硬齒麵精加工在加工精度和加工效（xiào）率上（shàng）取得了一些進步，出（chū）現（xiàn）了一些新的工藝方法。下麵簡單介紹下國內外硬齒麵（miàn）的（de）滾齒、插（chā）齒、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法（fǎ）及裝備。

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

1.硬齒麵滾齒工藝

 由於磨齒效率低、成本高，近年來，國外開始研究硬齒（chǐ）麵（miàn）滾齒工藝，采用硬質（zhì）合金滾刀可以提高加工效率，目前在日本、德國等生產中已有應用。國（guó）內近年來也在積極研（yán）究硬齒麵滾齒（chǐ）工藝（yì），並取得（dé）了一些進展，一些（xiē）工廠生產中已有（yǒu）應用。

 國內一些廠家已采用硬齒麵滾齒工（gōng）藝代替粗（cū）磨齒，加工效率比錐麵砂輪（lún）磨齒機約高５～６倍。硬齒麵滾齒工（gōng）藝要求滾齒機床剛度好（hǎo）、精度（dù）高，隻有在切齒技術、刀具及機床等幾個方麵的正確配合下，使切齒過程達到（dào）較佳狀態，硬齒麵滾齒的精（jīng）度才能達到７級。硬齒麵滾齒存在的大問題是齒形精度較（jiào）低（dī），加工精度不穩定。其主要原因是（shì）：

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

 ２）由（yóu）於滾齒是一種（zhǒng）斷續切削過程，滾齒過程伴隨（suí）著強迫及自激振動（dòng）、力和熱的衝擊，常常容易造（zào）成硬質合金滾刀崩（bēng）刃（rèn）；

 ３）由於硬質合金滾刀采用負前角，而切削厚度小，工（gōng）件硬度又（yòu）高（gāo），使得徑向切削力很大（dà）。從工藝係統分析，滾齒機的剛度雖較強，但刀杆和心軸卻是２個剛性薄弱環節，徑向（xiàng）的變形對精度影響（xiǎng）很大。

2.硬齒麵插齒工藝

 國外有的公司將硬質合金插（chā）齒刀（dāo）頂刃磨出較大的負前角，使側刃有較（jiào）大的刃傾角，形（xíng）成刮（guā）削（xuē）加工，也（yě）取得了初步成果。不過（guò），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（yìng）質合金滾刀、滾（gǔn）齒相（xiàng）類似（sì）的問題外，還存在著插齒速度無法增加到與（yǔ）硬質合金刀具相適應的佳切削速度，往（wǎng）複插齒（chǐ）運動造成振動、插齒機傳動鏈精（jīng）度不達標等許多問題，使之（zhī）未能在生產實際中應用。

 國內一些工廠在普通插齒工藝（yì）基礎上，對硬（yìng）齒麵插齒工藝也作了一些研究。目（mù）前，可插製４８ＨＲＣ左右的中硬齒（chǐ）麵７級精度齒輪，主要采取了以下措施：１）提高機床的剛度和精度，提高傳動（dòng）鏈精度；２）采用高精度插齒刀（ＡＡ 級插齒刀），嚴（yán）格控（kòng）製刀（dāo）具的安裝偏心；３）提高齒坯和夾具的精度；４）選取合理的進給次數和加工進給量等。

3.硬齒麵剃齒工藝

 近（jìn）年來，日本試驗成功用硬質（zhì）台金剃齒刀（dāo）加工８級精度、硬度為６０ ＨＲＣ 的（de）齒輪。為使剃齒（chǐ）刀能切入工件的硬齒麵，除將剃齒（chǐ）刀上的漸開線螺（luó）旋麵刃（rèn）帶減至（zhì）窄處（chù）外，還要（yào）把（bǎ）剃齒刀每齒上的刀刃減至ｌ～２個。本來軟齒麵剃齒的大（dà）優點是刀刃多，有漸開線螺旋麵保持（chí）穩定齧合，使剃齒效率高，並保證精度（dù）。而硬齒合金剃齒刀在結構上的改（gǎi）動，削弱了剃齒的上述（shù）２個優點。此（cǐ）外，剃齒的特點是切削厚度很小，而硬質合金的刀刃一般是（shì）較鈍的，故很難進行剃削加工；因而難於在生產中實際應用。

 國內近年來也在研究硬齒麵剃（tì）齒工藝，目前已能剃削（xuē）４８ ＨＲＣ 左右的中硬（yìng）齒麵７ 級精（jīng）度齒輪，加（jiā）工效率很高，其主要采取了以下措施：

 １）選擇剃削性能好的刀具（jù）材料做（zuò）剃齒刀（dāo）；

 ２）提（tí）高剃齒刀的製造精度，並采用修形剃齒刀（dāo）或負變（biàn）位剃齒刀，不僅（jǐn）減小（xiǎo）或消（xiāo）除了剃齒齒形的中凹現象，還能剃削鼓形齒輪（lún）；

 ３）提高熱處理（lǐ）前、後（hòu）齒坯的（de）加工精度，嚴格控製熱處理淬（cuì）火變形；

 ４）精細調整機床，提高機床（chuáng）剛度，選擇合理的剃削（xuē）用量（liàng）等。

4.珩齒（chǐ）工藝

 珩齒是（shì）目前高精度硬齒麵齒輪加工的主要（yào）方法；但是（shì），要把珩齒精度提高到６級，是比較困難的。目（mù）前，國內有的工廠已珩出（chū）６級精度齒輪。德國的工廠也是利用珩齒生產（chǎn）６級精度齒輪，采用粗、精２次滾齒，並采用修形剃齒（chǐ）刀剃齒，嚴格（gé）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（héng）齒。

 普通珩齒工藝采用的盤形珩輪加工效（xiào）率很（hěn）高，１～２ ｍｉｎ就能加工１ 個齒輪。近年來，日本提（tí）出新的珩齒方法（fǎ）———蝸杆珩齒（chǐ）工藝，推出新型蝸杆珩齒機。蝸杆珩齒的工作原理是采用蝸杆形狀的珩輪對齒輪（lún）齒麵進（jìn）行珩齒，與珩前精度比較，可提（tí）高１～２級精度。目前，蝸杆珩齒技（jì）術在日本、美國、英國和瑞士等國已有十幾項（xiàng）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（zǔ）織攻關，進行了很多研究（jiū），已由南京第二機床廠和長江機（jī）床廠生產蝸杆珩齒機，並開始在（zài）生產中應用，精度可達到６～７級（jí），平（píng）均生產（chǎn）速度為３～６ｍｉｎ／件。一般蝸杆珩（héng）輪采用普（pǔ）通（tōng）磨料，又分為軟珩和硬珩２種蝸杆（gǎn）珩輪。近年來試驗研究采用電鍍金剛石蝸杆珩輪和電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆珩（héng）輪的珩（héng）齒工藝。

 國外近年來還（hái）發展了內齧合（hé）自由珩齒工藝，瑞士已生產出（chū）內齧合珩齒機。這種工藝采用內齒圈（quān）珩輪加工外齒輪工件，平均單件工時為１～２ｍｉｎ，珩後精度可（kě）提（tí）高２級，一般（bān）可（kě）達６～７級。如果提（tí）高珩前精（jīng）度，將能珩出（chū）更高精度的齒輪。

5.磨齒工藝

 磨齒分為（wéi）展成磨齒和成形磨齒２大類。一般說來，展成磨齒的效率較低（dī）（蝸杆砂輪磨齒除外），磨齒（chǐ）費用較高，機床複（fù）雜，價格昂貴，限製了其在生產中的廣泛應用，僅在少數精密機械及工具行業使用。而成形磨齒具有機床簡（jiǎn）單、效率（lǜ）較高、成本較低等優點（diǎn），但由於過去成形（xíng）磨齒砂輪修整問題（tí）未得到很好解決，也妨礙了成形磨齒工藝在生產中的應用。現在世界各國都在積極（jí）研究高精度、高效率、多功能、性能（néng）穩定的新型磨（mó）齒加工方法和磨齒機。

5.1 展成磨齒

 展成磨齒法又可分為單齒（chǐ）分度展成磨（mó）齒法和連續（xù）展成磨齒法，如（rú）圖１所示。

圖１ 展（zhǎn）成法齒輪磨削（xuē）方（fāng）法分類

 瑞士 Ｍａａｇ磨（mó）齒（chǐ）機（jī）采用碟形（xíng）砂輪磨齒，除（chú）繼續保持高精度的（de）優勢（shì）外，在結構和磨削方法上（shàng）有所改（gǎi）進，效率有所提高（gāo）。為提（tí）高加（jiā）工效率，Ｍａａｇ 公司在（zài）磨（mó）削方法上由（yóu） ＨＳＳ係列磨齒機的１５°／２０°的普通磨削法發展到０°磨削法，采用ＢＣ機（jī）構磨修形齒輪，形成了新的（de）ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公司在０°磨削法的基礎上，又發展了Ｋ磨削法，效率又有所提高。盡管（guǎn）這樣，Ｍａａｇ磨齒機的效率仍然很低，磨（mó）１ 個齒輪常常要耗費幾個（gè）小時，成本很高，尤其是大規格磨齒機效率更低。

 錐麵砂輪磨齒機傳動鏈長，而且漸開線（xiàn）齒麵是（shì）逐點包絡出來的，影響加工精度及穩定性，單件工時（shí）一般為（wéi）０．６～３ｈ；但錐（zhuī）麵砂輪磨齒機（jī）通用性好，在生（shēng）產中應用得較廣。世界上生產錐麵砂輪磨齒機聲譽較高的是德國的（de） Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家（jiā）公司已發展了直（zhí）徑為３５００ ｍｍ 的（de）磨齒機係列產品。

 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（dī），多用來（lái）加工剃齒刀（dāo）和插齒刀等齒輪刀具以及精度較高的齒輪。各國（guó）相關廠（chǎng）家都在生產這種磨齒機（jī），但多年來在結構和性能上沒有太（tài）大的發展。

 在各種磨齒方法（fǎ）中，蝸杆（gǎn）砂輪磨齒機的效率（lǜ）高，一般１０多分（fèn）鍾（zhōng）就（jiù）能磨１個齒輪（lún），適於５～６級齒數＞８ ｍｍ 或直徑＞６００ ｍｍ）的加工，還有待於（yú）解決。

 近年來，日本還出現了采（cǎi）用電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆（gǎn）砂輪的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪（lún）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（chǐ）輪。目（mù）前，我國各種形式的（de）展成磨齒機都已有生產，但產品尺寸係列還不夠齊全。

5.2 成形磨齒

 為了解決大批量齒輪的高效經濟磨齒問題，近年來世界上許多國家（如（rú）前（qián）麵提到的瑞士 Ｍａａｇ 公（gōng）司以及德國、日本、英國、美國等）又在積極（jí）研究成形磨齒工藝。成形磨齒所達到的精度與展成磨齒相媲美，且生產率（lǜ）還要高好多倍（bèi）（但仍低於蝸杆砂輪磨齒），強力高效磨削（xuē）應用於成形磨齒，效率還將進一步提（tí）高。成形磨齒一般適於５～６級精度齒輪的批量生產，還特別適合於（yú）模數大、齒（chǐ）致少、寬度大的（de）齒輪和各種修（xiū）形齒輪的（de）加工（gōng）。

 成形磨齒要解決的第１個問題是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專利和成果，如圖２所示。國外成形（xíng）磨齒機多采用靠模四杆機構（gòu）修整器（qì）；但這種修整器的精度穩定性較差（chà），靠模數量（liàng）多，調整麻（má）煩。由於（yú）準確漸開（kāi）線修整器結構一般較（jiào）複雜，影響精度，又發展了許多種近似漸（jiàn）開線修整方法。單（dān）金（jīn）剛石筆修整（zhěng）砂輪時很難解決金剛筆磨損對修整齒形精度的影響；因此又發展了金剛滾輪修（xiū）整法。由於成形金剛滾輪（lún）製造複雜、價格很貴，國外又發展了（le）金（jīn）剛（gāng）砂帶壓輪法。近年來，國內外又研製出了數控成形砂輪修整器，采用三坐標閉環係統，以保證精度並能自動調節補償金剛石筆磨損；但這種裝置複（fù）雜、昂貴（guì），尚未正式應用（yòng）於（yú）生產。

圖２ 成形磨齒砂（shā）輪修整方法分類

硬齒麵齒輪精加（jiā）工技術的（de）未來發展

 隨著數控（kòng）技（jì）術（shù）的出（chū）現，硬齒麵（miàn）齒輪的精加工設備（bèi）在（zài）機床的成形運動設（shè）計方麵，原有的形成齒輪漸開線輪廓的內（nèi）聯係傳動鏈是通過機械機構實（shí）現的。數控技術使得機床的每個（gè）運動都加入一個伺服（fú）電動機，通過數控機床的ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機發（fā）送（sòng）脈（mò）衝指令，每個伺服電動機得到指令後，通過電動機旋轉帶動滾（gǔn）珠絲杠實現機床運動，這樣就消除了（le）原有的、形成齒輪漸開線輪廓（kuò）的、內聯係傳動鏈的（de）機械機構誤（wù）差，使（shǐ）機床運動精度得到提高。新的數控滾齒機（jī）、插齒機、剃齒機以（yǐ）及磨齒（chǐ）機將得到廣泛（fàn）應用。