齿轮制造过程中加工工艺要求及应用

孙兆亮

摘 要：在机械的制造和运行过程中，齿轮作为重要的构成部分，对于机械转动、保证机械的正常运行起着关键的作用，齿轮制造更是在一定程度上决定了机械的整体质量和运行效率。近些年来，我国的齿轮制造已经取得了不小的成绩，在齿轮制造过程、产品精度、工艺方法等方面，齿轮制造工艺技术正在进行积极的创新发展。本文对齿轮制造过程中的加工工艺及其要求进行了探讨，结合齿轮制造过程中加工工艺应用中的常见问题及解决策略，分析了齿轮制造过程中加工工艺的发展前景。

关键词：齿轮;制造;加工;工艺;机械

前言：齿轮的历史悠久，早在三千多年之前，在人类应用的传动装置中就有齿轮的存在，齿轮紧凑的结构、较长的使用寿命和应用性较强等特点独具优势，作为各种机电产品中关键的核心部件，得到了广泛的普及和应用。随着我国现代化科学技术水平的进步发展，齿轮的制造和加工迎来的全新的机遇和挑战，借助各种先进的技术和方法，开发出了多种新工艺、新理论和新结构，提高了齿轮制造的质量和效率，有效推动了齿轮加工制造产业未来的可持续发展。

一、齿轮制造过程中的加工工艺及其要求

（一）毛坯锻造

齿轮制造中的毛坯锻造加工工艺应用十分广泛，通常采取的是锻热压印方式，随着齿轮制造加工工艺的逐渐发展，横轧技术在机械轴的生产中逐渐开始被大范围的使用，尤其是阶梯轴类工件的加工制造中尤为普遍。毛坯锻造加工工艺要求具备较高的加工效率和精准度，降低齿轮制造的成本投入、减少资源浪费问题。

（二）正火

齿轮制造中的工件冷却速度控制存在一定的难度，受到周边环境、设备问题、人工操作等因素的影响，对组织结构的均匀程度造成了一定阻碍，因此需要对金属切削进行热处理。这一过程应用到的等温正火工艺指的是经过齿轮切削硬度和热处理加工之后，在适宜的温度下避免齿轮钢材料发生热变形的问题。

（三）车削加工

齿轮制造加工中对于齿轮定位的精确度要求较高，目前在加工齿坯环节通常需要应用到数控车床，根据端面和内孔对于垂直度提出的要求，提高齿坯的准确性，保证齿轮制造加工的质量，包括孔径、端面、外径的加工质量等。提高数控车床的加工效率有效保障了经济效益，降低了设备数量。

（四）滚、插齿

为了提高刀具的使用寿命，在经过了滚刀、插刀刃磨之后，借助再次涂层技术的作用，降低了刀具更换的次数，有效保证刀具的寿命，为稳定加工的进行提供保障，促进了生产经济效益的提升。

（五）剃齿

在齿轮制造的精加工过程中，剃齿是非常常见的加工方法之一，被广泛应用到齿轮制造生产中，作为一种关键的生产工艺，剃齿具有较强的优势特点，不仅效率较高，并且具有易于实现齿形和齿向要求的优势。

（六）热处理

热处理加工工艺，在齿轮制造中的加工方法中，最常见的要以渗氮、渗碳、淬火热处理这几种方式为主。经过该工艺加工处理后的齿轮，其表面硬度大大提升，中心塑韧性大大增强，促进了齿轮寿命的延长，有效强化了齿轮的抗疲劳性和耐磨性等。

（七）磨削加工

齿轮制造中的磨削加工工艺指的是针对某些位置的精加工，包括齿轮的外径、内衬、端面等，以此促进装配安装精度的提升。

（八）检验

检验在齿轮制造加工过程中作为关键的环节，指的是在对齿部的检查和清理环节，通常实在齿轮装配之前进行。全面观察和分析齿合偏差，应用综合检查仪，提高检验的效果，以防出现齿轮噪声等问题[1]。

二、齿轮制造过程中加工工艺应用中的常见问题和解决对策

近些年来，我国的齿轮制造业快速发展，整体来讲已经逐渐取得了不小的进步。但是根据齿轮制造现状来看，在实际的齿轮制造加工生产过程中，目前仍旧存在一些问题亟待完善，需要引起齿轮制造加工工艺相关工作人员的高度重视。例如齿形不对称、齿数不准确等问题是非常常见的，这是由于齿轮制造加工的过程很容易受到多种因素的影响，其中毛坯尺寸误差、滚刀选用不合适、滚刀安装时未对准、螺旋角误差问题等，均需要相关人员结合齿轮制造加工工艺的实际情况，制定完善的优化解决对策。以齿数不准确的问题为例，选择滚刀的时候应多家关注滚刀的合理性选择，选用螺旋角相近、滚刀压力角相同、滚刀模数相同的滚刀，降低齿形误差率，保证制造出来的齿轮齿形误差在合理、科学的误差要求范围内。当出现齿形误差较大的问题时，则及时调整滚刀安装角度。确定齿轮毛坯尺寸和附加运动方向是否准确，保证齿轮制造的质量。而常见的齿形不对称问题则可以通过调整滚刀来解决，采用精度较高的滚刀刃磨床，选用价格合理、易于操作的滚刀刃磨床，促进滚刀安装精度和滚刀刃磨质量的提升。全方位检查交换齿轮的安装情况和运转情况，强化车床运转的稳定性，提高齿轮制造的整体质量和加工效率。

三、齿轮制造过程中加工工艺的发展前景

（一）高效自动化

目前齿轮制造加工行业在现代化社会经济快速发展的要求下，正在进行积极的创新改革，创新生产理念和生产方式，致力于提高齿轮制造的生产效率、制造精度。融合绿色环保生产的理念，齿轮制造加工行业更是向着绿色型生产的方面努力，以进一步推动齿轮制造的绿色和创新发展。在计算机技术和信息化技术等先进的技术手段应用下，齿轮制造加工中开始普遍、大范围的使用数控技术，借助网络控制技术和数字化控制等技术手段方式，推动了齿轮制造加工行业的高效自动化生产。体现在齿轮制造加工的各个方面，例如设备自动识别工件及其运行情况等，智能自动化是未來齿轮制造加工行业的必然发展趋势。

（二）绿色环保生产

随着现代文明的不断进步，绿色环保理念被提出，在社会各个生产行业领域内逐渐深入。在未来一段时间的齿轮制造加工产业的发展中，融合绿色环保生产新型理念，必然要向着绿色环保生产的方向转型。例如针对切削液的使用，主要是为了在切削环节中延长刀具的使用寿命，但是切削液飞溅产生的油雾物质具有一定的危害性，严重威胁着工作人员的身体健康和周围环境。为了解决这一问题，高速干切技术应运而生，有助于提高制造加工的效率，将刀具使用寿命最大程度的延长，强化了绿色环保生产理念，未来的滚齿加工中干切切齿技术将继续被广泛应用到实际的生产加工过程里。

（三）硬齿面加工技术

近些年来，齿轮制造加工向着自动化的方向发展，齿轮制造加工的自动化程度逐渐提升，包括砂轮材料的性能和磨齿机自动化等均发生了一定程度的转变，大大提高了磨齿机的工作效率。目前齿轮加工中、尤其以汽车齿轮加工为主，广泛应用到了磨齿机，渐渐新工艺被开发和设计出来，在国内外齿轮制造业中，这种滚齿-热处理-强力珩齿的制造工艺逐渐开始了大范围的试用，随着不断的深入探索和探究，将会在未来得到越来越多的应用[2]。

结论：综上所述，在齿轮的制造和加工过程中，涵盖了多个环节和多个专业的内容，具有较强的复杂性。为了提高齿轮制造的精度和质量，相关人员应结合齿轮制造加工工艺的流程，对每一个环节加强管控力度。针对齿轮制造过程中的加工工艺要求及工艺应用，及时发现和了解决齿轮制造加工中可能存在的多种复杂问题，推动齿轮制造产业的自动化、智能化发展。不断优化齿轮制造的加工工艺，为齿轮制造行业未来的发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1]肖芳，梅自元，等.齿轮制造工艺技术分析与研究[J].江西化工，2018（04）：19-23.

[2]龙松华.齿轮制造过程中加工工艺要求及应用研究[J].山东工业技术，2016（24）：11.