硬齒面齒輪加工工藝及其在減速機中的應用探析

摘 要：在工業加工領域之中，機械設備的運轉與傳輸都離不開齒輪的運用。出于保證機械設備運轉的安全性、穩定性及高效性的考慮，注重提高齒輪的加工工藝是非常必要的。就以減速機來說，硬齒面齒輪加工質量較高，將其有效的應用于減速機中，可以使減速機安全、有效、穩定的運行；反之，減速機運行效果不佳。為此，本文將從分析硬齒面齒輪加工工藝展開，具體分析硬齒面齒輪在減速機中的應用。

關鍵詞：硬齒面齒輪；加工工藝；減速機；應用分析

齒輪硬面是指采用特殊鋼材，利用復合工藝技術加工使齒輪表面硬度達到一定的工藝要求。因此，硬齒面齒輪應用于減速機中，能夠起到非常重要的作用。目前較為先進的硬齒面齒輪磨削加工技術雖然能保證較高的加工精度，但同時也存在較多問題，如生產效率低、加工成本高、工藝操作復雜等，難以在減速機中充分發揮作用。對此，行業人士積極進行硬齒面齒輪加工工藝的研究與創新，提出的滾齒機上使用硬質合金刮削滾切加工工藝，不僅降低了加工成本、還提高了加工效率，目前已經廣泛的應用于齒輪加工之中[1]?；诖耍P者將對此加工工藝進行分析，進而探究加工而成的硬齒面齒輪在減速機中的應用。

1 硬齒面齒輪的加工工藝

1.1 硬齒面刮削工藝特點分析

參考相關文獻及筆者工作經驗總結，確定硬齒面刮削工藝特點為：

（1）高效性與經濟性。由于硬齒面刮削工藝在滾齒機上進行，這使得硬齒面齒輪加工不需要應用機床設備及工裝設備，如此可以大大降低硬齒面齒輪加工成本，且加工效率較高。但需要注意的是滾齒加工，需要注意給齒面刮削留有一定的加工余地，以保證所加工的硬齒面齒輪滿足設計要求。

（2）成本低、壽命長。硬齒面刮削加工工藝應用的過程中會產生較大的承載力和抗沖擊力，因此硬齒面齒輪加工不需要在應用磨齒機，如此可以降低加工成本，另外，硬齒面刮削加工，將按照齒面質量要求來進行加工，如此可以提高齒面硬度和質量，進而延長了硬齒面齒輪的使用壽命[2]。

1.2 硬齒面切削工藝加工分析

基于以上內容的分析，確定相對于傳統硬齒面齒輪加工工藝來說，硬齒面刮削工藝具有多種優勢，能夠彌補傳統工藝的缺點，加工生產高質量的硬齒面齒輪。當然，要想硬齒面切削工藝充分發揮作用，需要注意以下兩方面。

1.2.1 切削用量規范

（1）切削速度規范。在硬齒輪的切削工藝中，工件的硬度直接影響切削速度的快慢。為了不降低刀具的耐用度，在具體進行工件切削的過程中，應當適當的降低切削速度，如此不僅可以有效的進行工件加工，還能保證刀具長期有效應用。

（2）進給量規范。在硬質合金刮削加工中，選用較大的給進量進行加工，會提高滾齒效率，能且降低齒輪磨損。但是，在精滾加工過程中應當結合實際情況，適當的控制給進量，避免給進量太低，導致切削過程中出現擠壓過重的情況，影響刀具的耐用性。

（3）切削深度規范。通常情況下，應齒輪熱處理之后，將硬齒輪切削深度控制在0.25～0.30mm，進行兩次刮削，如此可以保證硬齒輪切削質量。如若硬齒輪切削深度太小，將會導致刃口擠壓，切削不易切入，不僅會影響硬齒輪切削質量，還會導致刀刃磨損。

（4）切削方式。通常情況下，硬齒輪切削的方式與切削作用力、切削位置、切削形狀等方面有關。因此，在具體進行硬齒輪切削的過程中應當主要觀察切削作力、切削位置及切削形狀等方面，進而選擇適合的切削方式，如異向逆銑的切削方式等[3]。

1.2.2 硬齒輪熱處理

硬齒輪熱處理與齒輪刮削加工緊密相連，直接決定硬齒輪質量。為了保證硬齒輪熱處理效果良好，在具體進行硬齒輪熱處理的過程中，應當注意把握火候，在適宜的溫度（850～870℃）下進行硬齒輪熱處理，如可以避免齒輪變形，增加切削時間；應當注意采用高頻淬火，可以使刮削的粗糙度滿足制造要求，并且有效控制碳化物級別；應當注意將碳化鎢級別控制在5級以下，保證硬齒輪的質量[4]。

2 硬齒面齒輪在減速機中的應用分析

基于以上內容的分析，確定硬齒面刮削工藝的有效應用，可以提高硬齒面齒輪加工質量與效率。那么，加工而成的硬齒面齒輪在減速機中如何應用呢？

2.1 提高減速機的功能

減速機的工作原理是降速的同時輸出扭矩，扭矩的輸出不能超過減速機額定扭矩。從目前減速機應用實際情況來看，減速機種類較多，不同類型的減速機具有不同的用途。但前提條件是減速機能夠有效應用，即降低機械的轉動速度，增加轉速距離。為了提高減速機的作用，將高質量的硬齒面齒輪應用到減速機上，那么硬齒面齒輪將長期有效轉動，從而使減速機發揮作用，達到減速目的。所以，在當前我國減速機應用日益廣泛的今天，為了使減速機能夠廣泛的、有效的應用，應當注意提高減速機的功能，也就是合理的運用硬齒面刮削工藝制造的硬齒面齒輪，使之可以在減速機充分發揮作用[5]。

2.2 熱處理技術在減速機上的應用

減速機的齒輪以及齒輪軸在工作中受到表面接觸應力以及其他應力的作用，減速機的齒輪表面必須具有良好的硬度和耐磨性，并且減速機的心部應該具有良好的塑性和韌性，如此才能保證減速機滿足工作需求，長期安全、穩定、高效的運行。當然，要想做到以上要求，需要將熱處理技術應用于減速機上，也就是，對減速機齒輪進行有效的熱處理，即：先下料鍛造——用正火加工——清洗——淬火——回火——噴丸——再一遍清洗——檢驗、包裝。如此可以保證減速機的齒輪良好的硬度和耐磨性，且心部具有良好的塑性和韌性。其實，在減速機中應用熱處理技術，主要目的是滿足減速機工作要求，而為了真正實現這一目的，在具體利用熱處理技術來處理減速機的過程中，需要將工作重點放在強化滲碳鋼硬度和耐磨性；網狀滲碳體和殘余奧氏體的數量和分布[6]。所以，相關工作人員要想有效的處理減速機，提高減速機的應用性，應當注意掌握熱處理技術，規范化、合理化、標準化的利用熱處理技術來處理減速機齒輪，增強減速機質量，消除減速機的外應力是其在工作過程中更加牢固、穩定。

3 結束語

在滾齒機上使用硬質合金刮削滾切加工工藝進行硬齒面齒輪加工，降低了加工成本，提高了加工效率，但是在齒輪加工精度上還是與磨齒工藝有差距，還需要更進一步的提升。將利用硬齒面刮削工藝所制造的硬齒面齒輪應用到減速機中，可以提高減速機質量和功能，使減速機長期高效、穩定、安全的應用。由此看來，不斷創新與優化硬齒面齒輪加工工藝是非常重要的。

參考文獻

[1]劉俊海.硬齒面齒輪在減速機中的運用研究[J].企業科技與發展，2012（9）：33-35.

[2]況柏文.硬齒面齒輪加工工藝及其在減速機中的應用[J].科技風，2014（14）：71.

[3]紀岡成，胡守志.在使用維護中提高硬齒面齒輪減速機使用壽命的方法[C]//2009全國射線檢測新技術研討會暨西南地區第十屆

NDT學術交流會論文集，2009：279-282.

[4]于永江.硬齒面齒輪、齒軸磨削燒傷裂紋產生的原因及解決方法[J].中國新技術新產品，2016（6）：50-51.

[5]王德寶，王越，浦紅，等.減速機傳動齒齒面局部剝落失效分析[C]//全國冶金物理測試網建網30周年學術研討會論文集，2011：43-46.

[6]盧緒煒.淺談硬齒面齒輪加工的工藝要點與參數選擇[J].黑龍江科技信息，2012.

作者簡介：雒晉峰（1986-），男，山西省朔州市人，2009年畢業于重慶理工大學，工學學士。