隨著汽油成本的不斷增加以及保護(hù)環(huán)境的愿望不斷增強(qiáng)，電動(dòng)汽車的發(fā)展勢(shì)頭越來(lái)越強(qiáng)勁也就不足為奇了。汽車制造商正在積極推動(dòng)推出全電動(dòng)產(chǎn)品，甚至比最初的目標(biāo)日期 2040 年還要早。為了支持電氣化的發(fā)展，支持這些車輛的供應(yīng)鏈正在進(jìn)行巨額投資，特別是在傳動(dòng)系統(tǒng)零部件的制造方面。例如，將變速箱納入電動(dòng)汽車推進(jìn)系統(tǒng)可幫助汽車制造商提高驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率。不僅可以在保持相同尺寸電池、電機(jī)和推進(jìn)系統(tǒng)的同時(shí)增加車輛的續(xù)航里程和性能。還能允許使用更小的電池與電機(jī)的情況下仍然保持當(dāng)前系統(tǒng)的相同范圍和性能。

         由于電動(dòng)汽車產(chǎn)生的車輛噪音水平較低，傳動(dòng)系統(tǒng)組件需要滿足比 ICE（內(nèi)燃機(jī)）同類產(chǎn)品更低的噪音、聲振粗糙度和振動(dòng) (NHV) 水平。為了降低 NHV 并提高車輛性能，傳動(dòng)系統(tǒng)制造商正在不斷壓縮軸、軸承和齒輪的光潔度、同心度、圓度、跳動(dòng)和輪廓公差。隨著這些傳動(dòng)系統(tǒng)部件公差的“收緊”，傳統(tǒng)的機(jī)加工和車削工藝經(jīng)常被磨削工藝所取代，因?yàn)槟ハ鞴に嚫菀诐M足這些更嚴(yán)格的要求。

         從歷史上看，齒輪制造使用滾齒工藝連續(xù)生產(chǎn)齒輪，其速度比一次磨削一個(gè)齒要快得多。該工藝可以快速生產(chǎn)齒輪，但達(dá)不到當(dāng)今新型變速器和變速箱所需的精度水平。拉削是另一種傳統(tǒng)的齒輪生產(chǎn)方法，但通常一次只能加工一個(gè)齒，并且通常需要大量的設(shè)備前期投資。為了滿足當(dāng)今降低齒輪噪音并提高動(dòng)力傳輸效率的更高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，齒輪設(shè)計(jì)融入了更精細(xì)的齒面粗糙度和更精確的齒廓（各種修形加持），這些齒廓通常是用砂輪制造的。

        砂輪優(yōu)點(diǎn)

        與滾齒和機(jī)加工工藝相比，使用砂輪加工齒輪具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，由于砂輪由數(shù)百到數(shù)千個(gè)切削點(diǎn)組成，因此切屑痕跡的尺寸明顯小于滾齒加工。因此，通過(guò)磨削更容易達(dá)到更精細(xì)的表面粗糙度值。

         當(dāng)磨料顆粒在工件上移動(dòng)時(shí)，就會(huì)形成切屑，如下圖所示。較小的磨料會(huì)產(chǎn)生較小的切屑，而較小的切屑會(huì)使工件的表面更加光滑。與滾刀或立銑刀等傳統(tǒng)切削刀具相比，磨料顆粒通常要小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這就是為什么它們通常能產(chǎn)生優(yōu)異的表面光潔度。根據(jù)目標(biāo)表面粗糙度和形狀保持要求，提供各種磨料粒度的砂輪。

         生產(chǎn)成品齒輪的磨削工藝與剃齒工藝之間存在差異，而且它們對(duì)齒輪輻射噪聲的影響也存在差異。測(cè)試表明，磨削能夠產(chǎn)生兩種工藝中最低的噪音水平（即最接近標(biāo)稱目標(biāo)）。這通常歸因于齒輪齒內(nèi)受控的微觀幾何形狀以及通過(guò)磨削實(shí)現(xiàn)的較低粗糙度值。

         由于輪齒表面的劇烈磨損，通常將輪齒熱處理至特定的硬度范圍，以提高耐磨性并延長(zhǎng)使用壽命。硬度值范圍為 56-64 RHC，許多硬度值在 58-62 RHC 左右。

         齒輪的內(nèi)芯和輪齒通常較軟（45-50 RHC），以允許一定的容錯(cuò)性并降低脆性斷裂的可能性。由于這些熱處理工藝，砂輪通常非常適合去除表面硬化層中的材料，因?yàn)樗鼈兝梅浅Ｓ驳哪チ＃ɡ缭谀承┣闆r下為氧化鋁、碳化硅和 CBN/金剛石）。由于硬度較高，這些磨料在去除表面硬化材料方面比金屬切削工具更有效。

         如下圖所示，磨料的硬度是淬硬工具鋼或硬質(zhì)合金的 1.5 至 4 倍，這使得它們?cè)谀ハ饔不牧蠒r(shí)使用壽命更長(zhǎng)且磨損更少。磨料磨損的減少有助于控制齒輪輪廓地變化。

        新磨削技術(shù)

         一些砂輪廠家研發(fā)的新型陶瓷顆粒經(jīng)過(guò)專門的設(shè)計(jì)，以滿足齒輪磨削中改進(jìn)光潔度和控制輪廓變化的要求。通過(guò)控制磨料本身的化學(xué)成分和微觀結(jié)構(gòu)，這些工程陶瓷顆粒在研磨過(guò)程中具有非常精確的微斷裂或碎裂成非常小碎片的能力。這為齒輪磨削提供了兩個(gè)好處。首先，它可以很好地控制顆粒的鋒利度，使砂輪在磨損時(shí)保持鋒利，這有助于減少熱量，保持輪廓更長(zhǎng)久，并保持更嚴(yán)格的公差。其次，與上一代工程顆粒相比，顆粒的微斷裂特性會(huì)產(chǎn)生更小的切屑，從而改善零件表面光潔度。

         從機(jī)械加工轉(zhuǎn)向磨削以滿足電動(dòng)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)部件較低 NVH 的嚴(yán)格要求具有顯著的優(yōu)勢(shì)。與滾刀一樣，蝸桿磨輪通常用于比單齒輪廓磨削更快地生產(chǎn)齒輪。但由于磨料更硬，切削點(diǎn)更集中，蝸桿磨可以加工出比滾刀具有更低表面粗糙度和更嚴(yán)格輪廓公差的零件。