一般硬齒麵齒輪加工製造有兩種（zhǒng）工藝（yì），一種（zhǒng）是（shì）剃齒工藝；另一種磨齒（chǐ）工藝。比較兩種方法，磨齒工藝加工設備投入大，磨齒（chǐ）機（jī）價格昂貴，機床（chuáng）結構和操作均較複雜，生產（chǎn）效率低（dī），且要預留一定的磨（mó）削餘量供磨齒磨削加工用，加大了能源和（hé）材料消耗，不適於大（dà）批量低成本高（gāo）質量齒輪製造的需求。剃齒工藝具有加（jiā）工過（guò）程（chéng）靈活、迅速、生產效率高、自動化程度高（gāo）、所用機床結構簡單、調整方便等優點，所以實際加工中常用該工藝（yì）生產。但齒輪經熱處理（lǐ）滲碳淬火形成硬齒麵後，將產生熱變形，使齒（chǐ）輪精度大大降低，一般都降低1～2 級左右。另一方麵在剃（tì）齒（chǐ）過程中產生中凹現象。實踐證明采（cǎi）用剃齒工藝方法製造中高級齒輪，關（guān）鍵要解決熱處理變形降低精度和剃齒過程中產生凹齒形的難題。

      1 改進熱（rè）處理工藝流程

      硬齒麵齒輪剃齒加工生產的工藝路線為：齒坯→滾（gǔn）齒→剃齒刀凸形齒修形和抗熱變形修形→剃齒→滲碳、淬火、回火→檢測→成品。解決（jué）熱（rè）處理變形、降低精度的問題采用生產能力大、性能和（hé）質量（liàng）好、熱（rè）處理變形量小及質量穩定的（de）熱處理工藝流程，該工藝流程具有連續（xù）碳（tàn）氮共（gòng）滲的特點，工藝路線為：上料→脫（tuō）脂、預氧化→加熱→碳氮共滲（shèn）→降溫擴散→油淬→清洗→回火→空冷→卸料。整個流程的電氣控製部分分為程（chéng）序控製係統、溫度控製係統、碳勢控製係統和計算機控製係統。程序控製係統（tǒng）控製整個流（liú）程（chéng）動作（zuò），使零件實現（xiàn）清洗、加熱、碳氮共（gòng）滲、淬火、清洗和回火等過程，可以對溫度、碳勢進行設定和（hé）查詢，也可以（yǐ）對各種工作狀態、記錄曲線進行（háng）監視等，從而確保對整個流程可靠的控製。溫度控製係統分別控製加熱爐、回火爐、預處理爐、淬（cuì）火油（yóu）和清洗機的溫度，滲碳爐在840℃和930℃時控製溫差範圍為±5℃，回火爐在200℃的爐溫均勻性也較好，溫度（dù）範圍為（wéi）±5℃。碳勢控製係統控製加熱爐內的碳勢, 碳勢控製範圍為：≤±0.05%C，輪齒表麵滲碳（tàn）層深度為0.6～1.8mm，當層深波（bō）動範圍（wéi）為同批（pī）材料同一盤（pán）同一（yī）工件時的數值是：層（céng）深≤1mm 時，偏差（chà）≤±0.1mm；層深>1mm 時（shí），偏差≤±10%（層深），滲碳層表麵硬度（dù）也均勻，其值為同一工件≤±1HRC，同一批次工件≤±1.5 HRC，碳氮共滲時間節約2 min 左右。計算機（jī）控製係統用來（lái）對以上各個係（xì）統進行集中監控，並對各種數據進行記錄，以便查詢整個流程的各種工藝參數，從而總覽全部設備的運行狀態。

      該（gāi）工藝流程的熱處理齒輪連續進入由（yóu）四個加熱室組成的加熱爐區，進（jìn）行加熱和碳氮共滲，碳勢和溫度控製係統（tǒng）控製精確，無井式爐人為的（de）操作誤差，零件的熱處理質量和（hé）批量的同一性得到保證。顯微硬度測（cè）試曲線呈遞減（jiǎn）拋物線，如圖（tú）1 所示；滲碳層硬度非常（cháng）理想，如圖2 所示（shì）；由（yóu）表1 可知（實測齒輪的分度圓直徑20～50mm、模數2～5 mm），剃（tì）齒齒（chǐ）輪經滲碳淬火熱處理後（hòu）誤差均小於齒輪允許公差值，精度達6～7 級（GB/T10095-2001）。

      實踐（jiàn）證明：用該工藝熱處理的（de）齒輪（lún）齒麵耐磨，不易產生（shēng）點蝕，使用壽命（mìng）長，與井（jǐng）式（shì）爐變形量相比減小20%～40%，金相組織提高1～2 級。另一方麵一條連續滲碳工藝流程的產量相（xiàng）當於12 台井式爐，共滲介質天然氣（甲（jiǎ）烷）和氮氣價格低，原材料成本低，連續爐熱效率高，能耗大大降低，由於操作（zuò）人員減少，與井式（shì）爐相比年增效50 萬元（yuán），同時生產環境得到極大改善。

      2 合適的剃齒加工方式

      剃齒作為齒形（xíng）加工的最後工序能修正齒形（xíng）誤差、齒（chǐ）距誤差、齒圈徑向跳動誤差和齒向誤差等，所以經過剃齒加工的齒輪副無周期性（xìng）變（biàn）化的傳動誤差，傳動中（zhōng）不產生激振頻率（lǜ），傳動噪聲較為柔和，甚至優於同等精度的磨齒，齒輪（lún）工（gōng）作平穩（wěn）性（xìng）好、接觸精度較（jiào）高（gāo）。

      該工藝放（fàng）棄傳統的軸向剃齒法，改用徑向（xiàng）法剃（tì）齒加（jiā）工。徑向剃齒法在剃削過（guò）程中（zhōng），徑向剃齒齒形齒向修形均是通過在剃齒刀齒部修磨（mó）時實現（xiàn）的，比較容易控製（zhì）修形量，剃齒刀與齒輪為線接觸，剃（tì）齒過程又比較穩定，因此具（jù）有生產效率高、刀（dāo）具耐用度高、齒形精度高和加（jiā）工表麵粗糙度值低等優點，有強製性的齒向修正能力，剃後零件修形的穩定性比較好。

      結束語

      以上硬齒麵（miàn）齒輪的加工技術和工（gōng）藝方法的改進，成功用於7級以上硬齒麵（miàn）齒輪大批量低成本的生產。由於不需要留有磨削（xuē）餘量，滲碳層可減少，縮短了滲碳時間，提高了工效，節省材料和能耗；另一方麵由於采取徑向法剃齒加工，省略了軸向（xiàng）剃齒法時的軸向往複走刀行程（chéng），又可（kě）縮短剃齒時間，大大提高生產效率。同時也不靠多投磨齒機來實現，具有少投入多產出等（děng）特點，因此帶來明（míng）顯的經濟（jì）效益，僅此工（gōng）藝技（jì）術的改進估計可（kě）以降（jiàng）低生產成本3%。所以該種加工技術是使用（yòng）先（xiān）進技術（shù）改造傳統產（chǎn）業的有效方法。