硬齒（chǐ）麵精加工在加（jiā）工精度和加（jiā）工效（xiào）率上取（qǔ）得了一些進步，出（chū）現了（le）一些新的工藝方法。下麵簡單介紹下國（guó）內外硬齒麵的滾齒、插齒、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法（fǎ）及裝備。

 近（jìn）年來（lái），各種硬齒麵精加工在加工精度和加工效率上都（dōu）取（qǔ）得了一些進展，同（tóng）時（shí）還（hái）出現了一（yī）些新的硬齒麵精加工方（fāng）法。

1.硬齒麵滾齒工藝

 由於（yú）磨齒（chǐ）效率低、成本高，近年來，國外開（kāi）始研究硬齒麵滾齒工藝，采用硬質合金滾刀可（kě）以提（tí）高加工效率，目前在日本、德國等生產（chǎn）中已有應（yīng）用。國內近年來也在積極研究硬齒麵滾齒工藝，並取得了一些進展，一些工廠生產中已有應用。

 國內一些廠家已采（cǎi）用硬齒麵滾齒工藝代替粗磨（mó）齒，加工效（xiào）率比錐麵砂輪磨齒（chǐ）機約高５～６倍。硬齒麵滾齒工藝要求滾齒機床剛度好、精度高，隻有（yǒu）在（zài）切齒（chǐ）技術、刀具及機床等幾個方麵的正確配合下，使切齒過程達到較佳狀態，硬齒麵滾齒的精度才能達到７級。硬齒麵滾齒存在的大（dà）問題是齒形精度較低，加工精度不（bú）穩定。其主要（yào）原因是：

 １）用硬質合金滾刀來加工６０ＨＲＣ 左右的硬齒麵，刀（dāo）具與工件的硬度相差很小，滾（gǔn）刀（dāo）易磨損（sǔn），直接影響齒形精度；

 ２）由於滾齒是一種斷續切削過程，滾齒過程伴隨著強（qiáng）迫及自激振動、力和熱的衝擊，常常容易（yì）造成硬質合金滾（gǔn）刀崩刃；

 ３）由（yóu）於硬質合金滾刀采（cǎi）用負前角（jiǎo），而切削厚度小，工件硬度又高，使得徑向切削力很大。從工藝係統分析，滾齒機的（de）剛度雖較強，但刀杆和（hé）心軸卻是２個剛性薄弱環（huán）節，徑向的（de）變（biàn）形（xíng）對精度影響很大。

2.硬齒麵插齒工藝

 國（guó）外有的公司（sī）將硬質合金插齒刀頂（dǐng）刃磨出較大的負前角，使側刃有較大的刃傾角，形成刮削加工（gōng），也取得了初（chū）步成果。不（bú）過，要想用硬齒合金插齒刀插製６級精度齒輪是非常困難的。除了存在和硬質合金滾（gǔn）刀、滾齒相類似的（de）問題外，還存在著插齒速度無法增加到與硬質合金刀具相適應的佳切削速度，往複插齒運動造成振動、插齒機傳動鏈精度不達標等許多問題，使之未能在生產實際中（zhōng）應用。

 國內一些工（gōng）廠在（zài）普通插齒工藝基礎上（shàng），對硬齒麵插齒工（gōng）藝也作了（le）一些研究。目前，可插製４８ＨＲＣ左右的中硬齒麵７級精度（dù）齒輪，主要采取了以（yǐ）下措（cuò）施：１）提高機（jī）床的剛度和精度（dù），提高傳動鏈精度；２）采用高精度插齒刀（ＡＡ 級插齒刀），嚴（yán）格控製刀具的安裝偏心；３）提高齒坯和夾具的精度（dù）；４）選取合理的進給次數和加工進給（gěi）量等。

3.硬齒麵剃齒（chǐ）工藝

 近年來，日本試驗成功用（yòng）硬質台金剃齒刀加工８級精度、硬度為６０ ＨＲＣ 的齒輪。為使（shǐ）剃齒（chǐ）刀能切入工件（jiàn）的硬齒麵，除將剃齒刀上的漸開線螺旋麵刃帶減至窄處外，還要把剃齒（chǐ）刀每齒上的刀刃減至ｌ～２個（gè）。本來軟齒（chǐ）麵剃齒的大優點是（shì）刀刃多，有漸（jiàn）開線（xiàn）螺旋麵保（bǎo）持穩定齧合，使剃齒效率高，並保證精（jīng）度。而硬齒合金剃齒刀（dāo）在結構上（shàng）的改動，削弱了（le）剃齒的上（shàng）述（shù）２個優點。此外，剃齒的特（tè）點是切削厚度很小，而硬質合（hé）金的刀刃一般是較鈍的，故很難進行剃削加工；因而難於在生產中（zhōng）實際應用（yòng）。

 國內近年來也在研（yán）究硬齒麵剃齒工（gōng）藝，目（mù）前已能（néng）剃削４８ ＨＲＣ 左右的中硬齒麵７ 級精度（dù）齒輪，加工（gōng）效率很高，其主要采取了以下措施（shī）：

 １）選擇剃（tì）削性能好（hǎo）的刀具材料做剃齒刀；

 ２）提高剃齒刀的製造精度，並采用修形剃齒（chǐ）刀或負變位剃齒刀，不僅減小或消除了（le）剃齒齒形的中凹現象，還能（néng）剃削鼓形齒輪；

 ３）提高熱處理前、後齒坯的（de）加工（gōng）精度，嚴格（gé）控製熱處理淬火變形；

 ４）精細調整機床，提高（gāo）機床剛（gāng）度，選擇合理的剃削用量（liàng）等。

4.珩齒工藝（yì）

 珩齒是目前高精度硬齒麵齒輪加工的主要方法；但是，要把珩齒精度提高到６級，是比較困難的（de）。目前，國內有的工廠（chǎng）已珩出６級精（jīng）度齒輪。德國的工廠也是利用珩齒生產６級精度齒輪，采用粗、精２次滾齒，並采用修形剃（tì）齒刀（dāo）剃齒，嚴格控製熱處理變形等一係列（liè）措施，以保證珩前精度，並使用修形珩輪進行珩（héng）齒。

 普通珩（héng）齒工藝采用的（de）盤形珩輪加工效率很高，１～２ ｍｉｎ就能加工１ 個齒輪。近年來，日本提出新的珩齒方（fāng）法———蝸杆珩齒工藝，推（tuī）出新型蝸杆珩（héng）齒機。蝸杆珩齒的工作原（yuán）理是采用蝸杆形狀的珩輪對（duì）齒輪齒麵進行珩（héng）齒，與珩前精度比較，可提高１～２級精度。目前，蝸杆珩齒技術在日本、美國、英國和瑞士等國已有十幾項專利（lì）發表，多用（yòng）於汽車變速箱齒輪的製造。國內近年來對蝸杆珩齒（chǐ）工藝（yì）組織攻關，進（jìn）行了很多研究，已由南京第二機床廠和（hé）長江機（jī）床廠生產蝸杆珩齒機，並開始在（zài）生（shēng）產中應用，精度可達到６～７級，平均生產速度為３～６ｍｉｎ／件。一般蝸杆珩輪（lún）采用普通（tōng）磨料（liào），又分為軟珩和硬珩２種蝸杆珩輪。近（jìn）年來試驗（yàn）研究采用電鍍金剛石蝸杆珩輪和電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼（péng））蝸杆珩輪的珩齒工藝。

 國外近年來還發展了內齧合（hé）自由珩齒（chǐ）工（gōng）藝，瑞士已生產（chǎn）出（chū）內齧合珩齒機（jī）。這（zhè）種工藝采用內齒（chǐ）圈珩輪加工外齒輪工件，平均單件工時（shí）為１～２ｍｉｎ，珩後精度可提高（gāo）２級，一般（bān）可達（dá）６～７級。如果提高珩前精度，將能珩出更高精度的齒輪（lún）。

5.磨齒工藝

 磨齒分為展成（chéng）磨齒和（hé）成形磨齒２大（dà）類。一般說來，展成（chéng）磨齒的效（xiào）率較低（蝸杆砂輪磨齒（chǐ）除外（wài）），磨齒費用較高，機（jī）床複雜，價格昂貴，限製了其在生產中的廣泛（fàn）應用，僅在少數精密機械及工具行業使用。而（ér）成形磨齒具有機床簡單、效率較高、成本較低（dī）等優點，但由於過去成形磨齒砂輪修整問題未得到很好解（jiě）決，也（yě）妨（fáng）礙了成形磨齒工藝在生產中（zhōng）的應用。現在世界各（gè）國都在積極（jí）研究高（gāo）精（jīng）度、高效率、多功能（néng）、性能穩（wěn）定的新型磨齒加工方法和磨齒機。

5.1 展成磨齒

 展（zhǎn）成磨齒法又可分為單齒分度展成磨齒法（fǎ）和連續展成（chéng）磨齒法，如圖（tú）１所示。

圖１ 展成法齒輪磨削方法分類

 瑞士 Ｍａａｇ磨齒機采用碟形（xíng）砂輪磨齒（chǐ），除繼續保持高精度（dù）的優勢外，在結構和磨削方法上有所改進，效（xiào）率有（yǒu）所提高。為提高加工效率（lǜ），Ｍａａｇ 公司在磨削方法上（shàng）由 ＨＳＳ係列磨齒機的（de）１５°／２０°的普通磨削法發展到０°磨削法，采用ＢＣ機構磨（mó）修形（xíng）齒輪，形成了新的ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公司在０°磨削（xuē）法的基礎上，又發展了Ｋ磨削（xuē）法，效率又有所（suǒ）提高。盡管這樣，Ｍａａｇ磨齒機的效率仍然很低，磨１ 個齒輪常常要耗費幾個小時，成本很（hěn）高（gāo），尤其是大規格磨齒機效率更低。

 錐麵砂（shā）輪磨齒機傳動鏈（liàn）長，而且漸開線齒麵是逐點包絡出來（lái）的，影響（xiǎng）加工精度及穩定（dìng）性，單件工（gōng）時一般為０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒機通用性好，在生產中應用（yòng）得較廣。世界上生產錐麵砂輪磨齒機聲譽較高的是德國的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和（hé） Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已發展了直徑為３５００ ｍｍ 的磨齒（chǐ）機係列產品。

 大平麵砂輪磨齒機傳動鏈短，結構比較（jiào）簡單，加工精度也（yě）較高；但加工（gōng）效率很低，多用來加工剃齒刀和插齒刀等齒輪刀具以及精度較高的齒輪（lún）。各國相關廠家都在生產（chǎn）這種磨齒機，但多年（nián）來在結構和性能上沒有太（tài）大的發展。

 在各種磨（mó）齒方法中，蝸杆砂輪（lún）磨（mó）齒（chǐ）機的效率高，一般１０多分鍾就（jiù）能磨１個齒輪，適於５～６級齒數＞８ ｍｍ 或直徑＞６００ ｍｍ）的加工，還有（yǒu）待於解決。

 近年來，日本還出現了（le）采用電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸（wō）杆砂輪的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪不用修整可連續加工幾萬（wàn）個齒輪，用（yòng）廢後換新（xīn）砂輪，加工效率（lǜ）很高，１ ｍｉｎ 左右就能磨（mó）１ 個齒（chǐ）輪，並能磨修形齒輪。目（mù）前，我（wǒ）國各種形式的展（zhǎn）成磨齒機都已（yǐ）有生產，但產（chǎn）品尺寸係列還（hái）不夠齊全。

5.2 成形磨齒

 為了解（jiě）決大批量齒輪的高效經濟（jì）磨齒問題，近（jìn）年來世界上許多國家（如前麵提到的（de）瑞士 Ｍａａｇ 公司（sī）以（yǐ）及德國、日本、英國（guó）、美（měi）國等）又（yòu）在積極研究成形磨齒工藝（yì）。成（chéng）形磨齒所達到的精度與展成磨齒相媲美（měi），且生產率還要高好多倍（但仍低於蝸（wō）杆砂輪磨齒），強力高（gāo）效磨削應用（yòng）於成形磨齒，效率還將進一步提高。成形磨齒一般適於５～６級精度齒輪（lún）的批量生產，還特別適（shì）合於模數大、齒致（zhì）少（shǎo）、寬度大的齒輪和各種（zhǒng）修形齒輪的加工。

 成形磨齒要解決的第（dì）１個問題是（shì）創造通用的成形砂輪修整器，為此近年來發表了不少這方麵的（de）專利和成果，如圖（tú）２所示。國外（wài）成形磨齒機多采用靠模（mó）四杆機構修整器（qì）；但這種（zhǒng）修整器的（de）精度穩定（dìng）性較差，靠模數量（liàng）多，調整麻煩。由於準確漸開線修整器結構一般較複雜，影響精度，又（yòu）發展了許多種近似漸開線修整方法。單金剛石筆修整砂輪時很難解決金剛筆磨損對修整齒形精（jīng）度的影響；因此又發展了金剛滾輪（lún）修整法。由於成形（xíng）金（jīn）剛滾輪製造複雜、價格很（hěn）貴，國外又發展了金剛砂帶壓（yā）輪法。近年來，國內外又研製（zhì）出了數控（kòng）成（chéng）形砂輪（lún）修（xiū）整器，采用三坐標閉環係統，以（yǐ）保證（zhèng）精度並能自（zì）動調節補償金剛石（shí）筆磨損；但這種裝置複雜、昂貴，尚未正式應用於生產。

圖２ 成形磨齒砂輪修整（zhěng）方法分類

硬齒麵齒輪精加工（gōng）技術的（de）未來發展

 隨著數控技術的出現，硬齒麵齒輪的精加（jiā）工設備在機床的成形運動設計方麵，原有的形成齒輪漸開（kāi）線輪廓的內聯係傳動鏈是通過機械機構實現的。數控技術使得機床的每個運動都加入一個伺服（fú）電動機，通過數控機床的ＣＮＣ係統，向（xiàng）每（měi）個伺服電動（dòng）機發送脈衝指令（lìng），每個伺服電動機得到指令後，通（tōng）過電動機旋轉帶動滾珠絲杠實現機床運動（dòng），這樣就消除了原有的、形成齒輪漸開線輪廓的、內聯係傳動鏈的機械機構（gòu）誤差，使機床運動精度得到提高（gāo）。新的數控滾齒機、插齒機、剃齒（chǐ）機以及磨齒機將得到廣泛應用。