隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)建設(shè)水平的提升，很多種類型包括汽車、農(nóng)機(jī)、工程機(jī)械等一些零件的生產(chǎn)、加工，都不能通過傳統(tǒng)的方式來完成，必須在機(jī)械制造上，以及精密加工上投入較多的努力，這樣才能在最終的產(chǎn)品特性上得到更大的提升，減少固有的缺失與不足。
本文針對(duì)齒輪精加工中剃齒工藝和磨齒工藝兩種加工手段相互比較展開討論。
在目前齒輪精度加工領(lǐng)域，最常用的兩種加工方式分別是剃齒加工和磨齒加工;剃齒是在熱處理前進(jìn)行的，而磨齒是在熱處理之后進(jìn)行的。
近幾年來，隨著機(jī)械加工精度的不斷提高、數(shù)控機(jī)床的不斷完善以及加工軟件的迅速發(fā)展，因此導(dǎo)致精加工行業(yè)人士認(rèn)為，磨齒工藝會(huì)逐步取代剃齒工藝;原因在于以往很多齒輪的加工隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，精度要求越來越高，剃齒工藝已經(jīng)無法滿足現(xiàn)狀，最終很多供應(yīng)商都選擇了磨齒工藝。但縱觀到現(xiàn)在，剃齒加工工藝還是齒輪精度加工最主要的手段，而磨齒工藝只是使用在一些比較精密或是很精密的零件上。
剃齒工藝與磨齒工藝的相互比較
齒輪剃齒工藝與磨齒工藝并存的原因很多，在下文中挑出了幾個(gè)典型的領(lǐng)域進(jìn)行分析對(duì)比：
1、降低齒輪傳動(dòng)噪音
傳動(dòng)噪音的主要原因在于齒輪的精度，變速箱內(nèi)齒輪軸向相互嚙合的間隙以及變速箱的結(jié)構(gòu)。
隨著機(jī)械行業(yè)不斷的發(fā)展，不斷的探索，不斷的實(shí)驗(yàn)，不斷的改進(jìn)，剃齒工藝越來越成熟;由于剃齒工藝的成本投入少，工作效率快，齒輪精度也能滿足大部分的客戶要求，因此剃齒工藝在齒輪精度加工領(lǐng)域占了很大的比重。
在如今機(jī)械行業(yè)中，不缺乏有些產(chǎn)品精度需求及高，要求特定的K形線(齒形)。生產(chǎn)商為了滿足齒輪使其適應(yīng)在各個(gè)領(lǐng)域達(dá)到不同的精度需求，所使用的方式還是磨齒工藝;但盡管磨削加工工藝能完全滿足不同客戶的不同精度要求，但其加工費(fèi)用讓大多數(shù)人望而止步;投資成本以及加工過程中產(chǎn)生的損耗很高，很難用較低的成本獲取高質(zhì)量的齒輪。
2、減少或消除熱處理變形
在熱處理變形這個(gè)領(lǐng)域，磨齒工藝完全不需要考慮變形問題，因?yàn)槠涔に嚨奶赜刑匦裕庸X輪精度是在產(chǎn)品熱處理后進(jìn)行的，完全依靠磨齒機(jī)床及配對(duì)軟件的控制，配合產(chǎn)品定制對(duì)應(yīng)的金剛滾輪修出的砂輪，可以修出任意K形線，并且能保證產(chǎn)品齒面的粗糙度。
而剃齒工藝是放在熱處理前，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行熱處理的過程中，產(chǎn)品會(huì)有不穩(wěn)定的變化，從而導(dǎo)致齒輪精度會(huì)下降一個(gè)等級(jí)甚至更多;雖然在生產(chǎn)中，會(huì)通過分析研究因熱處理造成的齒輪齒形及齒向的變形，在剃齒加工期間加以補(bǔ)償量(反變形)，以達(dá)到減小熱處理變形;剃齒是一個(gè)修形的過程，即使熱處理后有些生產(chǎn)商會(huì)加一道珩齒工序，但是齒形基本已定形，無法做很大的變動(dòng)，基本上微乎其微，而且粗糙度很大程度上難以保證。但其優(yōu)勢(shì)不可忽略，通過對(duì)剃齒加工工藝剃齒參數(shù)及特殊剃齒刀的各方面控制，可以達(dá)到理想的齒輪齒向精度，從而降低傳動(dòng)噪音，實(shí)現(xiàn)用低成本的剃齒工藝加工出與高成本磨齒工藝加工的相同質(zhì)量的齒輪，滿足各種變速齒輪的質(zhì)量要求。
3、剃齒與磨齒在產(chǎn)品加工過程中的優(yōu)劣
剃齒工藝在能滿足客戶要求的允許下，具有靈活而迅速性、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高，機(jī)床費(fèi)，加工費(fèi)、維修費(fèi)低，可降低成本等特點(diǎn)。而反觀磨齒工藝，除了齒輪精度這方面能完勝剃齒工藝，其他反面完全弱剃齒工藝一籌。
4、實(shí)例對(duì)比
同樣加工自動(dòng)變速用的高速檔齒輪，采用磨齒工藝可以在大約2分鐘內(nèi)左右獲得6級(jí)精度(DIN標(biāo)準(zhǔn))齒輪，但是在此之前還必須定制專用的金剛滾輪及工裝，在機(jī)床損耗，電氣費(fèi)用方面投入需求也很大。
而采用剃齒加工獲得同樣精度等級(jí)的齒輪所需加工時(shí)間比一般磨削的減少30～45s;此外，剃齒加工所購置的數(shù)控剃齒機(jī)床費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磨齒機(jī)，使用的工裝刀具費(fèi)用也低于磨齒工藝，所以選擇磨齒加工的成本在一些特定的精度范圍為內(nèi)是剃齒加工的兩倍甚至三倍。
鑒于上述情況，在選擇齒輪加工工藝之前，首先應(yīng)估算所有費(fèi)用和利潤(rùn)。
剃齒工藝的進(jìn)步
隨著機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展，剃齒工藝也在逐步的進(jìn)步，逐步的完善;而磨齒工藝它固有特有特性(熱處理后齒輪精度加工)，以及其發(fā)展的空間小，而限制了其進(jìn)步的腳步。
1、剃齒機(jī)床以及工藝的發(fā)展
近50年來，剃齒機(jī)床不斷地發(fā)展，從半自動(dòng)到完全靠軟件程序執(zhí)行的數(shù)控剃齒，剃齒技術(shù)也日益完善。最新的數(shù)控剃齒機(jī)床可以執(zhí)行各種各樣的剃齒加工程序，而且在對(duì)同一齒輪的剃齒過程中，可以從一種剃齒方法轉(zhuǎn)到另一種剃齒方法(軸向剃齒和徑向剃齒);對(duì)齒向的修正也可以使用數(shù)控程序來實(shí)現(xiàn)，直接取代了以前人工修正齒向，在加工效率上邁了一大步。這些特殊的工藝過程都是靠數(shù)控程序執(zhí)行。數(shù)控剃齒機(jī)在剃齒過程中可以靈活的改動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速，徑向進(jìn)給量，軸向速度，齒向的偏擺等參數(shù)，這些都是有利于提高產(chǎn)品的精度以及生產(chǎn)效率。
1)徑向剃齒
徑向剃齒是刀具或齒輪垂直于齒輪軸移動(dòng)，加工方式是剃齒刀包裹所加工齒輪整個(gè)齒寬，剃齒刀無需軸向運(yùn)動(dòng)，只需徑向進(jìn)給，通常進(jìn)給次數(shù)為4-6次，最后一次進(jìn)給是為了光整齒輪齒面，提升齒面光潔度。這種加工方式優(yōu)點(diǎn)在于加工效率快，但是其缺點(diǎn)也是在于它的加工方式，無法加工太過寬的齒輪;原因在于齒輪齒寬過寬，也就意為著剃齒刀需要多寬，在生產(chǎn)加工過程中，需要考慮到人工，成本，加工太寬的齒輪使用這種加工方式是不可取的。
2)軸向剃齒
軸向剃齒是通過刀具或齒輪沿齒輪軸向移動(dòng)來達(dá)到剃齒刀與齒輪嚙合點(diǎn)的移動(dòng)，可以遍及齒輪的齒寬，加工方式是剃齒刀與部分齒輪齒寬嚙合，不僅需要徑向進(jìn)給，而且也需要沿著軸向走個(gè)來回，通常這種動(dòng)作需要重復(fù)4-6次，每次重復(fù)此動(dòng)作前徑向必須進(jìn)給，最后一次也是和徑向剃齒一樣，也是為了光整齒輪齒面，提升齒面光潔度;這種加工方式優(yōu)點(diǎn)在于可以加工一些比較寬的齒輪，正好補(bǔ)充了徑向剃齒的不足。
所以在生產(chǎn)過程中，應(yīng)該充分評(píng)估各方面，包括人工，刀具，齒輪外形，成本等因素，再來選擇用什么樣的剃齒方式，實(shí)現(xiàn)低成本，高效率。
2、剃齒刀的改進(jìn)
目前剃齒刀不像齒輪加工業(yè)使用的其它刀具那樣有很大的進(jìn)展。剃齒加工時(shí)，切除的材料不多，切削速度也不高，因此加工中刀具刃口的壓力不大。盡管如此，有關(guān)專家仍覺得有必要使剃齒刀刃口更加鋒利以便能降低損耗。剃齒刀的制造工藝沒有變化，涂層工藝對(duì)剃齒刀的損耗也沒有很大的作用，因此專家們把注意力轉(zhuǎn)到了改善剃齒槽的側(cè)面粗糙度上。現(xiàn)在開發(fā)的數(shù)控梳槽機(jī)已使剃齒刀容屑槽側(cè)面的加工表面粗糙度有了很大改變。此外，日本已有研究人員在有關(guān)刀具材料熱處理后的液化氮深冷處理方面進(jìn)行了試驗(yàn)。通過這種方法使剃齒刀材料的特性予以改變，平均使用壽命延長(zhǎng)，剃齒刀的性能也有所改善。
縱觀上所述：在目前的以及未來的十幾年中，剃齒工藝仍然會(huì)占主導(dǎo)地位，原因在于剃齒工藝效率高，成本低，另一方面現(xiàn)代數(shù)控剃齒刀磨床的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了靈活性、高精度及快速，這三個(gè)主要特點(diǎn)使采用剃齒工藝加工的齒輪精度得到了顯著的改進(jìn)，能滿足絕大部分的客戶要求，從而導(dǎo)致仍然會(huì)占主導(dǎo)地位;而磨齒工藝由于其投入成本高，維修費(fèi)用也高的緣故，只能適用一些高精度和一些無法量產(chǎn)的產(chǎn)品加工，但是不排除未來能攻克投入成本和維修這兩個(gè)難題，讓磨齒代替剃齒，使得機(jī)械行業(yè)飛速發(fā)展。
本文針對(duì)齒輪精加工中剃齒工藝和磨齒工藝兩種加工手段相互比較展開討論。
在目前齒輪精度加工領(lǐng)域，最常用的兩種加工方式分別是剃齒加工和磨齒加工;剃齒是在熱處理前進(jìn)行的，而磨齒是在熱處理之后進(jìn)行的。
近幾年來，隨著機(jī)械加工精度的不斷提高、數(shù)控機(jī)床的不斷完善以及加工軟件的迅速發(fā)展，因此導(dǎo)致精加工行業(yè)人士認(rèn)為，磨齒工藝會(huì)逐步取代剃齒工藝;原因在于以往很多齒輪的加工隨著機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，精度要求越來越高，剃齒工藝已經(jīng)無法滿足現(xiàn)狀，最終很多供應(yīng)商都選擇了磨齒工藝。但縱觀到現(xiàn)在，剃齒加工工藝還是齒輪精度加工最主要的手段，而磨齒工藝只是使用在一些比較精密或是很精密的零件上。
剃齒工藝與磨齒工藝的相互比較
齒輪剃齒工藝與磨齒工藝并存的原因很多，在下文中挑出了幾個(gè)典型的領(lǐng)域進(jìn)行分析對(duì)比：
1、降低齒輪傳動(dòng)噪音
傳動(dòng)噪音的主要原因在于齒輪的精度，變速箱內(nèi)齒輪軸向相互嚙合的間隙以及變速箱的結(jié)構(gòu)。
隨著機(jī)械行業(yè)不斷的發(fā)展，不斷的探索，不斷的實(shí)驗(yàn)，不斷的改進(jìn)，剃齒工藝越來越成熟;由于剃齒工藝的成本投入少，工作效率快，齒輪精度也能滿足大部分的客戶要求，因此剃齒工藝在齒輪精度加工領(lǐng)域占了很大的比重。
在如今機(jī)械行業(yè)中，不缺乏有些產(chǎn)品精度需求及高，要求特定的K形線(齒形)。生產(chǎn)商為了滿足齒輪使其適應(yīng)在各個(gè)領(lǐng)域達(dá)到不同的精度需求，所使用的方式還是磨齒工藝;但盡管磨削加工工藝能完全滿足不同客戶的不同精度要求，但其加工費(fèi)用讓大多數(shù)人望而止步;投資成本以及加工過程中產(chǎn)生的損耗很高，很難用較低的成本獲取高質(zhì)量的齒輪。
2、減少或消除熱處理變形
在熱處理變形這個(gè)領(lǐng)域，磨齒工藝完全不需要考慮變形問題，因?yàn)槠涔に嚨奶赜刑匦裕庸X輪精度是在產(chǎn)品熱處理后進(jìn)行的，完全依靠磨齒機(jī)床及配對(duì)軟件的控制，配合產(chǎn)品定制對(duì)應(yīng)的金剛滾輪修出的砂輪，可以修出任意K形線，并且能保證產(chǎn)品齒面的粗糙度。
而剃齒工藝是放在熱處理前，在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行熱處理的過程中，產(chǎn)品會(huì)有不穩(wěn)定的變化，從而導(dǎo)致齒輪精度會(huì)下降一個(gè)等級(jí)甚至更多;雖然在生產(chǎn)中，會(huì)通過分析研究因熱處理造成的齒輪齒形及齒向的變形，在剃齒加工期間加以補(bǔ)償量(反變形)，以達(dá)到減小熱處理變形;剃齒是一個(gè)修形的過程，即使熱處理后有些生產(chǎn)商會(huì)加一道珩齒工序，但是齒形基本已定形，無法做很大的變動(dòng)，基本上微乎其微，而且粗糙度很大程度上難以保證。但其優(yōu)勢(shì)不可忽略，通過對(duì)剃齒加工工藝剃齒參數(shù)及特殊剃齒刀的各方面控制，可以達(dá)到理想的齒輪齒向精度，從而降低傳動(dòng)噪音，實(shí)現(xiàn)用低成本的剃齒工藝加工出與高成本磨齒工藝加工的相同質(zhì)量的齒輪，滿足各種變速齒輪的質(zhì)量要求。
3、剃齒與磨齒在產(chǎn)品加工過程中的優(yōu)劣
剃齒工藝在能滿足客戶要求的允許下，具有靈活而迅速性、生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化程度高，機(jī)床費(fèi)，加工費(fèi)、維修費(fèi)低，可降低成本等特點(diǎn)。而反觀磨齒工藝，除了齒輪精度這方面能完勝剃齒工藝，其他反面完全弱剃齒工藝一籌。
4、實(shí)例對(duì)比
同樣加工自動(dòng)變速用的高速檔齒輪，采用磨齒工藝可以在大約2分鐘內(nèi)左右獲得6級(jí)精度(DIN標(biāo)準(zhǔn))齒輪，但是在此之前還必須定制專用的金剛滾輪及工裝，在機(jī)床損耗，電氣費(fèi)用方面投入需求也很大。
而采用剃齒加工獲得同樣精度等級(jí)的齒輪所需加工時(shí)間比一般磨削的減少30～45s;此外，剃齒加工所購置的數(shù)控剃齒機(jī)床費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于磨齒機(jī)，使用的工裝刀具費(fèi)用也低于磨齒工藝，所以選擇磨齒加工的成本在一些特定的精度范圍為內(nèi)是剃齒加工的兩倍甚至三倍。
鑒于上述情況，在選擇齒輪加工工藝之前，首先應(yīng)估算所有費(fèi)用和利潤(rùn)。
剃齒工藝的進(jìn)步
隨著機(jī)械行業(yè)的迅速發(fā)展，剃齒工藝也在逐步的進(jìn)步，逐步的完善;而磨齒工藝它固有特有特性(熱處理后齒輪精度加工)，以及其發(fā)展的空間小，而限制了其進(jìn)步的腳步。
1、剃齒機(jī)床以及工藝的發(fā)展
近50年來，剃齒機(jī)床不斷地發(fā)展，從半自動(dòng)到完全靠軟件程序執(zhí)行的數(shù)控剃齒，剃齒技術(shù)也日益完善。最新的數(shù)控剃齒機(jī)床可以執(zhí)行各種各樣的剃齒加工程序，而且在對(duì)同一齒輪的剃齒過程中，可以從一種剃齒方法轉(zhuǎn)到另一種剃齒方法(軸向剃齒和徑向剃齒);對(duì)齒向的修正也可以使用數(shù)控程序來實(shí)現(xiàn)，直接取代了以前人工修正齒向，在加工效率上邁了一大步。這些特殊的工藝過程都是靠數(shù)控程序執(zhí)行。數(shù)控剃齒機(jī)在剃齒過程中可以靈活的改動(dòng)主軸轉(zhuǎn)速，徑向進(jìn)給量，軸向速度，齒向的偏擺等參數(shù)，這些都是有利于提高產(chǎn)品的精度以及生產(chǎn)效率。
1)徑向剃齒
徑向剃齒是刀具或齒輪垂直于齒輪軸移動(dòng)，加工方式是剃齒刀包裹所加工齒輪整個(gè)齒寬，剃齒刀無需軸向運(yùn)動(dòng)，只需徑向進(jìn)給，通常進(jìn)給次數(shù)為4-6次，最后一次進(jìn)給是為了光整齒輪齒面，提升齒面光潔度。這種加工方式優(yōu)點(diǎn)在于加工效率快，但是其缺點(diǎn)也是在于它的加工方式，無法加工太過寬的齒輪;原因在于齒輪齒寬過寬，也就意為著剃齒刀需要多寬，在生產(chǎn)加工過程中，需要考慮到人工，成本，加工太寬的齒輪使用這種加工方式是不可取的。
2)軸向剃齒
軸向剃齒是通過刀具或齒輪沿齒輪軸向移動(dòng)來達(dá)到剃齒刀與齒輪嚙合點(diǎn)的移動(dòng)，可以遍及齒輪的齒寬，加工方式是剃齒刀與部分齒輪齒寬嚙合，不僅需要徑向進(jìn)給，而且也需要沿著軸向走個(gè)來回，通常這種動(dòng)作需要重復(fù)4-6次，每次重復(fù)此動(dòng)作前徑向必須進(jìn)給，最后一次也是和徑向剃齒一樣，也是為了光整齒輪齒面，提升齒面光潔度;這種加工方式優(yōu)點(diǎn)在于可以加工一些比較寬的齒輪，正好補(bǔ)充了徑向剃齒的不足。
所以在生產(chǎn)過程中，應(yīng)該充分評(píng)估各方面，包括人工，刀具，齒輪外形，成本等因素，再來選擇用什么樣的剃齒方式，實(shí)現(xiàn)低成本，高效率。
2、剃齒刀的改進(jìn)
目前剃齒刀不像齒輪加工業(yè)使用的其它刀具那樣有很大的進(jìn)展。剃齒加工時(shí)，切除的材料不多，切削速度也不高，因此加工中刀具刃口的壓力不大。盡管如此，有關(guān)專家仍覺得有必要使剃齒刀刃口更加鋒利以便能降低損耗。剃齒刀的制造工藝沒有變化，涂層工藝對(duì)剃齒刀的損耗也沒有很大的作用，因此專家們把注意力轉(zhuǎn)到了改善剃齒槽的側(cè)面粗糙度上。現(xiàn)在開發(fā)的數(shù)控梳槽機(jī)已使剃齒刀容屑槽側(cè)面的加工表面粗糙度有了很大改變。此外，日本已有研究人員在有關(guān)刀具材料熱處理后的液化氮深冷處理方面進(jìn)行了試驗(yàn)。通過這種方法使剃齒刀材料的特性予以改變，平均使用壽命延長(zhǎng)，剃齒刀的性能也有所改善。
縱觀上所述：在目前的以及未來的十幾年中，剃齒工藝仍然會(huì)占主導(dǎo)地位，原因在于剃齒工藝效率高，成本低，另一方面現(xiàn)代數(shù)控剃齒刀磨床的飛速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了靈活性、高精度及快速，這三個(gè)主要特點(diǎn)使采用剃齒工藝加工的齒輪精度得到了顯著的改進(jìn)，能滿足絕大部分的客戶要求，從而導(dǎo)致仍然會(huì)占主導(dǎo)地位;而磨齒工藝由于其投入成本高，維修費(fèi)用也高的緣故，只能適用一些高精度和一些無法量產(chǎn)的產(chǎn)品加工，但是不排除未來能攻克投入成本和維修這兩個(gè)難題，讓磨齒代替剃齒，使得機(jī)械行業(yè)飛速發(fā)展。