电 子 简 讯 2021年3月

ANCA的TX和MX磨床上新增滚插刀修磨功能
 

 
燃油汽车即将成为历史。全球多个国家和地区都为终止燃油汽车销售设定了最后期限：法国将到2040年，英国将于2030年之前结束，挪威的目标是在2025年成为世界上第一个实现这一目标的国家。汽车行业的巨头们为响应全球绿色倡议，在汽车电气化领域投入了数十亿美元之后，纷纷承诺停止生产老式的内燃机（ICE）汽车。大众汽车计划到2025年，其电动汽车占总销量的25%，通用汽车（General Motors）希望到2035年停止生产汽油动力汽车，福特（Ford）欧洲分部将在2030年实现全线产品电动化。


 
对于服务于汽车行业的刀具制造商来说，汽车电气化既是生存的挑战，也是革命性的机遇。2017年，11.8%的刀具用于汽车制造业。与传统内燃机相比，纯电动汽车（EV）的生产加工时间预计将减少50-75%，从而导致随着内燃机汽车的停产，刀具消耗量将全面下降。
 
刀具需求量下降，对于制造商尤其是高度依赖汽车行业的刀具制造商而言是一个巨大的威胁。但同时，电动汽车的发展也提供了许多新的机会。新型电动汽车变速器中使用的内齿轮所需的新型滚插刀的需求迅速增长就是一个非常重要的机遇。
45％的齿轮产品用于汽车变速器。电动汽车彻底改写了对齿轮行业的需求。高达2万 rpm的高发动机转速意味着需要更高的传动比来降低转速以提高效率。新的变速箱设计中，行星齿轮系统更为普遍。在行星齿轮组中，外齿轮的磨削很容易通过当前的滚齿和磨削工艺来实现。问题出在内齿轮上，传统的内齿加工方式是插齿或拉齿。插齿速度慢，效率低，而拉齿则要依赖非常不灵活的拉刀。
 
对于电动汽车而言，提高效率和消除噪音是客户最优先考虑的问题。电动汽车的齿轮需要有更高的精度和更好的性能。内齿轮的质量需要从DIN 10级提高到DIN 6级；齿轮行业将滚插技术视为生产电动汽车所需的数以百万计的内齿轮的革命性新工艺。
 
电动汽车空前的28％〜36％的复合增长率（见图）的推动下，滚插工艺中所需的滚插刀具的需求同比增长。由于几何形状复杂，精度要求高，生产整体硬质合金滚插刀需要一系列技术和工艺的开发。ANCA的GCX Linear于2019年首发，为制造DIN AA品质(行业最高水平)的整体硬质合金滚插刀提供了完整的解决方案。
 

滚插刀类似于插齿刀，由侧刀面和前刀面组成。侧刀面在加工中磨削完成，修磨时（行业内通常简称为磨削），只需磨削前刀面。这些刀具价格昂贵，使用寿命长，通常齿厚即可修磨的深度为6mm至10mm。重磨时，根据刃口损伤程度，前刀面每次应修磨0.3mm至0.5mm。在刀具的使用寿命内，可以进行多达30到50次修磨。随着电动汽车的市场份额的增长，到2024年，预计需要几十万只滚插刀，这相当于要进行几百万次的修磨。
 
为了使ANCA客户能够进入这个快速增长的市场，ANCA发布了一个新的软件包，用于滚插刀和插齿刀的修磨。MX和TX磨床的用户只需要购买软件更新包并由红宝石探针替换标准探针即可。
 
在ToolRoom软件包中，新选项“齿轮刀具修磨”包含对两种前刀面：阶梯式前刀面和锥形前刀面的全部探测和修磨操作。
 
锥形前刀面是圆锥面的一部分，由前角定义它的锥度，它与齿面相交形成刀具的切削刃。修磨锥形前刀面需要对刀具端面位置进行探测，然后用1A1砂轮重新研磨圆锥表面。插入式磨削方法可去除大量材料，适用于初始磨削，振荡式磨削方法用于后续修磨以提高表面光洁度。
阶梯式前刀面是由前角和前导角共同定义的平面。为了修磨阶梯式前刀面，找到齿的准确分度位置并与之对齐是至关重要的。ANCA软件能够计算出正确的齿形，引导红宝石探针找到正确的位置。整个过程自动进行，不需要特别的校准和人工干预。前刀面的修整一次只修一个齿面，所有齿面按序完成。可以使用1A1砂轮来提高速度，也可以使用碗形砂轮抛光以提高表面光洁度。
修磨软件包可用于MX和TX磨床。只需简单的硬件升级，MX即可修磨直径最大为105mm的刀具。 TX的功能更加强大，具有更大的加工空间和更坚固的结构，适合直径达240mm的刀具。可以使用夹具将碗型或盘型刀具安装在夹头上。柄型刀具可以直接加持在夹头中，也可以配合使用莫氏锥度适配器。
 
对于希望在工厂内定期进行刀具修磨的齿轮制造商而言，这个软件包也是非常理想的解决方案。
 

19 三月 2021