挑戰：風能生產企業如何提高齒輪銑削的生產效率并降低生產成本?

　　解決方案：改進加工方法，用現代硬質合金刀具取代高速鋼刀具。

　　轉換觀念 實現齒輪高效加工

　　文：山特維克可樂滿

      對清潔能源的需求以及對氣候變化的關注使風能成為熱點話題。在當今惡劣的經濟環境中，風能卻是難得的亮點。雖然近年風能的增長率已由30%下降到18%至22%，但長期依然保持強勁增長的勢頭。

　　風能行業的主要挑戰是如何滿足需求，這與其它許多行業面臨的挑戰迥然不同——風能領域要樂觀得多。風能行業的關注焦點是，如何提高生產效率并滿足嚴格的質量要求。

　　連接轉子、主軸和發電機的齒輪箱是風力發電機最關鍵的部件之一。典型的齒輪箱一般包括幾個齒輪傳動組，例如內齒圈、行星齒輪、太陽輪和低速齒輪等。

　　此外，風力發電機還包含各種齒圈，譬如回轉支撐軸承，這是由齒輪和軸承組成的一種部件，用來控制葉片的俯仰角并根據風向正確地確定機艙位置。

　　在齒輪箱生產中，質量的實際含義是保持一致性和小公差。一般來說，齒輪箱是風力發電機里最易損壞的部件，齒輪箱故障可導致嚴重的失效問題以及昂貴的維修成本。因此齒輪箱應具備最佳質量，而又不能犧牲其加工效率。

　　風力發電機齒輪箱中的齒輪一般經兩道工序加工而成：粗加工階段的銑削以及精加工的磨削。在齒輪銑削工序中的任何不一致都會使磨削變得更加困難。

　　近年來，齒輪箱制造商大量投資購買現代機床。然而，功能強大的新機床往往受到傳統高速鋼(HSS)刀具加工能力的限制，這樣就很難充分利用設備的高效加工潛力。

　　這個例子很好地詮釋了在加工過程中各種因素的互相依存關系。僅靠單一的改進而不進行總體優化，是不可能提高總體性能的。

　　高速鋼刀具除了性能不佳外，還需要大量物流支持、管理和重磨等工作，所有這些都耗費時間，并增加了總成本。

　　解決齒輪銑削這個難題的一種最有效的方案是，采用配備可轉位硬質合金刀片的現代刀具。所增加的每一片刀片都可提高切削參數并提升生產效率。

　　可轉位刀片也解決了與使用高速鋼刀具相關的物流問題，并實現對生產效率的內部控制。

　　山特維克可樂滿將于2010年和2011年推出盤式銑齒刀和滾齒刀等新產品，將先進硬質合金刀片的優勢帶到傳統上以高速鋼刀具為主導的齒輪加工操作中。

　　雖然現代硬質合金刀片是進行高效率齒輪銑削的強有力競爭者，但是選擇最佳刀具、刀片和牌號并非只是簡單的去挑那厚厚的刀具樣本。

　　更為審慎的做法是，去找到一個專業的合作伙伴，他們掌握先進的應用知識、充分了解客戶的挑戰、要求和目標。

　　一個理想的刀具合作伙伴應能針對具體的風力發電機零部件提供總體解決方案，包括必要的刀具、刀片及加工方法，所有這些都要由經驗豐富的專業人員提供全面支持。

　　案例分析：

　　可轉位硬質合金滾齒刀與高速鋼滾齒刀的比較

　　硬質合金刀片滾齒刀

　　風能行星齒輪，模數16，第一/第二次走刀，滾刀直徑300毫米

　　切削速度 140/160 米/分

　　每轉進給量 1.6/3.2 毫米/轉

　　滾削總時間 102 分鐘

　　高速鋼滾齒刀

　　風能行星齒輪，模數16，第一/第二次走刀，滾刀直徑300毫米

　　切削速度 50/50 米/分

　　每轉進給量 1.6/3.2 毫米/轉

　　滾削總時間 298 分鐘

　　結果顯而易見：生產效率提高了三分之二，并實現了連貫一致和可靠的操作。客戶認為這項對新設備的投資極為成功。

　　正如上述生產效率提升的案例說明，這樣的解決方案可為實際加工帶來生產效率上的真正的不同。■

　　總結

　　在風能行業，持續強勁的需求帶來了對高生產效率和高質量的關注。新的盤式銑齒刀和滾齒刀、現代可轉位硬質合金刀片，以及經驗豐富的專家所提供的全面支持，構成了富有成效的解決方案，以應對齒輪零部件加工的挑戰。■