伴隨著水（shuǐ）泥裝備技術的進（jìn）步和發展，水泥裝備的大型化（huà）是發展趨勢，大型回轉窯其筒體直徑已超過Φ6 000mm，大型磨機的規格已突破Φ10 000mm，其配套的傳動大齒輪最大（dà）已達（dá）到Φ13 000mm。直徑大於Φ8 000mm 以上的齒輪，一般稱特大型齒輪。由於齒輪毛坯結構尺寸大，重量重，鑄造成型困難（nán），一般均設計成剖分式，由兩個半圓（yuán）齒輪組合而成，螺栓連接緊固。

      特大型齒輪特點（diǎn）是尺寸大（dà），重量（liàng）大，輪齒模數（shù）大，齒數多。加工中（zhōng）存在諸多困難，導致很多企業望而生畏，不（bú）敢（gǎn）涉足。加工特大型齒輪要解決的三個主要（yào）問題。

      （1） 輪齒的尺寸精度和（hé）表麵質量的保證（zhèng）；

      （2） 齒輪變形的預防和控製；

      （3） 提高加工效率，減少加工時間。

      超大型齒（chǐ）輪是鑄造毛坯，尺寸大，熱處理不方便（biàn）或熱處理效果不好，其內部（bù）存（cún）在的鑄造應力消（xiāo）除困難，應力不斷變化，將導致（zhì）齒輪變形（xíng）。在機加工中，由於切削力（lì）的作（zuò）用，使齒輪毛坯內部產生新的（de）應力，原殘餘應力不斷釋放，新的應力不斷產生和變化，使齒輪毛坯內部存在十分複雜（zá）的（de）應力分布。這些應力（lì）導致齒輪變形。變形特征是半齒輪（lún）對口處向外擴張，組成整個齒輪後，形成橢圓，剖分麵對口處出現較大開（kāi）口。該處齒槽寬尺寸（cùn）變大，節（jiē）距變大。齒輪工作時出現周（zhōu）期性震動。

      特（tè）大型齒輪由於尺寸大，重量重，加工難度（dù）很大，加工中齒輪的（de）變形影響加工質量，機床的震動影響加工質量，刀具（jù）的選擇影響加工（gōng）質量，工藝方（fāng）案的確定影響加工質（zhì）量。大齒輪的（de）主（zhǔ）要質量精度（dù）指標包括齒厚誤差，齒形誤差，周節誤差，齒麵粗糙度，齒頂圓和齒端麵跳動誤差等。要保證齒輪的加工質量，需要確定科學（xué）合理的（de）加工工藝方案，采用高精度的加工（gōng）機床，選用合適的加工刀（dāo）具。

      某礦山機械生產企業，多年生產重（chóng）型機械（xiè）設（shè）備。2008 年（nián）加工一件特大型齒（chǐ）輪，齒（chǐ）輪直徑Φ9 039mm，獲得成功，並取（qǔ）得很好（hǎo）的加工經驗。本文以該齒輪加工為例（lì），談其加工工藝方案。大齒輪材質為（wéi）ZG35CrMo，模數M=40mm，齒數Z=224，齒頂圓直徑Φ9 039mm，分度圓直徑Φ8 960mm，齒寬b=680mm，整體重量52t。熱處（chù）理（lǐ）硬度HBS225~260。加工精度9 級（GB10095—2001）。

1 劃線（xiàn）與加工找正

      齒輪毛坯上機（jī）床之（zhī）前的第一道工序是劃線（xiàn），劃線包括毛（máo）坯中心十字線，對口結合麵線，輪緣線，齒寬中分麵線，齒寬端麵（miàn）線，齒輪外圓線等。通過劃線可以檢查齒輪（lún）毛（máo）坯（pī）各部的加工餘量是否合格，檢查齒輪各部尺寸的（de）大小，通過劃線可（kě）以保證齒（chǐ）輪輪緣的厚度和對口結合麵法蘭的厚度均勻，通過劃線確定中分麵線，從而劃出兩端麵線，保證兩端麵與輻板對稱。

      機加工第一道工序是加工對口結合（hé）麵（miàn），可以（yǐ）在刨床上加工，也可以在鏜床上加工，可以單（dān）半齒輪加工，也可以兩個半齒輪毛（máo）坯疊放在（zài）一起加工，加工中按已劃出的外圓線和結合麵線對齊，按（àn）兩（liǎng）半（bàn）齒輪毛坯中分麵（miàn）線找平，按結合麵（miàn）線找（zhǎo）正。第二（èr）道工序是上立（lì）車（chē）整圓加工外圓和端麵，要以毛坯中心十字線為基準，毛坯中心十字線應與機床工作台中心重合，以外圓線找正。齒輪加工以（yǐ）外圓為基準找正。

2 加工工（gōng）藝合理安排及特點

2.1 加工中的“三個階段”

      齒（chǐ）輪在加（jiā）工中分三個階段，粗加工（gōng），半精（jīng）加（jiā）工（gōng）和精加工。

      粗加工包（bāo）括粗加工對口結合平麵，粗加工對口螺孔，粗加（jiā）工外圓及端麵，粗加工齒形，采用銑齒加工方法。

半精加工包括半精加工對口（kǒu）結合平（píng）麵，半精加工（gōng）對口螺孔，半精加工外圓及兩端麵，半精銑齒形。

      精加工包括精加工對口（kǒu）結合平麵，精加工對口螺孔，精加（jiā）工外圓及兩端麵，精滾加工齒形，完成（chéng）。

      三個階段加工各部位預留餘量及（jí）加工尺寸見表1。

2.2 加工中的“三次組合”和“三次拆卸”

      為充分釋放齒輪毛坯內存在的應力，控製變形，加工中實行“三次（cì）組合”和“三次拆卸”的步驟（zhòu）。

      對口粗加工後（hòu），將兩半齒輪毛坯組成（chéng）整圓（第一次組合），粗加工外圓（yuán）及（jí）兩端麵（miàn），上滾（gǔn）齒機粗加工齒形，然後拆開（kāi）（第一次拆開），釋放應力。

      對口半精加工後（hòu），將兩半齒輪毛坯二次組圓，（第二次組（zǔ）合），進行其他部位半精加（jiā）工，然後拆開釋放應力（二次拆開）。

      對口精加工後，將兩半齒輪毛坯第三次組圓，（第三次（cì）組（zǔ）合），進行其他部位精加工，然後拆開釋放應力（第三次拆開）。

2.3 加（jiā）工中的“三個結合”

2.3.1 熱處理和時效處理與機加工相結合

      齒輪（lún）毛坯為鑄造毛坯。其內部存在鑄造應力，在機加工過程中，由於切削力作用，也會在毛坯內部產生應力，這些應力的存（cún）在會導致齒輪產生變形（xíng），所（suǒ）以必須進行（háng）釋放應力（lì）的處理。

      毛坯（pī）鑄造後，進行正火處（chù）理，消除（chú）其內部殘餘應力，正火溫度（dù）850℃，保溫，取出空冷。粗加（jiā）工後進行二次正火處理，消除加工應力。

      齒（chǐ）輪在半精加工後，拆開進行自然時效處理，時（shí）效時間2 周。齒輪精加工完成（chéng）後，拆開（kāi）進行二次自然時（shí）效處理，時效時間1~2 周。時效處理（lǐ）後，再次組圓（yuán），進行整體檢查，包括徑向跳動（dòng），端麵跳動等（děng），對稱檢查8 個點，檢查直徑方向變形（xíng）量，最大變形小於2mm 為合格。

2.3.2 車加工和銑齒加工相結合

      三個階段加工，每次都包括車外圓和銑齒，車加工和銑齒加工（gōng）相結合，通過多次車加工和齒形加工，不斷釋放應力，有利於控製變形（xíng）。

2.3.3 銑齒加工和滾齒加工相結合

      齒形加工分粗銑齒，半精銑齒和精滾齒（chǐ）加工。齒形粗加工采用銑齒，可以提高加工效率，減小滾刀（dāo）的磨損和消耗。

      粗銑齒采用模數M=28 的指形銑刀，銑刀為四刃刀，該種銑刀（dāo）強度高，抗衝擊，耐磨損，適於粗（cū）加工。銑齒從對口（kǒu）縫開（kāi）始，對口縫在齒穀中間，按“米”字形對稱（chēng）跳（tiào）躍式加工。銑刀降（jiàng）刀量為（wéi）0.07~0.08mm/r，刀具轉速80~85r/min。

      半精（jīng）銑齒采用模數M=36 指形銑刀，銑刀為六刃刀，該種（zhǒng）銑刀可以（yǐ）提高加工精度（dù）。加工（gōng）方式（shì）與粗銑齒一樣。銑刀降刀量（liàng）為0.07~0.08mm/r，刀具轉速80~85r/min。

      精加工（gōng）齒（chǐ）形采用模數M=40 的滾刀，滾刀（dāo）為機夾硬質合金滾刀，分兩刀加工，第（dì）一刀吃刀深度3mm，進給量0.7mm/r，第二刀吃刀深度2mm,進（jìn）給量0.9mm/r。

3 結語

      該企業（yè）在加工特大型（xíng）齒輪過程中，不斷總結經驗，製定科學可行的工藝方案，保證了特（tè）大型齒（chǐ）輪的尺寸精度（dù）和表麵粗糙度（dù），控製了齒（chǐ）輪（lún）的變形，取（qǔ）得（dé）較好的（de）效果。設備的大型化發展，要求製造企業的加（jiā）工手段和加（jiā）工工藝（yì）方案（àn）適應這種（zhǒng）變（biàn）化，本文所述加工方案已證明是可行的，可供同（tóng）仁參考。