一般來說，齒輪制造工藝過程包括材料制備、齒坯加工、切齒、齒面熱處理和齒面精加工等五個(gè)階段。齒形加工和熱處理后的精加工是齒輪制造的關(guān)鍵，也反映了齒輪制造的水平。而齒輪制造工藝的發(fā)展，很大程度上表現(xiàn)在精度等級(jí)與生產(chǎn)效率的提高兩方面。目前世界各國(guó)主要從齒輪加工工藝和加工設(shè)備的發(fā)展兩個(gè)方面來不斷地提高齒輪的制造水平。

1硬齒面滾齒技術(shù)

在傳統(tǒng)方法中，齒輪的硬齒面的加工需要經(jīng)過齒面的磨削加工，由于磨齒加工效率太低，加工成本過高，尤其對(duì)一些大直徑，大模數(shù)的齒輪在加工上難度更大，因而從20世紀(jì)80年代起，國(guó)內(nèi)外企業(yè)已逐漸采用硬齒面刮削作為淬硬齒輪(40～65HRC)的半精、精加工方法。

硬齒面滾齒技術(shù)也稱刮削齒加工，這種工藝，是采用一種特殊的硬質(zhì)合金滾刀，對(duì)滲碳淬火后齒面硬度為HRC58-62的齒輪齒面進(jìn)行刮削，刮削精度可達(dá)到7級(jí)。這種方法可加工任意螺旋角、模數(shù)1～40mm的齒輪。普通精度(6～7級(jí))硬齒面齒輪，一般采用“滾—熱處理—刮削”工藝，粗、精加工在同一臺(tái)滾齒機(jī)上即可完成;齒面粗糙度要求較高的齒輪，可在刮削后安排珩齒加工;對(duì)于高精度齒輪，則采用“滾—熱處理—刮削—磨”工藝，用刮削作半精加工工序替代粗磨，切除齒輪的熱處理變形，留下小而均勻的余量進(jìn)行精磨，可以節(jié)約1/2～5/6的磨削工時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。對(duì)于大模數(shù)、大直徑、大寬度的淬硬齒輪，因無相應(yīng)的大型磨齒機(jī)，一般只能采用刮削加工。

硬齒面刮削{zd0}的特點(diǎn)是生產(chǎn)效率要比磨齒高5-6倍，除此以外，可對(duì)熱處理滲碳淬火齒輪過大的變形量進(jìn)行磨齒前的修刮，不僅xc了齒輪的變形量，保證了齒輪在磨齒加工中的平穩(wěn)，而且提高了磨削效率，保護(hù)了磨齒設(shè)備的精度。

采用硬齒面滾齒技術(shù)進(jìn)行齒輪加工時(shí)，溫度控制極為重要，因?yàn)檫^高的溫度會(huì)使刀具磨損加快且易崩刀;因而需要通過金屬加工液來冷卻，同時(shí)沖走刀具和工件上的切削，提高刀具壽命和工件表面加工粗糙度。一般選用專用的油基切削液作為冷卻潤(rùn)滑介質(zhì)，如KR-C20，通過對(duì)粘度的適當(dāng)控制和采用優(yōu)異環(huán)保的極壓抗磨劑來滿足工藝中冷卻、清洗和潤(rùn)滑等方面的要求。

2干切削技術(shù)

干式切削加工即無潤(rùn)滑切削加工，是金屬切削加工的發(fā)展趨勢(shì)之一。該技術(shù)在上世紀(jì)80年代即開始研究，但一直受到機(jī)床、刀具材料的制約而發(fā)展緩慢，近十幾年來隨著機(jī)床設(shè)計(jì)技術(shù)、硬質(zhì)合金刀具和表面涂層技術(shù)、新型陶瓷刀具、工藝?yán)碚撗芯康陌l(fā)展，干式切削在大幅度提升生產(chǎn)效率、明顯改善表面質(zhì)量的同時(shí)，也使生產(chǎn)成本有所下降。

高速干式切削是在無冷卻、潤(rùn)滑油劑的作用下，采用很高的切削速度進(jìn)行切削加工。高速干式切削必須選用適當(dāng)?shù)那邢鳁l件。首先，采用很高的切削速度，盡量縮短刀具與工件間的接觸時(shí)間，再用壓縮空氣或其他類似的方法移去切屑，以控制工作區(qū)域的溫度。實(shí)踐證明，當(dāng)切削參數(shù)設(shè)置正確時(shí)，切削產(chǎn)生的熱量80%可被切屑帶走。

高速干式切削法不僅使機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，而且極大地改善了加工環(huán)境和降低了加工費(fèi)用。在齒輪加工中，為進(jìn)一步延長(zhǎng)刀具壽命、提高工件質(zhì)量，可在齒輪干式切削過程中，每小時(shí)使用10～1000ml潤(rùn)滑油進(jìn)行微量潤(rùn)滑。這種方法產(chǎn)生的切屑可以認(rèn)為是干切屑，工件的精度、表面質(zhì)量和內(nèi)應(yīng)力不受微量潤(rùn)滑油的負(fù)面影響，還可以用自動(dòng)控制設(shè)備進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)。

3齒輪的無屑加工

與滾齒、插齒、剃齒和磨齒等傳統(tǒng)的齒輪齒形成形方式不同，齒輪的無屑加工方法是利用金屬的塑性變形或粉末燒結(jié)使齒輪的齒形部分最終成形或提高齒面質(zhì)量的。該方法可以分為工件在常溫下進(jìn)行加工的冷態(tài)成形和把工件加熱到1000℃左右進(jìn)行加工的熱態(tài)成形兩類。前者包括冷軋、冷鍛等;后者包括熱軋、精密模鍛、粉末冶金等。

無屑加工齒輪可以使材料利用率從切削加工的40～50%提高到80～95%以上，生產(chǎn)率也可成倍增長(zhǎng)。但因受模具強(qiáng)度的限制，目前一般只能加工模數(shù)較小的齒輪或其他帶齒零件，同時(shí)對(duì)精度要求較高的齒輪，在用無屑加工成形后仍需要利用切削加工{zh1}精整齒形。無屑加工齒輪需要采用專用的工藝裝備，初始投資較大，只有在生產(chǎn)批量較大時(shí)(一般達(dá)萬件以上)才能顯著降低生產(chǎn)成本。

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