齿轮机床的加工方法

（一）滚齿
滚齿于1897年即被应用，是目前应用最广的切齿方法，可加工渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮、链轮、棘轮、蜗轮和包络蜗杆。滚齿精度一般可达4~7 级。表面粗糙度Ra3.2~1.6um。国产滚齿机（Y31800A）加工最大直径达8m，最大模数达40mm。目前高速钢滚刀的切削速度可达100~200 m/min，加工齿面硬度最高达300~400HB。硬质合金滚刀切削速度可达 300m/min，滚切齿面硬度最高达HRC62。滚齿是一种高效切齿方法。
  目前滚齿的先进技术有：
1.多头滚刀滚齿 
一般双头滚刀可提高效率约40%。但滚刀各头之间的偏差影响齿轮的齿向精度。
2.滚齿机数控化或普通滚齿机安装数显装置 
80年代国外已制造了全数控（CNC）机床，即用计算机数控，用电子系统协调机床各种运动，可减少调整时间和提高加工精度。
3.硬齿面滚齿技术
硬齿面滚齿扩展了滚齿领域。该方法也称刮削齿加工。刮削可作为大型齿轮磨前予加工工序，去掉淬火变形量，直到留有合理的磨削余量，以减少磨齿时间，降低成本。刮削作为精加工工序，可达到6级精度，如果与蜗杆珩齿相结合，可获得良好的齿面质量，避免磨削烧伤和裂纹。可比单纯磨齿提高效率1~5倍，费用降低一半以上。
硬齿面滚齿的滚刀刀齿采用硬质合金或金属陶瓷材料，表层涂氮化钛，这些新材料已经能够控制刀具的崩刃。同时也提供了干式（不用切削油）切削的可能性,干式切削优点是不需准备和处理冷却液，不要求油雾处理（由空气排放）的工作，干切屑无污染，零件也没有清理的要求。如果切削时使用切削油，则可提高刀寿命。
4.大型齿轮滚齿
大型齿轮滚齿，由于工件体积大，重量重，装卡不便。所以大型齿
轮滚齿设备的发展趋势是综合性加工。
（二）插齿和梳齿
插齿是一种广为采用的切齿方法，特别适合于加工内齿轮和多联齿轮。采用特殊刀具和附件后，还可加工无声链轮、棘轮、内外花键、齿形皮带轮、扇形齿轮、非完整齿齿轮、特殊齿形结合子、齿条、端面齿轮和锥度齿轮等。数控插齿机能加工椭圆齿轮、非圆齿轮和特殊形状的齿轮。
梳齿是用齿条刀插削圆柱齿轮。特点是加工精度高，可达DIN5级。由于刀具结构简单、制造刃磨方便，精度高、刃磨次数多，便于采用硬质合金刀片和立方氮化硼（CBN）刀片加工淬硬齿轮。
（三）剃齿
剃齿是一种高效齿轮精加工方法，最早于1926年在美国应用。和磨齿相比，剃齿具有效率高、成本低、齿面无烧伤和裂纹等优点。所以在成批生产的汽车、拖拉机和机床等齿轮加工中，得到广泛应用。对角剃齿法和径向剃齿法还可用于带台肩齿轮的精加工。
（四）珩齿
珩齿是一种轮齿表面光整加工技术，可有效地改善齿面质量，粗糙度由Ra2.5减小到Ra0.63以下。某些珩齿方法还能在一定程度上提高齿轮精度，由于效率高，成本低，齿面无烧伤，所以广泛用于7级以下精度的软、硬齿面齿轮加工。
珩齿方法有齿轮形珩轮外啮合珩齿、蜗杆式珩轮珩齿和内啮合珩齿。
齿轮形珩轮外啮合珩齿已广泛应用，能有效地降低齿面粗糙度，但提高齿轮精度的能力甚微。
    （五）磨齿
磨齿是获得高精度齿轮最有效和可靠的方法。发达国家都用硬齿面齿轮，磨齿成为高精度齿轮的主要加工方法。目前碟形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达DIN2级，但效率很低。蜗杆砂轮磨齿精度达DIN3~4级，效率高，适用于中、小模数齿轮磨齿，但砂轮修正较为复杂。
磨齿的主要问题是效率低、成本高，尤其是大尺寸齿轮。所以提高磨齿效率，降低费用成为当前主要研究方向，在这方面，近年来出现的新技术有：
1. 改进磨削方法如减少磨削次数，压缩展成长度，缩短磨削冲程, 可以提高磨齿效率。
2. 应用立方氮化硼（CBN）砂轮高效磨齿 CBN砂轮具有硬度高、耐磨性好、寿命长、精度保持性好、切削性能好、热扩散系数大等优点。因此，用CBN砂轮磨齿轮比用单晶钢玉砂轮磨削效率提高5~10 倍，被磨削表面不易发生烧伤和裂纹，表面呈压应力状态，疲劳强度高。

（六）螺旋锥齿轮加工
螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮广泛应用于汽车、拖拉机、工程机械、石油地质钻机、坦克、直升飞机和机床的驱动。这类齿轮的设计制造质量主要取决于两方面因素。一是加工设备及其工夹具的精度。二是由复杂的共轭计算所确定的机床及刀具的调整参数保证的齿形精度，这是提高这类齿轮质量的关键所在。
在螺旋锥齿轮加工方面。美国格利森公司占有很重要的地位。近十余年间，格利森公司在加工设备方面，创造了高效准双曲面齿轮磨齿机和数控多功能铣齿机。在质量检验分析和控制技术方面，研制了具有三坐标测量功能的计算机辅助检测系统，可快速准确测出齿形误差，并得出最佳的切齿修正调整参数。在设计制造技术方面，研制了一套包括几何、强度设计、切齿（或磨齿）调整参数计算，考虑轮齿边缘和轮齿接触分析和有限
元应力接触分析的计算机软件系统。
我国现已能制造较先进的弧齿锥齿轮切齿机床，如Y2250A、Y2080I等。在软件开发方面，重庆大学、北京农业工程大学等分别研制的弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮设计制造应用技术软件系统，可完成齿轮几何参数设计，加工时机床离刀盘的调整参数计算，轻载下的轮齿接触分析（TCA）以及精密磨齿调整参数计算。
（七）研齿
为了改善齿面粗糙度，可采用研齿。有时由于装配误差及受载变形等因素影响，使原本精度较高的齿轮在满载下，齿面接触情况变坏，也可用研齿方法进行改善。研齿时，必需用齿轮专用研磨剂，以避免损伤齿面，或研磨后清洗不掉，造成齿轮运转后损伤齿面，以及研磨剂进入轴承，损伤轴承。
（八）齿轮检测
齿轮检测技术在齿轮制造中占有重要地位，没有先进的检测技术和仪器，不可能制造出性能优良的齿轮。现代齿轮检测技术向非接触化、精密化、多功能化、高速化、自动化、智能化、集成化（计算机控制）、经济化方向发展。在检测领域方面，解决大模数和小模数齿轮的检测问题。
目前齿轮检测方法有单项误差的测量和综合误差的测量两大类。1968年我国成都工具研究所首创了齿轮整体误差测量理论和方法。揭示了齿轮传动特性和各种误差之间的内在联系，为控制传动质量，改进齿轮设计和制造提供依据。1970年后，我国成都工具研究所、哈尔滨和北京量具刃具厂等运用该方法分别研制成了截面整体误差测量仪。从而将我国齿轮测量技术发展到动态综合测量的新阶段。
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