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在工程機(jī)械中，齒輪軸的主要作用是支撐旋轉(zhuǎn)部件，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并傳遞相應(yīng)的扭矩和功率。主要傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，使用壽命長(zhǎng)。相關(guān)優(yōu)點(diǎn)，在一般機(jī)械，尤其是工程機(jī)械傳動(dòng)中，是非常重要的組成部分。如今，隨著我國(guó)刺激內(nèi)需的開(kāi)始，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也將得到很好的發(fā)展，對(duì)工程機(jī)械和產(chǎn)量的需求也將繼續(xù)增加。因此，應(yīng)有效優(yōu)化齒輪軸材料、熱處理方法和機(jī)械加工的選擇，以提高齒輪軸的加工質(zhì)量和加工效率，延長(zhǎng)齒輪軸的使用壽命。

零件結(jié)構(gòu)分析:齒輪軸對(duì)精度要求較高，加工時(shí)需要注意相關(guān)問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，必須正確選擇和分析齒輪軸的材料基準(zhǔn)熱處理以及齒廓加工，才能保證齒輪軸的加工質(zhì)量得到提高。以輸入齒輪軸為例，其外表面尺寸公差大部分可控制在±0.01mm范圍內(nèi)，而表面粗糙度主要為Ra3.2~0.8°m，位置精度一般為尺寸精度值的三分之二、一到五分之一，齒輪精度等級(jí)是7-5。加工前要了解齒輪軸的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)可制造性，根據(jù)圖紙要求的定位參考合理安排加工順序。

材料選擇:以減速機(jī)為例。常用的齒輪軸主要采用合金鋼材料42CrMo、20CrMnMo、20Cr2Ni4、17CrNiMo6等。根據(jù)齒輪軸的用途和設(shè)計(jì)強(qiáng)度的不同，在材料的選擇和熱處理的工藝要求上也會(huì)有一定的差異。20CrMnMo、20Cr2Ni4、17CrNiMo6等材料一般先淬火回火，再用前滾刀進(jìn)行滾削，然后滲碳淬火，再研磨成成品。最終牙硬度可達(dá)50-62HRC。

毛坯的選擇:在加工過(guò)程中，由于齒輪軸的機(jī)械強(qiáng)度要求較高，而且每一步的直徑相差較大，為了有效降低材料消耗和加工勞動(dòng)，我們通常會(huì)選擇鍛造毛坯。以圖1中的產(chǎn)品為例(M=9, Z=17)。本產(chǎn)品要求使用17CrNiMo6電渣重熔材料。坯料的原料應(yīng)為精鋼。鋼在轉(zhuǎn)爐內(nèi)熔煉，在爐內(nèi)進(jìn)行鎮(zhèn)靜、真空脫氣處理，再加二次電渣重熔，嚴(yán)格控制H、O、N等氣體的增加。使用電渣重熔鋼錠可以提高鋼的純度，顯著提高鋼的塑性和韌性，減少枝晶偏析，防止氣孔和收縮的出現(xiàn)，并能顯著提高鋼的各向同性。

軸的鍛造工藝為:原料下料→下料鋸切→加熱→鍛造→鍛造后熱處理→機(jī)加工→探傷尺。鍛件采用先鑄后壓的方法，過(guò)程中采用小十字變形的方法。對(duì)原料進(jìn)行伸長(zhǎng)和鐓鍛，使鍛件比大于6，大大改善了原原料成分和枝晶。如偏析等缺陷;成形和鍛造使用小的擺動(dòng)來(lái)鍛造小直徑和圓。使鍛件達(dá)到結(jié)構(gòu)均勻、流線合理、變形比均勻的目標(biāo)，提高產(chǎn)品的各向同性性能。鍛造后迅速冷卻至300-400℃左右，安裝在電爐中進(jìn)行正火+高溫回火，改善結(jié)構(gòu)和加工性能。

預(yù)熱處理和半精加工車削:鍛件、粗車削、黑色皮清理后，鍛件毛坯需調(diào)質(zhì)回火。淬火回火處理是指淬火和高溫回火的雙重?zé)崽幚矸椒āＦ淠康氖鞘构ぜ哂辛己玫木C合機(jī)械性能。高溫回火是指在500-650℃之間回火。淬火回火可以使鋼的性能和材料有較大的調(diào)整，強(qiáng)度、塑性和韌性好，具有良好的綜合力學(xué)性能。淬火回火采用正火和淬火預(yù)處理工藝。它被加熱到溫度880攝氏度，然后保持2.5小時(shí)，然后通過(guò)油冷卻到室溫。然后在650℃的溫度下回火，保存5小時(shí)，在空氣中冷卻到室溫。

預(yù)處理后硬度控制在160~200HBS，下一道工序?yàn)榘刖庸ぼ囅鳌?duì)于半精加工車削，盡量選擇較小的切削深度和進(jìn)給速度，切削速度可以更高。精細(xì)車削要求切削深度小，切削量小。半精加工車削后，不僅要對(duì)工件的直徑和幾何尺寸要求合格，而且對(duì)表面粗糙度要求較高，也要合格。精車削加工精度可達(dá)IT8~IT6，表面粗糙度Ra可達(dá)1.6~0.8°m。

齒輪加工和精車削:通常在機(jī)械設(shè)備中，由于齒輪軸的精度不同，齒輪軸被分為不同的級(jí)別。插齒和滾齒可以有效地保證齒廓的精度，但它們比滾齒具有更高的精度和效率。因此，對(duì)于外齒齒輪軸，可采用滾齒機(jī)進(jìn)行小批量生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)。根據(jù)不同的生產(chǎn)方法，加工過(guò)程也會(huì)有所不同。產(chǎn)品可以用預(yù)磨滾刀進(jìn)行滾削，然后進(jìn)行滲碳、淬火、精細(xì)磨削、磨齒等加工工序。對(duì)于需要淬火的齒輪，需要在特殊淬火前提高精度。

花鍵按形狀不同可分為矩形花鍵和漸開(kāi)線花鍵，后者一般用于機(jī)械設(shè)備中。精車時(shí)，以齒輪軸兩端的上孔為基準(zhǔn)，完成外圓的精車。如果要有效提高加工效率和質(zhì)量，可以在精車削加工過(guò)程中使用數(shù)控車削方法，有效提高加工效率，保證齒輪軸圓弧面等特性的加工質(zhì)量。