业界首创：GCX Linear 实现滚插刀在线测量
2021-12-23 来源： 作者：
实用的闭环流程，新兴电动汽车行业的最精密齿轮滚插刀具解决方案
国际能源署（IEA）的可持续发展方案（Sustainable Development Scenario）中为电动汽车（EV）的发展制定了目标，到 2030 年实现 2.45 亿辆电动汽车的库存，约占市场份额的 30%。为此各国争相发展电动汽车行业，努力解决这个飞速增长的行业所面临的制造难题。
根据《2021 年全球电动汽车展望》，到 2020 年底，全球道路上已有一千万辆电动汽车，未来十年电动汽车将呈现迅猛的增长趋势。2020 年，受到新冠疫情的影响，尽管全球汽车销量整体下滑 16%，电动汽车的注册量却增加了 41%。2020 年，全球范围内约有 370 款电动汽车上市，比 2019 年同比增长 40%。宝马和通用汽车集团等全球最大 20 家原始设备制造商中已有 18 家承诺将增加电动汽车的供应和销售。
滚插是制造电动汽车齿轮最有效的方法。GCX Linear整合多种前沿科技，开发了在线测量等新技术，显著改善了滚插刀具的制造工艺。它满足了市场发展的需求，是齿轮刀具制造和修磨的完整解决方案。GCX Linear已成为制造精密硬质合金和高速钢滚插刀的全新标杆。GCX Linear 采用了模拟探针在线测量技术，实现了精确的闭环制造过程，突破了滚插刀生产的又一技术瓶颈。
GCX将齿轮等级从DIN 10 级提高到DIN 6 级，延长其使用寿命，并消除了噪音。45％的齿轮产品用于汽车变速器。电动汽车业的发展彻底改变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提高效率。新的变速箱设计中通常使用行星齿轮系。在行星齿轮系统中，太阳齿轮和行星齿轮是装配在齿圈内的外齿轮。外齿轮通常是滚齿后再磨削加工而成的。
内齿轮的传统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笨重的拉刀。由于新型电动车的变速器设计更加紧凑，另一个趋势是在一个轴上近距离安装两级齿轮。但两级齿轮会有干涉影响，较小的齿轮就无法通过滚齿加工制造。
对于电动汽车客户而言，消除噪音同样重要。电动汽车齿轮需要有更高的精度和更好的性能，内齿轮的加工 精度需要从DIN 10 级提高到DIN 6 级。所以，滚插技术被齿轮行业视为生产内齿轮的革命性新工艺，它能满足数以百万计的电动汽车内齿轮的生产需求。GCX实现了更严格的公差，确保齿轮的精确性，以应对增长使用寿命和消除噪音的挑战。
滚插技术是一种连续去除材料的加工方式，结合了滚齿运动和插齿运动。齿轮刀具与齿轮啮合的同时沿齿轮的轴向移动。它比插齿工艺的效率提高了 5 到 10 倍。滚插工艺的切屑小，表面光洁度好，齿轮质量高。在齿轮热处理后进行的‘硬滚插’需要较难加工的整体硬质合金滚插刀具。
GCX Linear解决了精密滚插刀制造上的多项难题：
难题 1——复杂几何模型
- CX Linear配有参数化设计软件，能直接从齿轮参数计算刀具几何模型，提供碰撞分析和磨削过程模拟。
难题 2——公差要求高
- GCX Linear 基于 ANCA旗舰磨床 TX平台，更有一系列的突破性技术，实现了 DIN AA 等级的高质量刀具生产：MTC（电机恒定温度控制）、AEMS（音频监测系统）、高精度主轴、加工范围大，刀具直径可达 260 毫米，所有直线轴上均配有LinX® 直线电机，iBalance动平衡系统等。
难题 3——测量
- GCX Linear采用了模拟探针技术，是业内首创在线齿轮刀具测量系统。
- 传统的行业基准 GMM（齿轮测量仪）尚无专门用于评估滚插刀具齿形轮廓的数学模型。GCX在线测量技术节省了客户对GMM的投资。
难题 4——金刚石砂轮复杂轮廓的修整精度达到微米级
- ANCA 的高级设计软件简化了砂轮形状，并具有直接路径补偿功能。
- AEMS使用机器学习算法监督砂轮修整过程，最大限度地减少材料浪费，提高效率。
难题 5——质量控制
- 在磨床上实现完整的闭环制造过程：磨削——测量——补偿，无需移出刀具
难题 6——技术局限
- ANCA提供全面培训计划，帮助工程师/操作员学习齿轮刀具。
- 提供完整的工艺知识支持，帮助客户建立标准流程。
GCX Linear能够根据正确的数学模型评估轮廓的精确性，这对整个行业来说是一个重大的技术飞跃。GCX Linear更有直接路径补偿功能，实现滚插刀具高效、实用的闭环生产。详细了解 GCX Linear 如何解决电动汽车齿轮生产的难题和业内首创的在线测量解决方案，请下载免费的GCX Linear白皮书。
下载链接：https://machines.anca.com/Anca.CNC/media/Images/Whitepapers/ANC_0119-GCXWhitepaper-12-page-A4_CH.pdf
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