随着现代技术的发展，对齿轮的品质要求越来越多，并且齿轮作为汽车行业的主要基础传单元件，齿轮的质量直接影响汽车的噪声、平稳性及使用寿命。所以齿轮要达到品质、噪音的双重目标，并实现高效率生产，只有在加工齿轮的刀具和齿轮的工艺路线上改进。

一、齿轮的加工工艺路线

 齿轮的加工工艺路线：下料--改锻成齿轮毛坯—正火--粗车外圆内孔及端面(按标准留加工余量)--调质热处理(淬火+高温回火)--精车外圆内孔及端面(到成活尺寸)--制齿(齿面留磨量)--齿部感应加热表淬或渗碳淬火--齿面磨削加工--验收交活。

 下面就简单介绍一下齿轮的加工工艺路线及改进方法。

 （1）锻造毛坯：目前，热模锻仍然是汽车齿轮件广泛使用的毛坯锻造工艺。近年来，楔横轧技术在轴类加工上得到了大范围推广。这项技术特别适合为比较复杂的阶梯轴类制坯，它不仅精度较高、后序加工余量小，而且生产效率高。

 （2）正火：锻造毛坯之后部分工厂会选择正火，也有公司选择退火，正火和退火的目的都是为了使晶粒细化和碳化物分布均匀化，去除材料的内应力，但由于正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。采用等温正火使产品质量稳定可靠。

 （3）粗车加工：粗加工齿轮外圆，端面，可选择普通车床和数控车床，由于粗车之后还有对工件进行热处理，所以一般会留有3-5mm的余量，方便之后的精车加工到指定尺寸。

 （4）调质热处理：由于齿轮的工作条件不同，热处理出来的表面硬度也不同，但齿轮经过淬火后的硬度一般都在HRC45以上，例如：汽车齿轮由于受力较大,受冲击较频繁的原因常采用20CrMnTi钢作为齿轮材料，20CrMnTi钢具有较高的力学性能，经过淬火后表面硬度可达HRC58～62,心部硬度HRC30～45，以提高耐磨性和疲劳抗力。

 （5）精车加工：精加工齿轮外圆，端面，将尺寸加工到图纸规定的尺寸要求，如后续还需要磨削，那么需留0.2-0.3mm的余量，以方便磨削获得更高的精度要求。

 （6）制齿：常采用插齿机或者滚齿机加工齿面，虽然调整维护方便，但如果大批量生产就会出现效率低的问题，之后随着涂层技术的发展，滚刀、插刀刃磨后的再次涂镀非常方便地进行，经过涂镀的刀具能够明显地提高使用寿命，一般能提高90%以上，有效地减少了换刀次数和刃磨时间，效益显着。

 （7）齿面磨削：齿轮的品质要求越来越高，变速噪音要求越来越低。要达到品质、噪音的双重目标，就要求进行精度更高的齿轮加工，对于大批量生产的齿轮，磨削仍然是其最有效的精加工方法。一般用于加工已淬火齿面，对磨前工序误差的纠正能力强，能达到很高的精度，齿面粗糙度可小至R0.63～0.16微米。

二、加工齿轮的刀具材质

 随着汽车行业的不断发展，越来越多的大批量生产齿轮，并且对齿轮的精度要求越来越高，磨削确是提高精度的有效方法，但对于大批量的齿轮，磨削就会影响加工效率，如采用“以车代磨”的新工艺，可在不影响齿面精度的前提下提高加工效率，使机械制造厂得到很好的经济效益。“以车代磨”就是采用车床加工代替磨床加工，由于齿轮经过热处理之后硬度在HRC45以上，所以此时选择的刀具就尤为重要，只有选择正确的刀具才能提高加工效率，根据“以车代磨”的加工工艺，我国推出了三款立方氮化硼刀具，分别是BN-H10材质，BN-H20材质和BN-S20材质，这三种刀具牌号均采用非金属（陶瓷）作为粘合剂，不仅硬度高，而且耐磨性和抗冲击性能良好，其中BN-H20材质可断续切削齿轮端面，BN-S20材质立方氮化硼刀具是整体聚晶立方氮化硼刀具，其抗冲击韧性优异，可断续粗车变形量大的齿轮齿面，并不崩刀。

延伸阅读：PCBN硬车刀片相关知识简介：

 PCBN刀具（又称为立方氮化硼刀具或CBN刀具）的硬度一般为HV3000-5000，精HV硬度换算HRC相当于HRC95-100，对于HRC50以上高硬度淬火工件高速加工降低成本来讲最为经济划算。目前，PCBN刀具经黑色金属加工领域，是耐磨性最高的刀具材料，经过论证，PCBN刀片（立方氮化硼刀片）的寿命一般是硬质合金刀片和陶瓷刀片的几倍到几十倍，而且随着研究的进步，PCBN刀具（立方氮化硼刀具）适应各种高硬度复杂材料的加工。但同时，PCBN刀具相对于硬质合金材料刀片，其脆性大是不争的事实，针对立方氮化硼刀片硬而脆的弱点，我国推出的适合断续切削和重载粗加工立方氮化硼刀片牌号，以BN-S20材质数控刀片为例，它不仅可以断续切削淬硬钢，也可以大余量切除工件的淬硬层，但前提是并没有牺牲刀具的耐磨性，这是与市场上的PCBN刀具最大的不同，“耐磨性与抗冲击性的完美平衡”是HLCBN品牌屹立于世界超硬刀具行业的原因之一，在国内外刀具学术界享有很高声誉的。