CVD 金剛石在蝸桿磨齒機金剛滾輪中的應用
       蝸桿磨齒機作為直齒、斜齒圓柱齒輪的連續展成磨削機床,適用于批量化、專業化的齒輪加工生產。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。磨削過程對金剛滾輪的精度、壽命  都有較高的要求。
       蝸桿砂輪磨齒機磨削齒輪的原理，相當于一對螺旋齒輪的嚙合原理。蝸桿砂輪實質上可以看成是一個齒數很少(單頭砂輪齒數等于 1)的螺旋齒輪。因為它的齒數少,螺旋角很大并且輪齒很長，可以繞軸線很多圈，所以形成一個漸開線蝸桿，其法向基節等于所磨齒輪的法向基節。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的核心部件，跟據被磨削齒輪的具體要求,諸如標準漸開線、鼓形齒、倒角齒等，金剛石滾輪需要設計和被加工成相對應的形狀。圖 2所示為常見適用于不同型號磨齒機的金剛石滾輪形狀。其外圓部位是滾輪的易損部位，齒輪模數從0.5mm~10mm，滾輪的外圓部位厚度0.35~5mm不等。

       譬如模數為m=0.5mm的標準漸開線圓柱齒輪,其需要的滾輪外圓厚度只有 0.35mm,這樣的尺寸，對傳統的電鍍或者燒結工藝金剛石滾輪的使用壽命來說都是巨大的挑戰。通過燒結工藝或是電鍍工藝把 CVD 金剛石嵌入并固定于滾輪外圓，則可大大加強滾輪薄弱環節，成倍增加滾輪壽命。現在市場主流的蝸桿砂輪磨齒機用滾輪，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，使滾輪外圓部位和斜面部位的強度得到了很好的發揮。

       CVD金剛石在成型磨齒機金剛滾輪中的應用
       按成形法加工的成形砂輪磨齒機的砂輪由成形砂輪修整器在軸向剖面內修成齒形,砂輪架可作垂直方向進給。被磨齒輪由分度架和尾座支承，通過工作臺作縱向往復運動以磨出齒面，每一齒后進行分度。在磨斜齒輪的機床上,砂輪可按工件螺旋角轉一角度，工件能在往復運動的同時得到附加轉動。如機床砂輪架能使砂輪進入內齒輪工件中，便可磨削內齒輪。成形砂輪磨齒機結構簡單，效率高,精度可達5 級,適用于成批生產,對齒數少(例如少于 17 個)的齒輪尤為合適。

       成型磨齒機滾輪一般采用燒結工藝和電鍍工藝制造，早年的成型磨齒機滾輪無 CVD 金剛石加強，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 金剛石工藝加強后,滾輪曲線保型性大大加強。

節選自《CVD金剛石在齒輪磨齒機中的應用探究》

來源：超硬材料與磨料磨具