CVD 金剛石在蝸桿磨齒機(jī)金剛滾輪中的應(yīng)用
       蝸桿磨齒機(jī)作為直齒、斜齒圓柱齒輪的連續(xù)展成磨削機(jī)床,適用于批量化、專業(yè)化的齒輪加工生產(chǎn)。基本過程是使用金剛滾輪修整蝸桿砂輪，再使用蝸桿砂輪磨削齒輪。磨削過程對(duì)金剛滾輪的精度、壽命  都有較高的要求。
       蝸桿砂輪磨齒機(jī)磨削齒輪的原理，相當(dāng)于一對(duì)螺旋齒輪的嚙合原理。蝸桿砂輪實(shí)質(zhì)上可以看成是一個(gè)齒數(shù)很少(單頭砂輪齒數(shù)等于 1)的螺旋齒輪。因?yàn)樗凝X數(shù)少,螺旋角很大并且輪齒很長(zhǎng)，可以繞軸線很多圈，所以形成一個(gè)漸開線蝸桿，其法向基節(jié)等于所磨齒輪的法向基節(jié)。蝸桿砂輪與齒輪的嚙合，被看作是加工齒輪與蝸桿砂輪沿法向剖面所形成的假想齒條的嚙合，如圖 1所示。

       蝸桿砂輪磨齒過程中，砂輪型面不斷被磨損，一般由于砂輪磨料種類、結(jié)合劑、磨料濃度和被磨齒輪的差異,磨削齒輪十幾件到幾十件不等,就需要修整蝸桿砂輪。修整蝸桿砂輪需要用蝸桿金剛石滾輪。蝸桿金剛石滾輪是蝸桿磨齒機(jī)的核心部件，跟據(jù)被磨削齒輪的具體要求,諸如標(biāo)準(zhǔn)漸開線、鼓形齒、倒角齒等，金剛石滾輪需要設(shè)計(jì)和被加工成相對(duì)應(yīng)的形狀。圖 2所示為常見適用于不同型號(hào)磨齒機(jī)的金剛石滾輪形狀。其外圓部位是滾輪的易損部位，齒輪模數(shù)從0.5mm~10mm，滾輪的外圓部位厚度0.35~5mm不等。

       譬如模數(shù)為m=0.5mm的標(biāo)準(zhǔn)漸開線圓柱齒輪,其需要的滾輪外圓厚度只有 0.35mm,這樣的尺寸，對(duì)傳統(tǒng)的電鍍或者燒結(jié)工藝金剛石滾輪的使用壽命來說都是巨大的挑戰(zhàn)。通過燒結(jié)工藝或是電鍍工藝把 CVD 金剛石嵌入并固定于滾輪外圓，則可大大加強(qiáng)滾輪薄弱環(huán)節(jié)，成倍增加滾輪壽命?，F(xiàn)在市場(chǎng)主流的蝸桿砂輪磨齒機(jī)用滾輪，都采用尖部(外圓)鑲CVD 金剛石工藝。圖3為蝸桿滾輪鑲嵌 CVD 金剛石的形貌。
       此種滾輪，一般選用直流電弧等離子體噴射CVD 和熱絲工藝CVD 金剛石，微波等離子體 CVD金剛石由于價(jià)格過于昂貴，在直流電弧等離子體噴射CVD 和熱絲工藝CVD金剛石能滿足滾輪需求的情況下，一般不選用微波等離子體 CVD 金剛石。CVD金剛石厚度一般從0.5mm~1.2mm 不等，根據(jù)滾輪的要求激光切割成需要的形狀。
       鑲嵌 CVD金剛石和 HPHT 金剛石相支撐，使?jié)L輪外圓部位和斜面部位的強(qiáng)度得到了很好的發(fā)揮。

       CVD金剛石在成型磨齒機(jī)金剛滾輪中的應(yīng)用
       按成形法加工的成形砂輪磨齒機(jī)的砂輪由成形砂輪修整器在軸向剖面內(nèi)修成齒形,砂輪架可作垂直方向進(jìn)給。被磨齒輪由分度架和尾座支承，通過工作臺(tái)作縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)以磨出齒面，每一齒后進(jìn)行分度。在磨斜齒輪的機(jī)床上,砂輪可按工件螺旋角轉(zhuǎn)一角度，工件能在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)得到附加轉(zhuǎn)動(dòng)。如機(jī)床砂輪架能使砂輪進(jìn)入內(nèi)齒輪工件中，便可磨削內(nèi)齒輪。成形砂輪磨齒機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高,精度可達(dá)5 級(jí),適用于成批生產(chǎn),對(duì)齒數(shù)少(例如少于 17 個(gè))的齒輪尤為合適。

       成型磨齒機(jī)滾輪一般采用燒結(jié)工藝和電鍍工藝制造，早年的成型磨齒機(jī)滾輪無 CVD 金剛石加強(qiáng)，邊緣(圓弧)部位只有 HTHP 金剛石顆粒，滾輪使用過程中曲線磨損較快。通過鑲嵌 CVD 金剛石工藝加強(qiáng)后,滾輪曲線保型性大大加強(qiáng)。

節(jié)選自《CVD金剛石在齒輪磨齒機(jī)中的應(yīng)用探究》

來源：超硬材料與磨料磨具