硬齒面齒輪加工工藝及其在減速機(jī)中的應(yīng)用探析

摘 要：在工業(yè)加工領(lǐng)域之中，機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)與傳輸都離不開(kāi)齒輪的運(yùn)用。出于保證機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性、穩(wěn)定性及高效性的考慮，注重提高齒輪的加工工藝是非常必要的。就以減速機(jī)來(lái)說(shuō)，硬齒面齒輪加工質(zhì)量較高，將其有效的應(yīng)用于減速機(jī)中，可以使減速機(jī)安全、有效、穩(wěn)定的運(yùn)行；反之，減速機(jī)運(yùn)行效果不佳。為此，本文將從分析硬齒面齒輪加工工藝展開(kāi)，具體分析硬齒面齒輪在減速機(jī)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：硬齒面齒輪；加工工藝；減速機(jī)；應(yīng)用分析

齒輪硬面是指采用特殊鋼材，利用復(fù)合工藝技術(shù)加工使齒輪表面硬度達(dá)到一定的工藝要求。因此，硬齒面齒輪應(yīng)用于減速機(jī)中，能夠起到非常重要的作用。目前較為先進(jìn)的硬齒面齒輪磨削加工技術(shù)雖然能保證較高的加工精度，但同時(shí)也存在較多問(wèn)題，如生產(chǎn)效率低、加工成本高、工藝操作復(fù)雜等，難以在減速機(jī)中充分發(fā)揮作用。對(duì)此，行業(yè)人士積極進(jìn)行硬齒面齒輪加工工藝的研究與創(chuàng)新，提出的滾齒機(jī)上使用硬質(zhì)合金刮削滾切加工工藝，不僅降低了加工成本、還提高了加工效率，目前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于齒輪加工之中[1]?；诖?，筆者將對(duì)此加工工藝進(jìn)行分析，進(jìn)而探究加工而成的硬齒面齒輪在減速機(jī)中的應(yīng)用。

1 硬齒面齒輪的加工工藝

1.1 硬齒面刮削工藝特點(diǎn)分析

參考相關(guān)文獻(xiàn)及筆者工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，確定硬齒面刮削工藝特點(diǎn)為：

（1）高效性與經(jīng)濟(jì)性。由于硬齒面刮削工藝在滾齒機(jī)上進(jìn)行，這使得硬齒面齒輪加工不需要應(yīng)用機(jī)床設(shè)備及工裝設(shè)備，如此可以大大降低硬齒面齒輪加工成本，且加工效率較高。但需要注意的是滾齒加工，需要注意給齒面刮削留有一定的加工余地，以保證所加工的硬齒面齒輪滿足設(shè)計(jì)要求。

（2）成本低、壽命長(zhǎng)。硬齒面刮削加工工藝應(yīng)用的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的承載力和抗沖擊力，因此硬齒面齒輪加工不需要在應(yīng)用磨齒機(jī)，如此可以降低加工成本，另外，硬齒面刮削加工，將按照齒面質(zhì)量要求來(lái)進(jìn)行加工，如此可以提高齒面硬度和質(zhì)量，進(jìn)而延長(zhǎng)了硬齒面齒輪的使用壽命[2]。

1.2 硬齒面切削工藝加工分析

基于以上內(nèi)容的分析，確定相對(duì)于傳統(tǒng)硬齒面齒輪加工工藝來(lái)說(shuō)，硬齒面刮削工藝具有多種優(yōu)勢(shì)，能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝的缺點(diǎn)，加工生產(chǎn)高質(zhì)量的硬齒面齒輪。當(dāng)然，要想硬齒面切削工藝充分發(fā)揮作用，需要注意以下兩方面。

1.2.1 切削用量規(guī)范

（1）切削速度規(guī)范。在硬齒輪的切削工藝中，工件的硬度直接影響切削速度的快慢。為了不降低刀具的耐用度，在具體進(jìn)行工件切削的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)慕档颓邢魉俣龋绱瞬粌H可以有效的進(jìn)行工件加工，還能保證刀具長(zhǎng)期有效應(yīng)用。

（2）進(jìn)給量規(guī)范。在硬質(zhì)合金刮削加工中，選用較大的給進(jìn)量進(jìn)行加工，會(huì)提高滾齒效率，能且降低齒輪磨損。但是，在精滾加工過(guò)程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)目刂平o進(jìn)量，避免給進(jìn)量太低，導(dǎo)致切削過(guò)程中出現(xiàn)擠壓過(guò)重的情況，影響刀具的耐用性。

（3）切削深度規(guī)范。通常情況下，應(yīng)齒輪熱處理之后，將硬齒輪切削深度控制在0.25～0.30mm，進(jìn)行兩次刮削，如此可以保證硬齒輪切削質(zhì)量。如若硬齒輪切削深度太小，將會(huì)導(dǎo)致刃口擠壓，切削不易切入，不僅會(huì)影響硬齒輪切削質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致刀刃磨損。

（4）切削方式。通常情況下，硬齒輪切削的方式與切削作用力、切削位置、切削形狀等方面有關(guān)。因此，在具體進(jìn)行硬齒輪切削的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)主要觀察切削作力、切削位置及切削形狀等方面，進(jìn)而選擇適合的切削方式，如異向逆銑的切削方式等[3]。

1.2.2 硬齒輪熱處理

硬齒輪熱處理與齒輪刮削加工緊密相連，直接決定硬齒輪質(zhì)量。為了保證硬齒輪熱處理效果良好，在具體進(jìn)行硬齒輪熱處理的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意把握火候，在適宜的溫度（850～870℃）下進(jìn)行硬齒輪熱處理，如可以避免齒輪變形，增加切削時(shí)間；應(yīng)當(dāng)注意采用高頻淬火，可以使刮削的粗糙度滿足制造要求，并且有效控制碳化物級(jí)別；應(yīng)當(dāng)注意將碳化鎢級(jí)別控制在5級(jí)以下，保證硬齒輪的質(zhì)量[4]。

2 硬齒面齒輪在減速機(jī)中的應(yīng)用分析

基于以上內(nèi)容的分析，確定硬齒面刮削工藝的有效應(yīng)用，可以提高硬齒面齒輪加工質(zhì)量與效率。那么，加工而成的硬齒面齒輪在減速機(jī)中如何應(yīng)用呢？

2.1 提高減速機(jī)的功能

減速機(jī)的工作原理是降速的同時(shí)輸出扭矩，扭矩的輸出不能超過(guò)減速機(jī)額定扭矩。從目前減速機(jī)應(yīng)用實(shí)際情況來(lái)看，減速機(jī)種類較多，不同類型的減速機(jī)具有不同的用途。但前提條件是減速機(jī)能夠有效應(yīng)用，即降低機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，增加轉(zhuǎn)速距離。為了提高減速機(jī)的作用，將高質(zhì)量的硬齒面齒輪應(yīng)用到減速機(jī)上，那么硬齒面齒輪將長(zhǎng)期有效轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使減速機(jī)發(fā)揮作用，達(dá)到減速目的。所以，在當(dāng)前我國(guó)減速機(jī)應(yīng)用日益廣泛的今天，為了使減速機(jī)能夠廣泛的、有效的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)注意提高減速機(jī)的功能，也就是合理的運(yùn)用硬齒面刮削工藝制造的硬齒面齒輪，使之可以在減速機(jī)充分發(fā)揮作用[5]。

2.2 熱處理技術(shù)在減速機(jī)上的應(yīng)用

減速機(jī)的齒輪以及齒輪軸在工作中受到表面接觸應(yīng)力以及其他應(yīng)力的作用，減速機(jī)的齒輪表面必須具有良好的硬度和耐磨性，并且減速機(jī)的心部應(yīng)該具有良好的塑性和韌性，如此才能保證減速機(jī)滿足工作需求，長(zhǎng)期安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行。當(dāng)然，要想做到以上要求，需要將熱處理技術(shù)應(yīng)用于減速機(jī)上，也就是，對(duì)減速機(jī)齒輪進(jìn)行有效的熱處理，即：先下料鍛造——用正火加工——清洗——淬火——回火——噴丸——再一遍清洗——檢驗(yàn)、包裝。如此可以保證減速機(jī)的齒輪良好的硬度和耐磨性，且心部具有良好的塑性和韌性。其實(shí)，在減速機(jī)中應(yīng)用熱處理技術(shù)，主要目的是滿足減速機(jī)工作要求，而為了真正實(shí)現(xiàn)這一目的，在具體利用熱處理技術(shù)來(lái)處理減速機(jī)的過(guò)程中，需要將工作重點(diǎn)放在強(qiáng)化滲碳鋼硬度和耐磨性；網(wǎng)狀滲碳體和殘余奧氏體的數(shù)量和分布[6]。所以，相關(guān)工作人員要想有效的處理減速機(jī)，提高減速機(jī)的應(yīng)用性，應(yīng)當(dāng)注意掌握熱處理技術(shù)，規(guī)范化、合理化、標(biāo)準(zhǔn)化的利用熱處理技術(shù)來(lái)處理減速機(jī)齒輪，增強(qiáng)減速機(jī)質(zhì)量，消除減速機(jī)的外應(yīng)力是其在工作過(guò)程中更加牢固、穩(wěn)定。

3 結(jié)束語(yǔ)

在滾齒機(jī)上使用硬質(zhì)合金刮削滾切加工工藝進(jìn)行硬齒面齒輪加工，降低了加工成本，提高了加工效率，但是在齒輪加工精度上還是與磨齒工藝有差距，還需要更進(jìn)一步的提升。將利用硬齒面刮削工藝所制造的硬齒面齒輪應(yīng)用到減速機(jī)中，可以提高減速機(jī)質(zhì)量和功能，使減速機(jī)長(zhǎng)期高效、穩(wěn)定、安全的應(yīng)用。由此看來(lái)，不斷創(chuàng)新與優(yōu)化硬齒面齒輪加工工藝是非常重要的。

參考文獻(xiàn)

[1]劉俊海.硬齒面齒輪在減速機(jī)中的運(yùn)用研究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2012（9）：33-35.

[2]況柏文.硬齒面齒輪加工工藝及其在減速機(jī)中的應(yīng)用[J].科技風(fēng)，2014（14）：71.

[3]紀(jì)岡成，胡守志.在使用維護(hù)中提高硬齒面齒輪減速機(jī)使用壽命的方法[C]//2009全國(guó)射線檢測(cè)新技術(shù)研討會(huì)暨西南地區(qū)第十屆

NDT學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集，2009：279-282.

[4]于永江.硬齒面齒輪、齒軸磨削燒傷裂紋產(chǎn)生的原因及解決方法[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（6）：50-51.

[5]王德寶，王越，浦紅，等.減速機(jī)傳動(dòng)齒齒面局部剝落失效分析[C]//全國(guó)冶金物理測(cè)試網(wǎng)建網(wǎng)30周年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集，2011：43-46.

[6]盧緒煒.淺談?dòng)昌X面齒輪加工的工藝要點(diǎn)與參數(shù)選擇[J].黑龍江科技信息，2012.

作者簡(jiǎn)介：雒晉峰（1986-），男，山西省朔州市人，2009年畢業(yè)于重慶理工大學(xué)，工學(xué)學(xué)士。