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

 近年來，各種硬齒麵精加工在加（jiā）工精度和加工效率上都取得了一些進展，同時還出現了一些（xiē）新的硬齒麵精加工（gōng）方法（fǎ）。

1.硬齒麵滾齒工藝

 由於磨（mó）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（gāo）加工效率，目前在日本、德（dé）國等生產中已有應（yīng）用。國內近年來也在積極（jí）研究硬齒麵滾（gǔn）齒工藝，並取得了一些進展（zhǎn），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（chǐ），加工（gōng）效率比（bǐ）錐（zhuī）麵（miàn）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、刀具及（jí）機床（chuáng）等幾個方麵的正確配合下（xià），使（shǐ）切齒過程（chéng）達到較佳狀態，硬（yìng）齒麵滾齒的精度才能達到７級。硬齒麵滾齒存（cún）在的大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（yìng）質（zhì）合金滾刀來加工６０ＨＲＣ 左右的硬齒麵，刀具與工件的硬度相差很小，滾刀易磨損，直接影響齒形精度；

 ２）由於滾齒是一（yī）種斷續切削過程，滾齒過程伴隨著強迫（pò）及自激振動、力和熱的衝（chōng）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（jiǎo），而（ér）切削厚度小，工件硬度又高，使得徑向切削力很大。從工（gōng）藝係統分析，滾齒機的剛度雖較強，但刀杆和心（xīn）軸卻是２個剛性薄弱環節，徑（jìng）向的變形對精度影響很大。

2.硬齒麵插（chā）齒工藝

 國外有的公司將（jiāng）硬（yìng）質合（hé）金插齒刀頂刃（rèn）磨出（chū）較大的負（fù）前角，使側刃有較大的刃傾角，形成刮削加工（gōng），也取得了初步成果。不過，要想（xiǎng）用硬齒合金插齒刀（dāo）插製６級精度（dù）齒輪是非常困難（nán）的。除了存在和硬質合金滾刀、滾齒（chǐ）相類似的問題外，還存在著插齒速度無（wú）法（fǎ）增加到與硬質合金刀（dāo）具相適應的佳切削速度，往複插齒運動造成振（zhèn）動、插齒機傳動鏈精度不達標等許多問題，使之未能在生（shēng）產實（shí）際中（zhōng）應用。

 國內一（yī）些工（gōng）廠在普（pǔ）通插齒工藝基礎上，對硬齒（chǐ）麵插齒工藝也作了一些研究。目前，可插（chā）製４８ＨＲＣ左右的中硬（yìng）齒麵７級精度齒輪，主要采取了以下（xià）措施：１）提高機床的剛度和精度，提高傳動鏈（liàn）精度；２）采用高精度插齒刀（ＡＡ 級插齒（chǐ）刀），嚴格控製刀具的（de）安裝偏（piān）心（xīn）；３）提高齒坯和夾具的精度；４）選取合理的進給次數和加工進給量等。

3.硬齒麵（miàn）剃齒工藝

 近年來，日本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。為使剃齒刀能切入工件的硬齒麵，除將剃齒刀上的漸開（kāi）線螺旋麵刃帶減至窄處（chù）外，還要把剃齒刀每齒上（shàng）的刀刃減至ｌ～２個。本來軟齒麵剃齒的大優點是刀刃多，有漸開線螺（luó）旋麵保持穩定齧合，使剃齒效率高，並保證精度。而硬齒（chǐ）合金剃齒刀在（zài）結構上的改動，削弱了剃齒的上述２個優點。此（cǐ）外，剃齒的特點是切削厚度（dù）很（hěn）小，而硬質合金的刀刃一（yī）般是較鈍的，故很難（nán）進行剃削加工；因而難於在生產中實際應（yīng）用。

 國內近年來（lái）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，其主要采取了以下措施：

 １）選（xuǎn）擇剃削（xuē）性能好的（de）刀（dāo）具材料做剃齒刀；

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

 ３）提（tí）高（gāo）熱處理前、後齒坯的加工（gōng）精度（dù），嚴格控製熱處理淬火變（biàn）形（xíng）；

 ４）精細調整機床，提高機床剛度，選擇合理的（de）剃削用量等。

4.珩齒工藝

 珩齒是目前高精度（dù）硬齒麵齒輪加工的主要方（fāng）法；但是，要把（bǎ）珩齒精度提高到（dào）６級，是比較困難的。目前，國內有的工廠已珩出６級精（jīng）度齒輪（lún）。德（dé）國的工廠也是利用珩齒生產６級精度齒輪，采用粗、精２次滾齒，並采用修形剃（tì）齒刀剃齒，嚴格控製熱處理變形等一係列措施，以保證（zhèng）珩前精度，並使用修形珩輪進行珩齒。

 普通珩齒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（héng）齒方法———蝸杆珩齒工藝（yì），推出（chū）新型蝸杆珩齒機。蝸杆（gǎn）珩齒（chǐ）的工作（zuò）原理是采用蝸杆形狀的珩輪對齒（chǐ）輪齒麵進行珩（héng）齒，與珩（héng）前（qián）精度比較，可提（tí）高１～２級精度。目前，蝸杆珩齒技術在日本、美國、英國和瑞士（shì）等國（guó）已有十幾項專利發（fā）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（duō）研究，已（yǐ）由南京第二機床廠和長江機床廠生（shēng）產蝸杆珩齒機，並開始在生產中應用，精度可達到６～７級，平（píng）均生產速度為３～６ｍｉｎ／件。一般蝸（wō）杆珩輪采用普通磨料，又分為軟（ruǎn）珩（héng）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（lún）和電鍍ＣＢＮ（立方氮化硼）蝸杆珩輪的珩齒工藝。

 國外近年來還發（fā）展了內齧合自由珩齒（chǐ）工（gōng）藝，瑞（ruì）士已生產出內齧合珩齒機。這（zhè）種工藝采用內齒圈珩輪加工外（wài）齒輪工件，平均單件工時為１～２ｍｉｎ，珩後精度可提高２級，一般可達６～７級。如果提高珩前（qián）精度，將能珩出更高精度的齒輪。

5.磨齒工藝

 磨齒分為展成磨齒和成形磨齒（chǐ）２大類。一般說來，展成（chéng）磨齒的效率較低（蝸杆砂輪磨齒除外（wài）），磨（mó）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，僅在（zài）少數（shù）精密機械及工具行業使用。而成形磨齒具有機床簡單、效率較（jiào）高、成本較低等優點，但由於過去成形磨齒（chǐ）砂輪修整問題未得到很好解決，也妨礙了成形磨齒（chǐ）工藝在生產中的應用。現在世界各國都在（zài）積極（jí）研（yán）究高精（jīng）度、高效率、多功能、性能穩定的新（xīn）型磨齒加工方法和（hé）磨齒機。

5.1 展（zhǎn）成磨（mó）齒

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

圖１ 展成法齒輪磨削方法（fǎ）分類

 瑞士 Ｍａａｇ磨齒機采用碟形砂輪磨齒，除繼續（xù）保持高精度的優（yōu）勢（shì）外，在（zài）結構和磨削方法（fǎ）上有所改進，效率有所提（tí）高。為提高加工效（xiào）率，Ｍａａｇ 公司在磨削方法（fǎ）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），采用ＢＣ機構磨修形齒輪，形成了新的ＳＤ 係列。後來 Ｍａａｇ 公司在０°磨（mó）削法的基礎上，又發展了Ｋ磨削法，效率又有所提高。盡管這樣，Ｍａａｇ磨齒機的效率仍然（rán）很低，磨１ 個齒輪常常要耗費幾個小時，成本很（hěn）高，尤其是大規格磨齒機效率更低。

 錐麵砂輪（lún）磨齒（chǐ）機傳動鏈長，而且漸開（kāi）線齒麵是逐點包絡出來的，影響加（jiā）工精度及穩定性，單（dān）件工時一般為０．６～３ｈ；但錐麵砂輪磨齒（chǐ）機通用性好，在生產中應用得較廣。世界上生產錐麵砂輪磨齒機聲譽較（jiào）高的是德國的 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（mó）齒機傳動鏈短，結構（gòu）比較（jiào）簡單，加工精度也較高；但加工效率很低，多用來加工剃齒刀和插齒刀等齒輪刀具以及精度較高的齒輪。各國相關廠家都在生產這（zhè）種磨（mó）齒機（jī），但多年來在（zài）結構和性能上（shàng）沒有太大的發展。

 在各種（zhǒng）磨齒方法中，蝸杆（gǎn）砂輪磨齒機的效（xiào）率高，一般１０多分鍾就能磨１個齒輪，適於５～６級齒數＞８ ｍｍ 或直（zhí）徑＞６００ ｍｍ）的加工，還有待（dài）於解決。

 近年來，日本還出現（xiàn）了采用電鍍ＣＢＮ（立方（fāng）氮化硼（péng））蝸杆砂輪的數控蝸杆砂輪磨（mó）齒機，砂輪不用修整可連續加工幾萬個齒輪，用廢後換新砂輪（lún），加工效率很高，１ ｍｉｎ 左右就能磨（mó）１ 個齒（chǐ）輪，並能磨修形齒輪。目前，我國各種形式的展成磨齒機（jī）都已有（yǒu）生（shēng）產，但產品尺寸係列還不夠（gòu）齊全。

5.2 成形磨齒

 為了解決大批（pī）量齒輪的高效經濟磨齒問題，近年來世（shì）界（jiè）上許多（duō）國家（如（rú）前麵提（tí）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（xíng）磨齒工藝。成形磨齒所達（dá）到的精度（dù）與展成磨齒相媲美，且生產率還要高好多倍（但（dàn）仍低於蝸杆砂輪磨齒），強力高效磨削應用於成形（xíng）磨齒，效率還將進一步提高（gāo）。成（chéng）形磨齒一般（bān）適於５～６級（jí）精度（dù）齒輪（lún）的批（pī）量生產，還特別適合於模數大、齒致少、寬度大的齒（chǐ）輪和各種修形齒輪的加工。

 成形（xíng）磨齒要解（jiě）決的第１個（gè）問題是創造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（lì）和成果，如圖２所示（shì）。國外成形磨齒機多（duō）采用靠模四杆機構修整（zhěng）器；但這種修整（zhěng）器的精度穩定性（xìng）較差，靠模數量（liàng）多，調整（zhěng）麻煩（fán）。由於準確漸（jiàn）開線修整器（qì）結（jié）構一般較複雜，影響精度（dù），又發展了許多種近似漸開線修整方法（fǎ）。單金剛石筆修整砂輪時很難解決金剛筆磨（mó）損對修整齒形精度的影響；因（yīn）此又發展了金剛（gāng）滾輪修整法。由於成形金剛滾輪製造複（fù）雜、價格很（hěn）貴，國外又發（fā）展了（le）金剛砂（shā）帶壓輪法（fǎ）。近年來，國（guó）內外又研製（zhì）出（chū）了數控成形砂輪修整器，采用三坐標閉環係統，以保證（zhèng）精度並能自動調節補償金剛石筆磨損；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（fǎ）分類

硬齒麵（miàn）齒輪精加工（gōng）技術的未來發展

 隨著數控技術的出現，硬（yìng）齒麵齒輪的精加工（gōng）設備在機床的成形運動設計方麵，原（yuán）有的形成齒（chǐ）輪漸開線輪廓的內（nèi）聯係傳動鏈是通過機械機（jī）構實現的。數控技術使得機（jī）床的每（měi）個運動都加入一個伺服電動機（jī），通過數控機床（chuáng）的ＣＮＣ係統，向每（měi）個伺服（fú）電動機發送脈衝指令，每個伺服電動（dòng）機得到指令後，通過電動機旋轉（zhuǎn）帶動滾珠絲杠實現機床運（yùn）動，這樣就消除了原（yuán）有的、形成齒輪漸開線輪廓的、內聯係（xì）傳動鏈的（de）機械機構誤差，使機床運動精度得到提（tí）高。新的數控滾（gǔn）齒機（jī）、插齒機、剃齒機以及磨齒機將得（dé）到廣泛應用。