齿轮是机械产品中重要的基础元件。广泛应用于汽车车辆、电动工具、航天航空、各 类机械设备等众多主机行业,关系到装备制造业的质量及国民经济的发展水平。作为汽车变 速器等高端、复杂装备主机的关键构件,齿轮潜能不容忽视。
齿轮工业主要由三类企业组成:车辆齿轮传动制造企业,工业齿轮传动制造企业与齿 轮专用装备制造企业。其中,车辆齿轮一枝独秀,其市场份额达到60%;工业齿轮由工业通 用、专用、特种齿轮构成,其市场份额分别为18%、12%、8%;齿轮装备这一块只占市场 份额的2%。根据来自机械通用零部件协会的数据显示,2011年,齿轮行业总体销售额达到1780亿元人 民币,同比增长23%。2012年齿轮行业发展呈现“前低后高、中速增长”的态势。齿轮行业实现产值为1950亿元人民币,同比增长9.5%。已成为中国机械基础件中规模最大的行业。
—— 注:以上关于市场份额的百分比数是以产值为统计基数;而小模数齿轮,由于材料占 的比例小,价格相对较低,相应的是数量多,所占的产值比例相对较小。
而其中,中、小模数齿轮在齿轮行业里的产量有多少,地位有多重呢!笔者根据多年 的工作经验对收集到的数据作一个分析,供大家参考!
一、几个中、小模数齿轮应用最多的整机产品。
1、2012年全国乘用车产量—— 属于轿车与微型客车,变速箱、发动机中采用的齿轮多 是:——模数在2~3之间。
工信部公布的2012年我国汽车工业经济运行情况显示,2012年,我国全年累计生产汽 车1927.18万辆,同比增长4.6%。其中,乘用车产量1552.37万辆,同比分别增长7.2%;商 用车产量374.81万辆,同比分别下降4.7%。「乘用车(passenger vehicle)是在其设计和技 术特性上主要用于载运乘客及其随身行李和/或临时物品的汽车,包括驾驶员座位在内最多不超过9个座位。乘用车涵盖了轿车、微型客车以及不超过9座的轻型客车。」2012年乘用车产量占汽车生产总量的81%。
2、2012年全国摩托车产量—— 其中变速箱、发动机中采用的齿轮都是:——模数在
1.5~2之间。
中商情报网监测数据显示:2012年1-12月,全国摩托车整车的产量达2593.67万辆,同 比下降1.28%。
3、2012年全国电动工具产量—— 其中采用的齿轮都是:——模数在0.5~1.5之间。
中国是世界最大的手工具生产基地,国家统计局监测数据显示:2012年全国电动工具
的产量达2.7亿台。从各省市的产量来看,2012年,江苏省电动工具的产量达13500万台,
占全国总产量的50%以上;浙江省电动工具的产量超过9000万台,占全国总产量的30%以
上。紧随其后的是广东省、上海市和福建省等省市。
电动工具是全社会最广泛使用的五金工具,电动工具因为其结构轻盈、携带使用利便、 出产效率较高、能耗低等特点,已从产业上广泛使用发展到家庭生活中不可缺少的工具。随 着经济全球化,电动工具市场发展迅猛。近年来,电动工具行业呈现快速发展态势,在国内 电动工具市场,国产电动工具的销售数量已占到总销量的90%,而各种进口品牌产品则只占
10%的市场份额。国外电动工具市场,我国制造比例不断扩大,中国已然成为世界上主要的 电动工具产品出口国和全球电动工具生产基地,行业发展潜力巨大。
4、2012年全国减速机产量—— 其中八个省的减速机产量汇总——479.6573万台。而中 小型号的减速器(模数在占0.5~2.0之间)占总量的0.8,则为383.73万台。
根据【慧聪机械工业网】提供的数据:

二、2012年——全国中、小模数齿轮产量统计表
2012年——全国中、小模数齿轮产量统计表 |
序 号 |
名 称 |
齿轮模数 范围(m) |
2012年产量
(万台或万辆) |
齿轮数
(每台或每辆) |
计算齿轮数
(每台或每辆) |
齿轮总量 (万件) |
齿轮总量 (亿件) |
1 |
乘用车 |
2~3 |
1552.37 |
18~30 |
24 |
37256.88 |
3.725688 |
2 |
摩托车 |
1.5~2.0 |
2593.67 |
9~15 |
12 |
31124.04 |
3.112404 |
3 |
电动工具 |
0.5~1.5 |
27000 |
2~6 |
4 |
108000 |
10.8 |
4 |
小型减速器 |
0.5~2.0 |
383.73 |
4~12 |
8 |
3069.84 |
0.306984 |
|
合计: |
179450.76 |
17.94507 |
三、几点分析意见
1、我国中、小模数齿轮的市场容量大,精度要求高,制造工艺特殊,行业发展潜力巨 大。 【注:非金属齿轮不在统计范围内。】
以上的统计只是对四类整机产品作了齿轮用量的估算。还有如:纺织机械,印刷机械、 小型齿轮泵,航空航天等产品中,甚至在渔具产品中也大量应用中、小模数齿轮。—— 2013 年我国中、小模数齿轮市场的需求量要实现稳增长,不确定因素很多,困难也很多。但是办 法总比困难多。说到办法,只有坚持科技创新与管理创新不停步,决不能靠提高工人的劳动 强度、延长工作时间的呆办法去求增长。
2、我国中、小模数齿轮的制造水平与国际水平的差距—— 齿轮使用寿命、齿轮传动 噪音、齿轮制造效率与质量稳定性。
3、我国中、小模数齿轮制造行业都是中小型企业,在提升质量水平、降低制造成本的 双重压力下,产业升级必须要一切从客观现实出发,以清醒的头脑,快速的反应,积极的 措施,才能快步地向齿轮制造强国迈进。
① 在工艺装备上必须走数控化、自动化之路。
② 在工具配备上必须配置适应高速、高效的硬质合金刀具与精密级的夹具。
③ 在计量技术上必须配置高效、精确的检测装备。提升在线测量的能力。
④ 热处理是齿轮寿命与精度保持的关键工序—— 真空热处理是发展方向。但是质量
管理工作中实施:特殊过程:——CQI-9 热处理体系评审,同样非常重要。
⑤ 企业制造的齿轮件达到了什么样的精度水平:最好的评价方法是经常做一些 cpk、 cmk 分析。—— 是装备上的差距,还是工装刀具上的差距及操作水平、企业管理上差距, 分析一下就一目了然了。——有一个基本认识必须到位:就是产品质量已不是合格与不合格 的问题了,而是要评价产品的质量水平,cmk 值是否能稳定达到1.33以上。
4、关于企业技术改造与工具采购:中、小模数齿轮制造企业都是中、小型企业,还有 不少是微型企业,他们的经济实力不强,融资困难是客观事实。 显然,购置国外高效设备、 长期采购使用国外工具是有难度的。请允许我以几个“不要忘记”、“不要忽视”,作一些提 示,愿对企业技术改造及工具采购中的决策有所帮助:(在这里我不提及国有大企业,因为 大家对他们已经很了解了。)
① 不要忘记——台湾的机械工业是发达的。企业在工艺装备的数控化、自动化方面研 究运用得比较早。如:在车床自动化、磨床自动化方面,技术是成熟的。
② 不要忽视—— 浙江有一个宁波大正电子有限公司,在车床自动化改造方面是有特 色的,只要化很少的钱,就实现车床自动化。——记得有八十年代,国家大力提倡老设备的 简易数控化改造。现在同样可以提倡实施数控设备的自动化改造。
③ 不要忽视—— 滚齿机是复杂的齿轮加工机床,实现八轴数控与全自动化是一件了 不起的自主创新的科技进步成果。浙江佳雪数控机床有限公司生产的数控滚齿机系列及全自 动滚齿机以二项发明专利,五项实用新型专利为支撑,已得到了汽车零部件等企业的认可。
—— 七十年代,八十年代,在国家改革开放政策的召唤下,有一批有识之士走在改革的前 沿,他们丢了铁饭碗,捧起泥饭碗,艰苦创业,后无退路,不懈努力,自主创新、稳步推进、 为振兴民族工业而奋斗。——我认为;对于民营企业(已经过三十多年的磨炼)的看法应该 有所改变了!—— 根据政府部门的统计:目前中小企业数量已占全国工业企业总数的99%, 创造了近六成的经济总量和近一半的税收,提供了近八成的就业岗位。在科技创新方面,提 供了约65%的发明专利、75%的技术创新成果和80%以上的新产品,成为我国科技进步的重要 主体和生力军,已是中国工业的中坚力量。
④ 不要忽视—— 硬质合金刀具是加工机床实现高速、高效的重要保证。浙江朗曼达工 具有限公司、江苏江阴市工具厂生产的硬质合金中、小模数齿轮滚刀,得到了用户的广泛应
用;其中硬质合金蜗杆滚刀还填补了国内空白。——永达公司使用齿轮刀具的国产化率是
100%,他体现了国产刀具的制造水平已达到了一定的高度,另一方面也体现了国产滚刀的 推广应用,在制造者与使用者之间必须要有相互尊重、相互配合的合作精神。
⑤ 不要忽视—— 在工具方面:北京有一个景年金刚石滚轮有限公司。齿轮磨齿机是齿 轮制造中最复杂的齿轮机床。高端的磨齿机,国内几乎都是购置欧洲国家的机床,但是日常 必须用来修正砂轮的金刚石滚轮已实现了国产化。北京景年金刚滚轮有限公司是一个微型企 业,在金刚石滚轮上做到了自主创新,取代进口。—— 应该看到国内小、微型企业的生存 与发展的唯一依托,就在于自主创新,就是有专、精、特产品。
5、中、小模数齿轮制造中,新技术、新材料、新工艺的发展运用,是科技进步的标志。 每一个科技人员应该对科技发展的现状与将来有所了解——正确把握齿轮制造业的科技发 展方向非常重要。
① 少无切削加工技术发展很快—— 齿轮的冷挤工艺已在汽车发动机起动齿轮中成功 运用。汽车上座椅的摆动扇形齿轮已全面采用精冲工艺。摩托车中的一对锥齿轮已全部采用 冷挤压工艺。
② 硬质合金滚刀技术发展很快—— 随着硬质合金材料的进步、高硬度材料加工技术 的进步、硬质合金刀具镀层技术的进步,为齿轮制造中的高速切削,齿轮刀具的高耐用度提 供了有效的保证。
③ 工艺装备的数控化、自动化方面发展很快—— 可以说国内各工艺装备制造企业都 在竭尽全力,就是齿轮制造企业自身也在想方设法在装备的数控化、自动化方面努力创造。
④ 塑胶齿轮及塑胶齿轮箱的应用面在不断扩大—— 随着工程塑料的进步,模具制造 精密度的提升,注塑机械的进步,已在仪器仪表传动、办公设备传动、家用电器传动、护理 保健传动、医疗器械传动、汽车系统传动、智能玩具传动等方面得到广泛应用。工艺简单, 生产效率高和成本低。传动平稳、噪声低、质量轻。摩擦因数小、耐磨性好、耐腐蚀性好等 优点突出;但是,不能高速运转、承载能力不强、耐热性差的缺点也不可非议。
⑤ 粉末冶齿轮是少切屑、无切屑的高新技术的产物—— 虽然粉末冶金齿轮在整个粉 末冶金零件中难以单独统计,但无论是按重量还是按零件数量,粉末冶金齿轮在汽车、摩托
车中所占的比例都远远大干其他领域中的粉末冶金零件。因此,从汽车、摩托车在整个粉末
冶金零件中所占比例的上升可以看出,粉末冶金齿轮在整个粉末冶金零件中处于飞速发展的 地位。如果按零件特点来分,齿轮属于结构类零件,而结构类零件在整个铁基零件中所占的 绝对重量也远远大于其他几类,粉末冶金零件。—— 据我的了解:粉末冶齿轮在电动工具 上的运用,正涉及到与金属齿轮的价格竞争—— 近年来随着高速高效切削装备的运用,金 属片齿轮的价格下降,质量水平提升、竞争力凸显。粉末冶金齿轮的价格优势正在减弱。
中、小模数齿轮制造业集合了金属齿轮与非金属齿轮、切削加工与非切削加工中多种 技术的创新发展;齿轮材料与热处理技术、精锻技术、冷挤技术、滚碾技术、精冲技术、 精拉技术、注射技术、烧结技术、高速切削技术、全数控全自动技术、低碳环保技术……, 他们各自发挥自身优势,在各自的应用领域平等竞争。都在遵循制造成本、质量水平、节 能环保、合适合用——四大原则。
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