國際能源署(IEA)的可持續(xù)發(fā)展方案(Sustainable Development Scenario)中為電動(dòng)汽車(EV)的發(fā)展制定了目標(biāo)，到2030年實(shí)現(xiàn)2.45億輛電動(dòng)汽車的庫存，約占市場(chǎng)份額的30%。為此各國爭(zhēng)相發(fā)展電動(dòng)汽車行業(yè)，努力解決這個(gè)飛速增長的行業(yè)所面臨的制造難題。
根據(jù)《2021年全球電動(dòng)汽車展望》，到2020年底，全球道路上已有一千萬輛電動(dòng)汽車，未來十年電動(dòng)汽車將呈現(xiàn)迅猛的增長趨勢(shì)。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(dòng)汽車的注冊(cè)量卻增加了41%。2020年，全球范圍內(nèi)約有370款電動(dòng)汽車上市，比2019年同比增長40%。寶馬和通用汽車集團(tuán)等全球最大20家原始設(shè)備制造商中已有18家承諾將增加電動(dòng)汽車的供應(yīng)和銷售。
滾插是制造電動(dòng)汽車齒輪最有效的方法。GCX Linear整合多種前沿科技，開發(fā)了在線測(cè)量等新技術(shù)，顯著改善了滾插刀具的制造工藝。它滿足了市場(chǎng)發(fā)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(zhì)合金和高速鋼滾插刀的全新標(biāo)桿。GCX Linear 采用了模擬探針在線測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了精確的閉環(huán)制造過程，突破了滾插刀生產(chǎn)的又一技術(shù)瓶頸。
GCX將齒輪等級(jí)從DIN 10級(jí)提高到DIN 6級(jí)，延長其使用壽命，并消除了噪音。45%的齒輪產(chǎn)品用于汽車變速器。電動(dòng)汽車業(yè)的發(fā)展徹底改變了對(duì)齒輪行業(yè)的需求。高達(dá)2萬 rpm的高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速意味著需要更高的傳動(dòng)比來提高效率。新的變速箱設(shè)計(jì)中通常使用行星齒輪系。在行星齒輪系統(tǒng)中，太陽齒輪和行星齒輪是裝配在齒圈內(nèi)的外齒輪。外齒輪通常是滾齒后再磨削加工而成的。
內(nèi)齒輪的傳統(tǒng)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(dòng)車的變速器設(shè)計(jì)更加緊湊，另一個(gè)趨勢(shì)是在一個(gè)軸上近距離安裝兩級(jí)齒輪。但兩級(jí)齒輪會(huì)有干涉影響，較小的齒輪就無法通過滾齒加工制造。
對(duì)于電動(dòng)汽車客戶而言，消除噪音同樣重要。電動(dòng)汽車齒輪需要有更高的精度和更好的性能，內(nèi)齒輪的加工精度需要從DIN 10級(jí)提高到DIN 6級(jí)。所以，滾插技術(shù)被齒輪行業(yè)視為生產(chǎn)內(nèi)齒輪的革命性新工藝，它能滿足數(shù)以百萬計(jì)的電動(dòng)汽車內(nèi)齒輪的生產(chǎn)需求。GCX實(shí)現(xiàn)了更嚴(yán)格的公差，確保齒輪的精確性，以應(yīng)對(duì)增長使用壽命和消除噪音的挑戰(zhàn)。
滾插技術(shù)是一種連續(xù)去除材料的加工方式，結(jié)合了滾齒運(yùn)動(dòng)和插齒運(yùn)動(dòng)。齒輪刀具與齒輪嚙合的同時(shí)沿齒輪的軸向移動(dòng)。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(zhì)量高。在齒輪熱處理后進(jìn)行的‘硬滾插’需要較難加工的整體硬質(zhì)合金滾插刀具。
GCX Linear解決了精密滾插刀制造上的多項(xiàng)難題：
難題1——復(fù)雜幾何模型
- CX Linear配有參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件，能直接從齒輪參數(shù)計(jì)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?zāi)ゴ睺X平臺(tái)，更有一系列的突破性技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了 DIN AA 等級(jí)的高質(zhì)量刀具生產(chǎn)：MTC(電機(jī)恒定溫度控制)、AEMS(音頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng))、高精度主軸、加工范圍大，刀具直徑可達(dá) 260 毫米，所有直線軸上均配有LinX® 直線電機(jī)，iBalance動(dòng)平衡系統(tǒng)等。
難題3——測(cè)量
- GCX Linear采用了模擬探針技術(shù)，是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)在線齒輪刀具測(cè)量系統(tǒng)。
- 傳統(tǒng)的行業(yè)基準(zhǔn) GMM(齒輪測(cè)量?jī)x)尚無專門用于評(píng)估滾插刀具齒形輪廓的數(shù)學(xué)模型。GCX在線測(cè)量技術(shù)節(jié)省了客戶對(duì)GMM的投資。
難題4——金剛石砂輪復(fù)雜輪廓的修整精度達(dá)到微米級(jí)
- ANCA 的高級(jí)設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)化了砂輪形狀，并具有直接路徑補(bǔ)償功能。
- AEMS使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法監(jiān)督砂輪修整過程，最大限度地減少材料浪費(fèi)，提高效率。
難題5——質(zhì)量控制
- 在磨床上實(shí)現(xiàn)完整的閉環(huán)制造過程：磨削——測(cè)量——補(bǔ)償，無需移出刀具
難題6——技術(shù)局限
- ANCA提供全面培訓(xùn)計(jì)劃，幫助工程師/操作員學(xué)習(xí)齒輪刀具。
- 提供完整的工藝知識(shí)支持，幫助客戶建立標(biāo)準(zhǔn)流程。
GCX Linear能夠根據(jù)正確的數(shù)學(xué)模型評(píng)估輪廓的精確性，這對(duì)整個(gè)行業(yè)來說是一個(gè)重大的技術(shù)飛躍。GCX Linear更有直接路徑補(bǔ)償功能，實(shí)現(xiàn)滾插刀具高效、實(shí)用的閉環(huán)生產(chǎn)。