淺析硬齒面齒輪精加工技術的現狀

陳新宇 張文宣

【摘 要】在機械產品的生產和制造過程中，齒輪是一項重要的基礎性零件，通常被廣泛的應用于各種類型的機械傳動裝置上，而硬齒面的齒輪精加工技術隨著科學技術的不斷發展，在加工精度和加工效率上取得了進步，并出現了一些新的工藝方法。基于此，下文對硬齒面齒輪精加工技術進行了分析，希望對相關人員提供幫助。

【關鍵詞】齒輪；硬齒面；精加工技術

隨著我國現代社會中經濟水平的進度和發展，硬齒面齒輪的市場需求量也開始逐漸加大，因此我國硬齒面齒輪的加工技術也得到了相應的發展。同時，在硬齒面齒輪加工過程中采用精加工技術，不僅能夠對材料做到有效節省，還能夠減少能耗產生，從而提升整體的工作生產效率，有效提升我國的經濟效益。

一、硬齒面齒輪精加工的現狀

隨著工業技術的飛速發展，對于齒輪的要求也越來越高，其需要具備高精度、高速、高承載力、良好的齒面質量、壽命長等技術指標，而硬齒面齒輪精加工技術對我國安全和尖端科技的發展有著直接的關系，因此硬齒面齒輪的精加工工藝成為了齒輪加工技術發展的主導方向。同時，硬齒面齒輪的精加工是以高效率、高質量、低成本為目標，實現材料高效去除的一種齒輪精加工技術。隨著硬質合金材料、刀具涂層技術、超硬磨粒工具制備技術和齒輪精加工機床技術的發展，淬硬齒輪加工技術和齒輪加工精度有了顯著的提高，高精度齒輪的加工成本大幅度降低。而針對淬火后硬齒面齒輪所采用的加工方法主要包括硬齒面剃齒、硬齒面磨齒和硬齒面珩齒技術等。此外，高性能機床和工具的設計制造對硬齒面齒輪精加工技術的應用有著很大的影響，而對于硬齒面齒輪精加工的關鍵技術主要包括機床設計、工具制備技術、材料去除機理以及一體化技術等，詳見圖1。

二、硬齒面齒輪精加工技術分析

1.剃齒工藝

剃齒作為齒輪加工過程中的一道重要工序，其不僅可以修正齒形的誤差，還能夠對齒距和齒向的誤差起到一定的修正作用。所以在經過剃齒加工后齒輪沒有周期性變化的傳動誤差，并且在傳動過程的噪聲比較溫和，不易產生激振頻率。而當前剃齒工藝主要采用徑向剃齒法，在進行剃削工作的開展過程中，徑向剃齒的齒形、齒向、修形都是在經過了剃齒刀齒部修磨之后進行完成的，因此這種方式比較容易對修形量進行控制和掌握，并且剃齒刀和齒輪之間是通過線做基本的接觸方式，而剃齒的過程相對來講對比較穩定，因此具有生產效率高、刀具耐用程度強、齒形精準度高和加工表面粗糙程度相對較低的優勢。此外，由于剃齒加工的強制性齒向修正能力比較好，所以在經過修剃后零件的穩定性也會更強。

2.插齒工藝

插齒加工是一種比較常用的切齒方式，其和所需要加工的齒輪能夠在相應的速度下實施嚙合運動，主要應用于內齒輪以及多聯齒輪的加工工藝中，其插齒刀具主要是形狀為齒輪或者齒條的工具，并且刀具能夠按照齒長的方向來實現往返運行進行切削。同時，硬齒面齒輪當中的精插削主要是指在采用硬質合金進行精加工之后的熱處理后，硬度呈現為HRC45～64的齒輪，其主要優點體現在：對于硬齒面當中的直齒外齒輪、內齒輪、雙聯（三聯）或帶臺肩齒輪在一定意義上都能夠實現有效的加工處理，加工過程也非常的簡單以及便利，并且成本比較低以及效率比較高。

3.磨齒工藝

磨齒工藝主要分為展成磨齒和成形磨齒兩大類，通常來說，展成磨齒的效率比較低且磨齒費用較高、機床復雜，而成形磨齒具有機床簡單、效率較高、成本較低的優點，但由于過去成形磨齒砂輪修整問題未得到很好解決，也妨礙了成形磨齒工藝在生產中的應用。下面是對展成磨齒和成形磨齒的分析，其中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2所示；而成形磨齒所達到的精度與展成磨齒相媲美，且生產率還要高好多倍，并且成形磨齒一般適于5～6級精度齒輪的批量生產，尤其適合于模數大、齒致少、寬度大的齒輪和各種修形齒輪的加工。同時，對于成形磨齒法的修整方法如圖3所示。

4.滾齒工藝

滾齒加工在實際的齒廓加工中是非常常見的，其主要是按照交錯軸斜齒輪嚙合的方式進行，并替代傳統的軟齒面加工方式，其加工效果更加高效。同時，在齒輪加工過程中，對滾齒機的剛性進行提升并應用高性能鋼以及合金鋼等涂層時，能夠使實際的工藝加工中所應用的模數為2～40、齒面硬度為HRC40，并且在半精滾和精滾加工工藝當中，可以將其作為磨前的預加工工藝，對淬火變形量進行去除，從而有效降低磨齒時間，并將其加工成本減小，同時不會產生磨削灼傷以及裂縫的產生，能夠對齒面進行硬化，進而將齒輪的疲勞強度進行提升。此外，滾齒的主要特點是能夠對內齒輪以及多聯齒輪實現有效切制，并且硬齒面的滾齒形狀在修正中主要依靠刀具來進行完成。

三、結束語

總而言之，隨著我國現代社會中經濟水平的不斷發展，硬齒面齒輪的市場需求也開始逐漸增大，而加強對硬齒面齒輪精加工技術的分析，并且通過對精加工技術的應用，不僅能夠為相關產業帶來十分明顯的經濟收益，還能夠有效提升整體的工作生產效率，促進我國整體經濟水平的不斷提升。

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