硬齒麵精加工在加工精度和（hé）加工效率上取得（dé）了一（yī）些進步，出現了一些新的工藝方法。下麵簡單介紹下國內外硬齒麵（miàn）的滾齒、插齒、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法及裝備。

 近（jìn）年來，各種硬齒麵精加（jiā）工在（zài）加工精度（dù）和加（jiā）工效率上（shàng）都取得了一些（xiē）進（jìn）展，同時還出現了一些新的硬齒麵精加工方法（fǎ）。

1.硬（yìng）齒麵滾（gǔn）齒工藝

 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（yòng）硬質合金（jīn）滾刀可以提高加工效率，目前在日本、德國等生產中（zhōng）已有應（yīng）用。國內近年來也在（zài）積極研究硬齒麵滾齒工藝，並取得了一些進展，一些工廠（chǎng）生產中已有（yǒu）應用。

 國內一些廠家已采用硬齒麵滾齒工藝代（dài）替粗磨齒，加工效率比錐麵砂輪磨齒機約高５～６倍。硬齒麵滾齒工藝要求滾齒機床剛度好、精度高，隻有在切齒技術、刀具（jù）及機床等幾個方麵的正確配合（hé）下，使切齒過程達到較佳狀態（tài），硬齒麵滾齒的（de）精度才能達到（dào）７級。硬齒麵滾齒存在的大問題是齒形精度較低，加工精度不穩定。其主要原因是：

 １）用硬質合金滾刀來加工６０ＨＲＣ 左（zuǒ）右的（de）硬齒麵，刀具與工件（jiàn）的硬度相差很小，滾刀易磨損，直接影響齒形精（jīng）度；

 ２）由於（yú）滾齒是一種斷續切削過（guò）程，滾齒過程伴隨著強迫及自激振動、力和熱的（de）衝擊，常常容易造成硬質合金滾刀崩刃（rèn）；

 ３）由於硬質合金滾刀（dāo）采用負前（qián）角，而切削（xuē）厚（hòu）度小，工件硬度又高，使得徑（jìng）向切削力很大。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（xìng）薄弱環（huán）節，徑向的變形對精度影響（xiǎng）很大。

2.硬齒麵插齒工藝

 國外有的公司將硬質合金插齒（chǐ）刀頂刃磨出較大的負前角，使側刃有（yǒu）較大的刃傾角，形成刮削加工，也取得了初步（bù）成果（guǒ）。不過，要想用硬齒合金插齒刀（dāo）插製６級精度齒輪是非（fēi）常困難的。除了存在（zài）和硬質（zhì）合金滾刀、滾齒相（xiàng）類似的問題外，還存在著插齒速度無法增加（jiā）到與（yǔ）硬質合金刀具（jù）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（xǔ）多問題，使之未能在生產實際中應用。

 國內一些工廠在普通插齒工藝基礎上，對硬齒麵插齒工藝（yì）也作了一些研究。目前，可插製４８ＨＲＣ左右的中硬齒麵７級精度（dù）齒輪，主要采取了以下措施：１）提高機床的剛度和精度，提高傳動鏈精度；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（tí）高（gāo）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（tì）齒（chǐ）工藝

 近年來，日本（běn）試驗成功用硬質台金剃齒刀加工８級精度、硬度為６０ ＨＲＣ 的齒輪。為使剃齒刀能（néng）切入工件的硬齒（chǐ）麵，除將剃齒刀上的漸開（kāi）線螺旋麵刃帶減至窄處外，還要把剃（tì）齒刀每齒上的刀刃減（jiǎn）至ｌ～２個。本來軟齒麵剃（tì）齒的大優點是刀刃（rèn）多，有漸（jiàn）開線螺旋麵保持穩定齧合，使剃齒效（xiào）率（lǜ）高，並保證（zhèng）精度。而硬齒合金剃齒刀在結構上的改（gǎi）動，削弱了剃齒的上述２個優點。此外，剃齒的特點是切削厚度很小，而硬質合金的刀刃一般是較鈍的，故很難進行剃（tì）削加工；因而難於在（zài）生產中實際應用。

 國內近年來也在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（chǐ）輪，加工效率很高（gāo），其主要采取了以下措施：

 １）選擇剃削性能（néng）好（hǎo）的刀（dāo）具材料做剃齒刀；

 ２）提高剃齒刀的製（zhì）造精度，並采用修形剃齒刀或負（fù）變位剃齒刀，不僅減小或消除了剃齒齒形的中凹現（xiàn）象，還能剃削（xuē）鼓形齒輪；

 ３）提高熱處理前、後（hòu）齒坯的加工精度，嚴（yán）格控製熱處理淬火變形；

 ４）精細調整機床，提（tí）高機床剛度，選擇合理的剃（tì）削用量等。

4.珩齒工藝

 珩齒（chǐ）是目前高精（jīng）度（dù）硬齒（chǐ）麵齒輪加工的主（zhǔ）要方法；但是，要把珩齒精度（dù）提（tí）高到６級，是比較困難的。目前，國內有的工廠（chǎng）已珩出６級精度齒輪。德國的工廠也是利（lì）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（dāo）剃齒，嚴格控（kòng）製熱（rè）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（háng）珩齒。

 普通珩（héng）齒（chǐ）工藝采用的盤形珩（héng）輪加（jiā）工效率很（hěn）高，１～２ ｍｉｎ就能加工１ 個齒（chǐ）輪。近（jìn）年來，日本（běn）提出新的珩齒方（fāng）法———蝸杆珩齒工藝，推出新型蝸杆珩齒機。蝸（wō）杆珩齒（chǐ）的工作原理是采用蝸杆形狀的珩輪對齒（chǐ）輪齒麵（miàn）進行珩齒，與珩前精度比較，可提高（gāo）１～２級精度。目前，蝸杆（gǎn）珩齒技術（shù）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（chē）變速箱齒輪的製造。國內近年來對蝸杆珩齒（chǐ）工藝組織攻關，進行（háng）了很（hěn）多研究，已由南京第二機床廠和長江機床廠生（shēng）產蝸杆珩齒機，並開始在生產中（zhōng）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（yòng）普（pǔ）通磨（mó）料，又分為軟珩和硬珩２種蝸杆珩輪（lún）。近（jìn）年來試驗研究采用電（diàn）鍍金剛石蝸杆珩輪（lún）和（hé）電鍍ＣＢＮ（立（lì）方氮化硼（péng））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，瑞士已生產出內齧合珩齒機。這種工藝采用內齒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２級（jí），一般可達（dá）６～７級。如果提高珩前精度，將能珩出更高精度的齒輪。

5.磨（mó）齒工（gōng）藝

 磨齒分為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（蝸杆砂輪磨齒除（chú）外），磨齒費用較高，機床（chuáng）複雜，價格昂貴，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（chuáng）簡單、效率較高、成本較低等優點，但由於過去成形磨齒砂（shā）輪修整問題未得到很好解決，也妨礙了成（chéng）形磨齒工藝在生（shēng）產中的應（yīng）用。現在世界（jiè）各國都在（zài）積極研究高精度、高效率、多功（gōng）能、性能穩定（dìng）的新型磨齒（chǐ）加工方（fāng）法和磨齒機。

5.1 展成磨齒

 展成磨齒法又可分為單齒分度展成磨齒法和（hé）連續（xù）展（zhǎn）成（chéng）磨齒法，如圖１所示（shì）。

圖１ 展成法齒輪磨削方法分類（lèi）

 瑞士 Ｍａａｇ磨齒機采用碟形（xíng）砂輪磨齒，除繼續保持高精度的優勢外，在結構（gòu）和磨削方法上有所改進，效（xiào）率有所提高。為提高加工效率，Ｍａａｇ 公司在磨削方法上由 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機構磨修形齒（chǐ）輪，形成了新的ＳＤ 係列。後來（lái） Ｍａａｇ 公司在０°磨削法的基礎（chǔ）上，又（yòu）發展了Ｋ磨（mó）削（xuē）法，效率（lǜ）又有所（suǒ）提（tí）高。盡管這樣，Ｍａａｇ磨齒機的（de）效率仍然（rán）很（hěn）低，磨（mó）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（dī）。

 錐麵砂輪磨（mó）齒機傳動（dòng）鏈長，而且漸開線齒麵是逐點包絡出來的，影響加工精度及穩定性，單件工時一般為（wéi）０．６～３ｈ；但錐麵（miàn）砂輪磨齒機通用性（xìng）好，在生（shēng）產中應用得較廣。世（shì）界上生產錐麵砂輪磨齒機聲譽較高的是德國（guó）的（de） Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司（sī）已發展了直徑為３５００ ｍｍ 的磨（mó）齒機係列產品。

 大平麵（miàn）砂輪磨齒機傳動鏈短，結構（gòu）比較簡（jiǎn）單，加工精度也較高；但加工效率（lǜ）很低，多用來加工剃齒（chǐ）刀（dāo）和插齒刀等齒輪刀具以（yǐ）及精度較高的齒輪。各國相關廠家都在（zài）生產這種磨（mó）齒機，但多年來在結構和性能上沒有太大（dà）的發展。

 在各種（zhǒng）磨齒（chǐ）方法中，蝸杆砂（shā）輪磨齒機的效率高，一般１０多分鍾就能磨（mó）１個齒輪，適於５～６級齒數＞８ ｍｍ 或直徑＞６００ ｍｍ）的（de）加工，還有待於解決。

 近（jìn）年來，日本還出現了（le）采用電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆砂輪的數（shù）控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪不用（yòng）修（xiū）整（zhěng）可連續加工（gōng）幾萬個齒輪（lún），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（de）展成（chéng）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（xiào）經濟磨（mó）齒問題，近（jìn）年來世界上許多國家（如前麵提到的瑞（ruì）士 Ｍａａｇ 公司以及德國、日本、英國、美國等）又在積極研究成形磨齒工藝。成形磨齒所達到（dào）的精度（dù）與展成磨齒（chǐ）相媲美，且生產率還要高好多倍（bèi）（但仍低於蝸杆砂（shā）輪磨齒），強力高效磨削應用於成形磨（mó）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（chǐ）致少、寬度大的齒輪和各種修形齒輪的加工。

 成形磨齒要（yào）解決（jué）的第１個問（wèn）題是創造（zào）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（chéng）形磨齒機多采用（yòng）靠模四杆（gǎn）機構修整器；但這種修整器的精度穩定性較差，靠模數量多，調整（zhěng）麻煩。由於準確漸開線修（xiū）整器結構一般較複雜，影響精度，又發展了許（xǔ）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（xiū）整齒（chǐ）形精度（dù）的影響；因此又發展了金（jīn）剛滾輪修整法（fǎ）。由於成形金剛滾輪製造（zào）複雜、價格很貴，國外（wài）又發展了金剛砂帶壓輪法。近年（nián）來，國內（nèi）外又研製（zhì）出了（le）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（bǐ）磨損（sǔn）；但這種裝置複雜、昂貴，尚未正式應用於生產。

圖２ 成形磨齒砂輪修整方法分類

硬齒麵（miàn）齒輪精（jīng）加工技術的未來發展

 隨著數（shù）控技術的出現，硬齒麵齒輪的精加工設備在機床（chuáng）的成形運動設計方麵，原（yuán）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（gòu）實現（xiàn）的。數控技術使得機床的每個運動都加入一個伺服電動機，通過數控機（jī）床的ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機發送脈衝指令，每（měi）個伺服電動機得到指（zhǐ）令後，通過（guò）電動機旋轉帶動（dòng）滾珠（zhū）絲（sī）杠實現機床運動，這樣就消除了原有的、形成齒輪漸開線輪廓的、內聯係（xì）傳（chuán）動鏈的機械機構誤差，使機（jī）床運動精度得到提高。新的數控滾齒機、插齒機、剃齒機（jī）以及磨齒機將得到廣泛應用。