近日,国家数控专项办以[2012]036号函转发工业和信息化部《关于“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项2012年度立项课题的批复》,以陕西秦川机床工具集团有限公司为牵头单位组织的“高效高精度齿轮机床产品技术创新平台”项目获批。
“高效高精度齿轮机床产品技术创新平台”国家创新战略的实施,旨在通过“平台式”创新,形成示范基地、中试线、试验平台和基地、生产线等相关产业化及其各类指标,催生解决平台内部利益分配的更科学的体系,形成共建技术平台、共同凝练研究方向、共用平台资源、共享研究成果、共同打造科技成果转化产业链的合作研发和成果转化的运行机制。
“高效高精度齿轮机床产品技术创新平台”的内容包括以下主要方面:
●一个作用:充分发挥建设三大试验基地(关键技术研究、整机集成与性能优化和用户工艺)的作用。
●开展九项关键技术研究:包括齿轮加工新原理新工艺、齿轮机床设计制造与高速检测、控制技术与伺服优化、可靠性与精度保持性以及用户工艺等九大关键技术研究。针对战略产业对高速重载、长寿命、低噪音和高可靠性齿轮传动的需求,开展齿轮高效高精度加工装备和工艺研究等具体工作。
●研发四大新产品:磨削直径3500mm以上的数控成形砂轮磨齿机,最大磨削直径300mm的数控蜗杆砂轮磨齿机,最大磨削直径1500mm的复合数控磨齿机,切削直径3500mm以上的高精度数控滚齿机(蜗轮母机),满足我国船舶、汽车、机床、能源等行业的需要,引领产业升级与技术进步。
●建设创新基地:建立起不少于30人的专职研发团队,培养不少于20名中青年研发骨干及相关人才;建设齿轮机床产品设计、制造和检测创新基地,产品研发能力达到国际先进水平。
●创新目标:建设期内每年申请发明专利3项以上,4年共申请12项以上;形成不少于15项技术规范;到2015年,产品技术水平全面达到国际先进水平,主导国内市场,并有一部分中高档产品进入国际市场。
延伸阅读:
齿轮传动系统作为海洋资源开发装备、大型船舶、高速机车、核电与风电、航空航天以及电动汽车等领域的基础部件,其性能与战略新兴产业的发展具有极其密切的关系。
众所周知,硬齿面齿轮可以大大提高齿面承载能力和抗胶合、磨损能力,使传动系统的功率密度和机械装备的工作速度大为提高。如高速线材轧机的轧制速度从过去的30m/s以下提高到90-120m/s,采用硬齿面齿轮传动使传动装置的体积大大地减少,可以降低制造成本。硬齿面齿轮制造中遇到的头等难题是热处理变形,特别是大直径齿轮,材料特性决定齿轮在热处理过程中会不可避免地发生变形,齿轮工业界经多年艰苦努力,仍然无法解决这一重大问题。当前大多数场合要求齿轮精度在GB6级以上,如风电齿轮箱要求齿轮达到GB5级,电动汽车齿轮减速器要求输入转速10000rpm以上和超过5级的加工精度。
在实际工况下,齿轮的承载能力和运动平稳性取决于相啮合齿面的接触状况,理论上完全精确的共轭齿面只有在空载或轻载条件下才能正确啮合。所有齿轮传动系统受载都会发生变形而使齿轮副产生错位,要使实际变工况载荷作用下的齿轮具有理想的接触和运转平稳性、低噪音,必须对齿轮修形。由于各类机械装备的工作状况不同,齿轮传动系统的结构布局不同,要求齿轮的修形也各不相同,且修形越来越复杂,修形量一般都是以微米为单位计量,为了达到修形改善齿轮性能的目的,对齿面形状精度必须提出更高的要求。
大量应用实践也已经证明,磨齿可以获得高强度、长寿命、低噪音的齿轮。如某汽车变速箱制造商采用秦川磨齿机代替剃齿后,变速箱的噪音降低10多分贝,另一家原为1.6L发动机设计的变速箱,以磨代剃后可直接应用于1.8L发动机。
综上所述,齿轮热处理后必须经过精加工才能发挥硬齿面的优越性能。磨齿工艺是唯一能达到上述三方面要求的齿轮精加工工艺,所以开发先进的磨齿装备和磨齿工艺对提高我国齿轮传动的整体水平显得十分紧迫。