齒輪傳動(dòng)作為近代機(jī)器中最為常見(jiàn)的機(jī)械傳動(dòng)方式，堪稱(chēng)機(jī)械產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)零部件。相較于鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)等其他機(jī)械傳動(dòng)形式，齒輪傳動(dòng)憑借其功率范圍大、傳動(dòng)效率高、傳動(dòng)準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)勢(shì)脫穎而出，成為眾多機(jī)械產(chǎn)品不可或缺的核心傳動(dòng)部件，亦是機(jī)器中所占比重最大的傳動(dòng)形式。齒輪在工業(yè)發(fā)展進(jìn)程中始終占據(jù)著極為重要的地位，被廣泛視為工業(yè)化進(jìn)程的重要象征。從這一角度而言，深入關(guān)注齒輪的先進(jìn)加工技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)，無(wú)疑具有極其深遠(yuǎn)且重大的意義。

        通常而言，齒輪制造工藝流程涵蓋了材料制備、齒坯加工、切齒、齒面熱處理以及齒面精加工這五個(gè)關(guān)鍵階段。其中，齒形加工以及熱處理后的精加工環(huán)節(jié)，堪稱(chēng)齒輪制造的重中之重，它們直接反映了齒輪制造的整體水平。在當(dāng)今世界，各國(guó)主要從齒輪加工工藝和加工設(shè)備的發(fā)展這兩個(gè)維度入手，持續(xù)不斷地推動(dòng)齒輪制造水平的提升。

        在傳統(tǒng)的加工模式下，齒輪的硬齒面加工往往需要借助齒面磨削工藝來(lái)完成。然而，磨齒加工不僅效率低下，加工成本也居高不下，尤其是對(duì)于那些大直徑、大模數(shù)的齒輪而言，加工難度更是呈幾何倍數(shù)增長(zhǎng)。相比之下，采用硬齒面刮削技術(shù)，對(duì)于淬硬齒輪（硬度范圍在40～65HRC）進(jìn)行半精加工和精加工，卻能取得極為顯著的成效。

        硬齒面滾齒技術(shù)，也被稱(chēng)為刮削齒加工。該技術(shù)運(yùn)用一種特殊的硬質(zhì)合金滾刀，針對(duì)經(jīng)過(guò)滲碳淬火處理、齒面硬度達(dá)到HRC58-62的齒輪齒面進(jìn)行刮削作業(yè)，其刮削精度能夠達(dá)到7級(jí)水平。該方法可適用于任意螺旋角、模數(shù)在1～40mm范圍內(nèi)的齒輪加工。對(duì)于普通精度（6～7級(jí)）的硬齒面齒輪，一般采用“滾—熱處理—刮削”的工藝流程，粗加工與精加工均可在同一臺(tái)滾齒機(jī)上完成。若齒輪的齒面粗糙度要求較高，則可在刮削工序之后安排珩齒加工；而對(duì)于高精度齒輪，則采用“滾—熱處理—刮削—磨”的工藝路徑，以刮削作為半精加工工序，替代傳統(tǒng)的粗磨工序，切除齒輪在熱處理過(guò)程中產(chǎn)生的變形，留下少量且均勻的余量用于后續(xù)的精磨工序。通過(guò)這種方式，可節(jié)省1/2～5/6的磨削工時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益極為顯著。對(duì)于大模數(shù)、大直徑、大寬度的淬硬齒輪，由于缺乏相應(yīng)的大型磨齒機(jī)，通常只能采用刮削加工。

        在采用硬齒面滾齒技術(shù)進(jìn)行齒輪加工的過(guò)程中，溫度控制是極為關(guān)鍵的一環(huán)。一旦溫度過(guò)高，刀具磨損速度將大幅加快，且極易出現(xiàn)崩刀現(xiàn)象。因此，必須借助金屬加工液來(lái)進(jìn)行冷卻，同時(shí)將刀具與工件上的切屑沖走，從而延長(zhǎng)刀具的使用壽命，并降低工件表面的加工粗糙度。通常情況下，會(huì)選擇專(zhuān)用的油基切削液作為冷卻潤(rùn)滑介質(zhì)，例如KR-C20滾齒插齒油。通過(guò)合理控制其粘度，并采用性能優(yōu)異且環(huán)保的極壓抗磨劑，能夠充分滿(mǎn)足工藝過(guò)程中冷卻、清洗以及潤(rùn)滑等多方面的要求。

        干式切削加工，即無(wú)潤(rùn)滑切削加工，是指在沒(méi)有任何冷卻、潤(rùn)滑油劑輔助的情況下，采用極高的切削速度進(jìn)行切削加工的一種工藝。為了實(shí)現(xiàn)高速干式切削，必須精心選擇合適的切削條件。首先，要采用極高的切削速度，盡可能縮短刀具與工件之間的接觸時(shí)間，再利用壓縮空氣或其他類(lèi)似的方法將切屑移除，以此來(lái)有效控制工作區(qū)域的溫度。實(shí)踐證明，當(dāng)切削參數(shù)設(shè)置得當(dāng)，切削過(guò)程中產(chǎn)生的熱量有80%可被切屑帶走。為進(jìn)一步延長(zhǎng)刀具的使用壽命、提升工件的質(zhì)量，在齒輪干式切削過(guò)程中，可每小時(shí)使用10～1000ml潤(rùn)滑油進(jìn)行微量潤(rùn)滑。采用這種方法產(chǎn)生的切屑仍可視為干切屑，工件的精度、表面質(zhì)量以及內(nèi)應(yīng)力均不會(huì)受到微量潤(rùn)滑油的負(fù)面影響，同時(shí)還能借助自動(dòng)控制設(shè)備對(duì)整個(gè)加工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

        與滾齒、插齒、剃齒和磨齒等傳統(tǒng)的齒輪齒形成形方式截然不同，齒輪的無(wú)屑加工方法是借助金屬的塑性變形或粉末燒結(jié)，使齒輪的齒形部分最終成形或顯著提升齒面質(zhì)量。該方法主要分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是在常溫下對(duì)工件進(jìn)行加工的冷態(tài)成形，另一類(lèi)則是將工件加熱至1000℃左右進(jìn)行加工的熱態(tài)成形。前者涵蓋了冷軋、冷鍛等工藝，后者則包括熱軋、精密模鍛、粉末冶金等工藝。通過(guò)這些無(wú)屑加工方法，材料利用率可從傳統(tǒng)切削加工的40～50％大幅提升至80～95％以上，生產(chǎn)效率也實(shí)現(xiàn)了成倍增長(zhǎng)。然而，由于受到模具強(qiáng)度的限制，目前這些無(wú)屑加工方法一般只能用于加工模數(shù)較小的齒輪或其他帶齒零件。對(duì)于精度要求較高的齒輪，在采用無(wú)屑加工完成成形后，仍需借助切削加工來(lái)進(jìn)行最后的齒形精整工序。

        近年來(lái)，隨著環(huán)境和資源壓力的不斷加劇，切削領(lǐng)域涌現(xiàn)出多種新型綠色切削加工工藝，用以替代傳統(tǒng)的加工潤(rùn)滑工藝。這些新型工藝包括無(wú)潤(rùn)滑干式切削技術(shù)、微量潤(rùn)滑技術(shù)、低溫冷風(fēng)切削技術(shù)等。它們的出現(xiàn)不僅推動(dòng)了切削技術(shù)的顯著進(jìn)步，同時(shí)也對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)、刀具材料、潤(rùn)滑介質(zhì)等諸多方面提出了全新的要求。