi)發(fā)了熱親和概念及節(jié)能技術(shù)，利用綠色能源實(shí)現(xiàn)碳中和。
兩點(diǎn)感想：一是國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵功能部件有待提升，像刮齒機(jī)使用的高精度、高速主軸，力矩電機(jī)等大多依賴(lài)進(jìn)口，產(chǎn)品越是高端，依賴(lài)性就越強(qiáng);二是刮齒機(jī)使用的數(shù)控系統(tǒng)也幾乎全部使用境外系統(tǒng)。我國(guó)是制造大國(guó)，有足夠的市場(chǎng)環(huán)境去培育我們自己的關(guān)鍵功能部件和數(shù)控系統(tǒng)，我們要加強(qiáng)基礎(chǔ)共性技術(shù)研究，鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)關(guān)鍵功能部件和國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)。有應(yīng)用才有提高，產(chǎn)品不斷迭代才有改進(jìn)，否則，要依賴(lài)進(jìn)口部件才能產(chǎn)出的高端裝備不是我們希望的真正意義上的高端。