依客戶圖面加工的正齒輪與斜齒輪
依客戶圖面加工正齒輪與斜齒輪，齒輪參數、材料與精度等級皆依圖面指定。
品毅齒輪依客戶圖面加工正齒輪與斜齒輪。齒數、模數、壓力角、螺旋角與旋向、齒寬、孔徑與鍵槽、材料與熱處理，全部取自圖面，因為齒輪是為特定組裝件而做，並非從既有系列中挑選。
這一點決定了工作如何進行：沒有目錄件可以退而求其次，沒有標準胚料可以修改，也沒有任何公差可以用「差不多」帶過。圖面就是規格，而我們能做的第一件有用的事，就是把圖面讀得夠仔細，找出它留而未決的地方。
圖面決定零件的地方
- 齒部資料 — 齒數、模數、壓力角、螺旋角與旋向，以及圖面指定時的齒形變位
- 本體資料 — 外徑、齒寬、孔徑、鍵槽或花鍵、輪轂與腹板尺寸
- 品質資料 — 精度等級，以及量測齒部所依據的基準面
- 處理資料 — 鋼種、熱處理，以及熱處理後預期的硬度範圍
圖面若缺少其中一部分，我們會在報價前先詢問。以猜測的齒部資料報價的齒輪，就是得做兩次的齒輪。
基準的問題比一般人預期的更常出現。以孔徑量測的齒輪與以節圓量測的齒輪，對同一件零件而言是兩套不同的允收準則；圖面若未說明以哪一個為準，最終的檢驗報告就會與最初的圖面不一致。
我們加工的齒輪類型
- 正齒輪，外齒與內齒
- 斜齒輪，右旋與左旋
- 齒輪軸，齒部直接切製於軸身上
- 齒輪胚料與粗切件，供客戶後續加工
- 齒形變位型式，圖面提供變位係數者
- 成對齒輪組，小齒輪與大齒輪依指定中心距切製
內齒與齒輪軸值得說明。內齒是以插齒刀而非滾刀切製，因此刀具依模數與齒數而定，交期也比同尺寸的外齒輪更長。齒輪軸的齒部必須與軸承軸頸在同一設定體系內切製，否則齒部與軸頸之間的偏轉量在高速運轉時會顯現為噪音。
工作如何進行
製程路線依精度等級與熱處理而定，順序亦然。切齒後要滲碳淬火的齒輪，齒腹須留足餘量，讓變形能在磨齒時去除；熱處理前即完成精修的齒輪，之後無法再修正。
- 胚料準備 — 車削、搪孔、端面加工，基準面在此建立，並在後續製程中全程保護
- 切齒 — 外齒正齒與斜齒以滾齒加工，內齒及阻擋滾刀的肩部以插齒加工
- 熱處理 — 圖面要求時進行，變形裕度已計入切齒尺寸
- 精修 — 未淬硬齒輪的中等精度以剃齒加工，淬硬齒輪及較緊精度以磨齒加工
- 檢驗 — 齒部參數、偏轉量，以及圖面列為關鍵的特徵
精度由哪一道工序承擔，是工程上的決定。單以滾齒即可涵蓋多數外齒輪的商業精度範圍；當圖面要求的等級非滾齒所能達到，製程就增加一道精修工序，價格也隨之增加該工序的成本。
精度等級及其意義
我們收到的圖面中會出現四種制度：ISO 1328、DIN 3962/3967、AGMA 2015 與 GB/T 10095。它們描述相同的物理偏差，但等級編號不同，且編號方向相反——DIN 1 級最緊，AGMA 16 級最緊。
| 制度 | 最緊 | 常用範圍中最鬆 | 方向 |
|---|---|---|---|
| DIN 3962 | 1 | 12 | 數字越小越緊 |
| ISO 1328 | 1 | 12 | 數字越小越緊 |
| AGMA 2015 | 16 | 6 | 數字越大越緊 |
| GB/T 10095 | 1 | 12 | 數字越小越緊 |
就工作範圍而言，磨齒落在 DIN 5，滾齒落在 DIN 7–8 區間。圖面落在該範圍內的哪個位置，決定了製程路線與價格；落在範圍外的，我們在報價前就說明，而不是報價後才講。
一張混用兩套制度卻未註明換算基準的圖面，就是一張在檢驗時會有爭議的圖面。尤其 AGMA 換算為近似值，且取決於模數與直徑，因此換算基準應標註於圖面上。
材料與熱處理
圖面通常會註明鋼種與熱處理。若未註明，我們會提出問題而非自行假設預設值：相同的齒形幾何在兩種不同鋼材中的使用表現不同，這個選擇屬於設計端，不屬於現場。
最常出現的組合：
| 鋼材 | 典型處理 | 結果硬度 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 40Cr | 調質 | HB 260–300 | 中低速、中等負載、工具機齒輪、一般減速機 |
| 42CrMo | 調質 | HB 280–320 | 大模數重載軸、大直徑齒輪 |
| 20CrMnTi | 滲碳淬火 | 表面 HRC 58–62，心部 HRC 30–42 | 汽車變速箱、工業減速機齒輪 |
| 17CrNiMo6 | 滲碳淬火 | 表面 HRC 58–62，心部 HRC 33–45 | 重載齒輪箱、高反轉工況 |
| 38CrMoAl | 調質後氮化 | 表面 ~HV 950–1100，層深 0.3–0.6 mm | 小模數精密齒輪、變形限制嚴格者 |
有兩點值得明白說清楚。第一，硬度數值是一個範圍，不是目標值——報告顯示一齒 59 HRC、另一齒 61 HRC，對滲碳件而言屬正常，並非缺陷。第二，硬化層深度對承載能力的貢獻不亞於表面硬度，且越深未必越好：深層會延長週期、增加變形並增加成本，因此深度應依設計實際承受的接觸應力來設定。
檢驗
齒輪量測涵蓋四項偏差，且它們不可互換：
- Fp——全齒輪累積節距偏差總量。影響低頻傳動誤差。
- fpt——單一節距偏差。影響齒間負載分配。
- fα——齒形偏差。決定齒高方向的接觸狀態。
- fβ——螺旋線（導程）偏差。決定齒寬方向的全程接觸，且是四項中偏差超標時危害最大者，因為它會將負載集中於齒的一端。
一個齒輪可能 Fp 合格卻 fβ 不合格，在低噪音傳動中仍不可用。只列一兩項參數的檢驗報告不算報告——那只是摘要。
除齒輪參數外，我們會依圖面指定的基準檢查偏擺、內孔與鍵槽尺寸，齒輪軸則檢查齒部與軸承軸頸的對準。客戶提供配對齒輪時，會以標註的中心距檢查配對的背隙。
設計應預先考慮的失效模式
回到齒輪廠的失效案例，很少是「齒輪太軟」。它們是：
- 齒面點蝕，源於接觸應力超過表面所能承受——通常是硬度或負載額定問題，而非加工問題
- 膠合，源於高滑動速度下油膜破裂——屬潤滑與表面粗糙度問題
- 齒根裂紋，源於彎曲疲勞，常起始於齒根尖銳圓角或加工痕跡
- 端部負載，源於螺旋線偏差或對準不良，表現為磨耗集中於齒面一端
- 無明顯磨耗的噪音，源於節距或偏擺誤差——這是從一開始就屬於加工問題的一項
我們報價所需的資料
- PDF、DXF 或 STEP 格式的圖面
- 數量，以及是否為重複性需求
- 配對齒輪或小齒輪圖面（若齒隙與中心距為關鍵條件）
- 任何關於標示、包裝或文件的特殊要求
若圖面仍在最終確認中，請將待定項目標註後寄送。以明確假設為基礎的報價，比等待圖面盡善盡美後才提出的報價更有用。