硬齿面齿轮加工技术研究及应用

硬齿面齿轮加工技术研究及应用
摘要：随着我国现代社会中经济水平的进步和发展，硬齿面齿轮的市场需求量也开始逐渐加大，因此我国硬齿面齿轮的加工技术近年来也得到了相应的发展和完善。

同时根据相关的实践表示，硬齿面齿轮加工的过程中采用适当的技术，其精度能达到7级以上，不仅对材料做到了有效地节省，同时还减少了能耗的产生，大大地提升了整体的工作生产效率，取得的经济效果也比较明显。

为此，文章主要针对现代社会中硬齿面齿轮加工技术进行了相应的研究，同时开展了这项技术的应用分析，希望能对今后我国这项技术的应用和发展起到更有效的帮助作用[1]。

关键词：硬齿面齿轮；加工技术；研究；精度
在机械产品的生产和制造过程中，齿轮是一项重要的基础性零件，通常被广泛的应用在各种类型的机械传动装置上。

因此在一定程度上，齿轮制造水平的高低对机械产品的性能和质量能起到直接的影响作用，通过对加工技术进行研究和分析，对整体工艺流程进行优化和完善，将有效地提高齿轮的加工精度和工作生产效率，降低生产成本。

近年来，国内外都对硬齿面齿轮的加工都进行了大量的研究和分析，一直致力于全面提升硬齿面齿轮的加工程度，为此，文章就
将对硬齿面齿轮加工技术进行研究和分析，以期更好的提升这项技术的应用水平和产品的质量[2]。

一般情况下，硬齿面齿轮加工制造工艺一般主要分成两种：一是以齿轮、剃齿、热处理为主，我们通常将其称为剃齿工艺。

另一种则是以滚齿、磨齿和热处理为主，我们通常称之为磨齿工艺。

通过将两种方式进行对比，我们发现，磨齿工艺加工设备相对来讲投入比较大，不仅是因为磨齿的价格比较昂贵，同时也是因为磨齿机床的结构和工艺相对比较复杂，生产的效率不理想，因此我们要对其预留出相应的磨削余量以便磨齿磨削加工的时候进行使用，这种方式加大了能源和材料的消耗，不建议使用在大批量、低成本同时对质量要求较高的齿轮制造需求中。

剃齿工艺具备加工过程灵活、生产效率高，同时机械化自动程度高等优势，因此在在实际进行加工的过程中我们也经常对这项工艺进行使用。

但是在齿轮经过热处理以后淬火形成了硬齿面，因此将产生变形的情况，使得齿轮的整体精度大大地下降，通常会下降1到2级左右，另一方面，在剃齿的过程中也极易产生凹凸的想象。

通过实际的应用和时间证明，采用剃齿工艺的方法对高级齿轮进行制造，关键在对热处理问题进行解决，防止其精度降低情况的产生和出现，并且也要有效的将剃齿过程中产生凹凸齿形的难题进行合理的解决，保证工艺制造业的有效发展和进步[3]。

1 改进热处理工艺流程
通常情况下，硬齿面齿轮加工生产的工艺流程是齿胚――滚齿――剃齿刀凸形齿修形和抗热变形修形――剃齿――渗碳、淬火、回稳――检验――成品。

解决热处理变形和对精度进行降低的时候，我们可以采用生产能力相对比较强、性能稳定和质量好、热处理变形量相对较小的工艺流程进行操作，这个工艺流程主要具备连续碳氮共渗的特点，工艺路线是：上料――脱脂、预氧化――加热――碳氮共渗――降温扩散――清洗――回火――降温――卸料[4]。

整个流程的开展过程中电气控制部分氛围程序控制环节、温度控制环节、碳势控制环节和计算机控制环节。

整个程序控制环节控制整个流程的动作，实现了零件的清洗、加工等相关过程，可以对温度、火势等进行相应的设定和查询，同时这种方式也能对工作状态、记录情况进行实施监视，以这种方式对流程进行有效地控制和处理。

温度控制系统中我们要对控制加热炉、回火炉的温度进行有效地管理，渗碳炉在840摄氏度和930摄氏度控制温差时要将温差控制在上下不超过5摄氏度，回火炉的炉温在200摄氏度的时候均匀性也是最好的。

碳势控制系统对加热炉内的碳势要进行相应的控制和管理，一般情况下，碳势的控制范围内通常掌握在≤±0.05%C，齿轮的表面渗碳层深度一般在0.6到1.8毫米，
当层深的波动达到一定的范围时，同一批材料或是同一工件的数值一般是：层深≤1毫米的时候，偏差在≤±0.1毫米；当层的深度>1毫米的时候，偏差在≥±百分之十。

因此计算机控制系统通过对以上系统中的各项环节进行监控，我们在对数据进行记录的过程总，通过查询整个流程中的各项参数，对整体设备的运行状态能够进行更有效的控制[5]。

这项工艺流程的开展中的热处理齿轮连续进入了四个
加热室中的加热炉区，通过对其进行加热和碳氮共渗，碳势和温度在控制的过程中将更加准确，特别是无井式炉人为的操作误差将得到十分有利的控制，零件在经过热处理质量和批量的同一性将得到更有效的保证。

通过我们相关的实践证明：通过这种工艺热处理的齿轮齿面比较耐磨，不容易出现点蚀的情况，因此相对其他方式来讲平均的使用寿命相对较长，与井式变形量相对较少了20%到40%，这种方式共渗介质甲烷和氮气的价格相对较低，原材量的成本能得到有效地控制，生产环境也将得到十分有效地改善。

2 合适的剃齿加工方式
剃齿作为齿形加工过程中的一道重要的工序，不仅能对齿形的误差进行修正，同时对齿距的误差和齿向的误差都能起到一定的修正作用，因此在经过了剃齿加工的齿轮无周期性变化的传动误差，传动中不易产生激振频率，因此传动的
噪声相对比较温和，甚至在一定程度上要比同等精度的磨齿还要完善，由于齿轮工作的平稳性相对较强，因此精度也会相对比较准确。

这种工艺方式将传统的轴向剃齿法进行了彻底的摒弃，而是采用径向法对剃齿进行加工。

径向剃齿法在进行剃削工作的开展过程中，径向剃齿的齿形、齿向、修形都是在经过了剃齿刀齿部修磨之后进行完成的，因此这种方式比较容易对修形量进行控制和掌握，剃齿刀和齿轮之间通过线做基本的接触方式，剃齿的过程相对来讲对比较稳定，因此具有生产效率高、刀具耐用程度强、齿形精准度高和加工表面粗糙程度相对较低的优势，由于强制性的齿向修正能力较好，因此在经过修剃后零件的稳定性会更强[6]。

3 结束语
以上是对硬齿面齿轮的加工技术和相关工艺方式的改
进措施，成功在7级以上硬齿面齿轮大批量生产中进行应用。

由于我们不需要对磨削的余量进行保留，因此渗碳层可以相应的减少，这样不仅对渗碳的时间进行了相应的缩短，同时还大大的对工作效率进行了提高，很大程度上节省了材料和能耗问题。

另一方面上，由于我们采用的方式是径向法剃齿加工技术，因此对轴向剃齿法的走刀流程也进行了节约，对生产效率还能达到进一步的提升。

通过对这项技术的应用，能为相关产业带来十分明显的经济收益，因此我们应该加强
这项技术的使用和推广，使其能有效的对我国整体的经济水平和相关产业效益进行进一步提升和发展。

参考文献
[1]白城.硬齿面齿轮加工技术进展及展望[J].四川水泥，2016，35（7）：133.
[2]郑喜朝.硬齿面齿轮精加工技术的现状与展望[J].新技术新工艺，2013，27（4）：88-90.
[3]吕明，梁国星.硬齿面齿轮加工技术进展及展望[J].太原理工大学学报，2012，43（3）：237-242.
[4]林阔，董福超.硬齿面齿轮加工技术研究及应用[J].企业文化（中旬刊），2016，11（1）：276.
[5]钱利霞，李华，肖启明，等.硬齿面齿轮加工技术研究及应用[J].热加工工艺，2011，40（2）：184-185+187.
[6]李涛涛，武永福，权中华，等.硬齿面齿轮加工技术展望[J].金属加工（冷加工），2013，32（4）：18-19.
作者简介：高宇（1983-），男，山西省神池县人，2006年毕业于东北大学，工学学士。