重型車從動錐齒輪壓淬變形控制的研究

李翔

摘 要：車輛的齒輪零件是十分重要的組成部分，對于重型車來說，關系著其組裝和運行。因此在完成從從動齒輪的生產時，也好格外的注意其質量，對其壓淬變形進行有效控制。文章研究進行基于機床調整的重型車從動錐齒輪壓淬變形控制措施，并評估其效果，借此提升從動錐齒輪的生產加工質量。

關鍵詞：重型車;從動錐齒輪;壓淬變形

中圖分類號：U466? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2020）13-25-03

Study on the Pressure-quenching Deformation Control of Steering Cone Gear

in Heavy Duty Vehicles

Li Xiang

（ Ningxia Machinery Research Institute Co.， Ltd.， Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan 750000 ）

Abstract： The gear parts of the vehicle are very important parts， for the heavy vehicle， it is related to its assembly and operation. Therefore， when finishing the production of driven gear， we should pay special attention to its quality and effectively control its press hardening deformation. This paper studies the control measures of press hardening deformation of driven bevel gear of heavy truck based on machine tool adjustment， and evaluates its effect， so as to improve the production and processing quality of driven bevel gear.

Keywords： Heavy truck; Driven bevel gear; Press hardening deformation

CLC NO.： U466? Document Code： B? Article ID： 1671-7988（2020）13-25-03

前言

齒輪由于其自身物理特性，以及在加工過程中需要經過壓淬工藝的原因，會由于熱處理產生應力的畸變，導致精度的下降，零件的變形。齒輪的壓淬變形，不僅是齒輪的精度下降，同時有合適齒輪的剛性強度下降。這種情況下，如果將從動錐齒輪繼續安裝在重型車上進行使用，就有可能造成齒輪的過度磨削，引起偏載;也可能造成車輛運行過程中的齒面燒傷、產生磨削嚴重損傷，引發點蝕和疲勞斷齒。這些都會造成車輛的安全隱患。因此在壓淬過程中，應當注意調整機床或相關加工工藝，確保整體的壓淬過程變形控制，保證齒輪的變形在合理范圍內，不會造成成品的質量問題和使用安全隱患。

1 從動錐齒輪壓淬變形原理分析

從動錐齒輪作為重型車零件中需要進行壓淬熱處理的零件，其本身會在壓淬過程中，產生一定的淬火畸變。其主要的原理在于，壓淬過程經過了壓力以及溫度的劇烈變化，同時溫度的改變是在瞬間發生的。這種瞬時的急促而劇烈的溫度轉換，造成了零件組織的轉變，形成了體積膨脹或體積收縮的巨大內部應力;同時，外部的加溫程度不均勻，對于齒輪的金屬特性影響也就不均勻，金屬在完成變形應力的抵抗時無法完成徹底的抵抗，和內應力形成了反作用力。內外部應力的改變，以及對整體的應力反應，造成了齒輪零件的膨脹和收縮不穩定，同時由于抵抗力的不均勻，造成了進一步的變形。

2 重型車從動錐齒輪壓淬變形現狀及分析

2.1 機床調整前壓淬零件變形情況

通過結合不同批次的從動錐齒輪壓淬情況后的合格率統計，確定機床調整前壓淬零件變形情況。統計合格率數據為從動錐齒輪的內孔橢圓度和平面度數據。通過統計可以發現，從動錐齒輪壓淬合格比率約為百分之71，有約百分之29的的從動錐齒輪，在生產加工壓淬的過程中，會發生嚴重變形，導致產品質量不合規。

2.2 重型車從動錐齒輪壓淬變形現狀分析

從內孔橢圓度以及平面度數據的統計來看，不合格品占有百分之29的大幅度比率，接近百分之三十。這部分的不合格品，嚴重的浪費的生產資源，同時降低了企業的生產效率和經濟效益。從變形的情況來看，橢圓度關系的內孔情況的變形和平面度關系的平面變形，在整體的變形影響中，都是較大的，幾乎改變了從動錐齒輪百分之六十到百分之七十的形態特征。即使是較為輕微的變形，也能夠達到百分之十到百分之十五左右。由此可見，整體的重型車從動錐齒輪壓淬生產，是存在較大的技術精度缺陷的，無法有效的保證齒輪的生產質量。

分析這一問題的原因，我們結合從動錐齒輪的生產工藝，以及生產設備等，可以歸納出一下幾個原因：機床的精度、模具的結構和精度、零件表面狀態、計量器具等。通過對以上原因的進一步分析，我們提出了相應的改進措施，保證齒輪的壓淬質量。這部分措施包括對機床以及模具的精度和結構進行調整和進一步的修正;完善整體的零件狀態，確保部分關鍵模具的重塑，完善零件的表面控制效果;統一生產和加工過程找那個的計量器具和使用工序，確保標準執行。通過這些措施，調整重型車從動錐齒輪的生產過程，提供質量保證。

3 重型車從動錐齒輪壓淬變形控制措施

3.1 機床精度調整

從動錐齒輪的生產機床，是生產加工基礎，對于從動錐齒輪壓淬變形的控制，有著重要的影響。其精度調整，首先通過中心缸垂直度的測量完成偏差調整。從動錐齒輪生產機床中心缸垂直度需要達到0.5mm以下。其次，調整機床的中心支座，降低基準面的偏差。對于其基準面磨平度不足的部分，進行磨平調整。最后，要完成生產機床的通用下模調整。整體下模的平面度要達到0.02mm，確保貼合程度和穩定性。如機床的使用年限過長，存在損壞或平面度不足的情況，一是考慮對輕微處進行修補，二是在嚴重情況下，對整體下模進行修正更換。

3.2 模具精度調整

模具是完成從動錐齒輪壓淬定性的重要器具，因此，對于機床中模具的各個部分，要進行精度的調整，確保其對于變形情況的控制。模具的精度調整內容包括支承底板的調整、內環的調整、外壓環的調整、內壓環的調整。對于支承底板的調整，要將修正后平面度控制在0.02mm以下;內環的調整重要是將0.05mm到0.06mm的內環平整度，調整至低于0.01mm。對于內壓環和外壓環來說，不同模具在機床使用時有不同的平整度基礎，對其調整都要保證在平整度0.01mm的標準值。

3.3 關鍵模具重塑

關鍵模具如果在實際壓淬過程中，無法保證從動錐齒輪的變形控制，則需要進一步的調整其塑造能力，確保控制零件內孔橢圓度。在必要情況下，進行關鍵模具的重塑。重塑關鍵模具器械為擴漲器。這一器械的主要目的是通過螺釘變形的及控制，降低壓淬從動錐齒輪時，其受到的內外力影響，減小變形程度，進而保證變形的控制，減少不合格成品。一是進行擴漲器螺釘的強度重塑，提升其剛度，從螺釘的變形進行控制。可以將螺釘原本35級的鋼凋質提升至40級的鋼凋質，徹底杜絕擴漲器螺釘變形情況。并據此完成整體的改動調整。在剛度調整的幾乎上，進一步改進其尺寸，可由原本的M6向M8調整，降低螺釘的變形和擴漲器對于壓淬從動錐齒輪的內外受力影響。除此之外嗎，重塑過程還需要完成擴漲器的漲塊、底座的調整改造。對于其尺寸公差、形位公差給予嚴格界定，確保合理布置和對變形情況的嚴格控制。

3.4 零件表面控制

零件的表面控制，在于排除外在的因素，降低其在零件內孔橢圓度、平面度上的影響。從以往的加工經驗來看，盡管機床和模具在從動錐齒輪的加工過程中會導致變形，但是零件的表面因素更容易引起平面度的不足，引起細微的變形。這種影響和可以占到不合格比率的百分之十五左右。這部分外在因素包括從動錐齒輪加工切削過程的加工飛邊現象、鐵屑滯留孔內不及時清理情況、壓淬過程中飛邊、鐵屑掉進淬火油引起模具干涉情況等。無論是何種外在因素，最終都會導致從動錐齒輪的從零件表面開始的受力變化，因而導致的變形問題。

完成零件表面控制，降低其對從動錐齒輪的壓淬變形影響的措施，可以從預防和主動處理兩個方面入手。一是通過控制壓淬入爐前的從動錐齒輪表面狀態，預防可能出現的變形情況。加工操作過程中增加砂輪片打毛刺的過程，采用砂輪和銼刀修正飛邊。同時通過壓縮空氣機全面的清理從動錐齒輪的孔洞，確保零件的清潔性。對于淬火油槽，完成周期性的清理，確保固定時間內的徹底清理，減低零星鐵屑隨零件帶人淬火機床內造成的變形影響。二是主動處理外在因素影響的表面問題。對擴漲器中粘有鐵屑的問題，進行漲塊工作時的運動方向的調整和處理。

3.5 統一計量器具

從動錐齒輪的生產加工過程，會在各個機床流轉，完成多個生產工序，因此需要確保生產過程中統一的計量器具，確保規格的統一和平整度的統一。根據生產廠內更為合理的從動錐齒輪的生產設計，結合各個工序的生產需求，在保證器具的使用狀態的情況下，調整各個生產過程的器具計量標準在統一的狀態下。一是采用統一的塞尺測量平面度、二是在測量內孔橢圓度時，確保和平面度測量的結合。三是在使用過程中考慮測量器具的磨損，隨著時間和生產周期的推進，也好完成測量精度的檢定，確保檢測標準。

4 重型車從動錐齒輪壓淬變形控制的效果分析

通過以上措施的實行，對于整體的從動錐齒輪壓淬生產過程進行了嚴密的調整和修正。完成各項調整后，通過對從動錐齒輪壓淬成品的合格率進行統計，可以確定總體的合格率能夠達到百分之98以上。這說明，從調整機床入手，完成整體工序內容的調整和修正，有助于完成重型車從動錐齒輪壓淬變形控制。

但是這部分控制，仍然存在一定的控制差異，例如內孔橢圓度的控制公差，沒有完全的規避，對規定程度的達成略顯不足，需要進一步的提升其生產過程中的質量控制和管理

措施。另外對于機床精度、模具精度的調整，需要周期性、長時間的進行，維修成本有一定的增加。同時，對于外界因素如鐵屑問題影響的從動錐齒輪壓淬變形問題，無法完成全面的控制，還是會存在一定的變形問題。

5 結語

重型車從動錐齒輪壓淬變形情況，在生產過程中的影響因素和問題變化情況有很多，因此其變形控制存在一定的困難。結合一定調整和改進措施，有助于降低其變形應力的影響，進而控制其變形問題。通過平衡和調整機床、模具的工藝措施、重塑關鍵性的模具剛度、調整統一的計量器具，以及完成零件表面的控制，能夠盡可能的控制從動錐齒輪壓淬過程出現變形情況，提升總體成品的合格率，提升重型車運行保障。

參考文獻

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