齿轮齿条制造工艺及选型方法

齿条的等级

就产品定义为言，齿条是属于无限延伸的齿轮，所以齿条的规范，基本上，就是依照齿轮的标准，若以德国DIN为例，通常分为DIN3~DIN10，产业上的应用，主要分布在DIN6、DIN8和DIN10，等级的分别，最主要是判断齿条的总齿距误差（Total Pitch Error），每米（1000mm）都有严格的规范，以最畅销的DIN6级为例，每米齿条的总累计误差为≦0.036mm，相对应于精密型滚珠螺杆就是大约C5等级的导程精度（容许值），所以齿条的精密度，在近年来，也备受工具机厂商的信赖与赞许。

齿条等级的应用产业

在齿条应用的产业中，如果以等级和市场面分类，可以粗略的划分：但因为产业复杂，仅供参考。

DIN3极高精密的测量仪器

DIN5极高精密工具机

DIN6高精密CNC加工复合机，木工机、激光切割机、水刀机、弯管机、五轴加工机等。

DIN7中高精密级各式加工机

DIN8中低精密级各式加工机，或负载工具机

DIN9/DIN10低阶、或重负载的工具机、龙门加工机等。

齿条的材料选择

从原材料探讨的话，在工具机的使用中，较常采用中碳钢和合金钢，中碳钢早期以S45C为主，目前因应市场需要更高硬度的齿条，逐渐升级为S50C，硬度从传统的HRC45-50度，提升到HRC50-55度；而合金钢最多采用SCM440的铬钼合金钢，齿条的整体结构、刚性和韧性都更优良，相对加工制程中，难度也较高。另外塑料POM或铜等金属，则会在食品机械等不同产业中出现。

齿条的硬度选择

一般齿条钢材，如果没有做热处理，软质的齿条，经过精铣成型后，就是DIN8级的齿条，如果需要重负荷的工作条件，就要经过热处理的齿条，才能承受高负载。齿条热处理主要采用高周波（淬火回火），可以达到HRC55度，如果要达到HRC60度，则需要采用渗碳的方式，而材料也要改用SCM415，但是因为硬度高，在使用的同时也容易产生脆裂的风险；另外有新科技用激光做热处理，不仅可以达到高硬度的需求，没有脆裂的风险，齿条的变型量更小，同时也属于绿能环保新科技。如果齿条要耐磨耗、耐高负载，还要有高精密度，就是采用DIN6高精密型齿条，齿条会在热处理完成后，在进行研磨，所以精密度可以达到平行度0.02mm内，适合多数CNC中高阶工具机的选用。