刀具刃口缺陷對插齒加工有如此的影響，不可小覷
插齒機按滾切法加工齒輪，它的工作原理相當於一對圓柱齒輪嚙合傳動的過程。其中一個是端面磨有前角、齒頂及刀齒兩側均開有后角的插齒刀，另一個則是被加工的齒輪。當插齒刀與工件保持著緊密的無間隙嚙合狀態時，插齒刀每上下往復一次，被加工齒輪就會相對刀具在分度圓上轉過一段弧長。也正因為有著這樣一種獨特的工作原理，其刀具刃口在前次加工中，可能出現的某一刀齒崩刃、切削瘤及拉傷等缺陷，都將會在這一次及後續的加工中，在與其相嚙合的齒面上反覆地、有規律地留下痕跡。這就是在無間隙嚙合加工中，不完整切削刃帶來的不可避免的刃口缺陷的複製。這一缺陷將一直保留至刀具在刃磨後，能完全去除刃口缺陷時為止。
1. 問題來源
在對插齒機（見圖1）用戶的服務中發現，當用戶在加工中或換刀後出現被加工工件齒距偏差（公法線變動量）增大時，往往將解決問題的注意力集中在工具機的傳動鏈上。總是設法去改變刀軸滑動導軌與鑲條的運動間隙或兩套分度蝸輪副的嚙合間隙，以期消除加工誤差，卻不太關心刀具刃口質量對工件的影響。殊不知，在工具機設計時，設計者已有意識的採用耐磨材料，強化了這些關鍵部位的抗磨損設計。況且，這些部位的磨損是在一台工具機全壽命周期中的一個極為漫長的漸變過程，不會突然發生。而盲目、武斷地解決問題，往往會適得其反，這不僅不能解決問題，還破壞了原工具機合理的運動間隙，並可能因此而產生新的問題，或給工具機幾何精度帶來無法彌補的損傷。
圖1 帶尾座的插齒機
以合理的方法去推論刀具的刃口質量是否是產生問題的根源則顯得更為簡單，處理起來也更為快捷。其方法是：在加工抽檢中或換刀後發現問題時，應在下一個工件加工完畢後，在退刀時將參與退刀的刀齒和與之相嚙合的工件齒上分別划上記號（見圖2）。
圖 2
通過對被加工工件的測量，找出影響齒距偏差突然增大或減小的大小齒，並按工件的旋向標出問題齒距退刀點的順位齒數。然後，按齒輪的嚙合原理，從插齒刀的退刀點就能很容易地找到可能影響齒距偏差突然增大或減小的刀齒。為確認該刀齒是否有問題，這時可將有疑似問題的刀齒划上記號，然後再切1～2個工件，同樣划上退刀記號，重複上一次的查找過程。如果這一次查找的問題刀齒和上一次的問題刀齒為同一刀齒，則可以明確的判斷該刀具的刀齒的確有問題。如果不是同一刀齒，再從其他方面查找為時不晚。這樣，從簡單的方法入手，用排除法去查找問題則可避免誤判，非常簡便、實用（見圖3）。
圖 3
2. 結果分析
為什麼新刃磨的刀具往往也會出現上述現象呢？這是因為對插齒刀的認識存有誤區，我們普遍認為刀具是達到製造標準並通過檢測的，問題應該是出在工具機傳動鏈上。其實，在對刀具的近10項通用幾何精度檢測中，沒有一項是針對刃口質量進行檢測的。
根據現場觀察統計，其實更多的時候問題出在用戶自行刃磨後的刀具刃口上。其表現形式有以下幾種：
（1）在對刀具前角的刃磨中，因無法用高倍投影儀對刃口的刃磨質量進行檢測，只能憑目視感覺，並未能完全去除前次插齒加工時遺留下的刃口缺陷，這樣就使得刀具刃口帶著殘餘缺陷參與了下一批次的加工，並留下了痕跡。
（2）沒有專用磨刀機，使用的是未改造的外圓磨床刃磨刀具前刃。由於採用未改造的外圓磨床刃磨刀具，就不能使用高精度的固定頂尖裝夾工藝來磨削前刃，只能利用頭架主軸錐孔來裝夾接刀杆、插齒刀。這樣，外磨頭架主軸在旋轉中自身固有的幾何精度誤差（軸向竄動誤差、徑向跳動誤差），都將嚴重影響刀具修磨後前刃面的斜向圓跳動誤差。而這一刃磨誤差將直接影響到加工質量。
（3）修磨前刃時不進行精磨加工。一塊粒度46的砂輪在一次修磨完成後，即送廠家進行塗層處理。過粗的砂輪粒度造成前刃面上有明顯的加工痕跡，導致表面粗糙度值增大，用手觸摸，即可感知其刀齒一側的出刀刃口粗糙、毛刺集聚。加工中往往會出現一個齒面好、一個齒面差的現象。其修磨質量難以恢復到刀具出廠時的製造標準，插齒時將造成被加工工件齒距偏差增大，單次刃磨後的刀具使用壽命、零件批量加工合格率也將會大大降低。
3. 結語
隨著新材料的不斷出現，齒輪加工的材料也在不斷的升級變化。用戶對齒輪加工的節拍、工序能力指數的要求也在不斷的提高。這從某種意義上講，對刀具壽命的考核勝過了對工具機幾何精度的考核。
市場上對刀具材料細分為高速鋼、粉末冶金高速鋼兩大類十餘個品種，國內外刀具廠商的熱處理工藝也各不相同，刀具的塗層又分成了氮化鈦、鋁氮化鈦、氮碳化鈦、鋯矽納米晶體及鈦矽納米晶體等。因此，在不同因素條件下組合的刀具，對不同的加工材料、不同的加工參數往往會產生不同的加工效果，所以根據加工材料選擇合適廠商生產的合適刀具非常重要，而根據實際加工情況精心選擇合適的加工參數（節拍），則又決定了刀具的使用成本和加工成本。
在換裝不同品牌、不同材質、不同塗層的刀具或優化加工參數後的首批零件加工中，則應計件跟蹤測量。當發現零件加工到一定數量後，工序能力指數出現偏離時，則應立即停機修磨刀具。避免因刀具用鈍後繼續切削造成刀齒刃口及刀齒兩側刃后角的拉傷，從而對刀具形成深度損傷。這必將導致刀齒前刃修磨量增大，刀具全壽命使用周期降低。
所以，科學選擇合適的加工參數，確定一次刃磨後的零件加工量，不僅有利於保證批量零件的加工質量，還可保證以額定的刀齒前刃修磨量來獲得完整的切削刃。當不具備精磨前刃的條件時，用戶最好在自己完成粗磨後，交刀具塗層廠家進行精磨後塗層。這樣，一次修磨即可獲得一把完好如初的刀具。只要科學、合理地使用刀具及工具機，就一定會獲得事半功倍的效果，取得最大收益。