齒輪螺紋花鍵制造技術的最新發展

齒輪（圓柱、圓錐、蝸輪副）、螺紋、絲杠、蝸桿、螺桿、花鍵是機械制造業中的關鍵傳動零部件和機械要素，其制造工藝水平和產品質量直接影響各類機械的總成質量。我國目前有成批生產齒輪、螺紋、花鍵產品能力的機械工廠約1000余家，其中大中型企業（職工人數500人以上）占半數以上。這些企業分屬航空、航天、兵器、船舶、電子、紡機、石化、交通、鐵道、輕工、汽車、摩托車、工程機械、冶金礦山、機床、工具、儀器、儀表、建筑機械、通用機械、起重運輸機械、農機、印刷機械等幾十個行業。這些企業行政隸屬關系復雜，但是齒輪、螺紋、花鍵的制造技術和裝備又具有極大的共性。

齒輪螺紋花鍵制造技術復雜，制造裝備精度高，價格昂貴，是機床中最復雜、最貴重的設備。在機床總臺數中雖只占到4%，但其投資額則要占到10%以上，因此對其今后的發展趨勢進行預測，是十分有意義的。

一、齒輪螺紋花鍵的應用總趨勢是減少

機床的發展是以制造技術的發展為前提的。齒輪螺紋花鍵在機械產品上的應用范圍總的趨勢是在減少，其原因有：

1.數控技術的廣泛應用和內裝式電機的技術成熟，使機床行業采用的齒輪件越來越少。

2.直線電機的研制成功與推廣，將使滾珠絲杠在機床和測量儀器中使用范圍逐漸減少。

3.電子控制技術的發展使電機直接變速取代部分齒輪變速。

4.轎車液壓變扭器大大減少了齒輪變速箱內的齒輪數量。

5.電子和石英鐘表的發展幾乎將昂貴的機械鐘表完全取代。

6.諧波和擺線針輪等減速裝置取代了許多行業的齒輪減速器。

齒輪螺紋花鍵制造業作為常規的機械行業正在被高新技術所逐漸取代，它的應用領域日益縮少。1785年Leonard Euler發明了漸開線，1887年Grant發明了滾齒機，使齒輪進入工業應用。1905年Niles公司開發了間隙分度（Endexing）的磨齒機。1924年Reishauer公司開發了絲錐磨床并發展成螺紋磨床。1934年Niles公司制造了第一臺全展成（Generating）磨齒機。1945年Reishauer公司研制出第一臺蝸桿砂輪磨齒機。上個世紀60年代，英、德發展了成形磨齒技術。1979年Fassler公司開發了內嚙合珩齒技術。半個世紀以來，精度質量越來越高的齒輪獲得了極為廣泛的應用。今后半個世紀、齒輪螺紋花鍵的應用從世界范圍看將逐漸減少，但不會消亡，對于中國這樣的發展中國家齒輪工業還將有適度增長。

二、齒輪螺紋花鍵制造技術最新發展

1.花鍵冷滾軋工藝

Ernst Grob公司采用C6和C9系列冷軋機軋制同M<=3.5的齒輪和花鍵軸，并可軋制斜齒輪。更換程序時間0.5min，更換軋頭時間3min，更換夾具時間2min~10min。由于調整時間短，即使是20~30件的小批量生產也是十分經濟的。C6和C9的改進型12/14NC和KRM12/14NC具有更高的生產效率、精度及可調性。可用于軋制從棒料到有內外齒的自動變速箱離合器罩殼的全過程。軋制Φ320的這個零件只需1.5min/件。用ZSM10軋機可在25秒內將薄壁管軋制成轉向器的高精度齒條。

2.金鋼石或CBN內珩工藝

KAPP公司采用的Corning工藝，用金鋼石或CBN內嚙合珩輪珩削淬硬后的齒面。在內嚙合珩齒機上具有極高的生產率和精度，對Rc65以上的硬齒面齒輪特別適用。

3.干切工藝

Liebherr公司在LC82滾齒機上、Gleason公司在Phoenix系列滾齒機和錐齒輪銑齒機上采用硬質合金滾刀或銑刀盤干滾圓柱齒輪或干銑圓錐齒輪，具有極高的生產率（提高30%）和精度，刀具成本下降28%。并且由于避免了油液和冷卻液污染空氣和環境，符合環保要求，屬于無污染的新工藝。

4.實體磨削

Edgetek公司的CNC磨床采用電鍍或陶瓷結合劑CBN成形砂輪，從棒料上直接磨制出花鍵軸、汽輪機葉片根部或其他型面。Klingelnberg公司的HNC35S蝸桿磨床可從棒料上直接用砂輪強力磨出螺紋或蝸桿。

5.磨－珩聯合工藝

Reishauer公司的RZF環面蝸桿砂輪成形磨削一外珩工藝聯線，可在1.5min/件左右時間里磨出五級精度的低噪聲齒輪，每臺RZF的年生產率可達15萬件齒輪，特別適用于轎車變速箱齒輪。

6.車銑中心

Traub-Heckert公司的TNC42DGY八軸車銑中心和WFL公司的Mill-turn M100多軸車-銑-檢測中心都能在一次安裝中全部完成殼體、盤，軸類零件的全部機械加工。其機械加工的時間縮減到原來分散工序的三分之一到十五分之一。

全部新的制造技術都會使用機床設備從外觀到功能有極大的改進和發展。