1 齒輪刀具材料與結構

1. 齒輪滾刀
   通過對歐洲齒輪刀具制造廠和主要用戶企業(如變速箱制造廠）的考察可知，目前齒輪滾刀的使用方式可分為傳統的濕式切削工藝和干式切削工藝兩大類。用于濕式切削的齒輪滾刀材料主要采用M35+TiN和M35+TiNC，其中M35+TiN為主流材料，滾切速度通常為90～110m/min。用于干式切削的齒輪滾刀材料主要為ASP60+TiAlN，其滾切速度為160m/min。硬質合金滾刀主要用于干式切削，其滾切速度可達260m/min。根據滾切試驗結果，ASP60+TiAlN滾刀用于干式切削的綜合加工效能優于硬質合金滾刀。因此，在實際生產應用中ASP60+TiAlN滾刀的使用量遠遠大于硬質合金滾刀。
   隨著數控滾齒技術和刀具涂層技術的快速發展，齒輪滾刀的結構設計也在不斷變化，主要體現在以下方面：①由于滾齒速度的不斷提高，正前角滾刀的切削性能優勢已不明顯，加上正前角滾刀的齒形較復雜，制造精度不易保證，因此正前角滾刀結構正逐漸被淘汰，而代之以零前角滾刀結構。目前除日本NACHI 公司還少量生產正前角滾刀外，國外其它齒輪生產廠幾乎已不生產正前角滾刀。②滾刀頭數的確定主要考慮滾齒加工效率的要求，滾刀的外徑、長度、槽數等參數則需根據刀具壽命要求來確定。設計滾刀時，通常首先確定每個刀齒的切削長度，再按重磨一次需加工的工件數確定滾刀的有效切削齒數，最后確定滾刀的外徑、長度、槽數等。③近年來，由于 滾齒機快進、快退速度的提高，小徑滾刀進退刀耗時少的優勢已不明顯，因此滾刀直徑的確定主要取決于齒輪結構和槽數的要求。④為提高加工效率，對于同一齒輪軸上需滾齒加工的不同齒輪，要求可在同一臺 機床上一次安裝依次加工完成，這就要求一把滾刀上有多段不同規格的滾刀齒形，即將多把滾刀集成為一體。
   由于滾刀圓周齒數的增多，滾齒加工已可視為近似連續切削加工，加上滾刀重磨后重新涂層技術的應用，M35+TiN滾刀與ASP30+TiN滾刀相比其壽命差別已不是很大，但卻具有成本較低的優勢，因此M35+TiN滾刀的使用數量已在明顯回升，這一趨勢無論從滾刀制造廠還是齒輪生產廠均可得到證實。但對于圓周齒數較少的滾刀和重磨后不涂層的滾刀，ASP30+TiN滾刀與M35+TiN滾刀相比仍具有較明顯的壽命優勢。
   在對環境污染限制極其嚴格的歐洲，干式切削具有廣闊的應用前景。目前大量應用于實際生產的干式切削滾刀主要為ASP60+ TiAlN滾刀。同時也有少量ASP60+TiAlN+WC/C滾刀應用，其切削速度為180m/min。用于干式切削的硬質合金滾刀和金屬陶瓷滾刀由于制造難度較大、材料及制造成本較高等原因，在加工生產線上的應用還不多。由于涂層材料和涂層技術的快速發展，涂層粉末冶金高速鋼滾刀在干式切削中的應用卻在不斷擴大。
2. 插齒、剃齒刀具
   歐洲生產的插齒刀產品主要采用M35+TiN和ASP30+TiN材質，其結構設計與國內區別不大。由于插齒加工屬于斷續切削，因此在高速 插齒機上使用的插齒刀大多為ASP30+TiN插齒刀。
   歐洲生產的剃齒刀產品主要采用M2或ASP23材料(M2材料占主導地位）。剃齒刀的結構設計與國內差別較大。對于模數小于4mm的剃齒刀，容屑槽底梳采用直線形；模數大于4mm的剃齒刀的容屑槽底梳則采用漸開線形。剃齒刀的退刀槽均采用銑制(或磨制）加工，刀具內孔配合面較短(一般約為齒面寬的1/3），徑向剃齒刀的邊牙全部銑去。
   目前德國開發出一種不同于傳統剃齒工藝的強力剃齒工藝。該機床在剃齒過程中，剃齒刀與被剃齒輪均可驅動，剃第一面齒時剃齒刀為主動輪，被剃齒輪為從動輪；剃第二面齒時則相反。無論剃哪一面齒，剃齒刀與被剃齒輪的轉動方向始終不變，且裝卸齒輪時剃齒刀不停止轉動。該機床采用自動對刀，齒輪轉速可達4000r/min，切削速度高，加工效率高。由于可對齒形實行強力修整，因此剃齒加工精度高。強力剃齒工藝對剃齒刀的性能、壽命和可靠性提出了更高要求。
3. 拉削刀具歐洲刀具制造廠生產的拉刀材料大多采用M2或M35，部分拉刀采用TiN涂層，具體根據加工要求和使用條件選用。拉刀的切削齒均無刃帶。圓拉刀、花鍵拉刀等的容屑槽不少采用雙頭螺旋槽結構。

2 齒輪刀具制造工藝

3 刀具涂層材料