齒輪軸的加工工藝設計優化探討

王軍

摘 要 傳統齒輪軸加工工藝在加工效率、加工質量方面存在缺陷，已經不滿足現代工業領域對齒輪軸配件的需求，而作為工業生產機械的主要配件，如果齒輪軸一直不滿足實際需求，就會導致工業生產遭遇較大阻力，因此面對當前需求，必須對齒輪軸加工工藝設計進行優化。對此本文將展開相關研究，闡述工藝優化方案、優化工藝中的注意事項。

關鍵詞 齒輪軸;加工工藝;工藝優化

引言

齒輪軸是工業領域中的常見機械配件，但面對現代工業發展下帶來的龐大需求與高質量要求，傳統加工工藝下生產出來的齒輪中逐漸“力不從心”，這就說明了出輪軸加工工藝優化的必要性。這一條件下，就要必要展開相關研究，對具體優化方式進行分析，此舉具有一定現實意義。

1齒輪軸工藝優化方案

針對齒輪軸工藝基本流程，下文將提出各流程環節的優化方案。

1.1 結構設計

因為齒輪軸是一種高精度配件，所以在結構設計上有較高的精度要求，對此需要先針對齒輪軸各部位先設定精度指標，后針對各指標設置精度標準值。本文設計中所設定的精度指標及相關精度標準值見表1。

PS：因具體精度指標較多，所以表1僅展示部分主要指標及相關精度標準值。

1.2 毛坯選擇與處理

秉持優化目的，可以在正式加工之前視同鍛造毛坯，此舉可以減少加工時的材料消耗量與加工難度，實現優化目的。但值得注意的是，毛坯的選擇與處理中，通常可選擇電渣重熔材料毛坯，即此類毛坯原材料一般為精煉鋼，后對原材料進行二次電渣重熔，加入電渣重熔鋼錠進行處理，由此可以讓精煉鋼的純凈度再一次提升，且鋼的韌性、塑性也會達到更高水平，還能避免毛坯疏松、縮孔現象，說明此類毛坯的等向性良好[1]。

1.3 預熱與半精車

因為毛坯的介入，所以預熱與半精車流程也要進行改變，即在正式進行預熱與半精車之前，要依照開坯→鋸切→加熱→鍛造→鍛造后熱處理→機械加工→探傷檢測流程進行鍛坯，此舉就是齒輪軸預熱與半精車的優化體現。除此以外，在正式預熱與半精車加工中，需要通過鍛打粗車對鍛坯進行清理，去除表面黑皮層，再對鍛坯進行調質處理，而傳統工藝中主采用單次淬火方式進行處理，效果并不令人滿意，而本文工藝主采用“淬火+高溫回火”雙重熱處理方式，取代了原有方式，對處理效果進行了優化，能讓鍛坯工件的機械性能大幅提升。“淬火+高溫回火”雙重熱處理方式中的要點為高溫回火（淬火是傳統方式，沿用多年，因此無須贅述），要求在淬火之后將鍛坯工件放在溫度500℃以上的環境中進行回火加熱，對其質地進行調整，即①淬火，將工件加熱到880℃～900℃（最佳溫度為880℃），并將工件保溫存放2.5h，后對工件進行冷處理，使其達到室溫范圍即可;②將工件放在500℃以上的環境進行回火加熱，過程中溫度不得低于500℃，最高不可超過650℃，完成后取出工件保溫存放5h，最后冷處理至室溫即可，此舉可以讓工件的硬度達到170～190HBS以上。

1.4 齒部加工與精車

首先在齒部加工工藝上，加工工藝流程為滾齒→滲碳→淬火精度提升→淬火→精磨→磨齒，其中各流程環節的操作均比較簡便，能夠在不影響加工質量的條件下提高加工效率，同時采用以上加工工藝流程進行工件處理時，必須先做好花鍵選型，通常齒輪軸齒部花鍵分為兩種，分別為矩形花鍵、漸開線花鍵，兩者選型關系到各流程環節的參數設定，必須認真對待。其次在精車方面，需要先選定齒輪軸兩端頂部尖孔，以尖孔為準進行好齒部精車外圓處理，這一過程的進度要求很高，因此本文建議選擇數控車削技術來進行處理，能有效提高加工精度，代表加工質量提升，尤其是齒輪軸弧面特性的提升幅度最為突出，而弧面特性是傳統加工工藝中的一大難點，此舉就體現了優化工藝的作用。

2齒輪軸優化工藝中注意事項

根據以上方法可以對齒輪軸加工工藝進行優化，而在優化工藝過程中，加工人員必須注意兩大事項，即工件表面化學處理、熱處理質量控制，具體為：齒輪軸工件表面化學處理主要針對工件上不需要進行淬火處理的部位，如花鍵齒部、凹槽部位等，針對這些部位，為了避免其在后續使用中被某些因素影響而導致齒輪軸損壞，需要在此類部位表面突破防滲材料，由此可以保護內部，避免齒輪軸短期內損壞[2]。

3結束語

綜上，本文對齒輪軸的加工工藝設計優化進行了探討。通過文中提出的優化方案，成功實現了齒輪軸加工工藝設計優化目的，只要依照優化后工藝標準要求，并注意相關事項，即可保障工藝順暢應用，這一條件下優化后工藝可以起到提高齒輪軸加工效率、質量的作用。

參考文獻

[1] 陳俊.齒輪軸的加工工藝設計制造概論[J].成功：教育，2018（20）：40.

[2] 路陽，張晨.長軸類齒輪零件插齒加工工藝優化[J].山東工業技術，2017（10）：16.