齒輪制造過(guò)程中加工工藝要求及應(yīng)用

孫兆亮

摘 要：在機(jī)械的制造和運(yùn)行過(guò)程中，齒輪作為重要的構(gòu)成部分，對(duì)于機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)、保證機(jī)械的正常運(yùn)行起著關(guān)鍵的作用，齒輪制造更是在一定程度上決定了機(jī)械的整體質(zhì)量和運(yùn)行效率。近些年來(lái)，我國(guó)的齒輪制造已經(jīng)取得了不小的成績(jī)，在齒輪制造過(guò)程、產(chǎn)品精度、工藝方法等方面，齒輪制造工藝技術(shù)正在進(jìn)行積極的創(chuàng)新發(fā)展。本文對(duì)齒輪制造過(guò)程中的加工工藝及其要求進(jìn)行了探討，結(jié)合齒輪制造過(guò)程中加工工藝應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決策略，分析了齒輪制造過(guò)程中加工工藝的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：齒輪;制造;加工;工藝;機(jī)械

前言：齒輪的歷史悠久，早在三千多年之前，在人類應(yīng)用的傳動(dòng)裝置中就有齒輪的存在，齒輪緊湊的結(jié)構(gòu)、較長(zhǎng)的使用壽命和應(yīng)用性較強(qiáng)等特點(diǎn)獨(dú)具優(yōu)勢(shì)，作為各種機(jī)電產(chǎn)品中關(guān)鍵的核心部件，得到了廣泛的普及和應(yīng)用。隨著我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)步發(fā)展，齒輪的制造和加工迎來(lái)的全新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，借助各種先進(jìn)的技術(shù)和方法，開(kāi)發(fā)出了多種新工藝、新理論和新結(jié)構(gòu)，提高了齒輪制造的質(zhì)量和效率，有效推動(dòng)了齒輪加工制造產(chǎn)業(yè)未來(lái)的可持續(xù)發(fā)展。

一、齒輪制造過(guò)程中的加工工藝及其要求

（一）毛坯鍛造

齒輪制造中的毛坯鍛造加工工藝應(yīng)用十分廣泛，通常采取的是鍛熱壓印方式，隨著齒輪制造加工工藝的逐漸發(fā)展，橫軋技術(shù)在機(jī)械軸的生產(chǎn)中逐漸開(kāi)始被大范圍的使用，尤其是階梯軸類工件的加工制造中尤為普遍。毛坯鍛造加工工藝要求具備較高的加工效率和精準(zhǔn)度，降低齒輪制造的成本投入、減少資源浪費(fèi)問(wèn)題。

（二）正火

齒輪制造中的工件冷卻速度控制存在一定的難度，受到周邊環(huán)境、設(shè)備問(wèn)題、人工操作等因素的影響，對(duì)組織結(jié)構(gòu)的均勻程度造成了一定阻礙，因此需要對(duì)金屬切削進(jìn)行熱處理。這一過(guò)程應(yīng)用到的等溫正火工藝指的是經(jīng)過(guò)齒輪切削硬度和熱處理加工之后，在適宜的溫度下避免齒輪鋼材料發(fā)生熱變形的問(wèn)題。

（三）車削加工

齒輪制造加工中對(duì)于齒輪定位的精確度要求較高，目前在加工齒坯環(huán)節(jié)通常需要應(yīng)用到數(shù)控車床，根據(jù)端面和內(nèi)孔對(duì)于垂直度提出的要求，提高齒坯的準(zhǔn)確性，保證齒輪制造加工的質(zhì)量，包括孔徑、端面、外徑的加工質(zhì)量等。提高數(shù)控車床的加工效率有效保障了經(jīng)濟(jì)效益，降低了設(shè)備數(shù)量。

（四）滾、插齒

為了提高刀具的使用壽命，在經(jīng)過(guò)了滾刀、插刀刃磨之后，借助再次涂層技術(shù)的作用，降低了刀具更換的次數(shù)，有效保證刀具的壽命，為穩(wěn)定加工的進(jìn)行提供保障，促進(jìn)了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

（五）剃齒

在齒輪制造的精加工過(guò)程中，剃齒是非常常見(jiàn)的加工方法之一，被廣泛應(yīng)用到齒輪制造生產(chǎn)中，作為一種關(guān)鍵的生產(chǎn)工藝，剃齒具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，不僅效率較高，并且具有易于實(shí)現(xiàn)齒形和齒向要求的優(yōu)勢(shì)。

（六）熱處理

熱處理加工工藝，在齒輪制造中的加工方法中，最常見(jiàn)的要以滲氮、滲碳、淬火熱處理這幾種方式為主。經(jīng)過(guò)該工藝加工處理后的齒輪，其表面硬度大大提升，中心塑韌性大大增強(qiáng)，促進(jìn)了齒輪壽命的延長(zhǎng)，有效強(qiáng)化了齒輪的抗疲勞性和耐磨性等。

（七）磨削加工

齒輪制造中的磨削加工工藝指的是針對(duì)某些位置的精加工，包括齒輪的外徑、內(nèi)襯、端面等，以此促進(jìn)裝配安裝精度的提升。

（八）檢驗(yàn)

檢驗(yàn)在齒輪制造加工過(guò)程中作為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，指的是在對(duì)齒部的檢查和清理環(huán)節(jié)，通常實(shí)在齒輪裝配之前進(jìn)行。全面觀察和分析齒合偏差，應(yīng)用綜合檢查儀，提高檢驗(yàn)的效果，以防出現(xiàn)齒輪噪聲等問(wèn)題[1]。

二、齒輪制造過(guò)程中加工工藝應(yīng)用中的常見(jiàn)問(wèn)題和解決對(duì)策

近些年來(lái)，我國(guó)的齒輪制造業(yè)快速發(fā)展，整體來(lái)講已經(jīng)逐漸取得了不小的進(jìn)步。但是根據(jù)齒輪制造現(xiàn)狀來(lái)看，在實(shí)際的齒輪制造加工生產(chǎn)過(guò)程中，目前仍舊存在一些問(wèn)題亟待完善，需要引起齒輪制造加工工藝相關(guān)工作人員的高度重視。例如齒形不對(duì)稱、齒數(shù)不準(zhǔn)確等問(wèn)題是非常常見(jiàn)的，這是由于齒輪制造加工的過(guò)程很容易受到多種因素的影響，其中毛坯尺寸誤差、滾刀選用不合適、滾刀安裝時(shí)未對(duì)準(zhǔn)、螺旋角誤差問(wèn)題等，均需要相關(guān)人員結(jié)合齒輪制造加工工藝的實(shí)際情況，制定完善的優(yōu)化解決對(duì)策。以齒數(shù)不準(zhǔn)確的問(wèn)題為例，選擇滾刀的時(shí)候應(yīng)多家關(guān)注滾刀的合理性選擇，選用螺旋角相近、滾刀壓力角相同、滾刀模數(shù)相同的滾刀，降低齒形誤差率，保證制造出來(lái)的齒輪齒形誤差在合理、科學(xué)的誤差要求范圍內(nèi)。當(dāng)出現(xiàn)齒形誤差較大的問(wèn)題時(shí)，則及時(shí)調(diào)整滾刀安裝角度。確定齒輪毛坯尺寸和附加運(yùn)動(dòng)方向是否準(zhǔn)確，保證齒輪制造的質(zhì)量。而常見(jiàn)的齒形不對(duì)稱問(wèn)題則可以通過(guò)調(diào)整滾刀來(lái)解決，采用精度較高的滾刀刃磨床，選用價(jià)格合理、易于操作的滾刀刃磨床，促進(jìn)滾刀安裝精度和滾刀刃磨質(zhì)量的提升。全方位檢查交換齒輪的安裝情況和運(yùn)轉(zhuǎn)情況，強(qiáng)化車床運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，提高齒輪制造的整體質(zhì)量和加工效率。

三、齒輪制造過(guò)程中加工工藝的發(fā)展前景

（一）高效自動(dòng)化

目前齒輪制造加工行業(yè)在現(xiàn)代化社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的要求下，正在進(jìn)行積極的創(chuàng)新改革，創(chuàng)新生產(chǎn)理念和生產(chǎn)方式，致力于提高齒輪制造的生產(chǎn)效率、制造精度。融合綠色環(huán)保生產(chǎn)的理念，齒輪制造加工行業(yè)更是向著綠色型生產(chǎn)的方面努力，以進(jìn)一步推動(dòng)齒輪制造的綠色和創(chuàng)新發(fā)展。在計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息化技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)手段應(yīng)用下，齒輪制造加工中開(kāi)始普遍、大范圍的使用數(shù)控技術(shù)，借助網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)和數(shù)字化控制等技術(shù)手段方式，推動(dòng)了齒輪制造加工行業(yè)的高效自動(dòng)化生產(chǎn)。體現(xiàn)在齒輪制造加工的各個(gè)方面，例如設(shè)備自動(dòng)識(shí)別工件及其運(yùn)行情況等，智能自動(dòng)化是未來(lái)齒輪制造加工行業(yè)的必然發(fā)展趨勢(shì)。

（二）綠色環(huán)保生產(chǎn)

隨著現(xiàn)代文明的不斷進(jìn)步，綠色環(huán)保理念被提出，在社會(huì)各個(gè)生產(chǎn)行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)逐漸深入。在未來(lái)一段時(shí)間的齒輪制造加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，融合綠色環(huán)保生產(chǎn)新型理念，必然要向著綠色環(huán)保生產(chǎn)的方向轉(zhuǎn)型。例如針對(duì)切削液的使用，主要是為了在切削環(huán)節(jié)中延長(zhǎng)刀具的使用壽命，但是切削液飛濺產(chǎn)生的油霧物質(zhì)具有一定的危害性，嚴(yán)重威脅著工作人員的身體健康和周圍環(huán)境。為了解決這一問(wèn)題，高速干切技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，有助于提高制造加工的效率，將刀具使用壽命最大程度的延長(zhǎng)，強(qiáng)化了綠色環(huán)保生產(chǎn)理念，未來(lái)的滾齒加工中干切切齒技術(shù)將繼續(xù)被廣泛應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)加工過(guò)程里。

（三）硬齒面加工技術(shù)

近些年來(lái)，齒輪制造加工向著自動(dòng)化的方向發(fā)展，齒輪制造加工的自動(dòng)化程度逐漸提升，包括砂輪材料的性能和磨齒機(jī)自動(dòng)化等均發(fā)生了一定程度的轉(zhuǎn)變，大大提高了磨齒機(jī)的工作效率。目前齒輪加工中、尤其以汽車齒輪加工為主，廣泛應(yīng)用到了磨齒機(jī)，漸漸新工藝被開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)出來(lái)，在國(guó)內(nèi)外齒輪制造業(yè)中，這種滾齒-熱處理-強(qiáng)力珩齒的制造工藝逐漸開(kāi)始了大范圍的試用，隨著不斷的深入探索和探究，將會(huì)在未來(lái)得到越來(lái)越多的應(yīng)用[2]。

結(jié)論：綜上所述，在齒輪的制造和加工過(guò)程中，涵蓋了多個(gè)環(huán)節(jié)和多個(gè)專業(yè)的內(nèi)容，具有較強(qiáng)的復(fù)雜性。為了提高齒輪制造的精度和質(zhì)量，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合齒輪制造加工工藝的流程，對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)加強(qiáng)管控力度。針對(duì)齒輪制造過(guò)程中的加工工藝要求及工藝應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和了解決齒輪制造加工中可能存在的多種復(fù)雜問(wèn)題，推動(dòng)齒輪制造產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化、智能化發(fā)展。不斷優(yōu)化齒輪制造的加工工藝，為齒輪制造行業(yè)未來(lái)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]肖芳，梅自元，等.齒輪制造工藝技術(shù)分析與研究[J].江西化工，2018（04）：19-23.

[2]龍松華.齒輪制造過(guò)程中加工工藝要求及應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（24）：11.