硬齒麵精加工在加工精度和加工（gōng）效率上取得了一（yī）些進步，出現了一些新的（de）工藝方法。下（xià）麵簡單介紹下國內（nèi）外硬齒麵的滾齒、插齒（chǐ）、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法及裝備。

 近年來，各種（zhǒng）硬（yìng）齒麵精加工在加工精度和加工效率上都取得了一（yī）些進展，同時還出現了一些新的硬齒（chǐ）麵精加工方法。

1.硬齒麵滾齒工藝

 由於磨齒效率低、成本高，近年來，國（guó）外開始研（yán）究硬齒麵滾齒工藝，采（cǎi）用硬質（zhì）合金滾刀可以提高加工效率，目前在日本、德國等生產（chǎn）中已有應用。國內近年（nián）來（lái）也（yě）在積極研究硬齒麵滾齒工藝（yì），並取得了一些進展，一些（xiē）工廠（chǎng）生產中已有應用。

 國內一些（xiē）廠家已采用硬齒麵滾齒工藝代替粗磨齒，加工效率比錐麵砂（shā）輪磨齒機約高５～６倍。硬齒麵滾齒工藝要求滾齒機床剛度（dù）好、精度高，隻有在切齒技術、刀具及（jí）機床等幾個方麵的正（zhèng）確配合下（xià），使切齒過（guò）程（chéng）達到（dào）較佳狀態，硬齒（chǐ）麵滾齒的（de）精度（dù）才能達到７級。硬齒麵滾齒存在的大問題是齒形精度較低（dī），加工精度不穩（wěn）定。其主要（yào）原因是：

 １）用硬質合金滾刀（dāo）來加工６０ＨＲＣ 左右的硬齒麵，刀（dāo）具（jù）與工件的硬度相差很小，滾刀易磨損（sǔn），直接影響齒形精（jīng）度；

 ２）由於滾齒是一種斷續切削過程，滾齒過程伴（bàn）隨著強迫及自激（jī）振動、力和熱的（de）衝（chōng）擊，常常容易造成硬（yìng）質合金滾刀崩刃；

 ３）由於（yú）硬質合金滾刀采用負（fù）前角，而（ér）切（qiē）削厚度小（xiǎo），工件硬度又高，使得徑向切（qiē）削力很大。從工藝係統分析，滾齒機的（de）剛（gāng）度雖（suī）較強，但刀杆和心軸卻是２個剛性（xìng）薄弱環節，徑（jìng）向的變形（xíng）對精度影響很大（dà）。

2.硬齒麵插齒工藝

 國外有的公司將硬質合金（jīn）插齒刀頂刃磨出（chū）較大的負前角，使側刃（rèn）有較大的刃傾角，形成刮削加工，也取（qǔ）得了初步成果。不過，要想用硬齒合金（jīn）插齒（chǐ）刀插製６級精度齒輪是非常困難的（de）。除了存在和硬質合（hé）金滾刀、滾齒相類似的問題（tí）外，還存在著（zhe）插齒速度（dù）無法增（zēng）加到（dào）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（jī）傳動鏈精度不達標等許多問題，使之未能在生產（chǎn）實際中應用。

 國內一些工（gōng）廠在普通插齒工藝基礎上，對硬齒麵插齒工藝也作了一些研（yán）究。目前，可插製４８ＨＲＣ左（zuǒ）右的中硬齒麵（miàn）７級精（jīng）度齒輪（lún），主要采取了以下（xià）措施：１）提高機（jī）床的剛度和精度，提高傳動鏈精度；２）采用高精（jīng）度插齒刀（ＡＡ 級插齒（chǐ）刀），嚴格控製刀具的安裝偏心；３）提高齒坯和夾具的精度；４）選取合理的（de）進給次數和加工進給量等。

3.硬齒麵剃齒工（gōng）藝（yì）

 近年來，日本試驗成功用硬質台金剃齒（chǐ）刀加工８級精度、硬度為６０ ＨＲＣ 的齒輪。為（wéi）使剃齒刀能切入工件的硬齒麵，除將剃齒刀上的漸開線螺旋麵刃帶減至（zhì）窄處外，還要把（bǎ）剃（tì）齒刀每齒上的刀刃減至ｌ～２個。本來軟（ruǎn）齒麵剃齒的大優點是刀刃（rèn）多，有漸開線螺旋麵（miàn）保持穩定齧合，使剃齒效率高，並（bìng）保證精度。而（ér）硬齒合金剃齒刀在結構上的改動，削弱了剃齒的上述（shù）２個優（yōu）點。此外，剃齒的特（tè）點是（shì）切削厚度很小，而硬（yìng）質合金的刀刃一般是較（jiào）鈍的，故很難進行剃削加工；因而難於在生產中實際應（yīng）用。

 國內近年來也（yě）在研究硬齒麵剃齒工藝，目（mù）前已能剃削４８ ＨＲＣ 左右的中硬齒麵７ 級精度齒輪，加工（gōng）效（xiào）率很（hěn）高，其主要采取了以下措（cuò）施（shī）：

 １）選擇剃削性能好的刀具材料做剃齒刀；

 ２）提高剃齒刀的製造精（jīng）度，並采（cǎi）用修形剃齒（chǐ）刀或負（fù）變位剃齒刀，不（bú）僅減（jiǎn）小或消除了剃齒齒形的中凹現象，還能剃削（xuē）鼓（gǔ）形齒輪；

 ３）提高熱處理前、後齒坯的加工精度，嚴格控製熱處理淬火變（biàn）形；

 ４）精細調整機床，提高機床剛度（dù），選擇合理的剃削用量等。

4.珩齒工藝

 珩齒是目前高精度（dù）硬（yìng）齒麵（miàn）齒輪（lún）加工（gōng）的主要方法；但是，要把珩齒精（jīng）度提（tí）高到６級，是比（bǐ）較困難的。目前（qián），國內有的工廠已（yǐ）珩出６級精度齒輪。德國的工廠也是利用珩齒生產６級精度齒輪，采（cǎi）用（yòng）粗、精２次滾齒，並采用修形剃齒刀剃齒，嚴格控製熱處理（lǐ）變形等一係列措施，以保證珩前（qián）精度，並使用修形珩輪進行珩齒。

 普通珩齒工藝（yì）采用的盤形（xíng）珩輪加工效率很高，１～２ ｍｉｎ就（jiù）能加工１ 個齒輪。近年來，日本提出新的珩齒方法———蝸杆珩齒工藝，推出新型（xíng）蝸杆珩齒機（jī）。蝸杆珩齒的工作原理是采用蝸杆形狀的珩輪對齒輪齒麵進行（háng）珩齒，與珩前精度比較，可提高１～２級精度。目前，蝸（wō）杆珩齒技術在日本、美國（guó）、英國和瑞士等國已有十幾項專利發表，多用於汽車變速箱齒輪的製造。國內近年來對蝸杆珩齒工藝組織攻關，進行了很多研究，已由南京第二機床廠和長江機床廠生產蝸杆珩齒機，並開始在生產中應用，精度可達到６～７級，平均生產速度為３～６ｍｉｎ／件。一般蝸（wō）杆珩輪采用普通磨料，又分（fèn）為軟珩和硬珩２種蝸杆珩輪。近年來試驗研究采用（yòng）電鍍（dù）金剛石蝸（wō）杆珩輪和電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆珩輪的珩齒工（gōng）藝。

 國外近年來（lái）還發展了內齧合自由珩齒工藝，瑞士已生產（chǎn）出內齧合珩齒機。這（zhè）種工藝采用內齒圈珩輪（lún）加工外齒輪工件，平均單件（jiàn）工時為１～２ｍｉｎ，珩後精度可提高２級，一般可達６～７級（jí）。如果提高珩前精（jīng）度，將（jiāng）能珩（héng）出更高精度的齒輪。

5.磨齒（chǐ）工藝

 磨齒（chǐ）分為展成磨（mó）齒和成形磨齒２大類。一般說來，展成磨齒的（de）效率較低（蝸杆砂輪磨齒除外），磨齒費用較高，機床複雜，價（jià）格昂貴，限製了其在生產（chǎn）中的廣泛應用，僅在少數精密機械及工具行業使用。而成形磨齒具有（yǒu）機床簡單、效（xiào）率較高、成本較低等優（yōu）點，但由於過去成形磨齒砂（shā）輪修整問（wèn）題未得到很好（hǎo）解決，也妨礙了成形磨齒工（gōng）藝在生產（chǎn）中的應用。現在世界各國都在積極研（yán）究高精度、高效率、多功能、性能穩定的新型磨齒加工方法和磨齒機。

5.1 展成磨齒

 展成磨齒（chǐ）法又可分為單齒分度展成磨（mó）齒法和連續（xù）展（zhǎn）成磨齒法，如圖１所示。

圖１ 展成（chéng）法齒輪磨削方法分類

 瑞士 Ｍａａｇ磨齒機采用（yòng）碟形砂輪磨齒，除繼續保持高（gāo）精度的優勢外，在結（jié）構和磨削方（fāng）法上有所改進，效率有所提高。為（wéi）提高加工效率，Ｍａａｇ 公司在磨削方法上由 ＨＳＳ係列磨齒機的１５°／２０°的普通（tōng）磨削法發展到０°磨削法，采用（yòng）ＢＣ機構磨修形齒輪，形成了新的（de）ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公（gōng）司在０°磨削法（fǎ）的基礎上，又發展了Ｋ磨（mó）削（xuē）法，效率（lǜ）又（yòu）有（yǒu）所提高。盡管這樣，Ｍａａｇ磨（mó）齒（chǐ）機的效率仍然很低，磨１ 個齒輪常常要耗費幾個小時，成本很高，尤其是大規格磨齒機效率更低。

 錐麵砂輪磨齒機（jī）傳動鏈長，而且漸開線齒（chǐ）麵是逐（zhú）點包絡出來的，影響加工精度及穩（wěn）定性，單件工時一般為０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒機通（tōng）用性好，在生產中應用得較廣。世（shì）界上生產（chǎn）錐（zhuī）麵（miàn）砂（shā）輪磨齒（chǐ）機聲譽較高的是德國的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已發展了直徑為３５００ ｍｍ 的磨齒機係列產（chǎn）品。

 大平麵砂輪磨齒機傳動鏈（liàn）短，結構比較簡單，加工精度也較高；但加工效率很低，多用來加工（gōng）剃齒刀（dāo）和插齒刀等齒輪刀具以及（jí）精度較高的齒輪。各（gè）國相關廠家都在生產這種磨（mó）齒機，但多年來在結構和性能上沒有太大的（de）發展。

 在各種磨齒方法中，蝸杆（gǎn）砂輪磨齒機的效率高，一般１０多分鍾就能（néng）磨１個齒輪，適於５～６級齒數＞８ ｍｍ 或直徑＞６００ ｍｍ）的加工，還有待於解決。

 近年來，日本還出現了采用電鍍ＣＢＮ（立方（fāng）氮（dàn）化硼）蝸杆砂輪的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪不用修整可連續加（jiā）工幾萬個齒輪，用廢後換新砂輪，加工效率很高，１ ｍｉｎ 左右就能磨１ 個齒輪，並能磨修形齒輪。目前，我國各種形式的展（zhǎn）成磨齒機都已有生產，但產品尺寸係列還不夠齊全。

5.2 成（chéng）形磨齒

 為了解決大批量（liàng）齒輪的（de）高效經濟磨齒問題，近年來（lái）世界上許多國家（如（rú）前麵提到（dào）的瑞士 Ｍａａｇ 公司（sī）以及（jí）德國、日本、英國、美國等）又在（zài）積極研究成形磨齒工（gōng）藝（yì）。成形磨齒所達到的精度與展成磨齒相（xiàng）媲（pì）美，且生（shēng）產（chǎn）率還要（yào）高好多倍（但仍低於（yú）蝸杆砂輪磨齒），強力高（gāo）效磨削應用於成形磨齒，效率還將進一步提高。成形磨齒一般適於５～６級精度齒輪的批量生產，還（hái）特別適合於模數大、齒致少、寬度大的齒輪和各種（zhǒng）修形齒輪（lún）的（de）加工。

 成形磨（mó）齒要解決的第（dì）１個問題是創（chuàng）造通用的成形砂輪修整器，為此近年來發表了不少（shǎo）這方麵的專利和成果，如圖２所示（shì）。國外成形磨（mó）齒機多（duō）采用（yòng）靠模四杆機構（gòu）修（xiū）整器；但這種修整器的精度穩定性較（jiào）差，靠模數量多，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，又發展了許多種近（jìn）似漸開線修整方法。單金剛石筆修整砂輪時很難解決（jué）金剛筆磨損對修整齒形精度的影響；因此又（yòu）發展了金剛滾（gǔn）輪修整法（fǎ）。由於成（chéng）形（xíng）金剛滾輪製（zhì）造複雜、價格很貴，國外又發展了金（jīn）剛砂帶（dài）壓輪法。近年來，國內外又研製出了數控成形砂輪修整器（qì），采用三坐標閉環係統，以保證精度（dù）並能自動（dòng）調節補償金剛石筆磨損；但這種裝置複雜（zá）、昂貴，尚未正式應（yīng）用於生產。

圖２ 成形磨齒（chǐ）砂輪修整方法分類

硬齒（chǐ）麵齒輪精加工（gōng）技（jì）術的未來發展

 隨著數控（kòng）技術的出現，硬（yìng）齒麵（miàn）齒輪的精加工設備在機床的成形運動設計方麵，原有的形成齒（chǐ）輪漸開線輪廓的內聯係傳（chuán）動鏈是通過機械（xiè）機構實（shí）現的。數控技術使得機床的每個運動都加入一個伺服電動機，通（tōng）過數（shù）控機床的ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機發送脈（mò）衝指令，每個（gè）伺服電動機得到指令後，通過電動機旋轉帶動滾珠絲杠實現機床（chuáng）運動（dòng），這樣就消除（chú）了（le）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（yùn）動精度得到提高。新的數（shù）控滾齒機、插齒機、剃（tì）齒機以及磨齒機將得（dé）到廣泛應用。