宜昌長(zhǎng)機(jī)科技有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱“宜昌長(zhǎng)機(jī)”）是專注于齒輪加工機(jī)床研發(fā)與制造的國家重點(diǎn)骨干企業(yè)，現(xiàn)為國家高新技術(shù)企業(yè)、工信部“第一批制造業(yè)單項(xiàng)冠軍培育企業(yè)”、國家專精特新“小巨人”企業(yè)，以及“湖北省隱形冠軍示范企業(yè)”。近年來公司突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，如風(fēng)電用高精度大齒寬內(nèi)螺旋齒加工技術(shù)、機(jī)器人諧波減速機(jī)齒輪制造技術(shù)等，填補(bǔ)國內(nèi)空白。
宜昌長(zhǎng)機(jī)研制的YKW5165A數(shù)控萬能插齒機(jī)獲得中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)2024年度自主創(chuàng)新十佳稱號(hào)。
該機(jī)床是一種集高精度、高效率、高穩(wěn)定性于一體的新一代自動(dòng)化機(jī)床，是針對(duì)新能源汽車、工程機(jī)械、減速機(jī)和風(fēng)電等制造業(yè)領(lǐng)域需求的高要求加工設(shè)備，可替代長(zhǎng)期依靠進(jìn)口的插齒機(jī)。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
YKW5165A數(shù)控萬能插齒機(jī)應(yīng)用成熟的控制技術(shù)，具有電子螺旋導(dǎo)軌、獨(dú)立伺服讓刀、內(nèi)外齒自動(dòng)轉(zhuǎn)換、大行程自動(dòng)調(diào)整、刀架自動(dòng)提拉、斜向讓刀、刀具自動(dòng)上停等功能。適合新能源汽車、工程機(jī)械、減速機(jī)和風(fēng)電等制造業(yè)的大批量生產(chǎn)使用。
機(jī)床可實(shí)現(xiàn)七軸五聯(lián)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)和刀架體運(yùn)動(dòng)采用高轉(zhuǎn)矩力矩電機(jī)雙直驅(qū)，搭配西門子840D-sl數(shù)控系統(tǒng)，通過高同步動(dòng)態(tài)控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)機(jī)床電子螺旋導(dǎo)軌功能，可加工任意角度的螺旋齒輪；工作臺(tái)采用主軸軸承支承，高精度蝸輪蝸桿副傳動(dòng)和主運(yùn)動(dòng)自動(dòng)平衡機(jī)構(gòu)，使工作臺(tái)具有很高的動(dòng)、靜剛性，加工精度穩(wěn)定可靠；獨(dú)立的伺服讓刀使機(jī)床內(nèi)外齒轉(zhuǎn)換更加方便。
技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)
企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)過程中通過對(duì)多個(gè)單元技術(shù)的研究與技術(shù)創(chuàng)新，形成了一個(gè)萬能數(shù)控插齒機(jī)完整的精度保證體系，為獲得高效、高精、高可靠性的齒輪加工提供基礎(chǔ)保證，本機(jī)床具有以下技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)：
（1）刀架體采用靜壓技術(shù)，建立時(shí)變工況下油膜厚度調(diào)節(jié)控制模型，實(shí)現(xiàn)油膜厚度的精確調(diào)節(jié)（國內(nèi)首創(chuàng)），提高了機(jī)床定位精度。刀具每分鐘沖程數(shù)達(dá)2000次，切削線速度可達(dá)90m/min，實(shí)現(xiàn)高速?zèng)_程的要求；工作臺(tái)承載能力提高1~2倍，回轉(zhuǎn)定位精度5"，重復(fù)定位精度3"。
（2）主軸采用靜壓軸承結(jié)構(gòu)，以提高主運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的承載能力；主軸采用力矩電機(jī)直驅(qū)結(jié)構(gòu)，以提高主運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)精度。
（3）工作臺(tái)采用主軸軸承進(jìn)行定位支撐，運(yùn)動(dòng)阻力小，旋轉(zhuǎn)精度高，滿足高精、高效的傳動(dòng)要求，改變了傳統(tǒng)加工方式，實(shí)現(xiàn)大圓周小進(jìn)給加工。
（4）電子螺旋導(dǎo)軌功能，突破機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制模型建立和工程化應(yīng)用等一系列技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)任意螺旋角的斜齒輪加工，打破了國外技術(shù)壟斷，成功應(yīng)用自主技術(shù)。機(jī)床主運(yùn)動(dòng)和刀架體運(yùn)動(dòng)均采用高轉(zhuǎn)矩力矩電機(jī)進(jìn)行直驅(qū)，通過數(shù)控系統(tǒng)高同步動(dòng)態(tài)控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子螺旋導(dǎo)軌功能，可加工任意角度的螺旋齒輪，控制技術(shù)復(fù)雜，機(jī)床柔性化程度更高。
（5）機(jī)床獨(dú)立伺服讓刀功能與主運(yùn)動(dòng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，通過數(shù)控軸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)控制讓刀起始點(diǎn)，調(diào)整凸輪的相位，確保加工時(shí)讓刀的起始位置。
（6）刀架提拉功能，實(shí)現(xiàn)深孔內(nèi)齒、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪、有嚴(yán)格相位要求的雙聯(lián)齒輪加工，提供了更加柔性的設(shè)計(jì)空間，工件可以一次完成裝夾、測(cè)量、對(duì)刀，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，安全操作性更佳。
（7）大行程自動(dòng)調(diào)節(jié)，在進(jìn)行大行程調(diào)整時(shí)，曲柄盤鎖緊碟簧通過油缸自動(dòng)松開，伺服電機(jī)精確調(diào)節(jié)大行程長(zhǎng)度，提升了機(jī)床的自動(dòng)化水平和人性化。
（8）通過配置自動(dòng)料倉、專用手爪，并可快速調(diào)整卡爪位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、自動(dòng)上下料功能；配合機(jī)械手臂、機(jī)械導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上車、銑等各加工工序的工位轉(zhuǎn)換，能夠大幅度提高手爪的換型效率，保證重復(fù)定位精度。
（9）主運(yùn)動(dòng)自動(dòng)平衡功能，在偏心軸的另一側(cè)設(shè)置配重塊，該配重塊能隨機(jī)床行程的調(diào)整自動(dòng)與偏心軸平衡，避免機(jī)床共振，提升旋轉(zhuǎn)精度。
（10）高剛性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過對(duì)各個(gè)部件、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和數(shù)控軸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，機(jī)床具有很高的動(dòng)、靜剛性。采用國際流行的立柱進(jìn)給方式，大慣量的立柱進(jìn)給保證機(jī)床具有更高剛性，最終保證了機(jī)床具有較高的動(dòng)態(tài)精度。
（11）強(qiáng)大的軟件功能，任意變更切削參數(shù)、工件硬度，機(jī)床可進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。β值（螺旋線傾斜偏差）能夠在調(diào)節(jié)插齒機(jī)時(shí)非常簡(jiǎn)單地輸入和精確校準(zhǔn)，此外還可以設(shè)一個(gè)fhβ預(yù)留補(bǔ)償值，以補(bǔ)償隨后的熱處理變形，校正精度可達(dá)到微米范圍 。
（12）系統(tǒng)控制穩(wěn)定可靠，配合伺服驅(qū)動(dòng)器的前饋控制功能，確保了最大的工件精度和生產(chǎn)效率。本機(jī)床實(shí)現(xiàn)參數(shù)化編程，操作簡(jiǎn)單方便，專用的人機(jī)操作界面，具有很強(qiáng)的工藝指導(dǎo)性。方便的加工工藝參數(shù)存儲(chǔ)功能，對(duì)用戶的加工數(shù)據(jù)管理和工藝參數(shù)調(diào)整提供了有效的方法和便利。
（13）能夠加工剃齒刀容屑槽。
致力于打造完善的研發(fā)體系
機(jī)床行業(yè)屬于漸進(jìn)式創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)，工藝需長(zhǎng)期積累，尤其是“一代材料、一代裝備”的特性，對(duì)技術(shù)迭代能力提出了更高要求。針對(duì)這樣的行業(yè)屬性、產(chǎn)品屬性，宜昌長(zhǎng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)的準(zhǔn)則就是要求準(zhǔn)確把握行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，深刻理解市場(chǎng)需求和客戶需求，保證公司的產(chǎn)品研發(fā)圍繞真實(shí)需求來展開。在對(duì)市場(chǎng)深刻理解、敏捷反映的基礎(chǔ)上，公司逐漸建立起“自主研發(fā)為主、合作開發(fā)為輔，完整高效的集成研發(fā)模式”。
市場(chǎng)導(dǎo)向原則。新產(chǎn)品開發(fā)實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，項(xiàng)目經(jīng)理的目標(biāo)導(dǎo)向即滿足市場(chǎng)需求并快速贏利。項(xiàng)目經(jīng)理對(duì)項(xiàng)目調(diào)研、立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、樣機(jī)制造以及市場(chǎng)導(dǎo)入等環(huán)節(jié)實(shí)施全流程管理，確保項(xiàng)目以正確的功能和合理的價(jià)格推向市場(chǎng)，提高研發(fā)項(xiàng)目的成功率。在集成產(chǎn)品開發(fā)流程中，每個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)都離不開市場(chǎng)信息的支撐。市場(chǎng)代表帶著產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)參數(shù)等信息到市場(chǎng)上搜集客戶反饋，據(jù)此考慮市場(chǎng)空間、客戶需求的重要性排序以及哪些需求會(huì)對(duì)未來的市場(chǎng)和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)生重大影響等問題，形成產(chǎn)品新開發(fā)概念；研發(fā)中心每月統(tǒng)計(jì)分析供銷/制造中心提供的客戶市場(chǎng)信息與調(diào)試服務(wù)報(bào)告，總結(jié)有價(jià)值的機(jī)床改進(jìn)問題點(diǎn)，等等。
投入產(chǎn)出均衡原則。在新產(chǎn)品開發(fā)過程中，公司圍繞下游客戶的應(yīng)用場(chǎng)景和個(gè)性化需求，堅(jiān)持產(chǎn)品性能與成本控制的動(dòng)態(tài)平衡和均衡發(fā)展的研發(fā)原則。這一研發(fā)原則保證了研發(fā)投入與產(chǎn)出的平衡性。作為一家民營企業(yè)，宜昌長(zhǎng)機(jī)多年發(fā)展主要依靠自有資金，研發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)管控至關(guān)重要，有的放矢地高效研發(fā)才能保證長(zhǎng)機(jī)科技研發(fā)創(chuàng)新的可持續(xù)性。比如，通過服務(wù)、制造的提前加入，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段，就充分考慮和體現(xiàn)了可安裝、可維護(hù)、可制造的需求；財(cái)務(wù)代表根據(jù)市場(chǎng)代表提供的市場(chǎng)數(shù)據(jù)，計(jì)算需投入多少研發(fā)工程師、儀器設(shè)備成本、制造成本、物料成本，以及產(chǎn)品生命周期內(nèi)銷售額、利潤等，形成《商業(yè)計(jì)劃書》，證明項(xiàng)目可行性；采購人員在項(xiàng)目開始研發(fā)之前就引入了元器件供應(yīng)商的競(jìng)爭(zhēng)和談判，降低產(chǎn)品成本，等等。
全鏈條參與原則。集成研發(fā)模式是關(guān)于產(chǎn)品研發(fā)（從產(chǎn)品概念產(chǎn)生到產(chǎn)品發(fā)布的全過程）的一種理念和方法。在集成研發(fā)模式里，任何產(chǎn)品一立項(xiàng)就成立由市場(chǎng)、開發(fā)、服務(wù)、制造、財(cái)務(wù)、采購、質(zhì)量人員組成的團(tuán)隊(duì)，對(duì)產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程進(jìn)行管理和決策，確保產(chǎn)品一推到市場(chǎng)就滿足客戶需求。近年來，公司全鏈條實(shí)施數(shù)字化升級(jí)改造。公司引入數(shù)字化樣機(jī)設(shè)計(jì)理念，在零部件及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和校核方面，通過系統(tǒng)數(shù)字化的模擬和仿真，確定邊界條件，實(shí)現(xiàn)以模型為基礎(chǔ)、仿真為手段的模擬走向?qū)嵨锏尿?yàn)證，從而大幅提高公司產(chǎn)品研發(fā)效率、降低技術(shù)開發(fā)成本。
性能指標(biāo)及應(yīng)用前景：
YKW5165A最大加工直徑650mm，最大加工模數(shù)12mm，工作臺(tái)面直徑700mm，插齒刀主軸沖程數(shù)600str/min，最大加工螺旋角度45°，刀具切削速度可達(dá)90m/min，加工效率是普通插齒機(jī)的1.5倍，加工精度可達(dá)GB5級(jí)，平均無故障時(shí)間MTBF大于2000小時(shí)，可采用高速干式切削，保證高效率、高質(zhì)量、高的刀具耐用度以及切削過程的高可靠性。
回轉(zhuǎn)精度：本機(jī)床刀架圓周電機(jī)采用力矩電機(jī)直驅(qū)，工作臺(tái)采用精密主軸軸承支承，高精度蝸輪蝸桿副傳動(dòng)，高旋轉(zhuǎn)精度保證了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的精確聯(lián)動(dòng)，其定位精度可達(dá)5"，重復(fù)定位精度可達(dá)3"。
直線軸精度：本機(jī)床徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用高剛性、高穩(wěn)定性的鑲鋼導(dǎo)軌進(jìn)行支承導(dǎo)向，配精密滾珠絲杠進(jìn)行傳動(dòng)，其定位精度可達(dá)0.01mm，重復(fù)定位精度可達(dá)0.005mm。
咨詢機(jī)床：135 2207 9385
與國外同類機(jī)床相比，在機(jī)床規(guī)格、性能參數(shù)、加工效率、加工精度和可靠性等方面相當(dāng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平。產(chǎn)品投入市場(chǎng)后打破了國外對(duì)插齒機(jī)電子螺旋導(dǎo)軌技術(shù)的壟斷，國內(nèi)新能源汽車、工程機(jī)械、減速機(jī)和風(fēng)電等用戶企業(yè)，通過使用國產(chǎn)電子螺旋導(dǎo)軌齒輪加工設(shè)備，有效降低了制造成本，提升了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。該機(jī)的應(yīng)用將良好助力相關(guān)行業(yè)實(shí)現(xiàn)從“制造”向“智造”的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
