众所周知，在现代机械中，齿轮传动是最常用的一种，它是一种重要的基本元件。与其它传动方式（链、带、液压等）传动比较，其传动范围大，传动效率高，传动精度高，寿命长。因而，在很多机械设备中，齿轮传动是必不可少的，在机械中占有很大比例。

齿轮的设计和制造水平对机械的性能和品质产生着很大的影响，比如在当今汽车行业，一台汽车的齿数一般为18-30个，而齿形的好坏对汽车的噪声、平稳性、寿命都有很大的影响。在工业生产中，美国、德国、日本等先进的工业发达国家，都是齿轮加工技术和装备的生产大国。所以，在工业发展中，齿轮的作用更为显著，被视为工业化的标志。因此，对齿轮的先进工艺及其发展动向进行研究是十分必要的。

2齿形加工新进展

一般认为，齿轮加工的工艺流程包括材料准备、齿坯加工、切齿、热处理、齿面加工五个阶段。齿形和热处理后的精加工是齿轮生产的重要环节，也是齿轮生产技术的重要组成部分。而齿轮加工技术的发展，主要体现在加工精度和加工效率的提升上。当前，世界上许多国家都在致力于提高齿轮的生产技术和机械设备。

2.1滚齿硬齿面工艺

在常规的加工方法中，硬齿面的加工必须先进行齿面的磨削，但由于磨齿的加工效率较低，加工费用较高，特别是对于某些大口径、大模数的齿轮，加工起来比较困难，因此自八十年代以来，国内外的公司都开始使用硬齿面刮削法来加工硬齿（40~65 HRC）。

硬齿面滚齿技术又称为刮齿加工，该技术使用一种专用的硬质合金滚刀，将HRC58-62齿面经渗碳处理后，表面硬度为HRC58-62，其磨削精度可达7级。该工艺可以对任意螺旋角、模数为1~40 mm的齿轮进行切削。对于一般精度（6~7）的硬齿面齿轮，通常采用“滚磨-热处理-刮削”工艺，在同一个滚齿机上进行粗、精加工。对于具有高表面粗糙度的齿轮，可以在刮除后安排珩齿。对高精密齿轮，采用“滚-热处理-刮削-研磨”的方法，刮削作半精加工过程取代了粗磨，去除了齿轮的热处理变形，保留了较少的磨削空间，节省了1/2~5/6的磨削工时，取得了很好的经济效益。大模数大、直径大、宽度大的淬硬齿，由于没有相应的大型磨齿机，通常只能进行刮齿。

硬齿面的最大特点是其工作效率是磨齿的5~6倍，此外，还可以对经热处理后的渗碳淬火齿轮进行磨齿之前的修整，既能消除齿面的变形，又能确保磨齿加工时的平滑，又能提高磨削效率，确保磨齿设备的精确性。

在齿轮加工过程中，由于高温会加速刀具的磨损和容易崩刀，因此在齿轮的加工中，温度的控制是非常关键的。因此，必须采用金属加工液进行冷却，并在清洗工具和工件上的切削时，可以改善工具的使用寿命，并使工件的表面加工变得粗糙。通常选择KR-C20等特殊的切削油作为冷却润滑介质，并对其进行适当的粘度控制，并使用优良的环境保护材料，以达到冷却、清洁、润滑等目的。

2.2干式切割工艺

干切削是目前金属切削技术发展的一个方向，也就是不含油脂的切削。从80年代起，由于机床及刀具材料的限制，这一技术发展较慢，最近十多年来，由于机床设计、硬质合金刀具、表面涂层技术、陶瓷刀具、工艺理论等的不断发展，使得生产效率得到了极大的提高，表面质量得到了明显的改善，生产成本也随之降低。

高速干切削是在不冷却的情况下，以很高的切削速度进行切削。在高速干燥切割时，应选择合适的切割工艺。首先，利用高速切削加工，使刀具与工件之间的接触时间最短，然后利用压缩空气等方法去除切屑，从而达到控制工作区内温度的目的。结果表明，合理设定切削参数后，80%的切削热可以通过切屑带走。

高速干切削技术的应用，不但使机械结构更加紧凑，同时也大大改善了生产环境，减少了生产成本。在齿轮加工中，为了延长刀具寿命和提高工件质量，可以采用10~1000 ml的润滑油对齿轮进行微量润滑。该工艺所产生的切屑可视为干切屑，其精度、表面质量、内应力等均不会受到极少量润滑油的影响。

数据[]表明，在美国，日本和德国等发达国家，使用干切削加工的成本约为常规加工的70%。根据美国公司的数据，在中央冷却系统中，切削液的使用占据了14%-16%的成本，而刀具的价格仅为2%-4%。经计算，若将切削过程中的20%采用干法，则可使生产成本减少1.6%。干切工艺的优点也体现在零件的表面质量和几何精度上。国外数据显示，干切加工后的工件表面粗糙度可减少约40%，其对资源和环境的影响也不容忽视。德国是世界上最先进的高速干法切削技术，目前国内8%以上的公司都在使用干法，说明高速干法是今后的发展趋势。

可以预计，在滚齿、插齿、成型磨等加工行业中，干切削技术的应用前景非常广阔。

2.3齿轮的无屑化处理

与传统的滚齿、插齿、剃齿和磨齿等齿形形成不同，无齿加工是通过金属的塑性变形和粉末烧结来完成齿形零件的成形和改善。这种工艺可分为两种，一种是将工件在常温下进行冷成型，另一种是将其加热至约1000摄氏度的热态成型。冷锻工艺包括冷轧、冷锻等.后者包括热轧、精密模锻、粉末冶金等.

采用无屑加工的齿轮，能将材料的使用率从40~50%提升至80~95%，并能使生产效率成倍增加。但是由于模具的强度所限，目前只能对模数较低的齿轮和其它带齿的零件进行加工，而对于精度要求高的齿轮，则在使用无屑机加工后，仍然要进行精整。无屑加工齿轮必须使用专门的工艺设备，且初期投入巨大，仅当生产批量达到10000台时，其生产成本就会大幅下降。

3种齿轮的润滑技术开发

现代切削加工和润滑技术的发展总是与加工设备和工艺的发展紧密相关，随着设备和工艺的发展，润滑介质也在不断的改进。

在传统的齿轮加工中，切削液是过去数十年来的主要技术。传统的切削润滑技术主要是利用油基切削液和水基切削液来润滑和冷却刀具，并具有排屑、防锈的功能。

近几年，随着环境和资源的日益紧张，各种新的切削技术取代了传统的切削润滑技术，例如：无润滑的干切削技术、微量润滑技术、低温冷风切削技术等。

3.1微润滑工艺

为了提高切削效率，减少切削过程中的热转移与扩散，需要采取低温空气（温度低于-100℃）、微量润滑、高速切削等工艺措施来改善切削性能，减少切削过程中的损失。

与无油切削技术相比，微润滑技术通过引入冷却润滑介质，极大地改善了切削工况，扩大了其应用范围。微润滑技术是将少量润滑油掺进压缩气体中，以取代大量切削液对切削部位进行润滑。MQL是一项高效的绿色生产工艺，其切削液以高速液滴方式输送，使润滑介质渗透率增大，冷却润滑效果明显，工件表面处理质量得到改善。微量润滑技术是将传统的干、湿润滑技术相结合，将切削液的用量降至极小，只需普通切削液的万分之一，大大减少了冷却液的成本，同时减少了对环境和人类的负荷，解决了加工过程中产生的废液问题。德国 Lubfix，德国福鸟，意大利科诺润滑，日本富士技研公司等。福特公司在汽车动力系统部件上采用了微量润滑技术；Grob是一家设备生产商，它采用了一个或两个管道的最小润滑系统来处理汽缸和齿轮箱；Guehring公司表示， MQL不但在经济性上优于常规湿法，而且对切屑处理也有一定的帮助。

3.2低温微润滑工艺

微量润滑通常不能达到预期的冷却效果，由于加工部位的温度过高，会对操作人员的安全造成一定的不利影响，比如，工件、刀具等会因温度的变化而导致加工精度下降。为了提高制冷性能，发展了低温微润滑技术。

低温微润滑技术[]是在极少量润滑油（10毫升/小时至200毫升/小时）中，将低温压缩气体（空气、氮气、二氧化碳等）与极少量润滑油（10毫升/小时至200毫升/小时）混合，以形成微米大小的润滑介质，并将其喷入加工区，润滑刀具与工件间的切削部分。它是一种低温气体冷却、介质润滑、高压喷射技术相结合的新工艺，在高速切削过程中有着广阔的应用前景。

4齿轮润滑液的选用

目前，在齿轮加工中，主要采用的是油基切削液，而在某些粗加工方面，也采用了水基切削液。

常用的齿轮加工方法有：拉削、滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等。在齿轮加工过程中，切削力和切削温度对刀具的磨损起着重要作用，所以通过润滑和冷却技术来降低切削温度、改善切削摩擦状况，进而减小切削力，抑制刀具磨损，是进一步提高加工效率的重要技术手段。

在齿轮加工润滑介质的选择中，选择合适的粘度和润滑性能是至关重要的，滚齿、插齿等一般采用高粘度的润滑，剃齿、磨齿等加工时，应选用粘度小的，以达到最佳的润滑效果。另外，在选用产品时，还要考虑颜色、气味、油污等，选用对环境和人类健康有益的商品。

针对水基切削液，应着重考虑其稳定性、润滑性、防锈性和生物稳定性，并针对不同的加工条件，选用适合的水基切削液。另外，在使用过程中，要注意保护环境、安全，不能使用亚硝酸盐，有机酚类，重金属，二恶英等，以确保现场作业人员的身体健康。

不管是油基还是水基的金属加工，都要满足加工过程中的润滑、冷却等方面的需求，而且还要满足环保、安全等方面的需求，所以，技术的发展就显得尤为重要。南京科润工业介质有限公司，始终坚持技术创新与发展，始终重视质量与环境相适应，致力于在齿轮加工中实现绿色润滑。

5结论

随着新设备、新工艺、新技术的引进和自主开发，我国齿轮加工行业必将得到长足进步。

作为工业发展的必然选择，发展齿轮加工技术，提升其生产水平，对于提升国内齿轮制造的国际竞争力，有着十分重要的作用。