一、齿轮常见的加工方法

用展成法加工齿轮常见的方法有：滚齿加工、剃齿加工、插齿加工。滚齿是一种生产率较高的齿轮加工方法，但只能用于一定尺寸的外齿轮加工；内齿轮加工最主要的方法有剃齿、插齿等。剃齿需要在普通滚齿机或插齿机上加装专门的附件或在专门设计的内齿轮剃齿机床上才能实现；插齿切削过程由于插齿刀存在空程的时间损失，所以它的效率较低。

 

二、车齿法

车齿法也是基于齿轮啮合原理进行空间展成车削加工齿轮的方法。 车齿刀车削齿轮的过程是作空间展成车削，相当于一对交错轴的齿轮啮合的过程；刀具和工件的轴是空间交错的，车齿刀和工件分别绕各自轴线转动，以形成展成运动；车齿刀是一个有切削刃的锥形齿轮，一方面绕自身轴线以转动，在切向方向产生速度，同时又平行于工件轴线方向作纵向进刀运动。工件则绕自身轴线作相应转动。车齿过程中，在加工齿槽时，切削刃从上方切入齿槽，沿着径向加工的同时也有沿轴向的进给加工，从而实现连续的齿形切削成形。

 

 车齿法完全改变了传统的齿轮加工方法，是一种高效齿轮加工方法。用车齿法可以加工直齿轮、斜齿轮（包括内、外齿轮），具有加工效率高、啮合精度高、啮合性好等优点。因此，车齿技术在齿轮制造技术中具有独特的地位，车齿刀具的研究与设计是实现车齿成功应用和推广的关键技术之一。

早在1910年，德国人Wilhelm von Pittler为车齿技术申请过专利（Deutsche Patentschrifl Nr．2435 14）。这是有关车齿技术目前可知的最早的文献记载。

直到1954年，美国、前苏联、德国、日本、法国等工业发达国家陆续出现了车齿法应用的成果报道，他们用斜齿轮车刀加工直齿轮或斜齿轮，到20世纪六七十年代，国外将车齿法运用到加工内齿轮上。

我国在20世纪50年代中期也有不少单位研究、试验过车齿法。诸如机械科学研究院、长春汽车厂、大连工学院、大连机床厂等单位。这些单位都是以采用“斜齿车齿刀”车削齿轮为加工方法和研究对象，虽然已经有一些研究与试验的收获，但是它们还处在试验阶段上，离成熟工艺尚有一段距离。

 

三、直齿刀车齿法

与传统齿轮加工方法相比，车齿法虽然有着独特的优点，但由于“斜齿车齿法”存在刀具设计困难、制造困难、刃磨困难和加工螺旋升角的限制等问题，严重制约着车齿法在企业中的应用和推广。

金精教授研究创立的“直齿车齿法”问世以后，不仅解决了原有斜齿刀存在的问题，而且把原有的齿轮加工范围扩展到了大螺旋升角斜齿轮和渐开线圆柱蜗杆的车削加工。与传统的滚齿和插齿加工方法相比，直齿刀车齿法有着加工效率高、精度高、光洁度高、加工范围更广的特点。

1955年，在哈工大完成研究生学业、返回上海交通大学任教的金精教授，开始探索“直齿车齿法”的理论与实践研究工作。作为我国最早从事车齿法研究的学者，金精教授从1960年初开始，先后编著出版了《车齿法》、《车齿理论》等专著，对车齿法的原理、理论、机床、刀具和试验结果，以及当时“车齿法”在国内外研究的现状，做了全面系统的论述，并提出和建立了“直齿车齿法”的理论基础。

在当时，“直齿车齿刀具”的研究在国内外还是一个全新的课题。前苏联和美国、德国、法国、日本等一些工业发达国家，仅是在上世纪50年代（1954年）以后，陆续有车齿加工齿轮的成果问世，但都是用的斜齿刀加工,都未曾涉及到用直齿刀加工的理论和工艺。1954年，前苏联曾有人提出过“用直齿刀可车出外斜齿轮”，也仅仅是从啮合原理的角度提出来，试验并未深入进行就中断了。

金精教授自1955年从事车齿法研究以来，至上世纪70年代末，历经20多年的研究、试验、总结、改进，创立了“直齿车齿刀具加工齿轮的理论”并成功应用于生产实践。

1956年，开始用直齿刀在圆形毛坯成功车削出斜齿轮后，历经多次试验和机床不适导致的失败，于1959年7月，在重庆机床厂532型滚齿机上试验成功。后经研究、试验和完善，于1974年10月，在陕西秦川机床厂做应用验证试验成功，由此证明了直齿刀车削外斜齿轮是可行的。

1963年，开始进行用直齿刀车车削圆柱蜗杆的研究工作，并于同年完成了木质蜗杆车削的验证试验，取得成功。虽然在后来的金属毛坯车削试验中，由于设备不适的原因经历了多次失败，经过不断地总结探索，于1973年10月车削金属蜗杆试验成功，后又经反复验证试验后，于1979年在生产企业形成了成熟的加工工艺。

1974年，开始试验用直齿刀车内斜齿轮，经历了多次由于机床不适的失败后，于1977年9月，成功车削出了104齿、螺旋角为38°55′34″的内斜齿轮。完成了直齿刀车加工内斜齿轮的试验验证工作。

1984年8月，金精教授的《车削齿轮解析原理》论文为美国机械工程师协会ASME年会选中，并于1985年8月应邀出席了美国机械工程师协会ASME年会并作大会发言，同时被聘请为ASME正会员。

1985年，金精教授的“车齿法”，获陕西省科技成果二等奖。

 车齿法，自1910问世以来，已有一百多年的历史了。目前，车齿技术在国外（德国）已得到较好的应用。由于在实际的生产实践中还存在一定的技术困难，在国内这种加工方法仍未被广泛采用。但同时我们也看到，目前国内外不断有关于车齿和直齿刀应用的报道，新一代学者和工程技术人员仍在这一领域不断探索和耕耘着。

作为我国车齿技术理论的创立者，金精教授独创的“直齿刀车齿技术”为车齿法在齿轮制造中的推广应用，建立了理论基础和应用基础。在作者向金精教授讨教车齿法时，已经年俞97高龄的老人，很快用萝卜削出一个车齿刀具模型出来，形象的解释了直齿刀和斜齿刀的区别所在，令人十分赞叹。

 

直齿刀

                                                                              斜齿刀