齒輪軸斷裂原因及預防措施

祁帥

（中煤平朔工業(yè)集團有限責任公司，山西 朔州 036006）

齒輪軸實質(zhì)上是指能夠推動相關零件進行轉(zhuǎn)動和相對運輸變動的機械零件。其一般狀態(tài)為圓形齒輪狀，各段之間的直徑有多種規(guī)格。作為運轉(zhuǎn)機器零件和相關設備傳動支撐的基礎零件，其運用在當代機械中極為普遍。齒輪軸的種類很多，而其具體使用狀態(tài)和模式也有著相對應的特點，因此在齒輪軸材料選擇和加工方面都有著相當嚴格的要求，以確保齒輪軸能夠更加有效使用。

1 目前齒輪軸加工使用中的問題

根據(jù)相關研究報道，國內(nèi)許多加工使用過程中的的齒輪軸在實際使用中會有很大的噪聲污染，而且實際使用過程中齒輪軸容易發(fā)生斷裂情況，這樣的噪聲污染會對相關工作人員產(chǎn)生一定的危害，而且齒輪軸的實際使用壽命從整體來看并不是都非常高，一些齒輪軸還容易發(fā)生斷裂的情況，齒輪軸的斷裂從相關程度上來說也是對資源的一種浪費。通過對齒輪軸加工使用過程中全面的檢查和分析，我們能發(fā)現(xiàn)其存在著許多問題，比如在觀察之后發(fā)現(xiàn)齒輪軸有振紋現(xiàn)象；齒輪軸面相對來說較為粗糙，產(chǎn)品加工不夠精細；材料選擇不夠合理等問題。這些問題不僅會讓齒輪軸在使用過程中產(chǎn)生一定程度上的危害，還會使得齒輪軸使用效率和性價比低下，影響機械工業(yè)的發(fā)展。

2 齒輪軸斷裂原因及預防措施

齒輪軸斷裂的主要原因是熱點矯直遺留的淬火斑點未進行充分回火，以及齒輪軸心部出現(xiàn)淬火欠熱組織造成。我們在改進齒輪軸加工上需要根據(jù)實際情況進行一定的改良，通過對齒輪軸材料選取，以及在相關制作材料選擇和相關技術上進行不同方向的改良。比如選擇合適的夾具、滾齒、合理的切削液等方面來使得齒輪軸加工更為良好。利用這樣的方法進行良好的齒輪軸生產(chǎn)加工，這樣能夠有效預防齒輪軸斷裂。

2.1 齒輪軸材料選擇

在普通傳統(tǒng)機械加工中，一旦材質(zhì)選擇不符合使用規(guī)格，則會出現(xiàn)后續(xù)的很多問題，比如齒輪軸使用壽命短，出現(xiàn)齒輪軸斷裂情況。通常我們選取的齒輪軸材料應當是滿足優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼中的45鋼，合金鋼中一般選擇采用40Cr、20Cr、20CrMnTi等材料，利用這樣的材料來進行加工會使得齒輪軸的使用效率變得更高一些，使用時限也相對較長。

2.2 毛坯下料選取

齒輪軸的機械強度相對來說比較高，每個階段的長度值和具體數(shù)值差距也較大，為了能夠使得資源消耗和工作消耗相對降低，通常狀況下應當選擇鍛造毛坯。有些小齒輪的制作，可以進行整體毛坯制作；選擇合適大小的模鍛件進行中等形態(tài)的齒輪軸制作；而在大型程度上的齒輪軸制作上可以使用自由型鍛造。鍛造的毛坯應當盡量減少和避免出現(xiàn)缺陷問題。

2.3 精車

精車一般是根據(jù)齒輪軸雙向尖孔來進行標準選擇。精車外圓。大量生產(chǎn)精車的時候我們?yōu)榱耸沟貌僮餍屎推焚|(zhì)有所提升，往往采用數(shù)控車削這一手段。利用這樣的手段可以很好的進行效率和品質(zhì)提升。齒輪軸精車后的零件需要進行實際考察和分析，根據(jù)情況進行針對性處理，從而更好的為下一步做準備，當然，如果沒有發(fā)現(xiàn)需要重新調(diào)質(zhì)的必要，則可以直接進行下一步滾齒的步驟。

2.4 滾齒

（1）進給量的選擇。精加工時會發(fā)現(xiàn)齒輪軸有各種情況的軸面粗糙狀態(tài)，根據(jù)實際粗糙狀態(tài)進行一定的進給量選擇。通常情況下采用最高的進給量，這樣一般可以使得生產(chǎn)效率變得更為高效。在進行粗加工的時候，由于機床、滾刀等系統(tǒng)的穩(wěn)定性和相關特性不足，會使得刀架發(fā)生震動，這樣會使得進給量提高被阻礙，所以需要時刻保持齒輪軸表面足夠光滑。

（2）切削量與切削速度的使用。通過夾具等各種材料能夠控制合適的切削量以及切削速度，根據(jù)實際情況進行有效切削。相對來說，精度和模數(shù)呈反向比模式的時候，同時也是采用硬度相對較高的齒輪時，應當運用快速切削速度以及小進給量；在粗加工的時候應當使用慢速切削以及程度較高的進給量；根據(jù)實際情況給與相對切削量與切削速度能夠很好的提高工作效率和品質(zhì)。

（3）合適的走刀頻次。齒輪中齒形加工表面一般也會產(chǎn)生不同程度的數(shù)值不等，即粗糙比值不等，根據(jù)其比值和實際粗糙分布進行一定頻次的走刀，控制好次數(shù)是十分重要的。一般來說，齒輪的所有加工次數(shù)小于等于三。一旦出現(xiàn)機床剛性不足等情況，則需要進行粗走刀兩次，這兩次相對來說會有很大程度的走刀量不均衡，需要通過第三次精細加工來使得整個加工效率提高，提升齒輪軸的質(zhì)量。

2.5 切削液的選擇

每一種齒輪軸材料均有不同，切削液的選擇也就不同。一旦在切削液上沒有進行正確選擇，則在齒輪軸后期使用中會由于前期沒有處理好產(chǎn)生斷裂情況。切削液一般都有著各自的特色，相對來說，選取40鉻的齒輪軸進行加工時，應當選擇復合型切削液。

2.6 工藝改進

為了有效預防齒輪軸斷裂，相關研究者提出，利用一定的工藝技術改進可以使得齒輪軸斷裂情況有效減少，其中具體方法有淬火工藝、矯直及機加工工序，利用這樣的方法可以很好的預防齒輪軸斷裂。根據(jù)實際情況對不同粗糙程度以及不同直徑切口面的齒輪軸進行研究分析，通過其具體使用方向和需要經(jīng)受的程度上對其進行一定的淬火工藝，使得其能夠完全滿足使用規(guī)格和使用標準，從而有效預防齒輪軸斷裂。另外對一些齒輪軸進行嚴格檢查以及仔細觀察，根據(jù)其使用要求和相關規(guī)格的檢驗，對其粗糙程度面和相關材質(zhì)、大小程度進行一定的矯直，防止出現(xiàn)齒輪軸斷裂情況。最后，利用上述加工工藝對齒輪軸整體進行良好的改造，無論是從齒輪軸材料選擇還是精車、滾刀等等相關加工工藝上的需求程度，都應當根據(jù)實際情況進行良好的選擇和使用，這樣才能有效預防齒輪軸斷裂，使得齒輪軸的使用壽命提高，增強機械的使用效率。

3 結(jié)語

齒輪軸斷裂的原因?qū)嵸|(zhì)上與很多因素有關，一些小失誤或者是沒有進行認真的檢查和檢測，都可能會使得后期齒輪軸斷裂。而為了能夠使得齒輪軸不再斷裂，應當對齒輪軸進行各種加工工藝和科學的處理手段，對齒輪軸斷裂進行良好的預防，明確每一項加工技術和每一項生產(chǎn)過程，通過對這些生產(chǎn)過程和加工技術掌控，獲得相關技術的使用技能和知識，從而有效促進齒輪軸的使用效率和提高齒輪軸的使用壽命。通過了解各項技術以及結(jié)合實際情況，利用效率最高的方法來對待齒輪軸，通過最佳加工方法和優(yōu)秀的工藝技術使得齒輪軸能夠達到最優(yōu)效果，從而確保齒輪軸質(zhì)量和品質(zhì)，增強齒輪軸使用壽命，有效防止齒輪軸斷裂情況，節(jié)省資源。