在现代制造中，齿轮加工有多种工艺。其中滚齿、刮齿和强力车齿是三种常被混淆的重要技术。它们各有特定的应用场景和优缺点。了解它们之间的核心区别，并清楚在何种情况下应选用哪种技术，对生产至关重要。本文将解析这三种加工方法的原理，并帮助您根据生产需求做出最优选择。
资料来源：Fachbuch Zahnrad und Getriebetechnik，Carl Hanser-Verlag，作者：Fritz Klocke 和 Christian Brecher
滚齿——外齿轮加工的基础工艺
滚齿是加工外齿轮最成熟、应用最广泛的技术。在这一过程中，刀具的旋转轴与工件的旋转轴通常呈 45° 到 135° 的交叉角。
技术原理：滚刀类似一个带有轴向齿槽的蜗杆，形成切削刃。这些刃口经过铲背处理，具有后角。其切削速度由刀具直径和线速度共同决定。
进给速度以工件每转一圈 mm 为单位。
从齿轮啮合原理上看，滚齿相当于轴向角为 90° 的蜗轮蜗杆传动。
应用领域：主要用于外齿轮的软加工；
也可用于模数小于 1 mm 的硬加工，但应用较少；
适用于齿轮的预加工和最终的切削加工；
可加工直齿轮和斜齿轮。
只要工件没有干涉轮廓或具备足够的刀具退刀空间，滚齿几乎是所有软齿面外齿轮的首选工艺。该工艺深受制造商青睐，已成为大多数齿轮的标准加工方法。通过使用多头刀具、现代刀具材料及涂层，可以实现很高的加工速度。
埃马克 K 160 数控滚齿机的滚齿加工特写
刮齿——淬硬齿轮的精密精加工
刮齿是对淬火后的齿轮零件进行后处理的一众精加工工艺，旨在修正淬火导致的精度损失，并改善表面粗糙度。
技术原理：其基本加工原理与滚齿加工相同；
关键区别在于：刮齿仅从齿侧面去除材料；
在预铣削过程中，会在齿根处加工出带根切的特殊轮廓，即所谓的“突起”，以便为后续加工留出余量。
精密的传感器技术可确保刀具精确对准工件齿槽的中心位置。
应用领域：专用于外齿轮的精加工；
滚齿后的齿轮质量通常可达 ISO 1328 标准的 6 到 8 级；
淬火后，因变形影响，质量等级通常会下降 1 到 2 级；
通过刮齿，可将质量提升至 ISO 1328 标准的 6 到 7 级；
表面质量也得到显著改善（Ra 约为 0.5，Rz 约为 2.5）。
当需要获得高质量（6-7 级）的淬硬齿轮时，刮齿是理想的工艺选择。与磨削工艺相比，它具有多项优势：软硬加工可在同一台机床上完成，刀具成本更低，加工小齿轮的节拍更短。但其精度上限仍低于磨齿。
埃马克 K 160 数控滚齿机的转向小齿轮刮削工艺
强力车齿——灵活适用于内齿轮和外齿轮加工
强力车齿技术既适用于内齿轮，也适用于外齿轮，尤其在内齿加工方面优势明显。对于外齿轮加工，其另一个突出优点是能够处理带有干涉轮廓的工件，例如带有相邻轴肩的齿轮，且所需的刀具退刀行程远小于滚齿。
技术原理：刀具与工件之间的交叉角通常为 10° 至 25°；
由于加工运动学的要求，刀具和工件有时需要非常高的主轴转速；
该工艺通过多次切削完成材料去除；
进给速度以工件每转一圈 mm 为单位；
切削速度来源于刀具与工件速度的矢量差；
从齿轮技术角度看，它相当于一个轴线倾斜的螺旋齿轮箱。
应用领域：用于内、外齿轮的软加工；
在加工有干涉轮廓的齿轮时特别有利；
可在一次装夹中完成车削和齿轮车齿加工；
直齿轮和螺旋齿轮均可加工。
强力车齿特别适用于小批量生产和柔性制造需求。它是加工内齿轮以及因“滚齿干涉”而无法用其他工艺加工的齿轮时的首选方法。一次装夹完成车削与切齿的能力，有助于减少生产工序。然而，该工艺要求装夹稳定、刀具质量高且机床转速高。在切削过程中，运动学关系有时会导致产生较大的负前角。
埃马克 VSC 400 PS 的强力车齿工艺
三种技术的直接对比
差异与应用领域概览：
结论
选择正确的齿轮加工方法取决于多种因素，包括：
齿轮类型（内齿或外齿）；
材料状态（软质或硬化）；
要求的质量等级和表面光洁度；
批量大小与生产柔性要求；
几何特征（如与轴肩的相对位置）。
滚齿仍然是大多数软齿面外齿轮的基础加工技术。对于淬火后需要精加工的齿轮，刮齿是一种比磨齿更经济的替代方案。而对于内齿轮和几何形状复杂的齿轮，强力车齿则展现出其独特优势。
随着像埃马克这样的公司持续推动这些技术的发展，齿轮加工工艺正变得更加精密、高效和经济，从而显著提升了现代齿轮传动系统的性能。
来源：埃马克
