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宜昌长机机床万能插齿机
2025-08-06 10:26:03

宜昌长机科技有限责任公司(简称“宜昌长机”)是专注于齿轮加工机床研发与制造的国家重点骨干企业,现为国家高新技术企业、工信部“第一批制造业单项冠军培育企业”、国家专精特新“小巨人”企业,以及“湖北省隐形冠军示范企业”。近年来公司突破多项关键技术,如风电用高精度大齿宽内螺旋齿加工技术、机器人谐波减速机齿轮制造技术等,填补国内空白。

宜昌长机研制的YKW5165A数控万能插齿机获得中国机床工具工业协会2024年度自主创新十佳称号。

该机床是一种集高精度、高效率、高稳定性于一体的新一代自动化机床,是针对新能源汽车、工程机械、减速机和风电等制造业领域需求的高要求加工设备,可替代长期依靠进口的插齿机。

产品特点:

YKW5165A数控万能插齿机应用成熟的控制技术,具有电子螺旋导轨、独立伺服让刀、内外齿自动转换、大行程自动调整、刀架自动提拉、斜向让刀、刀具自动上停等功能。适合新能源汽车、工程机械、减速机和风电等制造业的大批量生产使用。

机床可实现七轴五联动。主运动和刀架体运动采用高转矩力矩电机双直驱,搭配西门子840D-sl数控系统,通过高同步动态控制技术的应用,实现机床电子螺旋导轨功能,可加工任意角度的螺旋齿轮;工作台采用主轴轴承支承,高精度蜗轮蜗杆副传动和主运动自动平衡机构,使工作台具有很高的动、静刚性,加工精度稳定可靠;独立的伺服让刀使机床内外齿转换更加方便。

技术创新点

企业在产品开发过程中通过对多个单元技术的研究与技术创新,形成了一个万能数控插齿机完整的精度保证体系,为获得高效、高精、高可靠性的齿轮加工提供基础保证,本机床具有以下技术创新点:

(1)刀架体采用静压技术,建立时变工况下油膜厚度调节控制模型,实现油膜厚度的精确调节(国内首创),提高了机床定位精度。刀具每分钟冲程数达2000次,切削线速度可达90m/min,实现高速冲程的要求;工作台承载能力提高1~2倍,回转定位精度5",重复定位精度3"。

(2)主轴采用静压轴承结构,以提高主运动旋转的承载能力;主轴采用力矩电机直驱结构,以提高主运动的旋转精度。

(3)工作台采用主轴轴承进行定位支撑,运动阻力小,旋转精度高,满足高精、高效的传动要求,改变了传统加工方式,实现大圆周小进给加工。

(4)电子螺旋导轨功能,突破机械结构设计、控制模型建立和工程化应用等一系列技术难题,实现任意螺旋角的斜齿轮加工,打破了国外技术垄断,成功应用自主技术。机床主运动和刀架体运动均采用高转矩力矩电机进行直驱,通过数控系统高同步动态控制技术实现电子螺旋导轨功能,可加工任意角度的螺旋齿轮,控制技术复杂,机床柔性化程度更高。

(5)机床独立伺服让刀功能与主运动进行联动,通过数控轴参数的优化设计控制让刀起始点,调整凸轮的相位,确保加工时让刀的起始位置。

(6)刀架提拉功能,实现深孔内齿、双联或多联齿轮、有严格相位要求的双联齿轮加工,提供了更加柔性的设计空间,工件可以一次完成装夹、测量、对刀,降低了劳动强度,安全操作性更佳。

(7)大行程自动调节,在进行大行程调整时,曲柄盘锁紧碟簧通过油缸自动松开,伺服电机精确调节大行程长度,提升了机床的自动化水平和人性化。

(8)通过配置自动料仓、专用手爪,并可快速调整卡爪位置实现自动抓取、自动上下料功能;配合机械手臂、机械导轨,实现生产线上车、铣等各加工工序的工位转换,能够大幅度提高手爪的换型效率,保证重复定位精度。

(9)主运动自动平衡功能,在偏心轴的另一侧设置配重块,该配重块能随机床行程的调整自动与偏心轴平衡,避免机床共振,提升旋转精度。

(10)高刚性结构设计,通过对各个部件、关键结构和数控轴参数的优化设计,机床具有很高的动、静刚性。采用国际流行的立柱进给方式,大惯量的立柱进给保证机床具有更高刚性,最终保证了机床具有较高的动态精度。

(11)强大的软件功能,任意变更切削参数、工件硬度,机床可进行自动补偿。β值(螺旋线倾斜偏差)能够在调节插齿机时非常简单地输入和精确校准,此外还可以设一个fhβ预留补偿值,以补偿随后的热处理变形,校正精度可达到微米范围 。

(12)系统控制稳定可靠,配合伺服驱动器的前馈控制功能,确保了最大的工件精度和生产效率。本机床实现参数化编程,操作简单方便,专用的人机操作界面,具有很强的工艺指导性。方便的加工工艺参数存储功能,对用户的加工数据管理和工艺参数调整提供了有效的方法和便利。

(13)能够加工剃齿刀容屑槽。

致力于打造完善的研发体系

机床行业属于渐进式创新产业,工艺需长期积累,尤其是“一代材料、一代装备”的特性,对技术迭代能力提出了更高要求。针对这样的行业属性、产品属性,宜昌长机产品研发的准则就是要求准确把握行业发展趋势,深刻理解市场需求和客户需求,保证公司的产品研发围绕真实需求来展开。在对市场深刻理解、敏捷反映的基础上,公司逐渐建立起“自主研发为主、合作开发为辅,完整高效的集成研发模式”。

市场导向原则。新产品开发实行项目经理负责制,项目经理的目标导向即满足市场需求并快速赢利。项目经理对项目调研、立项、设计、样机制造以及市场导入等环节实施全流程管理,确保项目以正确的功能和合理的价格推向市场,提高研发项目的成功率。在集成产品开发流程中,每个关键环节都离不开市场信息的支撑。市场代表带着产品规格、技术参数等信息到市场上搜集客户反馈,据此考虑市场空间、客户需求的重要性排序以及哪些需求会对未来的市场和产品竞争力产生重大影响等问题,形成产品新开发概念;研发中心每月统计分析供销/制造中心提供的客户市场信息与调试服务报告,总结有价值的机床改进问题点,等等。

投入产出均衡原则。在新产品开发过程中,公司围绕下游客户的应用场景和个性化需求,坚持产品性能与成本控制的动态平衡和均衡发展的研发原则。这一研发原则保证了研发投入与产出的平衡性。作为一家民营企业,宜昌长机多年发展主要依靠自有资金,研发的风险管控至关重要,有的放矢地高效研发才能保证长机科技研发创新的可持续性。比如,通过服务、制造的提前加入,在产品设计阶段,就充分考虑和体现了可安装、可维护、可制造的需求;财务代表根据市场代表提供的市场数据,计算需投入多少研发工程师、仪器设备成本、制造成本、物料成本,以及产品生命周期内销售额、利润等,形成《商业计划书》,证明项目可行性;采购人员在项目开始研发之前就引入了元器件供应商的竞争和谈判,降低产品成本,等等。

全链条参与原则。集成研发模式是关于产品研发(从产品概念产生到产品发布的全过程)的一种理念和方法。在集成研发模式里,任何产品一立项就成立由市场、开发、服务、制造、财务、采购、质量人员组成的团队,对产品整个开发过程进行管理和决策,确保产品一推到市场就满足客户需求。近年来,公司全链条实施数字化升级改造。公司引入数字化样机设计理念,在零部件及系统的设计和校核方面,通过系统数字化的模拟和仿真,确定边界条件,实现以模型为基础、仿真为手段的模拟走向实物的验证,从而大幅提高公司产品研发效率、降低技术开发成本。

性能指标及应用前景:

YKW5165A最大加工直径650mm,最大加工模数12mm,工作台面直径700mm,插齿刀主轴冲程数600str/min,最大加工螺旋角度45°,刀具切削速度可达90m/min,加工效率是普通插齿机的1.5倍,加工精度可达GB5级,平均无故障时间MTBF大于2000小时,可采用高速干式切削,保证高效率、高质量、高的刀具耐用度以及切削过程的高可靠性。

回转精度:本机床刀架圆周电机采用力矩电机直驱,工作台采用精密主轴轴承支承,高精度蜗轮蜗杆副传动,高旋转精度保证了两个旋转轴的精确联动,其定位精度可达5",重复定位精度可达3"。 

直线轴精度:本机床径向进给运动采用高刚性、高稳定性的镶钢导轨进行支承导向,配精密滚珠丝杠进行传动,其定位精度可达0.01mm,重复定位精度可达0.005mm。

咨询机床:135 2207 9385

与国外同类机床相比,在机床规格、性能参数、加工效率、加工精度和可靠性等方面相当,达到国际先进水平。产品投入市场后打破了国外对插齿机电子螺旋导轨技术的垄断,国内新能源汽车、工程机械、减速机和风电等用户企业,通过使用国产电子螺旋导轨齿轮加工设备,有效降低了制造成本,提升了市场竞争力。该机的应用将良好助力相关行业实现从“制造”向“智造”的转变,促进产业转型升级。



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