冷锻工艺是制作行星滚柱丝杠螺纹的主流路线之一,应用场景与车铣磨工艺重合度较高。螺纹加工方法最广泛使用的是滚压法(锻压的一种,含搓丝和滚丝)和切削法(含车削、铣削、磨削等)。两类具体用于加工螺纹的方法是(1)车铣磨,指对粗坯件进行热加工后,先用车削和铣削进行粗加工,后续余量精加工由磨削完成,以实现高精度;(2)冷锻+磨削,指先采用冷轧技术直接将粗坯件加工至一定精度,后续余量精加工由磨削完成。
冷锻工艺效率高&成本低,最高加工精度可达C5级,有望助力行星滚柱丝杠批量量产。采用车铣磨工艺制作行星滚柱丝杠在质量稳定性、制造成本和生产效率等都面临诸多难题,限制其在实践中的应用与推广。冷锻具备多重优势①螺纹表面质量较好;②提高被加工件表面金属的硬度和强度;③经济效率比切削螺纹提高工效几倍至几十倍;④无屑加工,可以节省原材料;⑤可加工细长螺杆;⑥更高的耐腐蚀性。
供应链看,建议关注冷锻工艺设备和加工。
(1)设备环节:滚丝机(已国产替代)用于制作梯形丝杠,滚压机(依赖进口)用于制作行星滚柱丝杠。主流梯形丝杠采用滚丝机生产,滚丝机已基本实现国产替代。大部分梯形丝杠通过冷成形加工生产,成本低且产量大。滚珠和滚柱丝杠采用冷成型滚压机可达到较高的精度,我国主要依赖海外进口。目前宝飞螺、肯尼福、伊瓦格已具备C5精度能力,国内建议关注思进智能(A股首家冷成形装备制造行业的上市公司)。
(2)模具环节:冷锻工艺最核心技术环节,内外螺纹均可加工,同时制造螺纹和齿轮可大幅提升效率。外螺纹和齿轮可通过模具改进一次成型,利于降本增效,且成品具备较好的稳定性。冷挤压内螺纹相比切削具备高强度、高精度、高光洁度、低耗材等优势。建议关注内外螺纹模具兼备的恒锋工具。
(3)加工环节:我国冷锻技术已被批量用于螺纹生产。我国冷锻成形技术出现较早,已批量用于生产螺纹、齿轮、花键和螺杆等轴类零件,但对于成形设备的认识、成形精度的控制和成形机理的理解方面有所欠缺,因此实际生产的零件质量有待提升。国内已经掌握冷锻技术的主体包含新剑、北京齿轮、南京工艺、新坐标(内冷精锻细分领域的龙头企业)、青岛生建机械厂、太原科技大学、重庆大学等。
冷锻技术在机器人制造中的应用
机器人的关节是机器人运动的关键部件,其制造精度和性能直接影响到机器人的运动性能和稳定性。冷锻技术可以用于制造高精度、高强度的机器人关节,如谐波减速器等。通过冷锻技术,可以有效地提高关节的耐磨性和疲劳强度,从而提高机器人的使用寿命和稳定性。
机器人的结构件是机器人的支撑和承载部件,其质量和性能对机器人的整体性能有着至关重要的影响。冷锻技术可以用于制造高强度、高硬度的机器人结构件,如机器人手臂、腿部等。通过冷锻技术,可以有效地提高结构件的硬度和强度,从而提高机器人的承载能力和运动速度。
机器人的工具是机器人执行任务的重要部件,其制造精度和性能直接影响到机器人的工作效果和质量。冷锻技术可以用于制造高精度、高硬度的机器人工具,如夹具、刀具等。通过冷锻技术,可以有效地提高工具的硬度和耐磨性,从而提高机器人的工作效率和精度。
冷锻技术和机器人的关系
冷锻技术和机器人之间存在着密切的关系。一方面,冷锻技术是机器人制造过程中的重要环节,通过冷锻技术可以提高机器人的制造精度和性能;另一方面,随着机器人技术的不断发展,对冷锻技术的要求也不断提高。未来,随着机器人技术的不断进步和应用领域的不断拓展,冷锻技术也将在机器人制造中发挥更加重要的作用。
冷锻技术在机器人量产中的应用
舜宇精工有涉及机器人业务。公司的全资子公司宁波舜宇贝尔自动化有限公司(简称“舜宇贝尔”)专门从事机器人及自动化解决方案的主体,主要服务于整车制造领域,尤其是高端装备制造领域。舜宇贝尔主要产品包括AGV机器人和基于AGV机器人的柔性制造系统,其机器人业务在近年发展迅速,已经成功为国内外知名整车厂商及设计院提供服务,并累计销售了300多台AGV机器人。