硬齒麵精加工在加工精度和加（jiā）工效率上取得了一些進步，出現（xiàn）了一些新的工藝方法。下麵簡（jiǎn）單介紹下國內外硬齒麵（miàn）的（de）滾齒、插齒、剃（tì）齒（chǐ）、珩齒以及磨齒的新工藝方（fāng）法及裝備。

 近年（nián）來，各種硬齒麵精加工在加工精度（dù）和加工效率上都取得（dé）了一些進展，同時還出現（xiàn）了（le）一些（xiē）新的硬齒麵精加工方法（fǎ）。

1.硬齒麵滾齒工藝

 由於磨齒（chǐ）效率低、成本高，近年來，國外開始研究（jiū）硬齒麵滾齒工藝，采用硬（yìng）質合金滾（gǔn）刀（dāo）可以提高（gāo）加工效率，目前在日本、德國（guó）等生產中已有應用。國內近（jìn）年來也在（zài）積（jī）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。

 國內一些廠家已采用硬齒麵滾齒工藝代替粗磨齒，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（jì）術、刀具及機（jī）床等幾個方麵的正確配合（hé）下（xià），使切齒過程達（dá）到較佳狀態，硬齒麵滾齒的精度才能達到７級。硬齒麵滾（gǔn）齒存在的大（dà）問題是齒形精度較低，加工精度不穩定。其主要原因（yīn）是：

 １）用硬質合金滾刀來加工６０ＨＲＣ 左右（yòu）的硬齒麵，刀具與工件的硬度相差（chà）很小，滾刀易磨損，直（zhí）接影響齒形精度；

 ２）由於滾齒是一種斷續切削過程，滾齒過程伴隨著強迫及自（zì）激振動、力和熱的衝（chōng）擊，常常容易造成硬質合金（jīn）滾刀（dāo）崩刃；

 ３）由於硬質合金滾刀采用負前角，而切削厚（hòu）度小，工件硬度又高，使得徑向切削力很大。從工藝係統分析，滾齒機的剛度雖較強，但刀杆（gǎn）和心軸卻是２個剛性薄弱（ruò）環節，徑向的變形對精度影響很大。

2.硬齒麵（miàn）插齒工藝

 國外有的公司（sī）將硬質（zhì）合金插齒（chǐ）刀頂刃磨出較大的（de）負前角，使側（cè）刃有較大的刃傾角，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（chā）製６級精度齒輪是非常困難的（de）。除了（le）存在和（hé）硬質合金滾刀、滾齒相類似的問題外，還存在著插齒速度無法增加到與硬質合（hé）金刀具相適應的佳切削（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（tí），使之未能在生產實（shí）際（jì）中應（yīng）用。

 國內一些工廠在普通插齒工藝基礎上，對硬齒麵插齒工藝也作了一（yī）些研究。目前，可插製４８ＨＲＣ左（zuǒ）右的中硬齒麵７級精度齒輪，主要采（cǎi）取了以下（xià）措施：１）提高（gāo）機床的剛度和（hé）精度，提高（gāo）傳動（dòng）鏈精度；２）采用高精度插齒刀（ＡＡ 級插齒（chǐ）刀），嚴格控製刀具的安裝偏心；３）提高（gāo）齒坯和夾具的精度；４）選取合（hé）理的進給次數和加工進給量（liàng）等。

3.硬齒麵（miàn）剃齒工藝

 近年來，日本（běn）試驗成（chéng）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（chǐ）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窄處（chù）外，還要（yào）把（bǎ）剃齒刀每齒上的（de）刀刃減至ｌ～２個。本來軟齒麵剃齒的大優點是刀刃多，有漸開（kāi）線螺旋麵保持穩定齧合，使剃（tì）齒效率高，並保證精度（dù）。而硬齒合金剃齒刀在結構（gòu）上的改動，削弱了（le）剃（tì）齒的上述２個優點。此外，剃齒（chǐ）的特點是切（qiē）削厚度（dù）很小，而硬質合金的刀刃一（yī）般是較鈍的，故很難進行剃削加（jiā）工；因而難於在生產中實際應用。

 國（guó）內近年來也在研究（jiū）硬齒麵剃齒工藝（yì），目前已能剃（tì）削４８ ＨＲＣ 左右的中硬齒麵７ 級精度齒輪，加工效率（lǜ）很高（gāo），其（qí）主要采取了以下措施：

 １）選擇剃削性能好的刀具材料做剃齒刀；

 ２）提（tí）高（gāo）剃齒刀的製（zhì）造精度，並采用修形剃齒刀或負變位剃齒刀，不僅減小或消（xiāo）除了剃齒齒形的中凹現（xiàn）象，還能剃削鼓形齒輪；

 ３）提高（gāo）熱處理前、後齒坯的加工精度，嚴格控製熱（rè）處理淬火變形；

 ４）精細調整機床，提高（gāo）機床剛度，選擇（zé）合理（lǐ）的剃削用量等。

4.珩齒工（gōng）藝

 珩齒是目前高精度硬（yìng）齒麵齒輪加工的主要（yào）方法；但是（shì），要把珩（héng）齒（chǐ）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（de）工廠也是利用珩齒生產６級精度齒輪，采用粗、精（jīng）２次滾齒（chǐ），並采用修形剃齒刀剃齒（chǐ），嚴格控（kòng）製熱處理變形等一係列措施，以（yǐ）保證珩前精度，並使用修形珩輪進行珩齒。

 普通珩齒（chǐ）工藝采用的盤形珩輪加工效率很高（gāo），１～２ ｍｉｎ就能加工１ 個齒輪。近年來，日本提出新的珩齒方法———蝸杆珩齒工藝，推出新型蝸杆珩（héng）齒機。蝸杆珩齒的工作原理是采用蝸杆（gǎn）形狀的珩輪對齒輪齒麵進行珩（héng）齒（chǐ），與珩（héng）前精度比較，可（kě）提高１～２級精度。目前，蝸杆（gǎn）珩齒技術在日本、美國、英（yīng）國和瑞士等國已有十幾項專利發表，多（duō）用於汽車變速箱齒輪的製（zhì）造。國內近年來對蝸杆珩齒工（gōng）藝組織攻關，進行了很多研究，已由南京第二（èr）機床廠和長江機床廠生產蝸杆珩（héng）齒機，並（bìng）開始在生產中應用，精度可達到６～７級，平（píng）均生產速度為３～６ｍｉｎ／件。一般蝸杆珩輪采用普通（tōng）磨料，又分為軟（ruǎn）珩和硬珩２種蝸杆珩輪。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）蝸杆珩輪的珩齒工藝。

 國外近（jìn）年（nián）來還發展了內齧合自由珩齒工藝，瑞士已生產出內齧合珩齒（chǐ）機。這種工藝采用內齒圈珩輪加工外齒輪工件，平均單件工時為１～２ｍｉｎ，珩後精（jīng）度可提高２級，一般可達６～７級。如果（guǒ）提高珩前精度，將能（néng）珩出更高精度（dù）的齒輪。

5.磨齒工（gōng）藝（yì）

 磨齒分為展成磨齒和成形（xíng）磨齒２大類。一般說來，展成磨（mó）齒的效率較低（dī）（蝸杆砂輪磨齒除外），磨齒費用較高，機床複（fù）雜（zá），價格昂貴，限製了其（qí）在生（shēng）產（chǎn）中的廣泛應用（yòng），僅（jǐn）在少數精密（mì）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（chéng）本較（jiào）低等優點，但由於過去成形磨齒（chǐ）砂輪修整問題未得到很好（hǎo）解決，也妨礙了（le）成（chéng）形磨齒工藝在生產中（zhōng）的應用。現在世（shì）界各國都在積極研究高精度、高效率、多功能、性能穩（wěn）定（dìng）的新型磨齒加工方法和磨齒機。

5.1 展（zhǎn）成磨齒

 展成磨齒法又可分為單齒分度展成磨齒法和連續展成磨齒法，如圖（tú）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磨齒，除繼續保持高精度的優勢外，在結構和磨削（xuē）方法（fǎ）上有所改進，效率有所提高。為提高加工（gōng）效率，Ｍａａｇ 公司（sī）在磨削方法上由 ＨＳＳ係列磨（mó）齒機的１５°／２０°的普通磨削（xuē）法發展到０°磨削法，采用ＢＣ機構（gòu）磨修形齒輪，形成了（le）新的（de）ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公司（sī）在０°磨削法的基礎上，又（yòu）發展了Ｋ磨削法，效率（lǜ）又（yòu）有所提高。盡管這（zhè）樣，Ｍａａｇ磨齒機的效（xiào）率仍然很低，磨１ 個齒輪常常要耗費幾個小時（shí），成本（běn）很高，尤其是大規格磨齒機（jī）效率更（gèng）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，影響加工精度及穩定性，單件工時一般為０．６～３ｈ；但錐（zhuī）麵砂（shā）輪磨齒（chǐ）機通用性好，在生產中（zhōng）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（guó）的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和（hé） Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已發展了直（zhí）徑為３５００ ｍｍ 的磨齒機係列（liè）產品。

 大平麵砂輪磨齒機傳（chuán）動鏈（liàn）短，結構比較簡單，加工（gōng）精度也較高；但加工效率很低，多用來加工剃齒刀和（hé）插齒刀等齒輪刀具以及精度較高的齒輪。各國相關廠家都在（zài）生產這（zhè）種磨齒機，但多年來在結構和性（xìng）能上沒（méi）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（néng）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，日本還出現了采用（yòng）電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆砂（shā）輪的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂（shā）輪不用修整可（kě）連續加工幾萬個齒輪，用廢（fèi）後換新砂輪，加工（gōng）效率很高，１ ｍｉｎ 左右就能磨１ 個齒輪，並（bìng）能磨修形齒輪。目前，我國各種（zhǒng）形式的（de）展成（chéng）磨齒機都已有生產，但產品尺寸係列（liè）還不夠齊全。

5.2 成形磨齒

 為了解（jiě）決大批量齒輪（lún）的高效經濟磨齒（chǐ）問題，近年來（lái）世界上許多國家（如前麵提到的瑞士 Ｍａａｇ 公司以及德國、日本、英國、美國等（děng））又在積極研究成形磨齒工（gōng）藝。成形磨齒（chǐ）所達到的精（jīng）度與展成（chéng）磨齒相（xiàng）媲美，且生產率還要高好多倍（但仍低於（yú）蝸杆砂輪磨齒），強力高效磨削應用於成形磨齒，效率還將進一步提高。成形（xíng）磨齒一般（bān）適於（yú）５～６級精度齒輪的批量生產，還特別適合於模數大、齒致少、寬度大（dà）的齒輪和各種修形齒（chǐ）輪的加工。

 成（chéng）形磨齒要解決的（de）第１個問題是創造通用的成形砂輪修整器，為此近年來（lái）發表了不少這方麵的專利和（hé）成（chéng）果，如圖２所示。國外成形磨齒機多采用靠模四杆機（jī）構（gòu）修整器；但這（zhè）種修整器的精度穩定性較差，靠模數量多，調整麻煩。由於準（zhǔn）確漸（jiàn）開線修整器結構一般較複雜，影響精（jīng）度，又發展了許多種（zhǒng）近似漸開線修整方法（fǎ）。單金剛（gāng）石筆修整砂輪時很難解決金剛筆磨損對修整齒（chǐ）形精度的影響；因此又（yòu）發（fā）展了金剛滾輪（lún）修整法。由於成形金剛滾輪（lún）製造複雜、價格很貴，國外又發展了（le）金剛砂帶壓輪法。近年來，國內外又研製出了數控成形砂輪修整器（qì），采用三（sān）坐標閉環係統，以（yǐ）保證精（jīng）度並能（néng）自動調節補償金剛石筆磨損；但這種（zhǒng）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

硬齒麵齒輪精加工技術的未（wèi）來發展

 隨著數控技術的出現，硬齒麵齒輪的精加工設備在機床的成形運動設（shè）計方麵，原有的形成（chéng）齒輪漸開線輪廓的內（nèi）聯係傳動鏈是通過機（jī）械機構（gòu）實現的。數控技術使得機床的每個運（yùn）動都加入一個伺服電動（dòng）機，通過數控機床的ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機發送脈（mò）衝指令（lìng），每個（gè）伺服電動機得到指令後，通過電（diàn）動機旋轉帶動滾（gǔn）珠絲杠實現機床運動，這樣就消除了原有的、形成齒輪漸開線輪廓（kuò）的、內聯係傳動鏈的機械機構誤差，使機床運（yùn）動精度得到提高。新的數控滾齒機、插齒機、剃齒機以（yǐ）及磨（mó）齒機將得到廣泛應用。