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滚齿机的分类与发展历程滚齿机完成滚齿工作需要具备下列运动：滚刀转动：是滚齿机的主运动，滚刀在转动时以展成法移除被加工工件上的材料并形成齿廓。工作台转动：是滚齿机的分齿运动，它和滚刀保持严格的速比关系，以保证加工出来的齿数正确，并且保证其分齿精度；当滚切斜齿轮时，工作台有一个附加运动（差动）。刀具的轴向移动：刀具沿工件轴线移动以滚切齿轮整个齿宽。刀具的径向运动：刀具沿工件径向移动以切出全齿深。刀具的切向运动：当使用切向滚刀时，刀具沿工件的切向运动逐渐加工成齿轮的全齿深。刀架转动：在加工齿轮时，需要根据齿轮的螺旋角和刀具的螺旋角转动刀架，以切出正确的齿形角和齿厚。滚齿机制造技术的发展可划分为机械式滚齿机和数控滚齿机两个阶段。传统的机械传动式滚齿机，其特征为各主轴采用机械传动形式，包括差动、分齿、工件轴、滚刀轴和进给等。工作时，滚刀装在滚刀主轴上，由主电动机通过齿轮副和蜗轮副驱动作旋转运动；刀架可沿立柱导轨垂直移动，还可绕水平轴线调整一个角度。工件装在工件轴上，由分度蜗轮副带动旋转，与滚刀的运动一起构成展成运动。滚切斜齿时，差动机构使工件作相应的附加转动。工作台(或立柱)可沿床身导轨移动，以适应不同工件直径和作径向进给。图1 机械传动滚齿机外形图图2 机械传动滚齿机传动原理图传统机械式滚齿机传动结构异常复杂（图2）、传动效率低、传动精度差、磨损严重、切削速度低，操作复杂，生产准备周期长。随着数控技术的发展，出现了1～3轴数控化的滚齿机，其中的一部分轴采用伺服电机数字化控制。直到20世纪80年代，世界上才出现真正意义上的六轴数控滚齿机。现在市场上供应的数控滚齿机有下列几种：1）直线轴数控滚齿机这是国内数控滚齿机市场上的主流产品。它是在传统机械式滚齿机的基础上，将径向进给和轴向进给数控化（2轴），或将径向进给、轴向进给和窜刀三个运动数控化（3轴），实现了自动循环，并且可以加工鼓形齿，或进行自动窜刀。但分齿和差动保留了机械式滚齿机的全部传动链，在加工精度和生产效率上没有显著变化。图3 2轴数控滚齿机图4 3轴数控滚齿机图5 普通滚齿机和2-3轴数控图6 蜗轮传动数控滚齿机滚齿机的传动示意图的传动示意图2）蜗轮副传动数控滚齿机这种滚齿机的工件轴和滚刀轴等采用传统的蜗杆蜗轮副传动，传动链大大缩短，分齿和差动运动取消了传统滚齿机的挂轮，代之以数控系统的“电子齿轮箱（EGB）”，精度有所提高，但由于受蜗轮传动的限制，速度依然较低。这种数控滚齿机有4轴数控（型号通常标示为YK31xxCNC4）、5轴数控（型号通常标示为YK31xxCNC5）、6轴数控（型号通常标示为YK31xxCNC6）。4轴数控滚齿机的数控轴通常是滚刀旋转、工作台旋转、径向进给、轴向进给；5轴数控滚齿机的数控轴通常是在4轴数控滚齿机的基础上增加一个切向进给；6轴数控滚齿机则对滚齿机所必须的6个运动轴都实现了数字控制，称为全数控滚齿机。全数控滚齿机可以实现加工非圆齿轮、复合加工功能。3）齿轮传动数控滚齿机随着刀具技术的发展，切削线速度有了很大的提高，为适应刀具的高速切削要求，出现了工件轴和滚刀轴采用齿轮副传动的数控滚齿机，速度有很大的提高。这种数控滚齿机的工件轴由于使用了齿轮副，速度不再受蜗杆线速度的影响而提高了很多，在加工少齿数齿轮时有优势，适合使用普通滚刀或钴高速钢滚刀。但是机械传动环节的存在限制其滚刀线速度的提升，在刀具适应性上有一定局限，而且也不能适应干式切削的需要。为提高传动刚性和精度，工作台齿轮副往往采用双齿轮消隙的结构。这种结构对于对传动精度十分敏感的滚齿机来说，传动系统的缺陷是致命的，会造成加工精度的不稳定。4）直驱式全数控滚齿机这种滚齿机以全直驱技术的利用为特征，工件轴和滚刀轴的分别使用电主轴和力矩电机直接驱动，取消了全部机械传动链，实现了真正意义的全闭环控制。直驱技术的使用，保证了高速度；电子齿轮箱和无机械间隙的零传动，保证了高精度。零传动滚齿机突破了传统齿轮加工机床的结构设计原理，是齿轮机床设计技术的重大变革。图7 直驱式数控滚齿机