隨著汽車工業(yè)電驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)越來越快，齒輪制造業(yè)同樣需要盡快適應(yīng)新的產(chǎn)品需求。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速逐步提高的背景下，需要更大的齒輪速比，以便將輪邊轉(zhuǎn)速降低到合適的范圍內(nèi)。與此同時(shí)，隨著電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的所帶來的發(fā)動(dòng)機(jī)本體噪聲的小事，對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲要求也越來越苛刻。一般情況下，對(duì)于目前的電驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)來說，有兩種庀的解決方案：兩級(jí)平行軸齒輪機(jī)構(gòu)以及行星齒輪機(jī)構(gòu)（如圖1示）。
圖1 兩種不同的電驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)解決方案
行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以在很小的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大的齒輪傳動(dòng)速比，一般多級(jí)傳動(dòng)采用“同步階梯齒輪（塔輪）”結(jié)構(gòu)，如圖2所示。這兩個(gè)齒輪必須要具備非常精密的相位關(guān)系，相位公差必須盡可能小，因此對(duì)于齒輪的精加工帶來了特別巨大的挑戰(zhàn)。
圖2 多級(jí)行星減速機(jī)構(gòu)中常用的“塔輪”及技術(shù)要求
由于這兩個(gè)齒輪之間特別小的相位公差以及裝配后噪聲的敏感性，對(duì)于熱后精加工來說不管是磨削還是珩齒，都不能單獨(dú)進(jìn)行。珩齒工藝被看做是對(duì)于齒輪噪聲有顯著降低的重要的工藝手段，珩齒后的齒面被證明是比磨齒后降噪效果更好，因?yàn)殓颀X后的齒面波紋具備其特殊的網(wǎng)狀的紋理。珩齒工藝同樣被認(rèn)為特別適合于兩個(gè)相鄰齒輪的熱后硬加工工序，因?yàn)樗鼘?duì)于兩個(gè)齒輪之間的退刀槽要求比磨齒要小的多。
這是由于磨削工具和攻堅(jiān)件之間必要的軸夾角很小，而且不需要刀具避讓臺(tái)階，例如，磨削。因此，珩齒是加工較小齒輪的基本工藝方法，而較大的齒輪也可以被磨齒。然而，這將需要應(yīng)用兩個(gè)不同的工藝過程，并帶來一些缺點(diǎn)。這樣進(jìn)行加工的話，不僅需要兩種不同的機(jī)床和不同的夾具和刀具，特別是為了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)齒輪之間的一個(gè)非常精密的相位公差，對(duì)于工藝過程控制也將非?？量?。使用兩種不同的機(jī)床也占用了裝載和卸載所需的非生產(chǎn)的空閑時(shí)間，造成整體生產(chǎn)效率下降，成本增高。
格里森的復(fù)合珩齒工藝可以消除這些缺點(diǎn)。復(fù)合珩齒（Combi Honing）提供了在260HMS珩磨機(jī)的珩磨頭內(nèi)平行使用兩個(gè)珩磨輪的的可能性，因此提供了一個(gè)理想的珩磨同步塔輪中的小齒輪的解決方案（如圖3）。
圖3 260HMS珩磨機(jī)的多級(jí)復(fù)合珩磨方案
盡管這個(gè)想法看起來很簡(jiǎn)單，但仍有一些重要的細(xì)節(jié)需要進(jìn)行考慮。如果只使用一個(gè)珩磨輪，則其工作點(diǎn)將始終與珩磨頭的旋轉(zhuǎn)軸（A軸）相匹配。相反，如果使用兩個(gè)珩磨輪，就像復(fù)合珩齒的情況，至少一個(gè)研磨輪將不會(huì)在如圖4所示的旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)。這種動(dòng)作的變化會(huì)導(dǎo)致實(shí)際操作點(diǎn)在y方向上的偏移，如果沒有相關(guān)的動(dòng)作進(jìn)行修正及補(bǔ)償，將會(huì)使加工后的齒輪出現(xiàn)錐度，體現(xiàn)在齒向偏差中（在左齒面或者右齒面出現(xiàn)fHresignβ誤差）。
圖4 復(fù)合珩齒中的偏置修正
為了補(bǔ)償這種未知的影響，格里森珩磨機(jī)配備了一個(gè)額外的B軸（旋轉(zhuǎn)軸），這也用于影響齒形修型的程度，如鼓形修正和期望的齒向修正。
復(fù)合珩齒工藝過程中，首先用1號(hào)珩磨輪完成較大的齒輪的珩齒，然后用2號(hào)珩齒輪完成較小的齒輪的珩齒，這兩個(gè)工藝過程全部在同一夾緊中完成。在第二次加工期間，較大的齒輪被放置在兩個(gè)珩磨輪之間。一個(gè)特別的挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)基準(zhǔn)齒輪與珩磨輪的可靠和準(zhǔn)確定位。當(dāng)大齒輪輪齒和珩磨輪分度時(shí)，必須檢測(cè)大齒輪和小齒輪的兩個(gè)齒，同時(shí)準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)齒輪正面基準(zhǔn)孔的角度和方向。后者保證了塔輪中的小齒輪在行星減速機(jī)構(gòu)中的最終正確安裝位置。
三個(gè)分度傳感器（圖5，右）用于測(cè)量?jī)蓚€(gè)齒輪的所有齒的位置以及齒輪表面基準(zhǔn)孔的角度偏差，并進(jìn)行自動(dòng)修正。在測(cè)量相關(guān)位置后，通過相應(yīng)的算法計(jì)算齒輪輪齒相對(duì)于珩磨輪的正確位置。超過熱處理變形的范圍，余量過大或加工余量不足的零件，以及不符合要求的輸入質(zhì)量，和不能在要求的公差內(nèi)對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)孔的情況下，將被拒絕加工，自動(dòng)剔除。
圖5 260HMS珩磨機(jī)的復(fù)合珩磨機(jī)床設(shè)置
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確定珩磨質(zhì)量的另一個(gè)重要特征是設(shè)備珩磨主軸上的兩個(gè)金剛石修整裝置的固定位置（圖5）。修磨工具的位置確保輪齒在珩磨輪上的位置不會(huì)完全或相對(duì)變化，即使在修整后也會(huì)保證所需的精度符合要求。在其他熱門應(yīng)用工藝中，裝卸修整工具的位置時(shí)，往往不能可靠地支持這一重要的質(zhì)量要求。例如，圖6顯示了在兩個(gè)基于大齒輪的小齒輪珩磨工藝后，在檢測(cè)設(shè)備上所測(cè)量的齒輪質(zhì)量。齒形、齒向、周節(jié)精度和同心度都顯示出精度非常不錯(cuò)，完全符合DIN5標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。在5 μm的公差范圍內(nèi)，兩個(gè)齒輪相對(duì)于彼此所要求的同步（相位差）是可靠地實(shí)現(xiàn)的，并代表了這些零部件質(zhì)量的真正突破。
圖6 珩磨加工后的小齒輪1的精度測(cè)量結(jié)果
復(fù)合珩齒工藝的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了被加工齒面的拋光效果。為了提高傳動(dòng)效率和降低噪音水平，我們要求比較精密的和完整的表面質(zhì)量。雖然使用雙區(qū)拋光磨削是一種被證明的較好的方法，但直到現(xiàn)在，類似的工藝還不能適合這種塔輪結(jié)構(gòu)的齒輪珩磨加工。
但是，由于可以在一次夾緊中使用兩個(gè)珩磨輪，這種組合工藝也可以用于在一個(gè)特定的齒輪上應(yīng)用兩種不同的珩磨輪規(guī)格，類似于使用雙區(qū)蝸桿砂輪磨削時(shí)的拋光、磨削過程。
圖7 拋光磨削與復(fù)合拋光珩磨的比較
圖7的左側(cè)顯示了用于有機(jī)珩磨材料的兩種不同的珩磨輪規(guī)格。藍(lán)色珩磨輪由陶瓷材料制成，用于磨削第一步的配對(duì)去除，而淺灰色磨削環(huán)是一個(gè)樹脂粘合珩磨輪，使用非常細(xì)的磨粒尺寸來拋光表面。這使得實(shí)現(xiàn)Rz≤1μm的齒輪研磨成為可能，并在磨齒工藝不能應(yīng)用時(shí)，提供了一個(gè)有價(jià)值的、低成本的工藝選擇。
