渗碳淬火齿轮、齿轮轴工艺过程及精度控制

    硬齿面减速机齿轮、齿轮轴大多采用低碳合金钢经渗碳、淬火工艺制造，或采用氮化钢经氮化处理制造。渗碳、淬火工艺制造的硬齿面齿轮表面硬度高、齿面渗碳层均匀、心部韧性好、抗冲击，特别适用于低速重载齿轮传动。与软齿面相比较，硬齿面齿轮跑合能力较差，必须在加工时控制齿形及表面粗糙度的精度，因为齿向、齿廓误差及表面粗糙度直接影响齿面啮合精度，通过提高制造精度来保证载荷沿齿宽的均匀分布。

渗碳淬火齿轮、齿轮轴工艺过程及精度控制

    渗碳、淬火齿轮轴的加工精度应从材质选用一预备热处理一机加精度一渗碳工艺参数一淬火介质一变形修正等方面进行控制。

    加工工艺过程为锻坯料一正火一划线一打中心孔一粗车一探伤一热处理一半精车一半精滚齿一齿端处理一渗碳一半精车一淬火一喷丸一精车一探伤一基准修整一磨一磨一齿面精整一检验一磁探一铣一钳。精加工基准的选择因齿轮的结构形状不同而有所差异，轴类零件磨削或制齿通常采用两端中心孔为定位基准，因为中心孔作基准符合设计及工艺基准重合的原则，能保证较高的位置精度且工件安装方便。中心孔加工应保证有足够大的尺寸及锥度，两端中心孔在同一轴心线上，表面粗糙度应不小于Ral.6。空心轴类齿轮，在中心内孔钻出后，可用两端孔口的锥面定位，孔径较大时采用锥堵定位。盘型齿轮零件制齿时可采用以内孔和端面定位方式或以外圆和端面定位方式。

    渗碳淬火齿轮热处理工艺有预备热处理及齿形热处理。预备热处理直接影响齿轮的力学性能及切削加工性，其目的是细化晶粒，改善组织，提高钢的机械性能，便于切削，并为最终热处理作准备。预备热处理决定了齿轮的心部组织状态，如20Cr2Ni4A正火回火后硬度值可达207—269HB，显微组织为粒状或细片状珠光体及少量铁素体。渗碳淬火热处理应严格按工艺规范操作，对热处理操作人员、工艺用材料等进行严格控制，渗碳时间选择依图纸要求的渗碳层深确定，也与渗碳时炉温气氛、渗碳介质、渗碳方式等有关，淬火后安排回火工序来获得稳定的内部组织及易切削性。对常见的缺陷如渗层过浅、表面碳量过低、表面脱碳、畸变等在渗碳淬火过程中采取措施加以控制。

    齿形加工方法应根据现有设备条件、齿轮精度等级、表面粗糙度、硬度要求等选取。渗碳淬火齿轮，不论是圆柱齿轮还是圆锥齿轮，必须经磨齿来修复高温引起的齿形变形。制齿前对选用的齿轮刀具进行检验，留磨滚刀精度须达到AA级，滚刀经几次刃磨后须对刀齿前刃面径向性、容屑槽的相邻周节差、容屑槽周节的最大累积误差、刀齿前面与内孔轴线平行度进行检验。安装滚刀时应将主轴径向跳动控制在0.008mm内，刀杆径向跳动在0.005岫内，刀杆窜动在0.008mm以内时进行切齿加工，可获得高精度齿形。滚齿时在齿廓根部切出沉割，避免磨齿时磨削到齿槽根部，提高齿轮承载能力。齿形经渗碳淬火产生的变形，需经磨齿或剃齿修正。

    加工过程中应对工件探伤检查。粗车后进行超声波探伤，渗碳淬火后进行二次超声波探伤，最终确定工件内部质量，磨齿后齿面磁粉探伤，检查齿面有无细微缺陷。齿轮零件加工完后，按照图纸要求的各项检验项目进行严格检验。成品检测通常针对齿圈径向跳动误差、公法线长度误差、齿形误差、齿向误差、齿面粗糙度等。公法线超差件，必要时对其配对齿轮进行变位处理，以保证合理的啮合侧隙和接触面积。