剃齒與磨齒差別之工藝分析

齒輪精加工主要有兩種方法：剃齒加工和磨削加工。剃齒在熱處理前進(jìn)行，磨削在熱處理之后進(jìn)行。近幾年來，齒輪磨削精度、效率和各種功能已達(dá)到了極高的水平。新陶瓷和CBN砂輪的使用對(duì)成形磨削和展成磨削都貢獻(xiàn)巨大。

剃齒工藝與磨齒工藝的對(duì)比

一直以來，齒輪生產(chǎn)商把全部精力集中于改善整個(gè)齒輪的質(zhì)量，于是完全依賴齒輪磨削加工。這項(xiàng)加工工藝保證齒輪加工的精度幾乎完美無缺，可惜的是經(jīng)營費(fèi)用及投資價(jià)值很高。

由于有了先進(jìn)的數(shù)控剃齒刀磨床(圖)，如今我們可以在幾十分鐘內(nèi)完成各種修形剃刀的磨削。剃齒機(jī)床通過程序控制所有的動(dòng)作。但對(duì)于齒輪熱處理后的質(zhì)量還無法全面控制，因?yàn)榇慊饡?huì)造成齒輪的變形。對(duì)沒有勻稱結(jié)構(gòu)的齒輪會(huì)有重大的影響。這樣的齒輪在工業(yè)、農(nóng)業(yè)各方面應(yīng)用的車輛及拖拉機(jī)的變速裝置中都是常見的。

剃齒刀磨床S400G，意大利SAMPUTENSILI生產(chǎn)制造

關(guān)于汽車工業(yè)的齒輪，尤其是那些用于自動(dòng)變速器中的行星齒輪。通過將剃齒精度控制在5級(jí)并設(shè)置剃齒的反變形措施，將其熱處理變形降到最低，因而穩(wěn)定了齒輪的成品尺寸。

齒輪剃齒加工工藝上的優(yōu)勢(shì)

◆ 齒向精度提高2、3 DIN等級(jí)

◆ 齒形精度提高2、3 DIN 等級(jí)

◆ 齒距精度提高1、2 DIN 等級(jí)

◆ 剃齒表面粗糙度接近磨削加工的表面粗糙度（Ra= 0,4-0,6 微米）

◆ 通過細(xì)致的剃前及剃齒加工可得到5 級(jí)精度（DIN 3962）的齒輪

理論上的齒向會(huì)與實(shí)際測(cè)量的齒向有差別。通過剃齒加工工藝、剃齒參數(shù)及特殊剃齒刀的各種影響達(dá)到理想的齒輪齒向,以降低噪音?？蓪?shí)現(xiàn)用低成本的剃齒工藝加工出相當(dāng)于高成本的磨齒工藝加工出的相同質(zhì)量的齒輪。

例如，自動(dòng)變速使用的行星齒輪，可以在約一分鐘內(nèi)磨削并獲得5 DIN等級(jí)的齒輪。通過剃齒加工可以得到同樣等級(jí)的齒輪，加工時(shí)間比一般磨削的少13-15秒。剃齒僅需要一臺(tái)機(jī)床，而磨削卻需要三臺(tái)。

在選擇磨削齒輪以前，要估算所有費(fèi)用和利潤。齒輪剃齒工藝在DIN5到DIN8等級(jí)的應(yīng)用范圍內(nèi)可以取代磨削。

傳動(dòng)極大力矩的齒輪系，如重卡車、拖拉機(jī)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械，目前是經(jīng)過成形磨削加工的。成形磨削使齒輪的根部圓滑過渡，齒輪本身就變得更堅(jiān)固，打齒的風(fēng)險(xiǎn)也減至最小限度。因此較大模數(shù)（4-8毫米）的齒輪在主要是磨削加工。

但有一些齒輪不能磨削。例如與大齒輪相連的小齒數(shù)或帶臺(tái)肩的齒輪、同步器等零部件。

圖三是變速箱的二軸的剃齒加工。剃齒的齒輪主要是用于車輛的傳動(dòng)裝置中。在它右面的二速齒輪不能磨削，必需剃齒。一般來說所有以插齒刀加工的齒輪都不能磨削。

近年來，快速發(fā)展起來一項(xiàng)新工藝——內(nèi)珩磨工藝。切除的材料多時(shí)，可選擇應(yīng)用CBN砂輪珩磨，這種加工方法去除的金屬材料不多，珩磨齒輪的珩前誤差不能很大。但砂輪的價(jià)格卻很貴，如果熱處理造成的變形很大，為了便于切除材料，應(yīng)在熱處理前用具有變形補(bǔ)償?shù)奶挲X切除較多的余量，并有效減少熱處理變形，這將有助于熱處理后的珩磨。

剃齒加工時(shí)，切除的材料不多，切削速度也不高，加工中刀具刃口的壓力不大。因此轉(zhuǎn)向改善剃齒槽的側(cè)面粗糙度, 現(xiàn)在的數(shù)控梳槽機(jī)，使剃齒刀容屑槽側(cè)面的加工表面粗糙度有了很大好轉(zhuǎn)。日本已在這方面進(jìn)行了試驗(yàn)，研究有關(guān)熱處理后的液化氮深冷處理。這種加工方法使剃刀材料的特性予以改變、平均使用壽命增長、剃齒刀的性能也有所改善。

剃齒機(jī)床不斷地發(fā)展，技術(shù)日益完善。現(xiàn)在的剃齒機(jī)床可以執(zhí)行各種各樣剃齒加工程序如軸向剃齒、對(duì)角剃齒、切向剃齒、徑向剃齒。而且在同一齒輪的剃齒過程中，從一種剃齒方法轉(zhuǎn)到另一種剃齒方法。特殊工藝過程都是由數(shù)字控制實(shí)現(xiàn)的。數(shù)控剃齒的好處在于在剃齒過程中實(shí)現(xiàn)切削速度，徑向進(jìn)給，行程等各種參數(shù)的控制、在剃齒過程中進(jìn)給量切削速度、行程長度等參數(shù)都能進(jìn)行改變。所有這些都便于我們選擇不同加工條件。除了上述標(biāo)準(zhǔn)剃齒方法以外，也可以選擇如下所列舉的特定工藝：

1. 漸進(jìn)對(duì)角剃齒（Progressive Diagonal Cycle）

2. 不連續(xù)對(duì)角剃齒（Disjointed Diagonal Cycle）

3. 混合剃齒（Mixed Cycle）

4. 雙聯(lián)剃齒（Twin Linked Cycle）

漸進(jìn)對(duì)角剃齒

對(duì)角剃齒時(shí)，在齒向上可能發(fā)生的鼓形由工作臺(tái)圍著中心的擺動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。這種動(dòng)作是繞x軸線擺動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的，是在計(jì)算機(jī)控制下完成的。x、y、w三軸線的協(xié)同運(yùn)動(dòng)可造成鼓形或者在齒輪的雙側(cè)面形成錐角。

如果鼓形相當(dāng)大、擬切除的材料過量、要對(duì)齒輪進(jìn)行多次擺動(dòng)剃齒，可以設(shè)定x軸線的擺動(dòng)次數(shù)以便兩端的材料漸進(jìn)地切除。

混合剃齒

徑向剃齒比切向剃齒的時(shí)間短，但表面比較粗糙。解決辦法是進(jìn)行徑向切削，切除大量余量，然后進(jìn)行軸向、對(duì)角剃齒實(shí)現(xiàn)精加工。實(shí)現(xiàn)了剃齒時(shí)間短和良好的剃齒表面質(zhì)量的剃齒結(jié)果。

不連續(xù)對(duì)角剃齒循環(huán)、雙聯(lián)剃齒

這兩種特殊工藝可得到齒向修正。例如以不連續(xù)對(duì)角剃齒把加工程序分成三段，并根據(jù)每段的具體加工標(biāo)準(zhǔn)擬訂不同的鼓形和錐度要求。

較容易獲得特殊及不對(duì)稱凸形的齒向修正，從而能加工出與淬火可能發(fā)生的變形相對(duì)應(yīng)的反變形齒形，以改變齒輪的嚙合狀況，降低齒輪嚙合的噪音。

雙流文林機(jī)械制造有限公司，創(chuàng)建于1985年，屬民營獨(dú)資企業(yè)，位于成都雙流縣，距成都雙流國際機(jī)場(chǎng)1公里，離成都市區(qū)僅15公里，處于西南航空港經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)的腹地，靠近成都至雅安高速公路，交通十分方便，占地100余畝，一期建筑面積30000平方米，擁有固定資產(chǎn)9000多萬，擁有多臺(tái)高精度磨齒機(jī),其中最大的由德國進(jìn)口的2.5米磨齒機(jī),是四川乃至西南地區(qū)最大的高精度磨齒機(jī)。公司生產(chǎn)的主要產(chǎn)品是齒輪傳動(dòng)件，對(duì)中硬齒面、硬齒面的生產(chǎn)，具有較大的優(yōu)勢(shì)，是軋鋼設(shè)備、拖拉機(jī)、工程機(jī)械、冶金、電工、化工、電站等設(shè)備所需的傳動(dòng)齒輪、減速機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)。