伴隨著水泥（ní）裝備技術的進步和發展，水泥裝備的（de）大型化是發展趨勢，大型回轉窯其筒（tǒng）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已達到Φ13 000mm。直徑大（dà）於（yú）Φ8 000mm 以上的齒輪，一般稱特（tè）大（dà）型齒輪。由於齒輪毛坯結構尺寸大，重量重，鑄造成型困難，一般均設計成剖分式，由兩個半圓齒輪組合（hé）而成，螺栓連接緊固。

      特大型（xíng）齒輪特點是尺寸大（dà），重量大（dà），輪齒模（mó）數大（dà），齒數多。加工中存在諸多困（kùn）難，導致（zhì）很多企業望而生畏，不敢涉足。加工特大型齒（chǐ）輪要解決的（de）三個主要問題。

      （1） 輪齒的尺寸精度和表（biǎo）麵（miàn）質量的保證；

      （2） 齒輪變形的預防和控製；

      （3） 提高（gāo）加（jiā）工效率，減少加工時間。

      超大型齒輪（lún）是鑄（zhù）造毛坯，尺寸大，熱處理不方（fāng）便或熱處理效果不好，其內部存在的鑄造（zào）應力消除困難，應力不斷變化，將導致齒輪變形。在機加工中，由於切削力的（de）作用，使齒輪毛坯內部產生新的應力，原殘餘應（yīng）力不（bú）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的應力分布。這些應力（lì）導致齒輪變形。變形特征是半（bàn）齒輪對口處向外擴張，組成整（zhěng）個齒（chǐ）輪後（hòu），形成橢圓，剖分麵對口處出現較大開口。該處齒槽寬尺寸（cùn）變大，節距變大。齒輪工作時出現周期性震動。

      特大型齒輪（lún）由（yóu）於尺寸大，重量重，加工難度（dù）很大，加工中齒輪的變（biàn）形影（yǐng）響（xiǎng）加（jiā）工質量，機床的震動影響加工（gōng）質（zhì）量，刀具的選（xuǎn）擇影響加（jiā）工質量，工藝方案的確定影響加工質量。大齒輪的主要質量精度指標包括齒厚誤差（chà），齒形誤（wù）差，周節誤（wù）差，齒麵粗糙（cāo）度，齒頂（dǐng）圓和齒（chǐ）端麵跳動（dòng）誤差（chà）等。要保證齒輪的（de）加工質量，需要確定科學合理的加工工藝方案，采用高精度的加工機床，選用合適的加工刀具。

      某礦山機（jī）械生產企業，多年生產重（chóng）型機（jī）械設備。2008 年加工一件特（tè）大型齒（chǐ）輪，齒輪直徑Φ9 039mm，獲得成功，並取得很好的（de）加工經（jīng）驗。本文以（yǐ）該齒（chǐ）輪加工為例，談其加工工藝（yì）方案。大齒輪材質為ZG35CrMo，模數M=40mm，齒（chǐ）數Z=224，齒頂（dǐng）圓直徑Φ9 039mm，分度圓直徑Φ8 960mm，齒寬b=680mm，整體重量52t。熱處理硬度HBS225~260。加（jiā）工精度（dù）9 級（GB10095—2001）。

1 劃線與（yǔ）加工找正

      齒輪毛坯上機床之前的第一道工序是劃線，劃線包括毛坯中心十字（zì）線，對口結合麵線，輪緣（yuán）線，齒寬中（zhōng）分麵線，齒寬端麵線，齒輪外圓線等。通過劃線可以檢查齒輪毛坯（pī）各部的加工餘量是否（fǒu）合格（gé），檢查齒輪各部尺寸的大小，通過劃線可以保證齒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（dìng）中分麵線（xiàn），從而（ér）劃出兩端麵線，保證（zhèng）兩端麵與輻板對稱。

      機加工（gōng）第（dì）一道工序是加工對口結合麵，可以在（zài）刨床（chuáng）上加工，也可以在鏜床上加工（gōng），可以（yǐ）單半齒輪加工，也（yě）可以兩個半齒輪毛坯疊放在（zài）一起（qǐ）加工，加工中按已劃出（chū）的外圓線和結合麵線對齊，按兩半齒輪毛坯中分麵線找平，按（àn）結合麵線（xiàn）找正。第二道工序是上立車整圓加工外圓和端麵（miàn），要以毛坯中心（xīn）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（yuán）線（xiàn）找正。齒輪（lún）加工以外圓為基（jī）準找正。

2 加工工（gōng）藝合理安排及（jí）特點

2.1 加工中的“三個（gè）階段”

      齒輪在加（jiā）工中分三個階段，粗加工，半精加工和精加工。

      粗加工包括粗加工對口結合（hé）平麵，粗加工對（duì）口螺孔，粗加工（gōng）外圓（yuán）及端麵，粗加工齒形，采用銑齒加工方法。

半精加工（gōng）包括半（bàn）精加工對口結合平麵，半精加工對口螺孔，半精加工外圓及兩端麵，半精銑齒形。

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

      三個階段加工各（gè）部位預留（liú）餘量及（jí）加工尺寸見表1。

2.2 加工（gōng）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（jiā）工中實行“三次組合”和“三次拆卸”的步驟。

      對口粗加工後，將兩半齒（chǐ）輪毛坯組成整圓（第一次組合），粗加工（gōng）外圓及兩端麵，上滾齒機粗加工齒形，然（rán）後拆開（第（dì）一次拆開），釋放應（yīng）力。

      對口半精加（jiā）工後，將兩半齒（chǐ）輪毛坯二次組圓，（第二次組合），進行其他部位半（bàn）精加工，然後（hòu）拆開釋放應力（二次（cì）拆開）。

      對口精加工後，將兩半齒輪毛坯第三次組圓，（第（dì）三次組合），進行其他（tā）部位精加工，然後拆開釋放應力（第三次拆開）。

2.3 加工中（zhōng）的“三（sān）個結合”

2.3.1 熱處理（lǐ）和時效處（chù）理與機加工相結合

      齒輪毛坯為鑄造（zào）毛坯。其內（nèi）部存（cún）在鑄造（zào）應力，在機加工過程中，由於切削力作用，也會在毛坯內部（bù）產（chǎn）生應力，這些應力的存在會（huì）導致齒輪產生變形，所以必須進行釋放應力的處理。

      毛坯鑄造（zào）後，進行正火處理（lǐ），消除其內部殘餘應力，正火溫度850℃，保（bǎo）溫，取（qǔ）出空冷（lěng）。粗加工後進行二次正火處理，消除加工應力（lì）。

      齒輪在半精加工後，拆開進行自然時效處理，時效時間2 周。齒輪精加工完成後，拆開進行二次自然時（shí）效處理，時效時間1~2 周。時效處理後，再次組圓，進行整體檢查，包括徑（jìng）向（xiàng）跳動，端（duān）麵跳動等，對稱檢查8 個點（diǎn），檢（jiǎn）查直徑方向變形量，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（xǐ）齒，車加工和銑齒（chǐ）加工相結合，通過多次車加工和（hé）齒形加工，不斷釋放應力，有利於控製變形。

2.3.3 銑齒加（jiā）工和滾齒加工相結合

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

      粗銑齒（chǐ）采用模數M=28 的指形銑刀，銑刀為四刃刀，該種銑刀強（qiáng）度高，抗衝擊，耐磨損，適於（yú）粗加工。銑齒從（cóng）對口縫開始，對口縫（féng）在齒穀中間（jiān），按“米”字形對稱跳躍式加工。銑刀降刀量（liàng）為0.07~0.08mm/r，刀具轉速（sù）80~85r/min。

      半精銑齒采用模數M=36 指形（xíng）銑刀，銑刀為六刃刀，該種銑刀可（kě）以提高加工精度。加工方式與粗銑齒（chǐ）一樣。銑刀降刀量為0.07~0.08mm/r，刀具轉速（sù）80~85r/min。

      精加工齒形采用（yòng）模數M=40 的滾刀，滾刀為機夾硬質合金滾刀，分兩刀加工，第一刀吃刀深度3mm，進給量0.7mm/r，第二刀吃刀深（shēn）度（dù）2mm,進給量0.9mm/r。

3 結語

      該（gāi）企業在加工特大型齒輪過程中，不斷總結（jié）經驗，製定科學可行的工藝方案，保證了特大型齒（chǐ）輪的尺寸精度和表麵粗糙度（dù），控製了齒輪的變形，取得較好的效果。設備的大型化發展，要求製造企業的加工手段和加（jiā）工工藝方案適應這種變化，本文所述加工方案已證明是可行（háng）的，可供同仁參考。