與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)相比，在電動(dòng)交通中使用的電動(dòng)機(jī)的效率要高得多：高效的電動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱將儲(chǔ)存在電池中能量的最多80%以動(dòng)能的形式傳輸給車輪。在燃燒化石燃料時(shí)，轉(zhuǎn)化效率僅為30%至40%，大約是電動(dòng)機(jī)的一半。

　　盡管如此，人們?nèi)栽谂M(jìn)一步提高電動(dòng)汽車的能源效率，特別是在考慮到可以達(dá)到相應(yīng)續(xù)航里程的前提下。此時(shí)，所用變速箱中齒面的表面特性也是一個(gè)調(diào)整要素。

　　通過(guò)磨削和隨后的精細(xì)磨削或拋光對(duì)齒輪進(jìn)行硬精加工是齒輪加工鏈末端決定質(zhì)量好壞的過(guò)程。在此過(guò)程中，對(duì)使用壽命、安靜運(yùn)轉(zhuǎn)、功率傳輸和有效利用輸入能量的要求不斷提高。

　　由于精細(xì)磨削和拋光這兩個(gè)術(shù)語(yǔ)沒(méi)有官方定義，所以KAPP NILES創(chuàng)建了一個(gè)定義，這個(gè)定義涉及滾動(dòng)磨削時(shí)可達(dá)到的表面質(zhì)量( 表1)。

　　引入了平均粗糙深度R_z和粗糙度的算術(shù)平均值R_a作為對(duì)比參數(shù)。很明顯，從某些表面質(zhì)量開(kāi)始，其他的參數(shù)，例如承重比率，比R_z和R_a更能描述表面質(zhì)量的特征。

　　表1：可實(shí)現(xiàn)的表面質(zhì)量

　　為了滿足日益增長(zhǎng)的表面要求，不同加工方法也使用不同的刀具，如下所述。

　　-標(biāo)準(zhǔn)磨削-

　　在標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)磨削時(shí)，使用陶瓷結(jié)合的剛玉磨削蝸桿，它只有一種規(guī)格。

　　-精細(xì)磨削-

　　在精細(xì)磨削的多階段組合加工過(guò)程中，采用與精細(xì)磨削本身不同的其他磨削蝸桿規(guī)格進(jìn)行預(yù)先磨削(標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)磨削)。這兩種規(guī)格都包含陶瓷結(jié)合，但可能有不同的剛玉類型和/或粒度。

　　-拋光-

　　在拋光的多階段組合加工過(guò)程中，預(yù)先磨削(標(biāo)準(zhǔn)滾動(dòng)磨削)采用陶瓷結(jié)合的磨削蝸桿，而拋光采用聚氨酯或合成樹(shù)脂結(jié)合的磨削蝸桿。

　　在拋光的一步加工過(guò)程中(不與直接預(yù)先磨削結(jié)合)，采用聚氨酯或合成樹(shù)脂結(jié)合的一體式刀具。

　　標(biāo)準(zhǔn)磨削

       刀具有兩種不同的刀具規(guī)格。在用于精細(xì)磨削的區(qū)域中，在修整時(shí)降低進(jìn)給速度(圖1)。由此可以影響工件可實(shí)現(xiàn)的表面質(zhì)量。這種修整方法對(duì)齒輪的表面質(zhì)量有影響，即使磨削蝸桿只有一個(gè)規(guī)格。

　　下圖顯示了精細(xì)磨削前后的齒廓和齒面線測(cè)量。此時(shí)在嚙合測(cè)量的齒廓測(cè)量記錄(圖3)中已經(jīng)可以看出這種修整技術(shù)可以顯著改善齒廓形狀偏差(ffα)。

圖圖2_3_4_5

　　正如預(yù)期的那樣，齒面線測(cè)量(圖5)沒(méi)有發(fā)生變化，因?yàn)楦鶕?jù)最大的速度矢量，磨削凹槽處在齒寬方向中。

　　從粗糙度測(cè)量的圖形比較(圖3和7)，可以看出表面已經(jīng)被抹平。但是仍然可以看到粗糙度紋理。也就是說(shuō)，可以將平均粗糙深度R_z和粗糙度的算術(shù)平均值R_a降低系數(shù)2或3。可以將核心粗糙深度Rk和降低的尖端高度R_pk降低系數(shù)2(參見(jiàn)表2)。

　　圖3_7

　　表2：表面參數(shù)比較

　　噴丸嚙合的拋光

　　高度精細(xì)加工的齒面表面的另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域是用于電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器和傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)線路的卡車變速箱。電動(dòng)卡車現(xiàn)在例如被用于廢物管理或在城市中運(yùn)送消費(fèi)品。一些食品折扣店甚至宣傳說(shuō)，他們的貨物在大城市分店之間的運(yùn)輸是通過(guò)電動(dòng)卡車進(jìn)行的。

　　下面介紹噴丸齒面的拋光。

　　工作順序如下所示：齒輪在硬化處理后像往常一樣用一體式磨削蝸桿進(jìn)行滾動(dòng)磨削。因此去除現(xiàn)有的加工余量(包括硬化變形)并生成最終的工件幾何形狀。然后對(duì)工件的齒面進(jìn)行噴丸處理。噴丸的背后是齒面表面的加固，這里的齒面表面用于延長(zhǎng)齒輪的使用壽命并且因此用于延長(zhǎng)變速箱的使用壽命。在最后一個(gè)工作步驟中，在滾動(dòng)磨床上通過(guò)一體式聚氨酯結(jié)合的刀具拋光齒面。

　　拋光可以去除噴丸產(chǎn)生的微凸起。不需要消除所有凹陷。

　　在圖8中對(duì)兩個(gè)齒輪進(jìn)行比較。此圖左側(cè)顯示噴丸后的工件，右側(cè)顯示齒面拋光后的工件。

　　圖8：兩個(gè)工件的比較

　　下面圖9 10 這兩張圖片顯示齒廓幾何形狀的基本比較。在圖10中，可以清楚地看到拋光帶來(lái)的波紋減少。齒廓的基本幾何形狀不受影響。齒廓角度偏差fHα、齒廓凸度Cα和頂部后移Cαa 在傳統(tǒng)的滾動(dòng)磨削加工中，是在噴丸之前生成。

　　和圖11 12顯示齒面線幾何形狀的比較。噴丸后齒面線測(cè)量的測(cè)量記錄顯示在圖11中。這里可以清楚地看到約為7 µm的齒面線形狀偏差ffβ。圖12 顯示加工系列中的另一個(gè)工件，這里是拋光后的齒面線測(cè)量。

　　齒面線的基本幾何形狀不受影響。齒面線角度偏差f_Hβ和齒面線凸度C_β在傳統(tǒng)的滾動(dòng)磨削加工中，是在噴丸之前生成。如圖12 所示，齒面線形狀偏差f_fβ減少一半。

　　圖9_10_11_12

　　現(xiàn)在還比較表面質(zhì)量，作為最終評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)(圖13_143和14)。噴丸后，粗糙度的算術(shù)平均值R_a約0.85µm，明顯高于通常要求的質(zhì)量。同樣，數(shù)值_Rz約為5.8µm，對(duì)于所需應(yīng)用來(lái)說(shuō)太大了。

　　拋光后，參數(shù)R_a和R_z表現(xiàn)出非常小的數(shù)值。這些數(shù)值在這里已經(jīng)無(wú)法充分描述表面質(zhì)量了。

　　這里其實(shí)是由材料承重比率R_mr或“降低的尖端數(shù)值”R_pk連同核心粗糙度數(shù)值R_k來(lái)進(jìn)行描述。這里有各種各樣的評(píng)估，以描述所達(dá)到的表面質(zhì)量。

　　圖13_14

　　此處所示的生產(chǎn)順序?qū)⒁韵聝?yōu)點(diǎn)匯聚在一起：

　　- 通過(guò)傳統(tǒng)的滾動(dòng)磨削實(shí)現(xiàn)幾何形狀精度

　　- 通過(guò)噴丸強(qiáng)化表面

　　- 通過(guò)拋光獲得高精細(xì)表面

　　這條工作鏈有助于提高現(xiàn)在和未來(lái)變速箱的效率和使用壽命。