隨著汽車工業(yè)電驅動轉型的趨勢越來越快，齒輪制造業(yè)同樣需要盡快適應新的產(chǎn)品需求。驅動電機的轉速逐步提高的背景下，需要更大的齒輪速比，以便將輪邊轉速降低到合適的范圍內(nèi)。
與此同時，隨著電動化轉型的所帶來的發(fā)動機本體噪聲的小事，對傳動系統(tǒng)的噪聲要求也越來越苛刻。一般情況下，對于目前的電驅動傳動系統(tǒng)來說，有兩種庀的解決方案：兩級平行軸齒輪機構以及行星齒輪機構（如圖1示）。
圖1 兩種不同的電驅傳動系統(tǒng)解決方案
行星傳動機構可以在很小的空間內(nèi)實現(xiàn)較大的齒輪傳動速比，一般多級傳動采用“同步階梯齒輪（塔輪）”結構，如圖2所示。這兩個齒輪必須要具備非常精密的相位關系，相位公差必須盡可能小，因此對于齒輪的精加工帶來了特別巨大的挑戰(zhàn)。
圖2 多級行星減速機構中常用的“塔輪”及技術要求
由于這兩個齒輪之間特別小的相位公差以及裝配后噪聲的敏感性，對于熱后精加工來說不管是磨削還是珩齒，都不能單獨進行。珩齒工藝被看做是對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，因為珩齒后的齒面波紋具備其特殊的網(wǎng)狀的紋理。珩齒工藝同樣被認為特別適合于兩個相鄰齒輪的熱后硬加工工序，因為它對于兩個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件之間必要的軸夾角很小，而且不需要刀具避讓臺階，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，這將需要應用兩個不同的工藝過程，并帶來一些缺點。這樣進行加工的話，不僅需要兩種不同的機床和不同的夾具和刀具，特別是為了實現(xiàn)兩個齒輪之間的一個非常精密的相位公差，對于工藝過程控制也將非?？量?。使用兩種不同的機床也占用了裝載和卸載所需的非生產(chǎn)的空閑時間，造成整體生產(chǎn)效率下降，成本增高。
格里森的復合珩齒工藝可以消除這些缺點。復合珩齒（Combi Honing）提供了在260HMS珩磨機的珩磨頭內(nèi)平行使用兩個珩磨輪的的可能性，因此提供了一個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珩磨機的多級復合珩磨方案
盡管這個想法看起來很簡單，但仍有一些重要的細節(jié)需要進行考慮。如果只使用一個珩磨輪，則其工作點將始終與珩磨頭的旋轉軸（A軸）相匹配。相反，如果使用兩個珩磨輪，就像復合珩齒的情況，至少一個研磨輪將不會在如圖4所示的旋轉中心點。這種動作的變化會導致實際操作點在y方向上的偏移，如果沒有相關的動作進行修正及補償，將會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 復合珩齒中的偏置修正
為了補償這種未知的影響，格里森珩磨機配備了一個額外的B軸（旋轉軸），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。
復合珩齒工藝過程中，首先用1號珩磨輪完成較大的齒輪的珩齒，然后用2號珩齒輪完成較小的齒輪的珩齒，這兩個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珩磨輪之間。一個特別的挑戰(zhàn)是實現(xiàn)基準齒輪與珩磨輪的可靠和準確定位。當大齒輪輪齒和珩磨輪分度時，必須檢測大齒輪和小齒輪的兩個齒，同時準確對應齒輪正面基準孔的角度和方向。后者保證了塔輪中的小齒輪在行星減速機構中的最終正確安裝位置。
三個分度傳感器（圖5，右）用于測量兩個齒輪的所有齒的位置以及齒輪表面基準孔的角度偏差，并進行自動修正。在測量相關位置后，通過相應的算法計算齒輪輪齒相對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)對準基準孔的情況下，將被拒絕加工，自動剔除。
圖5 260HMS珩磨機的復合珩磨機床設置
確定珩磨質(zhì)量的另一個重要特征是設備珩磨主軸上的兩個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完全或相對變化，即使在修整后也會保證所需的精度符合要求。在其他熱門應用工藝中，裝卸修整工具的位置時，往往不能可靠地支持這一重要的質(zhì)量要求。例如，圖6顯示了在兩個基于大齒輪的小齒輪珩磨工藝后，在檢測設備上所測量的齒輪質(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，完全符合DIN5標準以內(nèi)。在5 μm的公差范圍內(nèi)，兩個齒輪相對于彼此所要求的同步（相位差）是可靠地實現(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的精度測量結果
復合珩齒工藝的另外一個優(yōu)點是實現(xiàn)了被加工齒面的拋光效果。為了提高傳動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構的齒輪珩磨加工。
但是，由于可以在一次夾緊中使用兩個珩磨輪，這種組合工藝也可以用于在一個特定的齒輪上應用兩種不同的珩磨輪規(guī)格，類似于使用雙區(qū)蝸桿砂輪磨削時的拋光、磨削過程。
圖7 拋光磨削與復合拋光珩磨的比較
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圖7的左側顯示了用于有機珩磨材料的兩種不同的珩磨輪規(guī)格。藍色珩磨輪由陶瓷材料制成，用于磨削第一步的配對去除，而淺灰色磨削環(huán)是一個樹脂粘合珩磨輪，使用非常細的磨粒尺寸來拋光表面。這使得實現(xiàn)Rz≤1μm的齒輪研磨成為可能，并在磨齒工藝不能應用時，提供了一個有價值的、低成本的工藝選擇。
