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齿轮加工制造过程

引言

齿轮是机械传动装置中的重要组成部分,主要传递力矩,承受弯曲和冲击等载

荷。为了确保传动系统的寿命和运转稳定性，齿轮需具有以下几个要求：1.具有

较硬的表面层，能够抵抗运转过程中的磨损；2.对于承受交变载荷和冲击载荷的

齿轮，基体需有足够的抗弯曲强度和韧性，以免发生变形或断裂；3.需要有良好

的工艺性，既要易于切削加工又具有良好的热处理性能。

齿轮制造技术是获得优质质齿轮的关键。齿轮加工的工艺，因齿轮结构形状、

精度等级、生产条件可采用不同的方案，概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处

理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接

决定轮齿的内在质量，齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键，也反映着齿

轮制造的水平。

一、齿轮加工方法

目前齿轮的加工工艺过程包括以下过程：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理

工艺及齿面的精加工。齿轮的毛坯件主要是锻件、棒料或铸件，其中锻件使用最

多。对毛坯件首先进行正火处理，改善其切削加工型，便于切削；然后进行粗加

工，按照齿轮设计要求，先将毛坯加工成大致形状，保留较多余量；再进行半精

加工，车、滚、插齿，使齿轮基本成型；之后对齿轮进行热处理，改善齿轮的力

学性能，按照使用要求和所用材料的不同，有调质、渗碳淬火、齿面高频感应加

热淬火等；最后对齿轮进行精加工，精修基准、精加工齿形。

（一）、齿轮毛坯加工

齿轮的毛坯加工在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。齿面加工和检测

所用的基准必须在齿轮毛坯加工阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时比例较

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大，对生产效率和齿轮加工质量都具有很大影响，余量过多将导致后续半精加工

和精加工所需加工的量增多，耗时增加，降低生产效率；若余量过少，则后续加

工需特别谨慎，否则将超出齿轮设计精度尺寸使得产品不合格。因此需要对齿轮

毛坯加工阶段予以特别重视。

（二）、齿面加工

针对齿面加工的方法很多，主要有滚齿、插齿、剃齿、磨齿、铣齿、刨齿、

梳齿、挤齿、研齿和珩齿等，其中使用最多的是前四种方法：滚齿、插齿、剃齿

和磨齿。

1、滚齿

滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转

一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的

齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动

时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的

垂直进给，即可滚切出所需的齿廓。滚齿是目前应用最广的切齿方法，可加工渐

开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮、链轮、棘轮、蜗轮和包络蜗杆，精度一般可达

到DIN4~7级。目前滚齿的先进技术有：(a)多头滚刀滚齿；(b)硬齿面滚齿技术；

(c)大型齿轮滚齿技术；(d)高速滚齿技术。

图1滚齿

2、插齿

插齿特别适合于加工内齿轮和多联齿轮。采用特殊刀具和附件后，还可加工

无声链轮、棘轮、内外花键、齿形皮带轮、扇形齿轮、非完整齿齿轮、特殊齿形

结合子、齿条、端面齿轮和锥度齿轮等。目前先进插齿技术有：(a)多刀头插齿

技术；(b)微机数控插齿机；(c)硬齿面齿轮插削技术。

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图2插齿

3、剃齿