硬（yìng）齒麵精（jīng）加工在加工精度和加工效率上取得了（le）一些進步，出現了一些新的工藝方法。下麵簡單介紹下（xià）國內外硬齒麵的（de）滾齒、插齒、剃齒、珩（héng）齒（chǐ）以及（jí）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和加工效率上都取得了一些進展，同時還出現了（le）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（xiào）率低、成本高，近年來，國外（wài）開（kāi）始研究（jiū）硬齒（chǐ）麵滾齒工藝，采用硬質合金滾刀可以提高（gāo）加工效率，目前在日本、德國等（děng）生產中已（yǐ）有應用。國內（nèi）近年來也在積極研究硬齒麵滾齒（chǐ）工藝，並（bìng）取得了一些進展，一些工廠生產中已有應用。

 國內一些廠（chǎng）家已采用硬齒麵滾齒工藝代替粗磨齒，加工效率比錐麵砂（shā）輪磨（mó）齒機約高５～６倍。硬齒麵滾齒工藝要求滾齒（chǐ）機床剛度好、精度高，隻有在切（qiē）齒技術、刀具及（jí）機床（chuáng）等幾個方麵的正確配（pèi）合下，使切齒過程達到較佳（jiā）狀（zhuàng）態，硬齒麵滾齒的精度才能達到７級。硬齒麵滾齒存在的（de）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 左右的硬齒麵，刀（dāo）具與工件的硬度（dù）相差很小，滾刀易磨損，直接影響齒形精度；

 ２）由於滾齒是一種斷續切（qiē）削過程，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崩刃；

 ３）由於硬質（zhì）合金滾刀采用負前角，而切削厚度小，工件硬度又高，使得徑向切削（xuē）力很（hěn）大。從工藝係統分析，滾齒機的剛度（dù）雖較強，但刀杆和心軸卻（què）是２個剛（gāng）性薄弱（ruò）環節，徑向的變形對精度影響很（hěn）大。

2.硬齒麵插齒工藝（yì）

 國外有的公司將硬質合金插齒刀頂刃磨出較大的負前角，使側刃（rèn）有較大的刃傾角，形成刮削（xuē）加工，也（yě）取（qǔ）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（nán）的。除（chú）了存（cún）在和硬質合金滾刀、滾齒相類似的問題外，還存（cún）在著插齒速度無（wú）法增加到與硬質合金刀具相適應的佳（jiā）切削速（sù）度，往複插齒運（yùn）動造成振動、插（chā）齒機（jī）傳動鏈（liàn）精度不達標等許多問題，使之（zhī）未能在生產實（shí）際中（zhōng）應用。

 國內一些工廠在普通插齒工藝基礎上（shàng），對硬齒麵插齒工藝也作了一些研究。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；２）采用高精度插齒刀（dāo）（ＡＡ 級插齒刀），嚴格控製刀具（jù）的安裝偏心；３）提高（gāo）齒坯和夾具的（de）精度（dù）；４）選取合理的進給次（cì）數和加工進給量等。

3.硬齒麵剃齒工藝

 近年（nián）來，日本（běn）試驗成功用硬質台金剃齒刀（dāo）加工８級精度、硬（yìng）度為６０ ＨＲＣ 的齒輪。為使剃齒刀能切入工件的硬齒麵（miàn），除將剃齒刀上的漸開線螺旋麵刃帶減至窄（zhǎi）處外，還要把剃齒刀每齒（chǐ）上的（de）刀刃減至ｌ～２個。本來軟齒麵剃齒（chǐ）的大優點是（shì）刀刃多，有漸開線螺旋麵保持（chí）穩定齧合，使（shǐ）剃齒效率高（gāo），並保證精度（dù）。而硬齒合金剃齒（chǐ）刀在（zài）結（jié）構上的改動，削弱了剃齒的上述２個（gè）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，故很難進行剃削加工；因而難於在生產中實際應用。

 國內近年來也在研究硬齒麵剃（tì）齒工藝，目前已能剃削４８ ＨＲＣ 左右的中（zhōng）硬齒麵７ 級精度齒輪，加工效率很高，其主要采（cǎi）取了以（yǐ）下措施：

 １）選擇剃削性能好的刀具材料做剃齒刀；

 ２）提（tí）高剃齒刀的製造精度，並采用修形剃齒刀或負變位（wèi）剃（tì）齒刀，不僅減小或（huò）消除了剃齒齒形的中（zhōng）凹現象，還能剃削鼓形齒輪；

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

 ４）精（jīng）細調整機床，提高機床剛度，選擇合（hé）理（lǐ）的剃削用（yòng）量等。

4.珩齒工藝

 珩齒是目前高精度硬齒（chǐ）麵齒輪加工（gōng）的主要方法；但（dàn）是，要把（bǎ）珩齒精度提高到６級，是比較困難的（de）。目前，國內有的（de）工廠已珩出６級精度齒輪。德國的工廠也是利用珩齒生產（chǎn）６級精度齒輪，采用粗、精２次（cì）滾齒，並采（cǎi）用修形剃齒刀剃齒（chǐ），嚴格控（kòng）製熱處理變形等一係列（liè）措施，以保證（zhèng）珩前精度，並使用修形珩輪進行珩齒。

 普（pǔ）通珩齒工藝采（cǎi）用的盤形珩輪加工效率（lǜ）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（wō）杆珩齒工藝，推出新型蝸杆珩齒機。蝸杆珩齒的工作（zuò）原理是采用蝸杆形狀的珩輪對齒輪齒麵進行珩齒，與珩前精度（dù）比較（jiào），可提高１～２級精度。目前，蝸杆珩（héng）齒技術在日本、美國、英國（guó）和瑞士等國已有十幾項專利發表（biǎo），多用於汽（qì）車變速（sù）箱齒輪的製造。國（guó）內近年來（lái）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和長江機床廠生（shēng）產蝸杆珩（héng）齒機，並開始在生產中應用，精度可達（dá）到６～７級，平（píng）均生產速度（dù）為（wéi）３～６ｍｉｎ／件。一般蝸杆珩輪采用普通磨料，又分為軟珩和硬珩２種蝸杆（gǎn）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（lì）方氮（dàn）化硼）蝸杆珩輪的珩齒工藝。

 國外近年（nián）來還發展了內齧合（hé）自由珩齒工藝，瑞士已生產（chǎn）出內齧合珩齒機。這（zhè）種工藝采用內齒圈珩（héng）輪加工外齒輪工件，平均（jun1）單件工時為１～２ｍｉｎ，珩（héng）後精度可提高２級，一般可達６～７級。如果提高珩前精度，將能珩出更高精度（dù）的齒輪。

5.磨齒工藝（yì）

 磨齒分為展成磨齒和成形磨齒２大類。一般說（shuō）來，展成磨齒的（de）效（xiào）率較低（蝸杆砂輪磨齒除（chú）外），磨齒費用較高，機（jī）床（chuáng）複雜，價格昂貴，限製了其在生產中的廣（guǎng）泛應用，僅在少數精密機械及工具行業使用。而成形磨齒具有機床簡（jiǎn）單、效率較（jiào）高、成本較低等優點，但由於過去成形磨齒（chǐ）砂輪修整問題（tí）未得到很好解決（jué），也妨礙了成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精度、高效（xiào）率、多功能、性能穩定（dìng）的新型磨齒加工方法和磨齒機。

5.1 展成磨齒

 展成（chéng）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１所示。

圖（tú）１ 展成法（fǎ）齒輪磨（mó）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（wài），在結構和磨削（xuē）方法上有所改進，效（xiào）率有（yǒu）所提高。為提（tí）高加（jiā）工效（xiào）率（lǜ），Ｍａａｇ 公司在磨（mó）削方（fāng）法上由 ＨＳＳ係列磨齒機的１５°／２０°的普通（tōng）磨削法發（fā）展到０°磨削法，采用（yòng）ＢＣ機構磨（mó）修形齒輪，形成了新的ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公司在０°磨削法的基礎（chǔ）上，又發展了（le）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（gè）小時，成本很高，尤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（xiàn）齒麵是逐點包絡（luò）出來的，影響（xiǎng）加工精度及穩定性，單件工時一般為０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒機通用性好，在生產中應用（yòng）得較廣。世（shì）界上生產錐麵砂輪磨（mó）齒機聲譽較高的是德國的 Ｈｏｆｌｅｒ公司和 Ｎｉｌｅｓ公司。這２家公司已發展了（le）直（zhí）徑為３５００ ｍｍ 的磨齒機係列產（chǎn）品。

 大平麵砂輪磨齒機傳（chuán）動鏈短，結（jié）構比較簡單（dān），加工精度也較高；但加（jiā）工（gōng）效率很低，多用來加工剃齒刀和插齒刀（dāo）等齒輪刀（dāo）具以及精度較高的（de）齒輪。各國相關廠家都在生產這種磨齒機，但（dàn）多（duō）年來在（zài）結構和性能上沒有太大的發展。

 在各種磨齒方法中，蝸杆砂輪磨齒機（jī）的效率高，一般１０多分鍾就能磨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（rì）本還出（chū）現了采（cǎi）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（xù）加工幾（jǐ）萬個齒輪，用（yòng）廢後換（huàn）新砂輪，加（jiā）工效率很（hěn）高（gāo），１ ｍｉｎ 左右就能磨１ 個（gè）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，但產品尺寸係列還不夠齊全。

5.2 成形磨齒

 為（wéi）了解決大批量齒輪的高效經濟磨齒問題，近年來世界上許多國家（如前麵提到的瑞士 Ｍａａｇ 公司以及德國（guó）、日本、英國、美（měi）國等）又在積極研究成形磨齒（chǐ）工藝。成形磨齒所達到（dào）的精度與展成磨齒（chǐ）相媲美，且生產率還要高好多倍（但仍低（dī）於蝸杆砂輪磨齒），強力高（gāo）效磨削應用於成形（xíng）磨齒，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（de）批（pī）量生產，還特別適合於模數大（dà）、齒致少、寬度大（dà）的齒輪和各種修形齒（chǐ）輪的加工。

 成（chéng）形（xíng）磨（mó）齒（chǐ）要解決的第１個問題是創造通（tōng）用的成形砂輪（lún）修整器，為此近年來發表了不少（shǎo）這（zhè）方麵的專利和成果，如（rú）圖２所示。國外成形磨齒機多采用（yòng）靠模四杆（gǎn）機構修整（zhěng）器；但這種修整器的精度穩定性較差，靠模數量多，調整麻煩（fán）。由（yóu）於準確（què）漸開線修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（shí）筆修整砂輪時很難（nán）解決（jué）金剛筆磨損對修整齒形精度的影響；因此又發展（zhǎn）了金剛滾輪修整法。由於成形金剛滾輪製造複雜、價格很貴，國外又發展了金剛砂帶壓輪法。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，以保證精度（dù）並能自動調節補償金剛（gāng）石筆磨（mó）損；但這種裝（zhuāng）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（fāng）法分類

硬齒麵齒輪精（jīng）加工技術的未來發展

 隨著（zhe）數控技術（shù）的出現，硬齒麵齒輪的精加（jiā）工設（shè）備在機床的成形運動設計方麵（miàn），原（yuán）有的形成齒（chǐ）輪漸開線輪廓的內聯係傳動鏈是通過機械機構（gòu）實現的。數控（kòng）技（jì）術（shù）使得機床的每（měi）個運動都加入一個伺服（fú）電動機，通過數控機床的ＣＮＣ係統，向每個伺服電動機發送脈衝指（zhǐ）令，每個伺服電動機得到指令後（hòu），通（tōng）過電動機旋轉帶動滾珠絲（sī）杠實（shí）現機床運動，這樣就消除了原有的、形（xíng）成齒輪漸開線輪廓的、內聯係傳動鏈的機械機構誤差，使機床運動精度得到提高（gāo）。新的數控滾齒機、插齒機、剃齒機以及磨齒機將得到廣泛應（yīng）用。