硬齒麵精加（jiā）工（gōng）在加（jiā）工精度和加工效（xiào）率上取得了一些進步，出現（xiàn）了一些新的工藝方（fāng）法。下麵（miàn）簡單介紹下國內外（wài）硬齒麵的滾齒、插齒、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法及裝備。

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

1.硬齒（chǐ）麵滾齒工（gōng）藝

 由於磨齒效率低、成本高，近年來，國外開始研究硬齒麵滾齒工藝，采用硬質合（hé）金滾刀可以提高（gāo）加工效率，目前在日本、德國等生產中已有應用（yòng）。國內近年（nián）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（shēng）產中已有應用。

 國內一些廠家已采用硬齒麵（miàn）滾齒工藝代（dài）替粗磨齒，加工效率比錐麵砂輪磨齒機約高５～６倍（bèi）。硬齒麵滾（gǔn）齒工藝要求滾齒機床剛度好、精度高，隻有在切齒技術、刀（dāo）具及機床（chuáng）等幾個方麵的正確配合下，使切齒（chǐ）過程達到較佳狀態，硬齒（chǐ）麵滾（gǔn）齒的精度（dù）才能達到７級。硬齒麵滾（gǔn）齒存在的（de）大問題是齒形（xíng）精度較低，加工精度不穩定。其主要（yào）原因是：

 １）用硬質合（hé）金滾（gǔn）刀來加工６０ＨＲＣ 左右的硬齒麵，刀具與工件的硬度相（xiàng）差很（hěn）小，滾刀易磨（mó）損，直接影響齒形精（jīng）度；

 ２）由於滾齒是一種斷續切（qiē）削過程，滾齒過程伴隨著強迫及自（zì）激振動、力和（hé）熱的衝擊，常常容易造成硬質合（hé）金滾刀崩刃；

 ３）由於硬質（zhì）合（hé）金（jīn）滾刀（dāo）采用負前角，而切削厚（hòu）度小，工件硬度又高，使得徑向（xiàng）切削力很大。從工藝係統分析，滾齒機的剛度雖較強，但（dàn）刀杆和心軸卻是２個剛（gāng）性薄弱環節（jiē），徑（jìng）向的變形對（duì）精度影（yǐng）響很大（dà）。

2.硬齒（chǐ）麵插齒工藝

 國外（wài）有的（de）公司將硬（yìng）質合金插齒刀頂刃磨出較大的負前角，使側刃有較（jiào）大的刃（rèn）傾角，形成刮削加工，也取得了初步成果。不過，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（cún）在和硬質合金滾刀、滾齒相類似（sì）的問題外，還存在著插齒速度無法（fǎ）增加到與硬質合金刀（dāo）具相適應的佳切（qiē）削（xuē）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應（yīng）用。

 國內一些工廠在普（pǔ）通插齒工藝基礎上，對硬齒麵插齒（chǐ）工藝也作了一些（xiē）研究。目前，可（kě）插製４８ＨＲＣ左右的中硬齒麵７級精度齒輪，主（zhǔ）要采取了以下措施：１）提高機床的剛度和精度，提高傳動鏈精度（dù）；２）采用高精度插齒刀（ＡＡ 級插齒刀），嚴格控製刀具的安裝偏心；３）提高（gāo）齒坯和夾具的精度（dù）；４）選取合理的進給次數和加工進給量等。

3.硬齒（chǐ）麵剃齒工藝

 近年來，日本試驗（yàn）成功用硬質（zhì）台金剃齒刀加工８級精度、硬（yìng）度為６０ ＨＲＣ 的齒輪（lún）。為使剃齒刀能（néng）切入（rù）工件的硬齒麵，除將剃齒刀上的漸開線螺旋麵刃帶減至窄處外，還要把（bǎ）剃齒刀每齒上的刀刃減至ｌ～２個。本來（lái）軟齒麵剃齒的大（dà）優（yōu）點是刀刃多，有漸（jiàn）開線螺旋麵保持穩定齧合，使剃齒效率高，並保證精（jīng）度。而（ér）硬齒合金剃齒刀在（zài）結構上的改動，削弱了剃齒的上述２個優點。此外，剃齒的特點是切削厚（hòu）度很（hěn）小，而硬質合金的刀刃一般是較鈍的，故很難進行剃削加工；因而難於（yú）在生產中實際應用（yòng）。

 國內近年來也在（zài）研究硬齒麵剃齒工藝，目前已能剃削４８ ＨＲＣ 左右的中硬齒麵７ 級精度齒輪（lún），加工效率（lǜ）很（hěn）高，其（qí）主要采取了以下措施：

 １）選擇剃削性（xìng）能好的刀具材料做剃齒刀；

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

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

 ４）精細調整機床，提高機床剛度，選擇合理的剃削用量（liàng）等。

4.珩齒（chǐ）工藝

 珩齒是目前高精度硬齒麵齒輪加工（gōng）的主要方法；但是，要把珩齒精度提高到６級，是比較困難的。目前，國內有的工廠已珩出６級精度齒（chǐ）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，並采用修形剃齒刀剃齒，嚴格（gé）控製熱處理變形等（děng）一係列措施，以保證珩前精度，並使用修形珩輪進行珩齒。

 普通（tōng）珩齒工藝采用的盤形（xíng）珩輪加工（gōng）效率很高，１～２ ｍｉｎ就能（néng）加工１ 個齒輪（lún）。近年來，日本提出新的珩齒方法（fǎ）———蝸杆（gǎn）珩（héng）齒工藝，推出新型蝸（wō）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齒麵進行珩齒，與珩前（qián）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、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（zhī）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（shēng）產蝸（wō）杆（gǎn）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（jiàn）。一般蝸杆珩輪采用普通磨料，又分為軟珩和硬珩２種蝸杆珩輪。近年來試驗研究（jiū）采用電鍍金剛石蝸杆珩輪和電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆珩輪的珩齒工藝。

 國外近年來還發（fā）展了內齧合自由珩齒（chǐ）工藝，瑞士已生（shēng）產出內齧合珩齒機。這（zhè）種工藝采用內齒圈珩輪加工外齒輪工件，平均單件工時為１～２ｍｉｎ，珩後精度可（kě）提高２級，一般可達（dá）６～７級。如果提高珩（héng）前精度，將能珩出更高精度的齒輪。

5.磨齒工藝

 磨齒分為（wéi）展（zhǎn）成磨齒和成形磨齒２大類（lèi）。一般說來，展成磨齒的效率較低（蝸杆砂輪磨齒除外），磨齒費用較高，機床複雜，價格昂貴，限製了（le）其在生產中的廣泛（fàn）應用，僅在少數精（jīng）密機械及工具（jù）行業使用。而成形（xíng）磨齒具有機床簡單、效率較高（gāo）、成本較低等優點，但由於過（guò）去成形磨齒砂輪修整問題未得到很好解決，也妨礙（ài）了成（chéng）形磨齒工藝在生產中的（de）應用。現在世界各國都在積極研究高（gāo）精度、高效（xiào）率、多功能、性能穩定的新型（xíng）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（dān）齒分度展成磨齒法和連續展成磨齒法，如圖１所示。

圖１ 展（zhǎn）成法齒輪磨削方法分類

 瑞士 Ｍａａｇ磨齒機采用碟形砂輪（lún）磨（mó）齒，除繼續保持高精度的（de）優勢外，在結構和磨削（xuē）方法上有所改進，效率有所提高。為提高加工效率，Ｍａａｇ 公司在磨（mó）削方法上由 ＨＳＳ係列磨齒機的１５°／２０°的普通磨（mó）削法發展到０°磨（mó）削法，采用ＢＣ機構磨修形齒輪，形成了新（xīn）的ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公司在０°磨削法的（de）基礎上，又發展了Ｋ磨削法，效率又有所提高。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，成本很高，尤其是大規格磨齒機效（xiào）率更低。

 錐麵砂輪磨齒機傳動鏈長，而且漸開線齒麵是逐點包絡出來的，影響加工（gōng）精度及穩定性（xìng），單件工時一（yī）般為０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒機通用性好，在生產中應用得較廣。世界上生產錐麵砂（shā）輪磨齒機聲譽較高（gāo）的是德國的（de） Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已發展了直徑為３５００ ｍｍ 的磨齒機係列產品。

 大（dà）平（píng）麵砂輪磨齒機傳動鏈短，結構比較簡單（dān），加工精度也較高；但加工效率（lǜ）很低，多用來加工剃齒刀和插（chā）齒刀等齒輪刀具以及精度（dù）較高的（de）齒（chǐ）輪。各（gè）國相關廠家都在生產這種磨齒機，但多年來在結構和性能上沒有太大的發展。

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

 近年來（lái），日本還出現了采（cǎi）用（yòng）電（diàn）鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆砂輪的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪不用修整可連續加工（gōng）幾萬個齒輪，用廢後換新砂（shā）輪，加工效率很高，１ ｍｉｎ 左右（yòu）就能磨１ 個齒輪，並能磨修形齒輪。目前，我國各種形式的展成磨齒機都已有（yǒu）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（wèn）題（tí），近年來世界上（shàng）許多國家（如前麵提到的瑞士 Ｍａａｇ 公（gōng）司以及德國、日本、英國、美國（guó）等）又在積極（jí）研究成形磨（mó）齒工藝。成形磨齒所達到的（de）精（jīng）度與展成磨齒（chǐ）相媲美，且生產率還要高好多（duō）倍（但仍低於蝸杆砂輪磨齒），強力高（gāo）效（xiào）磨削應用於成形磨齒，效率還將進一步（bù）提高。成形磨齒一般（bān）適（shì）於５～６級精度齒輪（lún）的批量生產，還特（tè）別適合於模數大、齒致少、寬度大的齒（chǐ）輪和各種修（xiū）形齒輪的加工（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（miàn）的專利（lì）和（hé）成果（guǒ），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；但這種修整器的精（jīng）度穩定性較差，靠模數量多（duō），調整麻（má）煩。由於準確漸開線修整器結構（gòu）一般較複雜，影響精度，又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度的影響；因此又（yòu）發展了金剛滾輪修整法。由於成形金剛滾輪製造複雜、價格很貴，國外（wài）又發展了金剛砂帶壓（yā）輪法。近年來，國內外（wài）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（sǔn）；但這種裝置複雜、昂貴，尚未正式應用於生產（chǎn）。

圖２ 成形磨齒砂輪修（xiū）整（zhěng）方法分類

硬齒麵齒輪（lún）精加工技術的未來發展

 隨著數控技術的出現，硬齒麵齒（chǐ）輪的精加工設備在機床（chuáng）的成形運（yùn）動設計方麵（miàn），原有的形成齒輪漸開線輪廓的（de）內聯係傳動（dòng）鏈是通過機械機構實現的。數控技術使得機（jī）床的每個運動都加入（rù）一（yī）個伺服（fú）電動機，通過數（shù）控（kòng）機床的ＣＮＣ係統，向每個（gè）伺服電動機發送脈衝指令，每個伺服電動機得到指令後（hòu），通過電動機旋（xuán）轉帶動滾珠絲杠實現機床運動，這樣就消（xiāo）除了原有的、形（xíng）成齒輪漸開（kāi）線輪廓的（de）、內聯係傳動鏈的機械（xiè）機構誤（wù）差，使機（jī）床運動精度得到提高。新的數（shù）控（kòng）滾齒機、插齒機（jī）、剃齒機以及磨齒機將得到廣泛應用。