中國工業報：杭(háng)機轉向齒條數控強力成(chéng)形磨(mó)床(chuáng)助力汽(qì)車工業

今(jīn)年以來，杭州機床集團(tuán)公司(sī)的機床(chuáng)銷(xiāo)售形(xíng)勢較(jiào)好，其(qí)中前(qián)來訂購汽(qì)車轉(zhuǎn)向齒條成形磨床的用戶(hù)不少。汽(qì)車轉向(xiàng)齒條成(chéng)形(xíng)磨床是杭機(jī)的強勢(shì)産品，在該公司數(shù)控強(qiáng)力成形(xíng)磨床系列(liè)産品中，mkl7150x10汽車(chē)轉(zhuǎn)向齒(chǐ)條成形(xíng)磨床是(shì)最具(jù)有成長性(xìng)的并已(yǐ)批量提供給(gěi)用戶(hù)，在(zài)汽(qì)車零部件(jiàn)行業(yè)已有較(jiào)大影響的品種。

汽車轉(zhuǎn)向(xiàng)齒條是汽車(chē)齒條齒輪(lún)轉向(xiàng)系統(tǒng)中的關鍵(jiàn)件。齒(chǐ)條齒(chǐ)輪轉向系(xì)統是轎車、小型(xíng)貨車(chē)普遍(biàn)使用(yòng)的(de)一(yī)種轉向機構。當(dāng)轉動(dòng)汽車(chē)方向盤，轉(zhuǎn)向器齒輪轉動(dòng)，使與(yǔ)之齧合的(de)齒條(tiáo)沿着(zhe)軸向移動，通過(guò)齒條(tiáo)将方向盤旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成車(chē)輪傳(chuán)動所(suǒ)需要(yào)的線性運動，從(cóng)而使(shǐ)左右(yòu)橫拉杆帶(dài)動轉向節左右轉動，使轉(zhuǎn)向車輪(lún)實現偏(piān)轉而實(shí)現汽車轉向。在齒(chǐ)條齒(chǐ)輪轉向系(xì)統中(zhōng)，轉向(xiàng)齒條的精(jīng)度、齧合(hé)度(dù)高低(dī)非常重要，轉向(xiàng)系統是決定汽(qì)車主動安全性(xìng)的關(guān)鍵(jiàn)總成。轉向齒(chǐ)條精度差(chà)會造成轉向不靈敏、操縱不穩，需大(dà)幅轉動方向盤(pán)，不僅(jǐn)影響(xiǎng)汽車的操作宜(yí)人性，甚至會造成轉向系(xì)統故障而(ér)導緻事故(gù)。國際(jì)上，汽(qì)車生(shēng)産(chǎn)大廠曾出現(xiàn)由于轉(zhuǎn)向(xiàng)系統問題(tí)而召回的(de)事例。

汽車轉向(xiàng)齒條(tiáo)齒型部分的寬度一般爲(wèi)200mm左右，加(jiā)工(gōng)深度(dù)在5-10mm。長(zhǎng)期來，我國的汽(qì)車(chē)行業大(dà)多采(cǎi)用插削、銑削或拉削方法(fǎ)進行汽車轉向(xiàng)齒條齒型(xíng)的加工。從(cóng)這些(xiē)工藝(yì)的實際(jì)應(yīng)用來(lái)看(kàn)，插(chā)削、銑削的(de)精度(dù)精度較低，效率一(yī)般(bān)，而拉(lā)削的精(jīng)度稍好，效率也較高，但是這幾種加工(gōng)方式(shì)的精(jīng)度和效率(lǜ)都不及強(qiáng)力成形磨削，而(ér)且所(suǒ)使(shǐ)用的刀(dāo)具成本(běn)高(gāo)，加工(gōng)的柔(róu)性較差。國(guó)外，早在上(shàng)世紀的60、70年(nián)代起就廣(guǎng)泛應用了(le)強力(lì)成形磨(mó)削，德國(guó)斯來(lái)福(fú)臨(lín)集團旗下的blohm、maegerle公司都(dōu)有相應(yīng)的機床(chuáng)，如blohm公司的profimat mt、mc系列(liè)成形磨(mó)床和maegerle公(gōng)司的(de)mms、mgc系列(liè)磨床(chuáng)都能(néng)進行(háng)汽車(chē)轉向齒的成形(xíng)磨削(xuē)加工(gōng)。德國(guó)elb公司(sī)的micro-cut-a系列磨(mó)床系列也能進行轉向齒(chǐ)條的(de)成形(xíng)磨削。因爲(wèi)，在整(zhěng)體淬硬的(de)實(shí)體材料上直(zhí)接磨出全寬度(dù)齒型可以明顯(xiǎn)提高(gāo)加工質量(liàng)和生(shēng)産(chǎn)效(xiào)率。

2001年以(yǐ)來，杭州機床(chuáng)集團公司陸續(xù)開發出一批高(gāo)檔的數(shù)控(kòng)強力(lì)成形(xíng)磨床，如能(néng)加工航空(kōng)發動(dòng)機葉片(piàn)的(de)七軸(zhóu)五聯動數(shù)控的(de)mkl7150強力成(chéng)形磨、mkh450成(chéng)形磨削加工中(zhōng)心(xīn)等(děng)。這些機床(chuáng)分别用于磨(mó)削航空(kōng)發動(dòng)機精(jīng)密零件如葉冠、鎖片(piàn)槽等難切(qiē)削零件(jiàn)的(de)成形(xíng)，磨削(xuē)汽輪(lún)機(jī)的(de)葉片、轉子槽等(děng)，磨削精(jīng)密(mì)數控機床(chuáng)中(zhōng)的(de)鼠牙(yá)盤、船(chuán)舶(bó)工業中(zhōng)的葉輪型(xíng)面等，占領了(le)國(guó)内數(shù)控強力(lì)成(chéng)形磨(mó)床制造領(lǐng)域的(de)許多制高點，其(qí)中的(de)許多機(jī)床(chuáng)都是(shì)國(guó)内(nèi)首台(tái)套機(jī)床(chuáng)，打(dǎ)破了(le)工業發達(dá)國家(jiā)對(duì)我(wǒ)們(men)的限制(zhì)和壟斷。2004年以後，爲了更好地爲國内方(fāng)興未艾(ài)的汽車(chē)制(zhì)造工(gōng)業服務，該公司(sī)以汽車工業(yè)中(zhōng)加工批量(liàng)最大(dà)的轉(zhuǎn)向齒條爲(wèi)突破口(kǒu)，通(tōng)過深(shēn)入研(yán)究和試驗(yàn)，把該(gāi)機床系列(liè)中通用(yòng)性(xìng)較好的mkl7150×10數控(kòng)強(qiáng)力成(chéng)形磨(mó)床成功用(yòng)于(yú)汽車(chē)轉向齒(chǐ)條的成形磨削(xuē)加工。迄今爲止(zhǐ)，機床(chuáng)已批量提(tí)供給國内近10家(jiā)汽車(chē)零部件制(zhì)造企業(yè)，最(zuì)多的(de)一家(jiā)先後購置(zhì)了8台mkl7150數控(kòng)強力成形(xíng)磨床。據了解，機床總體的(de)使用情況(kuàng)都(dōu)較好，得(dé)到用(yòng)戶的(de)肯定和(hé)贊(zàn)許。mkl7150數(shù)控強力成(chéng)形磨(mó)床的結構先進(jìn)，技術成熟(shú)，擁有多項自主(zhǔ)知識(shí)産權(quán)。該機(jī)床的橫向(xiàng)導軌(guǐ)置于(yú)立柱(zhù)中部兩側(cè)，其結構在國内(nèi)較爲先(xiān)進(jìn)。x、y、z三軸(zhóu)導軌(guǐ)具有先進的結(jié)構性和工(gōng)藝性(xìng)，進給靈敏(mǐn)，加工精度高。機(jī)床采用(yòng)德(dé)國西門子802d/810d/840d數(shù)控(kòng)系統，對工作台(tái)縱向(xiàng)移動、磨頭垂直(zhí)進給(gěi)、立柱(zhù)橫向(xiàng)進給和(hé)砂(shā)輪軸電機進(jìn)行單獨(dú)控制或聯(lián)動。有(yǒu)線性插補和圓(yuán)弧插(chā)補等補償(cháng)功能(néng)，能實現自(zì)動磨削循環。機(jī)床可采用多種(zhǒng)成(chéng)形修整技術(shù)，如台(tái)面金剛滾(gǔn)輪修整(zhěng)、金(jīn)剛筆通過x、y兩軸聯動(dòng)修整或采用國(guó)際先進的盤形(xíng)修整技術，修整(zhěng)成形(xíng)精度高。機(jī)床縱(zòng)向(xiàng)有快速(sù)進給(gěi)功能(néng)，可實(shí)現普(pǔ)通(tōng)平(píng)磨的(de)往複式(shì)磨削。機(jī)床磨削區(qū)域采(cǎi)用全封閉式結(jié)構，同時(shí)貫徹強(qiáng)制性(xìng)安(ān)全标準(zhǔn)，采标(biāo)先進，操作宜人(rén)性好。

杭機(jī)集團在爲(wèi)用戶(hù)提供(gòng)加(jiā)工設備的(de)同時(shí)，還在深(shēn)入研(yán)究用戶工(gōng)藝後把可(kě)靠的先進工藝連同機床(chuáng)一起提供給(gěi)用戶。針(zhēn)對汽(qì)車轉向齒(chǐ)條磨削寬度在200mm、切深(shēn)在5-10mm，且(qiě)材(cái)料是淬(cuì)硬的實體的實(shí)際(jì)情況，機床的(de)磨頭(tóu)主軸(zhóu)電機(jī)功率高達(dá)77kw，砂輪(lún)的寬(kuān)度(dù)最(zuì)大可(kě)達240mm，是(shì)目(mù)前國内寬(kuān)度最大的。砂(shā)輪全寬度磨削切深(shēn)最大爲8mm，可實現高效(xiào)率的超寬(kuān)砂輪、超大(dà)功(gōng)率主軸(zhóu)大切(qiē)深強力成形磨(mó)削，掌握這項先(xiān)進技術的企業(yè)在國際上也爲(wèi)數(shù)不多。機(jī)床采(cǎi)用台式金剛滾輪修整(zhěng)器或者(zhě)采用(yòng)台式(shì)金剛(gāng)碟形(xíng)應(yīng)用y、z軸聯(lián)動實現(xiàn)成(chéng)形修整的(de)方法，在最(zuì)大厚度爲(wèi)240mm的砂(shā)輪上(shàng)修整出齒(chǐ)條齒形輪廓。機(jī)床采(cǎi)用緩進給(gěi)強力深切成形的方(fāng)式(shì)，在砂輪的全寬(kuān)度上磨(mó)削出(chū)整(zhěng)體(tǐ)的齒(chǐ)形。轉向(xiàng)齒(chǐ)條采(cǎi)用五工(gōng)位液壓(yā)夾具夾緊(jǐn)，一次(cì)裝夾(jiá)五件(jiàn)。機床(chuáng)的數(shù)控系(xì)統爲(wèi)西門子(zǐ)840d系統，在(zài)磨削過程中，除(chú)工件(jiàn)裝卸(xiè)外，均(jun1)可執行數控程序自(zì)動完成加(jiā)工，磨削工(gōng)作循環是(shì)“粗磨(mó)－修整(zhěng)砂輪－精磨(mó)”，工藝上采用(yòng)工件整(zhěng)體淬硬，垂直總(zǒng)進(jìn)給(gěi)量(liàng)6.5mm，直接磨(mó)出成形齒，單件(jiàn)加工(gōng)時間約爲(wèi)4分鍾。但(dàn)目前國内仍采用把熱(rè)處理作爲(wèi)末道工序(xù)的(de)工藝流(liú)程，在未淬火的(de)材料(liào)上磨出齒(chǐ)型，然(rán)後淬(cuì)硬。但國外有些廠家(jiā)已把磨削(xuē)優化(huà)爲末道工序，因(yīn)爲如果(guǒ)在整體淬硬(yìng)的實體材(cái)料(liào)上直接(jiē)磨出全寬(kuān)度(dù)齒型(xíng)可(kě)以明顯(xiǎn)提高加(jiā)工質(zhì)量(liàng)和生産(chǎn)效率。當然(rán)，各個生産廠根據自(zì)身的(de)設備、加(jiā)工批量、生産(chǎn)效率(lǜ)等因素(sù)采用不同的(de)加工工藝(yì)。如機床經(jīng)過荊(jīng)州恒隆等汽(qì)車零部件生産廠(chǎng)的實(shí)際生産驗(yàn)證，使用情況很(hěn)好。該(gāi)公司(sī)所購(gòu)置的(de)幾台(tái)mkl7150數控(kòng)強力成形磨床基本處于(yú)24小時(shí)連續(xù)工(gōng)作(zuò)的狀(zhuàng)态。現在，該公司爲了充分利(lì)用(yòng)原有的生(shēng)産設(shè)備，同(tóng)時(shí)節(jiē)約加(jiā)工費用，也爲了(le)進一(yī)步提(tí)高加(jiā)工效率，由(yóu)原來的粗磨(mó)、精磨分(fèn)兩刀進(jìn)行，改成在上磨床進行(háng)成形磨削之前(qián)，用銑(xǐ)床在(zài)工(gōng)件上先(xiān)銑出(chū)一個頂面，再上mkl7150數控強力成形磨床(chuáng)磨(mó)一(yī)刀就下料(liào)了，每台機床每天的産量(liàng)在1000件(jiàn)左右。mkl7150數控(kòng)強力(lì)成形磨床除了(le)用于上述(shù)汽車(chē)轉向齒(chǐ)條外，還可以用于(yú)汽車(chē)轉向搖臂軸扇(shàn)形齒(chǐ)的成(chéng)形磨削。

近年來，我國(guó)的汽車工業連(lián)續保持高速增(zēng)長的發(fā)展勢頭(tóu)，2009年全(quán)年的汽車(chē)産銷(xiāo)分(fèn)别(bié)達到1379.1萬輛和(hé)1364萬輛(liàng)，雙(shuāng)雙超(chāo)過1300萬(wàn)輛，成(chéng)爲名(míng)副其實的汽車(chē)産銷(xiāo)大國。到2020年，我國(guó)的汽(qì)車産量(liàng)将達到(dào)1800萬輛，國家(jiā)要求(qiú)，到時汽車(chē)制造(zào)業所需高端數(shù)控(kòng)機(jī)床要(yào)求80%來(lái)自國内，因此(cǐ)數(shù)控機(jī)床的發展(zhǎn)前景(jǐng)是很(hěn)好的。有關專家(jiā)認爲，今後10年是我國(guó)發展國産(chǎn)汽車裝備的最佳和最後戰略機遇期。我(wǒ)們應(yīng)該牢(láo)牢把握(wò)，爲汽車(chē)工業(yè)提供(gòng)更多(duō)的數控強(qiáng)力成(chéng)形磨(mó)床(chuáng)，努力拓(tuò)展成(chéng)形(xíng)磨床的(de)應用領域。同時(shí)，象汽車轉向(xiàng)齒(chǐ)條這類磨(mó)床在(zài)技術上(shàng)已成熟(shú)，國内(nèi)的汽車零部件廠(chǎng)都可以(yǐ)放心(xīn)地(dì)采用，而(ér)不必再進口昂(áng)貴的(de)機床。

來源(yuán)：2010年5月12日 中國工(gōng)業報