硬（yìng）齒麵精加工在加工精度（dù）和加工效率上取得了一些進步，出（chū）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、插齒、剃齒、珩齒以及磨齒的新工藝方法及裝備（bèi）。

 近年（nián）來，各種硬齒麵精加工在加工精（jīng）度和加工效率上都取得了一些進展，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工（gōng）效率，目前在日本、德國等生產中已有應用。國內近年來也在積極研究硬齒麵滾齒工（gōng）藝，並取得了一些進展，一些工廠生產中已有應用（yòng）。

 國內一些廠家已采用硬齒麵滾齒工藝代替粗（cū）磨（mó）齒，加工效率比錐（zhuī）麵砂輪磨齒機約高５～６倍。硬齒（chǐ）麵滾齒（chǐ）工藝要求滾齒機床剛度好、精度高，隻有在切齒技術、刀具及機（jī）床等幾個方麵的正確配合下，使（shǐ）切（qiē）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（wèn）題是齒形精度較低（dī），加工精（jīng）度不穩定。其主（zhǔ）要原因是：

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

 ２）由於滾齒是一（yī）種斷續（xù）切削過程，滾齒過程伴隨著強（qiáng）迫及自激振動、力和熱的衝擊，常常容易造成硬（yìng）質合金（jīn）滾（gǔn）刀崩刃；

 ３）由（yóu）於硬質合金滾刀（dāo）采用負前角，而（ér）切削厚度小，工件（jiàn）硬（yìng）度又高（gāo），使得徑向切（qiē）削力很大。從工藝係統分析（xī），滾齒機的剛度雖較強，但刀杆和心軸卻是２個（gè）剛性薄弱環節，徑向的變形對精度影（yǐng）響很大。

2.硬齒麵插齒（chǐ）工藝

 國外有的公司將硬質合金插齒刀頂刃（rèn）磨出較大的負前角，使側刃有較大的刃傾角，形成（chéng）刮削加工，也取得了初（chū）步成果。不過，要想用硬齒合金（jīn）插齒刀插製６級精度齒輪是非常困難的。除了存（cún）在和硬（yìng）質合（hé）金滾刀、滾齒相類似的問題外，還存在著插（chā）齒速度無（wú）法增加到與硬質（zhì）合（hé）金刀具相適應（yīng）的佳（jiā）切削速（sù）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（shǐ）之未能在生產實際中（zhōng）應用。

 國內一些工廠在普通插齒工藝基礎（chǔ）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級精度齒輪，主要采取了以下措施：１）提高機床的（de）剛度和精度，提高傳動（dòng）鏈精度；２）采（cǎi）用高精度插齒刀（ＡＡ 級插齒刀），嚴（yán）格控製刀具（jù）的安裝偏心；３）提高齒坯和夾（jiá）具的精度；４）選取合理的進給次數和加工進（jìn）給量等。

3.硬齒麵剃齒工藝

 近年來，日本試驗成（chéng）功用（yòng）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（gōng）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（wài），還要把剃齒刀每齒上的刀刃減至（zhì）ｌ～２個。本來軟齒麵（miàn）剃齒的大優點是刀刃多，有漸（jiàn）開線螺旋麵保持穩定齧合，使剃齒效（xiào）率高，並（bìng）保證精度。而硬齒合金剃齒刀在（zài）結構上的改動，削（xuē）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（yī）般是較鈍的，故很難進行剃削加工（gōng）；因（yīn）而難於在生產中實際應用。

 國內近年來也在研究（jiū）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，其主要采（cǎi）取了以下措施：

 １）選擇剃（tì）削（xuē）性能好的（de）刀具材（cái）料做剃（tì）齒刀；

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

 ３）提高熱處理前、後齒坯的加工精度，嚴格（gé）控製熱處理淬火變形；

 ４）精細調（diào）整機床，提高機床剛度，選擇合理的剃削用量等。

4.珩齒工藝

 珩齒是目前高精（jīng）度硬齒麵齒（chǐ）輪加工的主要（yào）方法；但是，要把珩齒（chǐ）精度提高到６級，是比較困難的。目（mù）前（qián），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（chǐ）生產（chǎn）６級精度齒輪，采用粗、精２次滾（gǔn）齒，並采用修形剃齒刀剃齒，嚴格控製熱處理變形等一係列措施（shī），以（yǐ）保證珩前精度，並（bìng）使用修形珩輪進行珩齒。

 普通珩齒工藝采用的盤形珩輪（lún）加工效率很高，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，推出新型蝸杆珩齒機。蝸杆珩齒的工作（zuò）原理是采用蝸杆（gǎn）形狀的珩輪對齒輪齒麵進行珩齒，與珩（héng）前精度比較，可（kě）提高１～２級精度。目前，蝸杆珩齒技術在（zài）日本、美國、英（yīng）國和瑞士等國已有十幾項專利發（fā）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攻關，進行了很多研究，已由南京第二機床廠（chǎng）和長江機床廠生產蝸杆珩（héng）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。一般蝸杆珩輪采用普通磨料，又分為（wéi）軟珩和硬珩２種蝸杆珩（héng）輪。近年來試驗研究采用電鍍金（jīn）剛石蝸（wō）杆珩輪和（hé）電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆珩輪的珩齒工藝。

 國外近年來還發展了內齧合自由珩齒（chǐ）工（gōng）藝，瑞士已生產出內齧（niè）合珩齒機。這種工藝采用內齒圈（quān）珩輪加工外齒（chǐ）輪工（gōng）件，平均單件工（gōng）時為１～２ｍｉｎ，珩後精（jīng）度可提高２級，一（yī）般可達６～７級。如果提高珩前精（jīng）度，將能珩出（chū）更高精度的齒輪。

5.磨齒（chǐ）工藝

 磨齒分為展成磨齒和成形磨齒２大（dà）類。一般說來，展成（chéng）磨（mó）齒的效率較低（蝸（wō）杆砂輪磨齒除外（wài）），磨齒費用較高，機床複雜，價格（gé）昂貴（guì），限製了其在生產中的廣泛應用（yòng），僅在（zài）少數精密機械（xiè）及工具行業使用。而成形磨齒具有機床簡單、效率較高、成本較（jiào）低等優點，但（dàn）由於過去成形磨齒砂輪修整問題未得到（dào）很好解（jiě）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（jī）極（jí）研究高（gāo）精（jīng）度、高效率、多功（gōng）能、性能穩定的新型磨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分度展成磨齒法和連續展成磨（mó）齒法，如圖１所示。

圖（tú）１ 展成法齒輪磨削方法分（fèn）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（shì）外，在結構和（hé）磨削方法上有所改進，效率有所提高。為提高加工效率，Ｍａａｇ 公司在磨削（xuē）方法上由 ＨＳＳ係列（liè）磨齒（chǐ）機（jī）的１５°／２０°的普通磨削法發展到０°磨（mó）削法，采（cǎi）用ＢＣ機（jī）構（gòu）磨修形齒輪（lún），形成了新的ＳＤ 係列。後來（lái） Ｍａａｇ 公司在０°磨削（xuē）法的基礎（chǔ）上，又發展了Ｋ磨削法，效率又有所提（tí）高。盡（jìn）管這樣，Ｍａａｇ磨（mó）齒機的效率仍然很低，磨１ 個齒輪常常要耗費幾（jǐ）個（gè）小時，成本很高，尤（yóu）其是大規格磨齒機效率更低。

 錐麵砂輪磨齒機傳動鏈長，而且漸開線齒麵是逐點包（bāo）絡出來的，影響加工精度及（jí）穩定性，單件工時一般為（wéi）０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒機通用性好，在（zài）生產中應用得較廣。世界上生產錐麵砂輪磨齒機聲譽較高的（de）是德國的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已（yǐ）發展了直徑為３５００ ｍｍ 的磨齒機係列產品。

 大平麵砂輪磨齒機傳動鏈短，結構比較簡單，加工精（jīng）度也較高（gāo）；但加工效率很低，多用來（lái）加工剃齒刀和插齒刀等（děng）齒輪刀具以及精度較高的齒輪。各國相關廠家（jiā）都在生產這種磨齒機，但多年來在結構和性能上（shàng）沒有太大（dà）的發展。

 在各種磨齒方法中，蝸杆砂輪磨齒（chǐ）機的效率高（gāo），一般１０多分鍾就能（néng）磨１個齒輪，適於５～６級齒（chǐ）數＞８ ｍｍ 或直徑＞６００ ｍｍ）的加工，還有待於解決。

 近年來，日本還出（chū）現了采用電鍍（dù）ＣＢＮ（立方氮化硼（péng））蝸杆砂輪（lún）的數控蝸杆砂輪磨齒機，砂輪（lún）不用（yòng）修整可（kě）連續加工（gōng）幾萬個齒輪，用廢後換新砂輪，加工效率很（hěn）高，１ ｍｉｎ 左右就能磨１ 個齒輪，並能磨修形齒（chǐ）輪。目前，我國各種形式的展成磨齒機都已有生（shēng）產，但（dàn）產品尺寸（cùn）係列還不夠齊全。

5.2 成形磨齒

 為了解（jiě）決大批量齒輪的高效經濟磨齒問題，近年來世界上（shàng）許多國（guó）家（如前麵提到的瑞士 Ｍａａｇ 公司（sī）以及德國、日本、英國、美國等）又在積極研究成形磨齒（chǐ）工藝。成形（xíng）磨齒所達到（dào）的精度與展成磨齒相（xiàng）媲美（měi），且生產率還要高好多倍（但仍低於蝸杆砂（shā）輪磨齒），強力高效磨削（xuē）應用於成（chéng）形（xíng）磨齒，效（xiào）率還將進一步（bù）提（tí）高。成形（xíng）磨齒一般適於５～６級精度齒輪的批量生產，還特別適合於模數大、齒致（zhì）少、寬度大的齒輪和（hé）各種修形齒輪的加工。

 成（chéng）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（nián）來發表了不少這方麵的專利（lì）和成果，如圖２所示。國外成形磨齒（chǐ）機多采用靠模四杆機構修整器；但這種修整（zhěng）器的精度穩定性較差，靠（kào）模數量多，調（diào）整麻煩。由於（yú）準確漸（jiàn）開線修整器結構一般較複雜，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（zhěng）砂輪時很難解決金剛筆磨損對修（xiū）整齒形精度（dù）的影響；因此又發展了（le）金剛滾輪修整法。由於成（chéng）形金剛滾輪製造複雜、價格很貴，國外又發展（zhǎn）了金剛砂帶壓輪法（fǎ）。近年來，國內外又研製出了數控成形砂輪（lún）修整器，采用三坐標閉環係統，以保（bǎo）證精度並能自動（dòng）調節補償金剛石筆磨損；但這種（zhǒng）裝置複雜（zá）、昂（áng）貴（guì），尚未（wèi）正（zhèng）式應用於生產。

圖２ 成形磨（mó）齒砂輪修整方法分類

硬（yìng）齒（chǐ）麵齒輪精加工技術的（de）未來發（fā）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的成形（xíng）運動設計方麵，原有的形成齒（chǐ）輪漸開線輪廓的內聯係傳動鏈是（shì）通過機（jī）械（xiè）機構實現的。數控技術使（shǐ）得機床的每個運動都加入一個伺（sì）服（fú）電動機，通過數控機床的ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機（jī）發送脈衝（chōng）指令，每個伺服電動機（jī）得到指令（lìng）後，通（tōng）過電動機（jī）旋轉帶動滾珠絲杠實現機床運動，這樣就（jiù）消（xiāo）除（chú）了（le）原有的、形成齒輪漸開線輪廓的、內聯係傳動鏈的機（jī）械（xiè）機構誤差，使機床運動精度得到提高。新的數控滾齒機、插齒機、剃齒機以及磨齒機將得到廣泛應用。