1. 產(chǎn)品亮點
湖南中大創(chuàng)遠數(shù)控裝備有限公司研發(fā)的CY15C小模數(shù)螺旋錐齒輪干切機，是六軸六聯(lián)動干切全功能型機床，可高剛度、高精度、高效率加工延伸外擺線等高齒和圓弧收縮齒的各種螺旋錐齒輪和準雙曲面齒輪。
在機床正常加工條件下，銑齒精度達到GB/T11365-1989錐齒輪和準雙曲面齒輪精度標準規(guī)定的5級精度，齒面粗糙度達到Ra1.6。
2. 產(chǎn)品結(jié)構及技術特點
為達到小模數(shù)螺旋錐齒輪的高速干式切削要求，實現(xiàn)高精密復合型六軸六聯(lián)動技術，完成端面銑削、端面滾削、精加工等全功能加工，對機床的總體設計及布局都提出了多方面的要求，機床除要具有高性能的靜剛度、動剛度、熱剛度、隔熱性能，要具有良好的排屑系統(tǒng)和吸塵系統(tǒng)外，還要具有高性能的運動精度和響應速度。
該產(chǎn)品是一種高穩(wěn)定性的臥式錐齒輪切齒機，圍繞產(chǎn)品研發(fā)了帶熱變形動態(tài)補償功能的大扭矩精密電主軸及多自由度精密靜壓回轉(zhuǎn)機構；對機床進行熱隔離設計，開發(fā)了鐵屑快速排出系統(tǒng)；發(fā)展了多軸電子齒輪箱技術。可用于加工圓弧齒螺旋錐齒輪和擺線齒螺旋錐齒輪，解決了干切機床復雜曲面快速切削成形及齒面質(zhì)量精確控制等難題，其加工精度、效率及機床可靠性等指標處于國際領先行列。
客戶驗證使用認為，機床性能參數(shù)及加工效率可以媲美國外同類產(chǎn)品。主要技術參數(shù)：銑刀盤規(guī)格Φ（1-4）＂，R（18-51）mm；最大傳動比99：1；最大端面模數(shù)4mm；齒數(shù)1-200；最大直徑150mm；刀具主軸刀盤定心圓錐 大端直徑及錐度Φ25.4mm / 1：12；主機外形尺寸（含防護）（L×W×H）3000×2780×2460mm；機床總功率36kW；凈重約9900kg。
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3. 圍繞該產(chǎn)品所開展的技術創(chuàng)新工作
為完成小模數(shù)螺旋錐齒輪機床的設計、制造及加工，掌握數(shù)控小模數(shù)螺旋錐齒輪銑齒機主機系統(tǒng)、關鍵功能部件、加工工藝、專用加工軟件包等核心設計及制造技術，開展了以下研究工作。
復合型六軸六聯(lián)動控制系統(tǒng)的理論研究：擺線齒錐齒輪及準雙曲面齒輪加工是一種復雜曲面的成形，需要對擺線齒錐齒輪及準雙曲面齒輪理論深度研究，對空間六個自由度的復合運動進行了深入研究，該項理論研究是干切應用的首要關鍵技術。
小模數(shù)螺旋錐齒輪干切機床研究：在高速干式切削加工中，由于切削過程缺少切削液的潤滑、冷卻、排屑等作用，切削速度大大高于濕切狀態(tài)。但機床需具有良好排屑性能也是干切應用的關鍵技術之一。高速干式切削加工，常用連續(xù)滾切法，刀具線速度高，進給快，對機床動態(tài)性能、主軸精度、剛度、密封性能等都有較高的要求。在產(chǎn)品設計開發(fā)過程中，以切削力、熱、運動特征參量為基礎，研究小模數(shù)螺旋錐齒輪機床運動功能方案，創(chuàng)成機床布局形態(tài)方案及結(jié)構；模塊化機床結(jié)構并基于靜、動態(tài)力特性、熱特性進行局域優(yōu)化；在整體幾何與物理建模的基礎上，研究機床幾何、物理參量影響砂輪、工件主軸力熱動態(tài)特性的相關規(guī)律，并全局優(yōu)化機床力熱動態(tài)特性；虛擬仿真機床的裝配過程，優(yōu)化設計裝配工藝和路徑。研究開發(fā)了小模數(shù)螺旋錐齒輪干切及刮齒數(shù)控機床小模數(shù)螺旋錐齒輪加工控制軟件：研究小模數(shù)螺旋錐齒輪數(shù)控加工齒面創(chuàng)成原理，推導加工計算方法；提出新的六軸控制數(shù)學模型及專用控制軟件，能保證全齒面的重合，且可實現(xiàn)對弧齒錐齒輪的端面銑削和擺線齒錐齒輪端面滾切加工，發(fā)明了CY15C全數(shù)控六軸六聯(lián)動螺旋錐齒輪干切機床加工軟件。并根據(jù)齒輪副的相對安裝位置，進行齒面接觸分析，計算齒輪副的傳動誤差，分析齒輪副對安裝誤差的敏感性；開發(fā)出小模數(shù)螺旋錐齒輪加工計算、接觸分析相應的軟件模塊。
小模數(shù)螺旋錐齒輪加工方法研究：針對現(xiàn)有小模數(shù)螺旋錐齒輪技術的現(xiàn)狀，提出小模數(shù)螺旋錐齒輪加工以全工序為主、等高齒為輔的技術路線，開辟高端小模數(shù)螺旋錐齒輪技術路線。研究開發(fā)大數(shù)比螺旋錐齒輪，解決大數(shù)比螺旋錐齒輪暫時不能加工的問題。
小模數(shù)螺旋錐齒輪干切工藝研究：研究小模數(shù)螺旋錐齒輪熱前干切工藝，以模數(shù)1.53的產(chǎn)品為例，等高齒大輪效率34s，等高齒小輪效率29s，收縮齒大輪效率51s，收縮齒小輪效率45s，進行批量切削驗證時，產(chǎn)品精度穩(wěn)定DIN5級，加工效率和精度均達到甚至超過國外同等機床水平。研究熱后刮削工藝，熱后通過刮削來代替磨削，避開磨齒所帶來的精度不穩(wěn)定問題。
4. 產(chǎn)品應用效果及產(chǎn)業(yè)化前景
目前，CY15C螺旋錐齒輪小模數(shù)干切機主要應用于小型減速機、電動工具、無人機等相關領域。某用戶用該設備加工小模數(shù)準雙齒輪，認為加工效率較開齒較高，解決了現(xiàn)在開齒效率低、成本高、切深難以控制的問題。隨著國家節(jié)能減排、綠色制造產(chǎn)業(yè)政策的深入推進，以及未來產(chǎn)品電動化、智能化的發(fā)展趨勢，小模數(shù)高精高效齒輪將會應用到更多行業(yè)，如紡織機械、印刷機械等，具有廣闊前景。
