電動(dòng)工具的馬達(dá)均有電動(dòng)工具齒輪和齒軸（由軸絕緣、矽鋼片、銅線繞組、風(fēng)扇、整流子等組成），而齒輪軸在電能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過(guò)程中承擔(dān)了重要角色。目前電動(dòng)工具用小模數(shù)齒的加工按照產(chǎn)品的不同檔次通常采用以下工藝：（1）一般產(chǎn)品材料用：45鋼、40Cr或42CrMo；工藝：滾齒齒部及軸承端高頻淬火（齒部淬透）磨軸承檔；優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備及制造成本低。缺點(diǎn)：齒輪精度低，噪音大，抗沖擊性能差。
（2）中端產(chǎn)品材料：40Cr或42CrMo；工藝1：滾齒齒部及軸承端大功率超高頻淬火（齒部），淬硬層025-05mm；優(yōu)點(diǎn)：齒的變形量小，有一定抗沖擊性能。缺點(diǎn)：淬火設(shè)備昂貴，工藝要求高。工藝2：整體調(diào)質(zhì)到38-42HRC磨軸承檔中硬齒部滾齒。優(yōu)點(diǎn)：齒的精度高，無(wú)熱處理變形，綜合機(jī)械性能好。缺點(diǎn)：滾齒刀具較昂貴，工藝成本高，耐磨性較差。
（3）產(chǎn)品材料：20CrNiMo或20CrMnT工藝：滾齒滲碳淬火（齒部淬硬層厚04-08mm，留余量015-025mm）研磨中心孔磨軸承檔硬齒面刮削。優(yōu)點(diǎn)：齒輪精度高，綜合機(jī)械性能。缺點(diǎn)：滾齒刀具較昂貴，工藝成本高。
由于馬達(dá)齒軸齒數(shù)少，模數(shù)小，直徑小，螺旋角大（一般大于15），所以在高頻淬火中往往不僅引起齒部的變形，同時(shí)也使中心孔發(fā)生變形，所以在高頻淬火以后很難保證軸承檔與齒的同軸度。同時(shí)，由于淬火過(guò)程中的金相轉(zhuǎn)換（馬氏體的體積較大），熱處理變形不可避免，這就造成齒輪的精度下降。其成品噪音及壽命也因此受到不同程度的影響。此外，由于國(guó)內(nèi)供貨商的設(shè)備成本、設(shè)備現(xiàn)狀及制造成本較高，尤其是高頻淬火熱處理設(shè)備及工藝的穩(wěn)定性難以保證，因此從1999年起，為減小產(chǎn)品的噪音及保證壽命，我公司基本上采用了后兩種工藝方法。
結(jié)合實(shí)例對(duì)這兩種工藝方法的工藝及特點(diǎn)進(jìn)行分析。中硬齒面的滾削加工以電鉆為例。電鉆中的齒輪零件材料為40Cr或42CrMo，通常采用的熱處理工藝是：調(diào)質(zhì)HRC39-42，滾削設(shè)備一般采用普通滾齒機(jī)（如寧江機(jī)床廠生產(chǎn)），廠商無(wú)需增加設(shè)備投資。加工齒輪用刀具采用鈷鎢硬質(zhì)合金材料，其國(guó)內(nèi)牌號(hào)為YG8（ISO標(biāo)準(zhǔn)為K20或K30）。
由于材料技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的國(guó)外刀具廠商已經(jīng)采用超細(xì)晶粒材料（晶粒直徑小于05m），這樣的刀具具有良好的耐磨性和很高的抗沖擊性，刀具耐用度大大提高；同時(shí)該刀具采用厚2.5m左右的TiN涂層，使刀具的耐磨性能得到了極大的提高。
刀具采用0前角以方便重磨。該電動(dòng)工具產(chǎn)品要求7級(jí)齒輪來(lái)傳動(dòng)，故采用A*滾刀加工為宜。如果電動(dòng)工具產(chǎn)品要求8級(jí)齒輪，則*滾刀即可滿足加工要求。
該齒輪加工工藝路線為：精車調(diào)質(zhì)處理研磨中心孔磨削滾齒。工藝分析如下：（1）由于磨削與滾齒都采用中心孔定位，所以加工基準(zhǔn)沒有累積誤差，同時(shí)滾齒后即為成品，從根本上避免了熱處理帶來(lái)的變形。（2）由于馬達(dá)軸為級(jí)傳動(dòng)，雖然轉(zhuǎn)速高，但其承受的扭距不大，一般模數(shù)均在0.5-0.8mm左右，可采用一次滾削。（3）考慮到整個(gè)切削系統(tǒng)的剛性不僅包括機(jī)床與刀具的剛性，還包括工件的剛性，因此當(dāng)軸徑較細(xì)小時(shí)，需增加V形輔助支撐以增加工件的剛性。這對(duì)保證滾齒質(zhì)量、增加刀具的使用壽命有著極大的幫助。
（4）刀桿的軸向跳動(dòng)和徑向跳動(dòng)應(yīng)嚴(yán)格控制在0.01mm以內(nèi)。
（5）在整個(gè)切削過(guò)程中要保證充分的潤(rùn)滑。
（6）通過(guò)工藝試驗(yàn)確定合理的竄刀周期，以避免刀具因過(guò)度磨損而影響使用壽命和加工質(zhì)量。
（7）刀具重涂涂層時(shí)要選擇正確的退鍍工藝，一般的化學(xué)退鍍會(huì)引起鈷的流失，從而使硬質(zhì)合金變得非常脆，極大地影響刀具的耐用度。
（8）刀具在重磨后如有磁化要進(jìn)行退磁。
為百得公司利用中硬齒面滾削工藝生產(chǎn)的齒輪圖，測(cè)試報(bào)告如所示。
硬齒面滾削工藝生產(chǎn)的齒輪圖齒輪檢測(cè)報(bào)告2.2硬齒面刮削工藝以切割機(jī)用圓柱齒輪為例。切割機(jī)中的齒輪零件材料為20CrNiMo，通常采用的熱處理技工藝是滲碳或碳氮共滲。加工工藝路線為：精車粗滾滲碳或碳氮共滲研磨中心孔磨軸承硬齒面刮削。
粗滾時(shí)可用普通機(jī)床加工，硬齒面刮削可用HAMAIN60機(jī)床。
由于硬齒刮削的加工特點(diǎn)是淬硬后只對(duì)齒輪的齒形部分作微量切削，容易磨損的滾刀頂刃部分不參與切削，只有側(cè)刀刃參與切削。故而為避免刮削時(shí)硬質(zhì)合金滾刀的頂刃參與切削，粗滾刀必須切至全齒深并作適量的根切處理。粗滾刀帶有凸角，并使?jié)L刀的齒頂高增加01-02m（如所示），粗滾的公法線一般預(yù)留015-03mm余量為宜。
帶凸角的粗滾刀示意圖刀具材料的選擇：粗滾刀采用TiN涂層高速鋼滾刀，滾刀精度為*；硬質(zhì)合金為材料，國(guó)內(nèi)牌號(hào)為YG8（ISO標(biāo)準(zhǔn)為K20或K30），同時(shí)刀具涂覆約2.5m厚的TiAlN涂層，在小模數(shù)滾刀中也采用0前角以便于刀具重磨，精度采用A*。工藝分析如下：（1）粗滾主要選擇特殊刀具以避免刮削時(shí)滾刀頂刃崩刃，其他與普通滾齒要求相同。
（2）由于刮削時(shí)是從硬度很高的齒表切去薄薄的一層，所以左、右刃在切削時(shí)嚙合的齒數(shù)會(huì)發(fā)生變化，造成左、右切削刃切削量的不一致，這容易引起軸向切削力的周期性波動(dòng)，所以刮削加工時(shí)要使用精度和剛性好的機(jī)床（建議使用HAMAIN60機(jī)床）。
（3）為了保證整個(gè)切削系統(tǒng)的剛性，必須采用前端軸承檔定位夾緊，使工件的懸臂盡量減少以增加剛性。
（4）刮削刀刀桿的軸向及徑向跳動(dòng)必須嚴(yán)格控制在0.005mm以內(nèi)。
（5）因?yàn)椴捎酶墒角邢鳎市柰ㄟ^(guò)工藝試驗(yàn)確定合理的竄刀周期，以避免昂貴的刀具發(fā)生過(guò)度磨損，甚至崩刃。
（6）刀具再涂層時(shí)要選擇正確的退鍍工藝，否則會(huì)對(duì)刀具的耐用度產(chǎn)生極其嚴(yán)重的影響。
由于電動(dòng)工具體積小，轉(zhuǎn)速*，所以傳動(dòng)比大并且主動(dòng)齒輪齒數(shù)少。為了增加重合系數(shù)，提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和承載能力，常常采用大于15的螺旋角。為了在高轉(zhuǎn)速下改善其噪聲和軸向接觸區(qū)，通常采用齒形及齒向修緣。
齒形修緣常常采用雙壓力角形式，其滾刀齒形如所示。通過(guò)修緣滾刀使齒輪的齒頂比常規(guī)減小約002mm，避免了高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易產(chǎn)生的干涉，從而對(duì)噪聲的改善起到很大的幫助。
齒向修緣主要用于電錘馬達(dá)軸，主要依靠機(jī)床刀架在進(jìn)刀的同時(shí)在徑向產(chǎn)生位移，從而使加工齒輪的齒厚在軸向產(chǎn)生變量（兩頭薄、中間厚約為002mm），從而保證齒向的嚙合區(qū)落在有效齒長(zhǎng)的中間，以利于提高齒的承載能力。
齒形修緣滾刀示意圖切割類電動(dòng)工具由于功率一般較大（一般大于1500W），所以其大齒輪往往采用機(jī)加工以保證具有足夠的強(qiáng)度。大齒輪加工工藝路線為精車滾齒淬火磨內(nèi)孔。大齒輪的材料一般采用40Cr或42CrMo整體淬火。由于淬火后內(nèi)孔有變形，為了保證精度，需要對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行磨削。由于滾齒時(shí)采用頂切工藝，即將齒形與齒頂園同時(shí)切出，保證了齒形與齒頂?shù)耐亩龋薀崽幚砗笾豁殞?duì)齒頂進(jìn)行定位夾緊、磨削內(nèi)孔即可保證齒跳，避免了用齒形定位對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行磨削（這種工藝的定位夾具制作非常麻煩），大大簡(jiǎn)化了工藝，降低了制造成本。
由于盤形齒形的壁較厚，所以在熱處理時(shí)變形量小，一般不需采用硬齒面刮削（特殊精度要求的除外），而電鉆類工具功率較小，常常采用粉末冶金齒輪來(lái)降低成本，勿需切削加工。
齒輪的測(cè)量與控制目前電動(dòng)工具用齒輪的測(cè)量有兩種方法：一是采用齒輪綜合測(cè)試儀（生產(chǎn)商有東京精密、哈量等）。該儀器幾乎包括了所有齒輪測(cè)量要求，可以測(cè)量周節(jié)、基節(jié)、累積跳動(dòng)、齒向齒形等誤差項(xiàng)目，由于其測(cè)量的項(xiàng)目完整，在工藝分析時(shí)具有針對(duì)性，因此能有效地進(jìn)行全面質(zhì)量控制。其缺點(diǎn)是測(cè)試速度較慢。
二是齒輪嚙合儀。該儀器通過(guò)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)齒輪與被測(cè)齒輪嚙合來(lái)測(cè)得一個(gè)齒的徑向綜合誤差及徑向累積綜合誤差。該儀器測(cè)量效率高，多應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快速檢驗(yàn)。對(duì)要求較高的產(chǎn)品也可要求制造商用此方法進(jìn)行全檢。
結(jié)語(yǔ)齒輪傳動(dòng)在電動(dòng)工具齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)中占有重要地位。采用硬齒面齒輪可以提高其承載能力，并達(dá)到小型化的目的，因此研究電動(dòng)工具用小模數(shù)齒輪的加工方法和工藝具有現(xiàn)實(shí)意義。