山推工程機(jī)械股份有限公司 李濤濤 武永福 權(quán)中華

1.硬齒面齒輪制造現(xiàn)狀

推土機(jī)是一種低速重載的機(jī)械，其中傳動中的齒輪表面硬度58!62HRC，屬于硬齒面齒輪。我公司現(xiàn)采用硬質(zhì)合金滾刀干切的方式進(jìn)行加工，如圖1、圖2所示。

該零件在制造過程中主要有以下難點：

（1）硬質(zhì)合金滾刀每次磨鈍后需重新刃磨，因硬質(zhì)合金韌性差，必須采用大負(fù)前角切削以減少刀片的崩刃，但大負(fù)前角硬質(zhì)合金滾刀在刃磨時需要嚴(yán)格地控制前角的變化以保證滾刀的齒形精度，對重磨的設(shè)備、技術(shù)人員提出了很高的要求。我公司在重磨約1/3時就出現(xiàn)齒形偏出設(shè)計要求的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約齒輪加工質(zhì)量。

（2）因硬質(zhì)合金韌性較差，在使用過程中不可避免的存在崩刃現(xiàn)象，當(dāng)崩刃出現(xiàn)后，在重磨時必須將崩刃部位完全磨去，滾刀的每一排刀齒也需要磨去相應(yīng)的厚度，大幅降低滾刀的使用壽命。

（3）當(dāng)滾刀出現(xiàn)脫焊掉塊現(xiàn)象時，需要將滾刀整體發(fā)至滾刀廠家修復(fù)，制約生產(chǎn)的連續(xù)性，需要提高滾刀的庫存。

圖1 加工現(xiàn)場

圖2 加工后齒輪

（4）硬質(zhì)合金滾刀的切削效率較磨齒有較大的提升，但隨著公司30年的發(fā)展，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)在的生產(chǎn)需要。

（5）硬質(zhì)合金滾刀的通用性差，對于同一規(guī)格的齒輪在不同的工藝余量下，需要設(shè)計不同的硬質(zhì)合金滾刀，增加了滾刀的種類及成本。

2.硬齒面齒輪加工技術(shù)展望

（1）現(xiàn)在國外已經(jīng)有公司應(yīng)用可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金滾刀，其特點為滾刀的切削部分由很多可以更換的刀片組成。滾刀磨損后直接更換磨損的刀片，不需要對滾刀進(jìn)行重磨。類似于數(shù)控刀片，這種滾刀的刀片也是涂層的，其切削效率可達(dá)到焊接式硬質(zhì)合金滾刀的2倍以上。對同模數(shù)不同工藝余量的滾刀，可通過更換刀片實現(xiàn)通用。

但是，該種滾刀目前尚無廠家可制作，進(jìn)口刀具成本太高，m12的滾刀刀體價格大約在40萬～50萬元，而相同模數(shù)的硬質(zhì)合金滾刀僅為2萬多元，如通過國產(chǎn)化降低價格，該種滾刀有其推廣的價值。

（2）硬齒面齒輪的磨削已逐漸成為一種趨勢，但針對我們的情況來看，磨齒最大的問題是生產(chǎn)效率太低。受制于熱處理變形的因素，我們無法將磨齒余量降到較小的數(shù)值，而磨齒不同于滾齒，單次進(jìn)刀量不宜太大，我們曾對圖2所示齒輪進(jìn)行磨齒試驗，磨削時間在5h左右，而滾齒僅需1.5h。

如能通過提高砂輪進(jìn)給速度或單次磨削深度，或在磨齒機(jī)床上應(yīng)用電解磨削等復(fù)合加工技術(shù)提高磨齒的生產(chǎn)效率，可解決該問題。

（3）更先進(jìn)的熱處理設(shè)備，將齒輪的變形量控制在很小的范圍，取消硬齒面加工工序。

（4）展望未來的滾齒機(jī)床應(yīng)具備以下功能：高速、高效、自動上下料、自動找正、自動加工、自動測量、加工過程中對工藝系統(tǒng)應(yīng)力時時監(jiān)控、分析、各種異常預(yù)警等功能。