隨著生產(chǎn)力的不斷發(fā)展，齒輪傳動正朝著高速、重載、高精度的方向發(fā)展，越來越多的齒輪傳動采用承載能力大、抗點蝕性能好的硬齒面齒輪。國外發(fā)達國家的工業(yè)齒輪，經(jīng)表面淬火和整體淬火硬度在350HBS以上的硬齒面幾乎已*取代硬度低于350HBS的軟齒面。我國自80年代以來，開始推廣硬齒面齒輪的應(yīng)用。

     1、硬齒面滾齒工藝

     采用硬質(zhì)合金滾刀對硬齒面進行加工，革新了傳統(tǒng)的硬齒面精加工工藝。首先，對于高精度的磨齒齒輪來說，硬齒面滾齒能用很高的效率代替粗磨工序，切除輪齒的熱處理變形，留下小而均勻的余量進行精磨，從而大大地提高了磨齒效率。其次，對于珩齒齒輪來說，在珩齒前安排硬齒面滾齒，可以切除熱處理變形，達到必要的精度，再進行珩齒加工，以充分發(fā)揮珩齒工藝光整加工的特長，彌補滾齒加工的不足。再次，對于普通精度的淬硬齒輪來說，可以用硬質(zhì)合金滾刀直接進行精滾加工，以zui低的成本保證齒輪加工精度，這一點對于大、中型齒輪更有其技術(shù)經(jīng)濟意義。

    硬齒面滾齒加工的工藝路線大致如下：

    •磨齒齒輪（3～6級）：滾齒→淬火→硬齒面半精滾→磨齒；
    •珩齒齒輪（6～7級）：滾齒→淬火→硬齒面半精滾→珩齒；
    •普通精度齒輪（7～9級）：滾齒→淬火→硬齒面精滾

    硬齒面滾齒工藝的加工精度除了齒形精度外，其它項目均可達到3～5級精度。

    造成齒形精度難以進一步提高的原因主要有兩個方面，一是滾齒機的穩(wěn)定性和傳動剛度差,二是制造高精度硬質(zhì)合金滾刀存在一定的困難，特別是大負前角的滾刀在重磨后齒形變化很大。為此，需要對滾刀的結(jié)構(gòu)和參數(shù)進行精心設(shè)計和計算，對重磨后的齒形精度進行分析，并提出改進措施。

    2、硬質(zhì)合金滾刀設(shè)計

    1） 滾刀材料

    硬齒面滾齒加工的特點是：工件硬度高、切削過程斷續(xù)和切削層很薄，在切削過程中，刀具承受著較大的沖擊載荷、較高的切削溫度和強烈的摩擦，因此，對刀具切削部分材料的沖擊韌性、耐磨性和耐熱性的要求就很高。日本的硬質(zhì)合金滾刀專家相蒲教授等通過試驗，推薦采用P20類硬質(zhì)合金，相當(dāng)于我國國產(chǎn)牌號YT14，該材料具有較高的耐磨性，再添加碳化鋰等高溫碳化物來提高刀片的沖擊韌性和耐磨性，以獲得良好的切削性能。

    2） 滾刀的結(jié)構(gòu)形式

    目前，世界各國所設(shè)計的硬質(zhì)合金滾刀，其結(jié)構(gòu)主要有3種：整體式、機夾式、焊接式。

    a. 整體式硬質(zhì)合金滾刀

    其優(yōu)點是剛性強，機械加工省時，可做到較高精度。但受整體壓形工藝限制，目前只能做到外徑85mm的滾刀，且損耗昂貴的硬質(zhì)合金較多，成本高，只宜做模數(shù)m=3mm以下的滾刀。

    b. 機夾式硬質(zhì)合金滾刀

    機夾式結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，夾緊可靠性也較差，特別是在加工大模數(shù)淬硬齒輪時，齒面的擠壓力較大，且交變作用顯著，因此對刀片的夾緊要求較高。我國韶關(guān)工具廠生產(chǎn)的硬質(zhì)合金滾刀就是此類結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)可用于前角g=0°～-30°的各類中模數(shù)（m1～6）硬質(zhì)合金滾刀，切削效果很好。

    c. 焊接式硬質(zhì)合金滾刀

    其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，聯(lián)接強度高，而且硬質(zhì)合金刀片燒結(jié)容易，材料節(jié)省，應(yīng)用較廣泛。但由于焊接應(yīng)力引起的裂紋一直是產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的因素，因此需要較高的焊接技術(shù)，近年來日本對此問題解決較好，并已在生產(chǎn)中應(yīng)用。我國重慶、漢江等工具廠采用這種結(jié)構(gòu)。

    3） 滾刀前角

    由于硬質(zhì)合金的沖擊韌性較差，因此，在硬齒面滾齒時，極易產(chǎn)生崩刃，崩刃是硬質(zhì)合金滾刀要解決的主要問題。為此，設(shè)計滾刀時，采用大負前角的特殊形式。

    確定前角時要考慮兩點：

    •刀具刃磨后齒形精度的保持性；
    •提高刀齒抗崩刃的能力，降低刀刃磨損。