隨著機床、刀具等（děng）綜合技術的發展，從20世紀80年代起，國內外企業（yè）已逐漸采（cǎi）用硬齒麵刮削作為淬硬齒輪(40～65HRC)的半精、精加工方法。這種方法可加工任意螺旋角、模數1～40mm的齒輪。普通精度(6～7級)硬齒麵齒輪，一（yī）般采用（yòng）“滾—熱處理—刮削”工藝，粗、精加工（gōng）在同一（yī）台滾齒機上即（jí）可完成；齒麵粗（cū）糙度要求（qiú）較（jiào）高的齒輪，可在刮削後安排珩齒加工；對於高精度齒輪（lún），則采用“滾—熱處理—刮削—磨”工（gōng）藝，用刮（guā）削作半（bàn）精加工工序替（tì）代粗磨，切（qiē）除齒輪的熱（rè）處（chù）理變形，留下小（xiǎo）而均勻的餘量進行精磨，可以節約1/2～5/6的磨削工時，經濟效（xiào）益十分顯著。對於大模數、大直徑、大寬度的淬硬齒輪，因無相應的大（dà）型磨齒機，一般隻能采用刮削加工。

1 硬齒麵刮削的加工特（tè）點（diǎn）

淬硬齒輪熱處理前已由前序滾刀切出全齒形，因而刮（guā）削滾刀隻對齒輪的齒形部分作微量（liàng）切削。容（róng）易磨損的刀齒頂刃部分不參與切削，隻有側刃參與切（qiē）削。由於是從硬（yìng）度很高的齒表切去薄薄的一層金屬，滾刀左、右側的切削刃同（tóng）時齧合的齒數是變（biàn）化的，很難（nán）保證刀齒左、右切削（xuē）麵的切削（xuē）量一致。切削力(尤其是沿滾刀軸向的分力)的（de）周期性波動極易引起滾齒機的振動、讓刀打滑等，導致滾刀急劇磨（mó）損甚至崩刃。

目前國內外（wài）一般（bān）采用大負前（qián）角的硬質合（hé）金滾刀加工淬硬齒輪。硬質（zhì）合金滾刀的硬度和耐（nài）磨性較好，但韌性和抗熱裂性能較差。以下從機床、刀具、夾具、齒（chǐ）坯（pī）、切削液、切削參數等方麵逐一討論如何充分發揮這種切削方式的優勢。

2 影響硬齒麵刮削的主要因素及應對措施

機床 硬（yìng）齒麵刮削時切（qiē）削力具有起伏（fú）、間歇及強烈的衝擊（jī）性，為此，必（bì）須提高傳動鏈的扭轉剛度，減小傳動間隙，因而滾齒機（jī）需要有足夠的幾何剛度、運動精度及良好的熱力學性能。並（bìng）有兩點比（bǐ）較嚴格的要求：①驅動工作台回轉的（de）分度蝸輪副的（de）間（jiān）隙應盡量小。該間隙對振動和齒形誤差影響較大（dà），一般采取（qǔ）在滾（gǔn）齒機上安裝分度蝸輪（lún）副（fù）預（yù）緊或（huò）消除間隙的裝（zhuāng）置來減小振（zhèn）動和齒形誤差。新一代的滾齒機常設計為無側隙的雙蝸輪副機構；②滾刀刀（dāo）杆的剛性要好，振（zhèn）擺要小，應耐磨。刀（dāo）杆的軸向跳動和徑向跳動應嚴格控製在（zài）0.01mm以內，其（qí）中軸向跳動應盡量小。主軸止推軸承（chéng）應耐磨，間隙要小。

1) 齒坯粗加工（gōng） 硬齒麵刮削隻對齒（chǐ）輪的齒形部（bù）分進行加工，而不對（duì）齒頂和齒根進行切削。為避免刮削時硬質合（hé）金滾刀的頂刃參與切削（xuē）(易（yì）崩刃（rèn）)，淬火前粗切（qiē）齒輪時應切至全齒深或作適量的根切。因（yīn）此，粗加工所用滾刀應采用特殊的修正（zhèng）齒形，如帶凸角滾（gǔn）刀，滾刀的齒頂高為(1.3～1.4)m。最好采用由刀具供應商提（tí）供的與硬質合金滾（gǔn）刀配套的刮前滾刀。

2) 粗加工時合理選擇齒（chǐ）側預留刮（guā）削餘量十分重要。確定預留刮（guā）削餘量應遵循如下原則：即後序加工能夠消除一批因工件熱處理後所產（chǎn）生的不（bú）同誤差，一般單（dān）側齒麵刮削餘（yú）量為0.3～0.6mm，模數小於3mm的小齒輪，其齒側麵在公法線長度上的刮削餘量以0.11～0.15mm為宜，熱處理變（biàn）形較大的區域餘量可留1mm，此時應多次（cì）走刀。

3) 工件裝夾與對刀 夾具的（de）精度、穩定性對齒輪（lún）的導程、齒形、跳動等精度（dù）都有很大的影響。工件的裝夾剛性要好，以減小切削振動。夾具與工作台、夾具與（yǔ）齒坯的（de）同（tóng）軸度也是兩項重要指標。裝（zhuāng）夾（jiá）時應測（cè）量齒坯的徑向跳動和端（duān）麵跳動，並調整至最佳狀態。為了把工件左、右齒麵的熱處理變形量都切掉（diào），又由於加工淬硬齒輪時切下的切屑（xiè）硬而薄，兩側切屑厚度的不均易使切削力波動大，引起崩刃，因此（cǐ）必須認真對刀（dāo），盡量使兩（liǎng）側切屑等厚。批量生（shēng）產時，當首件與（yǔ）滾刀的位置調整好以後，可依靠夾具對中（zhōng）。對刀裝置對大模數齒輪尤其重要，數控（kòng）機床可用（yòng）程序實現對（duì）刀。

4) 滾刀 滾刀是影響硬齒麵刮削的關鍵因素。

a. 大（dà）負前角 刮（guā）削淬硬齒輪時滾刀切入、切出時間（jiān）短，齒麵的強度、硬度高，刮削力具有間歇性，加工過程中會產生強（qiáng）烈的衝擊力，這是硬質（zhì）合金滾刀崩刃（rèn）的主要原因（yīn）。因此，把刮削滾刀設計成（chéng）大負前角，加（jiā）工時（shí），滾刀先由側刃（rèn）的根部切入，逐漸移向（xiàng）齒頂，形成一種（zhǒng）斜角切削過程，增（zēng）大了切削刃的有效工作長（zhǎng）度，形成一種“推切”，可使滾刀更好地（dì）承（chéng）受加工淬硬齒輪時產生的較大應力，減輕切削振動，因而切削（xuē）刃受到的衝擊和崩（bēng）刃的可能性都減小了，刀齒的磨損也相應減小。國內有學者研製出了一種前刀麵（miàn）為凸曲麵的刮削滾刀，其側刃的抗崩刃性和重磨次數等均（jun1）比平前刀麵滾刀有進一步（bù）的提高。

滾刀負前（qián）角（jiǎo）的大小將直接影響刀具刃磨後齒形精度的保持性以（yǐ）及抗崩刃的能力。負前角越大，精度保（bǎo）持性越差；但負（fù）前角過小，刀具抗崩刃（rèn）能力也小（xiǎo），因（yīn）此，在確定前角大小時要綜合考慮這兩點。根據被加工齒輪的齒麵硬度。

b. 刀（dāo）具材料與塗層 硬齒（chǐ）麵刮（guā）削過程中，刀具承（chéng）受（shòu）著較大的衝擊載荷、較高的（de）切削溫度和強烈（liè）的摩擦，因此，要求刀具材料具有很（hěn）高的（de）衝擊韌性、耐磨性和耐熱（rè）性。

近（jìn）年來，WC/Co基細晶粒硬質合金已（yǐ）成為齒輪加工技（jì）術中的一種重要材料。它是由硬（yìng）質相碳化鎢(WC)和硬度較低的金屬粘結相鈷(Co)燒結而成。成份相同的（de）硬質合金，WC晶粒小於1μm時，其硬度和抗壓能力比晶粒為1～3μm的普通硬質（zhì）合金大大提高。超（chāo）細晶粒硬質合金(≤0.5μm)具有（yǒu）很高的抗彎及抗拉強度，現代（dài）製造技術可以生產出均（jun1）質的超細晶粒（lì）硬質（zhì）合（hé）金。含WC和Co分別為94%和6%的超細晶粒硬質（zhì）合金（jīn），其（qí）硬度和抗彎強度可（kě）分別達2000HV30和4000MPa。

刀具塗層可采用化（huà）學氣相沉積法(CVD法)和物理氣相沉積法(PCD法)。目前已經（jīng）研製出PVD法塗層硬質合金，這還是一（yī）項新（xīn）技術，主要采用TiN作塗層材料（liào）。人們還研製出其（qí）它基於TiN的塗層材料，其中，TiCN和TiAlN已用於商業化生產。

5) 切削參數 與其它切削加工（gōng）方法一樣，硬齒麵刮削在確定進給速度和進（jìn）給量時也（yě）要（yào）綜合考慮多種因素，盡可能優（yōu）化加工。需要考（kǎo）慮的主要因素包括：機（jī）床的剛性、工件所要求的精度、齒坯預處理情（qíng）況、工件夾具及機床的狀況等。

a. 切削速度： 一般為40～140m/min。它取決於機床運（yùn）轉條件、工件硬度和模數。高速滾齒時的表麵粗糙（cāo）度值較小，但是，切削速度提高後，滾齒機振動加劇，容易損傷滾刀刀刃，因此（cǐ），一般（bān）齒輪硬度很高時用低（dī）速，不太高時用高速，這樣滾刀的磨損比較小（xiǎo）。

b. 軸向進給量：一般為1～5mm/r。工件硬度越均（jun1）勻，滾齒機的剛性越好，進給量可以越大。進給量越大，滾刀磨損越小。為延（yán）長滾刀壽命，應選用較大的進給量而不是較小的進給量。但進給（gěi）量大時進給波紋也較大，所以一般隻有在後續磨削加工工序時才使用盡可能大（dà）的進給量，以延（yán）長滾刀壽命。它可通過下麵公式（shì）來確定：

滾刀每轉軸向進給量=cos•(4•D/sin)1/2，mm

式中——齒輪（lún）螺（luó）旋（xuán）角 ，——齒輪節圓處允許的（de）進給波紋深度，mm ，——齒輪壓（yā）力角

D——滾刀外徑，mm

b. 切削厚度（dù）：根（gēn）據刮削餘量確定。淬硬齒輪（lún）的單側齒麵刮削餘量一般為（wéi）0.3～0.6mm。可一次切除，但過大（dà）的切削用量將降（jiàng）低刀具的耐用度。

c. 刮削方式：機床（chuáng）蝸（wō）輪副（fù）存在間隙時，采用順刮比逆刮要好，可消除（chú）間隙帶來的振動和誤差，減小（xiǎo）崩刃。

6) 切削液 硬（yìng）齒（chǐ）麵刮削可采用幹式切削。如果采用（yòng）濕式切削，則所用切削油必須為低粘度切削油，因為硬齒麵刮削（xuē）使用切削油的主（zhǔ）要目的是（shì）冷卻而不是潤滑。若使用（yòng）高粘度（dù）油，工（gōng）件與（yǔ）滾刀就會發（fā）生讓刀打滑，引起滾刀崩刃。用作冷卻劑的油在40℃時粘（zhān）度應在10～20cst。含鉬添加劑的低粘度油比較適於硬齒麵刮削。

3 結（jié）束語