剃齒切削的工藝闡述了J-200A的詳細研發過程及應用實例
齒輪是現代機器和儀器中傳遞運動和扭距的重要零件。由於齒輪傳遞具有轉動準確、傳遞力大、效率高、結構緊湊、可靠耐用等優點，因此齒輪傳遞的應用廣泛，齒輪的需求量也日益增加。剃齒是齒輪加工中對精度要求最高的工藝。
1 剃齒工藝原理
一個直齒圓柱齒輪和一個螺旋齒圓柱齒輪相嚙合，它們的迴轉軸線自然地構成夾角ψ。如果將螺旋齒輪看成加工刀具(剃齒刀)，直齒圓柱齒輪就是被加工的齒輪。在剃齒刀主動旋轉，工件被動旋轉的情況下，剃齒刀的圓周運動速度可以分解為兩個分速度向量，分速度vz垂直於齒輪工件的軸線，分速度v滑則與工件的齒向方向平行。前者帶動工件旋轉，後者使兩齒面產生滑移。剃削的切削作用主要是由齒向方向的滑動運動產生的。當剃齒刀與齒輪作無間隙嚙合時，剃齒刀刀刃在v滑的作用下，將工件齒面切下一層厚度約為0.01～0.05mm的極薄切屑。這完全是應用了螺旋齒輪副嚙合的傳動原理。
剃齒工藝具有操作難度低、加工精度高、生產效率高等優點
2 試驗方法
2.1運動粘度：反映油品的內摩擦力，是表示油品油性和流動性的一項指標。運動粘度越大，油膜強度越高，清洗性和冷卻性越差，運動粘度越小，油膜強度越低，清洗性和冷卻性越好。
2.2閃點：是表示油品蒸發性的一項指標，以℃表示。油品的蒸發性越大，其閃點越低。反之，油品蒸發性越小，其閃點也越高。
2.3傾點：是指在規定的加熱條件下油品開始流動的最低溫度。傾點低的潤滑油能在低溫下使用。潤滑油的傾點應比使用環境的最低溫度高5~10℃。
2.4四球測試，PD:即燒結負荷，用四球法測定潤滑劑極壓性能時，在規定條件下，使鋼球發生燒結的最低負荷，以公斤表示。
2.5比重：物質在既定溫度下的質量與體積之比值。
2.6粘度指數：粘度指數表示油品粘度隨溫度變化的程度。粘度指數越高，表示油品粘度受溫度的影響越小，其粘溫性能越好，反之越差。
3 積架剃齒切削油的研發
針對剃齒切削工藝的特點，初步確定剃齒切削油的各成分組成：
3.1 基礎油的選擇
礦物油包括石蠟基、環烷基、芳烴基。芳烴基油易腐蝕，對皮膚有刺激，一般不使用;石蠟基油粘溫性能好，來源廣泛容易購買;環烷基油溶解性能優良，價格較高，國內資源相對比較少。鑒於原料的易購性及使用性、經濟性選擇石蠟基基礎油，因為剃齒加工屬於精加工，合適的黏度對增強油膜強度有益，綜合選定HVI150為基礎油.
3.2 添加劑的選擇
3.2.1極壓添加劑的選擇
理論上極壓添加劑要達到分解溫度才起作用，不同類型極壓添加劑的分解溫度不同，起作用的溫度範圍也各有不同（見圖2），根據剃齒切削加工區域的溫度狀況而採用添加劑復配出相對應的添加劑起作用的溫度曲線，即可以達到預期的潤滑效果。
3.2.2油性添加劑
作用在金屬加工中溫度不高和負荷不重的部位如刀後面與工件表面間的相互運動，減少摩擦力，提高加工面光潔度。主要有動植物油和合成酯等，動植物油具有潤滑性好，但碘值高容易腐敗的缺點。合成酯既具有良好潤滑性又具有碘值低的優點，是優良的油性劑原料。
3.2.3氯化添加劑
在金屬切削加工過程中，最有效和具有價格優勢的金屬切削加工油添加劑是氯化石蠟。由於氯化石蠟優異的極壓性能，目前氯化石蠟仍是金屬加工用油普遍應用的極壓添加劑。通常是在金屬加工過程中，一方面是氯化石蠟在高壓和微量濕氣影響下分解，與金屬表面反應形成可划動的金屬氯化物膜;另一方面是藉助雜氯原子的親和力而形成高壓穩定的吸附層。在加工速度低和溫度適中時，吸附層顯現優異的潤滑性，但其潤滑性隨加工溫度的提高和速度的增加而降低。中碳鏈和長碳鏈氯化石蠟不受不受國際93/21EEC環保法規限制，仍廣泛應用於金屬加工液中做極壓抗磨劑。英力士金屬加工液專用的Cereclor E系列中鏈產品適用於金屬切削添加劑，相比國產氯化石蠟加強防鏽效能及高溫下的穩定性。
3.2.4磷化合物
在適中應力條件下，有機磷化合物作為抗磨添加劑操作效果極好。其中某些化合物是高效的FZG助促進劑。大多數這類添加劑是中性和酸性磷酸酯衍生物，及其金屬鹽或胺鹽。由於這類化合物中的酸式化合物是最活潑的一種化合物，因而反應活性隨中和度而降低。基於磷系添加劑添加量少，選擇進口的中性磷酸酯類添加劑。
3.2.5硫系添加劑
硫型極壓添加劑是金屬加工油中最重要的一類化合物。從原理上，可將硫分為活性硫和非活性硫2種。不活潑型含二硫化物橋（X=2）為主，具有隻在高溫下才反應的比較穩定的C-S鍵，要求在較高溫度釋放出硫，更能與非鐵金屬相兼容，並顯示出一定的耐磨性能。X在3~5之間的活潑型要活潑得多，因為比較不穩定的多硫化物橋的硫即使在低溫下也易於得到，要求在比較低的溫度下就能釋放出硫與金屬反應並起作用。活性硫和非活性硫的合理搭配不僅可以得到好的加工效果，還可以有效加強刀具壽命。
3.2.6抗氧添加劑
潤滑劑老化的典型特徵是變色和特性焦臭。在高級階段，黏度開始顯著上升，生成酸氧化產物，後者隨後可引發腐蝕和潤滑劑問題。使用抗氧劑可大大延緩此老化過程。自由基清除劑在與鏈增長過程的活性自由基反應中能成功地與潤滑劑分子相競爭。自由基清除劑優先與自由基氧化產物反應，生成共振穩定的自由基，後者可停止自動氧化過程的擴展。過氧化物分解劑將氫氧化物轉變成非自由基產物，因而能制止鏈增長反應。自由基清除劑和過氧化物分解劑相互組合稱為多協同作用。抗氧劑分為酚類、胺類、有機磷、硫類等。通過對酚類和胺類抗氧劑的復配，通過我們自己設計的加熱試驗，發現可有效延長產品壽命。
3.2.7防鏽添加劑
加工后的工件需進行下一工序的加工，在車間或半成品倉庫作短期存放，這些表面有一層金屬加工液膜的工件應有短期防鏽效能，不應在進行再加工前產生鏽蝕。考慮到防鏽時間不長，並且防鏽添加劑與極壓劑存在競爭吸附的情況，所以選擇石油磺酸鹽。
4 配方的確定
4.1綜上所述，最後確定配方如表2所示，檢測結果見表3。
4.2 檢測指標
5 應用實例
國內某大型齒輪廠在剃齒機上使用積架剃齒切削油J-200A，對不鏽鋼齒輪進行剃齒加工，加工效果良好，客戶反映剃齒后的精度可完全滿足客戶需求，該油品潤滑性好，加工工件表面光潔度高，目前已經使用兩年以上，油品持續穩定，客戶非常滿意。
6 結論
積架剃齒油J-200A採用優良的添加劑配方,經實驗室測試性能全部達標,並且經國內某大型齒輪公司使用2年,其潤滑性,積壓性,防鏽性能優秀,得到顧客的推祟, 完全滿足剃齒工藝的要求,建議在行業內大力推廣。
