汽車齒輪加工的技術創新與發展

諶昊堃

汽車齒輪加工的技術創新與發展

諶昊堃

（湖南省益陽市箴言中學 413000）

就現階段來看，汽車齒輪加工中涌現出了一系列的新技術，珩齒與摩齒工業成為今后汽車齒輪加工工藝的發展新動向，其應用范圍也越來越廣泛，有效促進了汽車齒輪加工產業的發展。本文主要針對汽車齒輪加工的新技術和發展動向進行分析。

汽車齒輪加工；新技術；發展動向

從目前階段來看，無論是國內還是國外都是主要采用切削加工的方式作為齒輪加工工藝的。例如當前的變速器圓柱齒輪的加工工藝仍舊是傳統的滾、插、剃齒等方式為加工工藝。近些年來，隨著汽車制造業不斷發展，對汽車齒輪噪聲的要求越來越高，采用磨齒和珩齒工藝作為齒輪熱后精加工的方式在齒輪制造業中應用的逐漸廣泛。當前變速器圓柱齒輪采用的加工工藝主如下：首先以齒坯為基礎，然后在經過切齒、剃齒、熱處理得到磨齒和珩齒，或者通過切齒和熱處理的方式得到磨齒和珩齒。

1 齒輪干切技術

在隨著技術領域的發展，高速干切技術也開始得到普及性應用，該種技術是發達國家普遍采用的一種齒輪切削加工技術，隨著人們環保意識的增強，人們越來越重視工業生產的節能性，污染法律法規也日臻完善。我國齒輪干切技術開始成熟起來，目前，很多地區開始積極引入美國、日本的齒輪機床，這一技術也將成為下一階段汽車齒輪加工技術的發展趨勢。之所以這一技術可以得到推廣應用，就是在于其優異的節能性。在進行切削齒輪的加工工程中普遍會使用到切削油，雖然切削油能夠降低切削溫度，但是企業大量使用切削油容易造成環境污染，同時對勞動者的身體健康造成一定的影響；此外，大量使用切削油會造成成本的增加，在一些企業中因使用和處理切削油所形成的費用，占到了總加工費用的20%左右。所以，為了減少環境污染和降低生產成本，國外生產機床的廠家開始大力推行無切削油的干切技術。為了實現干切削，首先要對干切削所使用的道具和機床進行改造。因干切削會使刀具與齒輪間溫度急劇上升，所以刀具要有極高的耐熱性和長時間切削能力，而機床要具有能將高溫切削迅速排出的能力。隨著機床制造業技術的不斷進步和刀具涂層技術的快速發展，國內外的齒輪干切削技術得到了極大的推廣并取得了良好的效益。代表性的有三菱重工的GN系列滾齒機。有的公司更是推出了干、濕兩種切削方式均可應用的滾齒機，如日本Kashifuji公司生產的KN、KE、KS等系列滾齒機。

2 無斜齒導套的斜齒插齒機

在進行直齒和斜齒輪加工時，普遍在插齒機上使用導套來實現切削，插斜齒輪要使用螺旋導套。在進行插斜齒輪加工時，插齒刀的螺旋角與工件的螺旋角必須保持一致，在進行加工過程中要根據不同的斜齒輪選取不同的螺旋導套。但是導套的研發過程比較復雜、生產時間長并且在使用過程中進行更換時不方便，所以插斜齒就成為了新產品研發需要首先解決的問題。所以針對此問題有兩種解決方法：①在構架允許的情況下將插斜齒的齒輪分為兩體；②根據現有的導套，對工件的螺旋角參數進行更改，達到導套的導程要求。但是上述兩種解決方法都存在一定的約束性，所以人們開始研發不通過導套就能完成插斜齒的插齒機床。在21世紀初，日本三菱重工成為了全球第一研發出不同導套的插齒機，而是采用伺服電機來完成插斜齒齒輪。此外美國Southeastern公司也順利研發出了不用導套的插齒機。而國內的公司只是引進了上述兩家公司的技術，而能夠自主研發的廠家還沒有出現，該項技術還處于空白。

3 同步式剃齒機

剃齒屬于齒輪精加工的一種方法，在進行剃削時，通常是在剃齒刀的作用下帶動工件旋轉，但是兩者之間并未安裝傳動鏈，而是借助于剃齒刀與工件之間無側向間隙進行螺旋齒輪副嚙合，在進行切削過程中刀具和工件的速度、方向都是不一致的，而工件中的齒側面按照兩者剃齒刀的齒側面進行滑移，在剃齒刀的齒側面上具有較多的小槽，切削刃就是槽與齒側面的交線。剃齒能夠有效的修正齒形和降低齒向誤差，同時能夠保持齒面良好的光潔度。所以剃齒有著較高的生產效率，在進行齒輪精加工中普遍采用剃齒工藝。但是剃齒加工方法也存在一定的缺陷，由于轉速丟轉對齒形的修正能力產生一定的影響，所以為了解決上述問題國外研發出了同步式剃齒機，這種剃齒機的剃齒刀與工件具有強制的傳動鏈，對刀軸與工件進行同步控制提升了剃刀修正和減少誤差的性能，大大減少了加工時間，提升了加工效率。

4 強力珩齒技術的發展

在20世紀70年代，汽車齒輪生產中主要采用圓盤狀或蝸桿狀珩輪技術，但是采用這種技術制造成的珩齒機，只是改變了齒面粗糙度，并不能提高齒形和精度，一旦珩削時間過長還會對齒輪的精度造成一定的的破壞。為了提高珩齒機的效率，美國Gleason-Hurth公司和日本神崎鐵工共同合作研發出了強力內齒珩，通過CNC數控軸控制保證內齒珩輪與被珩齒輪間的強制傳動，大大提高了齒輪精度和生產效率，并開始大力推廣滾齒－熱處理－強力珩齒加工工藝。

5 結束語

隨著汽車齒輪生產加工技術的不斷創新升級，在國內一些新技術的研究還處于空白或者剛起步階段，大量的技術和生產設備仍舊依賴于進口，但是相信在不久的將來通過國內科研工作者的不懈努力，我國的汽車制造水準將會得到快速的提升。

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1004-7344（2016）27-0298-01

2016-9-11