業界首創：GCX Linear 實現滾插刀在線測量
2021-12-23 來源： 作者：
實用的閉環流程，新興電動汽車行業的最精密齒輪滾插刀具解決方案
國際能源署（IEA）的可持續發展方案（Sustainable Development Scenario）中為電動汽車（EV）的發展制定了目標，到 2030 年實現 2.45 億輛電動汽車的庫存，約占市場份額的 30%。為此各國爭相發展電動汽車行業，努力解決這個飛速增長的行業所面臨的制造難題。
根據《2021 年全球電動汽車展望》，到 2020 年底，全球道路上已有一千萬輛電動汽車，未來十年電動汽車將呈現迅猛的增長趨勢。2020 年，受到新冠疫情的影響，盡管全球汽車銷量整體下滑 16%，電動汽車的注冊量卻增加了 41%。2020 年，全球范圍內約有 370 款電動汽車上市，比 2019 年同比增長 40%。寶馬和通用汽車集團等全球最大 20 家原始設備制造商中已有 18 家承諾將增加電動汽車的供應和銷售。
滾插是制造電動汽車齒輪最有效的方法。GCX Linear整合多種前沿科技，開發了在線測量等新技術，顯著改善了滾插刀具的制造工藝。它滿足了市場發展的需求，是齒輪刀具制造和修磨的完整解決方案。GCX Linear已成為制造精密硬質合金和高速鋼滾插刀的全新標桿。GCX Linear 采用了模擬探針在線測量技術，實現了精確的閉環制造過程，突破了滾插刀生產的又一技術瓶頸。
GCX將齒輪等級從DIN 10 級提高到DIN 6 級，延長其使用壽命，并消除了噪音。45％的齒輪產品用于汽車變速器。電動汽車業的發展徹底改變了對齒輪行業的需求。高達 2 萬 rpm的高發動機轉速意味著需要更高的傳動比來提高效率。新的變速箱設計中通常使用行星齒輪系。在行星齒輪系統中，太陽齒輪和行星齒輪是裝配在齒圈內的外齒輪。外齒輪通常是滾齒后再磨削加工而成的。
內齒輪的傳統加工方式是插齒或拉齒。插齒速度慢，效率低，而拉齒則要依賴非常笨重的拉刀。由于新型電動車的變速器設計更加緊湊，另一個趨勢是在一個軸上近距離安裝兩級齒輪。但兩級齒輪會有干涉影響，較小的齒輪就無法通過滾齒加工制造。
對于電動汽車客戶而言，消除噪音同樣重要。電動汽車齒輪需要有更高的精度和更好的性能，內齒輪的加工 精度需要從DIN 10 級提高到DIN 6 級。所以，滾插技術被齒輪行業視為生產內齒輪的革命性新工藝，它能滿足數以百萬計的電動汽車內齒輪的生產需求。GCX實現了更嚴格的公差，確保齒輪的精確性，以應對增長使用壽命和消除噪音的挑戰。
滾插技術是一種連續去除材料的加工方式，結合了滾齒運動和插齒運動。齒輪刀具與齒輪嚙合的同時沿齒輪的軸向移動。它比插齒工藝的效率提高了 5 到 10 倍。滾插工藝的切屑小，表面光潔度好，齒輪質量高。在齒輪熱處理后進行的‘硬滾插’需要較難加工的整體硬質合金滾插刀具。
GCX Linear解決了精密滾插刀制造上的多項難題：
難題 1——復雜幾何模型
- CX Linear配有參數化設計軟件，能直接從齒輪參數計算刀具幾何模型，提供碰撞分析和磨削過程模擬。
難題 2——公差要求高
- GCX Linear 基于 ANCA旗艦磨床 TX平臺，更有一系列的突破性技術，實現了 DIN AA 等級的高質量刀具生產：MTC（電機恒定溫度控制）、AEMS（音頻監測系統）、高精度主軸、加工范圍大，刀具直徑可達 260 毫米，所有直線軸上均配有LinX® 直線電機，iBalance動平衡系統等。
難題 3——測量
- GCX Linear采用了模擬探針技術，是業內首創在線齒輪刀具測量系統。
- 傳統的行業基準 GMM（齒輪測量儀）尚無專門用于評估滾插刀具齒形輪廓的數學模型。GCX在線測量技術節省了客戶對GMM的投資。
難題 4——金剛石砂輪復雜輪廓的修整精度達到微米級
- ANCA 的高級設計軟件簡化了砂輪形狀，并具有直接路徑補償功能。
- AEMS使用機器學習算法監督砂輪修整過程，最大限度地減少材料浪費，提高效率。
難題 5——質量控制
- 在磨床上實現完整的閉環制造過程：磨削——測量——補償，無需移出刀具
難題 6——技術局限
- ANCA提供全面培訓計劃，幫助工程師/操作員學習齒輪刀具。
- 提供完整的工藝知識支持，幫助客戶建立標準流程。
GCX Linear能夠根據正確的數學模型評估輪廓的精確性，這對整個行業來說是一個重大的技術飛躍。GCX Linear更有直接路徑補償功能，實現滾插刀具高效、實用的閉環生產。詳細了解 GCX Linear 如何解決電動汽車齒輪生產的難題和業內首創的在線測量解決方案，請下載免費的GCX Linear白皮書。
下載鏈接：https://machines.anca.com/Anca.CNC/media/Images/Whitepapers/ANC_0119-GCXWhitepaper-12-page-A4_CH.pdf
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