前言

齒輪刀具泛指，滾齒刀、鉋齒刀、成形銑刀、刮齒刀、拉刀以及 特殊場合應用的栓槽滾刀、鏈輪滾刀、鋸片滾刀、削鉛筆刀、切粒刀 等等，這些刀具廣泛應用於各式各樣之傳動零件和特殊滾刀的製造。

齒輪刀具雖有這些類別，但本文主要以滾齒刀、刮齒刀以及特殊刀刃 的負向角刀具為探討之對象。

齒條可分為標準齒條與特殊齒條，所謂特殊齒條即指非標準齒條 而言，其有著瘤頭和齒頂倒角以及非標準齒厚等之齒條尺寸設計，而 標準齒條即對應標準齒輪(無轉位、標準齒深和無放刮放磨等設計)。

滾齒刀和刮齒刀雖然是齒輪製造業最常使用的刀具之一，但大部 份的使用者對其不甚了解，透過這兩種刀具生產的重點製程，可對本 文研究有更進一步的認識。

齒輪的機製加工方式，簡單的可分為前加工與精加工；滾齒、鉋 齒、成形銑製等屬於前加工(雖然滾、鉋齒也可做精加工，但一般而言 仍以前加工為主)，所製之產品精度較低，也稱為粗加工；另外刮齒加 工(Shaving)、珩齒加工(Honing)、磨齒加工(Grinding)等則屬於後加工，

產品精度要求較高，所以亦稱精加工。

目前齒輪的精加工方式，主要以刮齒與磨齒為主，由於刮齒效率 高，成本低，廣泛應用於齒輪之大量生產，所以產量最大的汽機車用 齒輪，目前仍以刮齒加工為主。

刮齒加工方式依動力區分為：動力刮齒與從動性刮齒；所謂的動 力刮齒即刀具軸與齒輪軸均能自主轉動，刮齒時可因各自獨立的傳動 條件，可以調整加工參數，以得到齒輪之齒形與導程精度的控制。至 於從動性刮齒，刮齒時僅刀具軸有旋轉動力，以轉動的刀具軸帶動齒

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輪，藉刮齒刀齒腹部份的開槽之刃口，因相互嚙合時的刮擦動作，刮 削齒輪齒面而複製與刮齒刀齒面相同的一種加工。

至於刮齒刀的型式，則以刮齒機的機構區分，可分為，直進式 (Plunge Type)、下過式(Underpass Type)、軸向式，一般稱為傳統式 (Conventional Type)以及對角式(Diagonal Type)等四種刮齒刀。

齒輪的加工過程中，若齒條刀具的齒頂超越被切齒輪的基圓之 下，即造成所謂的過切(Undercut)，這種在齒輪根部份的過切現象，如 圖3.1 所示，將造成齒輪根部強度降低，所以一般的概念，工程師會採 用各種辦法，來避免齒輪過切的發生。然而在本文中，卻反方向利用 過切的特性，應用於刮齒刀讓槽型式的創新設計。

滾齒時的過切原理廣泛應用於放刮與放磨齒輪的前加工；假設吾 人設計一滾切後的齒形，任一側齒形整段漸開線產生過切時，此即稱 之為完全過切(Fully Undercutting)。

齒形若發生完全過切時，齒形之一側漸開線，因過切而完全被切 除，並於齒頂相交，因而形成刃口，如圖 3.2 所示。刃口型式有別於 正壓力角之刀刃，故稱之為負向角刀具，常見於削鉛筆刀、紡紗用切 粒與鈎紗刀具以及鋸片滾刀等。

滾齒刀容屑槽的製造，習用技術主要以成型側銑刀加工為主，雖 然機台與刀具容易準備，操作亦簡單，但加工耗時與滾切ZK 型蝸桿銑 製時，因銑刀外徑改變造成齒形上下端因干涉而被切除之缺點[26]，而 且滾刀材料不斷推陳出新，銑製的加工方式面臨挑戰，除了刀具磨耗 快速之外，生產中常因刀具磨損未能即時更換而這成刀具爆裂而傷及 工件之狀況。

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圖 3.1 齒輪根部過切圖

完全過切之 刀具路徑 外徑

原齒輪齒形 最終齒形

圖 3.2 完全過切齒形

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滾齒刀容屑槽並非對稱齒形，通常不考慮使用滾切加工，但本文 利用推導而得之齒條製作滾齒刀，以創新的滾製方式克服此加工瓶頸。