混凝土高頻振搗棒主要由電動機、齒輪等組成，因此，電動機、齒輪的技術(shù)發(fā)展也說明了混凝土高頻振搗棒技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。

第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、步進電機驅(qū)動器

步進電機和普通電機的區(qū)別主要就在于其脈沖驅(qū)動的形式，正是這個特點，步進電機可以和現(xiàn)代的數(shù)字控制技術(shù)相結(jié)合。不過步進電機在控制的精度、速度變化范圍、低速性能方面都不如傳統(tǒng)的閉環(huán)控制的直流伺服電動機。在精度不是需要特別高的場合就可以使用步進電機，步進電機可以發(fā)揮其結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和成本低的特點。使用恰當(dāng)?shù)臅r候，甚至可以和直流伺服電動機性能相媲美。

步進電機廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)實踐的各個領(lǐng)域。它最大的應(yīng)用是在數(shù)控機床的制造中，因為步進電機不需要A/D轉(zhuǎn)換，能夠直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)化成為角位移，所以被認為是理想的數(shù)控機床的執(zhí)行元件。早期的步進電機輸出轉(zhuǎn)矩比較小，無法滿足需要，在使用中和液壓扭矩放大器一同組成液壓脈沖馬達。隨著步進電動機技術(shù)的發(fā)展，步進電動機已經(jīng)能夠單獨在系統(tǒng)上進行使用，成為了不可替代的執(zhí)行元件。比如步進電動機用作數(shù)控銑床進給伺服機構(gòu)的驅(qū)動電動機，在這個應(yīng)用中，步進電動機可以同時完成兩個工作，其一是傳遞轉(zhuǎn)矩，其二是傳遞信息。步進電機也可以作為數(shù)控蝸桿砂輪磨邊機同步系統(tǒng)的驅(qū)動電動機。除了在數(shù)控機床上的應(yīng)用，步進電機也可以并用在其他的機械上，比如作為自動送料機中的馬達，作為通用的軟盤驅(qū)動器的馬達，也可以應(yīng)用在打印機和繪圖儀中。

步進電動機以其顯著的特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進電機本身技術(shù)的提高，步進電機將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。

2、齒輪技術(shù)現(xiàn)狀 分析

中國工業(yè)齒輪技術(shù)的蓬勃發(fā)展也集中在80年代到現(xiàn)在這20多年間。70年代末，中國的改革開放政策使國內(nèi)企業(yè)相繼引進了許多大型成套項目，使我國的齒輪界開始接觸國外先進的齒輪傳動裝置。如武鋼1700mm軋機中的通用和軋鋼機減速機；英國23000kW燃氣輪機發(fā)電機組負荷齒輪箱；30萬t/a合成氨中的高速齒輪裝置。進入80年代，中國從國外引進了多項齒輪技術(shù)，如由南高齒和鄭州機械 研究 所（以下簡稱鄭機所）等4單位聯(lián)合美國費城齒輪公司引進全套高速重載齒輪設(shè)計制造技術(shù)。此后，南高齒和鄭機所聯(lián)合對齒輪的彈性變形和熱變形修形等高速重載齒輪的共性技術(shù)開展了專題 研究 。通過這兩項工作，使中國的高速重載齒輪技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，有了較完整的理論，有了設(shè)計制造規(guī)范，有了系列產(chǎn)品。80年代末，中國工業(yè)齒輪 行業(yè) 就真正跨入了能夠獨立設(shè)計、制造高速重載齒輪傳動設(shè)備的階段。

在中國齒輪工業(yè)發(fā)展的過程中，水泥磨的傳動設(shè)備是低速重載齒輪技術(shù)兩大難題之一。中心傳動水泥磨主減速機是典型的功率分支結(jié)構(gòu)。80年代，中國水泥企業(yè)曾經(jīng)采用丹麥?zhǔn)访芩沟妮敵龃簖X輪懸浮式和日本川崎彈性軸式兩種均載方式。經(jīng)過齒輪傳動專家的探討、比較，最終采用了更簡單可靠的彈性軸式均載，最大功率已達4000kW。目前，中國的大功率水泥磨減速機裝置基本實現(xiàn)了全部國產(chǎn)化。

除了水泥磨的傳動齒輪箱，軋鋼齒輪箱是低速重載齒輪技術(shù)的另外一個大難題。90年代后，中國以市場換技術(shù)的政策，提出“聯(lián)合設(shè)計，合作除了水泥磨的傳動齒輪箱，軋鋼齒輪箱是低速重載齒輪技術(shù)的另外一個大難題。90年代后，中國以市場換技術(shù)的政策，提出“聯(lián)合設(shè)計，合作制造”等方式同外方合作，在重大項目上更多采用德、日等國公司提供技術(shù)，國內(nèi)廠家制造，外方監(jiān)制。這樣促進了中國工業(yè)齒輪 行業(yè) 在技術(shù)、管理水平和質(zhì)量控制方面大幅提高。

此外，當(dāng)今工業(yè)齒輪技術(shù)發(fā)展日趨成熟，這還表現(xiàn)在：1）理論 研究 （如強度計算、修形計算、優(yōu)化設(shè)計等現(xiàn)代方法的應(yīng)用、新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用等）更完善、更接近實際。2）普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鍛件，提高材料和熱處理質(zhì)量控制水平。3）結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理。4）加工精度普遍提高到ISO的4～6級。5）提高軸承質(zhì)量和壽命。6）提高潤滑油質(zhì)量。7）提高加工裝備和監(jiān)測手段。

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

1987年英國伯明翰大學(xué)Tuncer C等提出了浮動凹模精鍛空心件思想，歸納了無飛邊鍛模制造和使用的各種工藝要點，設(shè)計了各種模具。Nagai Y提出將預(yù)制杯形件作為某些圓柱齒輪冷鍛的制坯措施，即通過拉延、整形、變薄拉延和壓縮這四個工步實現(xiàn)具有較大沉孔的圓柱齒輪冷鍛成形。伊朗Tarbiat Modarxes大學(xué)的M.H. Sadeghi與英國伯明翰大學(xué)的T.A. Dean用浮動凹模原理模具對直齒輪和斜齒輪作了系統(tǒng)的 研究 ，包括模具結(jié)構(gòu)形式選擇，齒輪尺寸精度的影響因素，齒輪塑性成形力的預(yù)測及其與摩擦系數(shù)、齒輪模數(shù)、寬度關(guān)系，脫模力與摩擦系數(shù)、成形力、成形溫度、壓力角、齒數(shù)的關(guān)系。德國的Th. Herlan以材料為20MnCr4的直傘齒輪為例，采用了溫鍛冷鍛復(fù)合成形工藝，其工藝流程為：下料——感應(yīng)加熱（850℃）——鍛造——硬化處理——精整。首先，將初始棒料加熱、鐓粗、噴丸再加熱至850℃，送至12.5MN機械壓力機進行鍛造，之后進行噴丸和表面磷化、皂化處理，最后在12.5MN液壓機上進行冷鍛，并給出了冷鍛的活動模具簡圖。

山東大學(xué)張清萍等人對兩步成形直齒圓柱齒輪冷精鍛工藝模具齒形設(shè)計方法進行了 研究 ，分別采用修正模數(shù)法和變位法對終鍛和預(yù)鍛模具的齒形進行設(shè)計。青島理工大學(xué)的田福祥等人對直齒圓柱齒輪熱精鍛進行了深人 研究 ，給出了快檔齒輪熱精鍛成形的實用模具結(jié)構(gòu)，論述了模具設(shè)計、裝配和使用的有關(guān)問題，該模具采用強力脫模裝置，使鍛件在鍛擊結(jié)束瞬間立即脫離凸模，解決了鍛件將凸模抱死的關(guān)鍵技術(shù)問題。張治民、張寶紅等人提出了一種新的方法，即直齒輪徑向的分流成形，溫鍛和冷擠壓整形的復(fù)合方法，并以一個用于拖拉機的直齒輪作為例子，制造出的齒輪精度可達IT8。這種新的直齒輪成形技術(shù)，能夠使大模數(shù)、輪齒高的齒輪在較低的變形力下就能使輪齒充滿，其工藝過程為：齒輪輪齒的初成形第一次采用中溫鍛，然后通過冷成形制成高精度的齒輪。齒輪的制造采用鐓粗擠壓，為了避免齒輪在塑性成形過程中出現(xiàn)缺陷，提出了一種新的徑向成形技術(shù)，在模具的長度方向設(shè)計較大的偏轉(zhuǎn)斜度，通過偏轉(zhuǎn)斜度，鋼坯被推動沿著斜度壓下，同時，金屬徑向流動，齒輪輪齒底部剩余的金屬流向齒輪的頂部，齒輪被填充成形。馮沖前根據(jù)對直齒圓柱齒輪鐓擠成形過程的實驗 研究 ，針對直齒圓柱齒輪精鍛成形工藝的技術(shù)關(guān)鍵，提出了一種新的成形工藝——浮動凹模鐓擠成形工藝，并以安陽齒輪廠農(nóng)用車變速齒輪為 研究 對象，設(shè)計了專用鐓擠模具，并進行了成形試驗， 研究 了其成形規(guī)律。燕山大學(xué)趙軍等人利用塑性范成成形齒輪的方法成形出直齒圓柱齒輪，并對成形后齒輪的金相組織進行了 分析 ，從成形組織方面驗證了該工藝的可行性。姜英等人利用滾壓設(shè)備對齒輪進行了滾壓 研究 ，得出只需更換滾輪，就可以用于中、小模數(shù)的圓柱直齒輪、圓柱斜齒輪等的加工，該工藝加工工藝簡單，生產(chǎn)效率高，加工質(zhì)量好。

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

1、優(yōu)化工藝和模具結(jié)構(gòu)，提高模具的壽命，解決齒輪鍛件的出模問題

為滿足制造工藝的要求，在工藝設(shè)計和模具設(shè)計中，應(yīng)以金屬在精鍛過程中的真實流動規(guī)律和變形力學(xué)特征為基礎(chǔ)，優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)、坯料形狀尺寸等工藝參數(shù)，選用優(yōu)質(zhì)模具材料，使用合適的鍛壓設(shè)備，提高模具加工精度和使用壽命。另外，直齒圓柱齒輪精鍛沒有拔模斜度，出模困難，需要較大的頂出力才能將鍛件從模具.中頂出。因此，對模具結(jié)構(gòu)和鍛造設(shè)備有較高的要求，如何解決好鍛件出模，也是一個必須重點解決的問題。

2、改善精鍛齒輪的質(zhì)量和精度，提高齒輪生產(chǎn)率

齒輪制造工藝的發(fā)展，很大程度上表現(xiàn)在精度等級與生產(chǎn)效率的提高。在今后齒輪的精鍛工藝的提升中，要掌握精鍛過程中的金屬變形流動規(guī)律以及各種工藝參數(shù)對工件質(zhì)量的影響，提高產(chǎn)品質(zhì)量，嚴格控制模具溫度、鍛造溫度和潤滑條件等工藝因素，減少因模具和鍛件溫度波動而造成的鍛件尺寸誤差，使直齒圓柱齒輪精鍛向著凈成形方向發(fā)展。

3、充分運用各種計算機技術(shù)和數(shù)學(xué)理論，提高直齒圓柱齒輪精鍛技術(shù)開發(fā)的效率

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