航空發(fā)動(dòng)機(jī)的小模數(shù)齒輪精度高、剛性差，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。目前，我國(guó)仍延用傳統(tǒng)的精插齒工藝。加工中，受插齒刀的精度、刃磨前角誤差以及刀刃鋒利程度的影響，致使調(diào)整、加工難度較大，生產(chǎn)效率低。而剃齒工藝恰好克服和彌補(bǔ)了精插齒工藝的不足。

剃齒工藝是由美國(guó)耐森納爾·波洛奇公司發(fā)展起來(lái)的。它是齒輪精加工方法之一，通常只能剃削硬度值HRC35以下的齒輪。目前日本超高速鋼材料剃刀可剃削硬度值HRC50以上的齒輪；我國(guó)試驗(yàn)用高速鋼5F6和M42材料剃刀可剃削硬度值為HRC40～50的齒輪。剃齒機(jī)床與磨齒機(jī)床相比結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，能修正滾齒或插齒形成的部分誤差，加工精度可達(dá)6～7級(jí)，甚至可達(dá)到5級(jí)，表面粗糙度Ra可達(dá)0.2µm。因此，剃齒工藝在齒輪精加工中被廣泛應(yīng)用。
1 剃齒工藝原理
一個(gè)直齒圓柱齒輪和一個(gè)螺旋齒圓柱齒輪相嚙合，它們的回轉(zhuǎn)軸線自然地構(gòu)成夾角ψ。如果將螺旋齒輪看成加工刀具(剃齒刀)，直齒圓柱齒輪就是被加工的齒輪。在剃齒刀主動(dòng)旋轉(zhuǎn)，工件被動(dòng)旋轉(zhuǎn)的情況下，剃齒刀的圓周運(yùn)動(dòng)速度可以分解為兩個(gè)分速度向量(見(jiàn)圖1)，分速度vz垂直于齒輪工件的軸線，分速度v滑則與工件的齒向方向平行。前者帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)，后者使兩齒面產(chǎn)生滑移。剃削的切削作用主要是由齒向方向的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的。當(dāng)剃齒刀與齒輪作無(wú)間隙嚙合時(shí)，剃齒刀刀刃在v滑的作用下，將工件齒面切下一層厚度約為0.01～0.05mm的極薄切屑。這完全是應(yīng)用了螺旋齒輪副嚙合的傳動(dòng)原理。

2 小模數(shù)齒輪剃齒工藝
輪坯是影響剃齒加工質(zhì)量的關(guān)鍵，小模數(shù)齒輪更是如此。因此，編制小模數(shù)齒輪剃齒工藝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制輪坯精度，加工基準(zhǔn)更應(yīng)有足夠的精度。盤類或軸類工件用軸或孔定位時(shí)應(yīng)盡量減小配合間隙，提高同軸度要求。一般配合間隙應(yīng)為0.005mm左右，同軸度應(yīng)控制在0.002～0.003 mm內(nèi)。這樣既可減少重復(fù)裝夾對(duì)加工誤差的影響，也可防止計(jì)量時(shí)因基準(zhǔn)誤差的影造成對(duì)工件的誤判。

剃齒刀的齒頂強(qiáng)度低，而切削速度高。在剃齒過(guò)程中，剃齒刀齒項(xiàng)始終處于大工作負(fù)荷的不利狀態(tài)，因此，剃前齒坯的齒形應(yīng)盡量使剃齒刀刀頂少參與工作。當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線剃刀剃齒時(shí)應(yīng)考慮剃齒中產(chǎn)生的中凹現(xiàn)象。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的小模數(shù)齒輪一般都采用專用剃前插刀使剃前余量分布較為合理；在沒(méi)有專用剃前刀具時(shí)亦可將標(biāo)準(zhǔn)或?qū)Ｓ镁宓痘驖L刀前角適當(dāng)加大，使刀具齒形角變小，加工出的齒形頂寬根細(xì)，這樣可降低剃齒刀齒頂?shù)墓ぷ髫?fù)荷。

根據(jù)螺旋齒輪副嚙合傳動(dòng)原理，只要法向基節(jié)相等，剃齒刀即可任意選用。但在實(shí)際剃削過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到因剃齒刀選擇不當(dāng)而影響加工質(zhì)量的問(wèn)題。因此，對(duì)初選的剃齒刀必須進(jìn)行校驗(yàn)，其法向嚙合角誤差應(yīng)控制在±(2°～3°)內(nèi)；徑向間隙應(yīng)控制在0.2mm左右；剃齒刀超越量，即漸開(kāi)線起始點(diǎn)應(yīng)低于工作起始點(diǎn)，一般超越量DP=(0.15～0.20)mm/2sinas為宜，式中as代表端面壓力角。

剃齒一般采用縱向剃齒法，剃齒余量不宜過(guò)大。若工件齒厚公差較大，剃前可加工至齒厚上偏差；否則剃前余量過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致剃削時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使某些原有精度下降。

剃齒要獲得較高精度，齒坯在剃前應(yīng)有較好的加工基礎(chǔ)，僅靠剃齒提高齒輪的所有精度是不可能的。一般剃前齒坯齒形精度略低于或接近要求精度的一級(jí)左右，否則因剃齒對(duì)切向誤差修正能力差，導(dǎo)致徑向誤差向切向誤差轉(zhuǎn)嫁而造成切向誤差增大。實(shí)際上，由于機(jī)床和工具的誤差以及工藝方面等因素的影響，若剃前齒坯精度不高則很難剃出高精度齒輪。
3 結(jié)束語(yǔ)
剃齒工藝具有操作難度低、加工精度高、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，但齒輪的剃齒加工實(shí)際上是刀具與工件間的自由對(duì)滾，在剃削過(guò)程中，自由旋轉(zhuǎn)的工件因很難保證瞬時(shí)速比的恒定而產(chǎn)生轉(zhuǎn)速波動(dòng)，從而導(dǎo)致工件齒形誤差的增大。因此在制定剃齒工藝時(shí)要設(shè)法(如美國(guó)弗洛斯公司采用強(qiáng)制嚙合剃齒刀和工件的傳動(dòng)法)減小這種轉(zhuǎn)速波動(dòng)的影響。