剃齿加工工艺及剃齿刀修磨研究

王明海 于涛

关键词：剃齿加工工艺;剃齿刀修磨;发展现状;研究

近年来，我国科技水平取得了日新月异的成就，而齿轮是一种应用于机械正常运作并为机械提供一定动力作用的零件，随着社会经济的不断发展，齿轮的市场需求与日俱增，使得齿轮的精确度也开始得到广泛重视。而剃齿加工工艺最先起源于1926年名称为耐森纳尔·波洛奇的美国公司，直到50年代末期逐步被大力推行应用于各部门的工作中，现阶段国内与国外在实际齿轮生产过程中，将齿轮的精加工作为最关键的零件加工工序。目前，我国工业化发展进程不断扩大，因而对齿轮零件加工工艺提出更高的标准，使得齿轮零件加工工艺的精确性也有新的提升。而将剃齿加工工序作为齿形加工的结尾流程，有利于修正齿形、齿圈径向的跳动、齿距以及齿向等的偏差，进而对剃齿齿轮的精确性与运行平稳具有重要作用，同时可以使齿轮有效得到更精确、细致的外观。

1.浅析剃齿加工工艺的发展现状

齿轮精加工的方式包括磨削加工和剃齿加工，由于剃齿加工受到一定的限制，因而剃齿加工工序是作为热处理之前的一道工序，而磨削加工是在进行热处理后的工序。近些年，随着器材加工精确度的不断改良以及数控机床的逐步健全和加工软件的快速进步发展，使得我国齿轮精加工的技术有所新的突破成果，进而大大提高了齿轮加工的效率和精确度以及其它加工工序的水准。基于CBN砂轮与现代化新型陶瓷的应用，使得展成磨削与成形磨削两者都有较大的进步成果，由于过去大部分使用剃齿的加工逐步更换为磨齿加工，进而让部分人产生“多年以后剃齿的加3232艺将会被完全替代”的观点，现阶段，这一观点得以完全否定，如今无论国内还是国外，在实际齿轮生产过程中，剃齿加工还是作为齿轮精加工的关键方法。

2.浅析剃齿刀的作用

剃齿刀是一种作为直齿与斜齿渐开线圆柱齿轮的刀类工具。剃齿加工进行时，剃齿刀的切削刃沿工件的齿面剃下一层薄金属，有利于提升齿面的质量以及被剃齿轮的精确度，同时有利于促进加工效率并延长刀具的使用寿命，这一刀具普遍使用于大批量生产中等精确度的圆柱齿轮。其次，剃齿刀是通过淬火磨削后的齿轮形状的刀具，沿着齿高方向的凹槽称为锯齿刀槽。剃齿的加工即是经过应用齿轮工件以及剃齿刀相互作用下啮合传动，再从齿轮工件的齿面切削掉较为渺小的加工剩余量。此外，剃齿刀与齿轮工件进行啮合旋转过程中，齿轮轴与剃齿刀刀轴相互交织，而剃齿刀与齿轮工件间隔只有齿面的啮合，因此，齿轮轴与剃齿刀刀轴之间并没有太大的关联，但彼此可以实现“无拘无束”的旋转。

3.剃齿刀具修磨的重要作用

传统旧的剃齿刀加工的齿轮会出现许多不良缺陷（如下图所示），以某公司为例，这一公司在1995年开始引入这一系列的产品后一直在使用剃齿刀具的修磨办法，同时也受到日本川崎强烈推荐的日本进口滚刀以及剃齿刀。通过二十年实际的生产实践，这一公司已经达成了机组的中心部件转子完全自我制作的成果，然而，这一公司在二十年后，现阶段大部分剃齿刀已经受到损伤，使得难以实现完成更高精确度的齿轮零件加工。其次，由于购买新剃齿刀的成本较大，为了有效应用受损的剃齿刀，这一公司积极努力展开了长时期的研究，但基于种种因素的制约影响，致使最终并未达成对剃齿刀的修正。由图可知，传统旧的剃齿刀鉴于在实际加工过程中受到刀具长时间的磨损，使得齿轮的齿面逐步产生一定面积的亮度，齿端发生毛刺的现象，致使齿面的光洁度有所降低以及被剃齿轮的齿形精确度比较差，此外，剃齿加工过程中产生的噪声逐渐增强与齿面出现相应的痕迹等。

4.应用剃齿刀修磨机床有效达成剃齿刀修磨

目前，我国工艺技术的设備较为先进，而随着数控剃齿刀磨床的日渐增加，剃齿刀的精确度与廓形直接影响了被剃齿轮的精确度以及廓形，其次，由于剃齿刀的精确度以及刀齿廓形是经过剃齿刀的修磨所得到的，因而剃齿刀的修磨以及剃齿刀磨床的机能相对剃齿的质量而言，具有重大作用，同时在一定程度上为相关工作人员完成剃齿刀的修磨建立稳固的根基。

5.经过修磨后的剃齿刀开展实践加工检验

为了检验修磨后的剃齿刀应用效用，这一公司员工应用修磨后剃齿刀模数为2.5的加工齿轮，并且应用剃齿机是美国红环剃齿机床，其具体数据如图表一所示：

6.剃齿后的检测数据及报告分析

21614齿轮的经过修磨后的剃齿刀进行加工工艺，将这一加工后的检测数据与国内外精确度等级相对比，如下表二所示，由表二可知修磨后的剃齿刀所加工的齿轮可以达到这一公司齿轮的加工精确度标准。

7.结束语

综合上述，通过种种实践表明，由于进口刀具的材质与热处理方法相对先进，使得通过应用传统旧的进口剃齿刀进行修磨加工处理后，这样不仅可以完全利用进口刀具刀体的刚性，同时也可以实现齿轮加工精确度的标准。此外，由表二数据可以清楚了解修磨后的剃齿刀在实际加工工序后，所加工的齿轮精确度与公司提出的齿轮加工精确度相符。