剃齿工艺的现状及其与磨齿工艺的比较

1 引言
    众所周知，剃齿加工和磨削加工是两种不同的齿轮精加工方法。剃齿是在热处理前进行的（这也是剃齿加工受限的原因），而磨齿是在热处理之后进行的。近几年来，随着机械加工精度的不断提高、数控机床的不断完善以及加工软件的迅速发展，齿轮精加工技术得以不断发展，齿轮磨削精度、效率和各种功能已达到了极高的水平。由于新型陶瓷和CBN砂轮的使用，无论成形磨削还是展成磨削都获得了很大的进步，因此曾经有人认为，几年以后剃齿加工几乎会完全被磨齿加工取代，因为确实有很多过去用剃齿加工的齿轮现在改用了磨齿加工。但出乎人们的预料，目前在全球的齿轮生产中，剃齿加工还是最主要的齿轮精加工手段。
    2 剃齿工艺与磨齿工艺的对比
    齿轮剃齿工艺与齿轮磨削工艺并存的原因有很多，限于文章篇幅，仅作以下简单分析对比：
    （1）传动噪音的降低
    造成传动装置噪音的原因主要有：①齿轮的精度（包括齿形、齿向、齿距等）；②装置的精度（箱体孔系精度、中心距及其变动量）；③变速箱的结构（传动的刚性及变形）等。
    一直以来，齿轮生产商完全依赖齿轮磨削加工以改善整个齿轮的质量。但尽管磨削加工工艺在保证齿轮加工精度方面几乎完美无缺，可惜的是其加工费用及投资成本很高，难以用较低的成本获得高质量的齿轮。另一方面，高精度的齿轮并不一定会保证传动噪音的降低。
    随着数控剃齿技术的发展，借助于先进的数控剃齿刀磨床，如今我们可以在几十分钟内完成各种修形剃齿刀的磨削。与此同时，现在的剃齿机床通过程序可以控制所有的动作。也就是说，目前我们已有能力实现几年以前还无法实现的剃齿加工。虽然一些齿轮热处理后的质量还无法全面控制（淬火会造成某些齿轮、特别是结构不匀称的齿轮的变形，常见于车辆及拖拉机的变速装置），但我们通过将剃齿精度控制在5级并设置剃齿的反变形措施，可以将汽车齿轮、尤其是那些用于自动变速器中的行星齿轮的热处理变形降到最低，从而稳定齿轮的成品尺寸。
    采用先进的剃齿加工工艺可将齿向精度提高2～3个等级（DIN标准），把齿形精度提高2～3个等级（DIN标准），把齿距的精度提高1～2等级（DIN标准），使剃齿表面粗糙度接近磨削加工表面粗糙度（Ra0.4～0.6μm），通过细致的剃前及剃齿加工得到5