早在公元前400年，中國已開始使用手工修銼成形的齒輪。1540年，意大利的J.托里亞諾在制造鐘表時制成一臺使用旋轉銼刀的切齒裝置。1835年，英國的J.B.惠特沃思獲得蝸輪滾齒機的專利。1858年，C.席勒取得圓柱齒輪滾齒機的專利。以后幾經改進，直至1897年德國人H.Pfauter制成帶差動機構的滾齒機，才圓滿解決了加工斜齒輪的問題。20世紀初，由于齒輪需求量迅速發(fā)展，特別是為了滿足汽車工業(yè)的生產需要，又先后出現(xiàn)了插齒機、刨齒機、銑齒機、磨齒機、剃齒機和珩齒機。經過半個世紀的發(fā)展，形成了滾、插、剃、珩、磨的齒輪加工基礎。
在當前的齒輪制造業(yè)中，各家公司的齒輪加工工藝大致相同。汽車齒輪大多數(shù)采用滾齒－剃齒－熱處理－珩齒工藝，少數(shù)企業(yè)和部分轎車企業(yè)采用滾齒－熱處理－磨齒工藝，而重載齒輪傳動業(yè)則普遍采用滾齒－熱處理－磨齒工藝。滾齒在汽車齒輪加工方面占據(jù)了70% 以上的份額，可見滾齒在齒輪加工領域的作用不可替代。
隨著時代發(fā)展，各公司對滾齒機的效率和質量要求越來越高，有些用戶要求CPK≥1.67以及fα、fβ、Fp達DIN 6級標準。另外，高可靠性和高數(shù)字化程度也是各公司的重點考慮范圍。目前，滾齒機一般有粗、精加工兩種，粗加工精度低于8級，一般精加工為7～6級，高精度精加工則高于6級。
滾齒機技術的發(fā)展
滾齒機制造技術的發(fā)展可劃分為機械式滾齒機和數(shù)控滾齒機兩個階段。
傳統(tǒng)的機械傳動式滾齒機，其特征為各主軸采用機械式的傳動形式，包括差動、分齒、工件軸、滾刀軸和進給等。由于傳動鏈固有的理論誤差和安裝間隙，造成速度很慢，精度很低。工作時，滾刀裝在滾刀主軸上，由主電動機通過齒輪副和蝸輪副驅動作旋轉運動；刀架可沿立柱導軋垂直移動，還可繞水平軸線調整一個角度。工件裝在工件軸上，由分度蝸輪副帶動旋轉，與滾刀的運動一起構成展成運動。滾切斜齒時，差動機構使工件作相應的附加轉動。工作臺(或立柱)可沿床身導軌移動，以適應不同工件直徑和作徑向進給。
在CIMT 2007上展出的GENESIStm 130H數(shù)控滾齒機
隨著數(shù)控技術的發(fā)展，出現(xiàn)了1～3個軸數(shù)控化的滾齒機，其中的一部分軸采用伺服電機數(shù)字化控制。直到20世紀80年代，世界上才出現(xiàn)真正意義上的六軸數(shù)控滾齒機。在過去的20年中，數(shù)控滾齒機的發(fā)展可以劃分為4代。
第一代數(shù)控滾齒機的工件軸和滾刀軸等采用傳統(tǒng)的蝸桿蝸輪副傳動，速度依然較低，但精度有所提高。隨著刀具技術的發(fā)展，切削線速度有了很大的提高，原來的滾齒機已不能滿足刀具的高速切削要求，于是更快的第二代數(shù)控滾齒機誕生。其工件軸和滾刀軸采用齒輪副傳動，速度有很大的提高。格里森鳳凰牌125GH是第二代數(shù)控滾齒機的代表。
GENESIStm 130H的人造大理石床身
第三代數(shù)控滾齒機于90年代末期出現(xiàn)，它與世界上兩大齒輪裝備巨頭的合并不無干系。差動機構滾齒機發(fā)明人H.Pfaute創(chuàng)辦了PFAUTER公司，100多年來，PFAUTER公司不斷探索，使?jié)L齒機制造技術始終處于世界領先地位。1997年，世界著名錐齒輪制造商——美國格里森公司成功收購德國PFAUTER公司。通過技術的強強聯(lián)手，第三代數(shù)控滾齒機GP系列誕生。其以全直驅技術的利用為特征，工件軸和滾刀軸的直接驅動實現(xiàn)了真正意義的全閉環(huán)控制。直驅技術的使用，保證了高速度；電子齒輪箱和機械間隙的數(shù)控補償，保證了高精度。這時，數(shù)控滾齒機似乎進入頂峰。
作為齒輪技術和裝備的領導者，近10年間，基于多年的齒輪機床制造經驗以及不斷的創(chuàng)新意識，格里森公司又開發(fā)出第四代滾齒機GENESIStm 130H，這也是當今世界上唯一的第四代數(shù)控滾齒機。GENESIStm 130H采用“三合一”的人造大理石床身，只有在高精度磨床上才使用的床身被應用于粗加工機床，可見粗加工對于后續(xù)工序的進行影響很大。同時，GENESIStm 130H還應用了快速上下料機構、干切技術、快換夾具、人性化的人機界面、安全集成模塊等最新技術。數(shù)控滾齒機朝著超高速、超精度、超可靠性、超數(shù)字化方向發(fā)展。
第四代數(shù)控滾齒機——GENESIStm 130H
格里森 GENESIStm 130H 立式滾齒機具備突破性的新設計，可以優(yōu)化干切程序，顯著減少占地面積，大大改善節(jié)拍時間。床身采用先進的人造大理石的整體性框形結構，將傳統(tǒng)的床身和機床立柱、尾架立柱鑄造為一體，兩立柱上部用橫桿共同組成整體框架。采用人造大理石的優(yōu)點在于，它不會因為時間的推移、溫度的變化而降低精度。另外，它比常規(guī)鑄鐵床身的制成速度更快、更精確，具有更高的剛度。這既保證了優(yōu)越的減振效果
