剃内齿，磨内齿技术

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关于磨齿，理解不能太片面，只是看到其提高精度的作用。例如，软齿面、中硬齿面也可以磨齿，但是取得的效益并不高。

磨齿的最重要作用，是可以采用渗碳淬火的热处理工艺，这就从材料选用以及齿面硬化方法上得到了根本性的提升。有人认为钢材经“渗碳”淬火后的组织，是迄今为止得到的最完美的人造组织，这种说法也许过誉了，但是限定在机械领域对于钢材而言，大体上还是名副其实的。最严苛的滚动轴承零件、最重要的轴，都可以用渗碳淬火钢材来制作.......

因此，齿轮采用渗碳淬火钢材来制作，可谓是目前最高等级的材料性能了，无论是齿面接触强度还是齿根弯曲强度，都是最高等级的！渗碳淬火齿轮的唯一“缺点”是由于热处理变形，需要用磨齿加工才能矫正，但是，磨齿带来的显著优点是精度等级大幅度提高了，从而使得齿轮的承载能力发挥到极致，换句话说，磨齿的成本投入获得了足够的回报。

如果，一个渗碳淬火磨齿齿轮，功能（性能、承载能力）上可以以一当二，以一当三，甚至以一当四，人们还会认为不值得吗？！

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文革期间搞出来的Y7550成形磨齿机，最小内齿轮孔径200毫米

hyfjy

磨内齿对提高内齿轮精度也许会有明显作用，但残余拉应力的问题也是明显存在的，且磨齿容易减低渗碳或者是碳氮共渗带来的优势，在减噪音方面，也需要与修形进行适当的配合，这个规律，也需要通过较长期的积累才能逐步向这个方向努力，对于基础材料的要求和对于内齿轮结构的要求也是比较严格的，热处理的变形量一但突破，磨齿也无法解决问题，故成本会非常的高，在通用零部件中，很少对内齿轮磨齿，文革时期的一些文章，得实事求是的去调查一下，是否如今还有生命力才好。成型砂轮是非展成法的，周节与周节累积误差，齿形的误差，甚至齿向的误差，往往都不是所想的那样好，我不相信经过磨齿的内齿圈会比不磨齿的寿命提高一倍，二倍，多倍，得有实际的数据才好。

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我已经表达过的观点是：磨齿的最重要功能是可以渗碳，换句话说，不渗碳的齿轮，磨齿的必要性不是那么大！
渗碳淬火、磨齿，这两者是互相关联的，渗碳淬火一方面变形较大不得不进行后续的精整加工，而由于硬度太高，又几乎只有磨齿才能经济地进行精整加工。

我去过东莞的一个伞齿轮工厂，是海归博士创办的，清一色的格里森机床，该博士坚决反对磨齿，说是辛辛苦苦得到的金子般宝贵的渗碳层，被磨掉实在可惜！他认为采用淬火压床控制热处理变形，然后进行几分钟的研磨，是最佳的工艺路线。

其实，博士这个说法是自相矛盾的！既然淬火压床等可以使得热处理变形极小化，那么，也就不存在金贵渗碳层被磨掉的问题了。也就是说，既然几分钟的研磨就可以有效修正齿轮误差，那么磨齿岂不是也很轻松，且得到更高得多的精度？

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其实对于螺旋伞齿轮来说，克林跟贝格齿形原理上无法磨齿，而格里森齿制是可以磨齿的！

汽车行业确实长期采用不磨齿的螺旋伞齿轮，但是这并不等于磨齿不如研齿。事实上，近10年来，整车厂逐步要求伞齿轮磨齿，也倒逼配套厂陆续引进了格里森的伞齿轮磨齿机床，国内中南大学曾韬团队也在这方面取得了很大的成就。

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行星齿轮内齿圈的情形也是如此，今后整车厂肯定会要求内齿圈磨齿的，这是不容置疑的趋势。

以前内齿圈的磨齿只有成形法，而日本三菱率先推出了商品化的展成法内齿磨齿机床，该机床吸引的最大客户群体正是汽车行业，尤其是整车厂商，可谓是山雨欲来。

展成磨内齿的最大优点是，把磨削效率提高了很多，使得成本也降低了很多......

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另外一个问题，是关于展成磨齿和成形磨齿的精度问题。

以前有一个说法是展成磨齿的精度比成形磨齿的精度更高，目前这个说法已经严重不正确了！

一方面，现代分度技术已经使得分度误差降低到了实际上为零的程度（误差远远小于实际允许的数值），另一方面，砂轮修整技术也进展到砂轮齿形精度远远高于实际需要的程度，再加上成形磨齿机床运动链极短，机床结构也简单。

总之，成形磨齿的精度一点也不亚于展成磨齿！而且成形磨齿没有展成运动，可以多点接触磨削齿面，所以磨齿效率也很高（防止烧伤）......

changjunju12680

hyfjy 发表于 2021-1-10 20:48
磨内齿对提高内齿轮精度也许会有明显作用，但残余拉应力的问题也是明显存在的，且磨齿容易减低渗碳或者是碳 ...

费老说得很道理，我个人认为成型磨还是不如渐开线展成磨对于齿形齿向更加精准，成型磨只是效率提高了而已

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齿轮的制造水平可以反映一个时代机械制造总体水平。做为机器基础件的齿轮近几年来在向高速，高性能，低噪音，高可靠性发展。为适应发展的要求，几乎所有的高速齿轮都采用高精度，硬齿面，齿廓和齿向修形。磨齿机是目前实现高速，高性能齿轮制造最主要的手段和工艺方法；其主要的特点是可以全面纠正齿轮磨前的各种误差，最终获得高的加工精度。根据齿面渐开线形成的原理不同，所有的磨齿机都可以归结为成形磨齿法和展成磨齿法两大类。

成形磨齿法的基本原理

成形磨齿法的砂轮是由金刚石笔或金刚石滚轮依照标准摸板修正成与齿轮的齿槽形状完全一样，最终依靠成形砂轮来磨削渐开线齿轮的。成形法的磨削过程是线接触，这是成形磨齿法显著的特点。成形法磨齿过程中，砂轮与齿槽两侧的齿面能够同时全齿高的啮合，故砂轮磨损慢，磨削效率高。所有成形磨齿机都采用单齿分度，磨削轴向走刀来实现全齿宽的磨削。机床的主运动有砂轮的转动和工件的轴向进给以及分度运动。


成形磨齿机进行外齿加工

展成磨齿法的基本原理

展成磨齿法的机床类型主要有蝶形砂轮磨齿机，锥形砂轮磨齿机，大平面砂轮磨齿机，蜗杆砂轮磨齿机。所有的砂轮都是通过金刚石笔和金刚滚轮把砂轮修成一面或双面齿条。磨齿法是依靠展成来获得工件齿形的，渐开线齿形的精度依赖于机床展动运动的精度。展成磨削过程是点接触，砂轮易磨损，磨削效率低(蜗杆砂轮磨齿机除外)，展成法磨齿机机床主要运动有砂轮的旋转，展成运动，分度运动，轴向进给。

成形法磨齿机和展成法磨齿机都各自有自己的特点和适应范围，见附表1。



成形法磨齿机同展成法磨齿机相比较有以下方面的突出特点：
机床结构相对简单，操作和调正容易。
适用范围大，成形磨齿机可各配备不同轴颈的主轴，安装不同规格的砂轮，既能加工一般的齿轮，带有台阶的齿轮加工也很方便，对于少齿数，特别是少于10齿的齿轮在成形磨齿机上很容易解决。
渐开线修形和齿向修形在成形磨齿机上很容易实现，并能实现高精度修形要求。成形磨齿法能够实现众多的齿面修形的可能性，是这种现代先进方法一个重要优势。在展成磨齿机上虽然有不同的机构来实现修形，但调正非常麻烦和困难，修形曲线圆滑也不如成形磨齿机。可以说成形磨齿机比较符合现代齿轮制造要求。
成形磨齿机适合于单件小批量生产，又适合大批量生产，加工效率较高，在各类磨齿机中仅低于蜗杆砂轮磨齿机。
磨削精度高，稳定性好，特别是近几年生产的磨齿机应用了大量的机械制造和电子现代化技术，其磨削的齿轮精度已达到GB10095-88 4级。(周节累积2级)在加工相同精度和规格的齿轮性价比明显高。


成形磨齿机加工内齿


齿轮磨齿机的发展趋势

随着机械制造技术的提高以及电子计算机技术广泛应用，立方氮化硼(CBN)砂轮应用，给成形磨齿机发展提供了技术发展保证，国际上一些著名的磨齿机制造厂家逐步认识到今后一个阶段在齿轮制造中，磨齿机发展的趋势，这些厂家先后推出一些代表当代水平的成形磨齿机加工设备，如德国、瑞士专业厂家KAAP、NILES、HOFLER、OERLIKON、PFAUTER意大利SAMPUTENSILI(SU)等。这些新型成形法磨齿机分别采用立式或卧式布局以适应盘形齿轮和轴类齿轮加工。机床的共同特点是机床结构简单合理，操作可靠容易；运动控制系统、修整系统都有NC数控轴控制 ；可人机对话，非常方便的输入齿轮数据即可完成齿轮齿向任意修正 ；设备配备不同轴颈的主轴，以方便安装非修正CBN砂轮和普通不同规格氧化铝砂轮；磨削时冷却液都采用高压供给并有真空过滤以及油雾分离装置；具有较高的加工精度，这些机床基本上都能达到GB10095-88 4级，表面粗糙度达Ra0.4μm。

近几年，有些制造厂又把一些更先进的技术用于成形磨齿机上，如意大利的SAMPUTENSILI(SU)新型磨齿机驱动结构应用了先进的直线电机技术以取代传统的滚珠丝杠传动，该设备纵向和横向运动由直线电机驱动，传动更准确，加工效率更高。如加工一个M=4 mm，Z=14，单齿面留磨0.15mm，齿宽40mm的齿轮轴，加工精度4级，加工时也只需5分钟。

正因为成形磨齿机具有良好的经济性、可靠性、适应性，已受到齿轮制造厂的青睐，近几年国内已引进多台，分别用于航空、汽车、齿轮箱、烟草机械等行业。

随着科学技术的进步和生产的发展，传统的加工方法已满足不了高速精密齿轮加工要求，齿轮的精度，可靠性愈来愈高，生产效率提高，加工成本降低是该领域追求的目标。

成形磨齿机正是适应这种要求而发展起来的，可以预料，部分种类的展成磨齿机将逐渐退出市场，尽而替代的产品将是成形磨齿机和蜗杆砂轮磨齿机。

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