大型齿轮制造的技术难点集中在复杂曲面齿形加工方式的选择和热处理齿部变形的控制，前者往往由于受加工机床和刀具的限制而不易实现，后者则由于毛坯材质和热处理工序的不稳定性往往无规律可循。

    
     大型齿轮对加工机床的要求主要体现在刚性和柔性两个方面。刚性是从机床本身构造来说，床身可承载大型齿坯的重量，驱动电动机拥有足够大的功率，传动链可靠，主轴的回转、刀架的进给应能够承受齿槽加工过程中产生的巨大切削阻力；柔性是从机床应用范围来讲，大型齿轮一般为单件小批生产，功能单一的专用设备并不适合该类型的生产模式，所以在机床设计阶段应充分考虑到设备的使用范围，尽可能满足不同类型、不同尺寸大型齿轮的加工需求，提高设备的利用率，降低加工成本。

    
     同时，随着机床工业的发展，加工机床的数控化已成为必然，它会让操作更简捷，控制更精确，加工效率也更高。

    
     大型齿轮对刀具的要求集中体现在耐用度上。

    
     由于大型齿轮齿槽深、齿数多，加工时间长，刀具消耗大，所以大型齿轮的刀具应具备更长的寿命。

     
     同时，粗加工刀具由于切削量大，进给速度较快，所以应具备较强的韧性和抗冲击性；精加工刀具还应具有较高的硬度，以满足刮削热处理后较硬齿面的要求。从刀具结构上看，大型齿轮刀具还以镶片式结构为主，涂层刀具和硬质合金刀具已成为主流。

    
     从工艺角度来说，不同类型的大型齿轮在加工工艺上存在很大差异。调质齿轮由于受调质合金钢材料淬透性的限制，往往需要在热处理前进行粗开齿加工，以提高齿根部位的热处理性能，但这也会给热后齿顶圆及端面的车削带来不利影响，所以热前合理的加工余量显得十分重要。氮化齿轮是在调质齿轮的基础上增加齿面氮化处理，以进一步提高齿面耐磨性和抗疲劳强度。氮化温度通常低于调质时回火温度至少30℃，同时为了进一步减少大型齿轮的氮化变形，一般在精加工前安排时效处理以消除之前产生的加工应力。渗碳淬火齿轮一般要安排二次正火或调质作为预备热处理，并根据齿坯材料、形状和尺寸的不同，对齿顶圆直径或螺旋角等参数进行适当修正，以达到补偿渗碳淬火变形的目的；同时，由于齿面很硬，热后一般采用磨齿加工，但齿根圆角部位不允许磨削，以保留热处理产生的表面残留压应力，增强齿根抗疲劳能力，所以热前齿部粗加工一般采用凸台留磨刀具。

    
     以我厂制造的风电1 5MW试验台齿轮箱为例，其中最大的齿轮轴材料为20CrMnMo，模数m n=36、齿数z =23，加工精度6级、齿面要求渗碳淬火，表面硬度58～62HRC。由于模数36的凸台留磨滚刀受刀具最大外径的限制，一般刀架无法安装，且该类型的滚刀采购成本过高，所以我厂采用指形铣仿形法加工。其中齿根部位的圆角凸台单独设计了专用圆弧铣刀加工，以保证齿根圆弧的正确形状，机床选用我厂1m卧式滚齿机来保证分度精度

    
     大型齿轮加工的发展方向

    
     近年来，大型齿轮的加工在追求高效率、低成本的同时，更加关注绿色与环保，目前高速干式切削已成为绿色加工技术中的热点。与湿式加工相比，干式切削可以有效克服切削液消耗大、油雾和油污污染、漏油混油现象严重等缺点，加工成本更低，零件质量更好，而且工作环境也变得更加清洁、安全。国际上知名的齿轮加工机床制造商，如美国的Gleason公司，德国的Liebherr公司，日本的三菱重工公司等已将其作为产品研发的重要方向，并形成了一种新的竞争优势。

    
     在刀具方面，随着刀具材料、涂层技术等的发展，现在的滚刀线速度可达到600m/min，这就为高速干式切削技术的推广提供了技术保障。同时，新型可转位硬质合金滚刀的逐步应用，可节省刀具修磨成本和换刀时间，成倍地提高了大型齿轮的加工效率，真正为用户节省大量的成本。

    
     随着机械工业和能源产业的飞速发展，大型齿轮件的需求也越来越大，在大型齿轮的制造技术上，我们还面临着许多技术瓶颈有待解决，许多工艺方法有待提高，在这里也希望能和各位同行或相关领域的专家进行真诚的交流、沟通与合作，共同提升我国在大型齿轮制造领域的技术水平。