重型车从动锥齿轮压淬变形控制的研究

李翔

摘 要：车辆的齿轮零件是十分重要的组成部分，对于重型车来说，关系着其组装和运行。因此在完成从从动齿轮的生产时，也好格外的注意其质量，对其压淬变形进行有效控制。文章研究进行基于机床调整的重型车从动锥齿轮压淬变形控制措施，并评估其效果，借此提升從动锥齿轮的生产加工质量。

关键词：重型车;从动锥齿轮;压淬变形

中图分类号：U466  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2020）13-25-03

Study on the Pressure-quenching Deformation Control of Steering Cone Gear

in Heavy Duty Vehicles

Li Xiang

（ Ningxia Machinery Research Institute Co.， Ltd.， Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan 750000 ）

Abstract： The gear parts of the vehicle are very important parts， for the heavy vehicle， it is related to its assembly and operation. Therefore， when finishing the production of driven gear， we should pay special attention to its quality and effectively control its press hardening deformation. This paper studies the control measures of press hardening deformation of driven bevel gear of heavy truck based on machine tool adjustment， and evaluates its effect， so as to improve the production and processing quality of driven bevel gear.

Keywords： Heavy truck; Driven bevel gear; Press hardening deformation

CLC NO.： U466  Document Code： B  Article ID： 1671-7988（2020）13-25-03

前言

齿轮由于其自身物理特性，以及在加工过程中需要经过压淬工艺的原因，会由于热处理产生应力的畸变，导致精度的下降，零件的变形。齿轮的压淬变形，不仅是齿轮的精度下降，同时有合适齿轮的刚性强度下降。这种情况下，如果将从动锥齿轮继续安装在重型车上进行使用，就有可能造成齿轮的过度磨削，引起偏载;也可能造成车辆运行过程中的齿面烧伤、产生磨削严重损伤，引发点蚀和疲劳断齿。这些都会造成车辆的安全隐患。因此在压淬过程中，应当注意调整机床或相关加工工艺，确保整体的压淬过程变形控制，保证齿轮的变形在合理范围内，不会造成成品的质量问题和使用安全隐患。

1 从动锥齿轮压淬变形原理分析

从动锥齿轮作为重型车零件中需要进行压淬热处理的零件，其本身会在压淬过程中，产生一定的淬火畸变。其主要的原理在于，压淬过程经过了压力以及温度的剧烈变化，同时温度的改变是在瞬间发生的。这种瞬时的急促而剧烈的温度转换，造成了零件组织的转变，形成了体积膨胀或体积收缩的巨大内部应力;同时，外部的加温程度不均匀，对于齿轮的金属特性影响也就不均匀，金属在完成变形应力的抵抗时无法完成彻底的抵抗，和内应力形成了反作用力。内外部应力的改变，以及对整体的应力反应，造成了齿轮零件的膨胀和收缩不稳定，同时由于抵抗力的不均匀，造成了进一步的变形。

2 重型车从动锥齿轮压淬变形现状及分析

2.1 机床调整前压淬零件变形情况

通过结合不同批次的从动锥齿轮压淬情况后的合格率统计，确定机床调整前压淬零件变形情况。统计合格率数据为从动锥齿轮的内孔椭圆度和平面度数据。通过统计可以发现，从动锥齿轮压淬合格比率约为百分之71，有约百分之29的的从动锥齿轮，在生产加工压淬的过程中，会发生严重变形，导致产品质量不合规。

2.2 重型车从动锥齿轮压淬变形现状分析

从内孔椭圆度以及平面度数据的统计来看，不合格品占有百分之29的大幅度比率，接近百分之三十。这部分的不合格品，严重的浪费的生产资源，同时降低了企业的生产效率和经济效益。从变形的情况来看，椭圆度关系的内孔情况的变形和平面度关系的平面变形，在整体的变形影响中，都是较大的，几乎改变了从动锥齿轮百分之六十到百分之七十的形态特征。即使是较为轻微的变形，也能够达到百分之十到百分之十五左右。由此可见，整体的重型车从动锥齿轮压淬生产，是存在较大的技术精度缺陷的，无法有效的保证齿轮的生产质量。

分析这一问题的原因，我们结合从动锥齿轮的生产工艺，以及生产设备等，可以归纳出一下几个原因：机床的精度、模具的结构和精度、零件表面状态、计量器具等。通过对以上原因的进一步分析，我们提出了相应的改进措施，保证齿轮的压淬质量。这部分措施包括对机床以及模具的精度和结构进行调整和进一步的修正;完善整体的零件状态，确保部分关键模具的重塑，完善零件的表面控制效果;统一生产和加工过程找那个的计量器具和使用工序，确保标准执行。通过这些措施，调整重型车从动锥齿轮的生产过程，提供质量保证。

3 重型车从动锥齿轮压淬变形控制措施

3.1 机床精度调整

从动锥齿轮的生产机床，是生产加工基础，对于从动锥齿轮压淬变形的控制，有着重要的影响。其精度调整，首先通过中心缸垂直度的测量完成偏差调整。从动锥齿轮生产机床中心缸垂直度需要达到0.5mm以下。其次，调整机床的中心支座，降低基准面的偏差。对于其基准面磨平度不足的部分，进行磨平调整。最后，要完成生产机床的通用下模调整。整体下模的平面度要达到0.02mm，确保贴合程度和稳定性。如机床的使用年限过长，存在损坏或平面度不足的情况，一是考虑对轻微处进行修补，二是在严重情况下，对整体下模进行修正更换。

3.2 模具精度调整

模具是完成从动锥齿轮压淬定性的重要器具，因此，对于机床中模具的各个部分，要进行精度的调整，确保其对于变形情况的控制。模具的精度调整内容包括支承底板的调整、内环的调整、外压环的调整、内压环的调整。对于支承底板的调整，要将修正后平面度控制在0.02mm以下;内环的调整重要是将0.05mm到0.06mm的内环平整度，调整至低于0.01mm。对于内压环和外压环来说，不同模具在机床使用时有不同的平整度基础，对其调整都要保证在平整度0.01mm的标准值。

3.3 关键模具重塑

关键模具如果在实际压淬过程中，无法保证从动锥齿轮的变形控制，则需要进一步的调整其塑造能力，确保控制零件内孔椭圆度。在必要情况下，进行关键模具的重塑。重塑关键模具器械为扩涨器。这一器械的主要目的是通过螺钉变形的及控制，降低压淬从动锥齿轮时，其受到的内外力影响，减小变形程度，进而保证变形的控制，减少不合格成品。一是进行扩涨器螺钉的强度重塑，提升其刚度，从螺钉的变形进行控制。可以将螺钉原本35级的钢凋质提升至40级的钢凋质，彻底杜绝扩涨器螺钉变形情况。并据此完成整体的改动调整。在刚度调整的几乎上，进一步改进其尺寸，可由原本的M6向M8调整，降低螺钉的变形和扩涨器对于压淬从动锥齿轮的内外受力影响。除此之外吗，重塑过程还需要完成扩涨器的涨块、底座的调整改造。对于其尺寸公差、形位公差给予严格界定，确保合理布置和对变形情况的严格控制。

3.4 零件表面控制

零件的表面控制，在于排除外在的因素，降低其在零件内孔椭圆度、平面度上的影响。从以往的加工经验来看，尽管机床和模具在从动锥齿轮的加工过程中会导致变形，但是零件的表面因素更容易引起平面度的不足，引起細微的变形。这种影响和可以占到不合格比率的百分之十五左右。这部分外在因素包括从动锥齿轮加工切削过程的加工飞边现象、铁屑滞留孔内不及时清理情况、压淬过程中飞边、铁屑掉进淬火油引起模具干涉情况等。无论是何种外在因素，最终都会导致从动锥齿轮的从零件表面开始的受力变化，因而导致的变形问题。

完成零件表面控制，降低其对从动锥齿轮的压淬变形影响的措施，可以从预防和主动处理两个方面入手。一是通过控制压淬入炉前的从动锥齿轮表面状态，预防可能出现的变形情况。加工操作过程中增加砂轮片打毛刺的过程，采用砂轮和锉刀修正飞边。同时通过压缩空气机全面的清理从动锥齿轮的孔洞，确保零件的清洁性。对于淬火油槽，完成周期性的清理，确保固定时间内的彻底清理，减低零星铁屑随零件带人淬火机床内造成的变形影响。二是主动处理外在因素影响的表面问题。对扩涨器中粘有铁屑的问题，进行涨块工作时的运动方向的调整和处理。

3.5 统一计量器具

从动锥齿轮的生产加工过程，会在各个机床流转，完成多个生产工序，因此需要确保生产过程中统一的计量器具，确保规格的统一和平整度的统一。根据生产厂内更为合理的从动锥齿轮的生产设计，结合各个工序的生产需求，在保证器具的使用状态的情况下，调整各个生产过程的器具计量标准在统一的状态下。一是采用统一的塞尺测量平面度、二是在测量内孔椭圆度时，确保和平面度测量的结合。三是在使用过程中考虑测量器具的磨损，随着时间和生产周期的推进，也好完成测量精度的检定，确保检测标准。

4 重型车从动锥齿轮压淬变形控制的效果分析

通过以上措施的实行，对于整体的从动锥齿轮压淬生产过程进行了严密的调整和修正。完成各项调整后，通过对从动锥齿轮压淬成品的合格率进行统计，可以确定总体的合格率能够达到百分之98以上。这说明，从调整机床入手，完成整体工序内容的调整和修正，有助于完成重型车从动锥齿轮压淬变形控制。

但是这部分控制，仍然存在一定的控制差异，例如内孔椭圆度的控制公差，没有完全的规避，对规定程度的达成略显不足，需要进一步的提升其生产过程中的质量控制和管理

措施。另外对于机床精度、模具精度的调整，需要周期性、长时间的进行，维修成本有一定的增加。同时，对于外界因素如铁屑问题影响的从动锥齿轮压淬变形问题，无法完成全面的控制，还是会存在一定的变形问题。

5 结语

重型车从动锥齿轮压淬变形情况，在生产过程中的影响因素和问题变化情况有很多，因此其变形控制存在一定的困难。结合一定调整和改进措施，有助于降低其变形应力的影响，进而控制其变形问题。通过平衡和调整机床、模具的工艺措施、重塑关键性的模具刚度、调整统一的计量器具，以及完成零件表面的控制，能够尽可能的控制从动锥齿轮压淬过程出现变形情况，提升总体成品的合格率，提升重型车运行保障。

参考文献

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