硬齿面齿轮加工技术进展及展望_吕明

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1、第４３卷第３期太原理工大学学报Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．３２０１２年５月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＡＩＹＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭａｙ２０１２＊文章编号：１００７－９４３２（２０１２）０３－０２３７－０６硬齿面齿轮加工技术进展及展望吕明，梁国星（太原理工大学机械工程学院，太原０３００２４）摘要：总结了国内外硬齿面齿轮加工的两个关键技术———工具技术和机床技术的现状。工具技术体现在新型材料和刀具涂层技术的应用、超硬磨粒ＣＢＮ工具制备技术的成熟、工具结构设计和工具一体化技术日趋完善；

2、机床技术体现在硬齿面齿轮加工用机床向数控化、高速高效、高精度、功能复合、绿色环保方向发展。分析了工具技术和机床技术在发展过程中的优势和存在的不足。最后，对硬齿面齿轮加工材料去除机理、振动珩齿机床、绿色加工技术等方面进行了展望。关键词：齿轮加工；工具技术；机床技术；研究展望中图分类号：ＴＧ５０６．６；ＴＧ６１文献标识码：Ａ硬齿面齿轮是指采用特种钢材，应用复合工艺因此而成为重点发展目标。硬齿面齿轮精加工技术使齿轮表面硬度达到ＨＲＣ４５以上硬度的齿轮，通关系到国家安全和尖端科技的发展，是国家的一项常采用齿轮表面渗氮或氮碳共渗（硬度约为ＨＲＣ战略需求。５２）、中高频感应淬火或火焰淬火（硬度约为ＨＲ

3、Ｃ１硬齿面齿轮精加工关键技术５５）和齿轮表面渗碳淬火（硬度ＨＲＣ５８～６２）。加工工艺一般采用滚齿－剃齿—热处理或珩齿工艺；硬齿面齿轮的精加工是以高效率、高质量、低成滚齿－热处理－磨齿工艺，国内外制定了齿轮表面本为目标，实现材料高效去除的一种齿轮精加工技硬度、芯部硬度、有效硬化层深度等一系列检验标术。随着硬质合金材料、刀具涂层技术、超硬磨粒工准，对完善热处理工艺，保证硬齿面齿轮质量起到了具制备技术和齿轮精加工机床技术的发展，淬硬齿重要的作用，使硬齿面齿轮技术得到快速发展和广轮加工技术和齿轮加工精度有了显著的提高，高精泛应用。度齿轮的加工成本大幅度降低。目前，针对淬火后硬齿面齿轮传动是现代装

4、备制造业中传递动力硬齿面齿轮所采用的加工方法有硬齿面剃齿、硬齿和运动的一种主要形式。硬齿面齿轮的设计和制造面精滚（刮削）、硬齿面磨齿和硬齿面珩齿技术等。水平直接影响到机械产品的性能，在工业发展中占其中硬齿面剃齿、硬齿面精滚适用于齿面硬度为有举足轻重的地位，被公认为工业化先进程度的一ＨＲＣ４５～５３的齿轮精加工，硬齿面磨齿、硬齿面珩种标志。随着工业技术的飞速发展，要求齿轮具有齿适用于齿面硬度ＨＲＣ≥４５的齿轮精加工。高精度、高速、高承载力、高齿面硬度、良好的齿面质硬齿面齿轮精加工技术主要包括材料去除机量、长寿命等技术指标。在工业领域中，对具有高齿理、机床设计、工具制备技术、一体化技术等。图１

5、面质量、高传动性能齿轮数量的需求成几何级数增列出硬齿面齿轮精加工所需的主要相关技术，其中长。根据《中国齿轮行业“十二五”发展规划纲要》调高性能机床和工具的设计制造是影响硬齿面齿轮精查数据显示，我国齿轮行业年销售额超过１６００亿加工技术应用的最重要因素。元，平均年增长率达到２５％以上，已成为世界第三１．１硬齿面齿轮工具技术大齿轮制造国。国家在２００９年出台的中长期科技随着硬齿面齿轮精加工工艺的普及推广，专用发展规划中，将高性能机床及基础装备列为１６项重加工工具也有了迅速发展，这主要表现在新型材料大专项之一，为装备主机提供配套服务的齿轮行业和刀具涂层技术的应用、超硬磨粒ＣＢＮ工具制备技＊收稿日

6、期：２０１２－０３－１０基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７５１９１）作者简介：吕明（１９５７－），男，教授，博导，国家教学名师，国家级精品课程负责人，国家级特色专业建设点负责人，国家级教学团队负责人，主要从事齿轮精密加工理论与技术及先进切削理论与技术的研究，（Ｔｅｌ）０３５１－６０１０３９９２３８太原理工大学学报第４３卷刀具、倒棱—精滚集成刀具、倒棱—硬剃集成刀具、粗珩—精珩集成工具以及粗磨—精磨—粗珩—精珩四位一体化工具技术等。工具集成技术的应用大大提高了精加工效率，降低了生产成本，推动了硬齿面齿轮精加工技术的发展和应用。１．１．１硬齿面剃齿和硬齿面精滚（刮削）硬齿面齿轮精加工

7、所用工具通常采用高钴钢图１硬齿面齿轮精加工技术框架（ＨＲＣ７０～７２）或用超细硬质合金材料（Ｋ类和Ｐ术的成熟、工具结构设计和工具一体化技术日趋完类），毛坯的成形工艺技术采用ＨＩＰ工艺。两种工善等方面。滚、剃类刀具材料普遍采用新型高速钢具的涂层材料通常为ＴｉＮ、ＴｉＣＮ和ＴｉＡＬＮ。由于和硬质合金并辅以涂层工艺，珩、磨类工具国外普遍ＴｉＣＮ和ＴｉＡＬＮ涂层本身有很大的内应力，难以实采用钢基体超硬磨粒（如ＣＢＮ、金刚石）模具