硬齒（chǐ）麵精加工（gōng）在加工精度和加（jiā）工效率上取得了（le）一些進步，出現了一些新的工藝方法。下麵簡單介紹下國內外硬齒麵的滾齒、插（chā）齒、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法及裝備。

 近（jìn）年來，各種硬齒麵精加工在加工精度和加工效率上都取得了一些進（jìn）展，同時還出現了一（yī）些新的（de）硬齒麵精加工方法。

1.硬齒麵滾齒工藝

 由於磨齒效率低、成本高，近年來，國外開始研究硬齒麵滾齒工藝，采用硬質合金滾刀可以提高加（jiā）工效率，目前在日本、德國等生產中已有應用。國內近年來也（yě）在積極研究硬齒麵滾（gǔn）齒工藝，並取得了一些進（jìn）展，一些工廠生產中已有（yǒu）應用。

 國內一些廠家已采用硬（yìng）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（gǔn）齒工藝要求滾齒機床（chuáng）剛（gāng）度好、精度高，隻有在切齒技術、刀具（jù）及機床等（děng）幾個方麵（miàn）的正確配合下，使切齒過程達到較佳狀態，硬齒麵滾齒的精度才能達到７級。硬齒麵滾齒存在的大問題是齒形（xíng）精度較低，加工精度不穩（wěn）定。其主要原因是：

 １）用（yòng）硬質（zhì）合金滾刀（dāo）來加工６０ＨＲＣ 左（zuǒ）右的硬齒麵（miàn），刀具與（yǔ）工件的硬度相差很小，滾刀易磨（mó）損，直接（jiē）影響齒形精度；

 ２）由於滾齒是（shì）一種斷續切削過（guò）程，滾齒過程伴隨著（zhe）強迫（pò）及自激振動、力和熱的衝擊，常常容易造成硬質合金滾刀（dāo）崩刃；

 ３）由於硬（yìng）質合（hé）金滾刀采用負前角，而切削厚度小，工件硬度又高（gāo），使得徑向切削力很大。從工藝係統分析，滾齒機的（de）剛度雖較強，但刀（dāo）杆和心軸卻是２個剛性薄弱環（huán）節，徑向（xiàng）的變形對精度影響（xiǎng）很（hěn）大。

2.硬齒麵插（chā）齒工（gōng）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（jiǎo），使側刃有較大的刃傾（qīng）角，形成（chéng）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（le）存（cún）在和硬質合（hé）金滾刀、滾齒相類似的問題外（wài），還存在（zài）著插齒速度無法增加（jiā）到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、插齒機傳動鏈精度（dù）不達標等（děng）許多問題，使之未能在（zài）生產實際中應用。

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

3.硬齒麵剃齒工藝

 近年來，日本試（shì）驗成功（gōng）用硬質台金剃齒刀加工８級精度（dù）、硬度為６０ ＨＲＣ 的齒輪。為使（shǐ）剃齒刀能切入工件的硬齒麵，除將剃齒刀上（shàng）的漸開線螺旋麵（miàn）刃帶減至窄處外，還要把剃齒刀每齒上的（de）刀刃減至ｌ～２個。本來軟齒麵剃齒的大優點是（shì）刀（dāo）刃（rèn）多，有漸開線螺旋麵保持穩定齧合，使剃齒效率高，並保證精度。而硬齒合金剃齒刀在結構上的改動，削弱了剃齒的上述２個優點。此外，剃齒的特點是切削厚度很（hěn）小，而（ér）硬質合金的刀刃（rèn）一（yī）般是較鈍的，故很難進行剃削加工；因而難於在生產中實際應用。

 國內（nèi）近年來也在研（yán）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（jí）精度齒輪，加工效率很高（gāo），其主要采取了以下措施：

 １）選（xuǎn）擇剃（tì）削性能好的（de）刀具材料做剃齒刀；

 ２）提高（gāo）剃齒刀的製造精度，並采用修形剃齒刀或負變位剃齒刀，不（bú）僅減小或消除了剃齒齒形的中凹（āo）現象，還能剃削鼓形齒輪；

 ３）提高熱處理前、後齒（chǐ）坯的加工（gōng）精（jīng）度，嚴格控製熱處理（lǐ）淬火變形；

 ４）精細調整機床，提高機床剛度，選擇合理的剃削（xuē）用量等。

4.珩齒工藝

 珩（héng）齒（chǐ）是目前高精度硬齒麵齒輪加工的主要方法（fǎ）；但（dàn）是，要把珩齒精度提高到（dào）６級，是比較困難的（de）。目前，國內有的工廠已珩出６級精度齒輪。德國的工廠也是利用（yòng）珩齒生產６級精度齒輪，采用粗（cū）、精２次滾齒，並（bìng）采用修形（xíng）剃齒（chǐ）刀剃齒，嚴格（gé）控製（zhì）熱處理變形等一係列措（cuò）施，以保證珩前精度，並使用修形珩輪進行珩齒。

 普通珩齒工藝采用（yòng）的盤形珩輪加工效（xiào）率很高，１～２ ｍｉｎ就能加工１ 個齒（chǐ）輪。近年來，日本（běn）提出新的珩（héng）齒方（fāng）法———蝸杆珩齒工藝，推出新型蝸杆（gǎn）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，與珩前精度比較，可提高１～２級精度。目前，蝸杆珩齒技術在日本、美國、英國和瑞士等國已有十幾項專利發表，多用於（yú）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（jiū），已由南京第二機床廠和長江機床廠生產蝸杆珩齒機，並（bìng）開始在生產中應用，精度可達到６～７級，平均生產（chǎn）速度為３～６ｍｉｎ／件（jiàn）。一般蝸杆珩輪采用普通磨料，又（yòu）分為軟珩和硬珩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（dàn）化（huà）硼）蝸杆珩輪的珩齒工（gōng）藝。

 國（guó）外近年來還發展（zhǎn）了內齧合自由珩齒工藝，瑞士已生產出內齧（niè）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（gōng）時為１～２ｍｉｎ，珩後精度可提高（gāo）２級，一般可達６～７級。如（rú）果提高珩（héng）前精度，將能珩出更高精度（dù）的齒輪。

5.磨齒工藝

 磨齒分為展成磨齒（chǐ）和（hé）成形磨齒２大類。一般說來，展（zhǎn）成磨齒的效率較低（蝸杆砂輪（lún）磨（mó）齒（chǐ）除外），磨齒費用（yòng）較高，機床複雜，價格昂貴，限製了其在生產中的廣泛應用，僅在少數（shù）精密機械及工具（jù）行（háng）業（yè）使用。而成形磨齒具有機床（chuáng）簡單、效率較高、成本較低等優點，但由於過去成形磨齒砂輪修整問題未得到很好解決，也妨（fáng）礙了成形磨齒工藝（yì）在生產中（zhōng）的（de）應用。現在（zài）世界各國都在積極研究高精度、高效率、多（duō）功能、性能穩定的新型磨齒加工方法和（hé）磨齒機。

5.1 展成磨齒

 展成磨齒法又可分為單齒分（fèn）度展（zhǎn）成磨齒法和連續展成磨齒法，如圖１所示。

圖１ 展成（chéng）法齒（chǐ）輪磨削方法分類

 瑞士 Ｍａａｇ磨齒機采（cǎi）用碟形砂輪磨齒，除繼續保持高精度的優勢外，在結構和磨削方法上有所改（gǎi）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°的普通磨削法發展到０°磨削法（fǎ），采（cǎi）用ＢＣ機構磨修形齒輪（lún），形成了新的ＳＤ 係（xì）列。後來 Ｍａａｇ 公司在０°磨削法的基礎上，又發展（zhǎn）了Ｋ磨削（xuē）法（fǎ），效率又有所提高。盡（jìn）管這（zhè）樣，Ｍａａｇ磨（mó）齒（chǐ）機的效率仍然很低，磨（mó）１ 個齒輪常（cháng）常要（yào）耗費（fèi）幾個小（xiǎo）時，成本很高，尤其是大規格（gé）磨齒機效率更低。

 錐（zhuī）麵砂輪磨齒機傳動鏈長，而且漸開線齒麵是（shì）逐點（diǎn）包絡（luò）出來的，影響加工精度及穩（wěn）定（dìng）性，單件工時一般為０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒機通用（yòng）性好，在生產中應用（yòng）得較廣。世界上生產錐麵砂輪磨齒機聲譽較高的（de）是德（dé）國的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公（gōng）司。這２家公司已發（fā）展了直（zhí）徑為３５００ ｍｍ 的磨齒（chǐ）機係列產品。

 大平麵砂輪磨齒（chǐ）機傳動鏈短，結構比（bǐ）較簡單，加工精度也較高；但加（jiā）工效率很低，多用來加工剃（tì）齒刀和（hé）插齒刀（dāo）等齒輪刀具以及精度較高的齒輪。各國相關廠家都在生產這種磨齒機，但多年（nián）來在結構（gòu）和性能上沒有太大的發（fā）展。

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

 近年來，日本（běn）還出（chū）現了采用電（diàn）鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸（wō）杆砂輪的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪不用修整可連續加工幾（jǐ）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，我國各種形式的展成磨齒（chǐ）機都已有生產，但產品尺寸（cùn）係列還不（bú）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（lái）世界（jiè）上許多國家（如前麵（miàn）提到的瑞士 Ｍａａｇ 公司以及（jí）德國、日本、英國、美國等（děng））又（yòu）在積極（jí）研究成（chéng）形磨齒工藝。成形磨齒所（suǒ）達到的精度與展成磨齒相媲美，且生產率還要高好多倍（但仍低於蝸杆砂輪磨齒），強力高效（xiào）磨削應用（yòng）於成形磨齒，效率還將進一（yī）步提高。成形磨（mó）齒一般適於５～６級精度齒輪的批（pī）量生產（chǎn），還特別（bié）適合於模（mó）數大、齒致少、寬度大的齒輪（lún）和（hé）各種修形齒輪的加工。

 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（qì），為此近年來發（fā）表了不少這方（fāng）麵的（de）專利和成果，如圖２所示。國外成形磨齒機多采用靠模四杆機構修整（zhěng）器；但（dàn）這種修整器的精度穩定性較（jiào）差，靠模數量多，調整（zhěng）麻煩。由（yóu）於準確漸開（kāi）線修整器結構一般較（jiào）複雜（zá），影響精度，又發展了許多種近似漸開線修整方（fāng）法。單金剛石筆修（xiū）整砂輪時很難解決金剛筆磨損對修整齒形精度的影響；因此又發展了金剛（gāng）滾輪修整（zhěng）法。由（yóu）於成形金剛滾輪製造複雜（zá）、價格很（hěn）貴，國外又發展了金剛砂帶（dài）壓輪法。近年（nián）來，國內外又研製出了數控成形砂輪修整器，采（cǎi）用三坐標閉環係統，以保證精度並能自（zì）動調節補償金剛石（shí）筆磨損；但這種裝置複雜、昂貴（guì），尚未正式應用於生產。

圖２ 成形（xíng）磨齒砂輪修整方法分類

硬齒麵齒（chǐ）輪精（jīng）加工技術的未來發展

 隨著數控技術的出現，硬（yìng）齒麵齒輪（lún）的精加工設備在機（jī）床的成形運動設計方麵，原有的形成齒輪漸開線輪廓的內聯係傳動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一個伺服電動（dòng）機，通過數控機（jī）床的（de）ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機發送脈衝指令，每個伺服電動機得（dé）到指令後，通過電（diàn）動機（jī）旋（xuán）轉帶動滾（gǔn）珠絲杠（gàng）實（shí）現機床運（yùn）動，這樣就消除了原有的、形成齒輪漸開線輪廓的、內聯係傳動鏈的機械機構誤（wù）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（yǐ）及磨齒機將得到廣泛應用。