復合主減速機齒輪軸在C650淬火機床上的淬火

鄧守信

（一重集團公司重核電加工分廠助理工程師，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

1 齒輪軸的結構分析

齒輪軸為復合主減速機的高速軸，每臺減速機上總計有兩根。齒輪軸為斜齒輪傳動，速度高，承載能力強，齒面硬度要求高，而且硬度必須均勻。這在埋油淬火機床拆除后，用傳統的手工火焰淬火將無法滿足對齒面的高質量要求。在尋找對外廠家后，不但成本昂貴，每根至少10萬元以上，而且淬火周期也滿足不了生產要求。在此情況下，考慮能否利用現有的淬火機床，通過結構改進，把只能進行外圓淬火機床實現對斜齒齒面的淬火。

2 工藝性分析

因為齒輪軸為斜齒輪軸，進行淬火時需要同時具備兩個運動，一是感應器沿齒溝的直線運動；二是感應器在沿齒溝直線運動的同時，因為感應器的高度保持不變，齒輪軸為斜齒，因此齒輪軸必須按螺旋角的大小進行回轉運動。考慮到在感應器的一百八十度對面加一套導向機構，利用溜板箱帶動感應器運動的同時，導向機構帶動齒輪軸同步旋轉，這樣兩個運動同步進行，就可以達到淬火要求。導向原理如圖1所示。

圖1

3 淬火要領

淬火時有幾點需要注意。導向棒的長度一定要足夠長，保證在感應器進入齒溝之前導向棒已經開始導向，而且在感應器離開工件之前導向棒還要繼續導向一定距離；導向棒在高度上、前后、左右在一定范圍內能夠進行調整，使之導向順暢；導向棒材料選用尼龍棒，這樣既不會研傷齒輪軸齒面，又能夠確保導向安全可靠；在導向棒的兩端加工出錐度，便于導向棒順利進入齒溝進行導向。

4 感應器

感應器是將中頻電流轉化成中頻磁場對工件實行加熱的能量轉換器。它直接影響工件加熱的質量及設備效率。感應器在設計制造適應保證使工件表面有符合要求的均勻化層分布，高的電效率，足夠的機械強度，便于安裝調整，操作方便等條件。沿齒溝中頻淬火感應器是齒輪表面淬火的重要工具，其質量與精度的好壞將直接影響齒面淬火的質量與效率。在設計制作感應器時要嚴格控制各部位的尺寸及精度，才能滿足淬火要求，提高淬火質量。

沿齒溝中頻淬火感應器主要由接緣板、連接板、齒形部分和導磁體組成。接緣板用150mm×50mm×10mm的紫銅板制作。鉆3個Φ12mm的孔與淬火變壓器接緣板用銅螺栓把合連接。齒形部分用方形紫銅管制作。根據齒形用方形紫銅管制作兩匝感應器頭部，使感應器頭部外表面與齒面的間隙為2mm。將兩匝感應器頭部焊接在一起，將其中一匝在齒形部鉆一排Φ1.2mm的孔作為齒面冷卻的噴水孔。用5mm厚的紫銅板作連接板將感應器頭部與接緣板焊接在一起。導磁體用0.3mm的硅鋼片制作。把硅鋼片剪切成型后經磷化處理后就可使用。普通感應器長度一般為300mm。齒輪軸在C650淬火機床上裝卡后，變壓器接緣板離齒面的距離只有150mm，因此，感應器長度必須小于150mm。這就給感應器制作增加了難度。只有把連接板與感應器頭部縮短，還要保證齒形部分和裝卡導磁體方便。經多方努力從新制作了一個合適的感應器。

5 淬火參數選擇

齒輪軸的材質為42CrMo、模數28、螺旋角11°，要求齒面硬度 HRC45～52.根據技術要求，采用沿齒溝中頻淬火，調試后確定淬火參數如表1.表淬后實測齒面硬度為HRC47～52完全符合圖紙要求。

表1

6 結語

實踐證明淬火后的齒輪軸硬度均勻完全符合圖紙各項要求，而且變形量小，給后序磨齒加工節約了時間。復合主減速機齒輪軸在C650淬火機床上替代埋油淬火對齒面進行表面淬火的順利進行，彌補了埋油淬火機床拆除后對大模數齒輪軸淬火的不足，不但保證了齒輪軸的淬火質量要求，保證了生產進度，而且還為公司節約了成本，為大模數齒輪軸的表面淬火開辟了一條新的途徑。