硬齒面齒輪加工技術研究及應用

摘 要：隨著我國現代社會中經濟水平的進步和發展，硬齒面齒輪的市場需求量也開始逐漸加大，因此我國硬齒面齒輪的加工技術近年來也得到了相應的發展和完善。同時根據相關的實踐表示，硬齒面齒輪加工的過程中采用適當的技術，其精度能達到7級以上，不僅對材料做到了有效地節省，同時還減少了能耗的產生，大大地提升了整體的工作生產效率，取得的經濟效果也比較明顯。為此，文章主要針對現代社會中硬齒面齒輪加工技術進行了相應的研究，同時開展了這項技術的應用分析，希望能對今后我國這項技術的應用和發展起到更有效的幫助作用[1]。

關鍵詞：硬齒面齒輪；加工技術；研究；精度

在機械產品的生產和制造過程中，齒輪是一項重要的基礎性零件，通常被廣泛的應用在各種類型的機械傳動裝置上。因此在一定程度上，齒輪制造水平的高低對機械產品的性能和質量能起到直接的影響作用，通過對加工技術進行研究和分析，對整體工藝流程進行優化和完善，將有效地提高齒輪的加工精度和工作生產效率，降低生產成本。近年來，國內外都對硬齒面齒輪的加工都進行了大量的研究和分析，一直致力于全面提升硬齒面齒輪的加工程度，為此，文章就將對硬齒面齒輪加工技術進行研究和分析，以期更好的提升這項技術的應用水平和產品的質量[2]。

一般情況下，硬齒面齒輪加工制造工藝一般主要分成兩種：一是以齒輪、剃齒、熱處理為主，我們通常將其稱為剃齒工藝。另一種則是以滾齒、磨齒和熱處理為主，我們通常稱之為磨齒工藝。通過將兩種方式進行對比，我們發現，磨齒工藝加工設備相對來講投入比較大，不僅是因為磨齒的價格比較昂貴，同時也是因為磨齒機床的結構和工藝相對比較復雜，生產的效率不理想，因此我們要對其預留出相應的磨削余量以便磨齒磨削加工的時候進行使用，這種方式加大了能源和材料的消耗，不建議使用在大批量、低成本同時對質量要求較高的齒輪制造需求中。剃齒工藝具備加工過程靈活、生產效率高，同時機械化自動程度高等優勢，因此在在實際進行加工的過程中我們也經常對這項工藝進行使用。但是在齒輪經過熱處理以后淬火形成了硬齒面，因此將產生變形的情況，使得齒輪的整體精度大大地下降，通常會下降1到2級左右，另一方面，在剃齒的過程中也極易產生凹凸的想象。通過實際的應用和時間證明，采用剃齒工藝的方法對高級齒輪進行制造，關鍵在對熱處理問題進行解決，防止其精度降低情況的產生和出現，并且也要有效的將剃齒過程中產生凹凸齒形的難題進行合理的解決，保證工藝制造業的有效發展和進步[3]。

1 改進熱處理工藝流程

通常情況下，硬齒面齒輪加工生產的工藝流程是齒胚——滾齒——剃齒刀凸形齒修形和抗熱變形修形——剃齒——滲碳、淬火、回穩——檢驗——成品。

解決熱處理變形和對精度進行降低的時候，我們可以采用生產能力相對比較強、性能穩定和質量好、熱處理變形量相對較小的工藝流程進行操作，這個工藝流程主要具備連續碳氮共滲的特點，工藝路線是：上料——脫脂、預氧化——加熱——碳氮共滲——降溫擴散——清洗——回火——降溫——卸料[4]。

整個流程的開展過程中電氣控制部分氛圍程序控制環節、溫度控制環節、碳勢控制環節和計算機控制環節。整個程序控制環節控制整個流程的動作，實現了零件的清洗、加工等相關過程，可以對溫度、火勢等進行相應的設定和查詢，同時這種方式也能對工作狀態、記錄情況進行實施監視，以這種方式對流程進行有效地控制和處理。溫度控制系統中我們要對控制加熱爐、回火爐的溫度進行有效地管理，滲碳爐在840攝氏度和930攝氏度控制溫差時要將溫差控制在上下不超過5攝氏度，回火爐的爐溫在200攝氏度的時候均勻性也是最好的。碳勢控制系統對加熱爐內的碳勢要進行相應的控制和管理，一般情況下，碳勢的控制范圍內通常掌握在≤±0.05%C，齒輪的表面滲碳層深度一般在0.6到1.8毫米，當層深的波動達到一定的范圍時，同一批材料或是同一工件的數值一般是：層深≤1毫米的時候，偏差在≤±0.1毫米；當層的深度>1毫米的時候，偏差在≥±百分之十。因此計算機控制系統通過對以上系統中的各項環節進行監控，我們在對數據進行記錄的過程總，通過查詢整個流程中的各項參數，對整體設備的運行狀態能夠進行更有效的控制[5]。

這項工藝流程的開展中的熱處理齒輪連續進入了四個加熱室中的加熱爐區，通過對其進行加熱和碳氮共滲，碳勢和溫度在控制的過程中將更加準確，特別是無井式爐人為的操作誤差將得到十分有利的控制，零件在經過熱處理質量和批量的同一性將得到更有效的保證。

通過我們相關的實踐證明：通過這種工藝熱處理的齒輪齒面比較耐磨，不容易出現點蝕的情況，因此相對其他方式來講平均的使用壽命相對較長，與井式變形量相對較少了20%到40%，這種方式共滲介質甲烷和氮氣的價格相對較低，原材量的成本能得到有效地控制，生產環境也將得到十分有效地改善。

2 合適的剃齒加工方式

剃齒作為齒形加工過程中的一道重要的工序，不僅能對齒形的誤差進行修正，同時對齒距的誤差和齒向的誤差都能起到一定的修正作用，因此在經過了剃齒加工的齒輪無周期性變化的傳動誤差，傳動中不易產生激振頻率，因此傳動的噪聲相對比較溫和，甚至在一定程度上要比同等精度的磨齒還要完善，由于齒輪工作的平穩性相對較強，因此精度也會相對比較準確。

這種工藝方式將傳統的軸向剃齒法進行了徹底的摒棄，而是采用徑向法對剃齒進行加工。徑向剃齒法在進行剃削工作的開展過程中，徑向剃齒的齒形、齒向、修形都是在經過了剃齒刀齒部修磨之后進行完成的，因此這種方式比較容易對修形量進行控制和掌握，剃齒刀和齒輪之間通過線做基本的接觸方式，剃齒的過程相對來講對比較穩定，因此具有生產效率高、刀具耐用程度強、齒形精準度高和加工表面粗糙程度相對較低的優勢，由于強制性的齒向修正能力較好，因此在經過修剃后零件的穩定性會更強[6]。

3 結束語

以上是對硬齒面齒輪的加工技術和相關工藝方式的改進措施，成功在7級以上硬齒面齒輪大批量生產中進行應用。由于我們不需要對磨削的余量進行保留，因此滲碳層可以相應的減少，這樣不僅對滲碳的時間進行了相應的縮短，同時還大大的對工作效率進行了提高，很大程度上節省了材料和能耗問題。另一方面上，由于我們采用的方式是徑向法剃齒加工技術，因此對軸向剃齒法的走刀流程也進行了節約，對生產效率還能達到進一步的提升。通過對這項技術的應用，能為相關產業帶來十分明顯的經濟收益，因此我們應該加強這項技術的使用和推廣，使其能有效的對我國整體的經濟水平和相關產業效益進行進一步提升和發展。

參考文獻

[1]白城.硬齒面齒輪加工技術進展及展望[J].四川水泥，2016，35（7）：133.

[2]鄭喜朝.硬齒面齒輪精加工技術的現狀與展望[J].新技術新工藝，2013，27（4）：88-90.

[3]呂明，梁國星.硬齒面齒輪加工技術進展及展望[J].太原理工大學學報，2012，43（3）：237-242.

[4]林闊，董福超.硬齒面齒輪加工技術研究及應用[J].企業文化（中旬刊），2016，11（1）：276.

[5]錢利霞，李華，肖啟明，等.硬齒面齒輪加工技術研究及應用[J].熱加工工藝，2011，40（2）：184-185+187.

[6]李濤濤，武永福，權中華，等.硬齒面齒輪加工技術展望[J].金屬加工（冷加工），2013，32（4）：18-19.

作者簡介：高宇（1983-），男，山西省神池縣人，2006年畢業于東北大學，工學學士。