近些年來，汽車齒輪制造的主要方向由商用車齒輪轉(zhuǎn)向乘用車齒輪，齒輪制造工藝也由傳統(tǒng)的： 滾齒(或插齒)+ 剃齒，而越來越多采用：滾齒(或插齒)+ 磨齒(或強力珩齒)，齒輪制造精度提高 1—2級。這是汽車市場激烈競爭的結(jié)果，也是制造技術(shù)不斷進步的體現(xiàn)。由其是近幾年來，混合動力汽車、電動汽車的興起也促使汽車齒輪的制造精度提高，所以大批量生產(chǎn)汽車齒輪的制造工藝也必須與之相符。

　　1. 外圓柱齒輪磨齒：

　　磨齒作為齒輪精加工工藝已有很多年，從成形砂輪磨齒、雙錐面砂輪磨齒到蝸桿砂輪磨齒，現(xiàn)大批量汽車齒輪的磨齒基本采用蝸桿砂輪磨齒，它的好處是：生產(chǎn)效率高(有的廠家機床齒輪磨削速度可達100米/秒，節(jié)拍可達13 --- 40秒/件)、精度高(可達DIN 4--7 級)、成本相對較低，并可以解決熱處理變形較大的難題;

　　1.1 磨齒工藝的難點：

　　機床動態(tài)精度要求穩(wěn)定(尤其是大批量生產(chǎn)、長期2、3班倒作業(yè)、齒輪件精度穩(wěn)定在DIN 6—7 級)，可靠性要好;

　　夾具精度要求高，且便于工件自動上下料;

　　砂輪修整器精度要求高且耐用，砂輪修整能快速達到磨齒精度要求，砂輪修形時間要短;

　　砂輪要求自銳性好，且使用壽命長(每修整一次砂輪加工件數(shù)多)，線速度要高(可達100米/秒)，能滿足高速磨齒的砂輪制造供貨商較少;

　　1.2. 磨齒工藝的新難點：

　　由于汽車市場的競爭需要，以及混合動力汽車、電動汽車對變速器噪音要求不斷提高, 2007年德國大眾對齒輪磨齒工藝提出了一齒三截面的要求(也就是齒形方向測三截面、齒向方向測三截面，在單一齒輪的一側(cè)齒面上共測9個點的坐標誤差值);而過去僅僅要求一齒一截面(也就是齒形方向測中間一個截面、齒向方向測中間一個截面，在單一齒輪的一側(cè)齒面上共測5個點的坐標誤差值);現(xiàn)在等于要求齒輪一側(cè)曲面上要測9個點的空間位置都必須合格，而一個齒的雙側(cè)曲面上的18個點的空間位置都必須合格，這實在是很難達到。國際上能滿足此要求的磨齒機制造廠很少。

VW - PV5310

　　為實現(xiàn)此規(guī)定德國大眾先與瑞士萊森豪威爾公司提出要求，經(jīng)過該公司對磨齒機床控制軟件、砂輪修整器等的多次重新設(shè)計、試驗，最后滿足大眾要求，之后大眾才出臺磨齒一齒三截面要求，并在之后的新產(chǎn)品設(shè)計中廣泛使用。目前為了更穩(wěn)定達到用戶不斷提出的新要求，瑞士萊森豪威爾公司已對磨齒機床控制軟件版本等進行多次升級。

　　隨著電動汽車的發(fā)展，可能對汽車齒輪的制造精度提出更進一步的要求，所以我們必須有一定的思想準備應(yīng)對。同時作為變速器的設(shè)計者必須考慮：你新設(shè)計的產(chǎn)品是否能加工出來?你提出的新要求需要有相應(yīng)技術(shù)文件的支持。

　　2. 強力珩斜齒外圓柱齒輪:

內(nèi)珩輪強力珩外圓柱齒輪

　　過去珩齒加工只是外珩輪主動旋轉(zhuǎn)，而齒輪工件跟隨珩輪轉(zhuǎn)動且被加工，類似剃齒加工，此加工僅僅只是提高齒輪表面粗糙度，基本不能提高齒輪精度。現(xiàn)在的強力珩齒加工是珩磨輪與被加工件按一定速比強制轉(zhuǎn)動，而且采用內(nèi)珩磨輪珩磨外圓柱齒輪，這增大了齒輪嚙合時的重合系數(shù)，加大了磨削力，提高了加工效率(有的廠家機床珩磨輪轉(zhuǎn)速可達2000 轉(zhuǎn)/分，節(jié)拍可達30秒/件)，并可在一定范圍提高齒輪精度達 DIN 4—7級。

　　2.1.強力珩齒工藝的難點：

　　機床動態(tài)精度要求穩(wěn)定(尤其是大批量生產(chǎn)、長期2、3班倒作業(yè)，齒輪件精度穩(wěn)定在DIN 6—7 級)，可靠性要好;

　　夾具精度要求高，且便于工件自動上下料;

　　珩磨輪修整器是一個齒輪狀的，精度要求高且耐用，珩輪修整要求快速達到珩齒精度要求，修形時間要短;

　　珩磨輪要求自銳性好，且使用壽命長(即每修整一次珩輪加工零件數(shù)多);

　　被加工零件滾齒及倒棱精度要求好，齒輪鋼材料要求變形小，供貨廠要求單一;齒輪件熱處理變形必須控制要好，且變形有規(guī)律，珩磨余量不能大，否則極易產(chǎn)生珩磨輪破損;

　　2.2. 珩齒工藝的新難點：基本與磨齒相同， 如果被加工零件精度太高，珩磨輪修整器將很難制造，價格更不菲;

　　3. 內(nèi)圓柱斜齒齒圈的強力車齒加工：

　　這是按老蘇聯(lián)教材的叫法，國內(nèi)也有稱“插滾”，“刮齒”等，國外則稱“Power Skiving”、“Schaelen”、“Scudding”。由于近些年汽車自動變速器的大量使用，對行星排里的薄壁高精度內(nèi)齒圈件的加工量逐漸增大，過去單靠插齒機的插斜齒加工已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的需求(三菱SD25全數(shù)控插齒機加工節(jié)拍 25分/件)，所以車齒加工又被推出，它即有插齒的徑向進給，又有圓周進給。內(nèi)齒圈車齒加工節(jié)拍比插齒加工要快很多，最快2.5 分/件，精度可達DIN 6—8級，表面粗糙度Rz 3。它的刀具類似插齒刀，這種車齒加工也能加工外圓柱齒輪，而且換產(chǎn)時間只需30分鐘?，F(xiàn)能夠批量穩(wěn)定車齒加工高精度薄壁內(nèi)齒圈的廠家并不多，所以訂貨時需根據(jù)具體情況而做選擇。

　　另外我認為對于這種薄壁內(nèi)齒圈加工還必須注意的是機床夾具的選擇：必須采用多瓣式液壓夾具，4瓣、6瓣、8瓣的夾具都太少，至少10瓣以上，多多益善。要求瓣多是使加緊力能均勻夾持薄壁內(nèi)齒圈，不產(chǎn)生夾持變形，加工后工件沒有彈性恢復(fù)變形，保證加工質(zhì)量不受到破壞。

　　內(nèi)圓柱斜齒齒圈

　　強力車齒加工薄壁內(nèi)圓柱斜齒齒圈

　　4. 薄壁內(nèi)圓柱斜齒齒圈的螺旋拉齒：

螺旋拉床拉內(nèi)圓柱齒圈

　　現(xiàn)在對行星排的薄壁內(nèi)齒圈件需求量更大了，以前的加工工藝已經(jīng)不能滿足大量生產(chǎn)的需求，所以用螺旋拉床加工斜齒內(nèi)齒圈逐漸被一些主要自動變速器生產(chǎn)廠采用，而且其生產(chǎn)率高(可達節(jié)拍 60秒/件)、調(diào)整方便的特點越來越顯現(xiàn)出優(yōu)越性。但是這種加工方法的加工精度主要取決于齒輪螺旋拉刀的制造精度，現(xiàn)在能夠制造高精度(DIN 8級)薄壁內(nèi)齒圈螺旋拉刀的廠商少之又少，所以使這種工藝的廣泛應(yīng)用受到極大限制。

　　5. 齒輪、齒轂類零件的焊接 ：

　　手動變速器、自動變速器里有一些齒輪、齒轂類零件需要焊接，現(xiàn)常用的焊接工藝有激光焊接和電子束焊接兩種，從我多年經(jīng)驗看：

　　5.1. 激光焊接適用薄壁零件，優(yōu)點是可在常態(tài)下進行焊接;缺點是有熱變形，焊縫較淺，大量生產(chǎn)中很難達到 4mm，零件真實焊縫檢查不方便;

　　5.2. 電子束焊接適用關(guān)鍵件和安全件，優(yōu)點是工藝十分穩(wěn)定，焊縫小而深，熱變形很小，焊縫深且牢固可靠，焊縫質(zhì)量可方便檢查，生產(chǎn)率高(節(jié)拍可達22秒/件，含抽真空時間的分攤);缺點是必須在真空度好( 5*10^-4 Pa)的環(huán)境下焊接;

電子束焊接機

　　建議：如果你的用戶是高端用戶或關(guān)鍵件、安全件，推薦選電子束焊接。

　　6. 齒輪機床的驗收標準:

　　齒輪機床是復(fù)雜的精密設(shè)備，對這類機床的驗收關(guān)鍵不是靜態(tài)精度如何?而是動態(tài)精度能穩(wěn)定的達到什么程度，也就是說能否加工出好工件?一般工廠常用工序能力 Cp、Cpk值來進行機床驗收，而德國則用機床能力Cm、Cmk值進行驗收，我認為這對驗收機床更為合理。工序能力涉及到人、機、料、法、環(huán)等因素，這些因素與驗證機床本身固有加工精度只有“機”一項有關(guān)，其它則與機床制造沒有密切關(guān)系，而是與自己企業(yè)管理、工藝設(shè)計、人員培訓等有關(guān)，用這些無關(guān)項去驗收機床廠是沒有道理的。其它項也只有在生產(chǎn)一段時間后逐步完善。所以現(xiàn)在越來越多的企業(yè)使用機床能力Cm、Cmk值對機床進行驗收，而在投產(chǎn)穩(wěn)定生產(chǎn)后定期做機床工序能力 Cp、Cpk值，復(fù)查生產(chǎn)組織管理及設(shè)備等出現(xiàn)的問題，并加以改正，這才真正能保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　齒輪精加工機床能力驗收標準數(shù)值及差異：

　　序號德資企業(yè) (連續(xù)50件，不允許調(diào)整機床、刀具)日資企業(yè) (連續(xù)25件，不允許調(diào)整機床、刀具)

　　內(nèi)容要求達到設(shè)備能力值內(nèi)容要求達到設(shè)備能力值

　　1跨棒距偏差 MCm ≥ 2.0 & Cmk ≥ 1.67跨棒距偏差 MCpk ≥ 1.33

　　2螺旋線傾斜偏差 fHbCm ≥ 2.0 & Cmk ≥ 1.67

　　3齒廓傾斜偏差 fHaCm ≥ 2.0 & Cmk ≥ 1.67

　　4徑向跳動偏差 FrCmk ≥ 1.4徑向跳動偏差 FrCpk ≥ 1.33

　　5齒距累計偏差 FpCmk ≥ 1.4齒距累計偏差 FpCpk ≥ 1.33

　　7. 強力珩磨淬硬內(nèi)圓柱斜齒齒圈：

　　過去對淬硬后的批量斜齒內(nèi)齒圈件是無法加工的，所以對由于熱處理變形所降低的齒圈零件精度只能一味提高熱前加工精度，但熱前加工精度再提高也很困難，將增加零件廢品率，大大增加生產(chǎn)成本。而目前電動車和混合動力車對變速器的噪音要求提高較多，對內(nèi)齒圈的精度也必然隨之提升，因此一些有實力的國外機床廠家都在設(shè)計、試制強力珩磨淬硬內(nèi)齒圈的珩磨機，我已看到、了解到一些信息，通過和一些廠家的交流、考察，我認為目前還沒有一個國內(nèi)外廠家有成熟的珩磨機床產(chǎn)品應(yīng)用在大量生產(chǎn)中。所以目前薄壁內(nèi)圓柱斜齒齒圈的精度能夠穩(wěn)定達到一些廠家產(chǎn)品圖要求(大約DIN 8級)還是較困難的，它的難點在于珩磨輪尺寸較小，熱后內(nèi)齒圈又較硬，珩輪精度保持的壽命低，加工成本很高，所以這種機床遲遲未能出現(xiàn)在大量生產(chǎn)中，許多廠家只好把薄壁齒圈精度降到DIN 9級(ISO 1328-1 9級)或以下。我們還是期待能適應(yīng)大量生產(chǎn)的這種薄壁內(nèi)齒圈熱后加工的機床能盡快制造出來，滿足未來汽車齒輪技術(shù)上的需求。

　　8. 乘用車變速器的未來發(fā)展：

　　目前乘用車變速器主要有手動變速器(MT)和自動變速器兩類，自動變速器里包括：半自動變速器(AMT)、雙離合自動變速器(DSG或DCT)、自動變速器(AT)、無級變速器(CVL)、手自一體變速器。從的形式看A0及以下級乘用車主要采用MT、AMT變速器，A級、A+級、B級主要采用MT、AT、AMT、DCT、CVL變速器、C級主要采用DCT、手自一體變速器。由于中國市場巨大，城市交通擁堵，以及駕駛車的人員水平殘次不齊，所以近年購車人的意愿越來越多傾向購買自動變速器的乘用車，尤其一些大品牌整車廠家?guī)ё詣幼兯倨鞯漠a(chǎn)品銷售異常好，以致它們自動變速器的產(chǎn)量不斷提升，有小道消息透露X 品牌已將未來在中國市場的發(fā)展方向定為加大發(fā)展自動變速器的產(chǎn)能，逐漸降低手動變速器的產(chǎn)量，而且手動變速器的使用范圍逐漸萎縮在A級及以下級內(nèi)。國內(nèi)也有廠家制定出未來將全面加大自動變速器的產(chǎn)能，降低手動變速器的產(chǎn)量。這些都是看到市場未來的需求，提前搶占市場的制高點有前瞻性的表現(xiàn)。所以我們的同行必須密切注意這個趨勢，及時調(diào)整好自己的方向，適應(yīng)未來汽車產(chǎn)業(yè)的變化。